JPH0154311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、ケイ酸カルシウム石塊の製造方法お
よびその製造装置に関する。とくに建造用壁材に
適する石塊の製造方法およびその装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、ケイ酸カルシウム石、例えば砂状の石
灰石は、通常ケイ砂と石灰と水とを混合して、こ
の石灰を水で消和したのち、本質的に乾燥したほ
とんど粉末状の粗混物をつくることによつて得ら
れる。

この種の粗混物に加圧成型装置で15m・Kg／
sec²／mm²以上の高圧を与えると、石塊が形成され
る。この高圧成型により、石塊内に物理的結合力
が生じ、この石塊を型枠から損傷することなく取
出すことができ、さらに高蒸気圧下でこの石塊を
加熱して硬化させるオートクレーブまで運ぶこと
ができる。石塊に蒸気を与えると、石塊内に化学
的結合力、すなわちケイ酸カルシウムの水酸基結
合力が生じる。

しかし石塊の製造にこのような高圧を用いるこ
とは、石塊の製造装置だけでなく、製造された石
塊が高い砕片密度（fragment bulk density）と
低い断熱性（heat damping capacity）をもつこ
とからも不利益である。さらに石塊の砕片密度が
高くなると、石塊の重量が大きくなり作業性が悪
くなるため大きい寸法の石塊をつくることができ
ない不利益を生じる。

米国特許第4229393号によれば、通常の砂状の
石灰石の粗混物に、セメントを少なくとも１重量
％加え、さらに発泡剤または発孔剤を加え、次い
で15m・Kg／sec²／mm²より極めて低い圧力でこの
粗混物を成型すれば、砕片密度の減少した、しか
も断熱性の増大した石塊が得られる技術が開示さ
れている。

確かにセメントを粗混物に付加すると、セメン
トの強固反応が石塊の形成より前に始まり、石塊
内で十分な強度を得るための物理的結合力の一部
が化学的結合力に置換される。また石塊の成型圧
力を減少することにより、砕片密度がかなり減少
し、石塊の断熱性をさらに向上する軽量の骨材
（aggregate）を加えることもできる。つくられ
る石材には、ある型の孔があり、非常に多くの孔
が互いに仕切壁（bridge）で区分されている。こ
の仕切壁により石塊の断熱性は好ましい結果が得
られ、さらに石塊の全重量が大幅に減少できる。

しかしこの方法によれば仕切壁の強度は、要求
される最低強度まで減らすことはできない。これ
は石塊が形成される間に、このような低い強度に
達しなければならないからである。また、セメン
トの強固作用が始まる前の状態の粗混物を常に中
間的に貯蔵することは一般に困難で、この点でこ
の粗混物の製法は問題がある。すなわちこの方法
では中間的に貯蔵が必要であつても、セメントが
固まるので、次に利用される装置部分が破損する
ことになる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点を解決するもので、特に
砕片密度が低く、最適な孔の配列をしたしかも断
熱性の高いケイ酸カルシウム石材を製造すること
ができる石塊の製造方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の要旨〕

本発明には、注入するに適した粘稠性
（consistency）のある粗混物が用いられる。この
粗混物は、DIN1045（ドイツ工業規格）に基づく
K₃以上の値を有し、拡張係数は測定することが
できない。この粗混物は、注入されたときに表面
が凹凸にならず、自然に平滑になる粘稠性を有す
る。この粗混物は発泡剤が加えられたときのみ空
洞（cavity）が形成される。この発泡剤を加えな
ければ、粗混物の個々の物質間の空洞は完全に水
で充填される。これにより従来の砂状の石灰石で
石塊を製造する場合と異なり、物理的結合力は増
加せず、しかも石塊を容易に取扱うことができ
る。この注入可能の粘稠性により、所定量の粗混
物を型枠の中に簡単に注入することができる。

さらにこの注入可能の粘稠性により石材の中の
孔と孔との間の仕切壁を石材の幅方向に関する限
り減少することができ、断熱にとつて最適の孔の
型で、孔の数や孔の割合を増加することができ
る。このとき孔の形成によつて石塊の強度に影響
する機械的問題は一切生じない。

また本発明の製造方法は、孔のある石材だけで
なく、低い密度の緻密の石材、および断熱性の優
れた緻密な石材を製造するのに適している。すな
わちこの石材の幅および長さ方向に伸びる孔に断
熱材、例えばポリスチレンを充填することができ
る。

型枠内で粗混物が石塊となるまでの滞留時間お
よびその周期は、粗混物の加熱温度の上昇およ
び／またはセメントの割合の増加により短縮され
る。石塊を加圧することなく製造することは、粗
混物に発泡剤を加えても、発泡剤の気泡はつぶれ
ず、石材の砕片密度を低め、断熱性を高める。こ
の気泡は、型枠内で粗混物が加熱されているとき
は安定性が良くないが、つぶれずに残つた気泡で
形成された小孔は安定性がある。

本発明の製法は、発泡セメント（aerated
cement）の製造に基づいたものではない。一般
に、発泡セメントは型枠中に入つた粗混物内でガ
スを発生させて小孔をつくるため、型枠内に２時
間以上滞留する必要がある。またガスの発生によ
り発泡セメントでつくられたブロツクは不均一な
膨張を生じ、所定の寸法に切揃えたり、ときには
研摩したりしなければならない。

セメントとしては、例えばポルトランドセメン
トを一定量の硬化促進剤または硬化遅延剤と組合
わせて用いることができる。また硬化時間の開始
を調節できる早強セメント（quicksetting
cement）を用いてもよい。なお硬化促進剤とし
て、アルカリ性アルミン酸塩（例えばアルミン酸
ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウ
ム）、また塩素を含むアルミン酸塩（例えば塩化
アルミニウム、塩化カルシウム）、さらに水溶性
のアルミン酸塩やケイ酸塩が用いられる。また硬
化遅延剤として硫酸塩や糖類の誘導体を用いるこ
とができる。

石材を軽量化するために、粗混物の添加物とし
て、コルク、木屑、ポリスチレンペレツト等を用
いることができる。また粗混物に付加して粗混物
を液化する液化剤を用いることもできる。

粗混物は重量的に計量するだけでなく、容積的
に計量してから、型枠内に分配される。これによ
り粗混物の密度を調整することができる。この密
度の調整は、粗混物に水または発泡剤を加減して
行なわれる。

型枠に粗混物を充填する方法は、所定の石塊の
容積より過剰に粗混物を充填してから、僅かな圧
力を加えて所定の容積にする方法が採られる。こ
のため粗混物の密度は、発泡剤の気泡が部分的に
つぶれるため、大きくなるが、発泡剤の気泡量を
予め多い割合に設定して、所定容積になつた粗混
物の密度が大きくならないようにする。この過剰
充填法により、角の鋭い石材をつくることができ
る。なお過剰に粗混物を充填する割合は、石材の
サイズと石材の孔の占める割合で決められるが、
容積的に20％以下にすることがよい。また緻密な
石材の場合には、非常に僅かな過剰量で十分であ
る。

石塊の孔をつくるには、型枠に合わせて多数配
列させたスパイクを用いる。このスパイクを粗混
物を満杯に入れてない型枠の中に突入させる。と
くに型枠の上板にこのスパイクが貫通する穴を設
け、スパイクをこの上板の上から上板の穴に通し
て型枠内に突入させて、孔を形成する。スパイク
が型枠内の粗混物の中に突入することにより、こ
の粗混物の容積が増加して型枠が粗混物で満杯と
なる。このため粗混物の成型用の型枠としては、
全面が密閉でき、石材の容積より多く粗混物を充
填できる型枠を用いる。これにより、角の鋭い石
塊が得られる。また粗混物の注入可能な粘稠性に
よりスパイクが突入したときスパイクの間を粗混
物が上昇し、スパイクに加えられた僅かな荷重で
孔を形成することができる。スパイクの突入は型
枠の底板の手前で止めて、孔を盲孔に形成するこ
とが好ましい。

型枠内に充填した粗混物の加熱は、約15秒間〜
60秒間行われる。粗混物を加熱した型枠に接触す
る場合には、加熱時間は30秒間〜60秒間が好まし
く、高周波電界で粗混物を加熱する場合には、加
熱時間は10秒〜60秒が好ましい。粗混物が注入可
能な粘稠性であるにもかかわらず、上記の短い加
熱時間でセメントは硬化し、0.1m・Kg／sec²／mm²
以上の所定の強度の石塊が得られる。このときの
石塊の表面は、なめし皮のように滑らかで、多少
水気を帯び、粉々に崩れることはない。この製造
時間は、工業的に利用するに十分であり、従来、
時間経過の点で問題化していた粗混物の複雑な中
間的貯蔵を避けることができる。

粗混物に加えられる発泡剤は、粗混物が型枠に
充填される前に起泡機により加えられる。発泡剤
の密度は約50〜100ｇ／で、とくに約70〜80
ｇ／が好ましい。発泡剤は空気よりもむしろ、
二酸化炭素を含んだものがよい。型枠に粗混物を
過剰に充填した場合や発泡剤を多量に入れて次々
に気泡がつぶれる場合、および／または熱作用で
気泡がつぶれる場合に、二酸化炭素は遊離する。
また粗混物の出発物質が生石灰の場合には、強度
が高くなる。発泡量を調節することにより、また
粗混物の他の成分も調節することにより、多孔の
石材では1600Kg／m³以上の砕片密度が得られる。
緻密な石材では900Kg／m³より大きく1200Kg／m³
より小さい砕片密度が容易に得られる。

発泡剤は温度により敏感な反応を示す場合があ
るため、発泡剤が加えられた粗混物は、型枠に充
填される時まで発泡剤の安定性を保つように低い
温度で保存しておくことが好ましい。出発物質と
して消石灰を使用する場合には、粗混物の温度は
季節変動に従う温度であるので、発泡剤の安定性
は損われず、とくに問題は生じないが、生石灰を
出発物質として使用する場合には、生石灰の消和
熱により発泡剤の安定性が損われるため、粗混物
を冷却する必要が生じる。人工的な発泡剤は30℃
以下で十分安定性がある。また蛋白質の発泡剤は
30〜40℃（恐らくこれより高い温度範囲でも）十
分安定性がある。

ケイ酸塩を含む物質と石灰と水とを混合した混
合物の温度は、使用する発泡剤や混合する物質の
温度や混合機のタイプによつて、一定温度にな
る。また発泡剤に加えて、上記混合物に付加する
セメントや硬化促進剤や硬化遅延剤の温度は一定
にしておくか、あるいは上記混合物の温度に一致
させておく。

同時にセメントは、硬化促進剤や硬化遅延剤の
付加量や粗混物の温度によつて、強固反応が始ま
るように調整される。また型枠内の加熱によつて
のみ強固反応を引起すように調整される。そのた
め石灰の消和により発生する熱は除去する必要が
ある。具体的にはケイ酸塩を含む物質と石灰と水
との混合物の温度に応じて、発泡剤や硬化遅延剤
を加える。

成型された石塊を型枠から容易に取出すには、
さらにこの石塊の焼付きを避けるには、粗混物が
型枠に注入される前に型枠およびスパイクを湿潤
しておくことが好ましい。これには、型枠および
スパイクに離型剤を噴霧するか、あるいは型枠お
よびスパイクを離型剤槽に浸漬する方法がある。
浸漬する場合には、超音波を用いて離型剤を活性
化して、型枠やスパイクから固着した粗混物の残
りを除去できるようにすることが好ましい。

電気で粗混物を加熱する方法は、緻密な石材を
つくるにも多孔の石材をつくるにも適している。
しかし加熱可能の型枠と加熱可能のスパイクとを
粗混物に接触させて加熱する方法は、多孔の石材
をつくる場合にのみ適している。高周波電界で型
枠内の粗混物を加熱するには、600KHz以上の周
波数で5KV以上の電圧をかける。ここで周波数
は30MHzまでが好ましいが、さらに高い周波数も
利用できる。

粗混物が注入可能の粘稠性を有するため、充填
装置は粗混物を型枠に注入し易い装置を用いる。
これは同時に粗混物を容易に分配することにもな
る。

この充填装置には、粗混物に所定の寸法の孔の
型を形成するための多くのスパイクが設けられて
いる。これらのスパイクは、一体となつて粗混物
で充填された型枠内に突入する。このスパイクで
つくられる孔は盲孔であることが好ましいので、
スパイクは型枠の底から一定距離のところまで上
方から突入する。型枠には、この型枠を閉じるた
めの上板を備える。この上板には、スパイクが上
板の上から型枠の中に突入できるように、スパイ
クの配列に合わせた穴が開けられている。また上
板によりスパイクは決められた高さまで降下する
ことができる。

なお充填装置には、上板に向つて上昇する底部
を設けてもよい。この底部は粗混物を成型中は静
止させておき、この底部を上記スパイクを固着し
て配列し、スパイクと底部とを一緒に上昇するよ
うにしてもよい。またこの底部をエンドレスで回
転するコンベヤベルト、例えば鋼鉄製ベルトにし
てもよい。この場合、例えばこのベルトを一定間
隔で間欠的に駆動できるようにするのが好まし
い。

スパイクの自由端はテーパがつけられ、またス
パイクのその先端は円錐状もしくは丸味がつけら
れていて、容易に粗混物内に突入させることがで
き、かつ型枠から取出すことができる。さらに各
スパイクには、その自由端に通気口が設けられ、
成型された石塊の中からスパイクを引出すとき、
スパイクにより形成された孔が真空となるのを防
ぐことができる。

スパイクにより形成される孔と孔との仕切壁
は、電気加熱装置（ヒートカートリツジ）で加熱
される。ここで加熱の程度は、スパイクの全長に
わたつて連続的に、またセクシヨン毎（例えば３
段階）に変えることができる。これにより粗混物
に要求される熱の程度に応じた温度勾配が形成さ
れる。この温度勾配は、石塊の加熱をできる限り
均一にするように、スパイクが粗混物の中に突入
している間、形成される。

成型された石塊の横断面を見ると、接触加熱板
で加熱される型枠の側壁があるため、要求される
熱の程度は均一ではない。このため型枠の底板で
分配されるスパイクの加熱強さは、他の熱供給
源、例えば型枠だけでなく、加熱される１本のス
パイクの大きさも考慮して、変えられるように設
計しなければならない。

型枠の底板は、パレツトもしくはコンベヤベル
トで形成され、電気誘導または赤外線放射で予熱
される。

スパイクのために離型剤の槽を使用する場合に
は、型枠とこの槽との間隔を充填装置とスパイク
との間隔に等しくする。これにより型枠が充填装
置の方に移動しているときに、離型剤の槽をスパ
イクの下に移動させる。この離型剤の槽は、型枠
と一緒に移動し得るように設けられる。

上板は、石塊が型枠から取出される間は、型枠
の側壁とスパイクが少なくとも部分的に上昇する
まで、上板の位置が動かないようにする。これに
より型枠から石塊を取出すときに生じる問題は解
消する。

コンベヤベルトを型枠の底板として用いるとき
は、石塊が把持されたり、積上げたりするのに必
要な強度に達しなくても、石塊を型枠から取出す
ことができる。この取出された石塊はコンベヤベ
ルトにより、再加熱装置、例えば、ヒートトンネ
ル、赤外線発熱器等を通つて、最終的に要求され
る強度になる。

〔実施例図面による説明〕

次に本発明を実施例により図面に基づいて詳し
く説明する。

第１図は本発明第一実施例装置の全体構成図で
ある。サイロ１′にはケイ砂が入つている。また
サイロ１″には粉砕された生石灰が入つている。
これらのサイロ１′および１″は、予混合機２に導
かれる。この予混合機２では同時に十分な量の水
が加えられる。この予混合機２の混合物は、生石
灰を消和するために反応機２′の中で十分時間が
かけられる。この消石灰と砂との混合物は、混合
機３に導かれる。この混合機３にも最終的に生成
される粗混物の十分な流動性を得るために、水が
加えられる。ここで消石灰と砂との混合物の温度
は、消和作用により比較的温かい場合があるが、
季節的に変動する温度、例えば20℃まで降下す
る。

さらに、起泡機４、例えばフオームガンが制御
器５を介して、混合機３に導かれる。またセメン
ト供給槽６からセメントが直接混合機３に与えら
れ、また一部は第二の混合機７に与えられる。こ
の第二の混合機７には、硬化促進剤８′から硬化
促進剤が、また硬化遅延剤８″から硬化遅延剤が
与えられる。このセメントは、まず第二の混合機
７で硬化促進剤および硬化遅延剤とともに混合さ
れてから、次いで混合機３で十分よく混合され
る。なお硬化促進剤および硬化遅延剤は、それぞ
れ制御器９′および９″を介して供給される。

第二の混合機７でつくられた混合物は、制御器
９を介して、混合機３に与えられる。制御器９，
９′、および９″の制御は、セメントと硬化促進剤
と硬化遅延剤とのレサイブを適当な条件になるよ
うに、温度Ｔに相応して行われる。

例えば、混合機３で１分間混合したのち、最終
的な粗混物が混合機３から装置１０に送られる。
この装置１０は、粗混物を成型・加熱して石塊を
つくるためのものである。この場合、混合機３か
ら装置１０への供給は、容積的に測定して行われ
る。次いでこの容積測定された粗混物の重量が計
量され、この重量に基づいて制御器５および５′
が次に入れる水および発泡剤の量を制御して、最
も安定した密度の粗混物が生成される。ここで粗
混物は型枠に充填され、成型・加熱されたのち石
塊として型枠から取出され、さらに硬化するため
に運搬具の上に積上げられ、オートクレーブ１１
に運ばれる。石塊はこのオートクレーブ１１で蒸
気が加えられて硬化し、ここで完成したケイ酸石
灰石が得られる。

生石灰の代りに消石灰を用いるときは、第１図
の破線で示すように消石灰をケイ砂と一緒にして
サイロ１から混合機３に導く。

第２図は、多孔の石塊を形成する経過図であ
る。まず加熱された型枠２０には、容積的に測定
された一定量の粗混物が充填機２１により充填さ
れる（第２図ａ）。次いで型枠２０は、降下する
スパイク２３の下に配置される。このスパイク２
３は、所望の型の孔を形成するように搬送板２２
に取付けられている（第２図ｂ）。このスパイク
２３の自由端は、型枠２０の上板２４の開口部付
近に配設される。

まずスパイク２３が上板２４とともに、粗混物
で充填された型枠に向つて降下すると、上板２４
は製造される石材の高さに応じた所定位置に達し
て停止する。スパイク２３はさらに上板２４の開
口部を貫通し、型枠２０内に突入しつづけ、その
先端は型枠２０の底板２５上に至る（第２図ｃ）。
これにより型枠２０は密閉状態となり、スパイク
２３により粗混物が変位して、型枠２０全体が充
填され、石塊に鋭い角が形成されるようになる。

閉鎖した型枠２０内にスパイク２３が突入した
状態で、この型枠２０内の粗混物は、例えば80℃
で、0.5〜1.0分間加熱される。ここで個々のスパ
イク２３および型枠２０の壁の加熱温度は、石塊
に対する温度ができるだけ均一になるように、加
熱サイクルは初期から最後までゆつくりと温度上
昇するように制御されている。

この加熱は、第３図に示すように、型枠２０お
よび上板２４に接続されたコントロールヒータ１
２により行われる。ここで底板２５に接続された
プレヒータ１６は、この底板２５を予熱するため
のものである。この加熱は、リード線１３および
１４を介して、誘電材料による板を形成する上板
２４および底板２５に高周波電圧をそれぞれ10〜
60秒間与えて行われる。

この種の石塊を形成するには、当然軌道上を周
期的に循環するように型枠２０を配置するか、も
しくは一連につづく型枠２０を軌道上に固定して
配置する。この型枠２０の上方には充填機２１お
よびスパイク２３が来るように配置するか、ある
いは、型枠２０がこの充填機２１およびスパイク
２３に対して、従復移動するように構成する。こ
の充填、成型、加熱、および取出の１サイクルに
必要な時間は、型枠２０内に石塊が滞留する時間
より多少長い程度である。

第３図に代表的なスパイク２３の突入状況を段
階的に詳しく示す。まずこのスパイク２３は、そ
の自由端２３′（円錐状にテーパがつけられてい
る）が上板２４の高さ付近に来るように、例えば
搬送板２２と上板２４との間で張設された柔軟性
のある紐１５によつて調節される。当然他の適当
な方法を用いてもよい。次いでスパイク２３の付
いた上板２４は、所定の石材の高さに達するまで
降下する。その石材の高さで上板２４の下板は止
まる。

一方円錐状にテーパがついた自由端２３′を有
するスパイク２３は、底板２５の僅か上方に位置
するまで型枠２０内に入つていく。このスパイク
２３全体は僅かに円錐状をなし、その自由端２
３′はより鋭い円錐形状をなしている。このため
スパイク２３を型枠２０に容易に突入させること
ができ、また型枠２０から容易に取出すこともで
きる。また各スパイク２３には、その自由端２
３′の通気口に通じる通気路１７が設けられてい
る。これにより成型された石塊からスパイク２３
を取出すとき、スパイク２３の先端付近の真空化
が防止される。

第４図は上記上板２４の拡大平面図である。こ
の上板２４には、予め決められた型の穴が設けら
れ、一連の平行に伸びた開口部２７を有する。こ
の開口部２７は狭い仕切り部で仕切られ、この開
口部２７の中を通つてスパイク２３が移動する。
このスパイク２３は、軸方向ではやはり円錐状を
なしているが、その側面は開口部２７に沿つて板
状に形成される。そのためスパイク２３が型枠２
０内に突入された状態では、スパイク２３の側面
は開口部２７とよく一致する。また上板２４の型
は、成型された石塊２６の頂面とよく一致する。

第５図はスパイク２３の外観斜視図である。こ
のスパイク２３は、搬送板２２に取付けられ、第
４図に示した穴の型とは異なつた型に適合するよ
うに配列されている。ここでは図を簡単にするた
めにスパイク２３およびその自由端２３′が円錐
形状であることを示していない。

石塊の製造装置の実施例を第６図〜第８図に示
す。この製造装置には基台３０が設けられてい
る。この基台３０は、弾性緩衝材３１、例えばゴ
ムを介して基礎３２に支えられている。搬送台３
５は水平に配設され、図に示すようにピストンシ
リンダ装置３３によつてガイド棒３４に沿つて往
復運動する。この搬送台３５は、型枠２０の底板
２５を支持し、さらにこの型枠２０の側壁となる
型箱２０′を支持する。第７図に示すように、型
箱２０′は台枠３６に取付けられる。この台枠３
６は垂柱３７に沿つて移動する。この垂柱３７
は、搬送台３５の両側位置に、しかもガイド棒３
４に隣接する位置に配設され、ピストンシリンダ
装置３８に上下に移動し得る。

さらに支柱３９が基台３０から上方に垂設され
る。この支柱３９には、適当な駆動装置で上下に
移動できる横材４０が設けられている。スパイク
２３を備えた搬送板２２は、横材４０に固着して
いる。スパイク２３は、この横材４０が上下に移
動するのに応じて、第３図の一点鎖線で示す型枠
２０の上方位置から実線で示す型枠２０内に突入
した位置まで移動する。

第６図において、型枠２０の上板２４は型箱２
０′の内に挿入された低位置で示されている。こ
の上板２４には、２本の棒４１が取付けられる。
この２本の棒４１は、別の横材４２に固着されて
いる。この横材４２は、横材４０の上方に配設さ
れ、同様に支柱３９に沿つて移動する。この支柱
３９の上端には、横梁４３が設けられている。こ
の横梁４３から２つのピストンシリンダ装置４４
が横材４２まで下方に延設されている。これによ
り横材４２は上下に移動し得る。また横材４２
は、スパイク２３を備えた横材４０に接続され、
上板２４はピストンシリンダ装置４４の作動によ
り、このスパイク２３と一緒に下方に移動し得
る。この上板２４は、ピストンシリンダ装置４５
がスパイク２３を型枠２０内に突入するよう作動
したのち、終点位置に達する。なお、横材４０お
よび４２の動作を制御する装置は図から省略され
ている。

第８図は、搬送台３５の位置転換を示す図であ
る。まず搬送台３５は、一点鎖線で示される充填
位置に置かれる（充填装置は図示せず）。次いで
成型、加熱位置に移動し、さらに完成した石塊２
６の取出位置に移動する。

なお加熱装置、例えばスパイク２３を加熱する
カートリツジおよび型枠２０の接触加熱板、また
型箱２０′を加熱する装置さらに型枠２０および
スパイク２３を離型剤で湿潤させる装置等は、こ
こでは示されていない。なお、上記加熱装置は高
周波電圧の与えられる電極を備えることが好まし
い。

第９図および第１０図は、ポツト状の容器５１
を備えた充填装置５０を含む粗混物の充填する場
所を示す。この容器５１には、混合機（図示せ
ず）から供給される粗混物５２が充填される。こ
の容器５１に粗混物５２の容積が計量されて分配
されると、ープ５１ａから吊下げられた適当な部
材を有する容器５１は、重量測定される。引張力
を測定する円筒５１ｂは、重量に応じて信号を送
出する。これにより粗混物５２に加えられる水お
よび／または発泡剤の量は、実際に粗混物５２が
一定の密度となるように制御する制御手段を介し
て調節される。

また容器５１の上方には、ピストン５４が配設
される。このピストン５４は２本のガイド棒５３
に沿つて移動して、容器５１内に降下することが
できる。この容器５１の下側は、スライド板５５
によつて閉鎖される。このスライド板５５は、容
器５１を型箱２０′に空けるとき開かれる。この
とき同時にピストン５４は、容器５１を完全に空
にし、容器５１を清掃するために、容器５１を空
けている間または空けた後で容器５１内に降下し
て行く。なおスライド板５５の代りに単一のフラ
ツプ弁または２分されたフラツプ弁（図示せず）
を用いてもよい。

容器５１は、フレーム５６内を移動することが
できる。すなわち容器５１は、混合機（図示せ
ず）に接続された容積計量する分配装置（図示せ
ず）で充填される場所と、フレーム５６に取付け
られたガイドレール５７を介して型枠２０に充填
する場所との間を移動し得る。ここで容器５１は
走行車輪５８（駆動装置は図示せず）に支持さ
れ、型枠２０に充填する場所ではピストン５４
は、フレーム５６に部分的に固定して懸吊され、
ピストンシリンダ装置５９により上下に移動し得
る。

この型枠２０内での石塊の成型には、僅かに上
板２４が押圧する以外は、本質的に圧力は加えら
れない。これにより石塊の許容誤差は限定され、
本質的に無視しうる圧力で石塊に鋭い角縁を形成
することができる。また型枠の中に過度に充填し
た場合にも、発泡剤の小孔をつぶす以外には、石
塊に対していかなる極度の加圧成型もなされな
い。

加熱後、石塊２６の孔の仕切壁の表面は硬化す
るため、スパイク２３でつくられた孔が行止まり
孔で、しかもこれらの孔の反対側からは全く空気
が流入しないにもかかわらず、石塊２６からスパ
イク２３を取出しても、仕切壁は一切破壊しな
い。発泡剤の気泡が加熱で破壊される以外には、
石塊２６中の粗混物の多孔構造は、そのまま維持
される。

スパイク２３は、セクシヨン毎（例えば３段
階）に、あるいは全長にわたつて連続的に、相互
に変化して加熱することができる。これは型枠２
０の粗混物５２をできるだけ均一に加熱するため
と、さらに最終的に最も均質性のある石材または
石塊をつくるためである。すなわち型枠２０およ
びスパイク２３の加熱を制御することにより、こ
の型枠２０およびスパイク２３で加熱される粗混
物５２を均一に加熱することができ、エネルギー
をさらに節約することができる。

このためスパイク２３を極端に強く加熱するこ
とは好ましくない。粗混物５２を均一に加熱する
ために、型箱２０′付近に位置するスパイク２３
は原則として低い温度で加熱し、型箱２０′の中
心に位置するスパイク２３は比較的高い温度で加
熱する。

第１１図は容積計量して分配する分配装置６０
を示す。この分配装置６０は、混合機３の下に配
設される。この混合機３は撹拌装置３′を有し、
じようご形の開口部を備えている。この分配装置
６０は、２つの半円筒部６１および６２を有す
る。この半円筒部６２は、半円筒部６１と共軸に
設けられ、固定した半円筒部６１の芯棒のまわり
を回転することができ、さらに半円筒部６１の内
面に沿つて、半円筒部６２の外面が摺動する。

この半円筒部６１は、混合機３のじようご形の
開口部に合致する取入口６３と、下方に傾斜した
排出口６４とを有する。また半円筒部６２は、外
側に開いた小室６５を有する。この小室６５内に
は吸引ピストン６６が設けられ、この吸引ピスト
ン６６はピストンシリンダ装置６７により駆動す
る。

この小室６５を充填するには、まず小室６５の
開口部を半円筒部６１の取入口６３に合わせ、同
時に吸引ピストン６６を第１１図に示すように外
方に移動した位置に置く。これにより吸引ピスト
ン６６の外表面は、半円筒部６２の外表面と一致
する。

次いで吸引ピストン６６は、ガイド棒６８で決
められる所定の距離を内方に移動する。これによ
り混合機３内の粗混物は小室６５内に容積内に吸
入される。吸引ピストン６６で追いやられた空気
は、小室６５の基端近傍に設けられた排気口６９
を介して排出される。ガイド溝６８は、製造すべ
き石材の大きさに応じて、粗混物の容積量を調節
することができる。

さらに半円筒部６２は、小室６５の開口部が半
円筒部６１の排出口６４と一致するまで、充填さ
れた小室６５とともに、半円筒部６１の方向に
（第１１図では反時計方向に）回転する。ここで
吸引ピストン６６は再び外方に移動し、小室６５
を空にする。半円筒部６２が小室６５に再充填す
るために逆転したのち、排出口６４のエツジ６
４′は、ワイパブレードとして粗混物の残りを取
除く、この半円筒部６１に対する半円筒部６２の
回転は、回転シリンダ（図示せず）によつて行わ
れる。

ここで充填された小室６５を伴つた半円筒部６
２の重量が測定され、この重量測定値から粗混物
の密度を調整することができる。

なお数個の型枠２０があるときは、ピストン６
６を備えた小室６５、取入口６３、および排出口
６４を型枠２０の数に応じて設けることが好まし
い。

第１２図は本発明第二実施例装置の全体構成図
である。

この製造装置には、コンベヤベルト８０が設け
られている。このコンベヤベルト８０は、鋼鉄製
ベルトで形成され、２本の反転ロール８１に沿つ
て移動する。この２本の反転ロール８１のうち１
本は少なくとも被駆動ロールである。コンベヤベ
ルト８０の上部の鋼線は、支持用の鋼板（図示せ
ず）の上を走行する。型箱２０′は、まず一点鎖
線で示すように、混合機３に接続した分配装置６
０の下方に置かれる。ここで型箱２０′には、粗
混物の所定量が充填され、次いでこの型箱２０′
は成型する場所に運ばれる。ここでスパイク２３
および上板２４が、型箱２０′に降下して行き、
前述の方法で石塊の仕上げ成型が行われる。

なお型枠２０内で粗混物を間接的に加熱する代
りに、あるいはこの加熱方法に加えて、型枠２０
を高周波電界によつて加熱することもできる。こ
の場合、コンベヤベルト８０および上板２４を誘
電材料により形成された板として用いる。

型箱２０′は、搬送具８２に取付けられ、この
搬送具８２により型箱２０′は、充填位置から成
型位置までの間、ピストンシリンダ装置８３によ
り前後に移動し得る。

成型された石塊２６が十分な強度になつてか
ら、またスパイク２３および上板２４を取除いた
後で、型箱２０′は持上げられる（前記ピストン
シリンダ装置および垂柱等は図示せず）。次いで
この型枠２０から取出された石塊２６は、コンベ
ヤベルト８０で積上げ装置８４まで運ばれる。こ
の積上げ装置８４には、例えばグリツパ８５が設
けられている。

コンベヤベルト８０は、型箱２０′が充填され
る位置に移動する前に、ノズル８６により離型剤
が噴務される。また型箱２０′用に噴務装置８７
が設けられている。なお、上記噴務手段の代り
に、型箱２０′およびスパイク２３を離型剤の槽
の中に浸漬させて、好ましくは超音波で離型剤を
活性化させることもできる。これにより固着した
残物を粗混物から除去し得る。

このためスクレーパのような剥離ローラの形状
をした清掃装置（図示せず）をコンベヤベルト８
０の端部に設けることが好ましい。

第１２図に示した製造装置の製法は、石塊の所
定の安定性を得るための加熱工程を短縮するうえ
でとくに適している。この方法では、型枠から取
出される石塊の強度は、未だ取扱うのには十分な
強度ではない。すなわち、コンベヤベルト８０で
問題なく運ぶことができる強度であるが、未だ積
上げ装置８４で把持される強度ではない。さらに
石塊２６を所要の強度まで強化するために再加熱
を行う必要がある。この再加熱は、再加熱装置８
８の下に石塊２６を通過させることにより行われ
る。この再加熱装置８８には、例えば赤外線発熱
器やヒートトンネル等がある。

〔適応範囲〕

なお、上記実施例で説明したケイ砂の代りに、
他のケイ酸塩を含む物質、例えば軽石、アルミ
ナ、フライアツシユ等を用いてもよい。これらの
物質は、ケイ砂の全部または一部と置換えて、石
材を軽量化することができる。

〔効果〕

以上述べたように、本発明の製造方法および製
造装置によれば、極めて迅速に、しかも経済的に
軽量の石材を製造することができる。この軽量の
石材は、低い密度と多孔性を有するため、高い断
熱性を備え、建築材料に要求される大きなサイズ
にしても比較的容易に取扱うことができる。

また本発明の石塊は、成型中に加熱処理がなさ
れ、この処理により十分な強度が得られる。この
ため石塊を容易に型枠から取出して搬送すること
ができる。またこの成型中の加熱処理により、石
塊の製造サイクルを短縮することができ、また孔
のある石材の場合には、孔と孔との仕切壁を極め
て低い強度で形成することができる。またさらに
成型中の加熱処理により、注入可能の粘稠性のあ
る粗混物をとくに加圧することなく加工すること
ができる。とくに成型する前の粗混物を中間的に
貯蔵する必要がなく、経済的に粗混物を加工する
ことができる。

また本発明の製法では、石塊の形成が化学反応
と無関係であるため、所定の寸法の石材を確実に
製造することができる。すなわち、この製法では
石材の形状の再加工を殆んど行う必要がなく、ケ
イ酸塩を含む他の物質を用いても正確な寸法の石
材が得られる。

さらに従来の砂状の石灰石の製造に比べて、本
発明では、出発物質として生石灰の代りに消石
灰、水酸化カルシウム等を使用することができ、
石灰を消和するときの発熱の問題を緩和すること
ができる。

〔実施例〕

次に本発明の石材の製造を明確にするために実
施例を示し説明する。

次の実施例は、428mm（よこ）×300mm（たて）×
238mm（高さ）の寸法の石材、すなわち10−DF−
石の製造例である。この石材は容積である約41％
の孔を有する。ここで示す個々の成分の単位は、
重量単位で表わした。また発泡剤の付加は、予め
選定された発泡時間、フオームガンを使用するこ
とで調節された。また乾燥した成分は、まず先に
混合機の中に入れ、その後水を追加した。35秒間
混合したのち、発泡剤を加えた。８秒間発泡させ
てから、25秒間付加的に発泡剤の再混合が行われ
た。60秒間全混合物を混合したのち、型枠に粗混
物を注入した。ここで型枠はスパイクとともに加
熱された。型枠内で一定時間成型した後で、石塊
は型枠から取出され、オートクレーブまで運ばれ
た。ここで石塊は蒸気加熱により硬化された。
（この加熱条件は、15バール（bar）で５時間飽
和蒸気を与える。すなわち０バールから15バール
に高めるのに１時間かけてから、198℃、15バー
ルの一定条件で５時間加熱し、さらに０バールで
１時間冷却する。） 実施例 １ 次の組成で粗混物が生成された。

●全体としての大きさが０〜４mmで平均粒径0.6
〜1.0mmのケイ砂（洗浄済みの天然石） …10Kg ●0.16mm以下の粒径を石英粉末 ……５Kg ●水 ……2.2Kg ●水酸化カルシウム（DIN1060による）
……1.5Kg ●セメント（ドイツ連邦共和国ハイデルベルグ・
ポルトランド・セメント・プラント・エージ
ー・ライマンのハイデルベルグ早強セメント
……2.5Kg ●8.5秒の発泡時間と約80ｇ／cm²の泡密度を有す
る発泡剤（ドイツ連邦共和国イレルチツセン・
ケミツシエ・フアブリク・グラエナウ社製の硫
酸化脂肪アルコール ……600ｇ これにより生成された粗混物は、15℃の温度に
なり、型枠に注入された。この型箱は75℃まで加
熱され、またスパイクはつけ根は82℃先端は76℃
に加熱された。成型する前に、この型枠とスパイ
クは離型剤で処理しておいた。80秒間成型したの
ち、固められた石塊を型枠から取出した。型枠へ
の過剰充填率は12％になつた。

この粗混物の密度は、1150Kg／m³であつた。ま
たこの石塊の砕片密度は、1285Kg／m³であつた。
また石塊の強度は、0.12ｍ・Kg／sec²／mm²であつ
た。

実施例 ２ 次の組成で粗混物が生成された。

●実施例１と同じケイ砂 ……10Kg ●０〜４mmの粒径に粉砕されたボイラースラグ
（biler slag） ……５Kg ●水……2.3Kg ●水酸化カルシウム ……1.5Kg ●実施例１と同じセメント ……2.25Kg ●実施例１と同じ発泡剤 ……500ｇ これにより生成された粗混物は、20℃の温度に
なり、型枠に注入された。この型箱は78℃まで加
熱され、またスパイクはつけ根が83℃先端は77℃
に加熱された。70秒間成型したのち、固められた
石塊を型枠から取出した。型枠への過剰充填率は
15％になつた。

この粗混物の密度は、1250Kg／m³であつた。ま
たこの石塊の砕片密度は、1375Kg／m³であつた。
また石塊の強度は、0.12m・Kg／sec²／mm²であつ
た。また完成した石材の砕片密度は、1240Kg／m³
であつた。さらに完成した石材全体の密度は、
735Kg／m³、全体の強度は、5m・Kg／sec²／mm²で
あつた。

実施例 ３ 次の組成で粗混物が生成された。

●実施例１と同じケイ砂 ……12Kg ●０〜４mmの粒径のフライアツシユ ……３Kg ●水 ……2.8Kg ●水酸化カルシウム ……1.5Kg ●実施例１と同じセメント ……2.25Kg ●実施例１と同じ発泡剤 ……420ｇ これにより生成された粗混物は、20℃の温度に
なり、型枠に注入された。この型枠は実施例２と
同様に加熱された。60秒間加熱したのち、固めら
れた石塊を型枠から取出した。型枠への過剰充填
率は７％になつた。

この粗混物の密度は、1490Kg／m³であつた。ま
たこの石塊の砕片密度は、1595Kg／m³であつた。
また石塊の強度は、0.12ｍ・Kg／sec²／mm²であつ
た。また完成した石材の砕片密度は、1435Kg／m³
であつた。さらに完成した石材全体の密度は、
855Kg／m³、全体の強度は、５ｍ・Kg／sec²／mm²
であつた。

〔付記〕

(1) 建造物の壁材として利用できる形状であつて
ケイ酸カルシウムを含む石塊の製造方法におい
て、 (a) 粒状のケイ酸塩を含む物質、石灰、水、セ
メントのうちの少なくとも１つと発泡剤とを
混合して粗混物を生成する工程と、 (b) この粗混物を型枠に注入する工程と、 (c) この型枠に注入された粗混物をその形状を
維持するに十分な程度の外圧の下で45〜90℃
の温度で所要の強度が得られるまで加熱して
石塊を成型する工程と、 (d) この工程で成型された石塊を蒸気雰囲気で
硬化させる工程と を含むことを特徴とする石塊の製造方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例装置の全体構成図。
第２図は同じく石塊を形成する経過を示す縦断面
図。第３図は第２図ｂおよびｃの要部拡大縦断面
図。第４図は本発明第一実施例装置の上板の平面
図。第５図は同じく他の例を示す搬送板およびス
パイクの外観斜視図。第６図は同じく粗混物を成
型・加熱する装置の正面図。第７図は第６図の
―に示す平面図。第８図は第６図の要部側面
図。第９図は同じく粗混物を充填する装置の正面
図。第１０図は第９図の要部側面図。第１１図は
分配装置の縦断面図。第１２図は本発明第二実施
例装置の全体構成図。 １，１′，１″……サイロ、２……予混合機、
２′……反応機、３……混合機、３′……撹拌装
置、４……起泡機、５……制御器、６……セメン
ト供給槽、７……第二の混合機、８′……硬化促
進器、８″……硬化遅延器、９，９′，９″……制
御器、１０……装置、１１……オートクレーブ、
１２……コントロールヒータ、１３，１４……リ
ード線、１５……紐、１６……プレヒータ、１７
……通気路、２０……型枠、２０′……型箱、２
１……充填機、２２……搬送板、２３……スパイ
ク、２３′……スパイク自由端、２４……上板、
２５……底板、２６……石塊、３０……基台、３
１……弾性緩衝材、３２……基礎、３３……ピス
トンシリンダ装置、３４……ガイド棒、３５……
搬送台、３６……台枠、３７……垂柱、３８……
ピストンシリンダ装置、３９……支柱、４０……
横材、４１……棒、４２……横材、４３……横
梁、４４，４５……ピストンシリンダ装置、５０
……充填装置、５１……容器、５１ａ……ロー
プ、５１ｂ……円筒、５２……粗混物、５３……
ガイド棒、５４……ピストン、５５……スライド
板、５６……フレーム、５７……ガイドレール、
５８……走行車輪、５９……ピストンシリンダ装
置、６０……分配装置、６１，６２……半円筒
部、６３……取入口、６４……排出口、６５……
小室、６６……吸引ピストン、６７……ピストン
シリンダ装置、６８……ガイド溝、６９……排気
口、８０……ベルトコンベヤ、８１……反転ロー
ル、８２……搬送具、８３……ピストンシリンダ
装置、８４……積上げ装置、８５……グリツパ、
８６……ノズル、８７……噴霧装置、８８……再
加熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 建造物の壁材として利用できる形状であつて
   ケイ酸カルシウムを含む石塊の製造方法におい
   て、 (a) 粒状のケイ酸塩を含む物質、石灰、水、セメ
   ントおよび発泡剤を混合して粗混物を生成する
   工程と、 (b) この粗混物を型枠に注入する工程と、 (c) この型枠に注入された粗混物をその形状を維
   持するに十分な程度の外圧の下で45〜90℃の温
   度で所要の強度が得られるまで加熱して石塊を
   成型する工程と、 (d) この工程で成型された石塊を蒸気雰囲気で硬
   化させる工程と を含むことを特徴とする石塊の製造方法。 ２ 粗混物を生成する工程において、この粗混物
   に硬化促進剤または硬化遅延剤を含む特許請求の
   範囲第１項記載の石塊の製造方法。 ３ 型枠に注入された粗混物が45〜90℃に加熱さ
   れる時間が10秒間〜５分間である特許請求の範囲
   第１項記載の石塊の製造方法。 ４ 型枠に注入された粗混物が45〜90℃に加熱さ
   れる時間が30秒間〜60秒間であり、加熱が接触加
   熱により行われる特許請求の範囲第３項記載の石
   塊の製造方法。 ５ 型枠に注入された粗混物が45〜90℃に加熱さ
   れる時間が10秒間〜60秒間であり、加熱が高周波
   電圧により行われる特許請求の範囲第３項記載の
   石塊の製造方法。 ６ 粗混物を型枠に注入する工程において、粗混
   物を所定の容積より僅かに多くを型枠に注入し粗
   混物に加わる外圧が僅かに高くなるように制御さ
   れた特許請求の範囲第１項記載の石塊の製造方
   法。 ７ 粗混物を生成する工程において、加える発泡
   剤が約50〜100ｇ／の密度を有する特許請求の
   範囲第１項記載の石塊の製造方法。 ８ 発泡剤が硫酸化脂肪アルコールである特許請
   求の範囲第７項記載の石塊の製造方法。 ９ 発泡剤が二酸化炭素を含む特許請求の範囲第
   １項記載の石塊の製造方法。 １０ 粗混物を生成する工程において、石灰およ
   び水が定められた割合で加えられる特許請求の範
   囲第１項記載の石塊の製造方法。 １１ 上記石灰が消石灰である特許請求の範囲第
   １項記載の石塊の製造方法。 １２ 石塊を成型する工程において、粗混物に孔
   を形成すると同時に型枠内で粗混物を加熱する工
   程を含む特許請求の範囲第１項記載の石塊の製造
   方法。 １３ 粗混物を生成する工程において、硬化促進
   剤または硬化遅延剤が粗混物と同一の温度で粗混
   物に加えられる特許請求の範囲第２項記載の石塊
   の製造方法。 １４ 硬化促進剤または硬化遅延剤および粗混物
   の温度が一定に維持される特許請求の範囲第１３
   項記載の石塊の製造方法。 １５ 建造物の壁材として利用できる形状であつ
   てケイ酸カルシウムを含む石塊の製造装置におい
   て、上板および底板を有する少なくとも１個の型
   枠と、この型枠を粒状のケイ酸塩を含む物質と石
   灰と水とセメントと発泡剤とを有する粗混物で充
   填して石塊に成型する手段と、間隔をおいて配置
   されこの石塊に孔を形成する多数のスパイクと、
   このスパイクを型枠の内および外へ移動させる手
   段と、このスパイクが粗混物に突入している間石
   塊に成型される粗混物が均一な温度になるように
   このスパイクの全長にわたり個別に可変の温度勾
   配でこのスパイクを加熱する手段と、成型された
   石塊を型枠から取出し搬送部まで移動する手段と
   を備えたことを特徴とする石塊の製造装置。 １６ 特許請求の範囲第１５項記載の石塊の製造
   装置において、型枠を粗混物で充填して石塊に成
   型する手段に、この粗混物を容積的に分配する装
   置と、分配された粗混物の重量を測定する装置
   と、この測定装置の測定値に相応して水およびま
   たは発泡剤の付加量を変えて粗混物の密度を制御
   する制御手段とを含むことを特徴とする石塊の製
   造装置。 １７ スパイクを移動させる手段がこのスパイク
   を片面に取付けた搬送板と、この搬送板に取付け
   られ上板および底板のいずれか１つであつてスパ
   イクの間隔に相応して配置された多数の穴を有し
   最初にスパイクの自由端がこの穴に達する位置に
   置かれスパイクが型枠内に移動するときにスパイ
   クがこの穴の中を貫通する板とを備えた特許請求
   の範囲第１５項または第１６項記載の石塊の製造
   装置。 １８ 上板および底板が誘電材料により形成され
   た板であつて、加熱手段がこの両板に高周波電圧
   を与えるように構成された特許請求の範囲第１５
   項または第１６項記載の石塊の製造装置。 １９ 底板が可動のコンベヤベルトからなる特許
   請求の範囲第１５項または第１６項記載の石塊の
   製造装置。 ２０ 型枠が側壁を備え、加熱手段がこの側壁お
   よび上板を介して熱を伝導させ、予熱手段が底板
   を介して熱を伝導させるように構成された特許請
   求の範囲第１５項または第１６項記載の石塊の製
   造装置。 ２１ 石塊を型枠から容易に取出すように型枠お
   よびまたはスパイクを離型剤で湿潤させる手段を
   備えた特許請求の範囲第１５項または第１６項記
   載の石塊の製造装置。 ２２ 型枠に可動の側壁を備え、スパイクを移動
   させる手段は上板および底板のうちのいずれか一
   方の板が他方の板から離れるように移動してスパ
   イクを型枠から取出す構造である特許請求の範囲
   第１７項記載の石塊の製造装置。 ２３ 各スパイクが型枠からスパイクを取出すと
   きこのスパイクが形成した孔が真空にならないよ
   うに、このスパイクの自由端に設けられた通気口
   に通じる通気路を備えた特許請求の範囲第１５項
   記載の石塊の製造装置。 ２４ 型枠から取出された成型された石塊を再加
   熱してこの石塊をさらに強固にする手段を備え、
   この取出手段が上記再加熱手段を通過して仕上つ
   た石塊を移動するように構成された特許請求の範
   囲第１５項または第１６項記載の石塊の製造装
   置。 ２５ 加熱手段が高周波電圧の与えられる電極を
   備え、この電極がそれぞれスパイクと型枠の壁部
   の一部で形成されるように構成された特許請求の
   範囲第１５項または第１６項記載の石塊の製造装
   置。