JPH0930873A - 透水性セラミックブロックの製造方法 - Google Patents
透水性セラミックブロックの製造方法Info
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- JPH0930873A JPH0930873A JP18558695A JP18558695A JPH0930873A JP H0930873 A JPH0930873 A JP H0930873A JP 18558695 A JP18558695 A JP 18558695A JP 18558695 A JP18558695 A JP 18558695A JP H0930873 A JPH0930873 A JP H0930873A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、従来の透水性セラミックブロックの
上述した問題点を解決し、大量に発生する鉄鋼スラグを
有効利用することができる上に、透水性や強度に優れて
いるばかりか、保水性に優れ、特に歩道、公園その他の
広場を舗装するのに好適な透水性セラミックブロックを
安定して生産することができる製造方法を提供せんとす
るものである。 【解決手段】本発明の透水性セラミックブロックの製造
方法は、最大粒径が9.5mm以下である鉄鋼スラグを
75重量%以上含む骨材と焼結バインダーを含む混合物
を成形した後、焼成することを特徴とするものである。
上述した問題点を解決し、大量に発生する鉄鋼スラグを
有効利用することができる上に、透水性や強度に優れて
いるばかりか、保水性に優れ、特に歩道、公園その他の
広場を舗装するのに好適な透水性セラミックブロックを
安定して生産することができる製造方法を提供せんとす
るものである。 【解決手段】本発明の透水性セラミックブロックの製造
方法は、最大粒径が9.5mm以下である鉄鋼スラグを
75重量%以上含む骨材と焼結バインダーを含む混合物
を成形した後、焼成することを特徴とするものである。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大量に発生する鉄
鋼スラグを有効利用し、道路構造物、たとえば、車道、
歩道、公園その他の広場、駐車場、各種建造物(ビルな
ど)の外構の舗装に適した透水性セラミックブロックを
製造する方法に関する。
鋼スラグを有効利用し、道路構造物、たとえば、車道、
歩道、公園その他の広場、駐車場、各種建造物(ビルな
ど)の外構の舗装に適した透水性セラミックブロックを
製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、雨水を地中に還元することによっ
て下水道や都市河川に流入する雨水を低減し、下水処理
場の負担を軽減したり、河川の氾濫を防止したりするこ
とが重要な課題となっている。また、雨水を地中に還元
することによって地下水の枯渇を防ぎ、地盤沈下を防止
したり、都市部における植裁を促進したりすることも重
要なことである。さらに、降雨時の跳ね返りが少なく、
水たまりのできにくい、歩行感に優れた歩道も要求され
ている。透水ブロックは、このような要求を満たすのに
好適な材料として注目されている。
て下水道や都市河川に流入する雨水を低減し、下水処理
場の負担を軽減したり、河川の氾濫を防止したりするこ
とが重要な課題となっている。また、雨水を地中に還元
することによって地下水の枯渇を防ぎ、地盤沈下を防止
したり、都市部における植裁を促進したりすることも重
要なことである。さらに、降雨時の跳ね返りが少なく、
水たまりのできにくい、歩行感に優れた歩道も要求され
ている。透水ブロックは、このような要求を満たすのに
好適な材料として注目されている。
【0003】さて、本願出願人は、既にそのような透水
性ブロックとして、特願平7−38197号を提案して
いる。この発明では、骨材として最大寸法が4.75m
m以下、平均粒径が1.5〜2.5mmの範囲にある無
機質骨材を基層材料に用いており、その無機質骨材とし
ては、鉄鋼スラグ、天然石、陶磁器などの破砕物を用い
たものを提案している。
性ブロックとして、特願平7−38197号を提案して
いる。この発明では、骨材として最大寸法が4.75m
m以下、平均粒径が1.5〜2.5mmの範囲にある無
機質骨材を基層材料に用いており、その無機質骨材とし
ては、鉄鋼スラグ、天然石、陶磁器などの破砕物を用い
たものを提案している。
【0004】しかしながら、破砕機を通し、最大寸法や
平均粒径を規定範囲に収めても、広い粒度分布を持って
いる場合、特に微粒側に広い粒度分布を持っている場合
には成形時の充填性や、焼成後の強度、透水機能などの
点で、必ずしも充分な特性が得られないことがわかっ
た。
平均粒径を規定範囲に収めても、広い粒度分布を持って
いる場合、特に微粒側に広い粒度分布を持っている場合
には成形時の充填性や、焼成後の強度、透水機能などの
点で、必ずしも充分な特性が得られないことがわかっ
た。
【0005】また、強度を向上させる目的で、焼結バイ
ンダーの量を増やしたり、焼成温度を上げたりすると、
空隙率が低下し、透水機能がさらに低下すると同時に、
保水性も低下してしまう。
ンダーの量を増やしたり、焼成温度を上げたりすると、
空隙率が低下し、透水機能がさらに低下すると同時に、
保水性も低下してしまう。
【0006】特に、鉄鋼スラグの破砕物を用いる場合、
陶磁器を破砕する場合に比べ、鉄鋼スラグは容易に微粒
側に粒度分布が広がりやすい性質を持ち、上記の問題点
が顕著であった。しかし、鉄鋼スラグを骨材として用い
ることで、安価で品質の安定した原料を大量に利用でき
る利点もあり、さらに鉄鋼スラグの持つ多孔性のため、
本発明における透水性ブロックは、透水性だけでなく、
優れた保水性を発現できる利点があるという特徴を有す
る。すなわち、地中に還元できる透水機能に加え、保水
機能により、コンクリートやアスファルト舗装とは異な
り路面温度の著しい上昇を防ぐ効果がある。これは、雨
上がりや散水時にブロック内に貯えられた水が徐々に蒸
発すること、また、散水しない場合でも地盤からの水分
蒸発を促すことからである。
陶磁器を破砕する場合に比べ、鉄鋼スラグは容易に微粒
側に粒度分布が広がりやすい性質を持ち、上記の問題点
が顕著であった。しかし、鉄鋼スラグを骨材として用い
ることで、安価で品質の安定した原料を大量に利用でき
る利点もあり、さらに鉄鋼スラグの持つ多孔性のため、
本発明における透水性ブロックは、透水性だけでなく、
優れた保水性を発現できる利点があるという特徴を有す
る。すなわち、地中に還元できる透水機能に加え、保水
機能により、コンクリートやアスファルト舗装とは異な
り路面温度の著しい上昇を防ぐ効果がある。これは、雨
上がりや散水時にブロック内に貯えられた水が徐々に蒸
発すること、また、散水しない場合でも地盤からの水分
蒸発を促すことからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の透水
性セラミックブロックの上述した問題点を解決し、大量
に発生する鉄鋼スラグを有効利用することができる上
に、透水性や強度に優れているばかりか、保水性に優
れ、特に歩道、公園その他の広場を舗装するのに好適な
透水性セラミックブロックを安定して生産することがで
きる製造方法を提供せんとするものである。
性セラミックブロックの上述した問題点を解決し、大量
に発生する鉄鋼スラグを有効利用することができる上
に、透水性や強度に優れているばかりか、保水性に優
れ、特に歩道、公園その他の広場を舗装するのに好適な
透水性セラミックブロックを安定して生産することがで
きる製造方法を提供せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用する。すなわ
ち、本発明の透水性セラミックブロックの製造方法は、
最大粒径が9.5mm以下である鉄鋼スラグを75重量
%以上含む骨材と焼結バインダーを含む混合物を成形し
た後、焼成することを特徴とするものである。
解決するために、次のような手段を採用する。すなわ
ち、本発明の透水性セラミックブロックの製造方法は、
最大粒径が9.5mm以下である鉄鋼スラグを75重量
%以上含む骨材と焼結バインダーを含む混合物を成形し
た後、焼成することを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、ブロックを構成する骨
材が広い粒度分布を持ち、かつ、微粒側に広い粒度分布
を持つ場合に惹起する、成形時の充填性、焼成後の強度
および透水機能などの問題、さらに焼結バインダーの増
量による空隙率低下および透水機能ののさらなる低下お
よび保水性の低下の問題などについて鋭意検討したとこ
ろ、鉄鋼スラグの特定サイズ、さらには特定粒度分布を
有するものを積極的に採用し、かつ、焼結バインダーを
混合することによって、上述の課題を一挙に解決するこ
とを究明したものである。
材が広い粒度分布を持ち、かつ、微粒側に広い粒度分布
を持つ場合に惹起する、成形時の充填性、焼成後の強度
および透水機能などの問題、さらに焼結バインダーの増
量による空隙率低下および透水機能ののさらなる低下お
よび保水性の低下の問題などについて鋭意検討したとこ
ろ、鉄鋼スラグの特定サイズ、さらには特定粒度分布を
有するものを積極的に採用し、かつ、焼結バインダーを
混合することによって、上述の課題を一挙に解決するこ
とを究明したものである。
【0010】本発明によって、初めて鉄鋼スラグ製の、
しかも、透水性、強度および保水性に優れたセラミック
ブロックの安定生産を実現することができたものであ
る。
しかも、透水性、強度および保水性に優れたセラミック
ブロックの安定生産を実現することができたものであ
る。
【0011】本発明の透水性セラミックブロックは、次
の基層材料の調整、表層材料の調整、成形工程および焼
成工程を経て製品化される。以下、それぞれの工程での
詳細な製造方法について詳細に説明する。
の基層材料の調整、表層材料の調整、成形工程および焼
成工程を経て製品化される。以下、それぞれの工程での
詳細な製造方法について詳細に説明する。
【0012】まず、基層材料の調製工程においては、骨
材に糊剤、焼結バインダーを添加、混合して基層材料を
調製するものである。すなわち、本発明で使用する骨材
は、鉄鋼スラグであり、鉄鋼の製錬時に大量に生成され
る溶融スラグを分離、回収後、冷却したもので、高炉ス
ラグ、転炉スラグ、電気炉スラグなどがある。かかる鉄
鋼スラグは、天然原料に比べ品質が安定した骨材であ
り、大量に消費する土木建材用の原料としても最適のも
のである。本発明で使用する骨材は、かかる鉄鋼スラグ
を75重量%以上含む骨材である。かかる鉄鋼スラグの
大きさは、最大寸法9.5mm以下の粒径のものを使用
する。さらに好ましくは、9.5〜4.75mmの範囲
の粒子が20重量%未満、4.75〜1.18mmの範
囲の粒子が50重量%以上、1.18〜0mmの範囲の
粒子が40重量%未満である粒度分布を持つものを使用
するのがよい。
材に糊剤、焼結バインダーを添加、混合して基層材料を
調製するものである。すなわち、本発明で使用する骨材
は、鉄鋼スラグであり、鉄鋼の製錬時に大量に生成され
る溶融スラグを分離、回収後、冷却したもので、高炉ス
ラグ、転炉スラグ、電気炉スラグなどがある。かかる鉄
鋼スラグは、天然原料に比べ品質が安定した骨材であ
り、大量に消費する土木建材用の原料としても最適のも
のである。本発明で使用する骨材は、かかる鉄鋼スラグ
を75重量%以上含む骨材である。かかる鉄鋼スラグの
大きさは、最大寸法9.5mm以下の粒径のものを使用
する。さらに好ましくは、9.5〜4.75mmの範囲
の粒子が20重量%未満、4.75〜1.18mmの範
囲の粒子が50重量%以上、1.18〜0mmの範囲の
粒子が40重量%未満である粒度分布を持つものを使用
するのがよい。
【0013】骨材に鉄鋼スラグ以外の原料が25重量%
を越えて含まれると、鉄鋼スラグの持つ多孔性、高耐火
度、品質安定性が失われ、焼成時に骨材の融解部分が増
え、収縮量も大きくなり、製品の寸法精度や空隙率、透
水機能が低下する。粒径が9.5mmを越える骨材が含
まれると、強度や製品表面平滑性が損なわれる。9.5
〜4.75mmの範囲の粒子が20重量%以上であって
も同様に強度や製品表面平滑度を損なう。1.18〜0
mmの範囲の粒子が40重量%を越えて含まれる粒度分
布を持つと、成形時の充填性が阻害され、焼成後の強度
が低下する。また、空隙の寸法も小さな部分が増え、透
水性が低下するようになる。
を越えて含まれると、鉄鋼スラグの持つ多孔性、高耐火
度、品質安定性が失われ、焼成時に骨材の融解部分が増
え、収縮量も大きくなり、製品の寸法精度や空隙率、透
水機能が低下する。粒径が9.5mmを越える骨材が含
まれると、強度や製品表面平滑性が損なわれる。9.5
〜4.75mmの範囲の粒子が20重量%以上であって
も同様に強度や製品表面平滑度を損なう。1.18〜0
mmの範囲の粒子が40重量%を越えて含まれる粒度分
布を持つと、成形時の充填性が阻害され、焼成後の強度
が低下する。また、空隙の寸法も小さな部分が増え、透
水性が低下するようになる。
【0014】かかる鉄鋼スラグの粒度分布のうち、1.
18〜0.425mmの範囲が30重量%未満、0.4
25〜0mmの範囲が10重量%未満であるとより好ま
しく、上述した製品の特性、すなわち強度や製品平滑
性、透水性がさらに向上する。なお、この発明において
破砕片の最大寸法は、JIS Z8801に規定された
ふるいで骨材500gをふるい、100〜95重量%の
骨材が通過するふるいのうち最小のふるいの呼び寸法と
して表される。また、粒度分布も同じく、JIS Z8
801に規定されたふるいで骨材2kgをふるい分け、
その重量比で表す。
18〜0.425mmの範囲が30重量%未満、0.4
25〜0mmの範囲が10重量%未満であるとより好ま
しく、上述した製品の特性、すなわち強度や製品平滑
性、透水性がさらに向上する。なお、この発明において
破砕片の最大寸法は、JIS Z8801に規定された
ふるいで骨材500gをふるい、100〜95重量%の
骨材が通過するふるいのうち最小のふるいの呼び寸法と
して表される。また、粒度分布も同じく、JIS Z8
801に規定されたふるいで骨材2kgをふるい分け、
その重量比で表す。
【0015】本発明で用いる鉄鋼スラグは、Ca O含有
量が重量比で35〜55%の範囲にあるものが好まし
く、さらにCa Oが、Al2 O3 、Si O2 、Mg Oと
の間でメリライト系の結晶構造を有していることが好ま
しい。Ca O含有量は、化学的な重量分析や原子吸光法
や蛍光X線分析法などにより定量が可能である。Ca O
含有量が35〜55%の範囲を外れると、焼成時に急速
な収縮を生じ、寸法精度が悪く、製品間の強度や透水機
能のバラツキも大きくなる。メリライト系の結晶構造と
は、2Ca O・Al2 O3 ・Si O2 のゲーレナイト
と、2Ca O・MgO・2Si O2 のアケルマナイトの
固溶体を多く含んでおり、X線回折法によりゲーレナイ
トやアケルマナイトの結晶構造は確認できる。鉄鋼スラ
グの中には、溶融状態からの冷却の方法や程度により、
ガラス化率の異なったスラグが得られる。急冷した場合
にはガラス化率の高いスラグが生成される。そのような
スラグは、急冷の熱衝撃により、多くのクラックや気泡
を発生し、所望の強度や粒度の骨材が得られにくい。ま
た、ガラス質は、焼成時に焼結バインダーや他の添加剤
などと極めて反応しやすく、収縮が大きく寸法精度を劣
化させたり、貫通していた気孔を閉じ込め、透水機能を
落とす傾向を有するので、好ましくはガラス化率の低い
結晶質スラグを用いるのがよい。結晶質のスラグとは、
Ca O含有量から鑑み、Al2 O3 、Si O2 、Mg O
との間でメリライト系の結晶構造を有しているものが好
ましく、X線回折法によりそれらの結晶の回折パターン
の確認できるスラグが好ましく使用される。
量が重量比で35〜55%の範囲にあるものが好まし
く、さらにCa Oが、Al2 O3 、Si O2 、Mg Oと
の間でメリライト系の結晶構造を有していることが好ま
しい。Ca O含有量は、化学的な重量分析や原子吸光法
や蛍光X線分析法などにより定量が可能である。Ca O
含有量が35〜55%の範囲を外れると、焼成時に急速
な収縮を生じ、寸法精度が悪く、製品間の強度や透水機
能のバラツキも大きくなる。メリライト系の結晶構造と
は、2Ca O・Al2 O3 ・Si O2 のゲーレナイト
と、2Ca O・MgO・2Si O2 のアケルマナイトの
固溶体を多く含んでおり、X線回折法によりゲーレナイ
トやアケルマナイトの結晶構造は確認できる。鉄鋼スラ
グの中には、溶融状態からの冷却の方法や程度により、
ガラス化率の異なったスラグが得られる。急冷した場合
にはガラス化率の高いスラグが生成される。そのような
スラグは、急冷の熱衝撃により、多くのクラックや気泡
を発生し、所望の強度や粒度の骨材が得られにくい。ま
た、ガラス質は、焼成時に焼結バインダーや他の添加剤
などと極めて反応しやすく、収縮が大きく寸法精度を劣
化させたり、貫通していた気孔を閉じ込め、透水機能を
落とす傾向を有するので、好ましくはガラス化率の低い
結晶質スラグを用いるのがよい。結晶質のスラグとは、
Ca O含有量から鑑み、Al2 O3 、Si O2 、Mg O
との間でメリライト系の結晶構造を有しているものが好
ましく、X線回折法によりそれらの結晶の回折パターン
の確認できるスラグが好ましく使用される。
【0016】一方、焼結バインダとしては、骨材よりも
融点の低い長石、粘土、天然石またはガラスの粉末を用
いることができる。かかるバインダーの熱膨張率は、焼
成中に骨材やバインダーに発生する歪みを小さくするた
めに、骨材のそれと同等かそれ以上であるのが好まし
い。バインダーは焼成時に溶融して骨材同士を結合する
が、バインダーの最大粒径は、好ましくは0.425m
m以下のものが、骨材同士の結合が一様に行われ、ま
た、焼成時の溶融に時間がかからず、エネルギーコスト
が上昇しない利点がある。また、バインダーの量は、ブ
ロックの強度や透水性を考慮しながら決めるが、通常、
骨材100重量部に対して3〜20重量部ほど添加す
る。
融点の低い長石、粘土、天然石またはガラスの粉末を用
いることができる。かかるバインダーの熱膨張率は、焼
成中に骨材やバインダーに発生する歪みを小さくするた
めに、骨材のそれと同等かそれ以上であるのが好まし
い。バインダーは焼成時に溶融して骨材同士を結合する
が、バインダーの最大粒径は、好ましくは0.425m
m以下のものが、骨材同士の結合が一様に行われ、ま
た、焼成時の溶融に時間がかからず、エネルギーコスト
が上昇しない利点がある。また、バインダーの量は、ブ
ロックの強度や透水性を考慮しながら決めるが、通常、
骨材100重量部に対して3〜20重量部ほど添加す
る。
【0017】また、成形用糊剤としては、カルボキシメ
チルセルロース(CMC)、メチルセルロース、でんぷ
んなどの有機糊剤や、水ガラスやセメントなどの無機質
糊剤を用いることができる。通常、粉体形状のものは、
加水して水溶液やペーストの形で用いる。ただし、乾粉
で混合し、その混合物に後から加水する方法をとっても
良い。かかる糊剤の量は、後の成形時における保形性や
焼成時における成形体のハンドリング性などを考慮して
決めるが、通常、骨材100重量部に対して5〜20重
量部ほど添加する。
チルセルロース(CMC)、メチルセルロース、でんぷ
んなどの有機糊剤や、水ガラスやセメントなどの無機質
糊剤を用いることができる。通常、粉体形状のものは、
加水して水溶液やペーストの形で用いる。ただし、乾粉
で混合し、その混合物に後から加水する方法をとっても
良い。かかる糊剤の量は、後の成形時における保形性や
焼成時における成形体のハンドリング性などを考慮して
決めるが、通常、骨材100重量部に対して5〜20重
量部ほど添加する。
【0018】さて、骨材と糊剤、焼結バインダを混合す
る際、まず、骨材に、液状にした糊剤を、たとえばシャ
ワーにして少しずつ添加しながら混合すると良い。次に
骨材と糊剤の混合物に焼結バインダを少しずつ添加しな
がら混合すると良い。ここで、骨材と糊剤とをあらかじ
め混合しておき、その混合物に焼結バインダをさらに添
加、混合する方法が最も好ましく、かかる方法によれ
ば、骨材表面に液状糊剤を均一に行き渡らせることがで
きるが、仮にこれら3者を同時に混合すると糊剤と細か
い焼結バインダとが凝集しやすく、凝集した糊剤が成形
時に型に付着したり、糊剤と焼結バインダが凝集するの
で、本来の結合の作用が低下する傾向を示す。同じ目的
で、骨材に含まれる微粒、たとえば、0.425mm以
下の粒子は、予めふるい分けしておいて、焼結バインダ
と同様に、0.425mmを越える骨材と糊剤を混合し
た後に、添加することも好ましい。
る際、まず、骨材に、液状にした糊剤を、たとえばシャ
ワーにして少しずつ添加しながら混合すると良い。次に
骨材と糊剤の混合物に焼結バインダを少しずつ添加しな
がら混合すると良い。ここで、骨材と糊剤とをあらかじ
め混合しておき、その混合物に焼結バインダをさらに添
加、混合する方法が最も好ましく、かかる方法によれ
ば、骨材表面に液状糊剤を均一に行き渡らせることがで
きるが、仮にこれら3者を同時に混合すると糊剤と細か
い焼結バインダとが凝集しやすく、凝集した糊剤が成形
時に型に付着したり、糊剤と焼結バインダが凝集するの
で、本来の結合の作用が低下する傾向を示す。同じ目的
で、骨材に含まれる微粒、たとえば、0.425mm以
下の粒子は、予めふるい分けしておいて、焼結バインダ
と同様に、0.425mmを越える骨材と糊剤を混合し
た後に、添加することも好ましい。
【0019】粉体形状の糊剤をまず乾粉で混合し、その
混合物に後から加水することもできるが、この方法は、
糊剤を液状にすると、高粘性で分散性が悪く、凝集が生
じやすいような場合には非常に効果的である。
混合物に後から加水することもできるが、この方法は、
糊剤を液状にすると、高粘性で分散性が悪く、凝集が生
じやすいような場合には非常に効果的である。
【0020】次に、本発明のセラミックブロックにおい
ては、かかる基材のみでブロックを形成することもでき
るが、上述の基材の上に別仕様の表層を構成させるのが
強度ならびに平滑性の上から好ましい。かかる基材ブロ
ックの表層部に積層する表層材料の調製は、また、基材
と同様に調製する。
ては、かかる基材のみでブロックを形成することもでき
るが、上述の基材の上に別仕様の表層を構成させるのが
強度ならびに平滑性の上から好ましい。かかる基材ブロ
ックの表層部に積層する表層材料の調製は、また、基材
と同様に調製する。
【0021】かかる表層材料には、最大寸法5.0mm
以下であり、0.425〜0mmの範囲に10重量%未
満である粒度分布を持った磁器質を50%以上含む骨材
や、または、最大寸法5.0mm以下であり、0.42
5〜0mmの範囲に10重量%未満である粒度分布を持
った鉄鋼スラグを50重量%以上含む骨材を用いる。も
ちろん、上述両者の骨材を混合して使用しても良い。上
述の磁器質を含む骨材としては、磁器質のタイルや電力
用碍子などの廃材を用いることができる。
以下であり、0.425〜0mmの範囲に10重量%未
満である粒度分布を持った磁器質を50%以上含む骨材
や、または、最大寸法5.0mm以下であり、0.42
5〜0mmの範囲に10重量%未満である粒度分布を持
った鉄鋼スラグを50重量%以上含む骨材を用いる。も
ちろん、上述両者の骨材を混合して使用しても良い。上
述の磁器質を含む骨材としては、磁器質のタイルや電力
用碍子などの廃材を用いることができる。
【0022】骨材の最大寸法が5mmを越えると、湿潤
時における表層の滑り抵抗値が小さくなり、降雨時など
の湿潤時に滑りやすくなる。滑り抵抗値は、ASTM
E303に準拠して求める。かかる骨材において0.4
25〜0mmの範囲の粒子が10重量%を越えると、成
形時の充填性が悪く、焼成時に基層と表層とで収縮挙動
が異なり、層間の歪みや表層内のきれつの発生原因とな
る。また、空隙の寸法も、小さな部分が増え、透水性が
低下する傾向を示す。
時における表層の滑り抵抗値が小さくなり、降雨時など
の湿潤時に滑りやすくなる。滑り抵抗値は、ASTM
E303に準拠して求める。かかる骨材において0.4
25〜0mmの範囲の粒子が10重量%を越えると、成
形時の充填性が悪く、焼成時に基層と表層とで収縮挙動
が異なり、層間の歪みや表層内のきれつの発生原因とな
る。また、空隙の寸法も、小さな部分が増え、透水性が
低下する傾向を示す。
【0023】また、かかる表層を着色するには、表層材
料を調製するときに顔料を加えることで達成される。か
かる顔料としては、酸化鉄系、酸化チタン系、酸化コバ
ルト系などの粉末を用いることができ、通常、骨材に添
加、混合する。顔料の量は、その発色の程度にもよる
が、骨材100重量部に対して0.2〜10重量部ほど
添加する。
料を調製するときに顔料を加えることで達成される。か
かる顔料としては、酸化鉄系、酸化チタン系、酸化コバ
ルト系などの粉末を用いることができ、通常、骨材に添
加、混合する。顔料の量は、その発色の程度にもよる
が、骨材100重量部に対して0.2〜10重量部ほど
添加する。
【0024】また、表層材料を調製する時に、寸法が骨
材と同等かそれより小さな斑点材料を加えて、表面意匠
を天然石風にしたり、多彩な模様を形成させ、意匠性を
向上させることができる。斑点材料としては、既に着色
された人工の無機粒子や、ウンモ、マンガン、鉄、ざく
ろ石など、焼成後に濃く発色する粒子が好ましく使用さ
れ、その添加量は、その形成模様の設計などにもよる
が、骨材100重量部に対して2〜10重量部ほど添加
する。
材と同等かそれより小さな斑点材料を加えて、表面意匠
を天然石風にしたり、多彩な模様を形成させ、意匠性を
向上させることができる。斑点材料としては、既に着色
された人工の無機粒子や、ウンモ、マンガン、鉄、ざく
ろ石など、焼成後に濃く発色する粒子が好ましく使用さ
れ、その添加量は、その形成模様の設計などにもよる
が、骨材100重量部に対して2〜10重量部ほど添加
する。
【0025】かくして得られる表層部は、成形工程にお
いて、基材厚さが20〜80mmに対して、3〜10m
mの厚さの表層とするのが、強度ならびに平滑性の上か
ら好ましい。
いて、基材厚さが20〜80mmに対して、3〜10m
mの厚さの表層とするのが、強度ならびに平滑性の上か
ら好ましい。
【0026】次に、セラミックブロックの成形は、型を
用い、焼成後において所望する厚みになるよう、充填厚
みを考慮しながら充填する方法を採用する。すなわち、
基材のみでも製品にはなるが、表層との2層の構成にす
る場合、まず、基層材料を型に入れ、振動プレスを用い
て一次成形した後、その上に、表層材料を入れ、再び加
圧して成形する方法を採用する。
用い、焼成後において所望する厚みになるよう、充填厚
みを考慮しながら充填する方法を採用する。すなわち、
基材のみでも製品にはなるが、表層との2層の構成にす
る場合、まず、基層材料を型に入れ、振動プレスを用い
て一次成形した後、その上に、表層材料を入れ、再び加
圧して成形する方法を採用する。
【0027】かくして成形されたものは、次に焼成工程
で焼成されて、透水性ブロックを得る。成形体は、焼成
に先立って、乾燥するか、糊剤として水ガラスを用いて
いる場合には、炭酸ガスを作用させて水ガラスを一次硬
化させるか、セメントを用いている場合には養生して水
和反応を促進させ硬化させ、ハンドリングを容易にして
おく。
で焼成されて、透水性ブロックを得る。成形体は、焼成
に先立って、乾燥するか、糊剤として水ガラスを用いて
いる場合には、炭酸ガスを作用させて水ガラスを一次硬
化させるか、セメントを用いている場合には養生して水
和反応を促進させ硬化させ、ハンドリングを容易にして
おく。
【0028】焼成には、トンネルキルンやローラハース
キルンなどを用いることができる。焼成条件は、骨材の
耐火度、焼結バインダの溶融挙動などを考慮して決める
が、好ましくは800〜1250℃の範囲で焼成する。
焼成時間は、基層材料および表層材料の種類や成形体の
大きさなどにもよるので一概にはいえないが、2〜72
時間程度である。
キルンなどを用いることができる。焼成条件は、骨材の
耐火度、焼結バインダの溶融挙動などを考慮して決める
が、好ましくは800〜1250℃の範囲で焼成する。
焼成時間は、基層材料および表層材料の種類や成形体の
大きさなどにもよるので一概にはいえないが、2〜72
時間程度である。
【0029】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 高炉徐冷スラグを、粒径が最大寸法4.75mmであ
り、4.75〜1.18mmの範囲の粒子が79重量
%、1.18〜0.425mmの範囲が18重量%、
0.425〜0mmの範囲が3重量%である粒度分布を
持つように破砕、分級し、骨材とした。この高炉スラグ
は、蛍光X線分析の結果、Ca O含有量が42重量%で
あり、X線回折法により面間隔2.85〓の位置に強い
回折ピークがあり、回折角2θ=10〜45゜の回折パ
ターンから、ゲーレナイトやアケルマナイトの結晶化率
の高い構造を有していることが確認できた。
る。 実施例1 高炉徐冷スラグを、粒径が最大寸法4.75mmであ
り、4.75〜1.18mmの範囲の粒子が79重量
%、1.18〜0.425mmの範囲が18重量%、
0.425〜0mmの範囲が3重量%である粒度分布を
持つように破砕、分級し、骨材とした。この高炉スラグ
は、蛍光X線分析の結果、Ca O含有量が42重量%で
あり、X線回折法により面間隔2.85〓の位置に強い
回折ピークがあり、回折角2θ=10〜45゜の回折パ
ターンから、ゲーレナイトやアケルマナイトの結晶化率
の高い構造を有していることが確認できた。
【0030】これに、糊剤として水ガラス3号を骨材1
00重量部に対して10重量部になるように添加混合
し、得られた混合物にバインダとして板ガラス廃材の粉
末(最大寸法0.3mm)を骨材100重量部に対して
10重量部になるように添加、混合し基層材料を得た。
00重量部に対して10重量部になるように添加混合
し、得られた混合物にバインダとして板ガラス廃材の粉
末(最大寸法0.3mm)を骨材100重量部に対して
10重量部になるように添加、混合し基層材料を得た。
【0031】一方、磁器タイル廃材の破砕片(最大寸
法:1.7mm、0.425〜0mmの範囲が6重量
%)を骨材とし、これに酸化鉄系顔料を骨材100重量
部に対して2重量部になるように添加、混合し、さら
に、糊剤として水ガラス3号を骨材100重量部に対し
て8重量部になるように添加混合し、得られた混合物に
バインダとして板ガラス廃材の粉末(最大寸法0.3m
m)を骨材100重量部に対して8重量部になるように
添加、混合し表層材料を得た。
法:1.7mm、0.425〜0mmの範囲が6重量
%)を骨材とし、これに酸化鉄系顔料を骨材100重量
部に対して2重量部になるように添加、混合し、さら
に、糊剤として水ガラス3号を骨材100重量部に対し
て8重量部になるように添加混合し、得られた混合物に
バインダとして板ガラス廃材の粉末(最大寸法0.3m
m)を骨材100重量部に対して8重量部になるように
添加、混合し表層材料を得た。
【0032】次に、上記基層材料を厚みが55mmにな
るように型に入れ、振動プレスを用いて1kgf/cm2 の圧
力で一次成形した後、その上に、上記表層材料を厚みが
15mmになるように入れ、再び1kgf/cm2 の圧力で加
圧して成形した。
るように型に入れ、振動プレスを用いて1kgf/cm2 の圧
力で一次成形した後、その上に、上記表層材料を厚みが
15mmになるように入れ、再び1kgf/cm2 の圧力で加
圧して成形した。
【0033】次に、成形体に炭酸ガスを作用させて糊剤
である水ガラス3号を一次硬化させた後、トンネルキル
ンを用い、1180℃で48時間焼成し、大きさが10
0×200mm,表層の厚みが12mm、基層の厚みが
48mm、全体の厚みが60mmのブロックを得た。
である水ガラス3号を一次硬化させた後、トンネルキル
ンを用い、1180℃で48時間焼成し、大きさが10
0×200mm,表層の厚みが12mm、基層の厚みが
48mm、全体の厚みが60mmのブロックを得た。
【0034】このようにして得たブロックについて、特
性を評価したところ、以下の通りであった。
性を評価したところ、以下の通りであった。
【0035】空隙率は、ブロックから表層を切削、除去
し、さらに約5×5×5cm角の試験片を切り出し、1
05℃で24時間乾燥した後に室温まで冷却し、重量w
(g)と体積V(cm3 )からかさ密度ρ1 =w/Vを
求め、これと、同様に処理した、試験片についてアルキ
メデス法で求めた見掛け密度ρ2 から、次式によって求
める。
し、さらに約5×5×5cm角の試験片を切り出し、1
05℃で24時間乾燥した後に室温まで冷却し、重量w
(g)と体積V(cm3 )からかさ密度ρ1 =w/Vを
求め、これと、同様に処理した、試験片についてアルキ
メデス法で求めた見掛け密度ρ2 から、次式によって求
める。
【0036】 空隙率(%)=(1−ρ1 /ρ2 )×100 さらに、曲げ強さは、JIS A1106に、圧縮強さ
は、JIS R2206に、透水係数はJIS A12
18にそれぞれ準拠して求める。保水量は、乾燥したブ
ロックについて、24時間水中浸漬させた後、水が流出
しないようにそっと取り出したブロックの重量増をブロ
ック1個当たりの保水量とした。
は、JIS R2206に、透水係数はJIS A12
18にそれぞれ準拠して求める。保水量は、乾燥したブ
ロックについて、24時間水中浸漬させた後、水が流出
しないようにそっと取り出したブロックの重量増をブロ
ック1個当たりの保水量とした。
【0037】なお、数値は10個のブロックについての
平均値である。
平均値である。
【0038】空隙率:32% 透水係数:1.5×10-1cm/sec 保水量:360g/個 表層表面のモース硬度:6 湿潤時における滑り抵抗値:52 曲げ強さは:58kgf/cm2 、圧縮強さ:205kgf/cm
2
2
【0039】
【発明の効果】本発明によると、大量に生成する鉄鋼ス
ラグを使用することで、コスト上昇を抑えることがで
き、また、スラグの品質に変動が少ないことから、安定
した高収率で、強度、透水性、寸法精度および保水性に
優れているばかりでなく、表面の摩耗が少なく、湿潤時
の滑り抵抗も良好で、汚れにくく、洗浄回復が容易な透
水性ブロックを提供することができる。
ラグを使用することで、コスト上昇を抑えることがで
き、また、スラグの品質に変動が少ないことから、安定
した高収率で、強度、透水性、寸法精度および保水性に
優れているばかりでなく、表面の摩耗が少なく、湿潤時
の滑り抵抗も良好で、汚れにくく、洗浄回復が容易な透
水性ブロックを提供することができる。
Claims (13)
- 【請求項1】最大粒径が9.5mm以下である鉄鋼スラ
グを75重量%以上含む骨材と焼結バインダーを含む混
合物を成形した後、焼成することを特徴とする透水性セ
ラミックブロックの製造方法。 - 【請求項2】該骨材が、9.5〜4.75mmの範囲の
粒子が20重量%未満、4.75〜1.18mmの範囲
の粒子が50重量%以上、1.18〜0mmの範囲の粒
子が40重量%未満である粒度分布を有するものである
請求項1記載の透水性セラミックブロックの製造方法。 - 【請求項3】該混合物が、成形用糊剤を含有する請求項
1記載の透水性セラミックブロックの製造方法。 - 【請求項4】該焼成温度が、800〜1250℃である
請求項1記載の透水性セラミックブロックの製造方法。 - 【請求項5】該鉄鋼スラグが、1.18〜0.425m
mの範囲の粒子が30重量%未満、0.425〜0mm
の範囲の粒子が10重量%未満である粒度分布を有する
ものである請求項1〜4のいずれかに記載の透水性セラ
ミックブロックの製造方法。 - 【請求項6】該鉄鋼スラグが、Ca O含有量が35〜5
5重量%で、かつ、メリライト系の結晶構造を有するも
のである請求項1〜5のいずれかに記載の透水性セラミ
ックブロックの製造方法。 - 【請求項7】該成形された成形体が、20〜80mmの
厚さを有し、かつ、これを基材として、その上に、さら
に骨材を積層して表層を構成したものである請求項1〜
6のいずれかに記載の透水性セラミックブロックの製造
方法。 - 【請求項8】該表層が、粒径が最大寸法5.0mm以下
であり、0.425〜0mmの範囲が10重量%未満で
ある粒度分布を持った磁器質を50重量%以上含む骨材
で構成されている請求項7に記載の透水性セラミックブ
ロックの製造方法。 - 【請求項9】該表層が、厚さ3〜10mmである請求項
7に記載の透水性セラミックブロックの製造方法。 - 【請求項10】該表層が、厚さ3〜10mmである請求
項7に記載の透水性セラミックブロックの製造方法。 - 【請求項11】該焼結バインダが、長石、粘土、天然石
およびガラスの粉末から選ばれた少なくとも1種類であ
る請求項1〜10のいずれかに記載の透水性セラミック
ブロックの製造方法。 - 【請求項12】該成形用糊剤が、カルボキシメチルセル
ロース(CMC)、メチルセルロース、でんぷん、水ガ
ラスおよびセメントから選ばれた少なくとも1種類であ
る請求項2〜11のいずれかに記載の透水性セラミック
ブロックの製造方法。 - 【請求項13】該成形する工程において、振動プレスを
用いる請求項1〜12のいずれかに記載の透水性セラミ
ックブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18558695A JP3446409B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 透水性セラミックブロックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18558695A JP3446409B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 透水性セラミックブロックの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0930873A true JPH0930873A (ja) | 1997-02-04 |
JP3446409B2 JP3446409B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=16173402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18558695A Expired - Fee Related JP3446409B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 透水性セラミックブロックの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3446409B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010085026A (ko) * | 2001-07-20 | 2001-09-07 | 박흥혜 | 제철 슬래그를 이용한 경량 세라믹 소재의 조성방법과건축자재 제조방법 |
KR100504164B1 (ko) * | 2001-09-20 | 2005-07-27 | 김연숙 | 폐기 동슬래그를 이용한 축열재 제조 |
KR100623609B1 (ko) * | 2005-01-24 | 2006-09-14 | (주)거화이에스알 | 투수성 점토블럭 및 그 제조방법 |
JP2007176788A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-07-12 | Gako Imai | 多孔質セラミックス用組成物及びそれを用いた多孔質セラミックス並びにその製造方法 |
CN104276800A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-14 | 李勇 | 一种滤水砖的制造方法 |
JP2020500820A (ja) * | 2016-12-09 | 2020-01-16 | ザ ロイヤル インスティチューション フォー ジ アドヴァンスメント オブ ラーニング/マギル ユニヴァーシティ | 造園製品およびその製造方法 |
CN110950643A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-03 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种利用lf精炼尾渣制备透水砖的方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100890228B1 (ko) * | 2008-09-19 | 2009-03-24 | (주)일원산업 | 투수 세라믹 블럭 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18558695A patent/JP3446409B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2007176788A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-07-12 | Gako Imai | 多孔質セラミックス用組成物及びそれを用いた多孔質セラミックス並びにその製造方法 |
CN104276800A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-14 | 李勇 | 一种滤水砖的制造方法 |
CN104276800B (zh) * | 2014-09-10 | 2016-07-06 | 周伟军 | 一种滤水砖的制造方法 |
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CN110950643A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-03 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种利用lf精炼尾渣制备透水砖的方法 |
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---|---|---|---|
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