JPH08295575A

JPH08295575A - 発泡軽量石材及び発泡軽量成型材

Info

Publication number: JPH08295575A
Application number: JP12080195A
Authority: JP
Inventors: Ko Hasegawa; 洸長谷川; Makoto Hiratani; 誠平谷
Original assignee: MASUDA KOSAN KK
Current assignee: MASUDA KOSAN KK
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】軽量で且つ強度に優れた発泡軽量石材、及び
建築、土木、水処理の分野で使用できる発泡軽量成型材
を提供する。【構成】粘板岩の破砕品を単独の状態で焼成発泡する
ことにより、発泡軽量骨材を得る。また、粘板岩の破砕
品を型に入れて焼結して、板状その他任意形状の発泡軽
量成型材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軽量骨材などに使用で
きる新規な発泡軽量石材、及び透水ブロックや水濾過
材、断熱材、遮音材、保温材等に使用できる新規な発泡
軽量成型材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、透水ブロックとしては、コンクリ
ート製ブロック（骨材を多くしたものや、繊維を加えて
丸めた粒状のものを圧縮成型したもの）や、小石を樹脂
で固めたもの等が用いられている。しかし、前者は透水
性が小さいとか脆い等の欠点があるし、後者は樹脂によ
って透水性が阻害されたり樹脂にゴミが付着して目詰ま
りを起こすとか変褪色して汚い外観を呈する欠点があ
る。

【０００３】この問題を解決するために、本発明者ら
は、花崗岩或いはそれが風化した真砂土の構成鉱物であ
る長石類や石英、雲母の小塊や微粒子を混合し、焼結に
よって結合成型した透水ブロックを開発した（特願平６
−１４８６１４号）。この透水ブロックは、構成鉱物の
粒子の大きさを調整することにより、任意の透水性が確
保できるし、樹脂を使用しないためゴミの付着とか変褪
色の問題もない優れたものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この透水ブロ
ックは、構成鉱物が花崗岩系のものであるために焼結温
度が高くて（1,２００殊に1,２３０〜1,３００℃）、焼
結コストが高くつくとともに、石英自体はこの温度では
完全な溶融をしないため融着力が弱く脆い難点を有して
いた。一方、花崗岩系（白色）のものに、模様として粘
板岩（濃褐色）の破砕品を混ぜて焼成したところ、粘板
岩が完全にとろけた（溶融した）状態になることを発見
した。しかも、粘板岩のみが体積が大きく膨らみ、かつ
発泡していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記現象
に基づき更に研究を続け、本発明を完成させたものであ
る。そして、その特徴とするところは、粘板岩の破砕品
を型に入れ、或いは単独の形で加熱して、焼成発泡させ
るものである。

【０００６】粘板岩は、泥岩が緩い変成作用を受けてで
きた一種の変成岩で、剥離面が発達した岩石のことを言
う。その構成鉱物は、著しく微細な石英、長石、雲母、
緑泥石、酸化鉄等である。また、微生物の死骸や植物に
起因する有機物を含むものも多く、その場合は黒色を呈
する。粘板岩の薄く板状に剥げるものは、古くはスレー
トとして屋根材や敷石等に使用されているが、現在では
適宜な大きさに破砕してコンクリートの骨材や道路の下
地材などに多く用いられている。従って、付加価値は低
く、コストや手間のわりには安価なものである。本発明
は、この粘板岩に更に付加価値を付けて、その有効利用
を図るという観点を有している。

【０００７】粘板岩の破砕品は、1,２６０℃程度以上の
温度でドロッとした状態に溶融する。また、1,１００℃
程度以下では発泡も表面の溶融も起こらない。従って、
破砕品の焼成発泡温度や焼結温度は、1,１５０〜1,２６
０℃、より好ましくは1,１８０〜1,２２０℃である。破
砕品が小さい程、焼結温度は低くてよい。また、単独の
破砕品の発泡の程度は、1,１５０〜1,２００℃位で最大
になる。これを越えると、溶融して収縮が見られる。
尚、加熱により発泡するのは、その中に含まれる有機物
が分解してガス化することによるものと思われる。従っ
て、有機物の含有割合が多いもの（黒色の程度の大きい
もの）ほど、発泡の程度が大きい。

【０００８】本発明で使用する粘板岩の破砕品の大きさ
は、成型材の場合、０．１〜１０ｍｍ程度である。あま
り小さいと目が詰まるし、あまり大きいと焼結が難しく
なる。より好ましくは、１〜８ｍｍ程度である。勿論、
種々の大きさのものを混合してもよい。石材の場合、用
途にもよるが５〜２０ｍｍ程度であり、あまり大き過ぎ
ると加熱時に破裂する可能性がある。８〜１５ｍｍ前後
のものが取扱易い。小径のものが必要なら、発泡後に破
砕すればよい。粘板岩の破砕は、１次破砕した後ロッド
ミル等を用いる通常の方法でよく、特別な方法である必
要はない。また、サイズによる分離が必要な場合、水を
用いた分級（水簸）や篩による分級等通常の方法で行な
う。

【０００９】焼結とは、高温により破砕品の表面を融解
して互いに結合させるもので、粉体の焼結セラミックを
製造する方法と類似のものである。焼結温度は、前期し
た通り1,１５０〜1,２６０℃であり、時間としては、５
〜６０分程度でよい。しかし、急激に昇熱したり冷却す
ると割れが入ったり表面が充分に溶融しない。そのた
め、焼結温度の前後は４〜２０時間程度かけて上げたり
下げたりすることが好ましい。

【００１０】焼結は、型に入れて行なう。型は、平板状
のものを作る場合には浅い升状のものや板に桟で区切り
を付けたもの等を使用するが、筒状やコップ状等のもの
を作るには、外型と内型を組み合わしたものを使うな
ど、製品に応じたものを使用する。焼結は、電気炉、バ
ーナー連続窯等、どのような方法で行なってもよい。粘
板岩の破砕品は、型に入れて温度を掛けると、粘板岩の
品位や加熱温度、破砕品の粒度及びその分布にもよる
が、体積が1.３〜2.０倍にもなる。粘板岩の実比重はお
よそ2.６であるので、焼成発泡したものの実比重は２〜
1.３程度になる。しかも破砕品同志の空隙が大きいの
で、焼成した発泡体（発泡軽量成型材）の比重は1.２〜
1.６程度になる。

【００１１】この発泡軽量成型材は、平板状のもの以外
に、パイプ状や容器状等あらゆる形状のものを含む。ま
たその用途も、透水ブロックに限らず、その優れた透水
性や多孔性を利用して、街路樹や花壇の覆いや囲い、法
面保護や護岸工事等の土木用部材、断熱材や保温材、遮
音材、タイル、壁材、排水溝や集水器の蓋等の建築用部
材、更には、空隙が大きいためバクテリアの繁殖に好適
であり、河川の浄化材や汚水処理に於けるバクテリアの
培養床としても、また生物学的な濾過材に使用できるな
ど、極めて広範囲な用途に使用されるものである。

【００１２】一方、破砕品を単独で加熱発泡（焼成発
泡）させたものは、周囲からの押圧力がないので自由に
発泡し、体積は加熱温度にもよるが2.５〜3.５倍にもな
る。従って、実比重も１以下になり、水に楽に浮かぶ。
従って、この発泡軽量石材は軽量骨材として有望なもの
である。しかも、この発泡軽量石材は、シラスバルーン
や発泡スチロール等従来の軽量骨材と異なり強度が大き
い特徴がある。また、この発泡軽量石材には大きな亀裂
が見られることがあるが、気泡自体は独立気泡である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。（実施例１）図１は、板状の発泡軽量成型材を製造す
る場合の状態を示す。まず、適宜な薄い升型容器１に粘
板岩の破砕品２（５ｍｍ以下）を充填する（図１の右
側、破線の状態）。そして、これを容器ごと電気炉に入
れ、約６時間掛けて1,１８０℃にまで昇温し、この状態
から直ちに或いは５分程度経過後、電源を切って徐冷し
た。すると、図１左側の実線で示すように、体積が元の
約1.６倍になった。符号３は、平板状にするための落し
蓋である。得られた発泡軽量成型材４は、各粘板岩の破
砕品同志が発泡した状態で融着した堅固なもので、空隙
が大きく透水性に優れたものであった（比重1.２）。
尚、粘板岩は島根県益田市郊外で得られた、有機物に富
む黒色のものを使用したが、得られた成型材は黒褐色を
呈した。

【００１４】（実施例２）次に、粘板岩の破砕品を鉄
板の上にバラバラの状態で並べ、電気炉に入れて約６時
間掛けて1,１８０℃にまで昇温し、この状態を５分間保
ち、その後電源を切って徐冷した。その結果、直径１ｃ
ｍ程度のものが、３倍以上に膨張した。この発泡軽量石
材４は、水に浮かべると約２割の部分が水面上に出てお
り、比重が約0.８であることがわかる。またこの発泡石
材５は、図２に示すように割れ目６はあるが、独立気泡
のため長時間水にいれておいてもあまり吸水はしない。
この発泡軽量石材５は、軽量コンクリート用の骨材とし
て有効に使用できる。尚、粘板岩は実施例１と同じもの
を用いた。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の発泡
軽量成型材は、粘板岩の破砕品でできており、また加熱
により破砕品の表面が融着しているため結合力が非常に
強く、欠ける等の破損が殆どなく、寿命が著しく長い。
また、それぞれの破砕品が発泡しているため比重が軽
く、しかも破砕品の融着面以外の部分は空隙になってお
り、優れた透水性や断熱性、遮音性等を有する。従っ
て、透水ブロックや街路樹や花壇の覆いや囲い、法面保
護や護岸工事等の土木用部材、断熱材や保温材、遮音
材、タイル、壁材、排水溝や集水器の蓋等の建築用部
材、更には、水処理材等極めて広い用途に使用できるも
のである。一方空隙率は、破砕品の粒度或いはその組み
合わせを選択することによって、調整することができ
る。しかも粘板岩は普遍的に存在し、単に加熱するだけ
であるから、窯業用の窯などを利用すれば、安価に且つ
大量に生産できる。

【００１６】本発明の発泡軽量石材は、焼成発泡により
比重１以下のものを、簡単に且つ大量に製造することが
できる。また、焼成温度や焼成時間を調節することによ
り、発泡倍率を２〜３倍程度の範囲で容易に設定できる
ので、使用目的に合わせた比重のものを確実に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発泡軽量成型材の製造時の状態を示す
断面図である。

【図２】本発明発泡軽量石材の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１升型容器２粘板岩の破砕品３落し蓋４板状の発泡軽量成型材５発泡軽量石材６割れ目

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘板岩の破砕品を、単独の状態で焼成発
泡させたことを特徴とする発泡軽量石材。
【請求項２】粘板岩の破砕品を型に入れ、焼結により
結合して成型したことを特徴とする発泡軽量成型材。