(57)【要約】【課題】ＳｉＯ2−ＣａＯ系固化体の曲げ強度を高める。【解決手段】ＣａＯ系物質と、ＭｇＯ系物質と、ＳｉＯ2系物質とを含む混合物をオートクレーブ処理して固化させた固化体であって、固化原料中のＣａＯ，ＭｇＯ及びＳｉＯ2の３者の重量含有量の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中に占めるＣａＯの重量割合をＣ％とし、ＭｇＯの重量割合をＭ％とした場合、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜５０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．３以上であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。【選択図】図１
2006248896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣａＯ系物質と、ＭｇＯ系物質と、ＳｉＯ2系物質とを含む混合物をオートクレーブ処理して固化させた固化体であって、固化原料中のＣａＯ，ＭｇＯ及びＳｉＯ2の３者の重量含有量の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中に占めるＣａＯの重量割合をＣ％とし、ＭｇＯの重量割合をＭ％とした場合、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜５０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．３以上であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。
【請求項２】
請求項１において、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜４９％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．４以上であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。
【請求項３】
請求項１において、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜４０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．７以上であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。
【請求項４】
請求項１において、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜３５％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．８〜０．９９５であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。
【請求項５】
請求項１において、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜１５％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．３以上であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体に係り、特に強度が高いＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪砂等のＳｉＯ2系物質にＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2等のＣａＯ系物質を混合してオートクレーブ処理することにより固化体が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このＳｉＯ2−ＣａＯ系固化体の曲げ強度高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体は、ＣａＯ系物質と、ＭｇＯ系物質と、ＳｉＯ2系物質とを含む混合物をオートクレーブ処理して固化させた固化体であって、固化原料中のＣａＯ，ＭｇＯ及びＳｉＯ2の３者の重量含有量の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中に占めるＣａＯの重量割合をＣ％とし、ＭｇＯの重量割合をＭ％とした場合、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜５０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．３以上であることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明は、ＳｉＯ2−ＣａＯ系固化体のＣａＯ分の一部をＭｇＯによって置換することにより固化体の強度とくに曲げ強度が高まることを知見し、完成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体は、ＳｉＯ2−ＣａＯ系オートクレーブ処理固化体中のＣａＯの一部をＭｇＯに置換したものであり、このようにすることにより高い曲げ強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において、ＳｉＯ2系物質としては、非晶質ＳｉＯ2，結晶質ＳｉＯ2の他、ケイ砂、キラ微砂、ケイ藻土、粘土、長石、シリカヒューム、ホワイトカーボン、タイル屑、ガラス屑、レンガ屑、スラグ、セメント・コンクリート廃材、石炭灰、汚泥、釉汚泥、汚泥焼却灰、Ｃａ分を抽出後の産業廃棄物（例えばセメント・コンクリート廃材、スラグ、釉汚泥、石炭灰、汚泥焼却灰、ガラス屑のＣａ分を抽出したもの）等の１種又は２種以上を用いることができる。これらのＳｉＯ2系物質とＣａＯ及び／又はＭｇＯ系物質とが反応することにより、得られる固化体中に（ＣａＯ及び／又はＭｇＯ）−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ系固形物質が効率的に生成し、固化体の強度を高めることができる。
【０００８】
ＣａＯ系物質、ＭｇＯ系物質としては、ＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2，ＭｇＯ，Ｍｇ（ＯＨ）2，スラグ及びコンクリート廃材の１種又は２種以上が用いられる。この中でも、ＣａＯ系物質としては、ＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2が好適であり、ＭｇＯ系物質としてはＭｇ（ＯＨ）2が好ましい。なお、スラグやコンクリート廃材は、ＳｉＯ2系物質としても作用する。
【０００９】
固化原料中のＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ2の３者の含有量（重量）の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中におけるＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ2の重量割合をＣ％，Ｍ％，Ｓ％（Ｃ＋Ｍ＋Ｓ＝１００）とする。
【００１０】
本発明では、ＣとＭとの和（Ｃ＋Ｍ）、Ｃと（Ｃ＋Ｍ）との比Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）をそれぞれ次の通りとする。
【００１１】
（Ｃ＋Ｍ）は３．７〜５０％とし、好ましくは３．７〜４９％とし、次に好ましくは、３．７〜４０％とし、その次に好ましくは３．７〜３５％とし、最も好ましくは３．７〜１５％とする。
【００１２】
Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）は０．３以上とし、好ましくは０．４以上とし、次に好ましくは０．７以上とし、最も好ましくは０．８〜０．９９５とする。
【００１３】
なお、ＳｉＯ2系物質はＣａＯ系物質やＭｇＯ系物質よりも安価であるため、ＳｉＯ2系物質の量をなるべく多くするのが好ましい。
【００１４】
本発明では、ＳｉＯ2系物質、ＣａＯ系物質及びＭｇＯ系物質以外の物質を含んでいても良い。
【００１５】
本発明の固化体を製造するには、原料物質を混合し、プレス成形、鋳込成形、押出成形、流し込み成形等の成形法により所望の形状に成形した後、オートクレーブ処理する。なお、固化原料は特に成形を行なわず、そのままオートクレーブ処理した後、成形し、さらにオートクレーブ処理しても良い。
【００１６】
オートクレーブ処理は、１００〜２５０℃、特に１５０〜２００℃程度の飽和蒸気圧（１６ｋｇｆ／ｃｍ2以下）下という比較的緩やかな条件で行なうことができ、その処理時間は通常の場合、２〜２０時間、特に５〜１０時間程度とされる。
【００１７】
得られた固化体は、必要に応じて適当な条件で乾燥した後、各種建設・土木材料等として利用される。この固化体は、特にインターロッキングブロックとして用いるのに好適である。
【実施例】
【００１８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実験において、ＳｉＯ2系物質としては石英又は非晶質シリカを用い、ＣａＯ系物質としては試薬特級ＣａＣＯ3を１０００℃、５時間仮焼したものを用い、ＭｇＯ系物質としては試薬一級Ｍｇ（ＯＨ）2を用いた。
【００１９】
また、各試料の曲げ強度の測定は、スパン間距離３０ｍｍ，クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎの３点曲げ強度測定条件で行なった。
【００２０】
表１，２に示す配合にて原料を乳鉢で乾式混合し、３００ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧成形して４０ｍｍ×１０ｍｍ×約１０ｍｍ厚さの成形体を得た。
【００２１】
各成形体をオートクレーブに入れ、２００℃、１０時間処理して固化させた。なお、オートクレーブの容器（２０００ｃｃ容量）中には蒸留水を３００ｃｃ入れて飽和蒸気圧にて処理した。
【００２２】
得られた固化体を６０℃で乾燥した後、曲げ強度の測定を行ない結果を表１，２に示した。なお、各成形体のＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯ組成比を図１に図示した。
【００２３】
【表１】
2006248896.tif 000003
【００２４】
【表２】
2006248896.tif 000004
【００２５】
表１，２及び図１より、次のことが明らかである。即ち、（Ｃ＋Ｍ）が５０％よりも多くなると、未反応のＣａ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2が増加し、強度が低下する。また（Ｃ＋Ｍ）が３．７％よりも少なくなっても強度が低下する。Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）が０．３より小さくなると強度が低下する。
【００２６】
なお、表１，２において、No.１，６，１１，１５，２２，２９，３６はＭｇＯ系物質を添加していない。No.１〜５，６〜１０，１１〜１４，１５〜２１，２２〜２８，２９〜３５，３６〜４１はそれぞれ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＣａＯのモル比を等しくしたシリーズである。各シリーズにおいて、ＭｇＯを添加していないNo.１，６，１１，１５，２２，２９，３６よりも曲げ強度が増加しており、且つ４．９ＭＰａ以上のものを○と判定した。なお、４．９ＭＰａという曲げ強度は、インターロッキングブロック協会にて「普通インターロッキングブロック」の規準値として定めた５０ｋｇｆ／ｃｍ2以上に対応した値である。No.２７については、ＭｇＯ添加によりNo.２２よりも強度が低下しているが、５ＭＰａ以上であるので△と判定した。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯの組成図である。
【図１】
2006248896.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月15日(2006.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣａＯ系物質と、Ｍｇ（ＯＨ）２と、ＳｉＯ2系物質とを含む混合物をオートクレーブ処理して固化させた固化体の製造方法であって、固化原料中のＣａＯ，Ｍｇ（ＯＨ）２及びＳｉＯ2をそれぞれＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｉＯ２で換算した３者の重量含有量の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中に占めるＣａＯの重量割合をＣ％とし、ＭｇＯの重量割合をＭ％とした場合、
（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜４０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．７以上となるように原料物質を混合し、オートクレーブ処理することを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜３５％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．８〜０．９９５であることを特徴とするＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体の製造方法に係り、特に強度が高いＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪砂等のＳｉＯ2系物質にＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2等のＣａＯ系物質を混合してオートクレーブ処理することにより固化体が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このＳｉＯ2−ＣａＯ系固化体の曲げ強度高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体の製造方法は、ＣａＯ系物質と、Ｍｇ（ＯＨ）２と、ＳｉＯ2系物質とを含む混合物をオートクレーブ処理して固化させた固化体の製造方法であって、固化原料中のＣａＯ，Ｍｇ（ＯＨ）２及びＳｉＯ2をそれぞれＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｉＯ２で換算した３者の重量含有量の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中に占めるＣａＯの重量割合をＣ％とし、ＭｇＯの重量割合をＭ％とした場合、（Ｃ＋Ｍ）が３．７〜４０％であり、Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）比が０．７以上となるように原料物質を混合し、オートクレーブ処理することを特徴とするものである。
【０００５】
本発明は、ＳｉＯ2−ＣａＯ系固化体のＣａＯ分の一部をＭｇＯによって置換することにより固化体の強度とくに曲げ強度が高まることを知見し、完成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の方法により製造されるＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系固化体は、ＳｉＯ2−ＣａＯ系オートクレーブ処理固化体中のＣａＯの一部をＭｇＯに置換したものであり、このようにすることにより高い曲げ強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において、ＳｉＯ2系物質としては、非晶質ＳｉＯ2，結晶質ＳｉＯ2の他、ケイ砂、キラ微砂、ケイ藻土、粘土、長石、シリカヒューム、ホワイトカーボン、タイル屑、ガラス屑、レンガ屑、スラグ、セメント・コンクリート廃材、石炭灰、汚泥、釉汚泥、汚泥焼却灰、Ｃａ分を抽出後の産業廃棄物（例えばセメント・コンクリート廃材、スラグ、釉汚泥、石炭灰、汚泥焼却灰、ガラス屑のＣａ分を抽出したもの）等の１種又は２種以上を用いることができる。これらのＳｉＯ2系物質とＣａＯ系物質及び／又はＭｇ（ＯＨ）２とが反応することにより、得られる固化体中に（ＣａＯ及び／又はＭｇＯ）−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ系固形物質が効率的に生成し、固化体の強度を高めることができる。
【０００８】
ＣａＯ系物質としては、ＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2，スラグ及びコンクリート廃材の１種又は２種以上が用いられる。この中でも、ＣａＯ系物質としては、ＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2が好適である。
【０００９】
固化原料中のＣａＯ，Ｍｇ（ＯＨ）２，ＳｉＯ2をそれぞれＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｉＯ２で換算した３者の含有量（重量）の合計を１００％とし、この３者の合計１００％中におけるＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ2の重量割合をＣ％，Ｍ％，Ｓ％（Ｃ＋Ｍ＋Ｓ＝１００）とする。
【００１０】
本発明では、ＣとＭとの和（Ｃ＋Ｍ）、Ｃと（Ｃ＋Ｍ）との比Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）をそれぞれ次の通りとする。
【００１１】
（Ｃ＋Ｍ）は３．７〜４０％とし、好ましくは３．７〜３５％とし、最も好ましくは３．７〜１５％とする。
【００１２】
Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）は０．７以上とし、好ましくは０．８〜０．９９５とする。
【００１３】
なお、ＳｉＯ2系物質はＣａＯ系物質やＭｇ（ＯＨ）２よりも安価であるため、ＳｉＯ2系物質の量をなるべく多くするのが好ましい。
【００１４】
本発明では、ＳｉＯ2系物質、ＣａＯ系物質及びＭｇ（ＯＨ）２以外の物質を含んでいても良い。
【００１５】
本発明の固化体を製造するには、原料物質を混合し、プレス成形、鋳込成形、押出成形、流し込み成形等の成形法により所望の形状に成形した後、オートクレーブ処理する。なお、固化原料は特に成形を行なわず、そのままオートクレーブ処理した後、成形し、さらにオートクレーブ処理しても良い。
【００１６】
オートクレーブ処理は、１００〜２５０℃、特に１５０〜２００℃程度の飽和蒸気圧（１６ｋｇｆ／ｃｍ2以下）下という比較的緩やかな条件で行なうことができ、その処理時間は通常の場合、２〜２０時間、特に５〜１０時間程度とされる。
【００１７】
得られた固化体は、必要に応じて適当な条件で乾燥した後、各種建設・土木材料等として利用される。この固化体は、特にインターロッキングブロックとして用いるのに好適である。
【実施例】
【００１８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実験において、ＳｉＯ2系物質としては石英又は非晶質シリカを用い、ＣａＯ系物質としては試薬特級ＣａＣＯ3を１０００℃、５時間仮焼したものを用い、Ｍｇ（ＯＨ）２としては試薬一級Ｍｇ（ＯＨ）2を用いた。
【００１９】
また、各試料の曲げ強度の測定は、スパン間距離３０ｍｍ，クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎの３点曲げ強度測定条件で行なった。
【００２０】
表１，２に示す配合にて原料を乳鉢で乾式混合し、３００ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧成形して４０ｍｍ×１０ｍｍ×約１０ｍｍ厚さの成形体を得た。
【００２１】
各成形体をオートクレーブに入れ、２００℃、１０時間処理して固化させた。なお、オートクレーブの容器（２０００ｃｃ容量）中には蒸留水を３００ｃｃ入れて飽和蒸気圧にて処理した。
【００２２】
得られた固化体を６０℃で乾燥した後、曲げ強度の測定を行ない結果を表１，２に示した。なお、各成形体のＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯ組成比を図１に図示した。
【００２３】
【表１】
2006248896.tif 000006
【００２４】
【表２】
2006248896.tif 000007
【００２５】
表１，２及び図１より、次のことが明らかである。即ち、（Ｃ＋Ｍ）が４０％よりも多くなると、未反応のＣａ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2が増加し、強度が低下する。また（Ｃ＋Ｍ）が３．７％よりも少なくなっても強度が低下する。Ｃ／（Ｃ＋Ｍ）が０．３より小さくなると強度が低下する。
【００２６】
なお、表１，２において、No.１，６，１１，１５，２２，２９，３６はＭｇＯ系物質を添加していない。No.１〜５，６〜１０，１１〜１４，１５〜２１，２２〜２８，２９〜３５，３６〜４１はそれぞれ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ２のモル比を等しくしたシリーズである。各シリーズにおいて、ＭｇＯを添加していないNo.１，６，１１，１５，２２，２９，３６よりも曲げ強度が増加しており、且つ４．９ＭＰａ以上のものを○と判定した。なお、４．９ＭＰａという曲げ強度は、インターロッキングブロック協会にて「普通インターロッキングブロック」の規準値として定めた５０ｋｇｆ／ｃｍ2以上に対応した値である。No.２７については、ＭｇＯ添加によりNo.２２よりも強度が低下しているが、５ＭＰａ以上であるので△と判定した。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯの組成図である。