JPH11157900A - コンクリート代替成形物およびその製造法 - Google Patents

コンクリート代替成形物およびその製造法

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JPH11157900A
JPH11157900A JP31925397A JP31925397A JPH11157900A JP H11157900 A JPH11157900 A JP H11157900A JP 31925397 A JP31925397 A JP 31925397A JP 31925397 A JP31925397 A JP 31925397A JP H11157900 A JPH11157900 A JP H11157900A
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clinker ash
main
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phenolic resin
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Mitsuyoshi Kato
光美 加藤
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/10Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/12Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 火力発電所等からフライアッシュとともに大
量に発生し、廃棄上問題のあるクリンカーアッシュの有
効利用を図ることができるコンクリート代替成形物およ
びその製造法を提供する。 【解決手段】 成形物主体が、クリンカーアッシュの篩
分粒子を主骨材としてこれをフェノール樹脂系結合剤に
より固結したもの、および、クリンカーアッシュを篩目
が10〜40メッシュの篩により篩分してその篩分粒子
を主骨材とし、これに二液性のフェノール樹脂系結合剤
の硬化助剤を加えて一次混練後、この混練物に主剤を加
えて所要形状に成形して硬化させるようにした製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所等から
フライアッシュとともに大量に発生し、廃棄上問題のあ
るクリンカーアッシュを有効利用したコンクリート代替
成形物とその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】石炭火力発電所では、石炭燃焼時に生成
されて煙道より上昇する微粉状のフライアッシュとは別
に、クリンカーアッシュが生成されてこれが炉底に大量
に残されるが、前記した微粉状のフライアッシュは煙道
から集塵機により捕集されてセメント材料などに用いら
れているのに対し、炉底に残されたクリンカーアッシュ
は多孔質の塊状または不定形粒であるため、道路埋め立
てに一部利用される外はその殆どが廃棄処分されてい
る。ところが、この多孔質のクリンカーアッシュは嵩張
るため廃棄コストが高くつくという問題があり、クリン
カーアッシュの有効利用法の開発が強く望まれていると
ころである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して廃棄上問題のあるクリンカーアッシ
ュの有効利用を図ったコンクリート代替成形物とその製
造法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、成形物主体が、クリンカーアッ
シュの篩分粒子を主骨材としてこれをフェノール樹脂系
結合剤により固結したものであることを特徴とするコン
クリート代替成形物と、クリンカーアッシュを篩目が1
0〜40メッシュの篩により篩分してその篩分粒子を主
骨材とし、これに二液性のフェノール樹脂系結合剤の硬
化助剤を加えて一次混練後、この混練物に主剤を加えて
所要形状に成形して硬化させることを特徴とするコンク
リート代替成形物の製造法とを基本構成とする。そし
て、前記したコンクリート代替成形物において、10〜
40メッシュの篩により篩分されたクリンカーアッシュ
の篩分粒子が主骨材として用いられているものを請求項
2に係る発明とし、主骨材とは別に繊維状のフィラーを
添加してあるものを請求項3に係る発明とし、成形物主
体の表面に非透水性被膜を被覆してあるものを請求項4
に係る発明とする。また、前記したコンクリート代替成
形物の製造法において、クリンカーアッシュ塊粒を粉砕
したうえ篩分した篩分粒子を主骨材として用いる方法を
請求項6に係る発明とし、また、これらの方法におい
て、硬化助剤を酸触媒とし、主剤をレゾール型フェノー
ル樹脂とする方法を請求項7に係る発明とする。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明では、火力発電所等におい
て石炭燃焼時に生成されて炉底に小塊状または不定形粒
状として残される多孔質の灰分であるクリンカーアッシ
ュの篩分粒子を成形物主体の主骨材とし、これを耐熱性
に優れているうえ優れた結合強度を確保できるフェノー
ル樹脂系結合剤により所要形状の成形物主体とした点に
特徴があって、この主骨材であるクリンカーアッシュと
しては、炉底から回収されたクリンカーアッシュを篩目
が10〜40メッシュの篩、好ましくは、10〜20メ
ッシュの篩により篩分して得た粗粒子を用いる。その理
由は、これよりも細かい例えば、篩目が40メッシュよ
り細かい篩により篩分された微粒子のみを主骨材とする
と、成形物主体が所望の比重の多孔質体とならないうえ
に製造工程においてフェノール樹脂系結合剤との的確な
混練を行い難いからであり、一方、篩目が10メッシュ
より粗い篩により篩分された小塊入り粗粒子を主骨材と
すると、成形物主体の仕上面が粗くなり、体裁上問題が
あるうえに所望の強度が得られないからである。
【0006】なお、篩分時に残された小塊または不定形
粒は粉砕機により粉砕したうえ再度篩分して好ましい粒
度の篩分粒子とすればよい。また、主骨材となるクリン
カーアッシュの使用量は特に限定されることはないが、
成形物主体の全重量の40〜80重量%好ましくは60
〜80重量%の範囲とするのが、軽量化および強度との
関係で好ましい。さらに、主骨材とは別にロックウー
ル、セラミックウール、炭素繊維、アラミド繊維、耐ア
ルカリガラス繊維などを細かく裁断した短繊維または所
定長さの連続繊維補強材その他の繊維状フィラーや、フ
ライアッシュ、炭酸カルシウムなどの微粉末を添加する
ことは差支えない。
【0007】一方、本発明において用いるフェノール樹
脂系結合剤としては、特に限定されるものではないが、
硬化助剤と主剤とよりなるレゾール型またはノボラック
型などの二液性のフェノール樹脂系結合剤が好ましく、
特に、その中でも硬化助剤として酸触媒となる有機酸を
用い、主剤としてレゾール型樹脂を用いるレゾール型の
フェノール樹脂系結合剤は、成形作業上および成形物の
強度上の利点があるうえにコスト面から最も好ましい。
また、このような二液性のフェノール樹脂系結合剤を用
いるときには、主骨材であるクリンカーアッシュの篩分
粒子に先ず硬化助剤を加えて一次混練し、この混練物に
主剤を加えて二次混練すると、クリンカーアッシュの配
合割合を大きくできるので好ましい。その理由は、クリ
ンカーアッシュは多孔質の軽量粉末であるため、常法ど
おり二液を同時に主骨材に添加して混練しても、短時間
に均一な分散状態を得ることが不可能であり、このよう
に通常の混練方法ではクリンカーアッシュ量を多くでき
ず、このため、大量のクリンカーアッシュを処理する方
法としては不充分であるからである。
【0008】そこで、この実施の形態では前記したよう
に、主骨材であるクリンカーアッシュの篩分粒子に先ず
液状の硬化助剤を加えて一次混練し、この混練物にフェ
ノール樹脂系結合剤の主剤を加えて二次混練して所定の
形状に成形後、加熱して硬化させている。このように主
骨材であるクリンカーアッシュの篩分粒子に対して液状
のフェノール樹脂系結合剤を二段階に分けて添加混練す
ることにより、成形物主体の全重量の80重量%程度ま
でをクリンカーアッシュの篩分粒子で占めることが可能
となる。なお、このような一次混練と二次混練とはバッ
チ式で行なっても連続式混練機で連続して行なってもよ
いことは勿論である。
【0009】なお、クリンカーアッシュの混合率の下限
は特に限定されるものではないが、本発明はクリンカー
アッシュの有効利用を提供することを1つの目的として
いるため、クリンカーアッシュの混合率を40重量%以
上好ましくは60重量%〜80重量%とすることが前記
目的を達成するうえで好ましいばかりでなく、後記する
成形物の耐熱性、断熱性などの諸特性上も好ましいこと
となる。一方、フライアッシュの混合を80重量%以上
とすることは、上記した本発明の方法によっても容易で
はなく、また、仮に均一混合ができたとしても機械的強
度の低下が避けられないうえに粘性が乏しくて型への充
填作業が面倒となるのであまり好ましくない。
【0010】また、前記したようにして本発明に係るコ
ンクリート代替成形物を製造するには、例えば、スパイ
ラル状の攪拌翼を備えた攪拌槽を用意し、この槽中に主
骨材である10メッシュパスに篩分されたクリンカーア
ッシュ粒子90kgと2mm〜3mmに裁断した10〜12μ
Φの耐アクリルガラス繊維片10kgとを投入したうえ、
レゾール型のフェノール樹脂系結合剤の硬化助剤である
有機酸(商品名ショウノールARLー011 昭和高分
子株式会社製)4kgを加えてこれらが均一に混ざるまで
15〜30分間充分に攪拌する。このようにして一次混
練が終了したならば、この一次混練物にフェノール樹脂
系結合剤の主剤となるレゾール型フェノール樹脂(商品
名ショウノールBRLー2113 昭和高分子株式会社
製)25kgを必要量の顔料その他の補助添加材1kgとと
もに加えて5〜10分間二次混練する。そして、この二
次混練が終了したならば、これを所定の型に流し込み、
表面の粘着性がなくなったとき脱型し、これを60℃の
温度下に約3時間放置して硬化を行なえば、ここに比重
が1.14、圧縮強度17.6N/mm2 、曲げ強度6.
4N/mm2 の製品が得られることとなる。なお、この場
合、離型性をよくするために型面に離型剤処理を施して
おくことは勿論であり、また、硬化は常温硬化としても
加熱硬化としてもよい。
【0011】このようにして得られたコンクリート代替
成形物は、主骨材であるクリンカーアッシュがその化学
組成をSi02とAl2O3 を主成分としてこれにフライアッシ
ュに比べて遙かに多い未燃炭素分を含む耐熱物質である
うえ、フェノール樹脂系結合剤も耐熱性を備えているた
め、成形物主体は充分な耐熱性を備えたものとなり、ま
た、未燃炭素分を含むことは電磁波対策上も有効なもの
となる。さらに、クリンカーアッシュが多孔質であるた
め、成形時に発泡剤を加えなくても成形物主体は軽量で
断熱性にも優れた多孔質成形体となっており、このた
め、砂を主骨材としたレジンコンクリートや、化学組成
がクリンカーアッシュに近いフライアッシュをフェノー
ル樹脂系結合剤により固結したものと比べた場合、比重
が前者と比べて約1/4、後者と比べても約1/2程度
に軽減され、このため、運搬時や施工時における取扱性
が容易になるうえ、断熱性、防音性などの点ではるかに
優れた特性を有するものとなる。
【0012】また、成形物主体は多孔質であるから、吸
水性を遮断しておく必要のある製品とする場合には、成
形物主体の表面に合成樹脂系防水剤や水ガラスなどの非
透水性被膜を吹付法、浸漬法、塗布法など任意の手段で
含浸被覆しておけばよいし、また、顔料を添加しておく
ことにより装飾性を高めることもできる。
【0013】以下に、本発明の実施例を比較例とともに
表1に示す。(表中%は重量%)
【表1】 なお、表1において、「取扱性」とは製品の取扱性と製
造工程における取扱性の双方を含み、また、「強度」は
圧縮強度と曲げ強度の双方を含む。また、表中「総合」
とは、送配電線用の地中埋設物として用いた場合におけ
る「取扱性」と「強度」と「断熱性」との総合評価であ
り、表中における◎は優、○は良、△は可、×は不可で
ある。さらに、結合剤欄のフェノール樹脂は、主剤であ
るレゾール型フェノール樹脂100重量部に対し、硬化
助剤として前記した酸触媒16重量部とその他の補助添
加材を添加するようにした二液性のフェノール樹脂系結
合剤を使用した。また、上記実施例中、クリンカーアッ
シュ85%、フェノール樹脂15%の「取扱性」を比重
が小さいにもかかわらず○としたのは、製造時に型への
充填作業性を加味した評価によるからである。
【0014】本発明のコンクリート代替成形物は、クリ
ンカーアッシュとフェノール樹脂系結合剤とよりなるも
のであるから耐熱性があり、しかも、前記したように多
孔質成形体であるから軽量で運搬時や作業時における取
扱性に優れているうえ断熱性に優れているため、その用
途は地中埋設用トラフその他の地中埋設物或いは道路用
敷板、床タイル、壁板、パイプなどのコンクリート製品
の全てを含む外、軽量なため、屋根瓦などにも使用でき
るものとなるが、特に、送配電線用の地中埋設物として
用いれば、前記した特性が極めて有効なものとなるうえ
に、クリンカーアッシュの産出源である電力会社が自己
処理することにもなるので、社会的にも好ましい。
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明であるコ
ンクリート代替成形物によれば火力発電所等からフライ
アッシュとともに大量に発生し、廃棄上問題のあるクリ
ンカーアッシュを有効利用して、砂などを主骨材とする
レジンコンクリート製品や、フライアッシュをフェノー
ル樹脂系結合剤で結合させたレジンコンクリート代替製
品に比べ優れた諸特性を有するものとなる。また、本発
明であるコンクリート代替成形物の製造法によれば、前
記したようなコンクリート代替成形物を安価に量産でき
ることとなる。よって本発明は従来の問題点を解決した
コンクリート代替成形物およびその製造法として、産業
の発展に寄与するところは極めて大きいものがある。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形物主体が、クリンカーアッシュの篩
    分粒子を主骨材としてこれをフェノール樹脂系結合剤に
    より固結したものであることを特徴とするコンクリート
    代替成形物。
  2. 【請求項2】 10〜40メッシュの篩により篩分され
    たクリンカーアッシュの篩分粒子が主骨材として用いら
    れている請求項1に記載のコンクリート代替成形物。
  3. 【請求項3】 繊維状フィラーを添加してある請求項1
    または2に記載のコンクリート代替成形物。
  4. 【請求項4】 成形物主体の表面に非透水性被膜を被覆
    してある請求項1または2または3に記載のコンクリー
    ト代替成形物。
  5. 【請求項5】 クリンカーアッシュを篩目が10〜40
    メッシュの篩により篩分してその篩分粒子を主骨材と
    し、これに二液性のフェノール樹脂系結合剤の硬化助剤
    を加えて一次混練後、この混練物に主剤を加えて所要形
    状に成形して硬化させることを特徴とするコンクリート
    代替成形物の製造法。
  6. 【請求項6】 クリンカーアッシュ塊粒を粉砕したうえ
    篩分した篩分粒子を主骨材として用いる請求項5に記載
    のコンクリート代替成形物の製造法。
  7. 【請求項7】 硬化助剤が酸触媒であり、主剤がレゾー
    ル型フェノール樹脂である請求項5または6に記載のコ
    ンクリート代替成形物の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000302511A (ja) * 1999-04-13 2000-10-31 Nichiei-Yoshida Co Ltd コンクリートの補修材
JP2015045226A (ja) * 2014-12-08 2015-03-12 株式会社環境緑化保全コンサルタント 石炭灰を用いた舗装構造及びその施工法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000302511A (ja) * 1999-04-13 2000-10-31 Nichiei-Yoshida Co Ltd コンクリートの補修材
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Effective date: 20050201