JPH11263648A - 高強度人工骨材の製造方法 - Google Patents
高強度人工骨材の製造方法Info
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- JPH11263648A JPH11263648A JP6751298A JP6751298A JPH11263648A JP H11263648 A JPH11263648 A JP H11263648A JP 6751298 A JP6751298 A JP 6751298A JP 6751298 A JP6751298 A JP 6751298A JP H11263648 A JPH11263648 A JP H11263648A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B18/023—Fired or melted materials
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 土木用などに用いるための高強度の人工骨材
を製造することが可能な高強度人工骨材の製造方法の提
供。 【解決手段】 粒径が75μm 以下の膨張性頁岩に石炭灰
を配合した原料を、好ましくは押出し式成型機を用いて
造粒し、焼成した後、篩分けを行う高強度人工骨材の製
造方法。
を製造することが可能な高強度人工骨材の製造方法の提
供。 【解決手段】 粒径が75μm 以下の膨張性頁岩に石炭灰
を配合した原料を、好ましくは押出し式成型機を用いて
造粒し、焼成した後、篩分けを行う高強度人工骨材の製
造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膨張性頁岩を用い
た人工骨材の製造方法に関し、特に、高強度の人工骨材
を製造することが可能な高強度人工骨材の製造方法に関
する。
た人工骨材の製造方法に関し、特に、高強度の人工骨材
を製造することが可能な高強度人工骨材の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、軽量コンクリートの骨材として、
主として、膨張性頁岩を焼成して製造した人工骨材が用
いられている。また、上記した人工骨材を用いた軽量コ
ンクリートは土木用のコンクリート、建築用のコンクリ
ートとして用いられている。
主として、膨張性頁岩を焼成して製造した人工骨材が用
いられている。また、上記した人工骨材を用いた軽量コ
ンクリートは土木用のコンクリート、建築用のコンクリ
ートとして用いられている。
【０００３】図３に、従来の人工骨材の製造工程を示
す。原石（膨張性頁岩）は先ず粗粉砕し、篩分けによっ
て、粒径が20〜５mmの頁岩（以下粗精石と記す）、粒径
が５〜３mmの頁岩（以下中精石と記す）、および粒径が
３mm以下の頁岩（以下細精石と記す）を得る。次に、得
られた粗精石、中精石、細精石をそれぞれ焼成し、篩分
けを行うことによって、粗骨材（粒径：20〜５mmφ、絶
乾比重：1.29±0.05）、中骨材（粒径：５〜３mmφ、絶
乾比重：1.45±0.05）、細骨材（粒径：−３mmφ、絶乾
比重：1.65±0.05）が製造される。
す。原石（膨張性頁岩）は先ず粗粉砕し、篩分けによっ
て、粒径が20〜５mmの頁岩（以下粗精石と記す）、粒径
が５〜３mmの頁岩（以下中精石と記す）、および粒径が
３mm以下の頁岩（以下細精石と記す）を得る。次に、得
られた粗精石、中精石、細精石をそれぞれ焼成し、篩分
けを行うことによって、粗骨材（粒径：20〜５mmφ、絶
乾比重：1.29±0.05）、中骨材（粒径：５〜３mmφ、絶
乾比重：1.45±0.05）、細骨材（粒径：−３mmφ、絶乾
比重：1.65±0.05）が製造される。
【０００４】粗骨材は天然の砂利、細骨材は天然の砂に
対応するコンクリート材料として使用されている。ま
た、上記した製造方法で製造された人工骨材の内、主と
して粗骨材が、路盤材あるいは地耐力をカバーする軽量
裏込材など各種土木用として使用されている。
対応するコンクリート材料として使用されている。ま
た、上記した製造方法で製造された人工骨材の内、主と
して粗骨材が、路盤材あるいは地耐力をカバーする軽量
裏込材など各種土木用として使用されている。
【０００５】上記した粗骨材を使用した軽量コンクリー
トは、普通のコンクリートより20〜30％軽く、強度は普
通コンクリートと同等の性能を有している。しかしなが
ら、コンクリートの重要な必要特性である圧縮強度など
の強度をさらに向上させるために、粗骨材自体の強度を
さらに高くすることが可能な人工骨材およびその製造方
法の開発が望まれている。
トは、普通のコンクリートより20〜30％軽く、強度は普
通コンクリートと同等の性能を有している。しかしなが
ら、コンクリートの重要な必要特性である圧縮強度など
の強度をさらに向上させるために、粗骨材自体の強度を
さらに高くすることが可能な人工骨材およびその製造方
法の開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、土木用など
に用いるための高強度の人工骨材を製造することが可能
な高強度人工骨材の製造方法を提供することを目的とす
る。
に用いるための高強度の人工骨材を製造することが可能
な高強度人工骨材の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒径が75μm
以下の膨張性頁岩に石炭灰を配合した原料を、造粒し、
焼成した後、篩分けを行うことを特徴とする高強度人工
骨材の製造方法である。前記した本発明においては、前
記した粒径が75μm 以下の膨張性頁岩100 重量部に対し
て石炭灰10〜200 重量部を配合した原料を、造粒し、焼
成した後、篩分けを行うことが好ましい（第１の好適態
様）。
以下の膨張性頁岩に石炭灰を配合した原料を、造粒し、
焼成した後、篩分けを行うことを特徴とする高強度人工
骨材の製造方法である。前記した本発明においては、前
記した粒径が75μm 以下の膨張性頁岩100 重量部に対し
て石炭灰10〜200 重量部を配合した原料を、造粒し、焼
成した後、篩分けを行うことが好ましい（第１の好適態
様）。
【０００８】また、前記した本発明、第１の好適態様に
おいては、水分量が35wt％以下である前記した原料を、
造粒し、焼成した後、篩分けを行うことが好ましい（第
２の好適態様）。また、前記した本発明、第１の好適態
様、第２の好適態様においては、前記した造粒を行うに
際して、前記した原料の混練物を、押出し式成型機を用
いて造粒することが好ましい（第３の好適態様）。
おいては、水分量が35wt％以下である前記した原料を、
造粒し、焼成した後、篩分けを行うことが好ましい（第
２の好適態様）。また、前記した本発明、第１の好適態
様、第２の好適態様においては、前記した造粒を行うに
際して、前記した原料の混練物を、押出し式成型機を用
いて造粒することが好ましい（第３の好適態様）。
【０００９】また、前記した本発明、第１の好適態様、
第２の好適態様においては、前記した造粒を行うに際し
て、円周壁（かべ）部Ｗに複数個の貫通孔３i （3Bi )
を有する回転中空円筒１と、該回転中空円筒１と軸芯が
平行な回転円柱２または前記した回転中空円筒１と軸芯
が平行な他の回転中空円筒とから構成される押出し式成
型機６を用い、前記した回転中空円筒１の円周面と、前
記した回転円柱２の円周面または前記した他の回転中空
円筒の円周面との間に、前記した原料の混練物を供給し
造粒することが好ましい（第４の好適態様）。
第２の好適態様においては、前記した造粒を行うに際し
て、円周壁（かべ）部Ｗに複数個の貫通孔３i （3Bi )
を有する回転中空円筒１と、該回転中空円筒１と軸芯が
平行な回転円柱２または前記した回転中空円筒１と軸芯
が平行な他の回転中空円筒とから構成される押出し式成
型機６を用い、前記した回転中空円筒１の円周面と、前
記した回転円柱２の円周面または前記した他の回転中空
円筒の円周面との間に、前記した原料の混練物を供給し
造粒することが好ましい（第４の好適態様）。
【００１０】なお、上記した第４の好適態様において
は、前記した他の回転中空円筒として、円周壁部Ｗに複
数個の貫通孔3Ai を有する回転中空円筒５を用いること
がより好ましい。また、前記した第３の好適態様、第４
の好適態様においては、前記した混練物の水分量は、35
wt％以下であることが好ましい（第５の好適態様）。
は、前記した他の回転中空円筒として、円周壁部Ｗに複
数個の貫通孔3Ai を有する回転中空円筒５を用いること
がより好ましい。また、前記した第３の好適態様、第４
の好適態様においては、前記した混練物の水分量は、35
wt％以下であることが好ましい（第５の好適態様）。
【００１１】さらに、前記した本発明、第１の好適態様
〜第５の好適態様においては、前記した焼成工程におい
てロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好
ましい（第６の好適態様）。
〜第５の好適態様においては、前記した焼成工程におい
てロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好
ましい（第６の好適態様）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者らは、コンクリートの重要な必要特性で
ある圧縮強度などの強度をさらに向上させるために、粗
骨材自体の強度をさらに高くすることが可能な人工軽量
骨材およびその製造方法について鋭意検討した結果、下
記知見(1) 〜(3) を得、本発明に至った。
する。本発明者らは、コンクリートの重要な必要特性で
ある圧縮強度などの強度をさらに向上させるために、粗
骨材自体の強度をさらに高くすることが可能な人工軽量
骨材およびその製造方法について鋭意検討した結果、下
記知見(1) 〜(3) を得、本発明に至った。
【００１３】(1)：微粒の頁岩と石炭灰を配合した原料
を用いた粗骨材の製造；微粒の頁岩と石炭灰を組み合わ
せることによって、極めて強度の高い粗骨材を製造する
ことが可能である。 (2)：押出し式成型機を用いた造粒法による粗骨材の製
造；造粒工程において、原料の混練物を、押出し式成型
機を用いて造粒することが好ましい。
を用いた粗骨材の製造；微粒の頁岩と石炭灰を組み合わ
せることによって、極めて強度の高い粗骨材を製造する
ことが可能である。 (2)：押出し式成型機を用いた造粒法による粗骨材の製
造；造粒工程において、原料の混練物を、押出し式成型
機を用いて造粒することが好ましい。
【００１４】また、押出し式成型機としては、円周壁
部に複数個の貫通孔を有する回転中空円筒および該回
転中空円筒と軸芯が平行な(a) 回転円柱もしくは(b) 回
転円筒もしくは(c) 円周壁部に複数個の貫通孔を有する
回転中空円筒の両者から構成される押出し式成型機を用
いることが好ましい。 (3)：ロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用いた焼成
法による粗骨材の製造；焼成工程においては、ロータリ
ーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好ましい。
部に複数個の貫通孔を有する回転中空円筒および該回
転中空円筒と軸芯が平行な(a) 回転円柱もしくは(b) 回
転円筒もしくは(c) 円周壁部に複数個の貫通孔を有する
回転中空円筒の両者から構成される押出し式成型機を用
いることが好ましい。 (3)：ロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用いた焼成
法による粗骨材の製造；焼成工程においては、ロータリ
ーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好ましい。
【００１５】以下、前記した本発明、第１の好適態様〜
第６の好適態様について説明する。 [1]：本発明、第１の好適態様、第２の好適態様；図１
に、本発明の高強度人工骨材の製造方法の工程図の一例
を示す。原石（膨張性頁岩）は先ず粗粉砕し、篩分けに
よって、粗精石（20〜５mm）、中精石（５〜３mm）、細
精石（３mm以下）を得る。
第６の好適態様について説明する。 [1]：本発明、第１の好適態様、第２の好適態様；図１
に、本発明の高強度人工骨材の製造方法の工程図の一例
を示す。原石（膨張性頁岩）は先ず粗粉砕し、篩分けに
よって、粗精石（20〜５mm）、中精石（５〜３mm）、細
精石（３mm以下）を得る。
【００１６】本発明によれば、例えば、原石（膨張性頁
岩）の粉砕、篩分けによって発生した細精石（３mm以
下）をさらに微粉砕し、篩分けし、粒径が75μm 以下の
頁岩（以下微粉頁岩とも記す）を得る。次に、得られた
微粉頁岩と石炭灰とを混合し、造粒し、焼成した後、篩
分けを行うことによって、目的とする高強度の粒径：20
〜５mmφである粗骨材を得ることができる。
岩）の粉砕、篩分けによって発生した細精石（３mm以
下）をさらに微粉砕し、篩分けし、粒径が75μm 以下の
頁岩（以下微粉頁岩とも記す）を得る。次に、得られた
微粉頁岩と石炭灰とを混合し、造粒し、焼成した後、篩
分けを行うことによって、目的とする高強度の粒径：20
〜５mmφである粗骨材を得ることができる。
【００１７】これは、上記した製造条件下において、粒
径が75μm 以下の頁岩（：微粉頁岩）と微粒子から構成
される石炭灰とが相互に分散性良く混合すると共に、相
互に組成が近いため、それぞれの粒子が焼成過程で強固
に結合するためと考えられる。また、本発明によれば、
土木用などに用いられる粒径の大きな粗骨材（20〜５mm
φ）が、対原料収率に優れた方法で製造することが可能
となったが、本効果も上記した作用によって、造粒物の
強度、焼成品の強度が高いことによると考えられる。
径が75μm 以下の頁岩（：微粉頁岩）と微粒子から構成
される石炭灰とが相互に分散性良く混合すると共に、相
互に組成が近いため、それぞれの粒子が焼成過程で強固
に結合するためと考えられる。また、本発明によれば、
土木用などに用いられる粒径の大きな粗骨材（20〜５mm
φ）が、対原料収率に優れた方法で製造することが可能
となったが、本効果も上記した作用によって、造粒物の
強度、焼成品の強度が高いことによると考えられる。
【００１８】本発明においては、粒径が75μm 以下の頁
岩（：微粉頁岩）、石炭灰それぞれの好適配合割合は、
微粉頁岩：100 重量部に対して、石炭灰：10〜200 重量
部である（第１の好適態様）。石炭灰が上記した配合割
合（重量部）未満の場合、または上記した配合割合（重
量部）を超える場合は、いずれも目的とする高強度の粗
骨材を得ることが困難となる。
岩（：微粉頁岩）、石炭灰それぞれの好適配合割合は、
微粉頁岩：100 重量部に対して、石炭灰：10〜200 重量
部である（第１の好適態様）。石炭灰が上記した配合割
合（重量部）未満の場合、または上記した配合割合（重
量部）を超える場合は、いずれも目的とする高強度の粗
骨材を得ることが困難となる。
【００１９】以下、本発明において使用する石炭灰につ
いて述べる。 〔本発明において使用する石炭灰：〕産業廃棄物として
の石炭灰は、主成分がSiO2、Al2O3 および鉄の酸化物で
あり、頁岩の組成に近い。上記した石炭灰を、前記した
微粉頁岩に添加して混合し、造粒後、焼成することによ
って、高強度の粗骨材を製造することが可能であると共
に、産業廃棄物のリサイクルが可能となる。
いて述べる。 〔本発明において使用する石炭灰：〕産業廃棄物として
の石炭灰は、主成分がSiO2、Al2O3 および鉄の酸化物で
あり、頁岩の組成に近い。上記した石炭灰を、前記した
微粉頁岩に添加して混合し、造粒後、焼成することによ
って、高強度の粗骨材を製造することが可能であると共
に、産業廃棄物のリサイクルが可能となる。
【００２０】さらには、近年、産業廃棄物として発生す
る石炭灰の処分が重要な問題となっているが、この問題
も解決できる。本発明において使用する石炭灰として
は、100 ℃乾燥後の試料の組成が下記組成である石炭灰
が好ましい。 （本発明において使用する石炭灰の好適組成：） SiO2：50〜70wt％、Al2O3 ：15〜30wt％、Fe2O3 ：0.5
〜10wt％ 〔全配合原料中の好適水分量：〕前記した本発明におい
ては、全配合原料中の水分量が35wt％以下であることが
好ましい（第２の好適態様）。
る石炭灰の処分が重要な問題となっているが、この問題
も解決できる。本発明において使用する石炭灰として
は、100 ℃乾燥後の試料の組成が下記組成である石炭灰
が好ましい。 （本発明において使用する石炭灰の好適組成：） SiO2：50〜70wt％、Al2O3 ：15〜30wt％、Fe2O3 ：0.5
〜10wt％ 〔全配合原料中の好適水分量：〕前記した本発明におい
ては、全配合原料中の水分量が35wt％以下であることが
好ましい（第２の好適態様）。
【００２１】さらには、前記した本発明においては、全
配合原料中の水分量が10〜35wt％であることがより好ま
しい。これは、全配合原料中の水分量が35wt％超えの場
合、造粒物の一部が、焼成工程への搬送過程および焼成
炉内の乾燥領域において団塊状となり、また逆に、10wt
％未満の場合、原料同士の結合力が不足し、造粒工程で
所定の粒径の造粒物が得られず、いずれの場合も粒径が
20〜５mmφの粗骨材の対原料収率が低下するためであ
る。
配合原料中の水分量が10〜35wt％であることがより好ま
しい。これは、全配合原料中の水分量が35wt％超えの場
合、造粒物の一部が、焼成工程への搬送過程および焼成
炉内の乾燥領域において団塊状となり、また逆に、10wt
％未満の場合、原料同士の結合力が不足し、造粒工程で
所定の粒径の造粒物が得られず、いずれの場合も粒径が
20〜５mmφの粗骨材の対原料収率が低下するためであ
る。
【００２２】〔配合原料中への結合剤の添加：〕本発明
においては、配合原料中に結合剤を添加することが好ま
しい。結合剤としては、ベントナイト、リグニン、パル
プ廃液、ポリビニルアルコールおよびカルボキシメチル
セルロースなどから選ばれる１種以上が例示され、ベン
トナイトを用いることがより好ましい。
においては、配合原料中に結合剤を添加することが好ま
しい。結合剤としては、ベントナイト、リグニン、パル
プ廃液、ポリビニルアルコールおよびカルボキシメチル
セルロースなどから選ばれる１種以上が例示され、ベン
トナイトを用いることがより好ましい。
【００２３】結合剤の添加量は、例えばベントナイトを
用いる場合、微粉頁岩と石炭灰の合計量100 重量部に対
して１〜10重量部であることが好ましく、さらには微粉
頁岩と石炭灰の合計量100 重量部に対して１〜５重量部
であることがより好ましい。 [2]：第３の好適態様、第４の好適態様、第５の好適態
様（押出し式成型機を用いた造粒法による人工骨材の製
造方法）；前記した本発明、第１の好適態様において
は、高強度の骨材を得るために、造粒を行うに際して、
水分量が35wt％以下である前記した原料の混練物を、押
出し式成型機（：押出し式造粒機）を用いて造粒するこ
とが好ましい（第３の好適態様、第５の好適態様）。
用いる場合、微粉頁岩と石炭灰の合計量100 重量部に対
して１〜10重量部であることが好ましく、さらには微粉
頁岩と石炭灰の合計量100 重量部に対して１〜５重量部
であることがより好ましい。 [2]：第３の好適態様、第４の好適態様、第５の好適態
様（押出し式成型機を用いた造粒法による人工骨材の製
造方法）；前記した本発明、第１の好適態様において
は、高強度の骨材を得るために、造粒を行うに際して、
水分量が35wt％以下である前記した原料の混練物を、押
出し式成型機（：押出し式造粒機）を用いて造粒するこ
とが好ましい（第３の好適態様、第５の好適態様）。
【００２４】さらには、前記した本発明、第１の好適態
様においては、水分量が10〜35wt％である前記した原料
の混練物を、押出し式成型機を用いて造粒することがよ
り好ましい。本発明によれば、押出し式成型機を用いる
ことによって、生産性に優れた方法で人工骨材を製造で
きるばかりでなく、極めて高強度の人工骨材を製造する
ことが可能となった。
様においては、水分量が10〜35wt％である前記した原料
の混練物を、押出し式成型機を用いて造粒することがよ
り好ましい。本発明によれば、押出し式成型機を用いる
ことによって、生産性に優れた方法で人工骨材を製造で
きるばかりでなく、極めて高強度の人工骨材を製造する
ことが可能となった。
【００２５】押出し式成型機（：押出し式造粒機）とし
ては、混練物をダイスから押し出す方式であれば特に制
限を受けるものではない。また、押出し式成型機（：押
出し式造粒機）としては、円周壁部に複数個の貫通孔
を有する回転中空円筒および該回転中空円筒と軸芯が
平行な(a) 回転円柱もしくは(b) 回転中空円筒もしくは
(c) 円周壁部に複数個の貫通孔を有する回転中空円筒の
両者から構成される押出し式成型機を用いることが好ま
しい（第４の好適態様）。
ては、混練物をダイスから押し出す方式であれば特に制
限を受けるものではない。また、押出し式成型機（：押
出し式造粒機）としては、円周壁部に複数個の貫通孔
を有する回転中空円筒および該回転中空円筒と軸芯が
平行な(a) 回転円柱もしくは(b) 回転中空円筒もしくは
(c) 円周壁部に複数個の貫通孔を有する回転中空円筒の
両者から構成される押出し式成型機を用いることが好ま
しい（第４の好適態様）。
【００２６】これは、押出し式の成型機を用いることに
よって、微粉頁岩と石炭灰との接触がより緊密となり、
前記した焼成時における微粉頁岩のバインダ効果がより
大きくなり、得られる骨材の強度が大となるためであ
る。図２に、第４の好適態様に係わる押出し式成型
機（：押出し式造粒機）の要部を斜視図によって示す。
よって、微粉頁岩と石炭灰との接触がより緊密となり、
前記した焼成時における微粉頁岩のバインダ効果がより
大きくなり、得られる骨材の強度が大となるためであ
る。図２に、第４の好適態様に係わる押出し式成型
機（：押出し式造粒機）の要部を斜視図によって示す。
【００２７】図２(a) は、円周壁部に複数個の貫通孔を
有する回転中空円筒と該回転中空円筒と軸芯が平行な回
転円柱とから構成される押出し式成型機を示し、図２
(b) は、円周壁部に複数個の貫通孔を有する相互に軸芯
が平行な一対の回転中空円筒から構成される押出し式成
型機を示す。図２において、１、５は円周壁（かべ）部
Ｗに複数個の貫通孔３i 、3Ai 、 3B i を有する回転中空
円筒、２は回転中空円筒１と軸芯が平行な回転円柱、３
i 、3Ai 、 3Bi は回転中空円筒１、５の円周壁部Ｗを貫
通する貫通孔、４は円柱状の造粒物、６は押出し式成型
機（：押出し式造粒機）、AX1 、AX1A、AX1Bは回転中空
円筒１、５の軸芯、AX2 は回転円柱２の軸芯、ｆ1 は原
料の供給方向、ｆ2 は造粒物の排出方向、ｆ3 は回転中
空円筒１、５、回転円柱２、各々の回転方向、Ｗは回転
中空円筒１、５の円周壁部を示す。
有する回転中空円筒と該回転中空円筒と軸芯が平行な回
転円柱とから構成される押出し式成型機を示し、図２
(b) は、円周壁部に複数個の貫通孔を有する相互に軸芯
が平行な一対の回転中空円筒から構成される押出し式成
型機を示す。図２において、１、５は円周壁（かべ）部
Ｗに複数個の貫通孔３i 、3Ai 、 3B i を有する回転中空
円筒、２は回転中空円筒１と軸芯が平行な回転円柱、３
i 、3Ai 、 3Bi は回転中空円筒１、５の円周壁部Ｗを貫
通する貫通孔、４は円柱状の造粒物、６は押出し式成型
機（：押出し式造粒機）、AX1 、AX1A、AX1Bは回転中空
円筒１、５の軸芯、AX2 は回転円柱２の軸芯、ｆ1 は原
料の供給方向、ｆ2 は造粒物の排出方向、ｆ3 は回転中
空円筒１、５、回転円柱２、各々の回転方向、Ｗは回転
中空円筒１、５の円周壁部を示す。
【００２８】図２(a) に示される押出し式成型機６にお
いては、供給原料は、回転中空円筒１と回転円柱２の間
に供給され、貫通孔３i から回転中空円筒１の中空部内
に押し出される過程で、圧縮成型された後、円柱状の造
粒物４が回転中空円筒１の中空部から排出される。ま
た、図２(b) に示される押出し式成型機６においては、
供給原料は、回転中空円筒１と回転中空円筒５の間に供
給され、相互に相対する位置をずらした貫通孔3Ai 、 貫
通孔3Bi から回転中空円筒１、５それぞれの中空部内に
押し出される過程で、圧縮成型された後、円柱状の造粒
物４が回転中空円筒１、５それぞれの中空部から排出さ
れる。
いては、供給原料は、回転中空円筒１と回転円柱２の間
に供給され、貫通孔３i から回転中空円筒１の中空部内
に押し出される過程で、圧縮成型された後、円柱状の造
粒物４が回転中空円筒１の中空部から排出される。ま
た、図２(b) に示される押出し式成型機６においては、
供給原料は、回転中空円筒１と回転中空円筒５の間に供
給され、相互に相対する位置をずらした貫通孔3Ai 、 貫
通孔3Bi から回転中空円筒１、５それぞれの中空部内に
押し出される過程で、圧縮成型された後、円柱状の造粒
物４が回転中空円筒１、５それぞれの中空部から排出さ
れる。
【００２９】上記した本発明の第４の好適態様によれ
ば、前記したように、造粒時に、微粉頁岩と石炭灰との
接触がより緊密となり、焼成時における微粉頁岩の前記
したバインダ効果がより大きくなり、強度が大な粒径が
20〜５mmφの粗骨材を、生産性に優れると共に、さらに
対原料収率に優れた方法で製造することが可能となっ
た。
ば、前記したように、造粒時に、微粉頁岩と石炭灰との
接触がより緊密となり、焼成時における微粉頁岩の前記
したバインダ効果がより大きくなり、強度が大な粒径が
20〜５mmφの粗骨材を、生産性に優れると共に、さらに
対原料収率に優れた方法で製造することが可能となっ
た。
【００３０】[3]：第６の好適態様（ロータリーキルン
または流動焙焼炉を用いた焼成法による人工骨材の製造
方法）；本発明においては、焼成工程においてロータリ
ーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好ましい。こ
れは、造粒物をロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用
いて焼成することによって、造粒物の個々の粒子の温度
が均一となり、全体の粒子が均一に発泡、膨張し、強度
に優れた人工骨材が製造できるためである。
または流動焙焼炉を用いた焼成法による人工骨材の製造
方法）；本発明においては、焼成工程においてロータリ
ーキルンまたは流動焙焼炉を用いることが好ましい。こ
れは、造粒物をロータリーキルンまたは流動焙焼炉を用
いて焼成することによって、造粒物の個々の粒子の温度
が均一となり、全体の粒子が均一に発泡、膨張し、強度
に優れた人工骨材が製造できるためである。
【００３１】さらに、本発明によれば、前記した図２に
例示した押出し式成型機とロータリーキルンを併用する
ことによって、前記した作用によって、強度が大で粒径
が20〜５mmφの粗骨材である人工骨材を生産性および対
原料収率に優れた方法で製造することが可能となった。
例示した押出し式成型機とロータリーキルンを併用する
ことによって、前記した作用によって、強度が大で粒径
が20〜５mmφの粗骨材である人工骨材を生産性および対
原料収率に優れた方法で製造することが可能となった。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 （実施例１）図１に示す製造工程にしたがって、粒径が
75μm 以下の膨張性頁岩（：微粉頁岩）、石炭灰、結合
剤を用いて人工軽量骨材を製造した。
的に説明する。 （実施例１）図１に示す製造工程にしたがって、粒径が
75μm 以下の膨張性頁岩（：微粉頁岩）、石炭灰、結合
剤を用いて人工軽量骨材を製造した。
【００３３】すなわち、微粉頁岩、石炭灰、結合剤を表
１に示すように所定量配合し、得られた配合原料に水を
添加し、混練機で混練した。上記した微粉頁岩の粒径
は、レーザーを用いた回折法で測定した値である。石炭
灰としては下記組成の石炭灰を用いた。 （石炭灰：）100 ℃乾燥後の試料の組成：SiO2；61wt
％、Al2O3 ；19wt％、Fe2O3 ；４wt％次に、得られた混
練物を、前記した図２(a) に示す押出し式成型機を用い
て造粒し、ロータリーキルンによって焼成した後、目開
き20mmφ、５mmφの篩で篩分けを行い、人工軽量骨材を
製造した。
１に示すように所定量配合し、得られた配合原料に水を
添加し、混練機で混練した。上記した微粉頁岩の粒径
は、レーザーを用いた回折法で測定した値である。石炭
灰としては下記組成の石炭灰を用いた。 （石炭灰：）100 ℃乾燥後の試料の組成：SiO2；61wt
％、Al2O3 ；19wt％、Fe2O3 ；４wt％次に、得られた混
練物を、前記した図２(a) に示す押出し式成型機を用い
て造粒し、ロータリーキルンによって焼成した後、目開
き20mmφ、５mmφの篩で篩分けを行い、人工軽量骨材を
製造した。
【００３４】なお、造粒時の水の添加率は、微粉頁岩10
0 重量部に対して28重量部（全配合原料中の水分量：20
〜25wt％）とし、焼成温度は1130℃とした。次に、得ら
れた粗骨材（20〜５mmφ）の圧潰強度、絶乾比重および
24時間吸水率を測定すると共に、下記試験方法による粗
骨材（20〜５mmφ）の破砕試験を行った。
0 重量部に対して28重量部（全配合原料中の水分量：20
〜25wt％）とし、焼成温度は1130℃とした。次に、得ら
れた粗骨材（20〜５mmφ）の圧潰強度、絶乾比重および
24時間吸水率を測定すると共に、下記試験方法による粗
骨材（20〜５mmφ）の破砕試験を行った。
【００３５】〔粗骨材（20〜５mmφ）の破砕試験方
法：〕 英国規格（British Standard）；ＢＳ−812 鋼製試験容器（内径：154mm 、内高：140mm の円筒形容
器）に所定量の試料を試料の層の厚さが約10cmとなるよ
うに充填し、試料の上にプランジャーを載置する。
法：〕 英国規格（British Standard）；ＢＳ−812 鋼製試験容器（内径：154mm 、内高：140mm の円筒形容
器）に所定量の試料を試料の層の厚さが約10cmとなるよ
うに充填し、試料の上にプランジャーを載置する。
【００３６】試験容器を圧縮試験機に据え、毎分４tfの
割合で一様に載荷する。上記破砕試験後の試験容器内の
試料を2.5mm の篩で篩い、篩下の重量を求め、試験に供
した全試料の量とから破砕値（破砕率）（％）を求め
る。破砕値が7.5 〜12.5％となったとき、そのときの荷
重Ｐ(tf)と破砕値CV（％）とから下記式(1) によって10
％破砕荷重(tf)（以下ＢＳ破砕強度と記す）を計算す
る。
割合で一様に載荷する。上記破砕試験後の試験容器内の
試料を2.5mm の篩で篩い、篩下の重量を求め、試験に供
した全試料の量とから破砕値（破砕率）（％）を求め
る。破砕値が7.5 〜12.5％となったとき、そのときの荷
重Ｐ(tf)と破砕値CV（％）とから下記式(1) によって10
％破砕荷重(tf)（以下ＢＳ破砕強度と記す）を計算す
る。
【００３７】 10％破砕荷重(tf)（：ＢＳ破砕強度）＝｛14Ｐ(tf)／〔CV（％）＋４〕｝…… …(1) さらに、本実施例においては、下記式(2) に基づき粗骨
材の対原料収率を求めた。 粗骨材の対原料収率＝〔得られた粗骨材（20〜５mmφ）の乾量／（使用した微 粉頁岩の灼熱減量を差し引いた乾量＋使用した石炭灰の乾量）〕×100 ％……… …(2) 得られた実験結果を、原料配合割合と併せて表１に示す
（本発明例１〜３、比較例１）。
材の対原料収率を求めた。 粗骨材の対原料収率＝〔得られた粗骨材（20〜５mmφ）の乾量／（使用した微 粉頁岩の灼熱減量を差し引いた乾量＋使用した石炭灰の乾量）〕×100 ％……… …(2) 得られた実験結果を、原料配合割合と併せて表１に示す
（本発明例１〜３、比較例１）。
【００３８】表１に示されるように、微粉頁岩と石炭灰
を用いることによって、目的とする強度が優れた粒径：
20〜５mmφである粗骨材を対原料収率に優れた方法で得
ることができた（本発明例１〜３）。なお、造粒機とし
てパン型ペレタイザを用い同様にして人工軽量骨材を製
造した結果（比較例２）を、表１に併せて示す。
を用いることによって、目的とする強度が優れた粒径：
20〜５mmφである粗骨材を対原料収率に優れた方法で得
ることができた（本発明例１〜３）。なお、造粒機とし
てパン型ペレタイザを用い同様にして人工軽量骨材を製
造した結果（比較例２）を、表１に併せて示す。
【００３９】本実験結果から、本発明にしたがって押出
し式成型機を用いることによって、高強度の人工軽量骨
材が製造可能であることが分かる。
し式成型機を用いることによって、高強度の人工軽量骨
材が製造可能であることが分かる。
【００４０】
【表１】
【００４１】（実施例２）造粒機として前記した図２
(b) に示す押出し式成型機を用いた以外は実施例１と同
様にして人工軽量骨材を製造した。各原料の配合割合お
よび得られた実験結果を表２に示す。表２に示されるよ
うに、微粉頁岩と石炭灰を用い、押出し式成型機によっ
て造粒した造粒物を焼成、篩分けを行うことによって、
目的とする強度が優れた人工軽量骨材を対原料収率に優
れた方法で製造することができた（本発明例４〜６）。
(b) に示す押出し式成型機を用いた以外は実施例１と同
様にして人工軽量骨材を製造した。各原料の配合割合お
よび得られた実験結果を表２に示す。表２に示されるよ
うに、微粉頁岩と石炭灰を用い、押出し式成型機によっ
て造粒した造粒物を焼成、篩分けを行うことによって、
目的とする強度が優れた人工軽量骨材を対原料収率に優
れた方法で製造することができた（本発明例４〜６）。
【００４２】
【表２】
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、微粉頁岩、石炭灰それ
ぞれの特性を有効に活用し、強度に優れた人工骨材を製
造することが可能となった。さらに、本発明によれば、
産業廃棄物としての石炭灰を、人工骨材の原料として使
用する結果、大幅な省資源を達成することが可能となっ
た。
ぞれの特性を有効に活用し、強度に優れた人工骨材を製
造することが可能となった。さらに、本発明によれば、
産業廃棄物としての石炭灰を、人工骨材の原料として使
用する結果、大幅な省資源を達成することが可能となっ
た。
【図１】本発明の高強度人工骨材の製造方法の一例を示
す工程図である。
す工程図である。
【図２】本発明に係わる押出し式成型機の要部を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】従来の人工骨材の製造方法を示す工程図であ
る。
る。
１、５ 円周壁部Ｗに複数個の貫通孔を有する回転中空
円筒 ２ 回転中空円筒と軸芯が平行な回転円柱 ３i 、3Ai 、 3Bi 回転中空円筒の円周壁部Ｗを貫通す
る貫通孔 ４ 円柱状の造粒物 ６ 押出し式成型機（：押出し式造粒機） ｆ1 原料の供給方向 ｆ2 造粒物の排出方向 ｆ3 回転中空円筒、回転円柱の回転方向 AX1 、AX1A、AX1B 回転中空円筒の軸芯 AX2 回転円柱の軸芯 Ｗ 回転中空円筒の円周壁部
円筒 ２ 回転中空円筒と軸芯が平行な回転円柱 ３i 、3Ai 、 3Bi 回転中空円筒の円周壁部Ｗを貫通す
る貫通孔 ４ 円柱状の造粒物 ６ 押出し式成型機（：押出し式造粒機） ｆ1 原料の供給方向 ｆ2 造粒物の排出方向 ｆ3 回転中空円筒、回転円柱の回転方向 AX1 、AX1A、AX1B 回転中空円筒の軸芯 AX2 回転円柱の軸芯 Ｗ 回転中空円筒の円周壁部
Claims (6)
- 【請求項１】 粒径が75μm 以下の膨張性頁岩に石炭灰
を配合した原料を、造粒し、焼成した後、篩分けを行う
ことを特徴とする高強度人工骨材の製造方法。 - 【請求項２】 前記した粒径が75μm 以下の膨張性頁岩
100 重量部に対して石炭灰10〜200 重量部を配合した原
料を、造粒し、焼成した後、篩分けを行うことを特徴と
する請求項１記載の高強度人工骨材の製造方法。 - 【請求項３】 水分量が35wt％以下である前記した原料
を、造粒し、焼成した後、篩分けを行うことを特徴とす
る請求項１または２記載の高強度人工骨材の製造方法。 - 【請求項４】 前記した造粒を行うに際して、前記した
原料の混練物を、押出し式成型機を用いて造粒すること
を特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の高強度人工
骨材の製造方法。 - 【請求項５】 前記した造粒を行うに際して、円周壁部
(W) に複数個の貫通孔(3i ) を有する回転中空円筒(1)
と、該回転中空円筒(1) と軸芯が平行な回転円柱(2) ま
たは前記した回転中空円筒(1) と軸芯が平行な他の回転
中空円筒とから構成される押出し式成型機(6) を用い、
前記した回転中空円筒(1) の円周面と、前記した回転円
柱(2) の円周面または前記した他の回転中空円筒の円周
面との間に、前記した原料の混練物を供給し造粒するこ
とを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の高強度人
工骨材の製造方法。 - 【請求項６】 前記した焼成を行うに際してロータリー
キルンまたは流動焙焼炉を用いることを特徴とする請求
項１〜５いずれかに記載の高強度人工骨材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6751298A JP3619838B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 高強度人工骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6751298A JP3619838B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 高強度人工骨材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263648A true JPH11263648A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3619838B2 JP3619838B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=13347120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6751298A Expired - Fee Related JP3619838B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 高強度人工骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3619838B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP6751298A patent/JP3619838B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3619838B2 (ja) | 2005-02-16 |
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