專利名稱：多孔體、其制造方法和用于該制造的發(fā)泡裝置的制作方法
發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及含有粉煤灰的多孔體、其制造方法和用于制造的發(fā)泡裝置。
背景技術(shù)：
在日本，從火力發(fā)電站產(chǎn)生的大量煤灰等粉煤灰約60％可以再利用，但是，剩下的約40％無法再利用，只能填埋處理。這是因為，使用的煤的產(chǎn)地造成化學(xué)成分或粒度分布不同，并且，由于發(fā)電時的電力輸出，粉煤灰的品質(zhì)(比表面積(粒度)和未燃燒成分量(碳量)等)分散。也就是說，在以海外煤炭為主的目前，以粉體原料形式使用，性質(zhì)的偏差大，難以滿足制造穩(wěn)定產(chǎn)品的條件。
而且，在再利用的粉煤灰中，大半作為粘土替代的水泥和陶瓷工業(yè)的原料，能夠作為JIS規(guī)定的混凝土混合劑使用的部分僅是其中的一點，無法大量使用。今后，隨著燃煤發(fā)電站的增加，可以設(shè)想到粉煤灰的產(chǎn)生量進(jìn)一步增加，粉煤灰填埋處理的形勢更加嚴(yán)峻，并且進(jìn)一步提高粉煤灰的再利用率非常重要。
為此，正在研究將粉煤灰用于ALC(熱壓處理的輕質(zhì)混凝土)建材，但是，由于隨著煤炭的種類和發(fā)電輸出等，粉煤灰的粉體特性變化很大，因此，難以大量利用，只能使用到替代極少一部分原料的程度，還沒有使用到再利用大量產(chǎn)生的粉煤灰的足夠高的程度。
另外，還正在研究將粉煤灰用作路基材料和粗骨材的原料，但是，由于相對于天然資源的成本高，如果用在需要運輸?shù)倪h(yuǎn)離地，存在經(jīng)濟(jì)方面的困難，限制了粉煤灰再利用率的提高。
因此，作為能夠進(jìn)一步有效利用粉煤灰的手段，例如，在下面的專利文獻(xiàn)1等中提出，采用在氣泡混凝土和加氣砂漿中一般進(jìn)行的預(yù)發(fā)泡和混合發(fā)泡(ミツクスフォ-ム)法，將混合粉煤灰和水泥生成的原料進(jìn)行多孔質(zhì)成形，并采用熱壓將其固化的方法。
該方法是將粉煤灰、水泥、水、發(fā)泡劑、增粘劑混合的粉煤灰漿料用發(fā)泡劑發(fā)泡，用另外的發(fā)泡裝置做成的細(xì)微泡混入，形成給定比重的發(fā)泡漿料，在進(jìn)行了將該發(fā)泡漿料的泡固定的第一段低溫(30～50℃)的前養(yǎng)護(hù)和第二段高溫(50～80℃)的前養(yǎng)護(hù)之后，采用通常的熱壓養(yǎng)護(hù)進(jìn)行固化的方法。采用該方法，可以制造粉煤灰65％、水泥35％的粉煤灰高混合率的吸音材料和ALC等。
采用通常的ALC制造方法，將發(fā)泡漿料在60℃左右的溫度下進(jìn)行前養(yǎng)護(hù)之后進(jìn)行熱壓養(yǎng)護(hù)，在以煤灰等粉煤灰作為主要成分的發(fā)泡漿料中，即使混入水泥，如果在60℃左右的溫度下進(jìn)行前養(yǎng)護(hù)，泡也不固定，發(fā)生破裂，因此存在無法得到足夠強(qiáng)度和固化體比重的問題。
專利文獻(xiàn)1，特開平10-291872號公報但是，在采用上述專利文獻(xiàn)1等中記載的方法制造的上述制品中，不能達(dá)到通常的ALC特性(風(fēng)干密度0.6g/cm3以下，壓縮強(qiáng)度30kg/cm2以上)，也僅能得到其一半程度的彎曲強(qiáng)度。
其原因可認(rèn)為是因為在形成粉煤灰漿料之后加入的泡中難以完全均一化。特別是據(jù)推測，使用壓縮空氣的泡，如果長時間與粉煤灰漿料混合，就會破泡，因此，只能用短時間進(jìn)行混練。這樣，難以開發(fā)以粉煤灰為主要成分的附加值高的產(chǎn)品。
由煤產(chǎn)生的粉煤灰與從垃圾焚燒爐等產(chǎn)生的粉煤灰相比，是在高溫燃燒環(huán)境下處理的，具有相同的效果，是安全的。即使作為水泥混合材料，據(jù)認(rèn)為最大可代替30％，因此，也證明了安全性。但是，作為原料利用是困難的，這是因為性質(zhì)變化大。
性質(zhì)變化主要因煤的產(chǎn)地不同而引起。作為水泥混合材料最適合的國內(nèi)煤的特征是Ca0成分約10％，但是，現(xiàn)在，國內(nèi)煤炭使用量很少，大部分是國外煤。外國煤的產(chǎn)地也是世界各國多樣化，各種煤產(chǎn)生的粉煤灰成分和煤熱量不同，品質(zhì)差異大。進(jìn)而，由于作為一個鍋爐燃料使用的煤種類就在十種以上，即使找出了對某一種煤灰的制造條件，也無法用于其它煤灰。
這就是造成制造以粉煤灰為主要成分的制品的困難的很重要的原因。
本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供即使以煤灰的粉煤灰為主要成分，也能夠呈現(xiàn)足夠強(qiáng)度的多孔體的制造方法，該制造使用的發(fā)泡裝置。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明多孔體的制造方法的特征在于進(jìn)行將粉煤灰、水泥的主原料和水混合制造主原料漿料的主原料漿料制造工序，通過將上述主原料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合、制造在該主原料漿料中具有氣泡的發(fā)泡漿料的發(fā)泡漿料制造工序，和將上述發(fā)泡漿料養(yǎng)護(hù)并固化的多孔體成形工序。
優(yōu)選將上述主原料與上述水混合，以使上述主原料漿料的粘度為200～1200cP。
上述主原料中上述粉煤灰的比例優(yōu)選為60～80重量％，上述主原料中上述水泥的比例優(yōu)選為20～40重量％。多使用水泥的必要性如上所述是因為粉煤灰中的Ca0(鈣)成分少的緣故。為此，也可以改變增加高價的水泥的做法，將其部分或者全部用石灰、石膏、消石灰、碳酸鈣等鈣質(zhì)原料置換。這些成分是作為水泥原料的一種而使用的，粉煤灰中含有水泥反應(yīng)所必要的其他成分氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)。因此，水泥化反應(yīng)進(jìn)行平穩(wěn)的時候在本發(fā)明中進(jìn)行熱壓處理的時候，可以將其全部替代。發(fā)明人確認(rèn)，將水泥的上限設(shè)為30重量％，其余10％用石灰(CaO)、石膏(CaSO4)＝8∶2進(jìn)行置換，與水泥40％者相比也毫不遜色。另外，完全不使用水泥，用石灰(CaO)、石膏(CaSO4)＝8∶2進(jìn)行置換的時候，雖然固化速度低，強(qiáng)度也降低，但是也可以制成制品。
上述粉煤灰也可以在500～700℃的溫度下進(jìn)行熱處理。
優(yōu)選將上述主原料漿料和發(fā)泡的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合，以使上述發(fā)泡漿料的密度為0.7～1.5g/cm3。
上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選是水解角蛋白。
在采用水解角蛋白作為上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑時，優(yōu)選使用濃度為3～10重量％，更優(yōu)選約7重量％的水解角蛋白水溶液。
本發(fā)明發(fā)泡裝置的特征在于具有混合蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和空氣并輸送的混合輸送手段，和通過網(wǎng)孔體將混合的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和上述空氣噴射的噴射手段。
上述網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑優(yōu)選為1～2mm。
上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選是水解角蛋白。
本發(fā)明多孔體的特征在于將混合粉煤灰、水泥和水形成的主原料漿料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合形成的、具有氣泡的發(fā)泡漿料固化。
在上述粉煤灰含量和上述水泥含量的總量中，優(yōu)選上述粉煤灰的比例為60～80重量％，上述水泥的比例為20～40重量％。
上述粉煤灰也可以是在500～700℃的溫度下進(jìn)行了熱處理者。
本發(fā)明多孔體的平均氣孔孔徑優(yōu)選為0.1～0.5mm。
本發(fā)明的多孔體優(yōu)選密度為0.3～1.0g/cm3。
上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選水解角蛋白。
附圖的簡單說明
圖1是用于實施本發(fā)明多孔體制造方法的第一種實施方案的多孔體制造裝置的整體構(gòu)成簡圖。
圖2是圖1發(fā)泡裝置的構(gòu)成簡圖。
圖3是圖2網(wǎng)孔體的構(gòu)成簡圖。
圖4是用于實施本發(fā)明多孔體制造方法的第二種實施方案的多孔體制造裝置的整體構(gòu)成簡圖。
圖5是用于說明用于進(jìn)行定型模板彎曲強(qiáng)度試驗的定型模板的斜視圖。
圖6是表示本發(fā)明多孔體制造方法中發(fā)泡劑的添加劑與發(fā)泡漿料密度和多孔體密度之間關(guān)系的曲線。
符號說明1粉煤灰，2水泥，3水，4主原料漿料，5蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑，6發(fā)泡漿料，7空氣，8成形體，9多孔體，10主原料漿料制造裝置，11攪拌機(jī)，12粉煤灰供給器，13水泥供給器，14水供給器，20發(fā)泡漿料制造裝置，21攪拌機(jī)，22主原料漿料供給器，30發(fā)泡裝置，31混合輸送器，31a發(fā)泡罐，31b空氣壓縮機(jī)，31c壓力容器，31d～31l閥門，32發(fā)泡筒，33網(wǎng)孔體，33a網(wǎng)孔，40多孔體成形裝置，41模板，42養(yǎng)護(hù)裝置，50主原料漿料制造裝置，52粉煤灰供給器，55粉煤灰儲存庫，56熱處理器。
發(fā)明的實施方案本發(fā)明多孔體的制造方法和其制造使用的發(fā)泡裝置的實施方案采用附圖進(jìn)行以下說明，但是本發(fā)明并不限于以下的實施方案。
本發(fā)明多孔體的制造方法和該制造使用的發(fā)泡裝置的第一種實施方案采用圖1～3進(jìn)行說明。圖1是多孔體制造裝置的整體構(gòu)成簡圖，圖2是發(fā)泡裝置的構(gòu)成簡圖，圖3是網(wǎng)孔體的構(gòu)成簡圖。
<制造裝置>
如圖1所示，本實施方案的多孔體制造裝置具有將粉煤灰1和水泥2的主原料與水3混合制造主原料漿料4的主原料漿料制造裝置10，通過混合上述主原料漿料4和發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5制造主原料漿料4中具有氣泡的發(fā)泡漿料6的發(fā)泡漿料制造裝置20，養(yǎng)護(hù)發(fā)泡漿料6并將其固化的多孔體成形裝置40。
上述主原料漿料制造裝置10具有將粉煤灰1和水泥2的主原料與水3混合的攪拌機(jī)11，將粉煤灰1計量并供給到攪拌機(jī)11中的粉煤灰供給器12，將水泥2計量并供給到攪拌機(jī)11中的水泥供給器13，將水3計量并供給到攪拌機(jī)11中的水供給器14。
上述發(fā)泡漿料制造裝置20具有將主原料漿料4與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5混合的攪拌機(jī)21，將主原料漿料4計量并供給到攪拌機(jī)21中的主原料漿料供給器22，將蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5發(fā)泡并供給到攪拌機(jī)21中的發(fā)泡裝置30。
如圖2所示，上述發(fā)泡裝置30具有將蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5和空氣7混合并輸送的混合輸送器31，作為將混合的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5和空氣7通過網(wǎng)孔體33噴射的噴射裝置的發(fā)泡筒32。
如圖3所示，上述網(wǎng)孔體33是具有網(wǎng)孔33a的以平盤狀成形的燒結(jié)金屬，上述網(wǎng)孔33a的孔徑為1～2mm(優(yōu)選1.5mm)，在發(fā)泡筒32的內(nèi)部頂端側(cè)重疊安裝數(shù)枚(5枚左右)。
圖2中，31a是發(fā)泡劑罐，31b是空氣壓縮機(jī)，31c是壓力容器，31d～31l是閥門。
即，上述發(fā)泡裝置30是通過關(guān)閉閥門31a～31l，打開閥門31d～31f，使發(fā)泡劑罐31a內(nèi)的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5流入到壓力容器31c中后，打開閥門31g～31l，關(guān)閉閥門31d～31f，同時，啟動空氣壓縮機(jī)31b，送出空氣7，就從壓力容器31c內(nèi)擠出蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5，與空氣7混合，同時，輸送到發(fā)泡筒32，通過上述網(wǎng)孔體33的網(wǎng)孔33a，以從該發(fā)泡筒32噴射具有均一氣泡狀態(tài)的發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5。
這里，如果代替上述網(wǎng)孔體33使用例如玻璃珠等，難以生成均一大小的氣泡，因此不好。
而且，如果網(wǎng)孔體33的網(wǎng)孔33a的大小超過了2mm，發(fā)泡倍率降低，同時氣泡容易破裂，如果不到1mm，氣泡變得過細(xì)，難以與原料漿料4混合，浮在表面上，容易破裂，因此不好。
上述多孔體成形裝置40具有成形發(fā)泡漿料6的模板41，和振動模板41、未圖示的勵振器，養(yǎng)護(hù)發(fā)泡漿料6的熱壓等的養(yǎng)護(hù)裝置42。
<制造方法>
如下說明使用這種多孔體制造裝置的本實施方案的多孔體的制造方法。
《主原料漿料制造工序》在上述主原料漿料制造裝置10中，從粉煤灰供給器12、水泥供給器13、水供給器14分別計量粉煤灰1、水泥2、和水3，供給到攪拌機(jī)11中，在攪拌機(jī)11內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，制造主原料漿料4。
這時，以主原料中粉煤灰1的比例為60～80重量％(優(yōu)選為70重量％)，主原料中水泥2的比例為20～40重量％(優(yōu)選30重量％)，將這些粉煤灰1和水泥2從各自的供給器12、13供給到攪拌機(jī)11中，從水供給器14將水3供給到攪拌機(jī)11中，以使主原料漿料4的粘度為200～1200cP(優(yōu)選300～1000cP)。
具體地，在粉煤灰1和水泥2為上述比例的主原料的情況下，相對于主原料加入40～60重量％的水3。該水3的添加量通過試驗預(yù)先求出。
這里，如果原料漿料4的粘度不足200cP，在后述的發(fā)泡漿料制造工序中，即使將發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5與原料漿料4混合，原料漿料4與氣泡也容易發(fā)生分離，發(fā)泡漿料6中的氣泡分布無法變得均一，有可能引起制造的多孔體的物性降低，因此不好，如果原料漿料4的粘度超過了1200cP，在后述的發(fā)泡漿料制造工序中，發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5與原料漿料4混合時，氣泡發(fā)生破裂，發(fā)泡漿料6中的氣泡非常少，有可能引起制造的多孔體的物性降低，因此不好。
而且，如果粉煤灰1的上述比例超過了80重量％，制造的多孔體的耐水性降低，容易在水中溶出，如果粉煤灰1的上述比例不到60重量％，粉煤灰1的使用量過少，因此不好。
《發(fā)泡漿料的制造工序》將上述制造的主原料漿料4從上述攪拌機(jī)11轉(zhuǎn)移到上述發(fā)泡漿料制造裝置20的主原料漿料供給器22中，從該主原料漿料供給器22計量主原料漿料4，并供給到攪拌機(jī)21中，同時，如前面說明的，從發(fā)泡裝置30將發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5(以體積比計約20倍)供給到攪拌機(jī)2 1內(nèi)，用通過在攪拌機(jī)21內(nèi)攪拌混合，制造在主原料漿料4中具有氣泡的發(fā)泡漿料6。
這時，從上述發(fā)泡裝置30向攪拌機(jī)21中供給發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5，以使發(fā)泡漿料6的密度為0.7～1.5g/cm3。
具體地，相對于上述組成的主原料漿料4，加入50～150體積％的發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5。該發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5的添加量基于制造的多孔體的目的而適當(dāng)設(shè)定，根據(jù)試驗預(yù)先求出。
這里，代替蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5，如果采用例如聚乙烯醇(PVA)，難以形成均一大小的氣泡，如果采用陰離子表面活性劑，雖然能夠形成均一大小的氣泡，但是，氣泡容易破損，即，容易形成“疙瘩(ダマ)”，因此不好。而且，如果使用蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5，容易形成均一大小的氣泡，并且氣泡不容易破損，并且不產(chǎn)生“疙瘩”，因此可以獲得非常好的結(jié)果。作為蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5，可以舉出水解角蛋白的水溶液等。
《多孔體成形工序》將上述制造的發(fā)泡漿料6從上述攪拌機(jī)21流入到多孔體成形裝置40的模板41內(nèi)進(jìn)行澆鑄成形。這時，模板41內(nèi)根據(jù)需要插入鋼筋等，而且，通過用勵振器(未圖示)振動模板41同時將發(fā)泡漿料6流入模板41內(nèi)，能夠很容易使模板41內(nèi)的發(fā)泡漿料6平坦化并且穩(wěn)定。
接著，預(yù)備蒸汽養(yǎng)護(hù)，從模板41脫模，通過鋼琴絲等將脫模的成形體8切成給定的大小后，通過在養(yǎng)護(hù)裝置42中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以制成多孔體9。
而且，制成給定大小的方法可以通過在流入發(fā)泡漿料之前的模具中以給定壁厚的間隔插入擋板來實現(xiàn)。
這樣制造的多孔體9是在內(nèi)部均一生成平均氣孔孔徑為0.1～0.5mm的氣泡的多孔體(密度0.3～1.0g/cm3，更優(yōu)選0.45～0.9g/cm3)。這里，如果使密度為0.45～0.6g/cm3(低密度品)，可以作為ALC建材材料使用，如果使密度為0.6～0.9g/cm3(高密度品)，可以作為混凝土和木材的代替品使用。
這里，本說明書中的多孔體的氣孔孔徑是切斷多孔體，用實體顯微鏡觀察截面時測定的值，氣孔孔徑的平均值是選擇多個在一定視野內(nèi)觀察的氣孔中的平均大小的氣孔，平均它們直徑的測定值得到的值。
多孔體的密度是將由從多孔體上切下100mm×100mm×100mm大小的立方體制成的試驗片在105℃下干燥3天后，由其質(zhì)量和體積求出密度的值，平均3個以上試驗片的密度得到的值，而且，以其干燥時的重量減少度作為含水率。
至于上述多孔體9，具有足夠的強(qiáng)度(壓縮應(yīng)力2.94～8.82MPa)，與不使用粉煤灰1而只使用水泥2的多孔體相比，能夠具有毫不遜色的強(qiáng)度。
本說明書中的壓縮應(yīng)力是指，將由從多孔體上切下100mm×100mm×100mm大小的立方體制成的試驗片在105℃下干燥3天后，將該試驗片在高度方向上壓縮，發(fā)生破裂，對3個以上的試驗片測量相對于高度方向垂直的單位截面積(10000mm2)斷裂時的應(yīng)力，計算其平均值得到的值。
因此，根據(jù)本實施方案，即使是以粉煤灰1為主成分的多孔體9，由于能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的強(qiáng)度，可以達(dá)到擴(kuò)大利用粉煤灰1的目的，可以提高粉煤灰1的再利用性。
在養(yǎng)護(hù)發(fā)泡漿料時，可以采用熱壓等加熱手段進(jìn)行加熱，但是，在本發(fā)明中，用于固化發(fā)泡漿料的加熱不是必需的，即使在常溫下放置發(fā)泡漿料，也能夠進(jìn)行固化，由此，可以制成本發(fā)明的多孔體。
本發(fā)明的多孔體、其制造方法和該制造使用的發(fā)泡裝置的第二種實施方案采用圖4進(jìn)行說明。圖4是多孔體制造裝置整體構(gòu)成簡圖。但是，對于與上述第1個實施方案的情況相同的部分，由于使用與上述第一種實施方案的說明中使用的符號相同的符號，省略其重復(fù)說明。
<制造裝置>
如圖4所示，本實施方案多孔體的制造裝置具有將粉煤灰1和水泥2的主原料與水3混合制造主原料漿料4的主原料漿料制造裝置50，通過將上述主原料計量4和發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5混合制造在主原料漿料4中具有氣泡的發(fā)泡漿料6的發(fā)泡漿料制造裝置20，養(yǎng)護(hù)發(fā)泡漿料6并進(jìn)行固化的多孔體成形裝置40。
上述主原料漿料制造裝置50具有將粉煤灰1和水泥2的主原料與水3混合的攪拌機(jī)11，計量水泥2并供給到攪拌機(jī)11中的水泥供給器13，計量水3并供給到攪拌機(jī)11中的水供給器14，儲存粉煤灰1的粉煤灰儲存庫55，加熱處理粉煤灰1的管狀爐等熱處理器56，計量熱處理過的粉煤灰1并供給到攪拌機(jī)11中的粉煤灰供給器52。
其它裝置構(gòu)成與上述第一種實施方案相同。
<制造裝置>
要使用上述多孔體的制造裝置來制造多孔體，在上述主原料漿料制造裝置50中，將粉煤灰1從粉煤灰儲存庫55輸送到熱處理器56，對該粉煤灰1進(jìn)行熱處理(500～700℃)后，將該粉煤灰1供給到粉煤灰供給器52中，從粉煤灰供給器52計量熱處理過的粉煤灰1，供給到攪拌機(jī)11中，同時從水泥供給器13、水供給器14分別計量水泥2、水3，供給到攪拌機(jī)11中，通過在攪拌機(jī)11內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，制造主原料漿料4。
以下，與上述第一種實施方案的情況同樣，制造多孔體9。
即，在上述第一種實施方案中，直接使用粉煤灰1，在本實施方案中，可以在加熱處理(500～700℃)粉煤灰1之后使用。
其原因在于，粉煤灰1含有極少的未燃燒的碳成分，根據(jù)其未燃燒碳成分的含量，從灰色到黑色色調(diào)不同，因此，通過在上述溫度下對粉煤灰1進(jìn)行熱處理，粉煤灰1中的未燃燒碳成分完全燃燒，將粉煤灰1白色化，調(diào)整成均一的色調(diào)。
由此，制造的多孔體9色調(diào)為一定的淡色系，因此，即使在涂飾表面的情況下，也不發(fā)生顏色不均等。
而且，根據(jù)本實施方案，當(dāng)然能夠獲得與上述第一種實施方案的情況相同的效果，還能夠調(diào)整多孔體9的顏色，因此，能夠達(dá)到擴(kuò)大多孔體9用途的目的，并能夠進(jìn)一步提高粉煤灰1的再利用性。
如果粉煤灰1的熱處理溫度不到500℃，不能充分燃燒上述未燃燒碳，如果超過了700℃，粉煤灰1中所含的鐵成分被氧化，粉煤灰1變成紅色系，因此不好。
實施例為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，基于上述第一種實施方案，在下面的條件下制造多孔體(試驗體1～4)，進(jìn)行改變了主原料漿料濃度的比較試驗(比較體1、2)、改變了發(fā)泡劑的比較試驗(比較體3、4)、和針對市售ALC的比較試驗(比較體5)。
在制造試驗體1～4和比較體3、4時，在固化發(fā)泡漿料的工序中，在180℃的溫度條件下進(jìn)行熱壓養(yǎng)護(hù)、<試驗體1(低粘度低密度體)>
《主原料漿料》·主原料中粉煤灰的比例70重量％·主原料中水泥的比例30重量％·主原料漿料粘度350～400cP《發(fā)泡漿料》
·網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑1.5mm·發(fā)泡劑水解角蛋白·發(fā)泡倍率18～20倍·發(fā)泡漿料密度0.79～0.81g/cm3<試驗體2(高粘度低密度體)>
《主原料漿料》·主原料漿料粘度950～1000cP·其它與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·與試驗體1相同<試驗體3(低粘度高密度體)>
《主原料漿料》·與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·發(fā)泡漿料密度1.11～1.15g/cm3·其它與試驗體1相同<試驗體4(高粘度高密度體)>
《主原料漿料》·與試驗體2相同《發(fā)泡漿料》·與試驗體3相同<比較體1(不足粘度下限值)>
《主原料漿料》·主原料漿料粘度100cP·其它與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·與試驗體1相同<比較體2(超過粘度上限值)>
《主原料漿料》
·主原料漿料粘度1300cP·其它與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·與試驗體1相同<比較體3(使用陰離子表面活性劑)>
《主原料漿料》·與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·發(fā)泡劑陰離子表面活性劑·其它與試驗體1相同<比較體4(使用PVA)>
《主原料漿料》·與試驗體1相同《發(fā)泡漿料》·發(fā)泡劑聚乙烯醇·其它與試驗體1相同<比較體5(市售品)>
·使用市售的ALC(商品名ヘ-ベル，旭化成建材公司)分別測定基于上述條件制造的試驗體1～4和比較體1～5的密度、氣孔孔徑的平均值、壓縮應(yīng)力，結(jié)果在表1表示。
表1
由表1可見，試驗體1～4都優(yōu)于比較例1～4，即使與比較5(市售ALC)相比，也毫不遜色。
為了研究根據(jù)本發(fā)明制造的多孔體和市售ALC的特性差異，對基于上述第一種實施方案在下面條件下制造得到的多孔體(試驗體5)和市售的ALC(比較體6)如下測定特性。
<試驗體5>
《主原料漿料》·主原料中粉煤灰的比例70重量％·主原料中水泥的比例30重量％·水的混合比例以粉煤灰和水泥的合計為100重量份時水的混合比例為50重量份·主原料漿料的粘度700cP《發(fā)泡漿料》·網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑1.5mm·發(fā)泡劑水解角蛋白·發(fā)泡劑的混合比例以粉煤灰和水泥的合計為100重量份時發(fā)泡劑的混合比例為4重量份·發(fā)泡倍率18～20倍·發(fā)泡漿料密度0.79～0.81g/cm3
《發(fā)泡漿料的固化條件》·180℃下2個小時的熱壓養(yǎng)護(hù)《密度、氣孔孔徑、壓縮應(yīng)力》得到的試驗體5的密度為0.55g/cm3，氣孔孔徑最大為1.0mm，平均為0.5mm，壓縮應(yīng)力為3.62MPa。
《凍結(jié)融解》對得到的試驗體5，通過基于土木學(xué)會基準(zhǔn)(JSCE-G 501-1999)的試驗方法進(jìn)行凍結(jié)融解試驗。
結(jié)果，經(jīng)過循環(huán)數(shù)55次，相對動彈性系數(shù)才下降為土木學(xué)會規(guī)定的基準(zhǔn)值即60％以下。
《定型模板彎曲強(qiáng)度》對得到的試驗體5，研究作為埋入了鋼筋的定型模板時的彎曲強(qiáng)度。即。在固化發(fā)泡漿料時，成形為如圖5所示的埋入了4根一組的鋼筋(線徑6mm)60的四方柱狀定型模板61。對得到的定型模板61采用彎曲試驗裝置(叉頭型(クロスヘツドタイブ)AM-70-2，赤司電機(jī)公司制)進(jìn)行三點彎曲試驗。
結(jié)果，在支點間距離400mm的條件下彎曲定型模板時的斷裂應(yīng)力為2.25MPa。
《800℃的加熱變形》從得到的試驗體5上切下由3mm×4mm×19mm長方體構(gòu)成的試驗片，對該試驗片采用線膨脹試驗裝置(熱分析系統(tǒng)WS002，馬克科學(xué)(マツクサイエンス)公司制)研究施以從5℃升溫到800℃后隨即降溫到5℃的溫度變化時的線膨脹系數(shù)的變化。升溫速度和降溫速度為5℃/分鐘。
結(jié)果，隨著溫度上升，試驗片發(fā)生膨脹，然后，隨著溫度下降，試驗片收縮，在改變溫度之前和進(jìn)行升溫、降溫之后，試驗片的尺寸沒有變化，可以認(rèn)為相對于溫度變化具有良好的尺寸穩(wěn)定性。
《耐驟熱性》從得到的試驗體5上切下100mm×100mm×100mm的立方體構(gòu)成的試驗片，將該試驗片在含水率20重量％的含水狀態(tài)下放入105℃的干燥爐中。從將10塊試驗片放入干燥爐中開始72個小時后，試驗片的含水率降低至2重量％，沒有破裂的試驗片。
<比較體6(市售品)>
·對市售的ALC(商品名ヘ-ベル，旭化成建材公司制)與上述試驗體5同樣試驗各種特性。
《密度、氣孔孔徑、壓縮應(yīng)力》得到的試驗體6的密度為0.55g/cm3，氣孔孔徑最大為3.0mm，平均為1.5mm，壓縮應(yīng)力為3.43MPa。
《凍結(jié)融解》經(jīng)過循環(huán)數(shù)5次，相對動彈性系數(shù)就下降到40％以下，大大低于土木學(xué)會規(guī)定的基準(zhǔn)值即60％。
《定型模板彎曲強(qiáng)度》采用由比較體6制成的、如圖5所示埋入了4根一組的鋼筋60的四方柱狀定型模板61，研究彎曲強(qiáng)度，斷裂應(yīng)力為1.47MPa。
《800℃的加熱變形》在改變溫度之前和進(jìn)行升溫、降溫之后，試驗片的尺寸收縮了20微米。
《耐驟熱性》在將含水率20重量％的試驗片10根放入干燥爐中后，在105℃下60分鐘后，所有試驗片都有裂紋。
<試驗體6>
在上述試驗體5中，除了將發(fā)泡漿料的固化條件改變?yōu)?10℃下2個小時的熱壓養(yǎng)護(hù)之外，同樣制造多孔體。
得到的試驗體6的密度和氣孔孔徑與試驗體5相同，壓縮應(yīng)力3.13MPa。
<試驗體7>
在上述試驗體5中，除了將發(fā)泡漿料的固化條件改變?yōu)樵诔叵路胖?0天之外，同樣制造多孔體。
得到的試驗體7的密度和氣孔孔徑與試驗體5相同，壓縮應(yīng)力為3.04MPa。
<發(fā)泡劑的添加量和多孔體的密度的相關(guān)關(guān)系>
為了研究在本發(fā)明的制造方法中，發(fā)泡劑的添加量和得到的多孔體的密度的關(guān)系，在改變發(fā)泡劑的添加量的同時，制造多孔體。即，以與第一種實施方案同樣的順序，在下面的條件下制造多孔體。
《主原料漿料》·主原料中粉煤灰的比例70重量％·主原料中水泥的比例30重量％·水的混合比例以粉煤灰和水泥的合計為100重量份時水的混合比例為43重量份·主原料漿料的粘度700cP《發(fā)泡漿料》·網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑1.5mm·發(fā)泡劑水解角蛋白·發(fā)泡劑的混合比例使以粉煤灰和水泥的合計為100重量份時發(fā)泡劑的混合比例如下面的表2所示在從0.0到6.0重量份的范圍內(nèi)改變《發(fā)泡漿料的固化條件》·180℃下2個小時的熱壓養(yǎng)護(hù)測定加入并混合發(fā)泡劑得到的發(fā)泡漿料的密度和進(jìn)行熱壓養(yǎng)護(hù)得到的多孔體的絕干密度。結(jié)果在下面的表2表示，發(fā)泡劑的添加量與漿料密度和多孔體的絕干密度的關(guān)系在圖6的曲線中表示。
這里，所謂多孔體的絕干密度是將多孔體在調(diào)整到105℃的干燥機(jī)中干燥3天的干燥體密度。
表2
由表2和圖6的結(jié)果可知，發(fā)泡劑的添加量與漿料密度和多孔體的絕干密度之間存在相關(guān)關(guān)系，隨著發(fā)泡劑添加量的增加，漿料密度和多孔體的絕干密度基本上成直線減少。由此可以認(rèn)為，通過控制發(fā)泡劑的添加量，可以很容易并且自如地控制多孔體的產(chǎn)品密度。
發(fā)明效果由于本發(fā)明多孔體的制造方法進(jìn)行了將粉煤灰、水泥的主原料和水混合制造主原料漿料的主原料漿料制造工序，通過將上述主原料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合制造在該主原料漿料中具有氣泡的發(fā)泡漿料的發(fā)泡漿料制造工序，和將上述發(fā)泡漿料養(yǎng)護(hù)并固化的多孔體成形工序，因此能夠制造具有足夠強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與不使用粉煤灰而使用硅石份或者石灰粉等現(xiàn)有粉體的多孔體相比毫不遜色的性能的多孔體。因此，即使是以粉煤灰為主要成分的多孔體，也可以呈現(xiàn)足夠的強(qiáng)度，因此，能夠達(dá)到擴(kuò)大利用粉煤灰的目的，并且能夠提高粉煤灰的再利用性。
在本發(fā)明多孔體的制造方法中，優(yōu)選將上述主原料與上述水混合，以使上述主原料漿料的粘度為200～1200cP，由此，可以很容易地將氣泡適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到主原料漿料中，能夠制造最佳的多孔體。
在本發(fā)明的多孔體制造方法中，優(yōu)選上述主原料中的上述粉煤灰的比例為60～80重量％，上述主原料中的上述水泥的比例為20～40重量％，由此，能夠不降低多孔體的物性值而充分使用了粉煤灰。
在本發(fā)明多孔體的制造方法中，上述粉煤灰可以在500～700℃的溫度下進(jìn)行熱處理，由此能夠改變制造的多孔體的色調(diào)，達(dá)到擴(kuò)大多孔體用途的目的，提高粉煤灰的再利用性。
在本發(fā)明多孔體的制造方法中，優(yōu)選將上述主原料漿料和發(fā)泡的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合，以使上述發(fā)泡漿料的密度為0.7～1.5g/cm3，由此，能夠很容易地使制造的多孔體的密度為0.3～1.0g/cm3。
在本發(fā)明多孔體的制造方法中，上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選是水解角蛋白，由此，能夠確保獲得通過上述本發(fā)明多孔體的制造方法得到的各種效果。
由于本發(fā)明的發(fā)泡裝置具有混合蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和空氣并輸送的混合輸送手段，和通過網(wǎng)孔體將混合的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和上述空氣噴射的噴射手段，因此，能夠很容易地使生成的氣泡大小均一化。
在本發(fā)明的發(fā)泡裝置中，上述網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑優(yōu)選為1～2mm，由此能夠生成優(yōu)選大小的氣泡。
在本發(fā)明的發(fā)泡裝置中，上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選是水解角蛋白，由此，在制造以粉煤灰為主要成分的多孔體時能夠制造最優(yōu)選的氣泡。
本發(fā)明的多孔體是將混合粉煤灰、水泥和水形成的主原料漿料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合形成的、具有氣泡的發(fā)泡漿料固化得到的，因此，與不使用粉煤灰而使用硅石粉和石灰粉等現(xiàn)有粉體的多孔體相比具有毫不遜色的足夠強(qiáng)度。而且，凍結(jié)融解、定型模板彎曲強(qiáng)度、800℃加熱變形和耐驟熱性各特性方面優(yōu)良，作為建材的實用性高。
在本發(fā)明的多孔體中，上述粉煤灰含量和上述水泥含量的總量中，優(yōu)選上述粉煤灰的比例為60～80重量％，上述水泥的比例為20～40重量％，由此，在提高粉煤灰的利用率的同時能夠獲得物性值良好的多孔體。
在本發(fā)明的多孔體中，上述粉煤灰可以在500～700℃的溫度下進(jìn)行熱處理，由此能夠使多孔體的色調(diào)為淡色系，還可以控制色調(diào)不均。
在本發(fā)明的多孔體中，平均氣孔孔徑優(yōu)選為0.1～0.5mm，由此能夠獲得致密的、凍結(jié)融解等性能優(yōu)良的多孔體。
在本發(fā)明的多孔體中，優(yōu)選密度為0.3～1.0g/cm3，由此能夠得到可以用作輕量建材的替代品或者木材替代品的多孔體。
在本發(fā)明的多孔體中，上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑優(yōu)選水解角蛋白，由此，能夠確保獲得通過上述本發(fā)明多孔體得到的各種效果。
權(quán)利要求
1.一種多孔體的制造方法，其特征在于具有將粉煤灰、水泥的主原料和水混合制造主原料漿料的主原料漿料制造工序，通過將上述主原料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合制造在該主原料漿料中具有氣泡的發(fā)泡漿料的發(fā)泡漿料制造工序，和將上述發(fā)泡漿料養(yǎng)護(hù)并固化的多孔體成形工序。
2.權(quán)利要求1記載的多孔體的制造方法，其特征在于將上述主原料與上述水混合，以使上述主原料漿料的粘度為200～1200cP。
3.權(quán)利要求1記載的多孔體的制造方法，其特征在于上述主原料中的上述粉煤灰的比例為60～80重量％，上述主原料中的上述水泥的比例為20～40重量％。
4.權(quán)利要求1記載的多孔體的制造方法，其特征在于上述粉煤灰在500～700℃的溫度下進(jìn)行熱處理。
5.權(quán)利要求1記載的多孔體的制造方法，其特征在于將上述主原料漿料和發(fā)泡的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合，以使上述發(fā)泡漿料的密度為0.7～1.5g/cm3。
6.權(quán)利要求1記載的多孔體的制造方法，其特征在于上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑是水解角蛋白。
7.權(quán)利要求3記載的多孔體的制造方法，其特征在于，上述水泥的比例的20～40重量％的部分或者全部被石灰、石膏、消石灰、碳酸鈣等鈣質(zhì)原料置換。
8.一種發(fā)泡裝置，其特征在于具有混合蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和空氣并輸送的混合輸送手段，和通過網(wǎng)孔體將混合的上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑和上述空氣噴射的噴射手段。
9.權(quán)利要求8記載的發(fā)泡裝置，其特征在于上述網(wǎng)孔體的網(wǎng)孔孔徑為1～2mm。
10.權(quán)利要求8記載的發(fā)泡裝置，其特征在于上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑是水解角蛋白。
11.一種多孔體，其特征在于將混合粉煤灰、水泥和水形成的主原料漿料與發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑混合形成的、具有氣泡的發(fā)泡漿料固化。
12.權(quán)利要求11記載的多孔體，其特征在于在上述粉煤灰含量和上述水泥含量的總量中，上述粉煤灰的比例為60～80重量％，上述水泥的比例為20～40重量％。
13.權(quán)利要求11記載的多孔體，其特征在于上述粉煤灰是在500～700℃的溫度下進(jìn)行熱處理者。
14.權(quán)利要求11記載的多孔體，其特征在于平均氣孔孔徑為0.1～0.5mm。
15.權(quán)利要求11記載的多孔體，其特征在于密度為0.3～1.0g/cm3。
16.權(quán)利要求11記載的多孔體，其特征在于上述蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑是水解角蛋白。
全文摘要
本發(fā)明提供以粉煤灰為主成分也能夠呈現(xiàn)足夠強(qiáng)度的多孔體的制造方法。通過從主原料漿料制造裝置10的各供給器12～14向攪拌機(jī)11供給粉煤灰1、水泥2和水3并進(jìn)行攪拌，制造粘度為200～1200cP的主原料漿料4，通過將主原料漿料4從發(fā)泡漿料制造裝置20的供給器22供給到攪拌機(jī)21中，同時，從發(fā)泡裝置30將發(fā)泡的蛋白質(zhì)系發(fā)泡劑5供給到攪拌機(jī)21中并進(jìn)行攪拌，制造發(fā)泡漿料6，然后，將發(fā)泡漿料6流入多孔體成形裝置40的模板41內(nèi)進(jìn)行澆鑄成形，進(jìn)行預(yù)備蒸汽養(yǎng)護(hù)，從模板41上脫模，將脫模的成形體8用鋼琴絲等切成給定的大小后，用養(yǎng)護(hù)裝置42進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，制成多孔體9。
文檔編號C04B18/08GK1421419SQ02152990
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者角田英雄, 田實洋一, 一瀬利光, 植田勝征, 籏崎裕章, 穐山泰治, 伊崎數(shù)博 申請人:三菱重工業(yè)株式會社, 九州電力株式會社