JPH0724755B2 - セラミックバルーンの製造方法 - Google Patents
セラミックバルーンの製造方法Info
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- JPH0724755B2 JPH0724755B2 JP3101888A JP10188891A JPH0724755B2 JP H0724755 B2 JPH0724755 B2 JP H0724755B2 JP 3101888 A JP3101888 A JP 3101888A JP 10188891 A JP10188891 A JP 10188891A JP H0724755 B2 JPH0724755 B2 JP H0724755B2
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- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、天然ガラス質鉱物及び
/又は人工のガラス質素材を原料とするセラミックバル
ーンの製造方法に関する。
/又は人工のガラス質素材を原料とするセラミックバル
ーンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、セメント、モルタル等におい
ては砂の代わりに軽量骨材が使用されているが、この軽
量骨材には特に細粒の軽量骨材が要求されていた。しか
しながら、従来の軽量骨材の製法によって得られる骨材
は、残留アルカリ、発泡のバラツキがあり、吸水率が高
いという問題点があった。
ては砂の代わりに軽量骨材が使用されているが、この軽
量骨材には特に細粒の軽量骨材が要求されていた。しか
しながら、従来の軽量骨材の製法によって得られる骨材
は、残留アルカリ、発泡のバラツキがあり、吸水率が高
いという問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は先
に特願平2−339212号(特開平4−200739
号公報参照)において、天然ガラス質鉱物及び/又は人
工のガラス質素材にNaOHを加えて造粒し、該造粒物
を乾燥して焼成する細粒セラミックバルーンの製造方法
を提案した。しかしながら、更に鋭意研究の結果、乾燥
の過程でCO2 が存在すると投入したNaOHがNa2
CO3 となり、焼成によって製造されるガラス質被覆膜
に穴等の欠陥が発生すると同時に、Na2 CO3 の熱分
解により発生したNa2 Oが残留するため、吸水率が高
くなり浸出水のPHが高くなることが分かった。PHが
高いと所謂アルカリ骨材反応が引き起こされる恐れがあ
り、問題であった。本発明は、かかる事情に鑑みてなさ
れたもので、焼成物の吸水率が低く、しかも浸出水のP
Hが中性を示すセラミックバルーンの製造方法を提供す
ることを目的とする。
に特願平2−339212号(特開平4−200739
号公報参照)において、天然ガラス質鉱物及び/又は人
工のガラス質素材にNaOHを加えて造粒し、該造粒物
を乾燥して焼成する細粒セラミックバルーンの製造方法
を提案した。しかしながら、更に鋭意研究の結果、乾燥
の過程でCO2 が存在すると投入したNaOHがNa2
CO3 となり、焼成によって製造されるガラス質被覆膜
に穴等の欠陥が発生すると同時に、Na2 CO3 の熱分
解により発生したNa2 Oが残留するため、吸水率が高
くなり浸出水のPHが高くなることが分かった。PHが
高いと所謂アルカリ骨材反応が引き起こされる恐れがあ
り、問題であった。本発明は、かかる事情に鑑みてなさ
れたもので、焼成物の吸水率が低く、しかも浸出水のP
Hが中性を示すセラミックバルーンの製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う請求項第
1項記載のセラミックバルーンの製造方法は、微粉砕さ
れた天然ガラス質鉱物及び/又は人工のガラス質素材を
原料とし、これに苛性アルカリ水溶液を加えて造粒し、
該造粒物を乾燥ししかる後に焼成するセラミックバルー
ンの製造方法において、上記造粒物の乾燥は非炭酸ガス
雰囲気で行い、しかもその乾燥温度は100〜350℃
であるようにして構成されている。また、請求項第2項
記載のセラミックバルーンの製造方法は、請求項第1項
記載の方法において、(1700℃−摂氏焼成温度)を
Pとし、苛性アルカリ水溶液の純分の原料に対する重量
%比率をQとした場合、Qが次式を満足するようにして
構成されている。 P/50−1<Q<P/50+1 ここで、苛性アルカリとはNaOHまたはKOH等をい
い、非炭酸ガス雰囲気とは、例えば、窒素ガス等を充填
する、または炭酸ガス吸収剤を通した空気を充填するな
どして、炭酸ガスを積極的に排除した雰囲気をいう。
1項記載のセラミックバルーンの製造方法は、微粉砕さ
れた天然ガラス質鉱物及び/又は人工のガラス質素材を
原料とし、これに苛性アルカリ水溶液を加えて造粒し、
該造粒物を乾燥ししかる後に焼成するセラミックバルー
ンの製造方法において、上記造粒物の乾燥は非炭酸ガス
雰囲気で行い、しかもその乾燥温度は100〜350℃
であるようにして構成されている。また、請求項第2項
記載のセラミックバルーンの製造方法は、請求項第1項
記載の方法において、(1700℃−摂氏焼成温度)を
Pとし、苛性アルカリ水溶液の純分の原料に対する重量
%比率をQとした場合、Qが次式を満足するようにして
構成されている。 P/50−1<Q<P/50+1 ここで、苛性アルカリとはNaOHまたはKOH等をい
い、非炭酸ガス雰囲気とは、例えば、窒素ガス等を充填
する、または炭酸ガス吸収剤を通した空気を充填するな
どして、炭酸ガスを積極的に排除した雰囲気をいう。
【0005】
【作用】請求項第1項、第2項記載のセラミックバルー
ンの製造方法においては、微粉砕された天然ガラス質鉱
物及び/又は人工のガラス質素材を原料とし、これに苛
性アルカリ水溶液を加えて造粒し、該造粒物を乾燥、そ
して焼成する過程において、該造粒物の乾燥を非炭酸ガ
ス雰囲気によって行っている。従って、CO2 と投入さ
れたNaOHが反応することがなく、予め計算されて投
入されたNaOHが有効に反応して均一な焼成、発泡が
行われる。従って、ガラス質被膜に穴等の欠陥が発生す
ることがなく、残アルカリもないので、焼成物の吸水率
が低く浸出水が中性を示す。
ンの製造方法においては、微粉砕された天然ガラス質鉱
物及び/又は人工のガラス質素材を原料とし、これに苛
性アルカリ水溶液を加えて造粒し、該造粒物を乾燥、そ
して焼成する過程において、該造粒物の乾燥を非炭酸ガ
ス雰囲気によって行っている。従って、CO2 と投入さ
れたNaOHが反応することがなく、予め計算されて投
入されたNaOHが有効に反応して均一な焼成、発泡が
行われる。従って、ガラス質被膜に穴等の欠陥が発生す
ることがなく、残アルカリもないので、焼成物の吸水率
が低く浸出水が中性を示す。
【0006】
【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例を説明
し、本発明の理解に供する。まず、原料である天然ガラ
ス質鉱物の一例であるシラスの成分を表1に示し、使用
したシラスの粒度分布を表2に示す。なお、表1におい
てIg・lossは結晶水が主成分である。
し、本発明の理解に供する。まず、原料である天然ガラ
ス質鉱物の一例であるシラスの成分を表1に示し、使用
したシラスの粒度分布を表2に示す。なお、表1におい
てIg・lossは結晶水が主成分である。
【0007】
【表1】
【表2】
【表3】
【0008】上記シラスの原料においては、大粒の物を
含むとその後の処理に支障を生じるので、分級による粗
粒分を除き44μm以下の微粉を原料として使用する。
次に、このシラス微粉を内部に攪拌羽根を有し底面が可
撓性素材からなる揺動形ミキサー(商品名、オムニミキ
サー)に入れ、苛性アルカリ水溶液の一例である水酸化
ナトリウム水溶液を投入する。この水酸化ナトリウム
は、ガラス質の融点降下剤として働くと共に、発泡剤と
しても働くので、その投入量について種々実験を繰り返
し検討したので、以下に説明する。水酸化ナトリウムの
投入量と発泡温度との関係を図3に示す。ここで、グラ
フの縦軸は発泡温度(℃)を、横軸はNaOH純分の外
割値を示す。次に、水酸化ナトリウムの投入量と、以下
に説明する焼成炉のフレーム温度との関係を図4に示す
が、フレーム温度は図3に示す発泡温度より大きくなっ
ている。従って、水酸化ナトリウムの投入量を近似実験
式で表すと、(1700℃−摂氏焼成温度)をPとし、
水酸化ナトリウム水溶液純分の原料に対する重量%比率
をQとした場合、Qが次式を満足するようにすれば良い
ことになる。 P/50−1<Q<P/50+1 従って、後の焼成温度(フレーム温度をいう)が100
0℃の場合には、Qは13〜15重量%を外割りで投入
することになる。なお、造粒機として高速解砕造粒機を
使用しても効率良く微粒造粒が行なえる。
含むとその後の処理に支障を生じるので、分級による粗
粒分を除き44μm以下の微粉を原料として使用する。
次に、このシラス微粉を内部に攪拌羽根を有し底面が可
撓性素材からなる揺動形ミキサー(商品名、オムニミキ
サー)に入れ、苛性アルカリ水溶液の一例である水酸化
ナトリウム水溶液を投入する。この水酸化ナトリウム
は、ガラス質の融点降下剤として働くと共に、発泡剤と
しても働くので、その投入量について種々実験を繰り返
し検討したので、以下に説明する。水酸化ナトリウムの
投入量と発泡温度との関係を図3に示す。ここで、グラ
フの縦軸は発泡温度(℃)を、横軸はNaOH純分の外
割値を示す。次に、水酸化ナトリウムの投入量と、以下
に説明する焼成炉のフレーム温度との関係を図4に示す
が、フレーム温度は図3に示す発泡温度より大きくなっ
ている。従って、水酸化ナトリウムの投入量を近似実験
式で表すと、(1700℃−摂氏焼成温度)をPとし、
水酸化ナトリウム水溶液純分の原料に対する重量%比率
をQとした場合、Qが次式を満足するようにすれば良い
ことになる。 P/50−1<Q<P/50+1 従って、後の焼成温度(フレーム温度をいう)が100
0℃の場合には、Qは13〜15重量%を外割りで投入
することになる。なお、造粒機として高速解砕造粒機を
使用しても効率良く微粒造粒が行なえる。
【0009】上記揺動形ミキサーでシラス原料に所定量
の水酸化ナトリウム水溶液を投入して充分に混合して造
粒した後乾燥する。該造粒物の粒度は表3の如くであ
り、0.1mm以上の物はそのまま発泡焼成すると製品
の粒径が大きくなるので、一旦クラッシャで破砕して粒
径を小さくし、再度分級する。粒径が0.02mm以下
の物は再度原料として還元する。
の水酸化ナトリウム水溶液を投入して充分に混合して造
粒した後乾燥する。該造粒物の粒度は表3の如くであ
り、0.1mm以上の物はそのまま発泡焼成すると製品
の粒径が大きくなるので、一旦クラッシャで破砕して粒
径を小さくし、再度分級する。粒径が0.02mm以下
の物は再度原料として還元する。
【0010】次に、該造粒物を乾燥するがこの乾燥は非
炭酸ガス雰囲気で行う。この具体的方法としては、該造
粒物を回転釜内に入れると共に窒素ガスを充填し、周囲
からバーナーで加熱して内部の温度を100〜350℃
に保ち、含まれる水分を除去して乾燥する。また、別の
方法としては、予め炭酸ガス吸収剤を通過させた空気を
100〜350℃に加熱し該加熱空気によって造粒物を
乾燥する。あるいは窒素ガスまたは脱炭酸ガス空気中に
造粒物を入れて電熱ヒーターによって乾燥する。ここ
で、発泡したセラミックバルーンが相互に付着するのを
防止する為、高融点微粉末の一例であるカオリンあるい
はAl2O3 の微粉末でまぶすが、その作業は該乾燥物を再
度上記揺動ミキサーに入れ、カオリンあるいはAl2O3 を
入れて攪拌する。この高融点微粉末の投入量について
は、20μm以内のカオリンを使用する場合には、乾燥
物の15〜25重量%、粒径が1μm以内のアルミナを
使用する場合には、乾燥物の5〜15重量%程度であ
る。
炭酸ガス雰囲気で行う。この具体的方法としては、該造
粒物を回転釜内に入れると共に窒素ガスを充填し、周囲
からバーナーで加熱して内部の温度を100〜350℃
に保ち、含まれる水分を除去して乾燥する。また、別の
方法としては、予め炭酸ガス吸収剤を通過させた空気を
100〜350℃に加熱し該加熱空気によって造粒物を
乾燥する。あるいは窒素ガスまたは脱炭酸ガス空気中に
造粒物を入れて電熱ヒーターによって乾燥する。ここ
で、発泡したセラミックバルーンが相互に付着するのを
防止する為、高融点微粉末の一例であるカオリンあるい
はAl2O3 の微粉末でまぶすが、その作業は該乾燥物を再
度上記揺動ミキサーに入れ、カオリンあるいはAl2O3 を
入れて攪拌する。この高融点微粉末の投入量について
は、20μm以内のカオリンを使用する場合には、乾燥
物の15〜25重量%、粒径が1μm以内のアルミナを
使用する場合には、乾燥物の5〜15重量%程度であ
る。
【0011】次に、該乾燥物の焼成を行うが、図1に示
す装置10を使用する。ここで、図1(A)は装置主要
部を示し、図1(B)は装置全体の概略を示す。この装
置10は、原料タンク11内に入れた乾燥造粒物をロー
タリーバルブ等の定量供給機12で切出し、高圧一次エ
アーをノズル13から吹き出し、エジェクター効果によ
って該空気と乾燥造粒物を混合して混合管14に通し、
途中から燃料であるLPGを混合し、バーナー15で燃
焼させ、焼成炉16内のフレームで焼成加熱する。この
フレームの温度の調整は、二次エアーの流量を調整する
ことによって行う。ここで、該造粒物の焼成温度は90
0〜1300℃の範囲で行う。これによって、以下の反
応を生じて、図2に断面を示すように微粒セラミックバ
ルーン17が製造されるが、その表面はガラス質18に
よって覆われ、内部には発生した水が気泡19となって
いる。 2NaOH+nSiO2 →Na2 O・nSiO2 +H2 O
す装置10を使用する。ここで、図1(A)は装置主要
部を示し、図1(B)は装置全体の概略を示す。この装
置10は、原料タンク11内に入れた乾燥造粒物をロー
タリーバルブ等の定量供給機12で切出し、高圧一次エ
アーをノズル13から吹き出し、エジェクター効果によ
って該空気と乾燥造粒物を混合して混合管14に通し、
途中から燃料であるLPGを混合し、バーナー15で燃
焼させ、焼成炉16内のフレームで焼成加熱する。この
フレームの温度の調整は、二次エアーの流量を調整する
ことによって行う。ここで、該造粒物の焼成温度は90
0〜1300℃の範囲で行う。これによって、以下の反
応を生じて、図2に断面を示すように微粒セラミックバ
ルーン17が製造されるが、その表面はガラス質18に
よって覆われ、内部には発生した水が気泡19となって
いる。 2NaOH+nSiO2 →Na2 O・nSiO2 +H2 O
【0012】
【表4】
【0013】表4に以上の方法によって製造した微粒セ
ラミックバルーン(A)と、通常の炭酸ガスを含む雰囲
気にて乾燥させた焼成して製造した微粒セラミックバル
ーン(B)の性状を示すが、表に示すように上記実施例
方法によって製造された微粒セラミックバルーンの方が
吸水率が低く、侵出液は中性を示している。ここで、微
粒セラミックバルーンの吸水率はJISA1109細骨材の吸水
率試験方法によって行った。また、侵出液のPHは10
0mlの水に10.0gの試料を投入して、20℃で5
時間放置した後、そのPHを測定した。なお、図1にお
いて、20は焼成された微粒セラミックバルーンを回収
するサイクロンを、21は集塵機を、22は排風機を示
す。また、上記実施例はシラスを原料としたが、他の天
然ガラス質鉱物及び/又は人工のガラス質素材であって
も本発明は適用される。更には上記実施例においては横
型炉で焼成を行ったが、竪型噴流炉、電気炉、ロータリ
ーキルン等で製造できることは当然である。また、上記
実施例においては0.1〜0.02mmの粒度のものに
ついて説明したが、0.1〜5mm程度の粒度のものあ
るいはその以上も粒度を有するものであっても、本発明
が適用されることは当然である。
ラミックバルーン(A)と、通常の炭酸ガスを含む雰囲
気にて乾燥させた焼成して製造した微粒セラミックバル
ーン(B)の性状を示すが、表に示すように上記実施例
方法によって製造された微粒セラミックバルーンの方が
吸水率が低く、侵出液は中性を示している。ここで、微
粒セラミックバルーンの吸水率はJISA1109細骨材の吸水
率試験方法によって行った。また、侵出液のPHは10
0mlの水に10.0gの試料を投入して、20℃で5
時間放置した後、そのPHを測定した。なお、図1にお
いて、20は焼成された微粒セラミックバルーンを回収
するサイクロンを、21は集塵機を、22は排風機を示
す。また、上記実施例はシラスを原料としたが、他の天
然ガラス質鉱物及び/又は人工のガラス質素材であって
も本発明は適用される。更には上記実施例においては横
型炉で焼成を行ったが、竪型噴流炉、電気炉、ロータリ
ーキルン等で製造できることは当然である。また、上記
実施例においては0.1〜0.02mmの粒度のものに
ついて説明したが、0.1〜5mm程度の粒度のものあ
るいはその以上も粒度を有するものであっても、本発明
が適用されることは当然である。
【0014】
【発明の効果】請求項第1項、第2項記載のセラミック
バルーンの製造方法によって、製造された微粒セラミッ
クバルーンが充分な強度を有し、しかも強度のバラツキ
の少ない微粒セラミックバルーンが製造できることにな
った。
バルーンの製造方法によって、製造された微粒セラミッ
クバルーンが充分な強度を有し、しかも強度のバラツキ
の少ない微粒セラミックバルーンが製造できることにな
った。
【図1】本発明の一実施例に係るセラミックバルーンの
製造方法に使用する焼成炉の概略構成図である。
製造方法に使用する焼成炉の概略構成図である。
【図2】製造された微粒セラミックバルーンの拡大断面
図である。
図である。
【図3】水酸化ナトリウムと発泡温度との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図4】水酸化ナトリウムとフレーム温度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
10 装置 11 タンク 12 ロータリーバルブ 13 ノズル 14 混合管 15 バーナー 16 焼成炉 17 微粒セラミックバルーン 18 ガラス質 19 気泡 20 サイクロン 21 集塵機 22 排風機
Claims (2)
- 【請求項1】 微粉砕された天然ガラス質鉱物及び/又
は人工のガラス質素材を原料とし、これに苛性アルカリ
水溶液を加えて造粒し、該造粒物を乾燥ししかる後に焼
成するセラミックバルーンの製造方法において、上記造
粒物の乾燥は非炭酸ガス雰囲気で行い、しかもその乾燥
温度は100〜350℃であることを特徴とするセラミ
ックバルーンの製造方法。 - 【請求項2】(1700℃−摂氏焼成温度)をPとし、
苛性アルカリ水溶液の純分の原料に対する重量%比率を
Qとした場合、Qが次式を満足するようにして構成され
ている請求項第1項記載のセラミックバルーンの製造方
法。 P/50−1<Q<P/50+1
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3101888A JPH0724755B2 (ja) | 1991-04-06 | 1991-04-06 | セラミックバルーンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3101888A JPH0724755B2 (ja) | 1991-04-06 | 1991-04-06 | セラミックバルーンの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04310232A JPH04310232A (ja) | 1992-11-02 |
JPH0724755B2 true JPH0724755B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=14312474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3101888A Expired - Fee Related JPH0724755B2 (ja) | 1991-04-06 | 1991-04-06 | セラミックバルーンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0724755B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-06 JP JP3101888A patent/JPH0724755B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04310232A (ja) | 1992-11-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |