(57)【要約】【課題】均一で大きな空隙の確保。【解決手段】第１工程では、まず、粉体ないしは固体の硫黄Ａを、１２０〜１６０℃に加熱して溶融させ、これをミキサーＤに投入し、これと同時に、１２０〜１６０℃に予備加熱された骨材ＢをミキサーＤに投入する。ミキサーＤ内で所定時間の混合攪拌が行われると、硫黄Ａと骨材Ｂの混合物は、硫黄Ａが固化しない段階で、型枠Ｅ内に流し込み、型枠Ｅ内で硫黄Ａを固化させることにより、型枠Ｅの形状に合わせた所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃとされる。塊状硫黄固化体Ｃが得られると、塊状硫黄固化体Ｃの硫黄層を加熱して再溶融させる第２工程が行われる。次に、表面の硫黄層が再溶融された塊状硫黄固化体Ｃを、所定形状の型枠Ｊ内に詰めて、塊状硫黄固化体Ｃの表面の硫黄層が固化しないうちにし、温度が常温まで下がるとポーラス硫黄固化体Ｄが得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄単体、または、粉体ないしは固体の硫黄と、細骨材およびまたは粗骨材とから構成される硫黄固化体を用いるポーラス硫黄固化体の製造方法であって、
前記硫黄固化体を所定粒径に形成した立方体ないしは概略球状などの塊状硫黄固化体を得て、
所定粒径の前記塊状硫黄固化体の複数を、予め表面の硫黄層を溶融させて、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、前記塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とするか、
あるいは、所定粒径の前記塊状硫黄固化体の複数を、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、前記型枠内で表面の硫黄層を溶融させて、前記塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とすることを特徴とするポーラス硫黄固化体の製造方法。
【請求項２】
前記塊状硫黄固化体は、加熱溶融した硫黄と、加熱した骨材とを所定の割合で、ミキサ内で混合して製造され、前記ミキサから排出する際に、造粒機により所定粒径に形成することにより得ることを特徴とする請求項１記載のポーラス硫黄固化体の製造方法。
【請求項３】
前記塊状硫黄固化体は、加熱溶融した硫黄と、加熱した骨材とを所定の割合で、ミキサ内で混合して製造され、前記ミキサから排出する際に、所定形状の造粒型枠内に投入して、所定粒径に形成することにより得ることを特徴とする請求項１記載のポーラス硫黄固化体の製造方法。
【請求項４】
前記塊状硫黄固化体は、既製造の硫黄固化体を破砕して、所定粒径のものを篩い分けて選別することにより得ることを特徴とする請求項１記載のポーラス硫黄固化体の製造方法。
【請求項５】
前記塊状硫黄固化体は、前記硫黄単体を溶融して、造粒機により所定粒径に形成するか、または、前記硫黄単体を溶融して、所定形状の造粒型枠内に投入して、所定粒径に形成することにより得ること特徴とする請求項１記載のポーラス硫黄固化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ポーラス硫黄固化体の製造方法に関し、特に、均一な空隙状態が得られるポーラス硫黄固化体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートないしはモルタルの構成材料であるセメントを硫黄に置換した硫硫黄固化体は、配合により通常のコンクリートよりも大きな圧縮強度が得られ、ｐＨが中性であり、固化時間が非常に早いなどの特質を有しており、その一例が、特許文献１，２に開示されている。
【０００３】
このような硫黄固化体は、従来、１２０〜１６０℃に加熱して溶融した硫黄と、１２０〜１６０℃に予備加熱した骨材（細骨材，粗骨材，鉄鋼スラグ，石炭灰などの単独ないしはこれらの適宜組合わせを含む）を、同温度で保温されているミキサ内に投入して、これらを混合して製造されていた。
【０００４】
このような製造方法によれば、溶融された硫黄が骨材に付着して、骨材の表面に硫黄層が形成され、隣接する骨材の硫黄層同士が相互に接着することで、骨材間に空隙が形成された硫黄固化体が得られる。
【０００５】
しかしながら、このような従来の硫黄固化体の製造方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−６９１８８号公報
【特許文献２】
特開２００−５１８１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、ポーラスな硫黄固化体は、例えば、水海中に沈設される漁礁として用いられ、できる限り均一な空隙を有していることが望ましいが、前述した従来の製造方法では、骨材の表面に溶けた硫黄を完全にまぶしつけ、骨材の表面に均等に硫黄を付着させた硫黄層を形成して、隣り合う骨材同士を、硫黄層により相互に接着させており、付着強度の大きい硫黄固化体を得るためには、骨材の最大寸法は、４０ｍｍ以下に制限されていた。
【０００８】
ところが、このような粒径の骨材を用いると、製造される硫黄固化体に、大きな空隙を確保することが困難な上に、骨材の粒径にバラツキがあるので、均一な空隙を確保することも難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、均一でかつ大きな空隙を確保することができる硫黄固化体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、硫黄単体、または、粉体ないしは固体の硫黄と、細骨材およびまたは粗骨材とから構成される硫黄固化体を用いるポーラス硫黄固化体の製造方法であって、前記硫黄固化体を所定粒径に形成した立方体ないしは概略球状などの塊状硫黄固化体を得て、所定粒径の前記塊状硫黄固化体の複数を、予め表面の硫黄層を溶融させて、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、前記塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とするか、あるいは、所定粒径の前記塊状硫黄固化体の複数を、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、前記型枠内で表面の硫黄層を溶融させて、前記塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とするするようにした。
【００１１】
このように構成したポーラス硫黄固化体の製造方法によれば、硫黄固化体を所定粒径に形成した立方体ないしは概略球状などの塊状硫黄固化体を得て、所定粒径の塊状硫黄固化体の複数を、予め表面の硫黄層を溶融させて、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とするか、あるいは、所定粒径の塊状硫黄固化体の複数を、型枠内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、型枠内で表面の硫黄層を溶融させて、塊状硫黄固化体同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体とするので、塊状硫黄固化体の粒径を選択することにより、得られるポーラス硫黄固化体の空隙の大きさを制御することができる。
【００１２】
また、所定粒径の塊状硫黄固化体を用いることにより、得られるポーラス硫黄固化体の空隙を均一にすることができる。
【００１３】
前記塊状硫黄固化体は、加熱溶融した硫黄と、加熱した骨材とを所定の割合で、ミキサ内で混合して製造され、前記ミキサから排出する際に、造粒機により所定粒径に形成することにより得ることができる。
【００１４】
前記塊状硫黄固化体は、加熱溶融した硫黄と、加熱した骨材とを所定の割合で、ミキサ内で混合して製造され、前記ミキサから排出する際に、所定形状の造粒型枠内に投入して、所定粒径に形成することにより得ることができる。
【００１５】
前記塊状硫黄固化体は、既製造の硫黄固化体を破砕して、所定粒径のものを篩い分けて選別することにより得ることができる。
【００１６】
前記塊状硫黄固化体は、前記硫黄単体を溶融して、造粒機により所定粒径に形成するか、または、前記硫黄単体を溶融して、所定形状の造粒型枠内に投入して、所定粒径に形成することにより得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかるポーラス硫黄固化体の製造方法の第１実施例を示している。
【００１８】
本実施例のポーラス硫黄固化体の製造方法では、硫黄単体、または、粉体ないしは固体の硫黄Ａと、乾燥させた骨材Ｂ（通常のコンクリートに用いられる砂や砕石，砂利などの細骨材および粗骨材，鉄鋼スラグ，石炭灰，貝殻などの産業廃棄物，ガラス粉末などの有害物質を含まない無機系資材などの単独ないしはこれらの適宜組合わせを含む）とから構成される硫黄固化体が用いられる。
【００１９】
なお、本実施例で使用することができる硫黄Ａには、天然産や、石油や天然ガスの脱硫によって精製した硫黄、さらには、これらの硫黄に改質剤を添加したものが含まれる。
【００２０】
この場合、改質剤は、ジシクロペンタジェン、テトラハイドラインデン、シクロペンタジェンなどとそれらのオリゴマー（２〜５量体混合物）、ジペンテン、ビニルトルエン、ジシクロペンテンなどのオレフィン化合物類の１種類または数種類の混合物を使用することができる。
【００２１】
本実施例の製造方法は、立方体ないしは概略球状の塊状硫黄固化体Ｃを得る第１工程と、第１工程で得られた塊状硫黄固化体Ｃの硫黄層を加熱して再溶融させる第２工程と、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄを製造する第３工程とから構成されている。
【００２２】
図１は、塊状硫黄固化体Ｃを得る第１工程の詳細を示している。同図に示した第１工程では、まず、粉体ないしは固体の硫黄Ａを、１２０〜１６０℃に加熱して溶融させ、これをミキサーＤに投入する。
【００２３】
これと同時に、１２０〜１６０℃に予備加熱された骨材ＢをミキサーＤに投入する。この際に、骨材Ｂは、予め乾燥させたものを用いる。また、溶融した硫黄Ａと骨材Ｂとが投入されるミキサーＤは、１２０〜１６０℃の温度に保温しておく。
【００２４】
溶融した硫黄Ａと骨材Ｂとは、投入されたミキサーＤ内で、保温状態で攪拌混合され、この攪拌混合により、各骨材Ｂの表面には、溶融した硫黄Ａが所定厚みで層状に絡み付き、硫黄層が形成される。
【００２５】
ミキサーＤ内で所定時間の混合攪拌が行われると、硫黄Ａと骨材Ｂの混合物は、硫黄Ａが固化しない段階で、造粒型枠Ｅ内に流し込み、造粒型枠Ｅ内で硫黄Ａを固化させることにより、造粒型枠Ｅの形状に合わせた所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃとされる。
【００２６】
この場合、造粒型枠Ｅは、例えば、一辺が１００〜２００ｍｍ程度の立方体や、直径が１００〜２００ｍｍ程度の概略球状に形成され、このような造粒型枠Ｅを使用することで、得られる塊状硫黄固化体Ｃは、造粒型枠Ｅと同形状の立方体ないしは球体となる。
【００２７】
このようにして得られる塊状硫黄固化体Ｃは、溶融した硫黄Ａが骨材Ｂの表面に絡み付いて形成される硫黄層が、隣接する骨材Ｂ間で相互に接着した形態となっている。
【００２８】
このような塊状硫黄固化体Ｃを得る手段は、ミキサーＤから硫黄Ａと骨材Ｂの混合物を所定形状の造粒型枠Ｅ内に流し込むこと以外に、造粒機Ｆを通すことで、造粒することによっても行うことができる。
【００２９】
なお、本実施例の場合、第１工程で得られる塊状硫黄固化体Ｃは、必ずしもポーラス形態に形成する必要がないので、骨材Ｂに外径が異なる複数の骨材、例えば、細骨材と粗骨材とを使用し、塊状硫黄固化体Ｃの内部で、これらの骨材がランダムに入り組んだ状態で、骨材同士を硫黄Ａにより相互に接着させて、骨材Ｂが密に接着した形態にすることができる。
【００３０】
また、本実施例の製造方法では、上述したように、硫黄Ａと骨材Ｂとを用いて、新たに塊状硫黄固化体Ｃを製造すること以外に、例えば、化学工場などて耐酸目的で使用されていた硫黄モルタルないしは硫黄コンクリート製の防食用硫黄固化体パネルを解体した際に排出されるガラ（既製造の硫黄固化体）を、クラッシャーで破砕して、１００ｍｍ，８０ｍｍ，４０ｍｍ，２０ｍｍの篩い分けして、これを直接塊状硫黄固化体Ｃとして使用することもできるし、篩い分けしたガラを骨材Ｂとして使用することもできる。
【００３１】
さらに、本実施例の製造方法では、骨材Ｂを全く使用せずに塊状硫黄固化体Ｃを製造することもできる。この場合には、硫黄単体（改質硫黄でもよい）を溶融して、造粒機Ｆにより所定粒径に形成するか、または、硫黄単体を溶融して、所定形状の造粒型枠Ｅ内に投入して、所定粒径に形成することにより得ることができる。
【００３２】
以上の第１工程により塊状硫黄固化体Ｃが得られると、次に、第１工程で得られた塊状硫黄固化体Ｃの硫黄層を加熱して再溶融させる第２工程が行われる。図２から図４に、この第２工程の３つの例を示している。
【００３３】
図２は、傾胴型ミキサＧを用いる方法であって、希望する空隙割合（空隙率）によって選択された所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃを、単独、あるいは、混合してミキサＧ内に投入する。
【００３４】
この場合、塊状硫黄固化体Ｃは、予め、熱風により加熱乾燥させて、表面に付着した水分、内部に浸透した水分を除去する。傾胴型ミキサＧは、回転させながら、胴部の外側からの加熱や、投入口から１２０℃以上の熱風を吹き込んで、塊状硫黄固化体Ｃを加熱して、表面の硫黄層を再溶融させる。
【００３５】
図３は、ロータリー式加熱機Ｈを用いる方法であって、セメントロータリーキルンのような耐火被覆が施された長い筒形の加熱機、あるいは、回転による送り装置の付いた長い筒を使用し、筒の一端から、熱風あるいは炎を直接吹き込みながら、投入した塊状硫黄固化体Ｃを、内部で加熱しながら他端側に移動させ、塊状硫黄固化体Ｃの硫黄層を再溶融させたものを連続的に作製する。
【００３６】
筒の長さや回転速度、熱風などの吹き込み温度などは、投入する塊状硫黄固化体Ｃの量によって調整し、加熱機Ｈから出た段階で、塊状硫黄固化体Ｃの表面のみが再溶融した状態にする。
【００３７】
図４は、連続過熱炉Ｉを用いる方法であって、加熱炉Ｉの中を移動するコンベア上に塊状硫黄固化体Ｃを載置し、コンベアで炉内を移動させる際に、固化体Ｃの表面をゆっくり加熱して、その表面の硫黄層だけを再溶融させる。加熱時間、コンベアの移動速度などは、投入する塊状硫黄固化体Ｃの量に応じて調整する必要がある。
【００３８】
以上の第２工程が終了すると、次に、図５に示す第３工程が行われる。この第３工程では、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄを製造する。
【００３９】
ポーラス硫黄固化体Ｄを製造する際には、第２工程で表面の硫黄層が再溶融された塊状硫黄固化体Ｃを、所定形状の型枠Ｊ内に詰めて、塊状硫黄固化体Ｃの表面の硫黄層が固化しないうちに成形する。
【００４０】
型枠Ｊ内に詰め込む際には、塊状硫黄固化体Ｃの外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄとする。
【００４１】
塊状硫黄固化体Ｃを成形する際には、締め固め力を加えることになるが、あまり大きな力を加えると固化体Ｃが破砕して、均一な空隙が確保できなくなるし、締め固め力が弱いと強度が低くなるので、適宜な締め固め力を加える必要がある。
【００４２】
また、温度が１１９℃以下になると、硫黄が固化するので、手早く締め固める必要があり、締め固め後、常温まで下がるとポーラス硫黄固化体Ｄが得られる。
【００４３】
さて、以上のように構成したポーラス硫黄固化体の製造方法によれば、溶融された硫黄層が骨材Ｂの表面に形成され、硫黄層同士が相互に接着した立方体ないしは概略球状などの塊状硫黄固化体Ｃを得て、所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃの複数を、予め硫黄層を再溶融させて、型枠Ｊ内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄとするので、塊状硫黄固化体Ｃの粒径を選択することにより、得られるポーラス硫黄固化体Ｄの空隙の大きさを制御することができる。
【００４４】
また、所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃを用いることにより、得られるポーラス硫黄固化体Ｄの空隙を均一にすることができる。
【００４５】
なお、上記実施例では、所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃの複数を、予め硫黄層を再溶融させて、型枠Ｊ内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄとする製造方法を例示したが、本発明の実施はこれに限られることはなく、所定粒径の塊状硫黄固化体Ｃの複数を、型枠Ｊ内に外表面の一部同士が接触するようにして詰め込んで、型枠Ｊ内で硫黄層を再溶融させて、塊状硫黄固化体Ｃ同士が相互に接着したポーラス硫黄固化体Ｄとすることもできる。
【００４６】
この場合、型枠Ｊ内で硫黄層を再溶融させる手段としては、例えば、型枠Ｊを金属製として、その内部に熱風を吹き込んだり、あるいは、型枠Ｊの側板にヒータを組み込んで加熱するようにすればよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるポーラス硫黄固化体の製造方法によれば、均一でかつ大きな空隙を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるポーラス硫黄固化体の製造方法の初期工程（第１工程）の説明図である。
【図２】図１に示した工程に引き続いて行われる第２工程の説明図である。
【図３】図１に示した工程に引き続いて行われる第２工程の説明図である。
【図４】図１に示した工程に引き続いて行われる第２工程の説明図である。
【図５】図４に示した工程に引き続いて行われる第３工程の説明図である。
【符号の説明】
Ａ          硫黄
Ｂ          骨材
Ｃ          塊状硫黄固化体
Ｄ          ポーラス硫黄固化体
Ｅ          型枠
Ｆ          造粒機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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