(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体が添加されてなる無機質硬化性組成物であって、
前記原料の無機質硬化性組成物は、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、このＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とが混合されたものであり、
前記無機質粉体は、前記ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、前記アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合した無機質硬化性組成物を硬化させた無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られたものであり、
前記原料の無機質硬化性組成物のＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、前記原料の無機質硬化性組成物のアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部、前記無機質粉体１〜５００重量部を含むことを特徴とする無機質硬化性組成物。
【請求項２】
無機質硬化性組成物が硬化されてなる無機質硬化体において、
前記無機質硬化性組成物が請求項１記載の無機質硬化性組成物であることを特徴とする無機質硬化体。
【請求項３】
ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、このＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合して硬化することにより得られる無機質硬化体の廃棄物を利用して無機質硬化性組成物を製造する方法において、
前記無機質硬化体の廃棄物を粉砕して無機質粉体を得る工程と、
前記ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、前記アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部、前記無機質粉体１〜５００重量部を添加して無機質硬化性組成物を得る工程と
を備えることを特徴とする無機質硬化性組成物の製造方法。
【請求項４】
無機質硬化性組成物を硬化して無機質硬化体を得る無機質硬化体の製造方法において、 前記無機質硬化性組成物に、請求項３に記載の無機質硬化性組成物を用いたことを特徴とする無機質硬化体の製造方法。
【請求項５】
無機質粉体と石膏と水とを含む石膏系硬化性組成物を硬化させてなる石膏系硬化体であって、前記石膏１００重量部に対して、前記無機質粉体を１〜５００重量部、前記水を３０〜５００重量部含み、前記無機質粉体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られたものであることを特徴とする石膏系硬化体。
【請求項６】
無機質粉体とセメントと水とを含むセメント系硬化性組成物を硬化させてなるセメント系硬化体であって、前記セメント１００重量部に対して、前記無機質粉体を１〜５００重量部、前記水を３０〜５００重量部含み、前記無機質粉体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られたものであることを特徴とするセメント系硬化体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機質硬化性組成物とその製造方法、無機質硬化体とその製造方法及び石膏系硬化体並びにセメント系硬化体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セメントと水、又は、ＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系反応性粉体とアルカリ金属珪酸塩水溶液のような、反応性粉体とこの粉体に反応する液体とを混合した無機質硬化性組成物を硬化させて無機質硬化体を得る方法が一般に知られている。
例えば、無定形の二酸化珪素と酸化アルミニウムとを含有する反応性粉体とアルカリ金属珪酸塩水溶液とを混合した無機質硬化性組成物を型体に充填し、空気加熱や水蒸気加熱等の熱媒体により型体の周囲から加熱・硬化させることにより、無機質硬化体を製造する方法が、特公平４−４５４７１号公報に開示されている。
上述のように製造される無機質硬化体は必ずしも歩留りが１００％ではないので、製造工場において端材等が発生し、廃棄物として処理されるものがある。そのため、そのリサイクルは資源保護の観点からも、環境保全の観点からも重要な課題となっている。また、上述の無機質硬化体は建材として好適に使用されるが、使用後の建築廃材の処分は重要な社会問題であり、そのリサイクルも同様に重要な課題となっている。
【０００３】
また、価格が安く使い勝手がよいことから、石膏と水とを含む石膏系硬化性組成物を硬化させた石膏系硬化体や、セメントと水とを含むセメント系硬化性組成物を硬化させたセメント系硬化体等が石膏ボードやセメント板として建築分野に多く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、資源の無駄を無くすことのできる無機質硬化性組成物とその製造方法、無機質硬化体とその製造方法及び石膏系硬化体並びにセメント系硬化体を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物は、
原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体が添加されてなる無機質硬化性組成物であって、
前記原料の無機質硬化性組成物は、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、このＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とが混合されたものであり、
前記無機質粉体は、前記ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、前記アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合した無機質硬化性組成物を硬化させた無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られたものであり、
前記原料の無機質硬化性組成物のＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、前記原料の無機質硬化性組成物のアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部、前記無機質粉体１〜５００重量部を含むことを特徴とする。
【０００６】
ここで、無機質粉体の平均粒径は、特に限定されないが、０．１μｍから５０ｍｍが好ましい。さらに好ましくは、１μｍから１０ｍｍである。また、無機質硬化体を微粉砕したり、無機質硬化体を発泡させたものとすることにより、無機質粉体の比表面積を１０ｍ2 ／ｇ以上とすると、無機質粉体の吸放湿性能を高めることができるので好ましい。
また、無機質硬化性組成物に種々の顔料等を混合することにより、無機質粉体を任意の色とすることができる。
【０００７】
また、無機質粉体は、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、この反応性粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合した無機質硬化性組成物を硬化させた無機質硬化体の廃棄物を粉砕することにより得られる。
【０００８】
ここで、無機質硬化体を粉砕する方法としては、特に限定されないが、コンクリート，セメント板，ＡＬＣ，珪酸カルシウム板等の無機質硬化体を粉砕する機械が好適に使用できる。具体的には、ハンマーシュレッダー等の破砕機やジョークラッシャー，ロールミル，カッターミル，ハンマーミル等の粗砕機やボールミル，ローラーミル，ジェットミル等の微砕機等が挙げられる。
また、必要に応じて、篩や風力等により分級処理をしても構わない。
【００１０】
また、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物は、原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体を添加してなるものである。
【００１１】
本発明においては、無機質硬化性組成物に添加する無機質粉体は一種類である必要はなく、組成や粒度や色等の異なる複数の種類の無機質粉体であっても構わない。
【００１２】
また、請求項１において、前記無機質硬化性組成物がＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部を含むことが好ましい。
【００１３】
ここで、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）が１０重量部より少ないと無機質硬化性組成物の混練が困難であり、３５０重量部より多いと無機質硬化体の耐水性等の品質が不良となる。
また、好ましくは、ＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）５０〜２５０重量部を含む無機質硬化性組成物とすると混練性がよくなり、その硬化体の品質が向上する。また、さらに好ましくは、ＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１００〜２００重量部とするとよい。
【００１４】
また、前記ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、無機質粉体を１〜５００重量部含むことが好ましい。
【００１５】
ここで、無機質粉体の添加量が１重量部以下であれば無機質粉体の利用率が極端に低くなり、５００重量部以上だと強度や耐水性等の品質が不良になる。
また、好ましくは、無機質粉体の添加量が５〜３００重量部であり、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。
【００１７】
また、請求項２記載の発明の無機質硬化体は、無機質硬化性組成物が硬化されてなる無機質硬化体において、前記無機質硬化性組成物が請求項１記載の無機質硬化性組成物であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３記載の発明の無機質硬化性組成物の製造方法は、
ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、このＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合して硬化することにより得られる無機質硬化体の廃棄物を利用して無機質硬化性組成物を製造する方法において、
前記無機質硬化体の廃棄物を粉砕して無機質粉体を得る工程と、
前記ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、前記アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部、前記無機質粉体１〜５００重量部を添加して無機質硬化性組成物を得る工程と
を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４記載の発明の無機質硬化体の製造方法は、無機質硬化性組成物を硬化して無機質硬化体を得る無機質硬化体の製造方法において、前記無機質硬化性組成物に、請求項３に記載の無機質硬化性組成物を用いたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に使用される反応性粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ2 ５〜８５重量％とＡｌ2 Ｏ3 ９０〜１０重量％のものが好適に使用される。このような粉体としては、フライアッシュ、メタカオリン、カオリン、ムライト、コランダム、アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等が使用できるが組成と粒度が適当であればこれらに限定されるものではない。尚、容易に入手できるののは、不純物を含有するため、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との合計が１００重量％となっていないが、合成により合計が１００重量％となるようにしてもよい。また、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いてもよい。
【００２１】
溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００℃の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１〜１００ｍ2 ／ｇが好ましい。
【００２２】
粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。つまり、粉砕の方法としてはジェットミル、ロールミル、ボールミル等による方法があげられる。また、分級の方法としては篩、比重、風力、湿式沈降等の方法があげられる。これらの手段は併用されてもよい。
【００２３】
機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーは０．５ｋＷｈ／ｋｇ〜３０ｋＷｈ／ｋｇが好ましい。機械的エネルギーが小さいと粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大きい。
【００２４】
フライアッシュは、必要に応じて、焼成されたものでもよい。焼成温度が低すぎるとフライアッシュの黒色が残り、顔料等による着色が困難となり、高すぎるとアルカリ金属珪酸塩との反応性が低くなるので、４００℃〜１０００℃であることが好ましい。
【００２５】
本発明に使用されるアルカリ金属珪酸塩水溶液〔液体（Ｂ）〕のアルカリ金属珪酸塩とは、Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 （Ｍ＝Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる１種以上の金属）で表される塩であって、ｎの値は小さすぎると緻密な無機硬化体が得られず、大きすぎると水溶液の粘度が上昇し混合が困難になるので０．０５〜８が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２．５である。
【００２６】
本発明において、無機質硬化体を発泡体とするために、必要に応じて発泡剤が添加されてもよい。発泡剤としては過酸化物（過酸化水素、過酸化ソーダ、過酸化カリ、過ほう酸ソーダ等）、金属粉末（Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン）等が用いられる。発泡剤が多すぎると発泡ガスが過剰となり破泡して良好な発泡体が得られず、少なすぎると発泡倍率が小さすぎて発泡体の意味を失うので０．０１〜１０重量部であることが好ましい。過酸化水素を発泡剤として用いるときは、安全性の面や安定した発泡のために水溶液として用いるのが好ましい。金属粉末を用いる場合は、安定した発泡を得るために、粒径が２００μm 以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明において、発泡を均一にするために、必要に応じて発泡助剤が添加されてもよい。発泡助剤は発泡を均一に生じさせるものなら特に限定されず、たとえばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、アルミナ粉末等の多孔質粉体などがあげられる。これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上のものが併用されてもよい。
発泡助剤の量は多すぎると組成物の粘度が上昇して良好な発泡が得られないので、上記反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して１０重量部以下が好ましい。
【００２８】
本発明において、無機質硬化体の強度等を改良するために、必要に応じて無機質充填材が添加されてもよい。無機質充填材は、水に溶解せず、アルカリ金属珪酸塩と反応しないものであれば特に限定されず、例えば珪砂、川砂、ジルコンサンド、結晶質アルミナ、岩石粉末、火山灰、シリカフラワー、シリカヒューム、ベントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合材、セピオライト、ワラストナイト、マイカ等の天然鉱物、炭酸カルシウム、珪藻土等があげられる。これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。
上記無機質充填材は、平均粒径が小さすぎると組成物の粘度が上昇して無機質硬化性組成物の成形性が悪くなり、大きすぎると均一な無機質硬化体が得られないので０．０１〜１０００μｍが好ましい。無機質充填材の量は多すぎると得られる無機質硬化体の強度が低下するので上記反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して７００重量部以下が好ましい。
【００２９】
本発明において、無機質硬化体を補強するために、必要に応じて補強繊維が添加されてもよい。補強繊維は、無機質硬化体に付与したい性能に応じ任意のものが使用できる。例えば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維などが使用できる。
【００３０】
上記補強繊維の繊維径は、細すぎると混合時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成されやすくなり、最終的に得られる無機質硬化体の強度は向上しない。また、太すぎたり短かすぎたりすると引張強度向上などの補強効果が小さい。また、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下して無機質硬化体の強度が改善されない。そのため、繊維径１〜５００μｍ、繊維長１〜１５ｍｍが好ましい。上記補強繊維の添加量は多くなると繊維の分散性が低下するので、上記反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下が好ましい。
【００３１】
さらに硬化体の軽量化を図る目的でシリカバルーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、ガラスバルーン、発泡焼成粘土等の無機質発泡体、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン等の合成樹脂の発泡体、ポリ塩化ビニリデンバルーン、ポリアクリルバルーンなどが添加されてもよい。
これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。
さらに必要に応じて、アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射されたアルミナ、アルミン酸アルカリ金属塩又は水酸化アルミニウムを加えても良い。
【００３２】
また、粉砕される無機質硬化体やマトリックスとなる無機質硬化性組成物には、目的に応じて顔料や染料を添加して着色してもよい。
【００３３】
また、請求項５記載の発明の石膏系硬化体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られた無機質粉体と石膏と水とを含む石膏系硬化性組成物を硬化させたことを特徴とする。ここで、石膏系硬化性組成物は、石膏１００重量部に対して、請求項１記載の無機質粉体を１〜５００重量部含むことが好ましい。無機質粉体が１重量部より少ないと吸放湿性能が極端に低くなり、５００重量部より多いと石膏系硬化体の強度が著しく小さくなる。また、石膏１００重量部に対して請求項１記載の無機質粉体を２〜３００重量部含むことがより好ましく、石膏１００重量部に対して請求項１記載の無機質粉体を３〜２００重量部含むことがさらに好ましい。
【００３４】
また、石膏１００重量部に対して水は３０〜５００重量部含むことが好ましく、石膏１００重量部に対して水を３５〜２００重量部含むことがさらに好ましい。
また、石膏は、無水石膏，半水石膏，二水石膏等が使用できる。
本発明の石膏系硬化体の製造方法としては、例えば、石膏系硬化性組成物を混練後、注型，プレス，押出等の一般的な石膏の成形方法を採用することができる。また、常温で反応硬化させてもよいし、３００℃以下の高温で反応硬化させてもよい。
【００３５】
また、請求項６記載の発明のセメント系硬化体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られた無機質粉体とセメントと水とを含むセメント系硬化性組成物を硬化させたことを特徴とする。ここで、セメント系硬化性組成物は、セメント１００重量部に対して、請求項１記載の無機質粉体を１〜５００重量部含むことが好ましい。無機質粉体が１重量部より少ないと吸放湿性能が極端に低くなり、５００重量部より多いとセメント系硬化体の強度が著しく小さくなる。また、セメント１００重量部に対して、請求項１記載の無機質粉体を２〜３００重量部含むことがより好ましく、セメント１００重量部に対して、請求項１記載の無機質粉体を３〜２００重量部含むことがさらに好ましい。
【００３６】
また、セメント１００重量部に対して水を３０〜５００重量部含むことが好ましく、セメント１００重量部に対して水を３５〜２００重量部含むことがさらに好ましい。
また、セメントは、ポルトランドセメント，アルミナセメント等一般的に使用されるセメントを選ぶことができる。
本発明のセメント系硬化体の製造方法としては、例えば、セメント系硬化性組成物を混練後、注型，プレス，押出等の一般的なセメントの成形方法を採用することができる。また、常温で反応硬化させてもよいし、３００℃以下の高温で反応硬化させてもよい。
【００３７】
【作用】
請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物で使用される無機質粉体は、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、この反応性粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合した第一の無機質硬化性組成物を硬化させた無機質硬化体の粉砕物である。この無機質硬化体は強度が大きいので、その粉砕物である無機質粉体は砂利や砂等の代替品として利用することができる。そのため、無機質硬化体の優れた充填材として利用することができる。また、上記無機質硬化体はアルカリ性であるアルカリ金属珪酸塩水溶液を含むので、特にコンクリートの充填材として利用するとコンクリートの中性化を防止する効果がある。また、吸放湿性充填材として用いることができる。
【００３８】
また、請求項１記載の無機質粉体は、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、この反応性粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合した無機質硬化性組成物を硬化させた無機質硬化体を粉砕して製造される。従って、製造に際して端材として廃棄される不定形の無機質硬化体や建材等に利用された後、建築廃材となる破壊された無機質硬化体を粉砕して無機質粉体を製造することができる。
【００３９】
また、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物は、原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体を添加してなる。つまり、この無機質硬化性組成物を硬化することにより、品質の優れた無機質硬化体を製造することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、コストの低い無機質硬化体を製造することができる。
【００４０】
また、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物は、原料の無機質硬化性組成物がＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、この反応性粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合したものであり、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部を含む。従って、この無機質硬化性組成物を硬化することにより、製造が容易で品質に優れる無機質硬化体を製造することができる。また、無機質粉体１〜５００重量部を含む。つまり、無機質硬化体の中に性質の近い無機質粉体を添加することになるので、均質で性能の優れた無機質硬化体を製造することができる。
【００４１】
また、請求項２記載の発明の無機質硬化体は、請求項１記載の無機質硬化性組成物を硬化させたものである。つまり、品質の優れた無機質硬化体とすることができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、無機質硬化体のコストを下げることができる。
【００４２】
また、請求項３記載の発明の無機質硬化性組成物の製造方法においては、原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体を添加する。つまり、この無機質硬化性組成物を硬化することにより、品質の優れた無機質硬化体を製造することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、コストの低い無機質硬化体を製造することができる。
【００４３】
また、請求項４記載の発明の無機質硬化体の製造方法は、無機質硬化性組成物がＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）と、この反応性粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）とを混合したものであり、ＳｉＯ２ ―Ａｌ２Ｏ３系反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）１０〜３５０重量部を含む。従って、製造が容易で品質に優れる無機質硬化体を製造することができる。また、請求項１記載の無機質粉体を１〜５００重量部含む。つまり、無機質硬化体の中に性質の近い無機質粉体を添加することになるので、均質で性能の優れた無機質硬化体を得ることができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、無機質硬化体のコストを下げることができる。
【００４４】
また、請求項５記載の発明の石膏系硬化体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られた無機質粉体と石膏と水とを含む石膏系硬化性組成物を硬化させたものである。従って、無機質粉体の吸放湿性能により、吸放湿性能に優れた石膏系硬化体とすることができる。また、石膏系硬化体を板状に成形して、建築物の内装材として使用することにより、調湿性能に優れた建築物を形成することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して得られた無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、石膏系硬化体のコストを下げることができる。
【００４５】
また、請求項６記載の発明のセメント系硬化体は、請求項２に記載の無機質硬化体の廃棄物を粉砕して得られた無機質粉体とセメントと水とを含むセメント系硬化性組成物を硬化させたものである。従って、無機質粉体の吸放湿性能により、吸放湿性能に優れたセメント系硬化体とすることができる。また、セメント系硬化体を板状に成形して、建築物の内装材として使用することにより、調湿性能に優れた建築物を形成することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して得られた無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、セメント系硬化体のコストを下げることができる。
【００４６】
【表１】
0004630446.tif 000002
【００４７】
表１において、反応性粉体（Ａ）として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系反応性粉体であるメタカオリンを使用した。このメタカオリンは、エンゲルハード社製の商品名ＳａｔｉｎｔｏｎｅＳＰ−３３であり、Ａｌ2 Ｏ3 を４４重量％，ＳｉＯ2 を５２重量％，その他４重量％からなる組成で、平均粒径５μのものである。このメタカオリンを、三菱重工業社製ウルトラファインミル（ジルコニアボール直径１０ｍｍ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％、エタノール７５％の混合液をメタカオリンの０．６％添加）にて、３．３ｋＷｈ／ｋｇのエネルギーで、３時間処理した。
その他の粉体として無機質充填材と補強繊維とを加えた。
無機質充填材は、珪石粉とワラストナイトとを使用した。珪石粉は、住友セメント社製、ブレーン値５０００ｃｍ2 ／ｇのものであり、ワラストナイトは、土屋カオリン社製の商品名ケモリットＡ−６０を使用した。
補強繊維は、ビニロン繊維であり、クラレ社製の商品名ＲＭ１８２×３を使用した。
アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）は、珪酸カリウム水溶液であり、ＳｉＯ2 ／Ｋ2 Ｏ＝１．４で濃度４５重量％のものを使用した。
【００４８】
無機質硬化性組成物は、各組成物をそれぞれオムニミキサーに投入して１５分間混合して調製した。
また、無機質硬化体の製造は、図１に示す型体１に無機質硬化性組成物３ａを充填して、蓋体２を型体１の上に載置し、８５℃に温度調節したオーブンに設置し、５時間養生後オーブンから取り出し、無機質硬化体４ａを型体１から脱型し、８５℃で５時間空気乾燥した。
【００４９】
上述の無機質硬化体４ａをジョークラッシャー及びローラーミルにて粉砕後、篩で分級し平均粒径１００μｍの無機質粉体（１）を製造した。
また、上述の無機質硬化体４ａをジョークラッシャーにて粉砕後、篩で分級し平均粒径５ｍｍの無機質粉体（２）を製造した。
【００５０】
次に、表２〜表６に示す無機質硬化性組成物の配合による、本発明の無機質硬化体の実施例１〜５と表７〜表９の無機質硬化性組成物の配合による無機質硬化体の比較例１〜３とを図２，図３を参照して説明する。図２は無機質硬化性組成物を充填した型体と蓋体の断面図であり、図３は図２の無機質硬化性組成物が硬化した状態を示す断面図である。
【００５１】
実施例１〜５と比較例１〜３とにおいては、表１の無機質硬化性組成物に発泡剤と発泡助剤及び本発明の無機質粉体とを加えた。
発泡剤は、アルミニウム粉末であり、ミナルコ（株）製３５０Ｆを使用した。発泡助剤は、ステアリン酸亜鉛であり、堺化学社製ＳＺ−２０００を使用した。
【００５２】
次に、無機質硬化体の製造方法を説明する。
実施例１〜５と比較例１〜３の無機質硬化性組成物は、珪酸カリウム水溶液とアルミニウム粉末以外の各組成物をそれぞれオムニミキサーに投入して３分間混合した後、珪酸カリウム水溶液をオムニミキサーに投入して１０分間混合した。その後、アルミニウム粉末をオムニミキサーに投入して１分間混合して無機質硬化性組成物を調製した。
この無機質硬化性組成物を、図２に示すように型体１に充填し、蓋体２を設置した。この際、無機質硬化性組成物３ｂには、発泡剤が添加してあり、無機質硬化性組成物３ｂは発泡の進行に従って体積を増す。そのため、発泡が完了したときに型体１を満たすようにするため、当初、無機質硬化性組成物３ｂの体積は、型体１の体積より小さくしてある。この無機質硬化性組成物３ｂを１０分間室温に放置して発泡させた。この時、図３に示すように、無機質硬化体４ｂは型体１の内容積を満たしている。その後、８５℃に温度調節したオーブンに設置し、５時間養生した後、オーブンより取り出し、無機質硬化体４ｂを型体１から脱型し、８５℃で５時間空気乾燥した。
ここで、型体１の内寸は、縦３００ｍｍ，横３００ｍｍ，深さ３０ｍｍである。このようにして長さ３００ｍｍ，幅３００ｍｍ，厚さ３０ｍｍの無機質硬化体４ｂを製造した。
【００５３】
次に、無機質硬化性組成物の流動性（フロー値）の測定方法を説明する。このフロー値は、無機質硬化性組成物の成形性の指標として利用でき、フロー値が大きい程成形性がよい。
先ず、水平に保ったアクリル樹脂板上に、直径５０ｍｍ，高さ５０ｍｍのシリンダーを直立状態で設置し、上述のように調整した無機質硬化性組成物をシリンダーを満たすまで注入する。その後、シリンダーを静かに引き上げ、アクリル樹脂板上に広がった無機質硬化性組成物の長径と短径とを測定し、その平均値をフロー値とした。
【００５４】
次に、無機質硬化体の品質の評価試験方法を説明する。評価項目は、曲げ強度試験，沸騰水試験，凍結融解試験である。試験に使用した無機質硬化体は、上述のように製造したものを長さ２００ｍｍ，幅５０ｍｍに切断して試料とした。厚さは３０ｍｍである。
【００５５】
曲げ強度は、ＪＩＳ−Ａ−１１０６に準拠して測定した。
沸騰水試験は、試料を沸騰水中に８時間設置したものを乾燥し、曲げ強度を測定することにより、曲げ強度の維持率を算出した。
凍結融解試験は、ＡＳＴＭのＡ法（水中凍結−水中融解法）に準拠して実施した。
【００５６】
＜実施例１＞
表２に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を１７０重量部と本発明の無機質粉体（１）を４０重量部添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は２００ｍｍと大きく、良好な成形性を示した。
また、曲げ強度は７．８ＭＰａであった。
また、煮沸水試験による外観の変化は無く、曲げ強度維持率は１００％であった。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後の外観の変化は見られなかった。
以上のように、この無機質硬化体の品質は良好であった。
【００５７】
【表２】
0004630446.tif 000003
【００５８】
＜実施例２＞
表３に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を１７０重量部と本発明の無機質粉体（１）を１００重量部添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は２０５ｍｍと大きく、良好な成形性を示した。
また、曲げ強度は８．０ＭＰａであり、十分な実用強度を有することが確認できた。
また、煮沸水試験による外観の変化は無く、曲げ強度維持率は１００％であった。この結果、十分な耐水性を有することが確認できた。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後の外観の変化は見られなかった。この結果、十分な耐凍害性を有することが確認できた。
以上のように、この無機質硬化体の品質は良好であった。
【００５９】
【表３】
0004630446.tif 000004
【００６０】
＜実施例３＞
表４に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を１８０重量部と本発明の無機質粉体（１）を２００重量部とを添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は２００ｍｍと大きく、良好な成形性を示した。
また、曲げ強度は８．３ＭＰａであり、十分な実用強度を有することが確認できた。
また、煮沸水試験による外観の変化は無く、曲げ強度維持率は１００％であった。この結果、十分な耐水性を有することが確認できた。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後の外観の変化は見られなかった。この結果、十分な耐凍害性を有することが確認できた。
以上のように、この無機質硬化体の品質は良好であった。
【００６１】
【表４】
0004630446.tif 000005
【００６２】
＜実施例４＞
表５に示した、フライアッシュ１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を１８０重量部と本発明の無機質粉体（２）を４０重量部添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は２１０ｍｍと大きく、良好な成形性を示した。
また、曲げ強度は８．８ＭＰａであり、十分な実用強度を有することが確認できた。
また、煮沸水試験による外観の変化は無く、曲げ強度維持率は１００％であった。この結果、十分な耐水性を有することが確認できた。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後の外観の変化は見られなかった。この結果、十分な耐凍害性を有することが確認できた。
以上のように、この無機質硬化体の品質は良好であった。
【００６３】
【表５】
0004630446.tif 000006
【００６４】
＜実施例５＞
表６に示した、フライアッシュ１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を１８０重量部と本発明の無機質粉体（２）を１００重量部とを添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は２１０ｍｍと大きく、良好な成形性を示した。
また、曲げ強度は８．２ＭＰａであり、十分な実用強度を有することが確認できた。
また、煮沸水試験による外観の変化は無く、曲げ強度維持率は１００％であった。この結果、十分な耐水性を有することが確認できた。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後の外観の変化は見られなかった。この結果、十分な耐凍害性を有することが確認できた。
以上のように、この無機質硬化体の品質は良好であった。
【００６５】
【表６】
0004630446.tif 000007
【００６６】
＜比較例１＞
表７に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を５重量部と本発明の無機質粉体（１）を４０重量部添加した無機質硬化性組成物は、全く流動性がなく、無機質硬化性組成物を型体１に充填することができず、無機質硬化体を製造することができなかった。
【００６７】
【表７】
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【００６８】
＜比較例２＞
表８に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を４００重量部と本発明の無機質粉体（１）を４０重量部添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は、３００ｍｍと非常に大きく、良好な成形性を示した。
しかしながら、曲げ強度は０．９８ＭＰａであり、実用強度には達していないものであった。
また、煮沸水試験によってクラックが発生し、曲げ強度維持率は２０％であり、耐水性に劣るものであった。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後は、試料は崩壊しており、耐凍害性のないものであった。
以上のように、この無機質硬化体の品質は不良であった。
【００６９】
【表８】
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＜比較例３＞
表９に示した、メタカオリン１００重量部に対して、珪酸カリウム水溶液を３００重量部と本発明の無機質粉体（１）を６００重量部添加した無機質硬化性組成物を上述の方法で硬化し、その無機質硬化体の品質を評価した。
この無機質硬化性組成物のフロー値は、１００ｍｍで成形は可能であった。
しかしながら、曲げ強度は２．９ＭＰａであり、実用強度には達していないものであった。
また、煮沸水試験によってクラックが発生し、曲げ強度維持率は３０％であり、耐水性に劣るものであった。
さらに、１００サイクルの凍結融解試験後は、試料は崩壊しており、耐凍害性のないものであった。
以上のように、この無機質硬化体の品質は不良であった。
【００７０】
【表９】
0004630446.tif 000010
【００７１】
次に、本発明の石膏系硬化体の実施例を説明する。
【００７２】
＜実施例６＞
石膏／無機質粉体（２）／水の重量比を１００／２０／１００とした石膏系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ１０ｍｍの型体に充填し、１５０℃で３０分反応硬化させて石膏系硬化体を作成した。ここで、無機質粉体（２）は、実施例４で使用したものと同じものを使用した。
【００７３】
＜実施例７＞
石膏／無機質粉体（１）／水の重量比を１００／２０／１００とした石膏系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ１０ｍｍの型体に充填し、１５０℃で３０分反応硬化させて石膏系硬化体を作成した。ここで、無機質粉体（１）は、実施例１で使用したものと同じものを使用した。
＜比較例４＞
石膏／水の重量比を１００／５０とした石膏系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ１０ｍｍの型体に充填し、１５０℃で３０分反応硬化させて石膏の硬化体を作成した。
【００７４】
図４に実施例６，７の石膏系硬化体と比較例４の吸放湿性能を比較したグラフを示す。吸放湿性能は、上述のように作成した硬化体を１週間室内に放置した後、裏面と側面をアルミテープで密封し、温度２５℃，相対湿度５０％の恒温恒湿槽に１２時間保管した後に重量測定し、その硬化体を温度２５℃，相対湿度９５％の恒温恒湿槽に１２時間保管した後に重量測定し、単位表面積当たりの重量変化の大きさで評価した。重量変化は図４に示した３サイクルの平均値として求めた。
【００７５】
図４に示すように、比較例４は約４０ｇ／ｍ2 の重量変化なのに対して実施例６は約６０ｇ／ｍ2 の重量変化が見られた。つまり、無機質粉体（２）を含むことにより吸放湿性能を優れたものとすることができる。また、実施例７の重量変化は約８０ｇ／ｍ2 であり、実施例６よりさらに吸放湿性能が優れたものになる。この差は、実施例６の無機質粉体（２）の平均粒径が５ｍｍなのに対して、実施例７の無機質粉体（１）の平均粒径が１００μｍと小さく、無機質粉体（１）の比表面積が無機質粉体（２）の比表面積より大きいことによる効果である。ここで、無機質粉体（１）の比表面積は６０ｍ2 ／ｇであり、無機質粉体（２）の比表面積は１５ｍ2 ／ｇであった。
【００７６】
＜実施例８＞
石膏／無機質粉体（１）／水の重量比を１００／４０／１００とした石膏系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ１０ｍｍの型体に充填し、１５０℃で３０分反応硬化させて石膏系硬化体を作成した。実施例７と同様に重量変化を３サイクルの平均として求めたところ、２００ｇ／ｍ2 であり、吸放湿性能が大幅に向上した。
【００７７】
＜実施例９＞
石膏／無機質粉体（１）／水の重量比を１００／５／１００とした石膏系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ１０ｍｍの型体に充填し、１５０℃で３０分反応硬化させて石膏系硬化体を作成した。実施例７と同様に重量変化を３サイクルの平均として求めたところ、６０ｇ／ｍ2 であり、少量の無機質粉体（１）の添加であっても吸放湿性能の向上が見られた。
【００７８】
次に、本発明のセメント系硬化体の実施例を説明する。
【００７９】
＜実施例１０＞
ポルトランドセメント／無機質粉体（１）／川砂／水の重量比を１００／４０／６０／１００としたセメント系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ２０ｍｍの型体に充填し、２０℃で７日間反応硬化させてセメント系硬化体を作成した。実施例７と同様に重量変化を３サイクルの平均として求めたところ、１８０ｇ／ｍ2 であり、後で説明する比較例５に比べて吸放湿性能が大幅に向上した。
【００８０】
＜実施例１１＞
ポルトランドセメント／無機質粉体（１）／水の重量比を１００／１００／１００としたセメント系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ２０ｍｍの型体に充填し、２０℃で７日間反応硬化させてセメント系硬化体を作成した。実施例７と同様に重量変化を３サイクルの平均として求めたところ、３００ｇ／ｍ2 であり、実施例１０に比べて吸放湿性能がさらに向上した。
【００８１】
＜比較例５＞
ポルトランドセメント／川砂／水の重量比を１００／１００／１００としたセメント系硬化性組成物をオムニミキサーで混練した後、３００ｍｍ角で深さ２０ｍｍの型体に充填し、２０℃で７日間反応硬化させてセメント系硬化体を作成した。実施例７と同様に重量変化を３サイクルの平均として求めたところ、２０ｇ／ｍ2 であった。
【００８２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の具体的構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、無機質粉体は、無機質硬化体の製造に際して発生する端材や建材等として使用された後廃棄物として処理されたものから製造してもよい。
また、本発明の無機質粉体を添加した無機質硬化性組成物を硬化した無機質硬化体を粉砕して、無機質粉体を製造し、この無機質粉体を添加した無機質硬化性組成物を硬化して無機質硬化体を製造してもよい。つまり、本発明の無機質硬化体は何度でもリサイクルできる。
また、無機質粉体と無機質硬化体に異なる色の顔料を添加して、単一色でない無機質硬化体とすることもできる。
【００８３】
また、無機質粉体の原料となる無機質硬化体は発泡体であってもよいし、無機質粉体を添加する無機質硬化体は気泡を含まない緻密体であってもよい。
また、セメント組成物の充填材として本発明の無機質粉体を用いて、セメント系の無機質硬化体の建材も製造できる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物で使用される無機質粉体は、砂利や砂等の代替品として利用することができる。そのため、無機質硬化体の優れた充填材として利用することができる。つまり、廃棄される無機質硬化体の有効利用を図ることができる。また、上記無機質硬化体はアルカリ性であるアルカリ金属珪酸塩水溶液を含むので、特にコンクリートの充填材として利用するとコンクリートの中性化を防止する効果がある。つまり、コンクリートの耐久性を向上することができる。また、吸放湿性材料として使用することができる。
【００８５】
また、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物は、無機質硬化体の製造に際して端材として廃棄される不定形の無機質硬化体や建材等に利用された後、建築廃材となる破壊された無機質硬化体を粉砕して製造された無機質粉体を使用する。つまり、廃棄される無機質硬化体を単に粉砕するだけなので、コストをかけずに有効利用することができる。
【００８６】
また、請求項２記載の発明の無機質硬化体は、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物を硬化することにより、品質の優れた無機質硬化体を製造することができる。つまり、品質に優れた建材等を簡単に製造することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、コストの低い建材等を製造することができる。
【００８７】
また、請求項２記載の発明の無機質硬化体は、請求項１記載の発明の無機質硬化性組成物を硬化することにより、品質に優れる無機質硬化体を容易に製造することができるとともに、無機質硬化体の中に性質の近い無機質粉体を添加することになるので、均質で性能の優れた無機質硬化体を製造することができる。
【００８８】
また、請求項２記載の発明の無機質硬化体は、品質の優れた無機質硬化体とすることができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用すれば、資源の無駄を無くし、コストの低い無機質硬化体とすることができる。
【００８９】
また、請求項３記載の発明の無機質硬化性組成物の製造方法においては、原料の無機質硬化性組成物に無機質粉体を添加する。つまり、この無機質硬化性組成物を硬化することにより、品質の優れた無機質硬化体を製造することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、コストの低い無機質硬化体を製造することができる。
【００９０】
また、請求項４記載の発明の無機質硬化体の製造方法により、品質に優れる無機質硬化体を容易に製造することができる。また、無機質硬化体の中に性質の近い無機質粉体を添加することになるので、均質で性能の優れた無機質硬化体を製造することができる。つまり、大量の無機質粉体を添加することができ、無機質硬化体の廃棄物の量の変動にも容易に対応できる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して製造した無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、無機質硬化体のコストを下げることができる。
【００９１】
また、請求項５記載の発明の石膏系硬化体によれば、吸放湿性能に優れた石膏系硬化体を製造することができる。また、石膏系硬化体を板状に成形して、建築物の内装材として使用することにより、調湿性能に優れた建築物を形成することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して得られた無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、石膏系硬化体のコストを下げることができる。
【００９２】
また、請求項６記載の発明のセメント系硬化体によれば、吸放湿性能に優れたセメント系硬化体を製造することができる。また、セメント系硬化体を板状に成形して、建築物の内装材として使用することにより、調湿性能に優れた建築物を形成することができる。また、不要になった無機質硬化体を粉砕して得られた無機質粉体を使用するので、資源の無駄を無くし、セメント系硬化体のコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無機質粉体を製造するための無機質硬化性組成物（無機質硬化体）を充填した型体と蓋体の断面図である。
【図２】本発明の他の無機質硬化性組成物を充填した型体と蓋体の断面図である。
【図３】図２の無機質硬化性組成物が硬化した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の石膏系硬化体の吸放湿性能を示すグラフである。
【符号の説明】
１  型体
２  蓋体
３ａ，３ｂ  無機質硬化性組成物
４ａ，４ｂ  無機質硬化体
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004630446.tif 000013
【図４】
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