JPH0260623B2

JPH0260623B2 -

Info

Publication number: JPH0260623B2
Application number: JP889784A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawamoto; Hisashi Hara; Akira Iwata
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1990-12-17
Also published as: JPS60155557A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、軽量骨材製造法の改良法に関する。更に詳しくは、超軽量骨材を製造する新規な方
法に関するものである。従来、頁岩を原料とする軽量骨材の製造方法と
しては、塊状の頁岩を粉砕して100メツシユ以下
の粒度程度まで粉砕したのちこれに水を加えて調
湿後造粒、乾燥、焼成する方法が実用されてい
る。しかしながら、この方法で得られた焼成ペレツ
トは、骨材として充分な圧壊強度（直径７mmで50
Kg以上）と耐吸水率（吸水率５〜７重量％）は得
られるが、見掛比重が1.25程度と比較的重いとい
う問題があつた。近年、建築材の軽量化と断熱性能の強化が要望
されており、又耐火性で強度がある比重の小さい
骨材の提供が待たれているのが現状である。そこで上記の見掛比重（以下単に比重と略称す
る）を効率よく大幅に小ならしめえたとする新規
な軽量骨材の製造方法（特開昭50−98923号公報）
が提案されている。この方法は、頁岩又は石泥100部に対しパルプ
スラツジ10〜30部を添加混合して粒状化し、これ
を800〜1150℃にて焼成することにより比重約0.7
の骨材を得たとするものである。しかし、上記の方法で使用する添加剤は、製紙
工場で発生する水分含有率85重量％程度のパルプ
ヘドロ（特開昭50−105718号公報、実施例１参
照）を大型ドライヤーで膨大な水分を蒸発させ、
水分含有率10重量％程度まで乾燥して使用しなけ
ればならず、非実用的なコスト高となるだけでな
く、増量材としても全く寄与しない等の欠点があ
つた。本発明の目的は、上記の欠点を解消し、得られ
る焼成物の比重を、更に小さくできる骨材の製造
方法を提供することにある。この目的を達成るため、本願発明者等は種々検
討の結果、微粉状の頁岩に適当量の酸化第二鉄
と、炭化硅素もしくはポリビニールアルコール
（以下P.V.Aと略す）、カルボキシメチルセルロー
ス（以下C.M.Cと略す）、スチレンブタジエン系
ラテツクス（以下S.B.Rラテツクスと略す）のう
ち一つ以上とを微粒子又は液状として添加、混
合、造粒後適切な温度及び雰囲気で焼成すると、
焼成物の比重を著るしく小さくできることを見出
し別途に夫々出願した。上記の方法は、原料である頁岩の粒度を平均で
15μm以下としこれに平均粒度10μm以下の無機質
発泡剤又は有機質発泡剤を頁岩に対し内割りで
夫々0.1〜2.5重量％、２重量％以下と、同じく内
割りで２〜10重量％で10μm以下の酸化鉄とを添
加し、以下公知の方法に従つて混合し、調湿後ペ
レタイザー等で造粒し1050〜1120℃で焼成すると
いうものである。この方法によれば、従来法の約１／２の比重の
軽量骨材を製造することができる。本発明の目的は、上記軽量骨材の比重を更に低
減させた超軽量骨材の製造方法を提供することに
ある。この目的を達成するため、本願発明者等は上記
の方法を更に改善するため鋭意研究の結果、上記
と同じ手順に従つてペレツトを製造したのち、更
に該ペレツトの表面を、酸化アルミニウム
（Al₂O₃）酸化硅素（SiO₂）、炭酸カルシウム
（CaCO₃）の微粉末のうち少なくとも一つと同じ
く微粉末の頁岩との混合粉末で被覆（以下コーテ
イングと称する）したのち乾燥して焼成するとい
う方法によれば、更に軽量化された骨材が得られ
ることを見出し本発明に到達した。即ち本発明の方法は、平均粒度15μm以下の頁
岩に、平均粒度10μm以下の酸化鉄好ましくは酸
化第二鉄、及び平均粒度10μm以下の炭化硅素を
夫々内割りで２〜10重量％、0.1〜2.5重量％、又
は平均粒度10μm以下の酸化鉄及びリグニン、P.
V.A、C.M.C、S.B.Rラテツクスのうち一つ以上
を夫々内割りで２〜10重量％、２重量％以下好ま
しくは0.1〜1.0重量％添加、混合したのち水を加
えて調湿して通常の例えばパン型ペレタイザーで
所望の粒径となるように造粒する第一工程と第一
工程で得られたペレツトは次に上記のペレタイザ
ーを使用して、別途に平均粒度15μm以下の頁岩
に、内割りで30〜50重量％の、平均粒度が10μm
以下のAl₂O₃、SiO₂、CaCO₃のうち一つ以上を添
加混合して調製されたコーテイング剤により、コ
ーテイングを行なつて充分な乾燥を行なつたの
ち、焼成帯温度を好ましくは1100〜1140℃、より
好ましくは1110〜1135℃、同酸素濃度８〜10容量
％、原料の装入口の温度630℃程度、同酸素濃度
12〜13容量％、焼成帯の滞留時間20〜30分程度で
焼成するというものである。本発明の方法において、添加剤として使用する
S.B.Rラテツクスとしては特定るものではない
が、商品名LX531B（日本ゼオン社製）、クロスレ
ン（武田薬品工業製）、小野田SXB（日本ユニロ
ン社製）、J.S.R0670（日本合成ゴム製）等が好ま
しい。その他の添加剤としてはP.V.A、C.M.C、リグ
ニン等の有機発泡剤、炭化硅素、窒化硅素等の無
機発泡剤を酸化鉄と共に液状又は微細粉状とし
て、平均粒度15μm以下の頁岩に添加混合する。
発泡剤として液状のものを使用する場合には予め
酸化鉄と混合してから主原料と混合するのが望ま
しい。本発明法において、軽量骨材の主原料である頁
岩を一般常識では考えられない程の微粉末として
使用するのは、ペレツト焼成時の反応性を良くし
て良好な気泡を生成させるためである。次に添加剤として、平均粒度10μm以下の酸化
鉄好ましくは酸化第二鉄を内割りで２〜10重量
％、及び平均粒度10μm以下の炭化硅素もしくは
P.V.A、C.M.C等の有機発泡剤を夫々、内割りで
0.1〜2.5重量％好ましくは0.1〜1.0重量％、２重
量％以下好ましくは0.1〜1.0重量％添加するの
は、これらの添加剤は極く少量添加しても、それ
なりの効果は認められるが顕著な効果は得られ
ず、又それ以上添加しても特に効果の向上は認め
られないからである。主原料ならびに添加剤の混合は、例えばコンク
リートミキサーを使用し比較的単純な操作で行な
われ、該混合物は例えばパン型ペレタイザーを用
い、目的とする粒径のペレツトに造粒するのに適
切な水を加え、調湿したのち造粒される。次に、この造粒物は引続いて同様のペレタイザ
ーを使用して、別途に調整されたコーテイング剤
によつて通常グリーンペレツトに対し内割りで２
〜10重量％の量でコーテイングされる。コーテイ
ングの厚さは、以後乾燥、焼成工程に入る間に若
干の脱落を見込んで、あまり薄すぎないように例
えば200〜500μm程度が好ましい。乾燥工程に入る前に、ペレツトをコーテイング
する理由は、これは本発明法の特徴であるが、一
般にペレツトの焼成温度と製品の比重とは相関が
あり、焼成温度が高いほど比重は低下する傾向が
あるが、あまり高温で焼成すると（酸素雰囲気に
よりこの温度は変動する）ペレツトの表面まで溶
融し焼成時にペレツト同志が融着するという現象
を示す。そこで上記ペレツト融着温度上限を高くする、
即ち焼成常温度の上昇をめざしたのが、この適切
なコーテイング剤による焼成前処理である。コーテイング剤として、単に微粉末のAl₂O₃、
CaCO₃等をそれだけで用いないで、主原料であ
る頁岩の中にこれらを含有させた理由は、ペレツ
トとコーテイング剤とのなざみを良くするためで
ある。このコーテイング剤の付着量については前
述の通りであが、これはペレツトの粒径により変
動するものであり特定されないが、若しコーテイ
ングが薄すぎて一部が裸の状態であれば殆んどそ
の効果は無くなり、又徒らに多過ぎても収率の悪
化以外にキルン稼働の上で障害となるので注意を
要する。又頁岩微粉末に対し内割りで30〜50重量
％のAl₂O₃、SiO₂等の微粉を混入させるのはこの
範囲外では、ともに本発明の目的は達せられない
からである。コーテイングの作業が終われば以後常法に従い
乾燥、焼成を行なう。本発明法によれば、ペレツト焼成帯の温度を
1100〜1140℃好ましくは1110〜1135℃と従来より
上昇させることができるので、得られる骨材は物
性を満足したうえで比重0.4台の超軽量のものが
効率よく得られる。従つて近年要望の高い、軽量で強い断熱、耐火
その他の骨材又は増量材として好適のものであ
る。以下実施例について説明する。実施例１第１表に示した塊状の頁岩を、シングルトグル
クラツシヤーで粗砕したのち、ロータリーキルン
タイのドライヤーで乾燥し、更にインペラブレー
カーにかけて二次破砕し、次いでチユーブミル
（大塚鉄工製、直径2.5ｍ、長さ5.6ｍ、回転数
20rpm）に装入微粉砕し100Kgの微粉末の試料を
採取した。試料は光透過式粒度計で測定したとこ
ろ平均粒度は9.5μmであつた。該微粉末には夫々平均粒径5μmの、酸化第二鉄
を頁岩に対し内割りで３重量％、平均粒径5μm以
下の炭化硅素、有機発泡剤の所定量（内割り重量
％）を添加して、夫々容量0.03m³のコンクリート
ミキサーで30分間混合したのち、調湿、次いでパ
ン型ペレタイザーで平均粒径約５mmとなるように
して造粒した。次に造粒物は、別途に調製したコーテイング剤
を使用して、該造粒物に対し内割りで５重量％と
なるようにコーテイングを行ない、後夫々空気吸
収式乾燥器で６時間乾燥した。尚コーテイング剤の製造は、上記の原料微粉末
各１Kgを採取し、これに平均粒径5μmのAl₂O₃、
SiO₂、CaCO₃を夫々別途に添加したのち小型ミ
キサーで30分間混合して行なつた。乾燥ペレツトは装入側の温度を630℃、焼成帯
温度を所定温度とした内径500mm、長さ4000mm、
傾斜4.5％、回転数3rpm、熱源としてプロパンバ
ーナーによる内熱方式で、酸素濃度は装入側13容
量％、焼成帯８容量％に保持されたテスト用ロー
タリーキルンに、該ペレツトの焼成帯滞留時間を
20分間となるようにし、１分間に300ｇ給鉱して
各30分間該ペレツトの焼成を夫々行なつた。焼成後のペレツトは放冷したのち平均粒径を測
定し、その他の物性についてはJISA 1135に従つ
て夫々測定した。尚圧壊強度は圧縮試験機によつて圧壊された際
の荷重値を試料100個について求め、その平均値
を計算した。又、吸水率は24時間値である。その結果を第２表に示す。

【表】

【表】本ユニロ
ン)
第２表で明らかなように、添加剤及びコーテイ
ング剤とも本発明法の範囲を外れた実験No.１、焼
成帯温度の低い実験No.２以外は超軽量で且つ物性
においても従来品に劣らない焼成ペレツトであつ
た。実施例２第１表に示した頁岩の微粉末に、添加剤として
ヘマタイト（平均粒度5μmのFe₂O₃）の所定量を
添加し、コーテイング剤は内割りで10重量％使用
した以外は実施例１と同様にして処理し、得られ
た焼成ペレツトの各物性を夫々測定した。その結
果を試料100個の平均値として第３表に示す。

【表】第３表より明白なように、ヘマタイトの添加量
とコーテイング剤のうちのAl₂O₃の頁岩への混入
量の少ない実験No.11は比重がやゝ高かつたが、そ
れ以外は比重は0.50以下で他の物性も満足するに
足るものであつた。実施例３グリーンペレツトの粒径を約７mmとし、ペレツ
トの冷却を200℃(A)、250℃(B)までロータリーキル
ンで徐冷したのち室内に取り出し、水のスプレー
で急冷した以外は実施例１と同様にして焼成ペレ
ツトを得、その物性を測定した。その結果を第４表に示す。

【表】第４表より明らかなように、焼成物を水で急冷
しただけ吸水率は大きくなり、圧壊強度も低下し
たが、骨材として充分な強度が認められ、比重は
殆んど実施例１及び２と同様であつた。尚本発明法の原料については、頁岩のみで説明
したがその他、これに類似する例えばパーライ
ト、石泥、シラス等に応用することが可能であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１平均粒度15μm以下の頁岩に、平均粒度10μm
以下の酸化鉄及び炭化硅素を夫々内割りで２〜10
重量％、0.1〜2.5重量％、又は平均粒度10μm以下
の酸化鉄及びリグニン、ポリビニールアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタ
ジエン系ラテツクスのうち一つ以上とを夫々内割
りで２〜10重量％、２重量％以下添加、混合した
のち調湿、造粒する第一工程と、平均粒度15μm
以下の頁岩に、内割りで30〜50重量％、平均粒度
10μm以下の酸化アルミニウム、酸化硅素、炭酸
カルシウムのうち一つ以上を添加、混合した混合
物を用いて第一工程で得られた造粒物の表面を被
覆し、次いで乾燥、焼成する第二工程より成るこ
とを特徴とする軽量骨材の製造方法。２第一工程で得られた造粒物に、第二工程で被
覆する混合物の量が内割りで２〜10重量％である
特許請求の範囲１項に記載の軽量骨材の製造方
法。