JPH0260624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は軽量骨材特に超軽量骨材の製造方法に
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、該頁岩を粉砕して100メツシユオールパ
ス程度に粉砕したのち、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（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）を効率よく大幅に低下させたとする新規な軽
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。 本発明者等は、上記の欠点を解消し、得られる
焼成物の比重を、更に低下せしめた骨材の製造方
法を得ることを目的として種々検討の結果、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）、
カルボキシルメチルセルロース（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軽減
せしめ得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％の10μm以下の酸化第二鉄と
を添加し、以下公知の方法に従つて混合、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２分の１の比重の
軽量な骨材を製造することができる。 本発明の目的は、上記の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
の方法を更に検討した結果、前述の添加剤と共に
10μm以下の酸化硅素を頁岩に対し、極く少量を
添加したのち混合し以下常法に従つてペレツトを
焼成すると、焼成物の比重が効率良く低減するこ
とを見出し本発明に到達した。 即ち本発明の方法は、頁岩を平均粒度で15μm
以下に微粉砕したものに、該頁岩に対し平均粒度
10μm以下の酸化鉄好ましくは極力微粒の酸化第
二鉄を内割りで２〜10重量％と、平均粒度10μm
以下の炭化硅素を内割りで0.1〜2.5重量％、又は
固体もしくは液状のP.V.A、C.M.C、リグニン、
S.B.Rラテツクスのうち一つ以上を内割りで２重
量％以下好ましくは0.1〜１重量％と更に平均粒
度10μm以下の酸化硅素を該頁岩に対し内割りで
0.5〜10重量％それぞれ添加混合したのち、以下
常法に従つて調湿、乾燥を行ない焼成するという
ものである。 こゝで得られる焼成物は、焼成についで冷却さ
れるが、この冷却は直ちに炉外に取り出し常温で
急冷するよりも、該炉内又は他の炉に移して徐冷
し、その温度が常温よりも極端に高くない程度
（用途により異なるが好ましいのは250℃以下、よ
り好ましくは100℃以下）まで徐冷し後大気中に
放冷または、空気もしくは水を使用して急冷する
のが焼成物の強度保持や吸水率を低下せしめる上
で望ましい。 本発明の方法において、頁岩を平均粒度15μm
以下まで微粉砕し、これに平均粒度10μm以下の
酸化鉄と炭化硅素及び酸化硅素かリグニン、P.
V.A等の有機発泡剤を加える理由は、ペレツトの
焼成に際して起こるペレツト内部が容易に反応し
て溶融状態となること、溶融物は適当に粘調であ
り、しかもペレツト内部に気泡を封じ込み、且つ
所定時間経過後にこのガスは均一細孔を生成する
ように添加されたものであり、夫々の添加量は限
定数値より少ないと結果的に得られる焼成ペレツ
トの比重低減の効果が顕著でなく、これ以上添加
しても上記の効果は特に向上しないからである。 即ち頁岩の微粉砕は、ペレツト焼成時の反応性
を良好ならしめ、添加剤のうち特に微粉末酸化硅
素の添加は、焼成工程における発生ガスを微調整
するためのものであり、これは原料である頁岩中
酸化硅素（SiO₂）の含有率により又頁岩微粉末
の粒度によつて、添加する量は変動させるもので
ある。 一般に原料中のSiO₂含有率が低い場合又は原
料の粒度が比較的大きい場合に、その効果は顕著
であるが原料中SiO₂含有量が充分に高くても、
頁岩の粒度が比較的大きい場合には例えば頁岩に
対する内割りで数％と比較的多量に添加するのが
好ましい。 但し各添加剤の添加量は、多いほどその効果は
増大するものではなく、添加量が多過ぎると例え
ばヘマタイトは所定量以上では焼成ペレツトの比
重が漸増の傾向を示し、SiO₂の場合には、未反
応物が増加する結果として焼成物の比重は、その
目的とは逆に急上昇するので注意を要する。添加
剤としての炭化硅素も多過ぎると異常発泡を生ず
るなど本発明で使用する各添加剤の量は、頁岩の
組成により、その粒度により、且つ添加剤の粒度
などにも微妙に影響を受けるものであるから慎重
に選定されるべきである。 次に添加剤の一つであるS.B.Rラテツクスとし
ては、特定するものではないが、商品名LX531B
（日本ゼオン製）、クロスレン（武田薬品工業製）
小野田SXB（日本ユニロン製）、J.S.R0670（日本
合成ゴム製）等が好ましい。 ペレツトは造粒後充分な乾燥を行なつて通常ロ
ータリーキルンで焼成帯温度1080〜1130℃、同酸
素濃度８〜９容量％、原料装入側温度630℃程度、
同酸素濃度12〜13容量％、焼成帯滞留時間20〜30
分で焼成するが、この焼成体の温度は高いほど低
比重のものが得られる傾向を示すが、これも原料
組成及び添加剤の種類及び酸素雰囲気等により変
動するものであり本発明法では1130℃以下が好ま
しい。これ以上ではペレツトの表面まで溶融しペ
レツト同志が融着するので好ましくない。 本発明法により得られる焼成ペレツトは、その
大きさについては特に制約されないが、通常５〜
20mmで、比重が同じならば直径が大きい程圧壊強
度は大きく、吸水率は逆に減少するが、平均粒径
度約７mmのほぼ球状のもので圧壊強度は約20Kg以
上吸水率は１〜25重量％程度と優れた物性を持つ
比重約0.4のものが効率よく得られる。 従つて軽量で強い断熱、耐水などの骨材として
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）に装入して微粉砕し、各120Kgの微粉末
の試料を採取した。 この試料は光透過式粒度計で測定したところ平
均粒度は各７〜12μmであつた。 該微粉末には夫々平均粒径5μmの酸化第二鉄及
び同粒度の炭化硅素、又は有機発泡剤ならびに平
均粒径5μmの酸化硅素の所定量（何れも内割り重
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（以下ペレツトという）は夫々空気
吸引式乾燥器で６時間乾燥したのち、ペレツト装
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、酸化濃度は装入側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分間となるように調整し、
１分間に300ｇ給鉱して各30分間ペレツトの焼成
を行なつた。 焼成後のペレツトは、キルン内で200℃まで徐
冷後室内で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JISA1135に従つて夫々測定
した。 圧壊強度については別途に試料100個を採取し、
圧縮試験機によつて圧壊された際の荷重値を夫々
求め、その平均値を計算によつて求めた。 尚吸収率は24時間である。 その結果を第２表に示す。

【表】

【表】

【表】 第２表より明らかなように、ペレツト焼成の温
度によつて大きな影響を受けているが、その他で
はシリカ添加量の少ない実験No.７以外は何れも比
重は0.5程度あるいはそれ以下を示したが、骨材
としての圧壊強度は充分に高く吸水率は低いもの
であつた。 実施例 ２ 試料Ａを用いてグリーンペレツトの粒径を約７
mmとし、ペレツトの徐冷を200℃（Ｃ）、250℃
（Ｄ）とし、以後は室内に取り出し、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、その物性を夫々測定した。 その結果を第３表に示す。

【表】 第３表より判るように、焼成物を水で急冷した
ため吸水率は増加し、圧壊強度もやゝ低下した
が、骨材して尚充分な圧壊強度が認められた。 比重については第２表とほぼ同等でであり、こ
の骨材は例えばモルタルに圧入して使用するのに
好適なものと云うことができる。 以上本発明法の原料については、頁岩のみで説
明したが、これ以外にも類似のパーライト、石
泥、シラス、粘土、フライアツシユ等に応用する
ことが可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平均粒度15μm以下の頁岩に、平均粒度10μm
   以下の、酸化鉄、炭化硅素及び酸化硅素とを夫々
   内割りで２〜10重量％、0.1〜2.5重量％、0.5〜10
   重量％、又は平均粒度10μm以下の酸化鉄とポリ
   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、リグニン
   等のうち一つ以上及び酸化硅素とを夫々内割りで
   ２〜10重量％、２重量％以下、0.5〜10重量％添
   加、混合したのち調湿、造粒、乾燥後焼成するこ
   とを特徴とする軽量骨材の製造方法。