フライアッシュとセノスフィア

フライアッシュ石炭火力発電所の副産物であるポゾランは、水と接触するとセメント系化合物を形成するために建築材料に添加できる貴重な資源として認識されている。 セノスフィア中空で球状の粒子で、主に開放孔型であるセノスフィアは、フライアッシュと混合される最も重要な付加価値材料または副産物の1つです。これは、軽量性、良好な流動性、化学的不活性、優れた断熱性、高い圧縮強度、低い熱伝導率など、セノスフィアの独特な特性によるもので、多くの産業用途で幅広く使用されています。セノスフィアは、軽量セメント、ポリマー複合材料、自動車のブレーキローターやディファレンシャルカバー、ムライトコーティングされたディーゼルエンジン部品、電磁シールドやエネルギー吸収用途など、多くの特殊用途において充填材または添加剤として非常に需要の高い材料となっています。セノスフィアを建築材料として使用する用途も見つかっており、軽量断熱複合材料、セノスフィア強化セメントおよびアスファルトコンクリートを使用した軽量吸音構造材料、軽量コンクリートなどがあります。最近では、複合梁や複合鉄道枕木の製造において、ポリマーコンクリートマトリックスの添加剤または充填材としてセノスフィアが使用されていることが報告されています。球状で中空の形態を持つセノスフィアは、亀裂の伝播に対する高い耐性を備えているため、特に有望である。
中空球の密度は0.2g/ccから2.6g/ccまで変化する。このような低密度のセノスフィアの入手可能性（既存のセノスフィア分離方法は、湿式分離と乾式分離の2つのグループに分類されます。湿式分離メカニズムは、固体粒子と液体媒体の密度の差に基づいています。このプロセスでは、重力沈降分離（沈降浮遊法）によってフライアッシュからセノスフィアを回収できます。湿式分離の分離効率は、媒体中のセノスフィアの自然な浮力、供給粒子の濃度、粒子の表面トポロジーと多孔性、および精製サイクルに基づいています。しかし、効率は、水より軽い粒子が凝集から脱出するのを妨げ、結果として軽い粒子が表面に上昇するのを妨げる、フライアッシュの高密度塊の影響によって制限されます。湿式分離法の利点は、分離プロセスから直接低密度で無傷のセノスフィアを取得できることです。ただし、大規模生産では、土地と水の利用可能性が大きな懸念事項です。もう1つの問題は、溶解の問題です。有害物質が水源に流入する。さらに、使用前に乾燥工程を追加する必要があるという欠点もある。材料の品質（特にカルシウム含有量の高いクラスCフライアッシュの場合）に関しては、粒子表面に結晶が形成され、乾燥段階で硬化するため、その後の用途での使用が制限される。乾式分離は、湿式分離の問題を克服することを目的とした代替方法である。この方法では、化学組成は変化しない。さらに、乾燥工程は不要であるため、エネルギー消費の問題を回避できる。ただし、この方法では、粒子を効率的に分類するために、空気分級機などの空気分離を伴う高度な技術が必要となる。空気分級は、空気流中の分散固体粒子を、サイズ、幾何学的形状、密度の違いに基づいて分離する操作である。