JPH07277792A - 火山灰からの軽量骨材の製造法 - Google Patents

火山灰からの軽量骨材の製造法

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JPH07277792A
JPH07277792A JP10054594A JP10054594A JPH07277792A JP H07277792 A JPH07277792 A JP H07277792A JP 10054594 A JP10054594 A JP 10054594A JP 10054594 A JP10054594 A JP 10054594A JP H07277792 A JPH07277792 A JP H07277792A
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volcanic ash
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JP10054594A
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Shozo Takakura
昭蔵 高倉
Kazuaki Takakura
和昭 高倉
彰一 ▲高▼田
Shoichi Takada
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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
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/022Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by an organic binder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒟蒻による凝固作用を利用して、核と成る火
山灰の周囲に高硬度の被膜を形成して、安価、堅牢、耐
久性に富む砂代用の軽量骨材を得る。 【構成】 糊液槽1中で蒟蒻粉を熱水で溶融して蒟蒻糊
液とし、これにポリアクリル酸ソーダを加えることで非
常に高い粘性を有する糊液とした後、この糊液に火山灰
を加えよく混練する。十分に混練した後、消石灰を加え
て練り続けると粘性は次第に弱まり粘土状の混練物5を
得る。得られた混練物5を造粒機10等で造粒し、乾燥
することで堅牢な火山灰の顆粒を得る。更に、珪酸ソー
ダ槽20中の沸騰した珪酸ソーダ水溶液中に投入して、
顆粒中に珪酸ソーダを染み込ませ、強度を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安価、堅牢で、耐久性
を有するコンクリート、モルタル用の骨材、例えばその
砂代用品として使用できる火山灰からの軽量骨材の製造
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート、モルタル等の構造用軽量
骨材としては、一般的に、川砂、海砂等が使用されてい
る。ところが、近時は、川砂の場合は資源の枯渇が、ま
た、海砂の場合には砂に含有されている塩化ソーダによ
って鉄筋が腐食されるとする塩害が夫々問題となってお
り、将来的には、これらに代わる資源が求められてい
る。このような背景から、従来、用途的に全く利用され
ていない火山灰、火山礫、ゴミ消却灰等から構造用骨材
としての砂の代替資源を得ようとする試みが多々行なわ
れている。しかしながら、火山灰に関しては、セメント
と火山灰とより造ったコンクリート、モルタルは圧縮強
度が低くなるから、構築材料としてそのままで利用する
ことはほとんど不可能である。
【0003】そのために、これらの欠点を解消すべく試
みられている方法として、以下のものが提案されてい
る。すなわち、火山灰を用いて軽量骨材を得ようとする
火山灰利用の骨材の製造方法として、例えば特公昭56
−40119号公報による火山灰を主成分とする軽量骨
材の製法は、火山灰等を硼砂、消石灰から成る混合水溶
液による媒助剤溶液によって混練し、造粒、乾燥した
後、1000〜1100℃の温度で焼成するものであ
る。また、特開平3−17779号公報による軽量骨材
の製造法は、火山灰、ホルムアルデヒド系接着剤等の結
合材を混練、造粒して得た造粒物に、石英粉末、酸化鉛
等を含む媒助剤水溶液を吸収させ、乾燥後に1000〜
1100℃の温度で焼成するものである。更には、特開
昭55−162456号公報によるスラリー・モルタル
及びコンクリート中で使用するための結合剤の製造方法
は、火山灰をセメント、硫酸アルミニウム、炭酸アルカ
リ塩を用いて凝集固化するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来方法は、高温処理を用いた窯業的な焼成法であるため
に、この方法では大きな熱エネルギーの消費を必要と
し、経済的に高価とならざるを得ないものである。ま
た、資源枯渇の要因ともなり、特に自然環境汚染や破壊
の観点から考察しても一考する必要があるばかりでな
く、産業上の素材としては高価とならざるを得ないもの
であり、いずれにしても、当初の目的が十分に満たされ
ていないのが現状である。
【0005】こうしたことから、本発明者らは、自然環
境への配慮を最優先と考え、高分子合成樹脂、重金属類
等による環境汚染を極力制限し、使用する原料はできる
限りの自然のサイクルによって再生産可能な人畜無害な
物質を用いることで、目的を達成することを考察、検討
した結果、蒟蒻による凝固作用に着目し、本発明を成す
に至ったものである。
【0006】しかして、蒟蒻は、元来、我国において我
民族の食生活の中で重要な食素材の一つとして用いられ
ており、その製法は、乾燥した蒟蒻玉を粉砕して得た蒟
蒻粉を煮沸、混練し、混練することで形成した蒟蒻糊に
消石灰または炭酸アルカリ塩を添加して固化製造するも
のである。
【0007】一方、現時において、山間地農業の転作は
農地の高度利用、農作業従事者の減少等から社会的な問
題となっているところ、蒟蒻が山間地での栽培に適した
食素材であることを考慮すると、食用としての利用だけ
ではその消費量は少ないから、他分野での利用を大きく
促進させることで、その栽培量を増大させることが重要
である。
【0008】そこで、本発明は、叙上のような従来存し
た諸事情に鑑み創出されたもので、ポリアクリル酸ソー
ダによる蒟蒻糊液、火山灰相互の混練作用及び多孔質火
山灰内部への浸透作用、食品添加物としての無害性、ま
た、消石灰による乾燥時に発生する熱等の蒟蒻糊液の効
率的な固化作用、更には無機系接着剤としての珪酸ソー
ダによる粘性固化状態の蒟蒻糊液の凝固作用等を利用す
ることで、窯業的に何等焼成することなく多孔質火山灰
を砂粒化し、堅牢で、十分な強度が得られる軽量骨材と
することに成功したものである。すなわち、本発明は、
蒟蒻による凝固作用を利用して、核と成る火山灰の周囲
に高硬度の被膜を形成することで砂代用の軽量骨材を構
成する火山灰からの軽量骨材の製造法を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明にあっては、ポリアクリル酸ソーダを添加
した蒟蒻糊液に火山灰を投入、混練した後、消石灰を加
えて練り固めて得た混練物を造粒、乾燥することを特徴
とし、更には、次いで、珪酸ソーダ水溶液によって煮
沸、乾燥することを特徴とするものである。
【0010】より具体的には、蒟蒻粉を熱水で溶融して
蒟蒻糊液とし、これにポリアクリル酸ソーダを加えるこ
とで非常に高い粘性を有する糊液とした後、この糊液に
火山灰を加えよく混練する。十分に混練した後、消石灰
を加えて練り続けると粘性は次第に弱まり粘土状の混練
物を得る。得られた混練物を造粒し乾燥することで堅牢
な火山灰の顆粒を得るのであり、この製造された火山灰
の顆粒は非常に堅いものであり、更に強度を増大させる
ため、沸騰した珪酸ソーダ水溶液中に投入して、顆粒中
に珪酸ソーダを染み込ませ、強度を上げるものである。
【0011】
【作用】本発明に係る火山灰からの軽量骨材の製造法に
あっては、蒟蒻粉が溶融された蒟蒻糊液に添加されたポ
リアクリル酸ソーダは、蒟蒻液を非常に高い粘稠な糊液
となすのであり、この粘稠が高い状態は、蒟蒻の分子内
の水をポリアクリル酸ソーダの分子内に取り込もうとし
て互いの水を共有していることに起因すると思われる。
【0012】ポリアクリル酸ソーダを添加した蒟蒻糊液
は火山灰とよく混じり合い、少量の蒟蒻糊液でも多量の
火山灰を混じり合わせ、ペースト状にさせ、火山灰が有
している無数の孔の内部まで染み込ませ、堅牢なものと
させる。
【0013】消石灰を添加した後のポリアクリル酸ソー
ダは、暫時ポリアクリル酸カルシウムに変り粘性は著し
く低下するが、蒟蒻糊液は一部のポリアクリル酸ソーダ
及び消石灰では常温において固化されずに粘土状の軟ら
かさを保有させ、また、乾燥する際の熱により水分を蒸
散させ、蒟蒻糊液を固化させる。
【0014】更に、水分が除去されると、火山灰、ポリ
アクリル酸カルシウム、蒟蒻、少量生成して共存する水
酸化ソーダが少量の水分子を介して作用される水素イオ
ン結合によって相互間に強い接着力が発揮されると考え
られる。そしてまた、珪酸ソーダ水溶液中における煮沸
は、珪酸ソーダが内部に染み込み堅牢性を一層高め、耐
崩壊性、耐久性等の骨材として必要とされる種々の特質
を発揮する。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明するに、本実施例において使用される火山灰は、鹿児
島県鹿児島市在の鹿児島道路サービス株式会社から提供
された鹿児島産のものを使用したが、もとより、これに
限定されるものではないことは勿論である。
【0016】先ず、攪拌手段1を有する糊液槽2中の1
000ccの熱水に蒟蒻粉7.5gを攪拌しながら加
え、煮沸して透明なやや粘稠な蒟蒻糊液とし、この蒟蒻
糊液にポリアクリル酸ソーダ50gを加えて攪拌するこ
とで高い粘性を有する蒟蒻糊液とする。次に、火山灰3
000gを加えてよく混練し、混じり合わせてペースト
状とする。そして、20〜30分の間混練してから消石
灰40gを加えて更に混練作業を続けると、次第に粘性
は弱くなり、練り粘土と同じ程度のやわらかさになる混
練物5を得る。この混練工程において、火山灰自体が核
となっていることで火山灰の周囲に所定厚さの被膜が形
成されるものである。
【0017】こうして得た混練物5を造粒機10によっ
て任意サイズの顆粒状に成型、造粒するのであり、この
造粒工程においては、乾燥することに伴なう熱の発生に
よって100〜120℃の温度となる非常に硬い粒子と
なっている造粒物が得られる。なお、造粒機10の構造
例につき、図面を参照して説明すると、前後に長く形成
されたケーシング11内に前後方向に沿ってスクリュー
フィダー12を回転自在に配装し、ケーシング11の前
後を、攪拌手段13を有する投入用ホッパー14が連結
されている造粒室15と、温風ファン16によって温風
が送気され、取出口17を備える乾燥室18とに区画形
成し、造粒室15と乾燥室18との間には、所定径の多
数の顆粒押出孔が開口されている造粒盤19を配置して
成るものである。
【0018】こうした造粒工程によって得られた造粒物
を、珪酸ソーダ槽20中の沸騰させた濃度3%の珪酸ソ
ーダ水溶液2000cc中に投入し、20分煮沸した後
に取り出して100〜120℃の温度で乾燥し、適宜な
大きさ毎に選別する。なお、珪酸ソーダ水溶液による煮
沸、その後の乾燥は、必要があれば複数回繰り返される
ことで、一層高硬度な粒子とすることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明方法によって製造された軽量骨材は従来使用され
ている川砂の代替骨材として十分に使用することがで
き、また、一旦は練り固めて得た混練物5を造粒するか
ら、造粒工程においてそのサイズを自在に調整設定で
き、各種サイズの骨材を任意に製造することができる。
【0020】また、使用される原料は、火山灰、山間地
等で栽培される蒟蒻、食品添加物として認められる無害
なポリアクリル酸ソーダ、入手が容易な消石灰、無機系
接着剤としてセメントを除けば唯一のもので広く使用さ
れている珪酸ソーダ等で、しかも、これらはいずれも簡
単、安価に入手できるから、大量に使用し、製造する
も、極めて低コストで提供できるものである。そればか
りでなく、造粒工程において使用される造粒機10自体
も汎用性のものであるから、設備も簡単であり、使用す
る熱源も100℃前後の温度のものであるから、経済的
にも十分に成り立つものである。更に、特記すべきは混
練工程において添加するポリアクリル酸ソーダの添加量
を増減することで、混練工程によって得られる混練物5
の硬軟を自在に調整でき、必要とする強度を有するもの
を任意に製造できるのである。
【0021】しかも、本発明で製造した砂粒状の軽量骨
材を用いたコンクリート、モルタルでは、建物、橋梁
物、道路、港湾設備その他の各種の建築物を構築した際
にも十分な強度を備えたものとなり、耐水性があり、崩
壊性も少なく、更には通常使われている釘を打つことが
できる特質をも有しているのである。
【0022】なお、本発明による製造法は、火山礫、ゴ
ミ消却灰、ガラス粉末等に応用することができ、これら
によっても軽量骨材を構成でき、従来であれば廃棄物と
してそのまま廃棄されているものの有効活用を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する場合の概略説明図であ
る。
【符号の説明】 1…攪拌手段 2…糊液槽 5…混練物 10…造粒機 11…ケーシン
グ 12…スクリューフィダー 13…攪拌手段 14…投入用ホッパー 15…造粒室 16…温風ファン 17…取出口 18…乾燥室 19…造粒盤 20…珪酸ソーダ槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高倉 和昭 東京都足立区鹿浜2−26−9 (72)発明者 ▲高▼田 彰一 埼玉県鳩ヶ谷市南1−30−5

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアクリル酸ソーダを添加した蒟蒻糊
    液に火山灰を投入、混練した後、消石灰を加えて練り固
    めて得た混練物を造粒、乾燥することを特徴とした火山
    灰からの軽量骨材の製造法。
  2. 【請求項2】 ポリアクリル酸ソーダを添加した蒟蒻糊
    液に火山灰を投入、混練した後、消石灰を加えて練り固
    めて得た混練物を造粒、乾燥し、次いで、珪酸ソーダ水
    溶液によって煮沸、乾燥することを特徴とした火山灰か
    らの軽量骨材の製造法。
JP10054594A 1994-04-14 1994-04-14 火山灰からの軽量骨材の製造法 Pending JPH07277792A (ja)

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JP10054594A JPH07277792A (ja) 1994-04-14 1994-04-14 火山灰からの軽量骨材の製造法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115477489A (zh) * 2022-08-25 2022-12-16 河南建筑材料研究设计院有限责任公司 一种用于制备再生骨料透水混凝土的改性泥沙及其制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115477489A (zh) * 2022-08-25 2022-12-16 河南建筑材料研究设计院有限责任公司 一种用于制备再生骨料透水混凝土的改性泥沙及其制备方法和应用

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