JP2001261391A - 人工軽量骨材の製造方法 - Google Patents
人工軽量骨材の製造方法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
- C04B28/186—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step
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- C04B2111/40—Porous or lightweight materials
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な設備で造粒し、高圧蒸気養生を用い
て、比重が広く、特に低く制御された人工軽量骨材を低
コストで製造する方法を提供する。 【解決手段】 珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練
し、次に発泡剤を添加し、さらに混合して、スラリーを
作成する第1工程、作成したスラリーを貯留する第2工
程、気泡を保持しながら30〜1500Pa・sに硬化
しつつあるケーキをスクリュー式で押し出して、造粒す
る第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生する第4工程
を有する。
て、比重が広く、特に低く制御された人工軽量骨材を低
コストで製造する方法を提供する。 【解決手段】 珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練
し、次に発泡剤を添加し、さらに混合して、スラリーを
作成する第1工程、作成したスラリーを貯留する第2工
程、気泡を保持しながら30〜1500Pa・sに硬化
しつつあるケーキをスクリュー式で押し出して、造粒す
る第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生する第4工程
を有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工軽量骨材を製
造する方法、より詳しくは人工軽量骨材組成物ケーキの
造粒方法に関する。
造する方法、より詳しくは人工軽量骨材組成物ケーキの
造粒方法に関する。
【0002】
【従来の技術】人工軽量骨材は、砕石骨材と比較してコ
スト面で問題が多い。すなわち、人工軽量骨材(以下、
単に「骨材」という)の製造方法としては、転動、押し
出しなどにより造粒した後に焼成する方法が一般的であ
り、発泡剤を添加して焼成過程で発泡させたり、焼成方
法を変えたりして、制御された比重のものが得られる。
しかし、なお一層の低コスト化を追求する必要がある。
スト面で問題が多い。すなわち、人工軽量骨材(以下、
単に「骨材」という)の製造方法としては、転動、押し
出しなどにより造粒した後に焼成する方法が一般的であ
り、発泡剤を添加して焼成過程で発泡させたり、焼成方
法を変えたりして、制御された比重のものが得られる。
しかし、なお一層の低コスト化を追求する必要がある。
【0003】そこで、本発明者らは、上記焼成に代わっ
て、エネルギーコストが極めて少ない高圧蒸気養生を用
いる骨材の製造方法を提案してきた。すなわち、高圧蒸
気養生を用いて骨材比重を低くするには、一般的に、型
枠にスラリーを鋳込んだ後に脱型して、ケーキのみをハ
ンドリングできる程度の半硬化状態(ボールテスト値:
24〜20mm程度)で切断していた。しかしながら、
高圧蒸気養生を用いた骨材製造方法では、骨材比重を広
く、特に低く制御することが困難であった。また、この
方法では実用生産に当たって多数の型枠や切断装置を必
要とするため、設備コストおよび運転コストが増加し、
ひいては製造コストが増加する。
て、エネルギーコストが極めて少ない高圧蒸気養生を用
いる骨材の製造方法を提案してきた。すなわち、高圧蒸
気養生を用いて骨材比重を低くするには、一般的に、型
枠にスラリーを鋳込んだ後に脱型して、ケーキのみをハ
ンドリングできる程度の半硬化状態(ボールテスト値:
24〜20mm程度)で切断していた。しかしながら、
高圧蒸気養生を用いた骨材製造方法では、骨材比重を広
く、特に低く制御することが困難であった。また、この
方法では実用生産に当たって多数の型枠や切断装置を必
要とするため、設備コストおよび運転コストが増加し、
ひいては製造コストが増加する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記事情に鑑み、簡易な設備で造粒し、高圧蒸気養
生を用いて、比重が広く、特に低く制御された骨材を低
コストで製造する方法を提供することにある。
は、上記事情に鑑み、簡易な設備で造粒し、高圧蒸気養
生を用いて、比重が広く、特に低く制御された骨材を低
コストで製造する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の骨材製造方法は、第1発明によれば、珪酸質
原料と石灰質原料と水とを混練して、スラリーを作成す
る第1工程、作成したスラリーを貯留する第2工程、3
0〜1500パスカル秒(Pa・s)に硬化しつつある
ケーキをピストン式またはスクリュー式で押し出して、
造粒する第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生する第
4工程を有する。
の本発明の骨材製造方法は、第1発明によれば、珪酸質
原料と石灰質原料と水とを混練して、スラリーを作成す
る第1工程、作成したスラリーを貯留する第2工程、3
0〜1500パスカル秒(Pa・s)に硬化しつつある
ケーキをピストン式またはスクリュー式で押し出して、
造粒する第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生する第
4工程を有する。
【0006】また、本発明の骨材製造方法は、第2発明
によれば、珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練し、次
に金属アルミニウム粉末などの発泡剤を添加しあるいは
空気などの気泡を分散させた水を添加し、さらに混合し
て、スラリーを作成する第1工程、作成したスラリーを
貯留する第2工程、気泡を保持しながら30〜1500
Pa・sに硬化しつつあるケーキをピストン式またはス
クリュー式で押し出して、造粒する第3工程、および造
粒物を高圧蒸気養生する第4工程を有する。
によれば、珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練し、次
に金属アルミニウム粉末などの発泡剤を添加しあるいは
空気などの気泡を分散させた水を添加し、さらに混合し
て、スラリーを作成する第1工程、作成したスラリーを
貯留する第2工程、気泡を保持しながら30〜1500
Pa・sに硬化しつつあるケーキをピストン式またはス
クリュー式で押し出して、造粒する第3工程、および造
粒物を高圧蒸気養生する第4工程を有する。
【0007】
【発明の実施の形態】珪石などの珪酸質原料、および生
石灰、消石灰、セメントなどの石灰質原料、必要に応じ
て石膏を水と混練してスラリーを作成する。この際、石
炭灰、下水汚泥、建設汚泥やこれらを適宜処理した処理
物などの珪酸質産業廃棄物や、石灰質産業廃棄物を珪酸
質原料・石灰質原料に用いることは、骨材の製造コスト
をより低減させるだけでなく、骨材の大量の需要が見込
めるので産業廃棄物処理面でも有利である。
石灰、消石灰、セメントなどの石灰質原料、必要に応じ
て石膏を水と混練してスラリーを作成する。この際、石
炭灰、下水汚泥、建設汚泥やこれらを適宜処理した処理
物などの珪酸質産業廃棄物や、石灰質産業廃棄物を珪酸
質原料・石灰質原料に用いることは、骨材の製造コスト
をより低減させるだけでなく、骨材の大量の需要が見込
めるので産業廃棄物処理面でも有利である。
【0008】石炭灰は、石炭火力発電所や石炭焚きボイ
ラーなどから発生するもので、特に限定されない。石炭
灰の例に、JISA6201に適合するようなフライア
ッシュ、粗粉、クリンカアッシュを挙げることができ
る。
ラーなどから発生するもので、特に限定されない。石炭
灰の例に、JISA6201に適合するようなフライア
ッシュ、粗粉、クリンカアッシュを挙げることができ
る。
【0009】石灰質原料は、珪酸質原料の主成分である
シリカやアルミナとのポゾラン反応により強度を発現さ
せるためのものであり、例えば生石灰、消石灰、セメン
トが挙げられる。セメントは特に限定されないが、例え
ばJIS規格で規定されている普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセ
メント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルト
ランドセメント、白色セメント、超速硬セメント、アル
ミナセメント、シリカセメント、高炉セメント、フライ
アッシュセメントなどが挙げられる。
シリカやアルミナとのポゾラン反応により強度を発現さ
せるためのものであり、例えば生石灰、消石灰、セメン
トが挙げられる。セメントは特に限定されないが、例え
ばJIS規格で規定されている普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセ
メント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルト
ランドセメント、白色セメント、超速硬セメント、アル
ミナセメント、シリカセメント、高炉セメント、フライ
アッシュセメントなどが挙げられる。
【0010】石灰質原料の配合量は、骨材の強度および
珪酸質原料の利用率向上の点から、酸化カルシウム換算
で1〜50重量%(以下、組成を示す重量%を単に
「%」と記す)、好ましくは1〜40%である。
珪酸質原料の利用率向上の点から、酸化カルシウム換算
で1〜50重量%(以下、組成を示す重量%を単に
「%」と記す)、好ましくは1〜40%である。
【0011】混練に用いる水量は全固体重量に対して4
0〜80%とするのが好ましい。40%未満ではスラリ
ーの粘性が高く、ミキサーから短時間で排出できない。
一方、80%を超えると生ケーキの硬化に長時間を要
し、また骨材強度が低下する。
0〜80%とするのが好ましい。40%未満ではスラリ
ーの粘性が高く、ミキサーから短時間で排出できない。
一方、80%を超えると生ケーキの硬化に長時間を要
し、また骨材強度が低下する。
【0012】混練方法は、特に限定されず、公知の混練
装置を用いることができる。また、混練を促進するため
に40〜90℃程度の温水で攪拌することが好ましい。
この際、スラリーに気泡を保持させて骨材が所望の比重
になるように、発泡膨脹させる金属アルミニウム粉末な
どの発泡剤や、界面活性剤を添加し空気などの気泡が混
入した水をスラリーに加える。スラリーに加える金属ア
ルミニウム粉末の量は、所望の比重が1.0では原料固
形分に対して約0.02%程度、同じく比重が0.8で
は同じく0.04%程度、同じく比重が0.5では同じ
く0.06%程度である。なお、所望の比重1.5〜
1.3は水と原料固形分との量比で制御する。また、上
記界面活性剤には、脂肪酸塩、グリセリン脂肪酸エステ
ル、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、ポリオキシエチ
レン、アルキルエーテル、硫酸エステル塩などがある。
このようにしてスラリーを作成することにより、比重が
所望の、特に低い骨材を広範囲、例えば0.5〜1.5
の範囲にわたって製造することができる。
装置を用いることができる。また、混練を促進するため
に40〜90℃程度の温水で攪拌することが好ましい。
この際、スラリーに気泡を保持させて骨材が所望の比重
になるように、発泡膨脹させる金属アルミニウム粉末な
どの発泡剤や、界面活性剤を添加し空気などの気泡が混
入した水をスラリーに加える。スラリーに加える金属ア
ルミニウム粉末の量は、所望の比重が1.0では原料固
形分に対して約0.02%程度、同じく比重が0.8で
は同じく0.04%程度、同じく比重が0.5では同じ
く0.06%程度である。なお、所望の比重1.5〜
1.3は水と原料固形分との量比で制御する。また、上
記界面活性剤には、脂肪酸塩、グリセリン脂肪酸エステ
ル、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、ポリオキシエチ
レン、アルキルエーテル、硫酸エステル塩などがある。
このようにしてスラリーを作成することにより、比重が
所望の、特に低い骨材を広範囲、例えば0.5〜1.5
の範囲にわたって製造することができる。
【0013】次工程で押し出すのに必要な粘度をもつま
で上記スラリーを硬化させる(所要時間は例えば1〜3
時間程度)ために、該スラリーを貯留する。
で上記スラリーを硬化させる(所要時間は例えば1〜3
時間程度)ために、該スラリーを貯留する。
【0014】石灰質原料が水和したり珪酸質原料と反応
して珪酸カルシウム水和物が生成したりしてスラリーを
硬化させる(硬化が始まった以後のスラリーを以下「ケ
ーキ」という)ときに発熱が起こるので、貯留ケーキの
内部と外部とに温度差が生じないように、貯留ケーキを
保温または加温するのが好ましい。
して珪酸カルシウム水和物が生成したりしてスラリーを
硬化させる(硬化が始まった以後のスラリーを以下「ケ
ーキ」という)ときに発熱が起こるので、貯留ケーキの
内部と外部とに温度差が生じないように、貯留ケーキを
保温または加温するのが好ましい。
【0015】押し出しの進行につれて、貯留ケーキは硬
化しながら、圧密や混練を極力受けることなく順次下方
へ移動する。
化しながら、圧密や混練を極力受けることなく順次下方
へ移動する。
【0016】押し出すケーキの粘度を30〜1500P
a・sとする。ケーキの粘度が30Pa・s未満では、
押し出し時に内部に気泡を保持し得ず(脱泡し)低比重
化ができなくなったり、押し出されたケーキが形態を保
てなかっり(造粒できなかったり)する。一方、150
0Pa・sを超えると、押し出し抵抗が過大となって押
し出しにくくなったり、ケーキ自体が圧密を受けケーキ
に保持された気泡が潰されて、低比重化ができなかった
りする。
a・sとする。ケーキの粘度が30Pa・s未満では、
押し出し時に内部に気泡を保持し得ず(脱泡し)低比重
化ができなくなったり、押し出されたケーキが形態を保
てなかっり(造粒できなかったり)する。一方、150
0Pa・sを超えると、押し出し抵抗が過大となって押
し出しにくくなったり、ケーキ自体が圧密を受けケーキ
に保持された気泡が潰されて、低比重化ができなかった
りする。
【0017】ケーキ全体に剪断力を極力加えないよう
に、ピストン式またはスクリュー式で1MPa/cm2
以下程度の押し出し応力で押し出す。何故なら、気泡を
保持し、かつ流動性のあるケーキは、チクソトロピー性
が強く、剪断力を受けると極端に粘性が低下するからで
ある。押し出す際、押し出し抵抗を軽減するために、振
動装置(例えば大東振動工学(株)製)を用いて例えば
振動数:50〜300Hz、振幅:0.2〜2mmの振
動をダイスからケーキに加えて部分的に粘度を低下させ
ることが好ましい。ダイスに金属線メッシュを用いても
よい。
に、ピストン式またはスクリュー式で1MPa/cm2
以下程度の押し出し応力で押し出す。何故なら、気泡を
保持し、かつ流動性のあるケーキは、チクソトロピー性
が強く、剪断力を受けると極端に粘性が低下するからで
ある。押し出す際、押し出し抵抗を軽減するために、振
動装置(例えば大東振動工学(株)製)を用いて例えば
振動数:50〜300Hz、振幅:0.2〜2mmの振
動をダイスからケーキに加えて部分的に粘度を低下させ
ることが好ましい。ダイスに金属線メッシュを用いても
よい。
【0018】図1は、本発明方法を実施するために用い
たスクリュー式鋳込み押し出し槽の概略を示す一部切欠
き正面図である。鋳込み押し出し槽10は、貯留部11
と、押し出し部12とからなり、貯留ケーキおよび押し
出すケーキを保温または加温するために、槽側壁13を
加熱することができる。貯留部11は、一定時間間隔で
鋳込んだスラリーを貯留する。押し出し部12は、1本
のスクリュー駆動軸12a、スクリュー羽根12bおよ
びダイス12cを有する。スクリュー駆動軸12aの回
転によりスクリュー羽根12bを回転させ、押し出し力
をケーキに与える。そして、所望量の気泡を保持し、所
望の粘度まで硬化した可塑性ケーキをダイス12cから
押し出す。
たスクリュー式鋳込み押し出し槽の概略を示す一部切欠
き正面図である。鋳込み押し出し槽10は、貯留部11
と、押し出し部12とからなり、貯留ケーキおよび押し
出すケーキを保温または加温するために、槽側壁13を
加熱することができる。貯留部11は、一定時間間隔で
鋳込んだスラリーを貯留する。押し出し部12は、1本
のスクリュー駆動軸12a、スクリュー羽根12bおよ
びダイス12cを有する。スクリュー駆動軸12aの回
転によりスクリュー羽根12bを回転させ、押し出し力
をケーキに与える。そして、所望量の気泡を保持し、所
望の粘度まで硬化した可塑性ケーキをダイス12cから
押し出す。
【0019】押し出されたケーキは、自重で、あるいは
ダイスに振動を加えた場合は振動と自重で切断されて、
造粒される。
ダイスに振動を加えた場合は振動と自重で切断されて、
造粒される。
【0020】スクリュー式では、スクリュー羽根の長さ
は、スクリュー駆動軸1〜3周分程度とするのが好まし
い。1周分未満では押し出し能力が不十分であり、一方
3周分を超えるとケーキの混練が進んで、ケーキの粘度
が増大する(場合により、スクリュー羽根内でケーキが
詰まる)。なお、スクリュー羽根の長さを1〜3周分に
抑えない一般的なスクリュー式では、容器側壁とケーキ
との摩擦抵抗が極度に低下してしまうために、スクリュ
ー羽根内でケーキが詰まったまま搬送されなくなり、押
し出し成形ができない。なお、このスクリュー羽根内の
詰まりは、スクリュー駆動軸を2本にすると解消しやす
い。2本のスクリュー駆動軸で押し出す場合これらの駆
動軸の回転方向は、同方向回転でも異方向回転でもよい
が、異方向回転の方が混練の程度が少なく好ましい。
は、スクリュー駆動軸1〜3周分程度とするのが好まし
い。1周分未満では押し出し能力が不十分であり、一方
3周分を超えるとケーキの混練が進んで、ケーキの粘度
が増大する(場合により、スクリュー羽根内でケーキが
詰まる)。なお、スクリュー羽根の長さを1〜3周分に
抑えない一般的なスクリュー式では、容器側壁とケーキ
との摩擦抵抗が極度に低下してしまうために、スクリュ
ー羽根内でケーキが詰まったまま搬送されなくなり、押
し出し成形ができない。なお、このスクリュー羽根内の
詰まりは、スクリュー駆動軸を2本にすると解消しやす
い。2本のスクリュー駆動軸で押し出す場合これらの駆
動軸の回転方向は、同方向回転でも異方向回転でもよい
が、異方向回転の方が混練の程度が少なく好ましい。
【0021】押し出し方向は、押し出されたケーキを切
断して造粒するために利用する該ケーキの自重が最も有
効に働くので、鉛直下方向が好ましい。
断して造粒するために利用する該ケーキの自重が最も有
効に働くので、鉛直下方向が好ましい。
【0022】押し出すケーキの内部と外部とに温度差が
生じないように、押し出すケーキを保温または加温する
のが好ましい。
生じないように、押し出すケーキを保温または加温する
のが好ましい。
【0023】本発明方法で用いる設備は、上述したよう
に簡易なものでよく、型枠鋳込み・脱型・切断を行う従
来の低比重骨材製造設備と比較すれば大幅に簡略化され
る。例えば、径3m、高さ5m程度の大きさの上記鋳込
み押し出し槽と、必要により設けた、振動装置と粒まぶ
し(後述)装置とでよい。型枠やケーキ切断装置は必要
でない。これに対して、上記従来設備は、例えば、10
m3/hで骨材を製造するために、6m×1.5m×
0.6mの型枠が約8〜10台必要であり、また、ケー
キ切断装置や、脱型したケーキをケーキ切断装置まで移
動させる移動装置なども必要である。
に簡易なものでよく、型枠鋳込み・脱型・切断を行う従
来の低比重骨材製造設備と比較すれば大幅に簡略化され
る。例えば、径3m、高さ5m程度の大きさの上記鋳込
み押し出し槽と、必要により設けた、振動装置と粒まぶ
し(後述)装置とでよい。型枠やケーキ切断装置は必要
でない。これに対して、上記従来設備は、例えば、10
m3/hで骨材を製造するために、6m×1.5m×
0.6mの型枠が約8〜10台必要であり、また、ケー
キ切断装置や、脱型したケーキをケーキ切断装置まで移
動させる移動装置なども必要である。
【0024】押し出したままの造粒物は、表面に水分が
多く相互に付着しやすいため、乾燥粉末を該造粒物にま
ぶしたり、高温の乾燥用空気を吹き付けたり、これらを
併用したりなどして、造粒物相互の付着を防止するのが
好ましい。乾燥粉末の原料・配合は、スラリーと同様で
よいが、高圧蒸気養生により押し出したままより高強度
となるようなもの(例えば、石炭灰やセメント粉末)を
用いてもよい。乾燥粉末をまぶした造粒物の上に、さら
に強度を増加させたりその他所望の機能を付与したりで
きる材料をコートしてもよい。
多く相互に付着しやすいため、乾燥粉末を該造粒物にま
ぶしたり、高温の乾燥用空気を吹き付けたり、これらを
併用したりなどして、造粒物相互の付着を防止するのが
好ましい。乾燥粉末の原料・配合は、スラリーと同様で
よいが、高圧蒸気養生により押し出したままより高強度
となるようなもの(例えば、石炭灰やセメント粉末)を
用いてもよい。乾燥粉末をまぶした造粒物の上に、さら
に強度を増加させたりその他所望の機能を付与したりで
きる材料をコートしてもよい。
【0025】乾燥粉末をまぶす具体的な方法は、例え
ば、粒サイズの1〜3倍程度の層厚に乾燥粉末を敷いた
コンベアーベルトをダイスの下で動かせ、押し出された
造粒物を該乾燥粉末層中に落下埋没させる。乾燥粉末の
層が薄すぎると乾燥粉末を造粒物に十分まぶすことがで
きず、一方厚すぎてもまぶす効果は増加しない。また、
薄く敷いた乾燥粉末上に造粒物を落下させその上から乾
燥粉末を振りかけたり、気流中に分散させた乾燥粉末を
造粒物に吹き付けたりしてもよい。
ば、粒サイズの1〜3倍程度の層厚に乾燥粉末を敷いた
コンベアーベルトをダイスの下で動かせ、押し出された
造粒物を該乾燥粉末層中に落下埋没させる。乾燥粉末の
層が薄すぎると乾燥粉末を造粒物に十分まぶすことがで
きず、一方厚すぎてもまぶす効果は増加しない。また、
薄く敷いた乾燥粉末上に造粒物を落下させその上から乾
燥粉末を振りかけたり、気流中に分散させた乾燥粉末を
造粒物に吹き付けたりしてもよい。
【0026】押し出されたままの造粒物は表面に水分が
濃縮しているので、まぶした乾燥粉末が該造粒物から剥
離しにくく、まぶす効果が確実に得られる。
濃縮しているので、まぶした乾燥粉末が該造粒物から剥
離しにくく、まぶす効果が確実に得られる。
【0027】乾燥粉末をまぶした造粒物にはまぶさなか
った乾燥粉末が随伴するので、まぶした造粒物から随伴
乾燥粉末を分離する。分離した随伴乾燥粉末は、スラリ
ー作成用原料に使用したり、まぶし用乾燥粉末に再使用
する。
った乾燥粉末が随伴するので、まぶした造粒物から随伴
乾燥粉末を分離する。分離した随伴乾燥粉末は、スラリ
ー作成用原料に使用したり、まぶし用乾燥粉末に再使用
する。
【0028】上記まぶし済み造粒物は、所望のサイズよ
り大きい場合は破砕機などで破砕して所望のサイズに調
整した後、必要に応じてパン、ドラムなどの転動造粒機
で表面の角取りを行う。この転動は、気泡を含む低密度
の粒に嵩高くまぶされている乾燥粉末の緻密化も行って
造粒物の強度向上に役立つ。
り大きい場合は破砕機などで破砕して所望のサイズに調
整した後、必要に応じてパン、ドラムなどの転動造粒機
で表面の角取りを行う。この転動は、気泡を含む低密度
の粒に嵩高くまぶされている乾燥粉末の緻密化も行って
造粒物の強度向上に役立つ。
【0029】この造粒物を高圧蒸気養生する。養生方法
は、湿潤養生、常圧の蒸気養生および高圧の蒸気養生が
知られているが、本発明方法では、高圧蒸気養生を単独
で用いるか、常圧蒸気養生と高圧蒸気養生とを合わせて
用いるのが好ましい。常圧蒸気養生単独では、強度発現
まで長期間の養生を要し生産性が悪い。オートクレーブ
中で行う高圧蒸気養生の条件は、生産性および骨材強度
の点から110℃〜250℃で1時間以上、好ましくは
3時間以上である。この養生により、製造される骨材の
比重を広範囲、例えば0.5〜1.5の範囲にわたって
任意に制御することができる。
は、湿潤養生、常圧の蒸気養生および高圧の蒸気養生が
知られているが、本発明方法では、高圧蒸気養生を単独
で用いるか、常圧蒸気養生と高圧蒸気養生とを合わせて
用いるのが好ましい。常圧蒸気養生単独では、強度発現
まで長期間の養生を要し生産性が悪い。オートクレーブ
中で行う高圧蒸気養生の条件は、生産性および骨材強度
の点から110℃〜250℃で1時間以上、好ましくは
3時間以上である。この養生により、製造される骨材の
比重を広範囲、例えば0.5〜1.5の範囲にわたって
任意に制御することができる。
【0030】
【実施例】以下実施例および比較例により本発明をさら
に説明する。
に説明する。
【0031】[実施例1]石炭灰を80%、酸化カルシ
ウムを5%、普通ポルトランドセメントを15%および
水を固形分総量に対して50%配合し、ミキサーで混合
してスラリーを作成した。なお、石炭灰の成分組成の主
なものは次の通りである。すなわち、SiO2:59.
3%、Al2O3:31.6%、Fe2O3:2.9%、C
aO:0.9%、MgO:0.5%、Na2O:0.2
%、K2O:0.3%である。また、水の温度は60℃
とした。
ウムを5%、普通ポルトランドセメントを15%および
水を固形分総量に対して50%配合し、ミキサーで混合
してスラリーを作成した。なお、石炭灰の成分組成の主
なものは次の通りである。すなわち、SiO2:59.
3%、Al2O3:31.6%、Fe2O3:2.9%、C
aO:0.9%、MgO:0.5%、Na2O:0.2
%、K2O:0.3%である。また、水の温度は60℃
とした。
【0032】作成したスラリー約10リットルを図1の
鋳込み押し出し槽に鋳込んだ。この際、スラリーが排出
しないように、ダイスの下部に蓋をしておいた。なお、
鋳込み押し出し槽に関する寸法は次の通りである。すな
わち、槽内径:205mm、槽高さ:500mm、ダイ
ス(エバラ機工(株)製)目開き:10mm□、ダイス
厚さ(押し出し方向):25mm、スクリュー羽根(エ
バラ機工(株)製)直径:200mm、スクリュー羽根
ピッチ:40mm、スクリュー羽根長さ:スクリュー駆
動軸2周分である。
鋳込み押し出し槽に鋳込んだ。この際、スラリーが排出
しないように、ダイスの下部に蓋をしておいた。なお、
鋳込み押し出し槽に関する寸法は次の通りである。すな
わち、槽内径:205mm、槽高さ:500mm、ダイ
ス(エバラ機工(株)製)目開き:10mm□、ダイス
厚さ(押し出し方向):25mm、スクリュー羽根(エ
バラ機工(株)製)直径:200mm、スクリュー羽根
ピッチ:40mm、スクリュー羽根長さ:スクリュー駆
動軸2周分である。
【0033】鋳込みから約1時間後にケーキ粘度が30
Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋を外し、スク
リュー羽根を回転させてケーキを押し出した。なお、ケ
ーキ粘度は、円筒回転式の粘度計で測定した。
Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋を外し、スク
リュー羽根を回転させてケーキを押し出した。なお、ケ
ーキ粘度は、円筒回転式の粘度計で測定した。
【0034】スラリーを作成した際の固形分と同じ組成
の乾燥粉末を混合して約20mmの層厚に敷いたステン
レスパッドをダイス下に予め設けておいた。そして、こ
のステンレスパッドを動かしながら、ダイスから押し出
され切断されてくる造粒物をステンレスパッド上の乾燥
粉末層上に受けた。乾燥粉末をまぶした造粒物は、目開
き5mmの篩で篩って篩上を回収した。
の乾燥粉末を混合して約20mmの層厚に敷いたステン
レスパッドをダイス下に予め設けておいた。そして、こ
のステンレスパッドを動かしながら、ダイスから押し出
され切断されてくる造粒物をステンレスパッド上の乾燥
粉末層上に受けた。乾燥粉末をまぶした造粒物は、目開
き5mmの篩で篩って篩上を回収した。
【0035】篩上造粒物は、パンペレタイザーで転動し
ながら表面の乾燥粉末を圧密して表面を平滑に仕上げ
た。
ながら表面の乾燥粉末を圧密して表面を平滑に仕上げ
た。
【0036】表面が平滑に仕上がった造粒物は、温度5
0℃、相対湿度95%の恒温恒湿中で3時間前養生した
後に、オートクレーブに入れ、185℃、8時間の高圧
蒸気養生を行った。
0℃、相対湿度95%の恒温恒湿中で3時間前養生した
後に、オートクレーブに入れ、185℃、8時間の高圧
蒸気養生を行った。
【0037】製造した骨材を評価するため、嵩比重およ
び圧潰強度を測定した。なお、嵩比重は、JIS A1
135に準じて測定した。また、圧潰強度は、約10m
mの直径をもつ15個の試料骨材の粒径および一軸圧縮
破壊荷重を測定し、粒径に対する強度の回帰式を求め、
この回帰式を用いて算出した直径10mmの骨材の強度
とした。評価結果を表1に示す。
び圧潰強度を測定した。なお、嵩比重は、JIS A1
135に準じて測定した。また、圧潰強度は、約10m
mの直径をもつ15個の試料骨材の粒径および一軸圧縮
破壊荷重を測定し、粒径に対する強度の回帰式を求め、
この回帰式を用いて算出した直径10mmの骨材の強度
とした。評価結果を表1に示す。
【0038】[実施例2]鋳込みから約2時間後にケー
キ粘度が550Pa・sとなった時点で、ダイス下部の
蓋を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出
した以外は、実施例1と同様に試験した。評価結果を表
1に示す。
キ粘度が550Pa・sとなった時点で、ダイス下部の
蓋を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出
した以外は、実施例1と同様に試験した。評価結果を表
1に示す。
【0039】[実施例3]鋳込みから約3時間後にケー
キ粘度が1500Pa・sとなった時点で、ダイス下部
の蓋を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し
出した以外は、実施例1と同様に試験した。評価結果を
表1に示す。
キ粘度が1500Pa・sとなった時点で、ダイス下部
の蓋を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し
出した以外は、実施例1と同様に試験した。評価結果を
表1に示す。
【0040】[実施例4]実施例1と同様にして、ミキ
サーを用いてスラリーを作成した。次に、配合した原料
固形分に対して0.02%の金属アルミニウム粉末をこ
のスラリーに加えて混合攪拌した。金属アルミニウム粉
末を加えたスラリーを実施例1の鋳込み押し出し槽に鋳
込んだ。そして、スクリュー羽根を回転させてケーキを
押し出すこと以後は、実施例2と同様に試験した。評価
結果を表1に示す。
サーを用いてスラリーを作成した。次に、配合した原料
固形分に対して0.02%の金属アルミニウム粉末をこ
のスラリーに加えて混合攪拌した。金属アルミニウム粉
末を加えたスラリーを実施例1の鋳込み押し出し槽に鋳
込んだ。そして、スクリュー羽根を回転させてケーキを
押し出すこと以後は、実施例2と同様に試験した。評価
結果を表1に示す。
【0041】[実施例5]金属アルミニウム粉末の添加
量を原料固形分に対して0.04%とした以外は、実施
例4と同様に試験した。評価結果を表1に示す。
量を原料固形分に対して0.04%とした以外は、実施
例4と同様に試験した。評価結果を表1に示す。
【0042】[実施例6]金属アルミニウム粉末の添加
量を原料固形分に対して0.06%とした以外は、実施
例4と同様に試験した。評価結果を表1に示す。
量を原料固形分に対して0.06%とした以外は、実施
例4と同様に試験した。評価結果を表1に示す。
【0043】[比較例1]実施例1と同様にして、スラ
リーを作成し、鋳込んだ。鋳込みから約30分後にケー
キ粘度が20Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋
を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出し
た。しかし、押し出されたケーキは、乾燥粉末中に落下
するときに変形してしまい、造粒不能であった。
リーを作成し、鋳込んだ。鋳込みから約30分後にケー
キ粘度が20Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋
を外し、スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出し
た。しかし、押し出されたケーキは、乾燥粉末中に落下
するときに変形してしまい、造粒不能であった。
【0044】[比較例2]実施例1と同様にして、ミキ
サーを用いてスラリーを作成した。次に、配合した原料
固形分に対して0.02%の金属アルミニウム粉末をこ
のスラリーに加えて混合攪拌した。金属アルミニウム粉
末を加えたスラリーを実施例1の鋳込み押し出し槽に鋳
込んだ。鋳込みから約3.5時間後にケーキ粘度が20
00Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋を外し、
スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出した。しか
し、硬化が進んだため、ケーキを押し出すことができな
かった。
サーを用いてスラリーを作成した。次に、配合した原料
固形分に対して0.02%の金属アルミニウム粉末をこ
のスラリーに加えて混合攪拌した。金属アルミニウム粉
末を加えたスラリーを実施例1の鋳込み押し出し槽に鋳
込んだ。鋳込みから約3.5時間後にケーキ粘度が20
00Pa・sとなった時点で、ダイス下部の蓋を外し、
スクリュー羽根を回転させてケーキを押し出した。しか
し、硬化が進んだため、ケーキを押し出すことができな
かった。
【0045】
【表1】
【0046】表1から分かるように、実施例1〜6で嵩
比重が0.52〜1.50、圧潰強度が5〜68kgf
の骨材が製造されている。
比重が0.52〜1.50、圧潰強度が5〜68kgf
の骨材が製造されている。
【0047】
【発明の効果】本発明方法により、比重が広く、特に極
めて低く制御された(嵩比重が例えば0.5〜1.
5)、圧潰強度が例えば5〜70kgfの骨材を、大幅
に簡略化した設備や作業で、つまり低コストで効率的に
製造することができる。大量に発生する石炭灰、下水汚
泥、建設汚泥などの珪酸質産業廃棄物や石灰質産業廃棄
物を珪酸質原料・石灰質原料に利用すれば、さらに低コ
ストが実現できる。従って、本発明方法は、土木・建築
業界および産業廃棄物処理業界などに寄与するところが
大きい。
めて低く制御された(嵩比重が例えば0.5〜1.
5)、圧潰強度が例えば5〜70kgfの骨材を、大幅
に簡略化した設備や作業で、つまり低コストで効率的に
製造することができる。大量に発生する石炭灰、下水汚
泥、建設汚泥などの珪酸質産業廃棄物や石灰質産業廃棄
物を珪酸質原料・石灰質原料に利用すれば、さらに低コ
ストが実現できる。従って、本発明方法は、土木・建築
業界および産業廃棄物処理業界などに寄与するところが
大きい。
【図1】本発明方法を実施するために用いたスクリュー
式鋳込み押し出し槽の概略を示す一部切欠き正面図であ
る。
式鋳込み押し出し槽の概略を示す一部切欠き正面図であ
る。
10 鋳込み押し出し槽 11 貯留部 12 押し出し部 12a スクリュー駆動軸 12b スクリュー羽根 12c ダイス 13 槽側壁
Claims (9)
- 【請求項1】 珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練し
て、スラリーを作成する第1工程、作成したスラリーを
貯留する第2工程、30〜1500Pa・sに硬化しつ
つあるケーキをピストン式またはスクリュー式で押し出
して、造粒する第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生
する第4工程を有する人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項2】 珪酸質原料と石灰質原料と水とを混練
し、次に発泡剤を添加しあるいは気泡を分散させた水を
添加し、さらに混合して、スラリーを作成する第1工
程、作成したスラリーを貯留する第2工程、気泡を保持
しながら30〜1500Pa・sに硬化しつつあるケー
キをピストン式またはスクリュー式で押し出して、造粒
する第3工程、および造粒物を高圧蒸気養生する第4工
程を有する人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項3】 珪酸質原料は、珪酸質産業廃棄物である
請求項1または2に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項4】 石灰質原料は、石灰質産業廃棄物である
請求項1または2に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項5】 発泡剤は、金属アルミニウム粉末である
請求項2に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項6】 鉛直下方向に押し出す請求項1または2
に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項7】 スクリュー式は、スクリュー羽根の長さ
がスクリュー駆動軸1〜3周分である請求項1または2
に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項8】 ダイスを振動させながら押し出す請求項
1、2または6に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項9】 造粒物を高圧蒸気養生する前に、乾燥粉
末でまぶし、または高温の乾燥用空気を吹き付けて乾燥
する請求項1または2に記載の人工軽量骨材の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000084236A JP2001261391A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 人工軽量骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000084236A JP2001261391A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 人工軽量骨材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001261391A true JP2001261391A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18600737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000084236A Pending JP2001261391A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 人工軽量骨材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001261391A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006046895A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-02-16 | Kurosaki Harima Corp | 不定形耐火物の施工方法 |
JP2010137219A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-24 | Nihonkai Gijutsu Consultants:Kk | サポニン含有造粒品或いはサポニン含有焼成造粒品並びにその製造方法 |
JP6432711B1 (ja) * | 2018-02-09 | 2018-12-05 | 中国電力株式会社 | 造粒物製造設備及び造粒物の製造方法 |
CN109761633A (zh) * | 2019-03-09 | 2019-05-17 | 大连地拓环境科技有限公司 | 一种免烧硼泥pvc陶粒及其制备方法 |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084236A patent/JP2001261391A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006046895A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-02-16 | Kurosaki Harima Corp | 不定形耐火物の施工方法 |
JP4575852B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2010-11-04 | 黒崎播磨株式会社 | 不定形耐火物の施工方法 |
JP2010137219A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-24 | Nihonkai Gijutsu Consultants:Kk | サポニン含有造粒品或いはサポニン含有焼成造粒品並びにその製造方法 |
JP6432711B1 (ja) * | 2018-02-09 | 2018-12-05 | 中国電力株式会社 | 造粒物製造設備及び造粒物の製造方法 |
WO2019155635A1 (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 中国電力株式会社 | 造粒物製造設備及び造粒物の製造方法 |
CN109761633A (zh) * | 2019-03-09 | 2019-05-17 | 大连地拓环境科技有限公司 | 一种免烧硼泥pvc陶粒及其制备方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040722 |