JPH04119952A - 人工軽量骨材の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は産業廃棄物の石炭灰、ガラスクズ及び未利用資
源の珪酸塩質の岩石、鉱物及び同風化物等を主体に利用
した人工軽量骨材の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に人工軽量骨材の製造はガス源鉱物を含有している
膨張性粘土、同頁台、同粘板岩等を破砕して、篩分は後
、ロータリーキルン等にて、約１２５０〜１３００’Ｃ
で焼成したり、ガス源鉱物が不足したり、含有していな
い場合はこれらを約０．１ｍｍ以下に粉砕しガス源とし
て、炭酸塩鉱物２石炭、木炭、コークス、硫化鉱物、鉄
鉱石等の粉末のうち、安価に入手可能な物を添加して造
粒して、ロータリーキルン等で焼成して製造、又石炭灰
にバインダー粘土（約１０〜２０％）と、ガス源の未燃
カーボンが不足する場合は石炭粉末を添加して造粒後、
同様に焼成して製造されている。

なお、前記の人工軽量骨材に較べて、強度は弱く、開放
型のため吸水率は大きいが、非常に軽い骨材として、真
珠岩、黒曜石、流紋岩等を破砕してフルイわけ後、ある
いはシラス中に含有している天然ガラス等をロータリー
キルン等で約１０００°Ｃで焼成して製造されているも
のもある。

更に造粒方法はパン型ペレタイザー、ヘンシェルミキサ
ー等色々のタイプの造粒機で、焼成はロータリーキルン
、シャフト炉、ドヮイトロイド式焼成炉等の方法でおこ
なわれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 石炭灰の発生は石炭火力発電所の見直しで増加し、今後
、埋立廃棄場所の不足が問題化されてくると思われてい
る。

一方、珪酸塩質の岩石、鉱物や軽石、シラス等も採掘さ
れ、骨材や園芸骨材等に利用されているが微細部分や珪
酸塩質岩石の風化部分、例えばマサ土等の利用価値は少
ない。

又、膨張性頁岩等から製造した、構造用コンクリート骨
材（ＪＩＳ　Ａ　５００２＞は見掛比重、モルタル・コ
ンクリート比率、安定性試験等で３種類にわけられ、一
般に見掛比重１．２〜１．５、粒度５〜２５＋ｍの製品
が主体に製造されているし、その焼成温度も約１２５０
〜１３００℃と高温度であり、それなりの耐熱設備が必
要である。

なお、黒曜石、真珠岩等の破砕物を焼成した商品（以後
、パーライトと記す）、の見掛比重は約０．１〜０．２
と非常に小さいが急激に焼成されているので、連続気孔
であったり、カドばったりしていて、吸水率は大きく軽
量モルタル、例えば壁材等として主に使用され、強度を
必要とするコンクリート骨材等へはあまり使用されてい
ないし、火山ガラスを約１０００℃で焼成した商品（以
後、シラスバルーンと記す）の見掛比重は約０．１〜０
．２と非常に小さく、球状に近いが、発泡体の表面に薄
い殻を持ったバルーンなので骨材の強度は小さく、手で
押しても割れるし、吸水率は大きいので、これも同様に
コンクリート骨材等へはコンクリート強度が出ないので
あまり使用されていない。

すなわち、ポンプ車による打設や押し出し成形製品の骨
材として吸水率が大きく、骨材が破壊するのであまり使
用されていない そこで、本発明は見掛比重、骨材強度等が市販の人工軽
量骨材の中間値程で、吸水率は約７〜８％、かつ約３ｍ
ｍ〜０．１ｍｍ程度の球状物で、押し出し成形や高強度
軽量板等へ使用可能な人工軽量骨材を開発することを目
的とするものである。

〈課題を解決する為の手段〉 上記の目的を達成するために、本発明では次の如き手段
を採用する。即ち、天然ガラス、人工のガラス、珪酸塩
質の岩石、鉱物及び同風化物の粉末１石炭灰の一種又は
二種以上に、水ガラス又は無水珪酸ソーダ及び発泡剤を
加えて造粒し、９００〜１０５０”Ｃで焼成して嵩比重
０．４　〜０．６の軽量骨材を製造することを特徴とす
る人工軽量骨材の製造方法。

〈実施例及び作用〉 以下、本発明の作用、効果を確認する為に行った実験及
びその結果を示す。

まず、実験に用いた原料の化学分析値を第１表に示す。

第１表 （重量％） なお、水ガラス、珪酸ソーダは試薬−級を、石炭は発熱
量５８００ｄ　／ｇのものを使用した。

更に、第１表に示す石炭灰（フライアッシュ）以外はシ
ョークラッシャー等で粗砕して乾燥し、バイブロミル等
で約４４μｍ以下に粉砕して原料とし、第２表に示す配
合割合で配合し、水ガラス（濃度を変えたン等を添加し
ながら造粒して乾燥（１０５〜１１０°Ｃに保持した乾
燥炉にて）、又は未乾燥のままシリコニット電気炉（９
００，９５０，１０００，１０５０，１１００℃に保持
した）内のルツボに、ペレットを投入後、保持時間等を
変えて焼成し、炉外に取り出して２．５〜１．２　、１
．２〜０．６ｍｍの試作骨材の発泡状況、見掛は比重、
水ガラスの濃度と発泡状況等を調べ、焼成条件を決め、
数種類の配合物を造粒（約３ｍ＋ｅφ以下で、かつ１　
ｍｍφ以下を主体に）し、ロータリーキルン（内径０，
２５×長さ２．５ｍ）で９８０〜１０００°Ｃにて焼成
し、その性状を調べ第２表に示す。

以上の如く、真珠岩、流紋岩単味等ではガスの発生が多
過ぎて崩壊する。

又、真珠岩、黒曜石の軟化温度とガスの発生のタイミン
グが合わねば都合良い骨材が出来ないので、水ガラスを
添加不足では発泡不足となるし、多過ぎると軟化温度が
低下し過ぎ融着現象を起こすので水ガラス濃度は２０〜
２５重量％程度が良い。

なお、ガス源鉱物の含有量が多い真珠岩等にマサ土、花
崗岩等を添加し、かつ石灰石粉を入れると白色の骨材と
なるが、同様のガス源鉱物のマグネタイト（０２ガス発
生）を添加すると発泡状況は良好でも黒褐色の骨材とな
る。

なお、バインダー及びガス発生時の軟化材として水ガラ
スを使用すると、骨材のＰＨは７〜７．１であるが、若
干ＰＨが高くなっても良い（ｐＨ＝　８〜１０）ならば
ＮａＯＨ，Ｎａ２ＣＯ３，水ガラスの組み合わせ使用が
可能である。

更に、炭酸塩鉱物を発泡材とする場合、９００〜１００
０℃で焼成するとＦ、ＣａＯとして残存し、ｐＨが９〜
１０となる事もあるので、低温焼成では使用をひかえた
が良い。

次に前述の各原料を第３表に示す配合割合で混合し、水
ガラス（濃度２２〜２３％）溶液を添加しながら（造粒
水公約２７〜３０％）オムニミキサーで３１１１＋φ以
下、特に１　ａｍφ以下を主体に造粒し、ロータリーキ
ルンで焼成して、試作軽量骨材を作り、その性状を調べ
、かつ市販の同種程度の骨材と比較し、第３表に示す。

第 表 ※ｌ ※２ 水ガラスを使用した場合の造粒水分は約２７〜２９％だ
った。

２５〜１．２１１１１１の骨材の圧壊強度（ｎ＝５ケの
平均値）〈発明の効果〉 以上述べた如く、真珠岩や黒曜石等を破砕し、焼成して
製造されている人工軽量骨材は球状に近い物はなく、連
続気孔を取っているので、吸水率が大きい。又、球状に
近いシラス系発泡体の骨材は吸水率が大きく、かつ、骨
材強度は非常に弱いので、セメント二次製品をポンプ圧
送や押し出し成型で製造するのに都合が悪かった。

しかし、本発明の如く真珠岩等を粉砕し、発泡力を押さ
えるため、あるいは軟化温度を下げるために珪酸塩質の
岩石鉱物、同風化物やガラスクズ等を添加混合し、水ガ
ラスをバインダーとして造粒焼成することで、小さい球
状で、かつ強度も大、きく、吸水率も小さいのでポンプ
輸送や押し出し成型コンクリート二次製品の良好な骨材
となし得る等その利用効果は大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、天然のガラス、人工のガラス、珪酸塩質の岩石、鉱
   物及び同風化物の粉末、石炭灰の一種又は二種以上に、
   水ガラス又は無水珪酸ソーダ及び発泡剤を加えて造粒し
   、９００〜１０５０℃で焼成して、嵩比重０．４〜０．
   ６の軽量骨材を製造することを特徴とする人工軽量骨材
   の製造方法。 ２、天然ガラスとして、黒曜石、真珠岩、流紋岩、火山
   ガラスの一種または二種以上を用いることを特徴とする
   請求項１に記載の人工軽量骨材の製造方法。 ３、人工ガラスとして、銅若しくは亜鉛精練スラグ、廃
   棄ガラス、鉄精練スラグの一種又は二種以上を用いるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の人工軽量骨材の製造方
   法。 ４、発泡剤として、石炭、木炭、コークス粉、石灰石、
   ドロマイト、黄鉄鉱、膨張性頁岩、同粘板岩の一種又は
   二種以上を用いることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の人工軽量骨材の製造方法。