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技術 軽量人工骨材及びその製造方法

出願人 第一工業製薬株式会社
発明者 本荘秀一林孝幸鍵政典子
出願日 2000年4月11日 (21年3ヶ月経過) 出願番号 2000-108931
公開日 2001年10月23日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2001-294457
状態 未査定
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養正 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 膨張スラグ 微粉分 解砕物 破壊率 ひる石 ディスクペレッター 無機原料 膨張粘土
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年10月23日)のものです。
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課題

造粒焼結までの間の形状保持性に優れた軽量人工骨材の製造方法と、この製造方法により製造される圧壊強度の高い軽量人工骨材とを提供する。

解決手段

石炭灰と、頁岩と、水と、必要に応じて無機バインダー及び/又は有機バインダーとを加え、更に、これに繊維状物質を加える。これを撹拌混合し、ディスクペレッターを用いて生ペレットに造粒する。この生ペレットを焼結して、軽量人工骨材を得る。

概要

背景

石炭灰の有効な利用方法として、これを焼結した軽量人工骨材が知られている。軽量人工骨材は、コンクリート等に混合して使用されることが多く、軽量人工骨材の使用により、強度を低下させることなくコンクリート建造物の軽量化を図ることができるので、注目されるようになってきている。

このように建築材料として使用される人工骨材は、通常、石炭灰に、ベントナイト粘土水ガラス等の無機系バインダー、又はパルプ廃液糖蜜カルボキシメチルセルロース等の有機系バインダー等を添加して骨材原料を調製し、これを造粒し、更にこの生ペレットを焼結することにより、製造されている。

概要

造粒後焼結までの間の形状保持性に優れた軽量人工骨材の製造方法と、この製造方法により製造される圧壊強度の高い軽量人工骨材とを提供する。

石炭灰と、頁岩と、水と、必要に応じて無機バインダー及び/又は有機バインダーとを加え、更に、これに繊維状物質を加える。これを撹拌混合し、ディスクペレッターを用いて生ペレットに造粒する。この生ペレットを焼結して、軽量人工骨材を得る。

目的

本発明は上記従来の軽量人工骨材の問題点を解決するものであり、造粒後焼結までの間の形状保持性に優れた軽量人工骨材の製造方法と、この製造方法により得られる圧壊強度の高い軽量人工骨材とを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

骨材原料に、繊維状物質を添加して造粒焼結して得られることを特徴とする軽量人工骨材

請求項2

前記繊維状物質が、紙、天然繊維合成繊維、綿、ガラス繊維及びロックウールからなる群から選択されるものである請求項1記載の軽量人工骨材。

請求項3

骨材原料に繊維状物質を添加し造粒して生ペレットを調製し、次に、該生ペレットを焼結することを特徴とする軽量人工骨材の製造方法。

請求項4

前記繊維状物質が、紙、天然繊維、合成繊維、綿、ガラス繊維及びロックウールからなる群から選択されるものである請求項3記載の軽量人工骨材の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、造粒焼結までの間の形状保持性に優れた軽量人工骨材の製造方法と、この製造方法により得られる圧壊強度の高い軽量人工骨材とに関する。

背景技術

0002

石炭灰の有効な利用方法として、これを焼結した軽量人工骨材が知られている。軽量人工骨材は、コンクリート等に混合して使用されることが多く、軽量人工骨材の使用により、強度を低下させることなくコンクリート建造物の軽量化を図ることができるので、注目されるようになってきている。

0003

このように建築材料として使用される人工骨材は、通常、石炭灰に、ベントナイト粘土水ガラス等の無機系バインダー、又はパルプ廃液糖蜜カルボキシメチルセルロース等の有機系バインダー等を添加して骨材原料を調製し、これを造粒し、更にこの生ペレットを焼結することにより、製造されている。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、上記のようにして造粒した生ペレットは形状保持性が低いため、造粒後焼結までの間にペレット崩れ割れが発生し、歩留まりが低下してしまうという問題があった。また、生ペレットの摩耗によってペレットの大きさが小さくなり、微粉分が多くなって、得られる軽量人工骨材の圧壊強度が低下してしまうという問題があった。

0005

本発明は上記従来の軽量人工骨材の問題点を解決するものであり、造粒後焼結までの間の形状保持性に優れた軽量人工骨材の製造方法と、この製造方法により得られる圧壊強度の高い軽量人工骨材とを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の軽量人工骨材は、石炭灰等を主原料とする骨材原料に、繊維状物質を添加して造粒し焼結して得られることを特徴としている。

0007

繊維状物質が骨材原料に添加されていると、生ペレットの形状保持性が向上し、焼結までの間に崩れや割れが発生したり、摩耗が生じることが防止される。従って、焼成後に於ける軽量人工骨材の圧壊強度を充分に高めることができる。

0008

また、本発明の軽量人工骨材の製造方法は、骨材原料に繊維状物質を添加し造粒して生ペレットを調製し、次に、該生ペレットを焼結することを特徴とする。生ペレットの調製に際して繊維状物質を添加しておくと、上述のように造粒後に生ペレットが崩れたり、割れたり、摩耗したりすることがないため、これを焼結すると、圧壊強度が充分に高い軽量人工骨材を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

本発明の軽量人工骨材の製造に用いられる生ペレットは、骨材原料から調製される。骨材原料の主原料としては石炭灰を挙げることができる。石炭灰以外に、例えば、頁岩膨張頁岩膨張粘土焼却灰下水汚泥焼却灰上水汚泥脱水物高炉スラグ微粉末膨張スラグ真珠岩、黒曜岩、松脂岩、ひる石等の他の無機原料を含み得る。更に、これらの無機原料の混合物も骨材原料として用いることができる。本発明の軽量人工骨材に於いては、石炭灰の有効利用という観点から、骨材原料として40重量%以上の石炭灰を含有していることが好ましい。

0010

本発明の軽量人工骨材用生ペレットには、石炭灰等を主原料とする骨材原料に加えて、繊維状物質が添加される。繊維状物質としては、紙、天然繊維合成繊維、綿、ガラス繊維ロックウールからなる群から選択されるものである。繊維状物質として添加される紙には、例えば、新聞紙、古紙などの解砕物パルプ等が含まれる。また、繊維状物質として添加される天然繊維には、動物繊維植物繊維鉱物繊維などが含まれ、動物繊維として羊毛等を挙げることができる。また、植物繊維としては、木綿等を挙げることができる。更に、鉱物繊維としては、ロックウール、アスベストアタパルジャイト等を挙げることができる。

0011

骨材原料に於ける好ましい繊維状物質の添加量は、0.1〜10重量%の範囲である。この繊維状物質の添加量が0.1重量%より少ないと、繊維状物質を添加した効果が得られず、また、繊維状物質の添加量が10重量%より多いと、必要な水量が多くなり、また、焼結後の骨材比重が軽くなりすぎるので好ましくない。

0012

本発明の軽量人工骨材用生ペレットに於いては、上述の石炭灰、頁岩等及び繊維状物質に加えて、αーデンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースアクリル水溶性高分子等の有機バインダーを添加してもよい。また、ベントナイト、モンモリナイトカオリン等の無機バインダーを添加することもできる。有機バインダー及び/又は無機バインダーの添加により、生ペレットの形状保持性が更に向上し、焼結までの間の崩れ、割れ、摩耗等を防止する効果が更に高められる。

0013

本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本明細書中における「部」又は「重量部」は、質量に基づく比を表わしている。

0014

[生ペレットの製造]石炭灰50重量部、頁岩33重量部、水17部に対し、ベントナイト(クニミネ工業製)3重量部、α−デンプン(三和デンプン工業製)1重量部を加えた。更に、これに表2に示す繊維状物質をそれぞれ2重量部配合したものを、容量3リットルモルタルミキサーに入れ、低速回転で10分間撹拌した後、ディスクペレッター(F−5型、日本パウダル製)を用いて直径9mm、長さ15mmのペレットに造粒し、実施例1〜6の生ペレットとした。上記に於いて、繊維状物質を加えないものを比較例の生ペレットとした。

0015

なお、石炭灰及び頁岩についての化学組成比表面積比重及び強熱減量は、表1に示されているとおりである。

0016

[軽量人工骨材の製造]上記の実施例1〜6の生ペレットを電気炉にて1100℃まで1時間かけて昇温して焼結を行い、実施例1〜6の軽量人工骨材を得た。また、比較例の生ペレットを同じ条件で焼結したものを比較例の軽量人工骨材とした。

0017

0018

0019

[生ペレットの評価]上記の「生ペレットの製造」の項に於いて製造した直後の生ペレット30個を、6mの高さから1個づつ落下させ、破壊したペレットの数を調べた。その結果を表2に示した。

0020

また、上記の「生ペレットの製造」に於いて製造した生ペレットを300℃の乾燥機で5分間乾燥させたものについて、上記と同様に6mの高さから30個を1個づつ落下させ、破壊したペレットの数を調べた。その結果を表2に併せて示した。なお、ペレットの破壊は目視にて確認し、ひび以上の破損が生じたものを破壊ペレットとした。

0021

表2の結果から分かるように、繊維状物質を配合した実施例1〜6の生ペレットは、造粒直後に於いては破壊率が13%以下という非常に低い値であった。これに対して、比較例の生ペレットには繊維状物質が配合されていないため、ペレットの破壊率は80%と非常に高い値であった。

0022

また、300℃で5分間の乾燥後於いても、繊維状物質を配合した実施例1〜6の生ペレットは、破壊率が20%以下という非常に低い値を示した。一方、繊維状物質を配合していない比較例のペレットでは、破壊率は90%にも達する非常に高い値であった。

0023

以上の結果から、繊維状物質の配合により、生ペレットの形状保持性が向上し、崩れ、割れ等が生じ難いことが分かる。

0024

[軽量人工骨材の評価]上記の「軽量人工骨材の製造」の項に於いて製造した軽量人工骨材について、万能圧壊強度試験機万能試験機MIE−734−5、(株)マルイ製)を用いて圧壊強度を測定し、その結果を表2に示した。比較例の軽量人工骨材についても同様に圧壊強度を測定し、その結果を表2に併せて示した。

0025

表2の結果から分かるように、繊維状物質を配合した実施例1〜6の軽量人工骨材は、高い圧壊強度を示した。これに対して、繊維状物質を配合していない比較例の軽量人工骨材は、実施例1〜6の軽量人工骨材に比較して圧壊強度は低い値であった。

発明の効果

0026

以上の説明から明らかなように、本発明の軽量人工骨材は、石炭灰等を主原料とする骨材原料に繊維状物質を添加して造粒され焼結されているので、生ペレットの段階で形状保持性が向上し、生ペレットの造粒後焼結までの間に於ける崩れ、割れ、摩耗等の発生を防止することができる。従って、焼成後に於ける軽量人工骨材の圧壊強度を充分に高めることができる。

0027

また、本発明の軽量人工骨材の製造方法では、生ペレットの調製に際して繊維状物質が添加されるので、上述のように造粒後に生ペレットが崩れたり、割れたり、摩耗したりすることがないため、これを焼結すると、圧壊強度が充分に高い軽量人工骨材を得ることができる。

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