JPH0678182B2 - 無機質発泡体の製造法 - Google Patents

無機質発泡体の製造法

Info

Publication number
JPH0678182B2
JPH0678182B2 JP2369489A JP2369489A JPH0678182B2 JP H0678182 B2 JPH0678182 B2 JP H0678182B2 JP 2369489 A JP2369489 A JP 2369489A JP 2369489 A JP2369489 A JP 2369489A JP H0678182 B2 JPH0678182 B2 JP H0678182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inorganic foam
less
particles
weight
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2369489A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02204350A (ja
Inventor
宜雄 益村
和公 岩田
篤浩 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP2369489A priority Critical patent/JPH0678182B2/ja
Publication of JPH02204350A publication Critical patent/JPH02204350A/ja
Publication of JPH0678182B2 publication Critical patent/JPH0678182B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/065Residues from coal gasification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、無機質発泡体の製造法の改良に関するもので
ある。
[発明の背景] 建築物などの構造物は、省エネルギー、省資源および耐
震性向上のため、軽量化、高強度化および断熱化が進め
られており、これに必要な軽量コンクリート用骨材とし
て優れた品質の無機質発泡体を安価に製造する方法が課
題となっている。
特に、品質は高強度性の面から微細で連続粒度を持ち、
しかも軽量で低吸水性の無機質発泡体が要望されてい
る。
[従来技術および課題] 従来、石炭の部分酸化により得られた非晶性副生スラグ
を主原料にして無機質発泡体を製造する方法に関して、
例えば特開昭61-197479号公報および特開昭61-251551号
公報に提案がなされている。
これらの方法は、その特許請求の範囲の記載から、前者
は「石炭の部分酸化により得られた非晶性残滓を600℃
以上の温度で加熱処理して膨張させることを特徴とする
形成成分中のSiO2の含有率が60重量%以上、Al2O3の含
有率が20重量%以上、かつCaOの含有率が5重量%以上
である無機質発泡体の製造法」であり、後者は「石炭の
部分酸化により得られた非晶性残滓の粒子の内粒子径2.
5mm以下の粒子を600℃以上の温度で加熱処理して膨張さ
せることを特徴とする、SiO2の含有率が60重量%以下、
Al2O3の含有率が20重量%以上であり、単位容積重量が
0.6Kg/lより上であって1.2Kg/l以下である無機質発泡体
の製造法」 である。
しかしながら、粒子径0.3mm以下の粒子が90重量%以上
である非晶性副生スラグを原料とする無機質発泡体の製
造は企業化されていないのが現状である。その主な理由
は、これら公知方法を用いて製造した無機質発泡体は、
非常に融着しやすいために低温焼成をしいられ充分に発
泡していない粒子が含有したり、さらには低温焼成であ
るために加熱処理時間を長くする必要があり、それによ
って無機質発泡体が互いに融着して大きな塊状物となっ
たり、加熱処理装置に融着して該装置の円滑な運転が阻
害されたりするという問題があるためである。
[発明の目的] 本発明は、微細で連続粒度を持ち、しかも軽量で低吸水
性の高強度無機質発泡体の製造方法を提供することを主
な目的とする。
更に詳しくは、本発明は石炭の部分酸化により得られた
非晶性副生スラグの内、粒子径0.3mm以下の粒子の有効
利用および高品質の無機質発泡体の需要の増大の二つの
課題を同時に解決する安価で高品質、かつ省資源に役立
つ無機質発泡体の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
[発明の要旨] 本発明は、本出願人が既に出願した特開昭61-197479号
公報および特開昭61-251551号公報を改良した無機質発
泡体の製造法に関するものであり、従来、焼成困難であ
った粒子径0.3mm以下の粒子が90重量%以上である非晶
性副生スラグを昇温速度500〜1000℃/minの範囲で、800
〜1000℃の温度範囲で加熱膨張させて微細な無機質発泡
体を製造する方法である。さらに第2の発明は、フライ
アッシュおよび/または微粉炭を添加し還元雰囲気で焼
成することにより、微細で連続粒度を持つ低吸水性の高
強度無機質発泡体をより有利に製造する方法である。
[発明の効果] 本発明の無機質発泡体の製造法は、従来無機質発泡体と
して企業化されなかった粒子径0.3mm以下の粒子が90重
量%以上である非晶性副生スラグを用いて製造すること
ができる。さらに、フライアッシュおよび/または微粉
炭を添加することにより短時間に発泡・膨張するので無
機質発泡体の製造コストを低減することができる。
また、本発明の製造法による無機質発泡体は、微細で連
続粒度を持ち、軽量で吸水率が低く、かつ強度が高い。
さらに、耐火性にすぐれ、熱伝導率が低いので良好な断
熱性も有している。したがって、これまでの無機質発泡
体より非常に用途が広い。
[発明の詳細な記述] 従来の無機質発泡体の製造技術は、石炭の部分酸化によ
り得られた非晶性副生スラグをボールミルで粉砕・篩分
けし、得られた粒子径0.3〜5.0mmの原料をロータリーキ
ルン(φ1.3×31.5m)で焼成している。しかしながら、
上記の原料粒径に調製する際に大量に発生する非晶性副
生スラグの粒子径0.3mm以下の粒子あるいは粒子径0.3mm
以下の粒子が90重量%以上である非晶性副生スラグ(以
下、粒子径0.3mm以下の粒子と称すこともある。)は、
いまだに発泡性が劣るために無機質発泡体として使われ
ずにセメント原料への代替あるいは埋立てなどへ処理さ
れ、付加価値が高められていない。
本発明者らは、無機質発泡体の製造技術において非晶性
副生スラグの粒子径0.3mm以下の粒子を原料として用い
た場合に良質な無機質発泡体が得られない原因を先ず究
明した。
その結果、非晶性副生スラグの粒子径0.3〜5mmの原料に
ついては、昇温速度が150℃/min以下であっても粒径に
よる影響はほとんどなく、良質な無機質発泡体が得られ
た。しかし、非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下の粒
子の原料を昇温速度150℃/min以下で行なうと粒子同志
が融着しやすいために加熱処理温度が800℃未満に制限
され、単位容積重量0.01〜0.80Kg/lの無機質発泡体を得
ることは困難であった。
そこで、非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下の粒子の
物性を把握し、原料に適する焼成方法を検討した。
その結果、昇温速度を500〜1000℃/minの範囲で、かつ
加熱温度を800〜1000℃の温度範囲で加熱処理すれば、
粒子径0.3mm以下の粒子を原料としても良質な無機質発
泡体が得られることが判明した。
昇温速度500℃/min未満では、前述した様に加熱処理温
度が800℃未満と制限された焼成となるために有効に膨
張せず、無機質発泡体中に未膨張粒子が混入している。
逆に、昇温速度を1000℃/minを越えると急激な高温焼成
となり、得られた無機質発泡体が互いに融着して大きな
塊状物となったり、加熱処理装置に融着して該装置の円
滑な運転が阻害されたりすることがある。
また、加熱処理温度は800〜1000℃の範囲が好適であ
る。800℃未満だと非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下
の粒子が有効に膨張せず、無機質発泡体中に未膨張粒子
の混入となり、1000℃を越えると得られれた無機質発泡
体が互いに融着して大きな塊状物となったり、加熱処理
装置に融着して該装置の円滑な運転が阻害されたりする
ことがある。
次に、粉砕した非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下の
粒子と未粉砕の非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下の
粒子を比べた結果、次の様に物性が異なっていることが
判明した。つまり、粉砕品は化学成分はほとんど差が
なかったものの未焼成炭素分がほとんど消滅していた。
粒子形状が歪となり、実積率が増したために単位容積
重量も高くなっている。および粒子内部の細孔量が減
少している。このことを考慮して加熱処理方法を更に検
討した。
粉砕した非晶性副生スラグの粒子径0.3mm以下の粒子
は、未焼成炭素分が少ないために酸化雰囲気焼成となる
ので発泡性が劣り、さらに高温焼成となるために無機質
発泡体が互いに融着しやすく、品質がばらつきやすいの
で還元性雰囲気で焼成する必要があることが判明した。
還元雰囲気焼成を行うための還元作用物質としてフライ
アッシュ、微粉炭および酸化鉄などの無機質のものとCO
およびH2などのガス状物質、さらには重油などの液状物
質があげられるが、経済性、作業性および製品の品質の
面から見て無機質であるフライアッシュおよび/または
微粉炭を用いるのが好適である。
さらに、フライアッシュや微粉炭燃焼灰は、無機質発泡
体に混入してもほとんど弊害がなく、逆に微粉末フィラ
ーとして有効に作用する。
なお、フライアッシュの添加量は、無機質発泡体の粒度
構成から判断して20重量%以下が好ましく、フライアッ
シュの未燃焼炭素分は4〜10重量%が好ましい。また、
微粉炭の添加量が10重量%を越えると、低温で自己燃焼
をおこし、炉内が急激な温度上昇となり、加熱処理温度
コントロールが難しくなり品質がばらつくので、10重量
%以下が好ましい。フライアッシュの粒子径はブレーン
比表面積で2500〜5000cm2/g、微粉炭の粒子径はフルイ8
8μm残分5〜12重量%のものが使用できる。
非晶性副生スラグ粒子径0.3mm以下の粒子にフライアッ
シュを20重量%以下および/または微粉炭を10重量%以
下を添加して、昇温速度を500〜1000℃/minの範囲に
て、加熱処理温度を800〜1000℃で加熱処理を行うこと
により、さらに良質な無機質発泡体が得られるようにな
った。
すなわち、石炭の部分酸化により得られた非晶性副生ス
ラグの粒子径0.3mm以下の粒子を加熱処理温度800〜1000
℃、昇温速度500〜1000℃/minさらに、還元物質を添加
して還元雰囲気にて加熱処理することによってより有効
に発泡・膨張させるとができ、加熱処理装置の運転が尚
一層容易であり、同時に製造の際の製品歩留りも高くな
る。
従来の無機質発泡体の製造方法は、徐々に発泡・膨張さ
せるのに対して本発明の無機質発泡体の製造方法は急速
に発泡・膨張させるため加熱処理温度での保持時間が短
くなり、製造が容易である。
なお、本発明の製造方法においては0.3mmより大きな粒
子が10重量%以下の範囲内で混入してもなんら影響をう
けることもなく、良質な無機質発泡体を製造することが
できる。
本発明の製造法により、粒子径0.3mm以下の粒子が95重
量%以上の非晶性副生スラグを原料として使用した場合
に得られた無機質発泡体は、一般に粒子径が600μm以
下で平均粒子径が250μm以下、さらに添加材としてフ
ライアッシュおよび/または微粉炭を使用した場合の平
均粒子径は200μm以下、通常は、平均粒子径が150μm
〜200μmの範囲にある微細な無機質発泡体である。
また、この微細な無機質発泡体は、軽量であり、通常そ
の単位容積重量は0.4〜0.8Kg/lの範囲にある。なお、見
掛比重で表記すると0.8〜1.6の範囲にある。
さらに、本発明の無機質発泡体は、圧縮変位10mmの時の
圧縮荷重が250Kgfであるのに対し、従来の無機質発泡体
の50Kgfであり、約5倍の強度を示した。
したがって、本発明の製造方法による無機質発泡体は、
軽量で高強度であるので、たとえば構造・非構造用軽量
部材などとして使用することができる。
本発明の製造法による無機質発泡体は、その粒子中に気
泡を有している。気泡は、独立気泡からなっているため
24時間吸水率が5重量%以下と極めて低く、たとえば軽
量骨材としてセメントと混練する際に使用する混練水量
を少なくすることが可能であり、さらにそのセメント混
練物の硬化体は、高い強度を示すと共に凍結融解などに
対する耐久性にも優れている。また、気泡を多数含有す
るので熱伝導率が低く、通常0.05Kcal/m・h・℃程度で
あり、良好な断熱性を有しており断熱材料として使用す
ることができる。
本発明の製造法は、従来有効な用途が開発されていなか
った石炭の部分酸化の際に生成する非晶性副生スラグの
粒子径0.3mm以下の粒子を用いることができるので非常
に安価に良質の無機質発泡体を製造することができる。
また、本発明の製造法により得られた無機質発泡体は、
発泡体であることを利用した他の用途、例えば断熱材、
軽量骨材、肥料、洗剤あるいは塗料などの増量材、土壌
改良材などとしても使用することができるのは勿論であ
る。
次に本発明の実施例を示す。
[実施例1] 原料としては、テキサコ法を利用した石炭ガス化炉から
排出された非晶性副生スラグを篩で粒子径0.3mm以下の
粒子が95重量%以上であるものを使用した。使用した副
生スラグの化学組成を第1表、粒度分布を第2表に示
す。
なお、この副生スラグはX線回析の結果、非晶質である
ことが確認された。
得られた粒子径0.3mm以下の粒子が95重量%以上である
副生スラグを小型外熱式回転電気炉(φ60×1000mm)に
より昇温速度を900℃/minで加熱処理最高温度950℃上昇
させ、無機質発泡体を製造した。
得られた無機質発泡体の単位容積重量が0.63Kg/l、24時
間吸水率が3.8重量%であった。得られた無機質発泡体
の化学組成を第1表に、そして粒度分布を第2表に示
す。
なお、上記の測定は、下記の方法および装置を用いて行
なった。
[測定方法] 単位容積重量 100mlのメスシリンダーまたは2lマスを用意して測定対
象の粒子をこのメスシリンダーまたはマスに取り、この
粒子の重量を測定した。
比重および吸水量 JIS A 1134に準じて測定した。
粒度分布 JIS A 1102に準じて測定した。
化学組成 JIS M 8852に準じて分析した。
圧潰強度 B.S 812に準じて簡易法により粒子50重量%破壊の荷重
を測定した。
[実施例2、3および比較例1、2] 加熱処理温度を500℃(比較例1)、875℃(実施例
2)、1000℃(実施例3)および1200℃(比較例2)に
変えた以外は、実施例1と同様にして加熱処理実験を行
なった。
得られた無機質発泡体の物性を第3表に示す。
[実施例4および比較例3] 昇温速度20℃/min(比較例3)および500℃/min(実施
例4)に変えて、それら加熱処理可能な最高温度にて加
熱処理実験を行なった以外は実施例1と同様。
得られた無機質発泡体の物性を第3表に示す。
[実施例5] 原料としては、テキサコ法を利用した石炭ガス化炉から
排出された副生スラグの粒子径0.3mm以上の粒子をボー
ルミルで粉砕して粒子径0.3mm以下の粒子が95重量%以
上であるものを使用した。使用した副生スラグの化学組
成を第1表、粒度分布を第2表に示す。
粉砕されて得られた粒子径0.3mm以下の粒子が95重量%
以上である副生スラグを使用した以外は、実施例1と同
様にして加熱処理実験を行なった。
得られた無機質発泡体の化学組成及び粒度分布を第1表
および第2表に、そして物性を第3表に示す。
[実施例6〜8] 実施例5に用いた原料に添加材としてフライアッシュを
15重量%(実施例6)、微粉炭を5重量%(実施例7)
添加したもの。さらに、フライアッシュを10重量%と微
粉炭5重量%(実施例8)を添加した以外は実施例1と
同様に加熱処理実験を行なった。
得られた無機質発泡体の物性を第3表に示す。
[比較例4] 実施例5に用いた原料に添加材として微粉炭15重量%添
加した以外は実施例1と同様に加熱処理実験を行なっ
た。
得られた無機質発泡体の物性を第3表に示す。
[実施例9、10] 実施例1および実施例6の原料および燃焼条件にて有効
内径φ1.3×長さ3.5mのロータリーキルンを用いて加熱
処理実験を行なった。
得られた無機質発泡体の物性を第4表に示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石炭の部分酸化により得られた粒子径0.3m
    m以下の粒子が90重量%以上である非晶性副生スラグを
    昇温速度500〜1000℃/minの範囲にて800〜1000℃の温度
    範囲で加熱処理して膨張させることを特徴とする無機質
    発泡体の製造法。
  2. 【請求項2】上記スラグに対してフライアッシュが20重
    量%以下および/または微粉炭が10重量%以下になるよ
    うにフライアッシュまたは微粉炭を添加して還元雰囲気
    内で焼成することを特徴とする請求項(1)項記載の無
    機質発泡体の製造法。
JP2369489A 1989-02-03 1989-02-03 無機質発泡体の製造法 Expired - Fee Related JPH0678182B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2369489A JPH0678182B2 (ja) 1989-02-03 1989-02-03 無機質発泡体の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2369489A JPH0678182B2 (ja) 1989-02-03 1989-02-03 無機質発泡体の製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02204350A JPH02204350A (ja) 1990-08-14
JPH0678182B2 true JPH0678182B2 (ja) 1994-10-05

Family

ID=12117522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2369489A Expired - Fee Related JPH0678182B2 (ja) 1989-02-03 1989-02-03 無機質発泡体の製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0678182B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109650834A (zh) * 2019-01-25 2019-04-19 贵州长泰源节能建材股份有限公司 一种防渗型加气砖的加工方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5006830B2 (ja) * 2008-04-30 2012-08-22 一般財団法人電力中央研究所 石炭ガス化スラグ発泡体の製造システム
JP6431744B2 (ja) * 2014-10-22 2018-11-28 株式会社大林組 防草材料の製造方法
JP2022191709A (ja) * 2021-06-16 2022-12-28 国立大学法人東北大学 コンクリート混和材の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109650834A (zh) * 2019-01-25 2019-04-19 贵州长泰源节能建材股份有限公司 一种防渗型加气砖的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02204350A (ja) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2333176C1 (ru) Способ получения строительного материала
CN106146027B (zh) 以钢渣为原料的泡沫陶瓷墙材及其制备方法
CN114249561B (zh) 一种地质聚合物发泡水泥保温材料及制备方法
CN107417254A (zh) 一种低温烧成仿古琉璃瓦及其制备方法
CN104130007A (zh) 一种以钢渣为原料的蒸压加气轻质隔墙板
CN104355546A (zh) 一种以玄武岩玻璃熟料和crt屏玻璃为主原料的泡沫玻璃及其制备方法
JPH0678182B2 (ja) 無機質発泡体の製造法
US3702257A (en) Manufacture of lightweight aggregate
JPS59182223A (ja) 中空シリカ球状体及びその製造方法
JPH11335146A (ja) 人工軽量骨材の製造方法およびこの方法により得られた人工軽量骨材
JP2010126400A (ja) 膨張性組成物または膨張材とその製造方法、および用途
US4219363A (en) Process for the preparation of Portland cement clinker
SU1548178A1 (ru) Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционных строительных изделий
JPH09110549A (ja) 発泡セラミック材及びその原料となるスラグの製造方法
JP2013249219A (ja) 多孔質焼結体とその製造方法
RU2685384C1 (ru) Специальный бетон для ограждающих конструкций защитных сооружений
JP4509269B2 (ja) 人工骨材およびその製造方法
RU2671582C1 (ru) Способ получения теплоизоляционного материала - пеностекла и шихта для его изготовления
JPH1143336A (ja) 発泡ガラス原料の製造方法
CN107867818A (zh) 一种利用红土镍矿镍铁冶炼废渣制备建筑内墙板的方法
JP3746802B2 (ja) 中空焼成体の製造方法
JP2014129187A (ja) 人工軽量細骨材およびその製造方法
JP3016568B2 (ja) 球状スラグセメントとその製造方法
JP2005225717A (ja) 人工軽量骨材の製造方法及び人工軽量骨材
JP2518737B2 (ja) 細粒セラミックバル―ンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees