JPH08259288A

JPH08259288A - パーライト製造時に発生するダストの有効利用方法及び人工軽量骨材の製造方法

Info

Publication number: JPH08259288A
Application number: JP8733095A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Harada; 至克原田; Junji Asaumi; 順治浅海; Hiroyuki Hayano; 博幸早野; Kazunari Suzuki; 一成鈴木
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【構成】粒径１００μｍ以下の粉末が１００重量％か
つ２０μｍより大きい粒径が３０重量％以上のパーライ
トを製造する際に発生する真珠岩ダスト、黒曜石ダスト
粉末の単味又は、これらの混合物にアルカリ物質を添加
して造粒し、乾燥後加熱発砲させ、人工軽量骨材を得る
ことを特徴とするパーライト製造時に発生するダストの
有効利用方法及び人工軽量骨材の製造方法。【効果】従来廃棄処分としていた真珠岩ダスト、黒曜
石ダストを有効利用し、吸水率が小さく、しかも強度が
あり、コンクリートの造粒型人工軽量骨材としても用い
ることができ、さらに、該粒度構成のダストを用いれ
ば、岩石の採掘、粉砕等の工程が不要となり、工程が簡
略化でき製造方法が簡単、低コストで造粒型人工軽量骨
材を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物である真珠
岩ダスト、黒曜石ダスト粉末をパーライトに比べて強
度、吸収率などの優れた造粒型人工軽量骨材に製造する
際の原料として有効利用する方法及び該原料による人工
軽量骨材の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にパーライトの製造には、原料とし
て真珠岩、黒曜石などが用いられており、これを破砕し
発泡、焼成して製品を得ているが、パーライト製造工程
中の原料の採掘、破砕、又は焼成時に大量の粉塵（ダス
ト粉末）が発生する。

【０００３】パーライトは、軽量モルタル等の骨材とし
て用いられているが、軽量で強度が弱く、また吸水率も
高いためコンクリートの骨材としては規格にあわず、こ
れがダストとして微粉末になると更に吸水率が高まる等
により利用分野がなくなるとされ、このダスト粉末は、
従来から産業廃棄物として廃棄処分されているにすぎな
かった。

【０００４】また、ダストの利用としては、膨張頁岩、
膨張性粘土を原料とした軽量骨材を製造する際に発生す
るダストを用いて造粒型軽量骨材が製造されている。こ
の骨材は絶乾比重で、０．３５〜１．６０程度の汎用の
軽量骨材であり、通常の軽量コンクリートの粗骨材とし
て利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、真珠岩ダス
ト、黒曜石ダストの発生量は、今後パーライトの需要の
増加と供に増える可能性があるが、なんら有効利用する
手段が開発されておらず、産業廃棄物としての処理も未
解決のままである。一方、環境の整備に伴って埋立廃棄
場所の不足は今まで以上に問題化されており、これらの
廃棄物を有効利用する技術の開発が望まれている。

【０００６】また、パーライトは、コンクリートの軽量
骨材としては規格が合わないため単独では用いることが
できず補助材の混合を必要とする。今日、人工軽量骨材
としては様々なものが開発されているが、いずれも製造
方法が複雑であったり、製造コストの高くつくものであ
った。

【０００７】さらに、膨張頁岩、膨張性粘土のダストを
有効利用した造粒型軽量骨材は、絶乾比重で、０．３５
〜１．６０程度の汎用の造粒型軽量骨材であるが、一般
的に吸水率が大きいものが多く施工時の水分管理、ポン
プ圧送性などに問題点を残している。

【０００８】また、最近では造粒型軽量骨材の製造法と
して、特公昭６２−１２１８６号公報に代表される抗火
石を原料として、各種発泡剤を添加した構造用軽量コン
クリートに用いられる造粒型人工軽量骨材の製造も試み
られているが、主原料となる岩石の採掘、粗砕、原料乾
燥、粉砕と原料粉末にするまでの工程が多く、コストが
かかり過ぎ採算がとれない欠点がある。

【０００９】本発明は、従来廃棄処分としていた産業廃
棄物である真珠岩ダスト、黒曜石ダストの有効利用法及
び、得られる人工軽量骨材が、吸水率が小さく、しかも
強度があり、コンクリートの造粒型人工軽量骨材として
も用いることができ、さらに、製造工程も簡略化でき、
低コストな造粒型人工軽量骨材の製造法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【問題が解決するための手段】そこで、本発明者らは産
業廃棄物である真珠岩ダスト、黒曜石ダストを有効利用
する方法について鋭意研究を重ねた結果、パーライトを
製造する際に発生する真珠岩ダスト、黒曜石ダスト粉末
の単味又は、これらの混合物にアルカリ物質を添加して
造粒し、乾燥後加熱発砲させ、人工軽量骨材を得ればパ
ーライト製造時に発生するダストを有効利用できるとの
知見を得て本発明を完成した。

【００１１】そして、粒径１００μｍ以下の粉末が１０
０重量％かつ２０μｍより大きい粒径が３０重量％以上
に調整した真珠岩ダスト、黒曜石ダスト単味又は、これ
らの混合物を主原料とし、これに水ガラス、炭酸ナトリ
ウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムのうち１種又は
２種以上のアルカリ物質を添加して造粒し、乾燥後加熱
発泡させれば、構造用軽量コンクリートに利用できる強
度を有し、吸水率の低い人工軽量骨材が簡単な製造方法
で低コストで得られることを見出した。

【００１２】本発明で有効利用が可能な産業廃棄物とし
ては、真珠岩ダスト、黒曜石ダスト粉末が挙げられる
が、割合に関係なく混合した原料も利用できる。

【００１３】これらのダストの粉末度は、１００μｍ以
下の粒径が１００重量％かつ２０μｍより大きい粒径が
３０重量％以上であることが必要である。主原料粉末と
なるダスト中の粒径２０μｍより大きい粉末が３０％よ
り少なくなると、ダスト自体の発泡性が低下し、骨材が
軽量化せず、また粒径１００μｍを超える粉末が混入す
ると、主原料粉末の発泡に起因する気孔の径が大きくな
り骨材強度の低下を招き好ましくない。

【００１４】主原料となるダストの粉末度は、上記範囲
に調整することが必要となるが、ダストとしてこの粒度
分布を得て既に粉末化されているときは、既存の造粒型
人工軽量骨材の製造方法に見られる岩石の採掘、粗砕、
原料乾燥、粉末度管理を伴う粉砕などの工程を簡略化す
ることが可能なうえに、かつ得られた軽量骨材の性状は
比重、吸水率、骨材強度何れも既存の軽量骨材と同等な
ものを得ることができる。

【００１５】構造用軽量コンクリートの製造法として
は、粒度調整された真珠岩ダスト、黒曜石ダスト粉末の
単味又はこれら混合物に、水ガラス等のアルカリ物質と
水の混合液を添加してオムニミキサーを用いて十分に混
練すると同時に軽量骨材の前駆体を球状に成形し、その
後１１０℃で２４時間乾燥させる。乾燥した軽量骨材前
駆体は、予め９００〜１３００℃に加熱した焼成炉に投
入する。このとき、温度が９００℃より低いと骨材表面
に覆う融液が生成されず内部ガスが発生しても骨材の発
泡軽量化が望めない。また、処理温度が１３００℃を超
えると骨材を形成するガラス相の粘性が低下し、変形お
よび骨材同志の融着が顕著になり好ましくない。

【００１６】

【実施例】

実施例１〜８パーライト製造時に発生するダストとして、アサノパー
ライト社から排出された、真珠岩ダスト、黒曜石ダスト
を用いた。表１に示す原料、粒度構成のダスト粉末に水
ガラス（日本化学社製、商品名：水溶液３号）を３０重
量％（外割り）添加し、１０Ｌオムニミキサーを用いて
混練すると同時に軽量骨材の前駆体を球状に成形し、そ
の中からφ１０ｍｍの成形体を準備した。次いで、準備
した成形物を１１０℃乾燥機で２４時間乾燥した後、こ
れを焼成炉で１１００〜１２５０℃の温度範囲で１０分
間焼成し発泡させ、実施例１〜８の軽量骨材を得た。

【００１７】得られた軽量骨材を、ＪＩＳＡ１１３５
（構造用軽量骨材の比重及び吸水試験方法）に従い、絶
乾比重と吸水率を求め、さらに、乾燥処理したφ１３〜
１４ｍｍの軽量骨材から無作為に１００個を抽出し、材
料試験機を用いて骨材１粒づつの圧壊強度を測定した。
その結果を表１に示す。

【００１８】比較例１〜４比較として、真珠岩岩石、抗火石岩石をボールミルによ
り粉砕し表１に示す粒度構成にした粉末を実施例１〜８
に準じて造粒し、焼成を行ない比較例１〜４の軽量骨材
を得た。得られた軽量骨材につき、実施例１〜８に準じ
て絶乾比重、吸水率及び圧壊強度を測定し、その結果を
表１に示す。

【００１９】比較例５〜６真珠岩ダスト、黒曜石ダストの代わりに、軽量骨材アサ
ノライト（日本セメント株式会社製）を製造する際に発
生する膨張頁岩ダストを用い軽量骨材を製造した。製造
は、膨張頁岩ダストに酸化鉄を５重量％（外割り）、カ
ーボンを１０重量％（外割り）を添加し、得られた粉末
を実施例１〜８に準じて造粒し、その中からφ１０〜１
２ｍｍの成形体を準備した。準備した成形物は１１０℃
乾燥機で２４時間乾燥し、これを焼成炉で１１００℃〜
１２５０℃の温度にて１０分間焼成し、発泡させ、比較
例５〜６のφ１３〜１４ｍｍの軽量骨材を得た。得られ
た軽量骨材につき、実施例１〜８に準じて絶乾比重、吸
水率及び圧壊強度を測定し、その結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】実施例９〜１５、比較例７パーライト製造時に発生するダストとして、アサノパー
ライト社から排出された真珠岩ダストを用いた。ダスト
粉末は、粒径１００μｍ以下の粉末が１００重量％かつ
粒径２０μｍより大きい粉末が５０重量％のものを用
い、このダスト粉末に表２に示す各種アルカリを単独又
は２種以上を混合し、外割りで１０重量％の蒸留水に溶
かしてダストに添加した。これを１０Ｌオムニミキサー
にて混練すると同時に球状に成形しその中からφ１０〜
１２ｍｍの成形体を得た。得られた成形体を１１０℃乾
燥機にて２４時間乾燥し、さらに焼成炉で１２００℃の
温度にて１０分間焼成して発泡させ、実施例９〜１５の
φ１３〜１４ｍｍの軽量骨材を得た。また、比較のため
アルカリ物質無添加にした以外は実施例９〜１５に準じ
て比較例７の軽量骨材を得た。

【００２２】得られた実施例９〜１５及び比較例７の軽
量骨材につき、実施例１〜８に準じて絶乾比重、吸水率
及び圧壊強度を測定し、その結果を表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、産業廃棄物であるパー
ライトダストの真珠岩ダスト、黒曜石ダストにアルカリ
物質を添加し造粒、焼成することによって人工軽量骨材
を得ることができ、パーライトダストを有効利用するこ
とが可能となる。また、真珠岩ダスト、黒曜石ダストの
粉末度を、１００μｍ以下の粒径が１００重量％かつ２
０μｍより大きい粒径が３０重量％以上にすることによ
り、得られる人工軽量骨材は、吸水率が低くかつ高強度
で、コンクリートの軽量骨材としても用いることがで
き、製造方法も簡単かつ低コストで、しかも施工時の水
分管理、ポンプ圧送性が良好になる。

【００２５】さらに、従来の造粒型軽量骨材の製造は、
岩石の採掘、粗砕、原料乾燥、粉砕の後混合、造粒、乾
燥、焼成を行っていたが、ダストとしてこの粒度分布を
得て既に粉末化されているときは、岩石の採掘、粗砕、
原料乾燥、粉砕の工程が不要となり、従来の造粒型軽量
骨材の製造工程に比べて、工程が簡略化できるにもかか
わらず、得られる骨材性能は同等である。

【００２６】また、アルカリ物質としても高価なものを
利用する必要がなく、汎用の水ガラス、炭酸ナトリウ
ム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムのうち１種又は２
種以上の混合物を用いることができるので、通常の人工
軽量骨材の製造工程をそのまま利用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーライトを製造する際に発生する真珠
岩ダスト、黒曜石ダスト粉末の単味又は、これらの混合
物にアルカリ物質を添加して造粒し、乾燥後加熱発砲さ
せ、人工軽量骨材を得ることを特徴とするパーライト製
造時に発生するダストの有効利用方法。
【請求項２】真珠岩ダスト、黒曜石ダストの粉末が、
各々粒径１００μｍ以下の粉末が１００重量％かつ２０
μｍより大きい粒径が３０重量％以上であることを特徴
とする特許請求の範囲１項記載のパーライト製造時に発
生するダストの有効利用方法。
【請求項３】アルカリ物質が、水ガラス、炭酸ナトリ
ウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムのうち１種又は
２種以上の混合物であることを特徴とする特許請求範囲
１項または２項記載のパーライト製造時に発生するダス
トの有効利用方法。
【請求項４】粒径１００μｍ以下の粉末が１００重量
％かつ２０μｍより大きい粒径が３０重量％以上に調整
した真珠岩ダスト、黒曜石ダストの単味又は、これらの
混合物に、水ガラス、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム、炭酸カリウムのうち１種又は２種以上のアルカリ物
質を添加して造粒し、乾燥後９００〜１３００℃で加熱
発砲させることを特徴とする人工軽量骨材の製造方法。