植被綠化基礎材料的製造方法

2023-05-20 18:05:01 1

專利名稱：植被綠化基礎材料的製造方法
技術領域：
本發明涉及植被綠化基礎材料的製造方法，該植被綠化基礎材料是在建築、河流、道路、公園、水壩等的土木建築物中，很適合對其外面，例如建築的外壁面、屋頂平臺以及屋頂等、護牆等的坡面等、高速公路的防護牆等、河流的護岸等進行綠化。
背景技術：
目前為止已提出了製造由多孔質燒結體構成的植被綠化基礎材料的提案，該多孔質燒結體以從煤炭火力發電所排出的飛灰或熔渣灰為原料，在此配合水凝性水泥和粘土質原料還有玻璃粉進行混合，成形平板狀等的規定的形狀，進行乾燥，接著，以1000-1200℃燒制而成。
例如，在專利第2,756,934號公報中，提出了通過下述工序，製造具有保水性和透水性，作為鋪路建材或植被基板材料的有用的多孔質燒結體的方法，即形成由煤灰飛灰和熔渣灰兩者合計50-85重量％、聚塊粘土等的粘土質原料和熔渣水泥等的水凝性水泥兩者合計15-30重量％(但是，水凝性水泥相對於粘土質原料1重量部，以0.3-0.5重量部的範圍的量調和)、以及高爐水碎熔渣等的燒結調整材料0-20重量％構成的原料組成物，在乾燥後，在燒制過程中，經過由含有CaO的鹼性水蒸氣產生的水熱反應過程，以1000-1200℃的溫度燒制。
但是，在該方法中，作為骨料，由於使用粒徑0.5mm以下的飛灰和粒徑0.5-1mm的熔渣灰的混合物，所以存在著在保水性或透水性上優異的，在骨料粒子間形成的孔隙小的，根細的極小型的植物能生長，而例如景天科的景天屬植物等的比較大型的植物不能生長的問題。
另外，在專利第3,158,086號公報中，提出了通過下述工序，製造具有保水性和透水性，作為透水·保水材料、過濾材料、淨化材料、吸音材料、植被用材料等，具有有用的連續氣泡的孔隙的粗粒子燒結體的方法，即由在粒度1.5mm-10.0mm的範圍中的熔渣灰骨料以重量比45％-80％、由蘇打石灰玻璃和水凝性水泥構成的多孔質結晶化玻璃成分以重量比20％-55％構成，再有，相對於這些配合材料的配合量，在以重量比10％-25％的範圍內，加入成形用水分進行混合，經過20分鐘-60分鐘的保養反應過程，將造粒後的組成物填充到振動成形機型框內，在成形面壓力5kg/cm2-30kg/cm2的範圍內，成形平板狀或塊狀，在保養硬化該成形體，進行乾燥後，在1000℃-1200℃的溫度範圍內燒制。
但是，在該方法中，得到了在骨料粒子間有100μm(0.1mm)-5000μm(5mm)的孔隙的粗粒子燒結體，即使是在該方法的情況下，也存在上述的景天科的景天屬植物等的比較大型的植物難以生長的問題。
再有，在特開2002-335,747號公報中，提出了一種綠化用植被基礎材料的製造方法，即使有0.1-100μm的多個細孔的熔渣灰等的無機材料形成顆粒，調製粒徑5-15mm的形成顆粒的骨料(粗粒骨料)，配合在該粗粒骨料上，由蘇打石灰玻璃以及水凝性水泥構成的多孔質結晶化玻璃(粘合劑)，使形成顆粒的骨料為60-95重量％，多孔質結晶化玻璃為5-40重量％，相對於這些配合物100重量部，添加10-25重量部的成形用水分，進行混合，將所得到的形成顆粒的骨料混合物投入模框內，在成形面壓力5kg/cm2以下，進行振動成形，將所得到的成形物保養後，以1000-1200℃燒制而成。
但是，在該方法中，在骨料粒子間形成有0.4-10mm的孔隙，景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以生長，由於作為骨料，使用了使熔渣灰等的無機材料形成顆粒而得到的形成顆粒的骨料，所以另外需要形成顆粒的工序，僅此除了會有使產品的成本增大的問題之外，還會有機械強度不足，在實際使用時，必需與機械強度優異的細粒部並用，在這點上，也有使產品的成本增大的問題。
專利第2,756,934號公報[專利文獻2]專利第3,158,086號公報[專利文獻3]特開2002-335,747號公報因此，本發明者們對骨料粒子間的孔隙充分大到景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以生長的程度，還有，作為植被綠化基礎材料而使用的具有足夠的機械強度，且不必進行形成顆粒的工序，在工業上可以廉價製造的植被綠化基礎材料的製造方法，進行銳意研究的結果是，發現了通過用無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，進行由水分含有量5-20重量％，粒徑1-7mm的熔渣灰、水凝性水泥以及玻璃粉構成的原料混合物以及添加水的混合，將所得到的混合物通過振動成形而形成，不損傷具有適於微生物的繁殖的0.1-100μm的多個細孔的熔渣灰的特性，就可以完成上述的目的，因而完成了本發明。
因此，本發明的目的是提供一種植被綠化基礎材料的製造方法，即對骨料粒子間的孔隙充分大到景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以生長的程度，還有，作為植被綠化基礎材料而使用的具有足夠的機械強度的植被綠化基礎材料，不必進行形成顆粒的工序，在工業上可以廉價製造。

發明內容
即，本發明是一種植被綠化基礎材料的製造方法，在製造植被綠化基礎材料時，該植被綠化基礎材料是在由水分含有量5-20重量％，粒徑1-7mm的熔渣灰50-70重量％、水凝性水泥15-25重量％以及粒徑5mm以下的玻璃粉15-25重量％構成的原料混合物中加入添加水，將包含有熔渣灰所含水分的水分含有量調整至10-20重量％，進行混合成形，在乾燥後，以1000-1200℃燒制而成，用無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，進行原料混合物以及添加水的混合，通過振動成形，使所得到的混合物成形，接著，在保養所得到的成形物後，進行乾燥，燒制而成。
在本發明方法中，作為原料混合物使用的熔渣灰根據其保管狀況的不同而不同，通常其水分含有量為5-20重量％，經篩選，將粒徑大的和小的切割為粒徑1-7mm，最好是用3-5mm的。若該粒徑小於1mm，則氣孔率降低，反之，若大於7mm，則機械強度降低。
另外，關於在該熔渣灰中，作為原料混合物而配合的水凝性水泥，可以列舉出例如熔渣水泥、矽酸鹽水泥、飛灰水泥、高鋁水泥、白水泥等，這些除了可以單獨使用僅其中的1種以外，也可以將2種以上混合使用。關於該水凝性水泥，從經濟性或再循環性等的觀點出發，最好是熔渣水泥。
再有，與上述熔渣灰以及水凝性水泥共同作為原料混合物而配合的玻璃粉，是在燒制時熔融，與上述水凝性水泥相輔，在骨料(熔渣灰)的粒子間，一面形成孔隙，一面部分地結合這些骨料粒子間，具體地說，是將板玻璃、垃圾玻璃等的碎玻璃(蘇打石灰玻璃)粉碎，使用所形成的5mm以下，最好是2mm以下，更好是0.6mm以下的物質。
在本發明中，上述的熔渣灰、水凝性水泥以及玻璃粉是以熔渣灰50-70重量％，最好是55-65重量％、水凝性水泥15-25重量％，最好是20重量％前後、以及玻璃粉15-25重量％，最好為20重量％前後的比例配合，作為原料混合物。關於熔渣灰，若其配合比例低於50重量％，則氣孔率降低，密度上升，反之，若高於70重量％，則機械強度降低，另外，關於水凝性水泥，若其配合比例低於15重量％，則保養乾燥後的強度低，沒有保形性，難以處理，反之，若高於25重量％，則氣孔率降低，密度上升，再有，關於玻璃粉，若其配合比例低於15重量％，則機械強度降低，反之，若高於25重量％，則產生氣孔率降低，密度上升的問題。另外，在該原料混合物中，在不損害本發明的主旨的範圍內，也可以根據需要，配合顏料、飛灰等的第三成分。
對於象這樣得到的原料混合物，接著，加入添加水，將包含熔渣灰所含水分的水分含有量調整為10-20重量％，進行混合，成形為規定的形狀，這時，用無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，進行原料混合物以及添加水的混合，另外，通過振動成形，形成所得到的混合物。
在這裡，用於進行原料混合物以及添加水的混合的無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，具體地說，是將自由可撓的橡皮球安裝在搖動盤上，在該橡皮球內裝入原料混合物以及添加水，一面加速向隨機方向搖動，一面進行混合的攪拌機，有千代田技研工業公司制的全能攪拌機(OmniMixer)等。
在進行用該擴散混合型攪拌機的原料混合物以及添加水的混合時，最好最初不加入添加水，而預備混合原料混合物，接著，可以加入添加水，進行混合，更好的是不加入添加水而進行的原料混合物的預備混合在150rpm以下，較好的是以80-100rpm的低速進行10-60秒，較好的是進行20-40秒，另外，加入添加水進行預備混合後的混合為200rpm以上，較好的是以220-240rpm的高速進行30秒-5分，較好的也可以是進行1-3分。
通過將用擴散混合型攪拌機進行的原料混合物以及添加水的混合，與不添加上述添加水而進行的預備混合，和在該預備混合後，加入添加水進行的混合分開進行，而使水凝性水泥以及玻璃粉的混合物均一地附著在熔渣灰的粒子表面，另外，在附著於該熔渣灰的粒子表面的水凝性水泥以及玻璃粉中，可以使添加水均一地遍布，沒有局部強度弱的地方，可以製造均一品質的產品。另外，此時，通過使預備混合在150rpm以下的低速進行，可以防止水凝性水泥或玻璃粉的飛散，另外，通過使加入添加水而進行的預備混合後的混合以200rpm以上的高速進行，除了可以使比較少量的添加水均一地分散到混合物全體上以外，還可以縮短混合時間。
對於象這樣得到的原料混合物以及添加水的混合物，接著通過振動成形，形成規定的形狀，例如，長200-250mm×寬200-500mm×厚20-100mm的平板形狀，或在表面具有凹凸圖案的平板形狀等的各種形狀。該混合物的振動成形，通常是在振動數為2000-6000rpm以及振幅為0.2-1.2mm，最好是振動數為3000-5 000rpm以及振幅為0.3-0.7mm的條件下，一面附加0.01-0.2kg/cm2，最好是0.02-0.05kg/cm2的面壓力一面進行。關於成形條件，若振動數·振幅過高，則有熔渣灰破損或破壞的可能，反之，若振動數·振幅過低，則有不能被緊固的情況，另外，關於在振動成形時施加的面壓力，若低於0.01kg/cm2，則形狀的形成或保持不能進行，反之，若高於0.2kg/cm2，則熔渣灰發生破損或破壞。
接著，對於成形混合物而獲得的成形物進行保養，直至由於水凝性水泥的水化反應而硬化，此時的成形物的保養最好是成形物的彎曲強度達到8kg/cm2以上，更好的是達到10kg/cm2左右，若保養後的成形物的彎曲強度低於8kg/cm2，則在燒制時容易破損，其處理變得困難。
該成形物的保養是在混合物成形後，將該成形物放置1-4天，最好是1-2天，自然保養，另外，也可以是以30-80℃，最好是在50℃前後，進行3-4小時，也可以是3-4小時的蒸汽保養，再有，也可以將這些自然保養和蒸汽保養組合進行。
結束了上述的保養，達到規定的彎曲強度的成形物接著被燒制，成為成品的植被綠化基礎材料。該成形物的燒制是在燒制溫度1000-1200℃，最好是1100-1200℃，以及燒制時間1.5-30小時，最好是2-4小時的條件下進行，另外，關於燒制裝置，只要是可以滿足上述燒制條件的燒制溫度1000-1200℃，以及燒制時間1.5-30小時的裝置，哪種裝置都可以，例如，可以是使用梭式窯等的裝置進行的批量式，另外，例如也可以使用輥底式爐進行的連續式。若燒制溫度低於1000℃，則產生未燒結的部分，基礎材料的強度降低，另外，若高於1200℃，則成形物整體熔融，不能維持成品的形狀。
根據本發明的方法所獲得的植被綠化基礎材料，通常，松密度為1.0-1.2，彎曲強度(JIS A 5411標準，風乾狀態)為1N/mm2前後，吸水率(JIS A 5209標準，體積換算)為20-30vol％，以及透水性(互鎖協會法)為0.3×10-2-10cm/S，景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以充分地生長。
發明的效果根據本發明的製造方法，是對骨料粒子間的孔隙充分大到景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以生長的程度，還有，作為植被綠化基礎材料而使用的具有足夠的機械強度的植被綠化基礎材料，不必進行形成顆粒的工序，在工業上可以廉價地製造。
具體實施例方式
下面，根據實施例以及比較例，具體說明本發明的公共的實施方式。
經篩選，將切割了粒徑不滿3mm和超過了5mm的粒徑3-5mm的溶渣灰(水分含有量10wt％前後)和熔渣水泥B種及碎玻璃(三和化學公司制)粉碎，進行製造，經篩選，將切割了超過0.6mm的粒徑0.6mm以下的玻璃粉按表1所示的比例配合，作為原料混合物。
將該原料混合物按表1所示的比例，裝入擴散混合式攪拌機(千代田技研工業公司制全能攪拌機(OmniMixer))，首先，不加入添加水，按表1所示的條件進行預備混和後，加入添加水，使也含有熔渣灰中的水分的水分含有量如表1所示的比例，接著，按表1所示的條件進行混合。
接著，將所得到的混合物填充到振動成形機(千代田技研工業公司制)的模具內，在振動數4000，振幅0.5mm以及面壓力0.03kg/cm2的條件下，振動成形，成形為長250mm×寬400mm×厚50mm的平板形狀。
將所獲得的成形物與其墊板一同從模具中取出，放置4天，通過自然保養進行保養。成形物的保養以彎曲強度達到10kg/cm2左右為標準進行。
接著，使用輥底式爐，在燒制溫度1100-1200℃，燒制時間(保持燒制溫度的時間)5-30分鐘，燒制速度200-250mm/分，以及升降溫速度2-10℃/分的條件下，燒制以上所得到的保養成形物，獲得各實施例1-12的植被綠化基礎材料。
對於所獲得的各實施例1-12的植被綠化基礎材料，測定其松密度、彎曲強度(JIS A 5411標準、風乾狀態)、吸水率(JIS A 5209標準、體積換算)、以及透水性(互鎖協會法)。
另外，在各實施例1-12的植被綠化基礎材料上，為了促進初期的成活，將土壤均勻地鋪上約10-30mm的厚度，在該土壤上，通過親手栽植，種植景天屬科景天屬植物的墨西哥景天屬的秧苗(10-50mm)，在屋外日照良好的場所使其生長，在經過1年以後的時點，調查其成活·生長的狀態，按以下3個階段，即◎雖然發現微小的形態的變化，但生長良好，○稍稍生長降低，還能鑑賞，×枯死，進行評價。
所測定的各實施例1-12的植被綠化基礎材料的物理性質和墨西哥景天屬的成活·生長的評價結果如表1所示。

使用具有與實施例6相同組成的原料混合物，除使用帶攪拌葉輪的攪拌機(艾裡奇公司制的艾裡奇攪拌機)進行混合以外，與實施例6相同，獲得比較例1的植被綠化基礎材料。
關於所獲得的比較例1的植被綠化基礎材料，與上述各實施例的情況相同，在測定其物理性質的同時，進行墨西哥景天屬的成活·生長的評價。
結果如表2所示。
使用具有與實施例6相同組成的原料混合物，除使用衝壓成形機(後藤鐵工所公司制50t衝壓)進行成形以外，與實施例6相同，獲得比較例2的植被綠化基礎材料。
關於所獲得的比較例2的植被綠化基礎材料，與上述各實施例的情況相同，在測定其物理性質的同時，進行墨西哥景天屬的成活·生長的評價。
結果如表2所示。
除使用與在上述實施例6中使用的相同的熔渣灰、熔渣水泥以及玻璃粉，將原料混合物按表2所示的配合比例進行調整以外，與上述實施例6相同，獲得比較例2的植被綠化基礎材料。
關於所獲得的比較例2的植被綠化基礎材料，與上述各實施例的情況相同，在測定其物理性質的同時，進行墨西哥景天屬的成活·生長的評價。
結果如表2所示。


產業上利用的可能性根據本發明的方法，對骨料粒子間的孔隙充分大到景天科的景天屬植物等的比較大型的植物可以生長的程度，還有，作為植被綠化基礎材料而使用的具有足夠的機械強度的植被綠化基礎材料，在工業上可以廉價製造，在建築、河流、道路、公園、水壩等的土木建築物中，不僅有助於其各種外面的綠化，而且有助於防止或抑制近年成為問題的熱島現象。
權利要求
1.一種植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，在製造植被綠化基礎材料時，該植被綠化基礎材料是在由水分含有量5-20重量％，粒徑1-7mm的熔渣灰50-70重量％、水凝性水泥15-25重量％以及粒徑5mm以下的玻璃粉15-25重量％構成的原料混合物中加入添加水，將包含有熔渣灰所含水分的水分含有量調整至10-20重量％，進行混合成形，在乾燥後，以1000-1200℃燒制而成，用無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，進行原料混合物以及添加水的混合，通過振動成形，使所得到的混合物成形，接著，在保養所得到的成形物後，進行乾燥、燒制而成。
2.如權利要求1所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，原料混合物以及添加水的混合，是通過不加入添加水、而進行原料混合物的預備混合，接著，加入添加水再混合而進行的。
3.如權利要求2所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，原料混合物的預備混合是以150rpm以下的低速進行的，另外，上述預備混合後的混合是以200rpm以上的高速進行的。
4.如權利要求2或3所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，預備混合的操作條件為旋轉速度80-100rpm以及混合時間10-60秒。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，混合物的振動成形是在附加0.01-0.2kg/cm2的面壓力下進行的。
6.如權利要求1至5中的任一項所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，成形物的保養一直進行到使成形物的彎曲強度達到8kg/cm2以上。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的植被綠化基礎材料的製造方法，其特徵在於，成形物的燒制是在燒制溫度1100-1200℃以及1.5-30小時的燒制條件下進行的。
全文摘要
本發明提供一種植被綠化基礎材料的製造方法，即對骨料粒子間的孔隙充分大到較大型的植物可以生長的程度，具有足夠的機械強度的植被綠化基礎材料，該植被綠化基礎材料是在由水分含有量5－20重量％，粒徑1－7mm的熔渣灰50－70重量％、水凝性水泥15－25重量％以及粒徑5mm以下的玻璃粉15－25重量％構成的原料混合物中加入添加水，將包含有熔渣灰所含水分的水分含有量調整至10－20重量％，進行混合成形，在乾燥後，以1000－1200℃燒制而成，用無攪拌葉輪的擴散混合型攪拌機，進行原料混合物以及添加水的混合，通過振動成形，使所得到的混合物成形，接著，在保養所得到的成形物後，進行乾燥，燒制而成。
文檔編號C04B38/00GK1597623SQ200410056298
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月6日 優先權日2003年8月8日
發明者小山裕文, 落合廣行, 關宏明, 森高準一 申請人:株式會社堤土樂, 陶榮株式會社, 東予彩色公司