(57)【要約】      （修正有）【課題】人工軽量骨材を製造することなく人工軽量骨材の品質を予測して、所望の品質の人工軽量細骨材を得る人工軽量骨材の製造条件決定方法の提供。【解決手段】人工軽量骨材の品質に関するデータについて、予め数値範囲を設定し、人工軽量骨材の品質に関するデータについて、工程（Ａ）〜（Ｃ）を行い人工軽量骨材の製造条件を決定する方法。（Ａ）人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料および焼成条件に関するデータの実測値を独立変数として重回帰分析を行い、人工軽量骨材の品質に関する予測式を作成する工程（Ｂ）人工軽量骨材製造用原料および焼成条件に関する設定値と予測式を用いて予測値を得る工程（Ｃ）予測値と予め設定した数値範囲を比較して、予測値が数値範囲に含まれる場合、人工軽量骨材の製造条件を決定し、予測値が数値範囲に含まれない場合、設定値を変更して、再度工程（Ｂ）を行う工程【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰を含む人工軽量骨材製造用原料を焼成してなる人工軽量骨材の製造条件決定方法であって、
人工軽量骨材の１種以上の品質に関するデータについて、品質毎に予め数値範囲を設定し、上記品質毎のデータについて、上記品質毎に以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を行うことで、上記品質毎のデータが上記数値範囲内となる人工軽量骨材の製造条件を決定することを特徴とする人工軽量骨材の製造条件決定方法。
（Ａ）上記人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測式を作成する工程
（Ｂ）上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として、特定の値を定め、次いで、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ａ）で得られた第一の予測式を用いて、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測値を得る工程
（Ｃ）工程（Ｂ）で得られた第一の予測値と、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲を比較して、上記第一の予測値が上記数値範囲に含まれる場合、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を上記人工軽量骨材の製造条件に決定し、上記第一の予測値が上記数値範囲に含まれない場合、再度工程（Ｂ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得て、再度、上記比較を行い、以後、上記第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返す工程
【請求項２】
上記人工軽量骨材の品質に関するデータが、人工軽量骨材の、絶乾密度、吸水率、および、融着度の中から選ばれる一種以上であり、
上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータが、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料の合計１００質量部に対する融着防止材の配合量、および、人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径の中から選ばれる一種以上であり、
上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータが、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度である請求項１に記載の人工軽量骨材の製造条件決定方法。
【請求項３】
工程（Ａ）における、独立変数として、上記二つの実測値に代えて、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値の中から選ばれる一種以上のデータを使用し、
上記第二の予測値が、以下の工程（Ｄ）〜（Ｅ）によって得られたものであり、
工程（Ｃ）において、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値が、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に含まれない場合、
再度工程（Ｂ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得た後、
または、再度工程（Ｅ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測式を再び得て、次いで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得た後、
得られた第一の予測値を用いて、再度、上記比較を行い、以後、上記第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返す、請求項１に記載の人工軽量骨材の製造条件の決定方法。
（Ｄ）上記人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測式を作成する工程
（Ｅ）上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として特定の値を定め、次いで、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ｄ）で得られた第二の予測式を用いて、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値を得る工程
【請求項４】
上記人工軽量骨材の品質に関するデータが、人工軽量骨材の骨材強度であり、
上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値が、人工軽量骨材の絶乾密度および吸水率の予測値である請求項３に記載の人工軽量骨材の製造条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工軽量骨材の製造条件決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物の利用促進等の観点から、火力発電所や石炭焚きボイラー等から発生する石炭灰を主原料として人工軽量骨材を製造することが知られている。
石炭灰を主原料とした人工軽量骨材に関して、特許文献１には、最大粒径が１００μｍ以下、平均粒径が５〜２０μｍで、かつＳｉＯ２含有量が４５〜７５％、Ａｌ2Ｏ３含有量が１０〜３０％であり、その他の成分を１０〜３０％含有する、石炭灰、粘着材、および必要に応じて添加される無機物質から成る混合物を造粒し、１１００℃までに該造粒物中の可燃還元物量が１％以下となるように該造粒物を昇温し、１１５０〜１３５０℃にて焼成・発泡させ、さらに、該発泡焼成物を少なくとも、８００℃までは３００℃／ｍｉｎ以下の速度で徐冷することを特徴とする人工軽量骨材の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人工軽量細骨材の製造に関し、得られる人工軽量骨材が、所望の品質（物性）を満たしているか判断するためには、実際に人工軽量骨材を製造した後、得られた人工軽量骨材について、骨材強度等の各種物性値の測定を行う必要がある。
このため、所望の品質の人工軽量骨材を得るための製造条件（人工軽量骨材の原料の配合割合や原料の焼成条件等の製造条件）を決定するためには、製造条件の設定を行った後、実際に製造を行い、次いで、各種物性値を測定した後、測定結果に基づいて製造条件を変更することを、所望の品質の人工軽量骨材が得られるまで繰り返す必要があり、多大な時間と労力が必要である。
本発明の目的は、実際に人工軽量骨材を製造することなく、得られる人工軽量骨材の品質を予測して、所望の品質（例えば、絶乾密度、吸水率、および、融着度）の人工軽量細骨材を得ることが可能な人工軽量骨材の製造条件を決定する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、人工軽量骨材の品質に関するデータについて予め数値範囲を設定し、人工軽量骨材の品質に関するデータについて、特定の工程を行い、人工軽量骨材の品質に関するデータが上記数値範囲内となるような人工軽量骨材の製造条件を決定する方法によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］  石炭灰を含む人工軽量骨材製造用原料を焼成してなる人工軽量骨材の製造条件決定方法であって、人工軽量骨材の１種以上の品質に関するデータについて、品質毎に予め数値範囲を設定し、上記品質毎のデータについて、上記品質毎に以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を行うことで、上記品質毎のデータが上記数値範囲内となる人工軽量骨材の製造条件を決定することを特徴とする人工軽量骨材の製造条件決定方法。
（Ａ）上記人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測式を作成する工程
（Ｂ）上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として、特定の値を定め、次いで、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ａ）で得られた第一の予測式を用いて、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測値を得る工程
（Ｃ）工程（Ｂ）で得られた第一の予測値と、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲を比較して、上記第一の予測値が上記数値範囲に含まれる場合、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を上記人工軽量骨材の製造条件に決定し、上記第一の予測値が上記数値範囲に含まれない場合、再度工程（Ｂ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得て、再度、上記比較を行い、以後、上記第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返す工程
【０００６】
［２］  上記人工軽量骨材の品質に関するデータが、人工軽量骨材の、絶乾密度、吸水率、および、融着度の中から選ばれる一種以上であり、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータが、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料の合計１００質量部に対する融着防止材の配合量、および、人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径の中から選ばれる一種以上であり、
上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータが、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度である前記［１］に記載の人工軽量骨材の製造条件決定方法。
【０００７】
［３］  工程（Ａ）における、独立変数として、上記二つの実測値に代えて、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値の中から選ばれる一種以上のデータを使用し、上記第二の予測値が、以下の工程（Ｄ）〜（Ｅ）によって得られたものであり、工程（Ｃ）において、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値が、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に含まれない場合、再度工程（Ｂ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得た後、または、再度工程（Ｅ）に戻って、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして上記第一の予測式を再び得て、次いで、上記と同様にして上記第一の予測値を再び得た後、得られた第一の予測値を用いて、再度、上記比較を行い、以後、上記第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返す、前記［１］に記載の人工軽量骨材の製造条件の決定方法。
（Ｄ）上記人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測式を作成する工程
（Ｅ）上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として特定の値を定め、次いで、上記人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、上記人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ｄ）で得られた第二の予測式を用いて、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値を得る工程
［４］  上記人工軽量骨材の品質に関するデータが、人工軽量骨材の骨材強度であり、上記人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値が、人工軽量骨材の絶乾密度および吸水率の予測値である前記［３］に記載の人工軽量骨材の製造条件決定方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の人工軽量骨材の製造条件決定方法によれば、実際に人工軽量骨材を製造することなく、得られる人工軽量骨材の品質を予測して、所望の品質（例えば、絶乾密度、吸水率、および、融着度）の人工軽量細骨材を得ることが可能な人工軽量骨材の製造条件を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、人工軽量骨材１〜１５の絶乾密度の実測値と予測値の関係を示す式を直線で表し、かつ、製造条件Ａ〜Ｄで製造した人工軽量骨材の絶乾密度の実測値と予測値をプロットした図である。
【図２】実施例１における、人工軽量骨材１〜１５の吸水率の実測値と予測値の関係を示す式を直線で表し、かつ、製造条件Ａ〜Ｄで製造した人工軽量骨材の吸水率の実測値と予測値をプロットした図である。
【図３】実施例１における、人工軽量骨材６〜２７の融着度の実測値と予測値の関係を示す式を直線で表し、かつ、製造条件Ａ〜Ｄで製造した人工軽量骨材の融着度の実測値と予測値をプロットした図である。
【図４】実施例２における、人工軽量骨材１〜１５の骨材強度の実測値と予測値の関係を示す式を直線で表し、かつ、製造条件Ａ〜Ｄで製造した人工軽量骨材の骨材強度の実測値と予測値をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の人工軽量骨材の製造条件決定方法は、石炭灰を含む人工軽量骨材製造用原料（以下、単に「人工軽量骨材製造用原料」ともいう。）を焼成してなる人工軽量骨材（以下、単に「人工軽量骨材」ともいう。）の製造条件決定方法であって、人工軽量骨材の１種以上の品質に関するデータについて、品質毎に予め数値範囲を設定し、品質毎のデータについて、品質毎に以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を行うことで、品質毎のデータが上記数値範囲内となる人工軽量骨材の製造条件を決定するものである。
人工軽量骨材の品質に関するデータの例としては、人工軽量骨材の絶乾密度、吸水率、融着度、および、骨材強度等が挙げられる。
人工軽量骨材の品質に関するデータについて、予め設定した数値範囲とは、所望の人工軽量骨材の品質の、許容可能な数値範囲を意味し、任意に設定されるものである。
【００１１】
ここで、人工軽量骨材の融着度とは、人工軽量骨材製造用原料を焼成して人工軽量骨材を製造する際に、人工軽量骨材（焼成物）同士が融着する程度を段階的に表した数値である。
人工軽量骨材の融着度を示す数値は任意で定めてよいが、例えば、焼成後の人工軽量骨材の融着の程度を目視によって判断し、以下の１〜６の数値で表したものが挙げられる。なお、以下の数値は、数値が大きくなるほど、人工軽量骨材が融着している領域が大きく、融着の程度が大きいことを示す。
１：人工軽量骨材同士の融着がない
２：人工軽量骨材同士の融着があるが、その領域は非常に小さく、ほとんど力を加えなくても容易に融着を外す（融着した人工軽量骨材同士を分離する）ことができる
３：人工軽量骨材同士の融着があるが、その領域は小さく、わずかに力を加えることで融着を外すことができる
４：人工軽量骨材同士の融着があるが、力を加えることで融着を外すことができる
５：人工軽量骨材同士の融着があり、かつ、その領域は大きいが、大きな力を加えることで融着を外すことができる
６：人工軽量骨材同士が完全に融着して、一体化しているため、大きな力を加えても融着を外すことができない
【００１２】
以下、各工程について詳細に説明する。
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）は、人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測式を作成する工程である。
【００１３】
人工軽量骨材製造用原料に関するデータの例としては、人工軽量骨材製造用原料の化学組成や、人工軽量骨材製造用原料を構成する各原料の配合量や、人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径、粒度分布、および、ブレーン比表面積（粉末度）等が挙げられる。
本明細書中、「平均粒径」の語は、５０％質量累積粒径である。具体的には、目開きの異なる複数の種類の篩を、目開きの大きなものから小さなものへと順に用いて、各篩上に残る造粒物の質量を測定し、累積の質量が、造粒物の全質量の５０質量％となったときの篩の目開きの大きさを意味する。
人工軽量骨材製造用原料の化学組成の例としては、人工軽量骨材製造用原料中、ＳｉＯ２の含有率、Ａｌ２Ｏ３の含有率、および、Ｆｅ２Ｏ３の含有率等が挙げられる。
人工軽量骨材製造用原料を構成する各原料の配合量の例としては、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料１００質量部に対する融着防止材の配合量や、人工軽量骨材製造用原料中、石炭灰の含有率、発泡材の含有率、結合材の含有率等が挙げられる。
人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの例としては、人工軽量骨材製造用原料の焼成（加熱）温度、焼成時間、キルン回転数、および、Ｏ２濃度等が挙げられる。
独立変数のデータは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
予測式を用いた予測の精度をより向上する観点から、従属変数として用いられる人工軽量骨材の品質に関するデータと、独立変数として用いられる人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータの好ましい組み合わせとしては、人工軽量骨材の品質に関するデータが、人工軽量骨材の、絶乾密度、吸水率、および、融着度の中から選ばれる一種以上であり、人工軽量骨材製造用原料に関するデータが、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料の合計１００質量部に対する融着防止材の配合量、および、上記人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径の中から選ばれる一種以上である組み合わせが挙げられる。
【００１５】
重回帰分析に用いられる、従属変数および独立変数からなるデータの組み合わせの個数は、予測の精度をより向上する観点からは、好ましくは６個以上、より好ましくは７個以上、特に好ましくは８個以上である。また、予測式の作成に必要な人工軽量骨材の試料の量や、労力を小さくする観点からは、好ましくは２０個以下、より好ましくは１８個以下、特に好ましくは１６個以下である。
工程（Ａ）終了後、工程（Ｂ）を実施する。
【００１６】
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）は、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として、特定の値を定め、次いで、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ａ）で得られた第一の予測式を用いて、人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測値を得る工程である。
人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値とは、予め設定した人工軽量骨材の製造条件（人工軽量骨材製造用原料の種類や配合、焼成条件等）における、各種データの数値であり、人工軽量骨材の品質に関するデータの第一の予測値を得るために、上記第一の予測式に代入される数値である。
各種データの数値は、任意に定めればよいが、通常、人工軽量骨材の一般的な製造条件における数値を設定する。
工程（Ｂ）終了後、工程（Ｃ）を実施する。
【００１７】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値と、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲を比較して、第一の予測値が上記数値範囲に含まれる場合、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を人工軽量骨材の製造条件に決定し、第一の予測値が上記数値範囲に含まれない場合、再度工程（Ｂ）に戻って、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、上記と同様にして第一の予測値を再び得て、再度、上記比較を行い、以後、第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返す工程である。
【００１８】
工程（Ｂ）で得られた第一の予測値が、上記数値範囲に含まれる場合、予め設定した人工軽量骨材の製造条件によれば、所望の品質の人工軽量骨材を得ることができると判断することができる。この場合、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値を得るために用いた、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を、人工軽量骨材の製造条件として決定することができる。
工程（Ｂ）で得られた第一の予測値が、上記数値範囲に含まれない場合、予め設定した人工軽量骨材の製造条件によれば、所望の品質の人工軽量骨材を得ることができない判断することができる。この場合、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値を得るために用いた、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更して、再度工程（Ｂ）以降を行う。
再度行われた工程（Ｂ）において、新たな第一の予測値を得た後、工程（Ｂ）で新たに得られた第一の予測値と、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲を比較し、新たに得られた第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返すことで、所望の人工軽量骨材を得るための、人工軽量骨材の製造条件に決定することができる。
【００１９】
工程（Ａ）〜（Ｃ）において、一度に用いられる人工軽量骨材の品質に関するデータは１種類である。
人工軽量骨材の品質に関するデータが２種以上である場合、すなわち、得られる人工軽量骨材が、２種以上の品質（例えば、絶乾密度および吸水率）において、所望の品質を満たすように人工軽量骨材の製造条件を決定したい場合、２種以上の人工軽量骨材の品質に関するデータの各々について、工程（Ａ）〜（Ｃ）を行う。
その後、人工軽量骨材の全ての種類の品質に関するデータにおいて、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に、人工軽量骨材の品質に関する第一の予測値が含まれる、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値が得られるまで、工程（Ａ）〜工程（Ｃ）を繰り返すことで、人工軽量骨材の製造条件を決定することができる。
【００２０】
例えば、人工軽量骨材の絶乾密度および吸水率を人工軽量骨材の品質に関するデータとして選択し、得られる人工軽量骨材の絶乾密度および吸水率が、特定の数値範囲内である人工軽量骨材の製造条件を定めたい場合、以下の（ｉ）〜（ｉｉ）を行うことで、人工軽量骨材の製造条件を決定することができる。
（ｉ）人工軽量骨材の品質に関するデータのいずれか一方（例えば、人工軽量骨材の絶乾密度）を、人工軽量骨材の品質に関するデータとして、工程（Ａ）〜工程（Ｃ）を行い、工程（Ｂ）において設定した人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を、人工軽量骨材の製造条件として決定して、次いで、（ｉｉ）を行う。
【００２１】
（ｉｉ）人工軽量骨材の品質に関するデータの他方（例えば、人工軽量骨材の吸水率）を、人工軽量骨材の品質に関するデータとして、工程（Ａ）〜工程（Ｃ）を行う。この際に、工程（Ｂ）において用いられる、人工軽量骨材製造用原料に関するデータ、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータから選ばれる一種以上のデータのうち、（ｉ）において用いた種類のデータについては、工程（Ｂ）において用いられる設定値として、（ｉ）において人工軽量骨材の製造条件として決定した数値（設定値）を使用する。
なお、（ｉｉ）において独立変数として使用するデータの種類は、（ｉ）において使用した種類のデータを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい（通常、人工軽量骨材の品質に関するデータと相関性の高い種類のデータを独立変数として用いる。）。
工程（Ｃ）において、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更することなく、工程（Ｂ）で得られたデータの第一の予測値が、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に含まれる場合、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値を人工軽量骨材の製造条件として最終的に決定する。
工程（Ｃ）において設定値が一度でも変更された場合、再度（ｉ）〜（ｉｉ）を行う。再度行われる（ｉ）において、工程（Ｂ）において用いられる、人工軽量骨材製造用原料に関するデータ、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータから選ばれる一種以上のデータのうち、直近の（ｉｉ）において用いた種類のデータについては、通常、設定値として、（ｉｉ）において人工軽量骨材の製造条件として決定した数値（設定値）を使用するが、全く異なる数値を設定値としてもよい。
また、（ｉ）〜（ｉｉ）は、（ｉｉ）において、工程（Ｃ）において設定値が変更されることなく、工程（Ｂ）で得られたデータの第一の予測値が、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に含まれるまで繰り返される。
【００２２】
工程（Ａ）における、独立変数として、上述した二つの実測値（人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値）に代えて、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値の中から選ばれる一種以上のデータを用いてもよい。人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値（例えば、絶乾密度および吸水率の予測値）を独立変数として用いることで、特定の種類の人工軽量骨材の品質に関するデータ（例えば、骨材強度）について、より高い精度の予測式を得ることができる。
上記人工軽量骨材の品質に関するデータの予測値（第二の予測値）は、以下の工程（Ｄ）〜（Ｅ）によって、得ることができる。
【００２３】
［工程（Ｄ）］
工程（Ｄ）は、人工軽量骨材の品質に関するデータの実測値を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの実測値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの実測値の中から選ばれる一種以上のデータを独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測式を作成する工程である。
本工程において、従属変数として用いられる人工軽量骨材の品質に関するデータとは、工程（Ａ）において、独立変数として使用可能な人工軽量骨材の品質に関するデータである。
本工程における、人工軽量骨材の品質に関するデータ、人工軽量骨材製造用原料に関するデータ、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータとしては、工程（Ｂ）における、人工軽量骨材の品質に関するデータ、人工軽量骨材製造用原料に関するデータ、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータと同様のものが挙げられる。
工程（Ｄ）終了後、工程（Ｅ）を行う。
【００２４】
［工程（Ｅ）］
工程（Ｅ）は、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値として、特定の値を定め、かつ、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値として特定の値を定め、次いで、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上のデータと、工程（Ｄ）で得られた第二の予測式を用いて、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値を得る工程である。
人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値とは、工程（Ｂ）における、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値と同様である。
【００２５】
独立変数として、人工軽量骨材の品質に関するデータの第二の予測値を使用し、かつ、工程（Ｃ）において、工程（Ｂ）で得られた第一の予測値が、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲に含まれない場合、以下の方法ａまたは方法ｂによって第一の予測値を再び得た後、得られた第一の予測値と、人工軽量骨材の品質に関するデータの予め設定した数値範囲の比較を行い、以後、第一の予測値が、上記数値範囲に含まれるようになるまで、以上の操作を繰り返すことで、所望の人工軽量骨材を得るための、人工軽量骨材の製造条件に決定することができる。
［方法ａ］
再度工程（Ｂ）に戻って、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、工程（Ａ）で得られた第一の予測式を用いて、第一の予測値を再び得る。
［方法ｂ］
再度工程（Ｅ）に戻って、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値の中から選ばれる一種以上の設定値を変更したうえで、人工軽量骨材の品質に係るデータの第二の予測値を得て、次いで、再度工程（Ａ）に戻って、新たな第一の予測式を再び得た後、新たな第一の予測式を用いて、上記第一の予測値を再び得る。
【００２６】
本発明において、対象となる人工軽量骨材は、石炭灰を含む人工軽量骨材製造用原料を焼成してなるものである。
人工軽量骨材製造用原料に含まれる石炭灰の例としては、火力発電所等での微粉炭の燃焼によって生じる石炭灰を分級または粉砕したものや、「ＪＩＳ  Ａ  ６２０１：１９９９（コンクリート用フライアッシュ）」に規定するフライアッシュＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種、及びＩＶ種等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
人工軽量骨材製造用原料中の石炭灰の含有率は、廃棄物利用促進の観点から、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９２質量％以上である。
人工軽量骨材製造用原料に含まれる他の原料としては、各種ポルトランドセメント等の結合材、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の発泡材、融着防止材、粘結材等が挙げられる。
これらの配合は、人工軽量骨材における一般的な配合でよい。
【００２７】
人工軽量骨材製造用原料は、通常、焼成する前に造粒される。造粒する方法としては、特に限定されるものではなく、パンペレタイザー等の一般的な造粒機を用いて造粒すればよい。
また、造粒を行う前に、造粒を容易にする観点から、人工軽量骨材製造用と水を混合してもよい。水の量は、造粒方法に応じて適宜定めればよい。
焼成手段としては、特に限定されるものではないが、連続的に焼成することができ、得られる焼成物の品質を安定的にする観点から、内燃式または外燃式のロータリーキルンが好ましい。加熱温度や加熱時間は、人工軽量骨材における一般的なものであればよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）石炭灰：「ＪＩＳ  Ａ  ６２０１：１９９９（コンクリート用フライアッシュ）」に規定されているフライアッシュＩＩ種に相当するもの、化学成分は表１に示す。
（２）結合材：普通ポルトランドセメント、太平洋セメント社製、化学成分は表１に示す。
（３）発泡材：ＳｉＣ、化学成分は表１に示す。
（４）融着防止材；ＳｉＯ２の含有率：９６．０１質量％、Ａｌ２Ｏ３の含有率：１．２１質量％、Ｆｅ２Ｏ３の含有率：０．０５７質量％、東海工業社製、商品名「伊豆特粉」
【００２９】
【表１】
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【００３０】
［実施例１］
［人工軽量骨材１〜１５の製造］
上記材料を、表２に示す配合割合となるように計量した後、各材料をポリエチレン製の袋に入れて手を用いて混合を行い、人工軽量骨材製造用原料を得た。得られた人工軽量骨材製造用原料に、人工軽量骨材製造用原料１００質量部に対して、１０質量部となる量の水を添加し、次いで、パンペレタイザーを用いて造粒を行い、粒径が２．５〜５．０ｍｍである造粒物（ペレット）の重合体を得た。得られた造粒物の集合体を、２０℃、相対湿度５０％以上の条件下で２４時間養生した。
養生後の造粒物の集合体を、電気炉を用いて、５００℃から、表２に示す焼成温度となるまで２０℃／分で昇温し、該焼成温度（最高温度）で１０分間焼成して焼成物を得た後、５００℃となるまでは５℃／分で降温し、次いで、電気炉から焼成物から取り出して、大気下で冷却を行った。得られた焼成物を粗砕した後、ふるいを用いて分級を行い、粒径が１．８５〜５．０ｍｍである人工軽量骨材１〜１５を得た。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
得られた人工軽量骨材１〜１５について、各人工軽量骨材の絶乾密度、吸水率、及び、骨材強度を、以下に示す方法に従って測定した。
［絶乾密度］
「ＪＩＳ  Ａ  １１１０：２００６（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準拠して人工軽量骨材の絶乾密度を測定した。
［吸水率］
「ＪＩＳ  Ａ  １１３４：２００６（構造用軽量細骨材の密度及び吸水試験方法）」に準拠して、人工軽量骨材の吸水率を測定した。
［骨材強度］
「ＢＳ  ＥＮ  １３０５５−１：２００２  Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ．Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ  ｆｏｒ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｍｏｒｔｅｒ  ａｎｄ  ｇｒｏｕｔ」に準拠して、人工軽量骨材の骨材強度を測定した。
より具体的には、粒径が１．８５〜５．０ｍｍである人工軽量骨材を、直径が１７ｍｍ、高さが３５ｍｍである円柱状のプラスチック製の容器にすりきりができる程度まで十分に投入したのち、容器外側を、薬さじを用いて軽くたたき、容器内に焼成物を充填した。その後、すりきりを行った。
焼成物が充填された容器を、荷重測定装置（アイコーエンジニアリング社製、商品名「デジタルフォースゲージ」）にセットした。荷重測定装置の治具の先端部分（高さ５ｍｍ）が、容器内の焼成物に完全に埋没するまで載荷して、載荷終了時における載荷のピーク強さを測定し、該強さを骨材強度とした。
それぞれの結果を表３に示す。
【００３３】
［絶乾密度の予測式の作成］
人工軽量骨材１〜１５の、絶乾密度を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度を独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の絶乾密度を予測するための、下記重回帰式（決定係数Ｒ２＝０．８４）を得た。
絶乾密度（ｇ／ｃｍ３）＝−２．６２×ＳｉＯ２の含有率（質量％）−０．０１×焼成温度（℃）＋１５７
人工軽量骨材１〜１５の各々について、得られた重回帰式に、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率および人工軽量骨材製造用原料の焼成温度の実測値を代入することで、絶乾密度の予測値を得た。
得られた絶乾密度の予測値、人工軽量骨材１〜５における絶乾密度の実測値と予測値の平均二乗誤差、人工軽量骨材６〜１０における絶乾密度の実測値と予測値の平均二乗誤差、および、人工軽量骨材１１〜１５における絶乾密度の実測値と予測値の平均二乗誤差を表３に示す。
また、絶乾密度の実測値と予測値との関係を示す式を表す直線を、図１に示す。
【００３４】
［吸水率の予測式の作成］
人工軽量骨材１〜１５の、吸水率を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度を独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の吸水率を予測するための、下記重回帰式（決定係数Ｒ２＝０．８０）を得た。
吸水率（％）＝２０１×ＳｉＯ２の含有率（質量％）＋０．２８×焼成温度（℃）−１１７７２
人工軽量骨材１〜１５の各々について、得られた重回帰式に、人工軽量骨材製造用原料中のＳｉＯ２の含有率および人工軽量骨材製造用原料の焼成温度の実測値を代入することで、吸水率の予測値を得た。
得られた吸水率の予測値、人工軽量骨材１〜５における吸水率の実測値と予測値の平均二乗誤差、人工軽量骨材６〜１０における吸水率の実測値と予測値の平均二乗誤差、および、人工軽量骨材１１〜１５における吸水率の実測値と予測値の平均二乗誤差を表３に示す。
また、吸水率の実測値と予測値との関係を示す式を表す直線を、図２に示す。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
［人工軽量骨材１６〜２７の製造］
上記材料を、表２に示す配合割合の代わりに、表４に示す配合割合となるように計量した後、表４に示す平均粒径となるように造粒物を造粒し、かつ、表４に示す焼成温度で焼成する以外は、人工軽量骨材１〜１５と同様にして、人工軽量骨材１６〜２７を得た。
得られた人工軽量骨材の融着度を、目視によって評価した。なお、人工軽量骨材の融着度は、上述した１〜６の数値で表した。
結果を表４に示す。
【００３７】
［融着度の予測式の作成］
人工軽量骨材１６〜２７の、融着度を従属変数とし、人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料１００質量部に対する融着防止材の配合量を独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の融着度を予測するための、下記重回帰式（決定係数Ｒ２＝０．８２）を得た。
融着度＝０．０５×焼成温度（℃）−０．２６×平均粒径（ｍｍ）−０．１７×融着防止材の配合量−５７
人工軽量骨材１６〜２７の各々について、得られた重回帰式に、人工軽量骨材製造用原料を造粒してなる造粒物の平均粒径、人工軽量骨材製造用原料の焼成温度、人工軽量骨材製造用原料のうち融着防止材以外の材料１００質量部に対する融着防止材の配合量の実測値を代入することで、融着度の予測値を得た。
得られた融着度の予測値、人工軽量骨材１６〜２７における融着度の実測値と予測値の平均二乗誤差を表４に示す。
また、融着度の実測値と予測値との関係を示す式を表す直線を、図３に示す。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
絶乾密度、吸水率、および、融着度を人工軽量骨材の品質に関するデータとした。
目標とする人工軽量骨材の品質に関するデータの数値範囲を、絶乾密度：０．８〜１．２ｇ／ｃｍ３、吸水率：１５〜４０％、融着度５以下に設定した。
表５に示す製造条件Ｄを、人工軽量骨材製造用原料に関するデータの設定値、および、人工軽量骨材の焼成条件に関するデータの設定値とし、製造条件Ｄについて、上述した絶乾密度の予測式を用いて、絶乾密度の予測値を算出したところ、０．８４ｇ／ｃｍ３であり、上記数値範囲内の数値であった。次いで、吸水率の予測式を用いて、吸水率の予測値を算出したところ、４８．７％であり、上記数値範囲外の数値であった。
そこで、製造条件（設定値）において、焼成温度を１２２５℃（表５の製造条件Ａ）に変更して、製造条件Ｄと同様にして、絶乾密度の予測値を算出したところ、１．２５ｇ／ｃｍ３であり、上記数値範囲外の数値であった。
そこで、製造条件（設定値）において、焼成温度を１２７５℃（表５の製造条件Ｃ）に変更して、製造条件Ｄと同様にして、絶乾密度の予測値、吸水率の予測値を算出したところ絶乾密度（０．９８ｇ／ｃｍ３）は上記数値範囲内の数値であったが、吸水率は（４１．７％）は上記数値範囲外であった。
【００４０】
そこで、製造条件（設定値）において、焼成温度を１２５０℃（表５の製造条件Ｂ）に変更して、製造条件Ｄと同様にして、絶乾密度の予測値、吸水率の予測値を算出したところ絶乾密度（１．１１ｇ／ｃｍ３）および吸水率（３４．７％）は上記数値範囲内であった。次いで、上述した融着度の予測式を用いて、融着度の予測式を算出したところ、４．０であり、上記数値範囲内であった。
このことから、目標とする品質の人工軽量骨材得るための製造条件は、製造条件Ｂであることがわかったため、製造条件Ｂを人工軽量骨材の製造条件に決定した。
なお、製造条件Ａ〜Ｄについて、実際に人工軽量骨材を製造した場合における絶乾密度等の実測値、および、上述した絶乾密度等の予測式を用いて算出した予測値を表６に示す。
【００４１】
［実施例２］
［骨材強度の予測式の作成］
人工軽量骨材１〜１５の、骨材強度を従属変数とし、人工軽量骨材の絶乾密度の予測値（実施例１において、絶乾密度の予測式の作成において得られたもの）、人工軽量骨材の吸水率の予測値（実施例１において、吸水率の予測式の作成において得られたもの）を独立変数として、重回帰分析を行って、人工軽量骨材の吸水率を予測するための、下記重回帰式（決定係数Ｒ２＝０．８３）を得た。
骨材強度（Ｎ／ｍｍ２）＝３．８８×絶乾密度の予測値（ｇ／ｃｍ３）＋０．０１×吸水率の予測値−３
人工軽量骨材１〜１５の各々について、得られた重回帰式に、実施例１で得られた人工軽量骨材の絶乾密度の予測値および人工軽量骨材の吸水率の予測値を代入することで、骨材強度の予測値を得た。
得られた骨材強度の予測値、人工軽量骨材１〜５における骨材強度の実測値と予測値の平均二乗誤差、人工軽量骨材６〜１０における骨材強度の実測値と予測値の平均二乗誤差、および、人工軽量骨材１１〜１５における骨材強度の実測値と予測値の平均二乗誤差を表３に示す。
また、骨材強度の実測値と予測値との関係を示す式を表す直線を、図４に示す。
【００４２】
骨材強度を人工軽量骨材の品質に関するデータとした。
目標とする人工軽量骨材の品質（骨材強度）の数値範囲を、１．５０Ｎ／ｍｍ２以上に設定した。
表５に示す製造条件Ｄを設定値とし、製造条件Ｄについて、上述した骨材強度の予測式を用いて、骨材強度の予測値を算出したところ、０．６３Ｎ／ｍｍ２であり、上記数値範囲外の数値であった。
そこで、製造条件（設定値）において、焼成温度を１２２５℃（表５の製造条件Ａ）に変更して、製造条件Ｄと同様にして、骨材強度の予測値を算出したところ、１．２５ｇ／ｃｍ３であり、上記数値範囲内の数値であった。
このことから、目標とする品質の人工軽量骨材得るための製造条件は、製造条件Ａであることがわかったため、製造条件Ａを人工軽量骨材の製造条件に決定した。
なお、製造条件Ａ〜Ｄについて、実際に人工軽量骨材を製造した場合における骨材強度の実測値、および、上述した骨材強度の予測式を用いて算出した予測値を表６に示す。
【００４３】
【表５】
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【００４４】
【表６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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