JP2000281425A - 硫黄組成物成形体の製造方法 - Google Patents

硫黄組成物成形体の製造方法

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JP2000281425A
JP2000281425A JP8821299A JP8821299A JP2000281425A JP 2000281425 A JP2000281425 A JP 2000281425A JP 8821299 A JP8821299 A JP 8821299A JP 8821299 A JP8821299 A JP 8821299A JP 2000281425 A JP2000281425 A JP 2000281425A
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mineral
molding
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Kiyoshi Oshima
清 大嶋
Norihiko Misaki
紀彦 三崎
Satoru Fujii
悟 藤井
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/36Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium

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Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 即時脱型可能で、高強度且つ高緻密な硫
黄組成物成形体を安価に製造する。 【解決手段】 重量比で硫黄1と鉱物質粉末乃至は鉱物
質微粉末とコンクリート用骨材1以上4未満を120〜
160℃で混合したものを、振動を加えながら成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は硫黄と鉱物質粉末か
らなる硫黄組成物の成形体を製造する方法に関するもの
で、より詳しくは型枠成形により硫黄組成物の硬化成形
体を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】硫黄に骨材を配合し、硫黄が溶融する温
度で混練した後、冷却固化させた硫黄モルタルないし硫
黄コンクリートが知られている。硫黄モルタルや硫黄コ
ンクリートを製造する場合、硫黄が結合材となって骨材
と分離するのを防止し、また冷却固化の際の収縮や空隙
を少なくするため、硫黄に対しその溶融温度以下で不活
性なフライアッシュ、シリカ、粘土鉱物などの鉱物質粉
末からなるフィラーを配合することが行われている。こ
のフィラーは配合量を多くする程、前記効果を増進する
ことができる。
【0003】その反面、フィラー自体は殆どが硬化性を
有しない物質であるため、フィラーの配合量が多くなる
と、得られる硫黄コンクリートなどの硬化体の強度が低
下すること、更に充填性が低下するため空隙が留まり易
く高密強固な硬化体が得られ難くなるといった問題が生
じる。このような問題は、成形時におよそ1t/cm 2
以上のかなり高い加圧を行うことで改善できるものの、
高加圧力発生装置が必要となり、成形物が大型化するほ
ど設備コストが高騰する。このため、硫黄とその等重量
以下のフィラーなどの鉱物質粉を混合し、この混合物を
加熱して硫黄分を溶融させ、溶融硫黄によって混合物が
低粘性の流動物となっている間に、型枠成形を行うと、
高い加圧を要せずして、高い充填性が得られ、高密な硬
化成形体を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、型枠成形によ
って、成形体を製造するに際し、生産性を向上させるに
は、即時脱型が極めて有効であることが広く知られてい
る。しかるに、前記の如く含有フィラー量を低減化させ
た低粘性流動物を型枠に充填させて硫黄組成物の高密成
形体を得ようとすると、硬化するまでに時間を要すこと
から即時脱型が困難となって、生産性が低下する。ま
た、フィラー高含有組成物では加熱しても低粘性の流動
物になり難いため、高緻密・高強度の成形体を得るには
依然として高い加圧操作を行わねばならず、製造コスト
が高いものとなっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、硫黄より
も鉱物質粉末の含有量が多いか等しい配合割合の硫黄と
鉱物質粉末からなる混合物の、型枠成形時に於ける種々
の物理的外力と得られた硬化物の強度との関係を詳細に
調べた過程で、成形時に振動を行うと得られる硬化成形
体の強度が大幅に上昇し、これらは何れも即時脱型可能
であり、また硫黄よりも鉱物質粉末の含有量がかなり多
い配合物にあっては、振動と同時に比較的低い加圧を行
うことで十分充填成形でき、即時脱型可能で強固な硬化
成形体が得られたこと等から、本発明を完成するに至っ
た。
【0006】即ち、本発明は、重量比で硫黄1と鉱物質
粉末乃至は鉱物質微粉末とコンクリート用骨材1以上
2.5未満を120〜160℃で混合したものを、振動
を加えながら成形することを特徴とする硫黄組成物成形
体の製造方法である。
【0007】また、本発明は、成形時に成形時に500
Kgf/cm2以下の加圧を加えることを特徴とする前
記の硫黄組成物成形体の製造方法である。
【0008】更に、本発明は、重量比で硫黄1と鉱物質
粉末乃至は鉱物質微粉末とコンクリート用骨材2.5以
上4未満を120〜160℃で混合したものを、振動を
加えながら加圧成形することを特徴とする硫黄組成物成
形体の製造方法である。
【0009】また、本発明は、加圧が5〜500Kgf
/cm2である前記の硫黄組成物の製造方法である。
【0010】
【発明の実施形態】以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の硫黄組成物硬化体とは、硫黄とフィラーとして
の鉱物質粉末を構成成分とするが、フィラーの一部を公
知のコンクリート用骨材、望ましくは細骨材に置換して
含むことができる。本発明で用いる硫黄は、粉末状又は
フレーク状の単体硫黄や溶融硫黄を挙げることができる
が、この硫黄は何れの製造方法で得られたものでも良
く、例えば石油精製の工程で副産された硫黄でも試薬と
して市販されているものであっても良い。鉱物質粉末と
しては、平均粒径100μm以下の微粉が望ましく、フ
ライアッシュ、シリカ、高炉スラグなどの他、従来の硫
黄コンクリートで用いられている粘土鉱物などの公知フ
ィラー材であれば特に限定されない。
【0011】このような硫黄と鉱物質粉末を重量比で硫
黄1に対し、鉱物質粉末1〜4を配合し混合する。鉱物
質粉末の一部を公知フィラー材と置換させる場合は概ね
鉱物質粉末のおよそ半分までの体積を公知フィラー材と
することができる。鉱物質粉末の重量比が硫黄1に対し
4を超える場合は、硫黄の結合材としての作用が少なく
なる為、強固な成形体が得られないので好ましくなく、
また鉱物質粉末の重量比が硫黄1に対し1未満の場合
は、硫黄が固化する際かなりの収縮を伴い亀裂が発生し
易くなるので好ましくなく、次の加熱混合工程で得られ
る混合物の粘性が著しく低下し、高流動化するので即時
脱型が困難となり好ましくない。混合に用いる硫黄は、
何れの状態のものでも良いが、望ましくは溶融状態の硫
黄とする。粉状又はフレーク状などの硫黄は、これを1
20〜160℃に加温し、溶融させて用いると良い。更
に望ましくは混合に用いる鉱物質粉末乃至は鉱物質粉末
とコンクリート用骨材も硫黄と概ね同様の温度にしたも
のが良い。
【0012】このような硫黄と鉱物質粉末、又は硫黄と
鉱物質粉末と骨材との混合を120〜160℃で行う。
120℃未満の混合温度では硫黄が溶融しないため混合
効率が低く、硫黄が均一に分散した混合物が得難くなる
ので好ましくない。また、160℃を超える温度では硫
黄の粘性が急激に上昇するため、均一混合が困難になる
ため好ましくない。混合方法は特に限定されないが、例
えば加熱チャンバーを有するミキサーに鉱物質粉末乃至
は鉱物質粉末と骨材を入れて120〜160℃で加熱
し、次いで硫黄をこのミキサー中に序々に加えながら温
度120〜160℃で混合することができる。混合に当
たってはミキサー混合後、加温中にニーダー等を用いて
混練りを行うとより混合効果が高まるので望ましい。混
合時間は処理量や混合装置に応じ適宜選定すれば良い
が、概ね1分〜30分が適当である。
【0013】得られた混合物は、望ましくは暖まってい
る間に、所望形状の成形型枠に充填し、成形する。成形
型枠への混合物充填の際は充填完了に至るまで、該型枠
を振動させる。振動は好ましくは1〜1000Gの出力
のものとするが、その周波数は限定されず、特定値、変
調値または複数の周波数成分が混合されたもの何れでも
良い。このような振動は、例えば偏心重錘回転式の振動
モーターを利用したテーブル振動機等を用いて行うこと
ができる。尚、加圧成形を行う場合は加圧中も振動させ
続けることができる振動加圧成形機を用い、振動させな
がら加圧を行うのが望ましい。
【0014】本発明では成形時に於ける加圧の必要性が
成形に用いる混合物の成分配合割合によって異なる。即
ち、重量比で硫黄1と鉱物質粉末乃至は鉱物質微粉末と
コンクリート用骨材1以上2.5未満である配合割合の
混合物は、成形時に加圧を行っても行わなくても良い。
無加圧でもこの配合範囲の混合物は振動だけで比較的高
い充填性が得られ、それ故緻密な硬化成形体を形成する
ことができる。加圧を行う場合は印加圧力500Kgf
/cm2以下とする。より好ましくは200Kgf/c
2以下とする。加圧を行うと硬化体強度に一層の向上
が見られるものの、500Kgf/cm2を超えると余
り向上が見られず、生産コストが著しく上昇するので好
ましくない。また、重量比で硫黄1と鉱物質粉末乃至は
鉱物質微粉末とコンクリート用骨材2.5以上4以下の
配合割合の混合物は、成形時の加圧を必須とし、印加圧
力5〜500Kgf/cm2で加圧成形を行う。これは
この配合領域では混合物が著しく流動性に欠けるため、
型枠充填時の硫黄と鉱物質粉末との接触状態がかなり粗
となり、成形性に乏しく、高密度の成形体が得難いため
である。よって印加圧力5Kgf/cm2未満の加圧で
は、充填性、緻密化、保形性の何れもが不十分となるた
め好ましくない。また、印加時間は、原料成分配合割
合、形状等にもよるが、概ね10秒程度で良い。何れの
場合でも、成形終了後は、直ちに成形型枠から脱型する
ことで成形体を得ることができる。
【0015】
【実施例】[実施例1] 硫黄粉を140℃で溶融し、
この溶融硫黄の粘度をB型粘度計で測定したところ、5
mPa・sであった。この粘度の溶融硫黄と、別に14
0℃に加熱した平均粒子径20μmのフライアッシュと
を硫黄1に対しフライアッシュ2となるよう配合すべ
く、まず加熱フライアッシュを140℃に加熱されたレ
ディゲミキサーに入れ、次いで溶融硫黄を該ミキサーに
徐々に入れながら混合を行った。混合中はレディゲミキ
サーの加熱温度を維持しつつ約10分混合を行い、得ら
れた加熱混合物を、140℃に保った直径50mm、高
さ100mmの円柱形状の金型に充填した。充填時は振
動テーブルで30G、100Hzの振動を行い、金型内
の充填物への加圧は行わずに、充填終了後1分以内に脱
型を行って硬化した成形体を得た。硬化した成形体の嵩
密度(JIS Z8401に準拠した測定方法)、圧縮
強度(JIS A1108に準拠した測定方法 )、及
び目視による成形体の外観検査を行い、これらの測定・
検査結果を表1に記す。
【0016】
【表1】
【0017】[実施例2〜5] 実施例1と同様の溶融
硫黄と、実施例1と同様のフライアッシュ加熱物とを表
1に表す配合重量比となるように、実施例1と同様の方
法で混合を行った。加熱混合物を、140℃に保った直
径50mm、高さ100mmの円柱形状の金型に充填
し、加圧成形機によって印加圧力20Kgf/cm2
は100Kgf/cm2で一軸加圧成形を行った。何れ
の場合も、充填開始〜成形終了まで30G100Hzの
振動を加え続けた。加圧成形終了後1分以内に脱型を行
い、硬化した成形体を得た。この成形体に対し、実施例
1と同様の方法で嵩密度、圧縮強度、及び外観検査を行
い、これらの結果を表1に併せて記す。
【0018】[比較例1] 前記実施例1と同様に調整
した140℃の加熱混合物を140℃に保った直径50
mm、高さ100mmの円柱形状の金型に充填して成形
を行った。充填及び成形中は振動及び加圧を行わず、充
填完了1分後に脱型を試みたが、保形性に欠けるかなり
崩れ易い成形体となり、実質的に成形物を得るのは殆ど
不可能であった。
【0019】[比較例2〜3] 実施例1と同様の溶融
硫黄と、実施例1と同様のフライアッシュ加熱物とを表
1に表す配合重量比となるように、実施例1と同様の方
法で混合を行った。加熱混合物を、140℃に保った直
径50mm、高さ100mmの円柱形状の金型に充填
し、加圧成形機によって印加圧力20Kgf/cm2
は100Kgf/cm2で一軸加圧成形を行った。充填
及び成形時には振動を加えなかった。加圧成形終了後1
分以内に脱型を行い、硬化した成形体を得た。この成形
体に対し、実施例1と同様の方法で嵩密度、圧縮強度、
及び外観検査を行い、これらの測定、検査結果を表1に
併せて記す。
【0020】[比較例4] 実施例1と同様の溶融硫黄
と、実施例1と同様のフライアッシュ加熱物を重量比で
硫黄1に対しフライアッシュ0.5となるよう配合し、
混合物を実施例1と同様の方法で混合を行った。加熱混
合物を、140℃に保った直径50mm、高さ100m
mの円柱形状の金型に充填した。充填中は振動や、充填
物に対する加圧も一切行わず、充填終了2分後に型枠か
ら脱型を試みたが、充填物は依然流動性を有したものと
なっており、一定形状の成形体は得られなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明の硫黄組成物成形体の製造方法
は、即時脱型により強固な成形体を得ることができるた
め、生産効率に優れる。また、高加圧を行わない限り困
難とされてきたフィラー含有割合が比較的高い高緻密で
高強度の成形体を著しく低い加圧力で容易に作製するこ
とができる。一般に、成形時の加圧に関するコストは、
成形体が大型化すればする程、また、加圧力が高くなる
程、設備コストに占める割合が急増するので、本発明の
製造方法では、とりわけ大型成形体を作製する上で、ま
た高フィラー含有成形体を作製する上で、設備コストの
大幅な削減をもたらすことができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で硫黄1と鉱物質粉末乃至は鉱物
    質微粉末とコンクリート用骨材1以上2.5未満を12
    0〜160℃で混合したものを、振動を加えながら成形
    することを特徴とする硫黄組成物成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 成形時に500Kgf/cm2以下の加
    圧を加えることを特徴とする請求項1記載の硫黄組成物
    成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】 重量比で硫黄1と鉱物質粉末乃至は鉱物
    質微粉末とコンクリート用骨材2.5以上4未満を12
    0〜160℃で混合したものを、振動を加えながら加圧
    成形することを特徴とする硫黄組成物成形体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 加圧が5〜500Kgf/cm2である
    請求項3記載の硫黄組成物の製造方法。
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