JPH01500811A - 人造石の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 人造石の製造法 技術分野 本発明は、ビルディング材料の分野に関し、より詳細には、人造石の製造法に関 する。

本発明に係る結晶水和物をベースとする原料混合物から製造される人造石は、ビ ルディングの建築および外装、並びに道路舗装における土木工学およびインダス トリアルエンジニアリングで有用である。

背景技術 鉱物結合剤と水との混合物を圧縮成形することによって人造石、例えば、コンク リートを製造する方法は、技術上既知である（ソ連の発明者証第６６２３４８号 明細書、ＩＰＣ，Ｂ２ｇＢ１／１０．１９７９年５月１５日公告、公報「発見、 発明、工業デザイン、商標」参照）。

鉱物結合剤は、鉱物原料の暇焼生成物を含む。結合剤と水との混合物（水対固形 分比０．２５〜０．６）は、１００ＭＰａの圧力下で圧縮に付す。同時に、それ は、１０＝１０ＣＩＭＰａまでのジャンプ的圧力増大によって特徴づけられる衝 撃波の効果に付す。衝撃波伝搬前面は、静圧の作用方向と一致する。

また、鉱物結合剤と水との混合物（水対固形分比０．２５〜０．３）を振幅１０ ２〜１ｏ４ＭＰａを有する衝撃波に同時に付しながら５〜２０ＭＰａの圧力下で 圧縮成形することからなる人造石の製法が、技術上既知である（ソ連の発明者証 第８６３３４７号明細書、ＩＰＣ，Ｂ２２Ｂ１／１０．１９８１年９月１５日公 告、公報「発見、発明、工業デザイン、商標」魔３４参照）。

衝撃波伝搬前面は、静圧の方向に対して５〜１５°の角度であり、このように得 られる人造石の追加の緻密化および強化を保証する。

前記方法においては、原料混合物に対する衝撃波の効果は、その硬化プロセス、 即ち、構造化の促進を可能にする。しかしながら、この構造化における決定因子 は、結合剤の水和である。この理由で、人造石の所定の耐久性を達成するために は、十分に長い期間（１，５日まで）が、必要である。

二本セラコラなどの結晶水和物をベースとする原料混合物を８０〜１２０ＭＰａ の圧力下で１５０〜１６０℃の温度において４０〜６０分間圧縮成形することに よって人造石を製造する方法が、技術上既知である（ソ連の発明者証第５２８２ ７９号明細書、ＩＰＣ，Ｃ０４Ｂ１３／１４．１９７６年９月１５日公告、公報 「発見、発明、工業デザイン、商標」磁３４参照）。部分脱水は、圧縮成形時に 行う。

得られる人造石の構造は、実質上α−半水硫酸カルシウムから形成される。この 理由で、それは、その機械的強度特性を失い、容易に破壊されるようになる。

発明の開示 本発明は、所要の活用パラメーターを付与するために建築人造石の構造化プロセ スの最大限可能な促進を保証するような範囲内の圧力の選択によって人造石を製 造するような方法の提供に関する。

本発明の目的は、建築人造石の構造化プロセスの最大促進を保証して所定の活用 特性を提供するであろう建築人造石を製造するような方法を提供することにある 。

この課題は、圧力を結晶水和物をベースとする原料混合物にかけることによって 人造石を製造するにあたり、この原料混合物を２５０〜２，０００ＭＰａまで加 圧する衝撃圧力に付し、この時に結晶水和物の塑性流れがその焼固と一緒に生ず ることを特徴とする人造石の製法によって解決される。

本発明に係る方法は、構造化時間を最大限に短縮することを可能にする（従来技 術の方法での１．５日以上の代わりに１５秒）。

原料混合物に対する衝撃の効果のため、人造石の安定な経時的活用特性（機械的 強度、吸水性、耐水性）を保証する緻密に充填された構造物が、それから得られ る。

本発明に係る方法は、予備叢焼なしに使用される天然産原料（セラコラ、アスベ スト、炭酸カルシウム）並びに工業廃棄物（合成セラコラ、セメント製造廃棄物 ）から人造石を製造することを可能にし、これにより人造石の製法の有効性およ び経済的効率を増大する。

構造化プロセスの強化を保証するそれらの焼固と、最も好都合な条件を結晶水和 物の塑性流れに保証するために、周波数０．８〜１．０Ｈｚををする衝撃圧力を 前記原料混合物に０．１〜１５秒間かけることが好ましい。

同じ目的で、衝撃効果と同時に、この原料混合物を衝撃圧力の効果の方向に対し て接線方向に０．１６〜０．３３ｍ／秒の速度で移動することが好ましい。

均一で緻密な構造を有する人造石を製造するためには、衝撃圧力の適用前に、前 記原料混合物を分散に付して０．００３〜０．０７ｍｍの大きさの粒子を形成す ることが好ましい。

工業廃棄物から人造石を製造する場合には、これらの廃棄物をガス流中で９０〜 ３００℃の温度において１０〜１２５ｍ／秒の速度で分散に付すことが好ましい 。本発明に係る方法は、下記の方法で行う。

結晶水和物をベースとする原料混合物を２５０〜２．０００ＭＰａに加圧する衝 撃圧力に付し、この時に結晶水和物の塑性流れはそれらの焼固と同時に生ずる。

原料混合物として、天然産三水セラコラ、セメントクリンカ−の水和鉱物、非暇 焼アスベストーセメント廃棄物（アスベスタイト）、セラコラ含を廃棄物（ホス ホセラコラ、ポロセラコラ、シトロセラコラなど）、並びに硫酸第一鉄および硫 酸鋼を含有する混合物、水和硫酸ナトリウム、ホウ酸の水和塩、リン酸および炭 酸、並びにこれらの組成中に結晶水を配合する他の化合物が、使用できる。

前記原料混合物に対する衝撃圧力の効果は、結晶水和物の変形を生じ、結晶格子 中の水分子の熱励起を生じ、このことは結晶中のエネルギー結合の破壊を生じ、 主として結晶構造の欠陥上に活性中心を形成する。粒子が緻密な接触状態にある 圧力の効果の下で、結晶水和物の塑性流れは、活性中心における粒子間での新し い結合の形成のため、それらの焼固と共に生ずる。

２５０〜２．０００ＭＰａという衝撃圧力の上限の値は、構造の特性に依存する 結晶水和物の脱水の活性化エネルギーによって規定される。

本発明に係る方法の前記実施条件は、高い物理機械的特性を保証する緻密に充填 された結晶性構造を有する人造石を得ることを可能にする。このような構造の形 成は、プロセス熱力学によって規定される短時間以内で生ずる。

従来、従来技術の方法においては、このような構造を有する人造石は、鉱物原料 の暇焼で得られた鉱物結合剤の水和によってのみ製造された。更に、水和硬化の プロセス時に、一般に、熱処理を実施することが必要とされそれゆえ、鉱物原料 の予ｆｉｉＥ焼および補強のための人造石のその後の熱処理が、その製法の不可 欠の段階となる。従って、これらの段階は、高い電力および労力費用を特徴とす る。

本発明に係る方法は、結晶水和物をベースとする原料混合物を衝撃圧力に付すた め、わずかの労力および電力の出費で良好な活用特性を示す耐久性人造石を短時 間で得ることを可能にする。

本発明に係る方法は、タイル、煉瓦、ブロック、並びに粗石および粒状物の形態 の人造石を製造することを可能にする。製造されるべき物品の種類は、これらの 目的で使用する装置によって決定される。粗石および粒状物を製造するためには 、結晶水和物をベースとする原料混合物は、ミルプレスで加工する。タイル、煉 瓦およびブロックの製造においては、特殊な成形装置を備えたスタンプまたはヒ ドロ衝撃プレスが、使用される。

本発明に係る方法を最も効率良い方式で実施するためには、原料混合物を周波数 ０．８〜１．ＯＨｚで変化する衝撃圧力の効果に０．　１〜１５秒間付すことが 好ましい。この目的で、スタンプ型またはヒドロ衝撃プレスが使用され、または 他の通常の鍛造スタンププレスが使用される。

この衝撃の周波数は、結晶水和物の塑性流れのために必要な所要水準のエネルギ ーを保証する。時間は、焼固プロセス時間によって規定される。

本発明に係る方法は、衝撃圧力を０．１６〜０．３３ｍ／秒の速度で圧力作用方 向に対して接線方向に移動する原料混合物上にかけることによっても遂行できる 。この目的で、ローラープレスが使用され、接線方向の偏りがプレスローラーの 対応離脱によって形成される。接線方向の偏りが作動圧縮成形機関の振動または 回転運動によって形成されるスタンプまたはヒドロ衝撃プレスも、使用できる。

このような運動の速度は、焼固プロセス時間によって規定される。結晶水和物の 追加の変形を可能にするこのような条件下での本発明に係る方法の実現化は、人 造石の構造化時間を０．１秒に短縮することを可能にする。

原料混合物を分散して０．００３〜０．０７ｍｍの大きさの粒子とすることが好 ましい。この粒子の微細さは、良好な焼固能力を保証し、人造石の最適の物理機 械的特性を保証し、並びに各種の結晶水和物を焼固する可能性を与える。

窩められた含水量を有する原料混合物、例えば工業的スライム廃棄物（ホスホセ ラコラ）の原料混合物を使用する場合には、それらを９０〜３００℃の温度を有 するガス流に１０〜２５ｍ／秒の速度で分散することが推奨できる。

発明を実施するための最良の形態 発明を実施するための最良の形態として、下記態様が提案される。

原料混合物は、硫酸カルシウム２水和物、例えば、天然産セラコラ石からの結晶 水和物、および２質量２６の量の石灰をベースとして、容量で７０〜９０質量％ が０．００３〜０．０１＋ａｍの大きさを有する粒子を得るよう粉砕して調製す る。次いで、得られた原料混合物は、乾燥機のパイプ中において１７０℃の温度 でガス流の速度１８ｍ／秒のガス流中で処理する。このようにして調製された原 料混合物は、ローラープレスに配送し、６００ＭＰａに加圧する衝撃圧力に０． １秒以内付す。

衝撃は、運動の線速度が少なくとも１．３ｍ／秒であるプレスローラーの迅速な 回転によって与えられる。

０．１６ｍ／秒の速度での原料混合物の接線方向の変位は、ローラーの回転速度 の適当な不釣合によって形成される。ローラーの回転速度の選択は、プレスのデ ザインによって規定され、プレスローラーの直径の比率によって設定される。原 料混合物のこのような加工の結果と１７で、人造石は、製造直後に密度１．９０ ０ｋｇ／Ｔｒｌ、極限圧縮強度１７ＭＰａ、吸水度６％、耐水度０，９１を有す る耐久性の緻密な構造を有する粗石（プレート）の形態で得られる。

本発明に係る方法を説明する若干の特定例を以下に示す。

例１ ショークラッシャー中で解体された天然産セラコラ石（ＣａＳ０　・２Ｈ２０） に石灰を１質量％の量で加え、この結晶水和物をベースとする原料混合物を、９ ３〜９５質量％が０．０５〜０．０７關の大きさの粒子の形成まで分散する。次 いで、原料混合物をヒドロ衝撃プレスの型に装入し、周波数０．８Ｈｚを６する 衝撃圧力に９秒間付す。各衝撃時に、圧力は、２５０ＭＰａまで増大され、原料 混合物を型の振動運動のため０．１８ｍ／秒の速度でそれらの上に接線方向に変 位させる。外装タイルの形態の得られた人造石は、製造直後に、極限圧縮強度２ ２．５ＭＰａ、密度１．８５０ｋｇ／ｌｒｌ、吸水度８％、耐水度０．８５を有 する。

例２ ホスホセラコラスライムに水和セメント廃棄物１０質量％を導入する。結晶水和 物をベースとする得られた原料混合物を６０〜６５質量％が０．００３〜０．０ １．ｍｍの大きさの粒子の形成まで分散に付し、１８ｍ／秒の速度のガス流中で １７０℃の温度において処理する。９０”””　９２　’Ｒｍ％が０．５〜２＋ ＊ｍの大きさの粒の形態の原料混合物をスタンププレスに装入し、衝撃圧力に付 す。圧力は、周波数ＩＨｚで１５秒間変化する衝撃によって作られる。各衝撃に おいて、圧力は、６００ＭＰａに増大される。煉瓦として成形された得られた人 造石は、製造直後に、極限圧縮強度１７ＭＰａ、密度１．９００ｋｇ／ゴ、吸水 度６％、耐水度０．９１を存する。

例３ ホスホセラコラスライムに石灰を加えて、結晶水和物をベースとする原料混合物 のｐＨ約７〜８を得る。このようにして得られた原料混合物をヒドロサイクロン 中で脱水し、０．００３〜０．０７ｍｍの大きさの粒子の形成まで３００℃の温 度で２５ｍ／秒の速度のガス流に分散する。原料混合物をローラープレスに装入 し、ローラーの高回転速度のための衝撃によって作られた圧力に付す。

圧力は、０．５秒以内で１，０００ＭＰａまで増大される。原料混合物をプレス ローラーの不釣合な回転のため０．１６ｍ／秒の速度で接線方向に移動する。人 造石は、３〜１０■ｌの粒群の厚さ４１ｍのプレートを含む粗石として得られる 。製造直後に、製品の極限圧縮強度は２５Ｍ　Ｐ　ａ　、密度は２．　２２０ｋ ｇ／　Ｔｒｉ、吸水度は５％、耐水度は０．９１である。

例４ セメント石をハンマークラッシャーで破砕し、次いで、粉砕して０．００３〜０ ．０５＋ａｍの大きさの粒子とする。

粉砕ブロセ、ス時に、非暇焼アスベストーセメント廃棄物（アスベスタイト）を １０〜１５質量％の量で加える。

得られた原料混合物を９０℃の温度において１０ｍ／秒の速度のガス流に分散す る。次いで、結晶水和物をベースとする原料混合物をヒドロ衝撃プレスの型に装 入し、そこで衝撃圧力に付す。衝撃は、型の雄部材によって作られ、圧力は０． １秒以内で２．０００ＭＰａに増大される。原料混合物の接線方向の偏りの速度 は、０．３３ｍ／秒である。これは、型の適当な回転によって作られる。タイル として製造される人造石は、製造直後に、極限圧縮強度２４゜５ＭＰａ、密度２ ．５５０ｋｇ／ＴＩｌ、吸水度４．５％、耐水度０．８５を有する。

Ｃ・発　明　者　ダンコ、ゲンナディー　ヤコウレウイツチ ０発　明　者　チャチン、ビクトル　ニコラエウイツチ ０発　明　者　ステパネンコ、アレクサンドルワシリエウイツチ Ｃ・発　明　者　イサエウイツチ、レオニド　アレクサンドロウイツチ ソビエト連邦ミンスク、ウーリツツア、ボルボードンスカヤ、デー、２人カーベ ー、２ ソビエト連邦ミンスク、ウーリッツア、チカロワ、デー、１、カベ−１４０ ソビエト連邦ミンスク、ウーリツツア、クルマン、デー、１飄カベ−１９１ ソビエト連邦ミンスク、ウーリツツア、スルガノワ、デー、４０、−ベー、２５ ソビエト連邦ミンスク、ウーリツツア、ストロイチェレイ、デー３＼カーベー、 １

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．圧力を結晶水和物をベースとする原料混合物にかけることによって人造石を 製造するにあたり、前記原料混合物を２５０〜２，０００ＭＰａに加圧する衝撃 圧力に付し、この時に結晶水和物の塑性流れがその焼固と同時に生ずることを特 徴とする人造石の製造法。
2. ２．前記原料混合物を周波数０．８〜１．０Ｈｚを有する衝撃圧力に０．１〜１ ５秒の時間内付す、請求項１に記載の方法。
3. ３．衝撃圧力を０．１６〜０．３３ｍ／秒の速度で前記圧力の効果の方向に対し て接線方向に移動する前記原料混合物にかける、請求項１および２に記載の方法 。
4. ４．前記原料混合物を衝撃圧力の効果に付す前に、０．００３〜０．０７ｍｍの 大きさの粒子の形成まで分散する、請求項１ないし３に記載の方法。
5. ５．前記分散を９０〜３００℃の温度で１０〜２５ｍ／秒の速度のガス流中で行 う、請求項４に記載の方法。