JPH03109242A - 成形体を製造するための成形材料および成分のキット、ならびに成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は成形体の製造のために、無機の、骨格を形成す
る成分および硬化剤としてＫ２Ｏおよび／またはＮａ２
Ｏ当りＳｉＯ２１，２〜２．５モルを持つアルカリ金属
ケイ酸塩溶液を有する成形材料−ないしは多くの部分よ
りなる成分の組成物、ならびにそれから製造される成形
体に関する。

［従来の技術］ 活性で、骨格形成成分を含み、アルカリ金属ケイ酸塩溶
液を有する水性反応媒質中で比較的低い温度で発熱反応
で硬化するこの種の若干の成形材料はすでに公知である
。セメントをペースとする成形材料とは反対にその際水
は化学的に結合されず、むしろ反応の後発熱反応の熱に
より蒸発するかないしは成形体を加熱することにより追
い出すことができる。

ヨーロッパ特許庁特許第０１４８２８０号明細書から活
性の、骨格を形成する成分として炉濾過粉塵としてコラ
ンダムまたはムライト製造の際に沈降する無定形ＳｉＯ
２および酸化アルミニウムのｔＪｒ物を存する酸化物混
合、ならびに無定形の、分散−粉末状ケイ酸からの不溶
性ＳｉＯ２が公知である。

ヨーロッパ特許庁特許公開第０１９９９４１号（−米国
特許第４，６８１．６３１号）は高温−石炭火力発電所
からのガラス状無定形電気集塵器灰分を使用することな
らびに焼成した、微粉のボーキサイトを反応性固形物と
して記載している。

従来公知の当該種類の成形材料は各その組成により非常
に異なる活性を有し、それに相応して異った反応時間に
なる。その際この反応時間は著しく温度に依存し、その
結果成形材料はそれぞれ発生する反応熱に従い多かれ少
なかれ速く硬化する。その際特に速く反応する活性の骨
格形成成分には、場合により他の不活性に反応する骨格
形成固体と混合してすぐれた成形材料にする必要がとり
わけ生じる。

【発明が解決しようとする課題］ 従って本発明の課題は公知の成形材料よりも短詩で硬化
する種類の成形材料−ないしは成分の組成物を開発する
ことであった。

［課題を解決するための手段］ 前記課題は本発明により褐炭火力発電所からの微粉電気
集塵器粉塵を使用することで解決される。

本発明の意味における組成物とは成形材料のなお混合さ
れない（完全に）成分の総体と解する。

電気集塵器粉塵としては現代的褐炭火力発電所の濾過装
置で燃焼の後微粉の粉塵として固体の燃焼生成物を遊離
した成分と解する。

石炭火力発電所で濾過粉塵は燃焼温度的１６００℃より
上で始めて反応性の、骨格形成成分として使用できる一
方、本発明による褐炭火力発電所濾過灰分は非常に低い
燃焼温度にかかわらずアルカリ金属ケイ酸塩と反応する
。

種々の骨格形成固形物の反応性を比較するために試験す
べき骨格形成成分の一定量を充填材およびアルカリ金属
ケイ酸溶液とを混合して懸濁液とし形に満し、その際充
填材およびアルカリ金属ケイ酸溶液の種類および量は同
一にしておく。

引き続いて一定の硬さ（試験体の浸入深さ）に到達する
のに必要な硬化時間を測定する。意外にも、本発明によ
る褐炭火力発電所濾過粉塵はすべての従来公知の骨格形
成成分の最高の反応性（最短硬化時間）を持っているこ
とが判明した。

本発明による成形材料の高反応性および非常に高い硬化
速度は驚くべきことである：鉱物質をベースとする微粉
の粉塵はすなわち殆ど例外なくアルカリ金属ケイ酸塩溶
液とは反応しないこれに対して褐炭火力発電所からの電
気集塵器粉塵はその組成において形式上の分析的酸化物
含有量に関して殆ど従来知られていなかった反応性固形
物と本質的に異る。酸化物に換算した物質含有率は本発
明による濾過粉塵ではＣａ０２５〜３５重量％、ＭＭｇ
Ｏ８〜１２重量％、Ａ１２２０３３〜６重量％、ＳｉＯ
２　２０〜２５重量％酸化鉄および硫酸塩、明らかに無
水のＣａＳＯ４として８〜１０重量％にある。酸化物と
してのこの計算はその際実際に存在する化合物について
何も伝えていないし、無定形の粉塵であっても最も現代
的な手段をもってしても確認できない。

この反応にあづかる電気集塵器粉塵の有利な割合はアル
カリ金属ケイ酸塩溶液重量部当り０．４〜３．０重量部
である。

褐炭火力発電所からの電気集塵器粉塵一部、特に６０重
量％までの割合に前述のすでに公知の反応性固体の一つ
により替えることは可能である。

しかしながらまた、本発明による褐炭火力発電所−濾過
粉塵をほんの僅かの割合で公知の骨格を形成する成分に
混合しそれによって製造される成形材料の反応性を向上
せしめ硬化に必要な時間を短縮することも可能である。

有利であるのは骨格＃皮成分きして褐炭火力発電所から
の電気集塵粉およびグループ：Ｉ　コランダム−または
ムライト製造からの濾過粉塵として得られる無定形二階
ケイ素およびアルミニウムを含有する微粉の酸化混合物
、■　高温石炭火力発電所からのガラス状の、無定形電
気集塵器灰分、 ■　粉砕焼成ボーキサイト、 ■　不溶性、無定形５１０２％特に無定形の、分散−粉
末状の、脱水のまたは水分含有の、または？に温処理（
シリカヒユーム）からのケイ酸、 ■　メタカオリン からの反応性固体の１つ以上からの混合を装入すること
で、その際褐炭火力発電所−濾過粉塵の割合が有利には
５〜２０重量％である。

アルカリ金属ケイ酸塩溶液では有利なのはＫ２Ｏないし
Ｎａ２Ｏモル当りＳｉＯ２１．３〜２゜２モルを含有す
る。アルカリ金属ケイ酸塩溶液ではＮａ２Ｏに比べてＫ
２Ｏが有利である。アルカリ金属ケイ酸塩溶液は過剰の
アルカリを含有すべきである（アルカリ性アルカリ金属
ケイ酸塩溶液）。非常に有利であるのは無定形の、分散
したー粉末状の、水分含有のケイ酸、いわゆる沈降ケイ
酸を溶解して得られるようなアルカリ金属ケイ酸塩溶液
である。その際有利にはアルカリ金属水酸化物の溶液ま
たは固体のアルカリ金属水酸化物を水を添加しつつ沈降
ケイ酸と反応させることである。また沈降けい酸の代り
に高温処理からの無定形Ｓｉｏ２　（シリカヒユーム）
も使用することができる。

成形材料を製造するために成分を混合する。

それから成形材料で適当な形に充填し、その際通常の場
合は非常に短期間の後同化が始まり、離形できる。成形
材料の硬化は発熱反応で行われる。硬化反応を始めるた
めに成形材料を短期間加熱することができ、その際温度
２０〜１００℃が有利であり迅速で十分である。硬化時
間は比較的短か＜２０〜６０分にある。引き続いての温
度処理は例えば５００°Ｃまでが可能である。

一般にはアルカリ金属ケイ酸塩溶液は水分含有率は２８
〜５５ｆｆｌ量％で、有利でないソーダ水ガラス溶液で
も６０重量％でよいが、その除水の少くない溶液が有利
である。成形材料では硬化前の水分含有率は活性骨格形
成成分に対しおよび充填物を考慮することなく２０〜６
５重量％で、その際水分含有率は２６〜５８重量％が有
利である。

充填物は量では成形材料の活性硬化固形物１００ｇ当り
例えばｌ　Ｏ００９まで、有利には４００ｇまで特に１
００ｇまで含有することができる。

充填物の種類は非常に多彩で、その際粉砕されたまたは
均一に分散した形の簡単に入手しやすい、無機物質が有
利である。例えば岩石粉末、玄武岩、粘土、長石、雲母
粉、硝子粉、石英砂、石英粉、ボーキサイト粉および陶
土−ボーキサイト−またはコランダム工業の廃物、灰分
、鉱滓ならびに鉱物性繊維物質である。さらに有機繊維
物質、例えばセルローズ−繊維または合成繊維が補強充
填物として存在することもできる。充填材として特に価
値があるのはボイラー温度１６００°Ｃより下の石炭火
力発電所４ からのフライアッシュである。このようなフライアッシ
ュは反応性または骨格形成性でないが微粉のため良く混
合することができる。

彩色すること、特に顔料彩色によることは可能である。

充填しない成形体の際には急速な硬化により割れの生ず
ることが可能である。これは繊維添加、例えば充填材と
して雲母の添加によりならびに場合により多量の充填材
またはゆるやかに硬化するような反応性固形物の成分に
より回避することができる。それからまた、大きい寸法
の成形体および、例えば壁の化粧用板または同様な大平
面状平面成形体の製造も可能である。

本発明による成形材料ないしは成形体の特に有利な点は
種々のセラミック成形体を補うことのできる成形体を得
ることができ、かつ省エネルギー法で製造される処にあ
る。セラミック材の際のような燃焼過程は不必要である
からである。

発泡体は褐炭火力発電所からのこれらの電気集塵灰分で
アルカリ性ケイ酸塩溶液のガスを生成しながら分解する
噴射剤例えば過酸化水素またはこれを放出する化合物例
えばＮａ−過硫酸塩、Ｎａ−過炭酸塩またはアルミニウ
ムないしは珪素のような金属粉末のように短い発泡およ
び硬化時間に外部からの熱導入な°くして製造すること
ができ、その際量の割合および適切な充填剤の選定なら
びに場合により繊維添加により特性を変えることができ
る。発泡体においては非常に短い硬化時間は特に良く知
ることができる。適当な発泡剤および場合により反応促
進剤は例えば国際公開第８９１０５７８３号から公知で
ある。

［実施例］ 表に挙げた成分をよく撹拌しながら均一な懸濁液にまぜ
合せた。

例１および２ではそれから発泡剤として過酸化水素溶液
を添加し即座に形に充填を行った。

発泡体においては硬化時間はほぼ発泡時間に同じであっ
た。

表からは、本発明により少くとも割当量の褐炭火力発電
所−濾過粉塵を装入する限りは硬化に必要な時間は殆ど
周囲温度に無関係であることが明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、成形体製造のために、 無機の、骨格形成する成分を有し、 硬化剤としてＫ＿２Ｏおよび／またはＮａ＿２Ｏモル当
   りＳｉＯ＿２１．２〜２．５モルを持つアルカリ金属ケ
   イ酸塩溶液を有する成形材料または成分の多数部分より
   なる組成物において、骨格形成成分が少くとも一部は褐
   炭火力発電所からの微粉の電気集塵器粉塵からなること
   を特徴とする成形材料または組成物。 ２、該微粉の電気集塵器粉塵は金属酸化物として計算し
   たときＣａ、Ｍｇ、Ａｌ、ＳｉおよびＦｅの含有率 ＣａＯ２５〜３５重量部 ＭｇＯ８〜１２重量部 Ａｌ＿２Ｏ＿３３〜６重量部 ＳｉＯ＿２２０〜２５重量部 鉄酸化物８〜１０重量部 を有する請求項１記載の成形材料または組成物。 ３、骨格形成する成分として褐炭火力発電所からの微細
   な電気集塵器粉塵および次のグループ： I 　コランダム−またはムライト製造からのフィルタ
   ー粉塵として得られた無定形二酸化ケイ素および酸化ア
   ルミニウムを含有する微粉の酸化混合物、 II　高温石炭火力発電所からのガラス状、無定形電気集
   塵器灰分、 III　粉砕焼成ボーキサイト、 IV　不溶性、無定形ＳｉＯ＿２、特に無定形の、分散−
   粉末状の、脱水の、または水分含有の、または高温処理
   （シリカヒューム）からのケイ酸、 Ｖ　メタカオリン、 からの反応性固形物の１つ以上からの混合物を使用する
   請求項１記載の成形材料または組成物。 ４、骨格形成成分１００重量部当り充填材含有率５〜１
   ００重量部を含む請求項１から３までのいずれか１項記
   載の成形材料または組成物。 ５、アルカリ金属ケイ酸塩溶液１重量部当り骨格形成成
   分０．４〜３．０重量部含有している請求項３記載の成
   形材料または組成物。 ６、該成形材料または組成物が発泡剤を含有する請求項
   １から５までのいずれか１項記載の成形材料または組成
   物。 ７、請求項１から６までのいずれか１項記載による成形
   材料を注型することにより周囲温度２０℃〜１００℃で
   成形および硬化して製造した成形体。 ８、褐炭火力発電所からの微粉電気集塵器粉塵からなる
   、アルカリ金属ケイ酸塩を含む成形材料における活性、
   骨格形成成分。