(57)【要約】【課題】  消石灰と無機粉末を原料として使用し、極めて短時間で炭酸固化させた固化体を提供すること。【解決手段】  消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％との混合粉末に対して０．２〜１５ｍａｓｓ％の含水率を有する成形体を密封容器内に置き、密封容器中の空気の一部または全部を炭酸ガスに置換した後、＋０．０１ＭＰａ以上の圧力で炭酸ガスを３０分〜３時間圧送することにより炭酸化させ固化体とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
消石灰と無機粉末との混合粉末からなる含水成形体を密封容器内に置き、密封容器中の空気の一部または全部を炭酸ガスに置換した後、炭酸ガスを圧送することにより短時間で炭酸化させることにより得られた炭酸固化体。
【請求項２】
消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の範囲で混合した粉末を原料とする請求項１の炭酸固化体。
【請求項３】
無機粉末として無機系廃棄物粉末を使用した請求項１または２の炭酸固化体。
【請求項４】
消石灰の一部に、カルシウム含有廃棄物粉末を使用した請求項１、２または３の炭酸固化体。
【請求項５】
消石灰と無機粉末との混合粉末からなる成形体を炭酸化させる炭酸固化体の製造方法において、混合粉末に対して０．２〜１５ｍａｓｓ％の含水率を有する成形体を密封容器に置き、密封容器内を±０ＭＰａ以下に減圧した後、炭酸ガスを密封容器中に導入し、＋０．０１ＭＰａ以上の圧力で３０分〜３時間炭酸ガスを密封容器中に圧送することにより短時間で炭酸固化させる製造方法であって、製造工程には、それぞれ開閉機構を有する排気口と炭酸ガス圧入口を一組以上、底部に開閉機構を有する排水口を一個以上有し、必要に応じて外壁を水冷し得る密封容器を使用することを特徴とする製造方法。
【請求項６】
消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の範囲で混合した粉末を原料とする請求項５の炭酸固化体の製造方法。
【請求項７】
無機粉末として無機系廃棄物粉末を使用した請求項５および６の炭酸固化体の製造方法。
【請求項８】
消石灰の一部に、カルシウム含有廃棄物粉末を使用した請求項５、６または７の炭酸固化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無機粉末と炭酸カルシウムとの複合体からなる固化体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  炭酸固化技術は古くから漆喰壁に利用されてきた。すなわち、消石灰乳を原料として用い、壁施工後、空気中の炭酸ガスにより消石灰が炭酸カルシウムになる過程で固化するというものである。漆喰壁は堅牢で耐久性に優れ、多孔質体であることから調湿特性を有し、日本のようなモンスーン気候には夏涼しく冬暖かいという住宅建材として優れた特質を有している。さらに、近年シックハウス問題がクローズアップされているが、漆喰中の未反応の消石灰がホルマリンを吸着・分解することは広く知られるところである。この様な状況の下、従来の漆喰原料に珪藻土や天然ゼオライトなどの機能性粉末を配合した漆喰壁が数多く提案されているが、熟練左官工による施工が必要であり、かつ炭酸固化に時間がかかり施工期間が極めて長いなどの理由により、調湿機能やホルマリンの吸着分解機能を有するにも拘わらず広く普及するに至っていない。【０００３】  先に述べたような熟練技能を要する漆喰壁の施工方法を簡便化することを目的として、消石灰と各種無機粉末との混合粉末をプレス成形法などにより成形し、成形体を空気中で養生したり、炭酸ガスを含有する気流中で養生したりする方法により炭酸化させた炭酸固化体を漆喰タイル、不焼成タイル、ブロック等として製造販売している。しかし、空気中で養生する方法では炭酸化に長時間を要し、また炭酸ガスを含有する気流中での養生方法では、炭酸化に要する時間は短縮されるものの、未反応の炭酸ガスは大気中に放出されることから、地球温暖化の点でも最善の方法とはいえない。一般に炭酸ガスは石油精製工程での排ガスを精製して製造されるが、回収した排ガスを有効利用するという観点からも感心できる方法ではない。さらに、上記方法では、炭酸化反応が成形体外周部の炭酸ガスとの接触部分で生じ、内部に拡散し炭酸固化反応に至るには長時間が必要であるという問題を有している。この様な様々な問題が、漆喰技術を基本とする炭酸固化体が広く土木・建築材料等に活用し得ない理由であった。【０００４】  特許文献１には、上述した炭酸固化体を製造する方法として、天然または人工多孔質材を１００重量部としたとき、珪酸マグネシウム水和物が１０〜５０重量部、水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの合計が全重量の１０〜９５重量部、天然繊維１〜５重量部からなる原料に水を添加した混合物をプレス成形した成形体を、炭酸ガスを混合した温暖条件での雰囲気下で養生する、より詳細には炭酸ガスを吹き込みながら３時間、４０℃条件で養生することにより炭酸化させた多孔質土壁材の製造方法が開示されている。【０００５】  さらに、特許文献２では、消石灰、ドロマイト、石膏、水酸化マグネシウムのいずれか一種または二種以上の混合物である無機質結合材と粉末状の無機質骨材との混合粉体を、真空中で９０ＭＰａ以上の圧力で加圧成形することにより成形体を作製しており、炭酸化については成形体を空気中に放置したりまたは炭酸ガス雰囲気中において養生した場合には、無機質結合材として用いた消石灰等が炭酸ガスを吸収して炭酸カルシウムとなり、これによって、成形体の物理強度を増大させることができると開示している。【０００６】  一方、特許文献３では、カルシウム系セメント材、消石灰��高炉水砕スラグ等の材料を１種または２種配合したバインダと細骨材と顔料及び水を混練して型枠内の第１の層上に所定量流し込み第２の層を成形する工程と、振動締固めした後、白華の起こらない７２時間以内でかつ型内の２層構造の成形体が形状を保持できる時間通常の養生を行う工程と、型枠内から取り出した前記通常養生後の成形体を前記白華の起こらない７２時間以内に炭酸ガス雰囲気中に晒す炭酸化養生を開始して、成形体表面側に炭酸化された硬質層を形成する工程とを有する舗道用ブロックの製造方法が提案されている。【０００７】  上記、特許文献１、２及び３における炭酸ガス養生の方法は、特許文献４に開示されている方法を基本としている。特許文献４には、水酸化カルシウム又は水酸化カルシウム含有物質１００重量部と骨材２０〜２５０重量部との混合物に水を加え、加圧成形して固形物全量に対し５〜２０重量％の水を含む成形体としたのち、炭酸ガスを含むガス雰囲気中で強制的に３０分〜７２時間かけて炭酸固化せしめることを特徴とする硬化成形体の製造方法を提案しており、工業的な炭酸硬化雰囲気としては温度４０〜１００℃、湿度５０〜１００％が適切であり、成形体の炭酸化は成形体表面から炭酸ガスが内部に向かって浸透拡散するものであるから、成形圧が低い程炭酸化硬化は速いが製品強度は小さくなり、成形圧が高い程炭酸化速度は遅くなるが、充分に炭酸化せしめれば高強度の製品が得られるとしている。
【特許文献１】特開２００３−００２７２８号公報
【特許文献２】特開２０００−２３８０２１号公報
【特許文献３】特許番号第２９８８１９６号
【特許文献４】特許番号第１０８６６５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明の目的は、消石灰と無機粉末で構成される成形体を焼成することなく、密封容器中３０分〜３時間で炭酸固化することによる炭酸固化体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、以下の（１）ないし（４）の短時間で固化させた炭酸固化体を要旨としている。
（１）消石灰と無機粉末との混合粉末からなる含水成形体を密封容器内に置き、密封容器中の空気の一部または全部を炭酸ガスに置換した後、炭酸ガスを圧送することにより短時間で炭酸化させることにより得られた炭酸固化体。
（２）消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の範囲で混合した粉末を原料とする上記の（１）の炭酸固化体。
（３）無機粉末として無機系廃棄物粉末を使用した上記の（１）または（２）の炭酸固化体。
（４）消石灰の一部に、カルシウム含有廃棄物粉末を使用した上記の（１）、（２）または（３）の炭酸固化体。【００１０】  また、本発明は、以下の（５）ないし（８）の炭酸固化体の製造方法を要旨としている。
（５）消石灰と無機粉末との混合粉末からなる成形体を炭酸化させる炭酸固化体の製造方法において、混合粉末に対して０．２〜１５ｍａｓｓ％の含水率を有する成形体を密封容器に置き、密封容器内を±０ＭＰａ以下に減圧した後、炭酸ガスを密封容器中に導入し、＋０．０１ＭＰａ以上の圧力で２０分〜３時間炭酸ガスを密封容器中に圧送することにより短時間で炭酸固化させうる製造方法であって、製造工程は、それぞれ開閉機構を有する排気口と炭酸ガス導入口を一組以上、底部に開閉機構を有する排水口を一個以上有し、必要に応じて外壁を水冷し得る密封容器を使用するものである。
（６）消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の範囲で混合した粉末を原料とする上記の（５）の炭酸固化体の製造方法。
（７）無機粉末として無機系廃棄物粉末を使用した上記の（５）または（６）の炭酸固化体の製造方法。
（８）消石灰の一部に、カルシウム含有廃棄物粉末を使用した上記の（５）、（６）または（７）の炭酸固化体の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】  消石灰および無機粉末により構成される成形体を、焼成することなく、また放出する炭酸ガスを必要最小限にし、極めて短時間で炭酸化させた炭酸カルシウムと無機粉末の複合体である炭酸固化体を製造することができる。
【発明の実施をするための最良の形態】
【００１２】  原料として使用する消石灰および無機粉末について説明する。
本発明における炭酸固化体を作製する上で使用する原料の１０〜７０ｍａｓｓ％の消石灰原料には、石灰石を仮焼して生石灰とした後、消化することにより消石灰とした原料を使用するが、その一部にカルシウム含有廃棄物である生コン廃泥、貝殻、鶏糞等を８００℃以上で仮焼した粉末を使用することも可能である。
また、本発明で使用する原料の３０〜９０ｍａｓｓ％の無機粉末としては、炭酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、石英、各種粘土鉱物等の粉末を使用することが可能であるが、その全部あるいは一部にフライアッシュ、砕石廃泥、浄水汚泥、建設汚泥、石材スラッジ、スラグ、ため池やダム堆積泥等の無機系廃棄物の粉末を使用することが可能であり、これら無機粉末は自在に組み合わせることができる。
【００１３】  消石灰１０〜７０ｍａｓｓ％と無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の合計１００ｍａｓｓ％の混合粉末に対して０〜１５ｍａｓｓ％の水を添加し、アイリッヒミキサー等で充分に混合した後、１０から８０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形機により作製した成形体を炭酸固化反応させる。消石灰と無機粉末との混合粉末の成形体密度は、高くなるほど高密度の炭酸固化体が得られることから、一軸プレス成形については、上記圧力範囲内で成形圧力が高くなるほど、また上記添加水分量の範囲内で水分量が多くなるほど成形体の密度が高くなるが、成形圧力が高くなると高能力の高価なプレス成形機が必要になることから、一般的な陶磁器質タイルの乾式プレス成形圧力である３０ＭＰａ以下の圧力で十分である。また、成形方法としては、上記添加水分量以上の水を添加した押出成形法や型への流し込み成形法により成形することも可能である。
【００１４】  つぎに、消石灰を１０〜７０ｍａｓｓ％、無機粉末３０〜９０ｍａｓｓ％の混合粉末で構成され、０．２〜１５ｍａｓｓ％の範囲内の含水率を有する成形体を密封容器内に置き、密封容器を±０ＭＰａ以下に減圧した後、炭酸ガスを容器中に導入し、＋０．０１ＭＰａ以上の圧力で３０分〜３時間炭酸ガスを密封容器中に圧送することにより炭酸固化反応させ固化体を製造する。
炭酸固化反応は成形体を構成する消石灰粉末表面を被覆した水の中に溶解した炭酸ガスが反応することにより進行する。したがって、成形体を密封容器中に置いた後の減圧度が高いほど、容器中の炭酸ガス濃度が高くなり、かつ成形体内部においても炭酸ガス置換濃度が高くなることから、炭酸固化反応は迅速に進む。さらに、圧送する炭酸ガスの圧力は高くなるほど、成形体を構成する消石灰粉末表面を被覆した水の中への炭酸ガスの溶解度が高くなることから、炭酸固化反応は迅速に進む。
【００１５】  炭酸固化工程に使用する密封容器は、それぞれ開閉機構を有する排気口と炭酸ガス圧入口を一組以上、底部に開閉機構を有する排水口を一個以上有し、必要に応じて密封容器外壁を水冷し得る機構を有する構造の容器がよい。消石灰が炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムになる化学反応は、下記の化学式１により示される。
【化１】
2005145808.tif 000002
化学式１において、消石灰１モルと炭酸ガス１モルが反応して１モルの炭酸カルシウムと水が生成し、この反応が発熱反応であることはよく知られるところである。
【００１６】  炭酸固化反応過程で生成した水は、発熱反応により固化体の温度が上がり、固化体内部から外部に蒸発するが、本発明で使用する反応容器は密封容器であるため、水の行き場所がなく、水を除去しない限り、炭酸化反応はある一定量以上には進まないことになる。そこで密封容器内に生成した水を外に放出する必要があるが、水蒸気の形で常時放出するとなると、未反応の炭酸ガスも同時に放出することとなり、炭酸ガスの消費量が多くなる。一方、消石灰配合量や密封容器容積に対する成形体の充填率により異なるが、密封容器内の温度は上昇し、密封容器内外の温度差により、化学式１により生成した水の一部は密封容器内壁に結露し、結露の水滴が大きくなれば、水密封容器内壁を伝って密封容器底部に移動する。したがって、炭酸ガス圧入口を閉じ、排気口を開放した後、密封容器底部の排水口を開放することにより反応生成水を除去し、つぎに排水口及び排気口を閉じた後、炭酸ガス圧入口を開き炭酸ガスを圧入するという操作を、炭酸固化反応過程で１５〜３０分毎に行うことにより、化学式１の炭酸化反応をより進め、炭酸化率を高くすることが可能である。さらに、密封容器外壁を水冷機構を有する構造とし、密封容器内外の温度差を大きくすることにより、密封容器内壁表面における結露量を多くすることが可能であり、より多くの炭酸化反応水を除去することにより化学式１の炭酸化反応をより速く進めることが可能となる。
【００１７】  以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】  入交産業製消石灰（雪印）に対して水を１、２．５、５、７．５、１０、１２．５、１５、１７．５ｍａｓｓ％添加・混合した後、３０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した約５０×１５×８ｍｍの成形体４個を、１０００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０１ＭＰａまで減圧した後、炭酸ガスを密封容器内に導入し、＋０．１ＭＰａの圧力で炭酸ガスを１時間圧送して炭酸固化した。また、水分添加量７．５ｍａｓｓ％の成形体を５０℃で２４時間乾燥した後、容器底部に５０ｍｌの水を入れた密封容器中に置き、上記と同一の条件で炭酸固化した。消石灰を炭酸固化することにより炭酸カルシウムを生成させることで重量増加が生じることから、炭酸固化前後の重量増から炭酸化率を測定した。測定結果を表１に示す。【００１９】
【表１】
2005145808.tif 000003
【００２０】  成形体含水率は成形時の水分添加量に比べて小さい値となっているが、これは粉末と水との混合作業中及び成形作業中に水分が蒸発した結果である。成形体かさ比重は水分添加量の増加と共に大きくなっており、粉末表面の被覆水が多いほど、プレス成形における圧力が成形体内部にも伝達し易いという結果である。炭酸化率は成形体含水率が０．２３〜１１．４％の間の試料については、概ね５０％以上となっているが、それ以上の成形体含水率の試料では炭酸化率が減少し、１５．９％で炭酸化反応は生じない結果となった。また、成形体含水率をほぼ０とした場合でも、密封容器内を湿潤させることにより炭酸化率は５０％以上の値を示している。表１の結果から本発明の方法で、反応時間１時間で炭酸化反応が５０％以上進むことが確認できた。
【実施例２】
【００２１】  消石灰粉末に対する水分添加量を７．５ｍａｓｓ％とし、他は実施例１と同様の条件で作製した成形体４個を密封容器に置き、減圧度を−０．０２、−０．０４、−０．０６、−０．０８、−０．１ＭＰａの５条件、炭酸ガス加圧力を＋０．０１、＋０．０５、＋０．１、＋０．３ＭＰａの４条件、計２０条件で、１時間炭酸化反応をさせた。表２に各減圧度及び各加圧力における炭酸化率を示す。【００２２】
【表２】
2005145808.tif 000004
【００２３】  いずれの条件においても、炭酸化率は約５０％以上の値を示している。減圧度−０．１ＭＰａで密封容器内はほぼ１００％炭酸ガスに置換され、減圧度−０．０２ＭＰａで密封容器内の炭酸ガス濃度は約２０％となる。したがって、密封容器内の炭酸ガス濃度が２０％以上で、加圧力に関係なく、ほぼ１時間で消石灰の５０％が炭酸カルシウムに炭酸化される。
【実施例３】
【００２４】  実施例２において、密封容器内の炭酸ガス濃度が２０％で、炭酸ガスの加圧力が＋０．１ＭＰａという低圧力で炭酸化が進むことが確認された。実施例３では実施例２と同一の成形体について、密封容器の減圧度が±０〜−０．０２ＭＰａ、加圧度が＋０．１ＭＰａ以下の条件で、炭酸化率への反応時間の影響を検討した。結果を表３に示す。【００２５】
【表３】
2005145808.tif 000005
【００２６】  反応時間３０分では、密封容器の減圧度の低い条件、すなわち炭酸ガス濃度の低い条件ほど、かつ加圧力の低い条件ほど炭酸化率は低い値を示しているが、反応時間が９０〜１２０分になると５０％程度の炭酸化率となり、反応時間１８０分ではいずれの条件でも５０％以上の炭酸化率となっている。これまで消石灰の炭酸化反応には極めて長い反応時間を要していたが、本発明による方法を採用することにより、極めて短時間で炭酸化反応を進めることが可能であることが判明した。
【実施例４】
【００２７】  入交産業製消石灰（雪印）を１０〜７０ｍａｓｓ％、同和カルファイン製炭酸カルシウム（ＫＳ−５００）あるいは住友化学工業製アルミナ（ＡＥＳ−２１）３０〜９０ｍａｓｓ％の混合粉末に対して水を７ｍａｓｓ％添加し混合した。次に、３０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した約５０×１５×８ｍｍの成形体４個を、１０００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０１ＭＰａまで減圧した後、炭酸ガスを密封容器内に導入し、＋０．１ＭＰａの圧力で炭酸ガスを２時間圧送して炭酸固化した。得られた固化体について、炭酸化率、かさ比重、気孔率、曲げ強さ、さらに乾燥した成形体のかさ比重を測定した。測定結果を、表４に示す。【００２８】
【表４】
2005145808.tif 000006
【００２９】  いずれの条件においても、炭酸化率は約５０％以上となっており、実施例４においても、本発明の方法により炭酸固化反応が迅速に進むことが確認できた。固化体の曲げ強さについては、炭酸カルシウム、アルミナいずれを用いた場合においても、消石灰配合率が３０ｍａｓｓ％以上で１０ＭＰａ以上の値を示しており、陶磁器質タイル等の曲げ強さが７．８ＭＰａ以上であることを考えると、実施例４で作製した固化体は、建築材料として利用し得る材料であるといえる。
【実施例５】
【００３０】  入交産業製消石灰（雪印）を２０〜８０ｍａｓｓ％、無機系廃棄物である砕石廃泥、フライアッシュ、石材スラッジ、あるいは仮焼生コン廃泥２０〜８０ｍａｓｓ％の混合粉末に対して水を５ｍａｓｓ％添加・混合した。次に３０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した約５０×１５×８ｍｍの成形体４個を、１０００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０１ＭＰａまで減圧した後、炭酸ガスを密封容器内に導入し、＋０．３ＭＰａの圧力で炭酸ガスを１時間３０分間圧送して炭酸固化した。【００３１】  無機系廃棄物の内、砕石廃泥はコンクリート用粗骨材や細骨材を採掘する過程で、不要部分として排出されるものである。本実施例で使用した砕石廃泥は、平均粒子径が２６μｍ、４．５〜１０２μｍが８０％の粒度分布幅を有するもので、主たる構成物質は石英、長石、及びモンモリロナイトや雲母鉱物等の粘土鉱物である。フライアッシュは、石炭火力発電所から排出される石炭灰であり、平均粒子径が２６μｍ、４．６〜８３μｍが８０％の粒度分布幅を有するもので、主たる構成物質は石英、ムライト、及び残留炭素である。石材スラッジは、墓石や建築用材料として花崗岩等を切断・研磨加工する工程で排出される加工屑であり、平均粒子径が９．８μｍ、２．０〜４２μｍが８０％の粒度分布幅を有するもので、主たる構成物質は石英、長石、及び雲母鉱物である。【００３２】  生コン廃泥は、生コン製造プラントにおいて、プラント洗浄時に排出されるものであり、平均粒子径が１５μｍ、５．１〜３４μｍが８０％の粒度分布幅を有するもので、主たる構成物質は石英、カルシウムシリケート化合物及び炭酸カルシウムである。生コン廃泥については、炭酸カルシウムを含有していることから、８００℃で仮焼し、炭酸カルシウムを生石灰に変えることにより、炭酸化反応の消石灰源としても使用した。以上のようにして作製した固化体について、かさ比重、気孔率、曲げ強さを測定した結果を、配合割合と共に表５に示す。【００３３】
【表５】
2005145808.tif 000007
【００３４】  いずれの廃棄物粉末を使用した場合においても、消石灰配合率４０〜６０％までは、消石灰配合率の増加と共に曲げ強さは増加し、仮焼生コン廃泥を使用した固化体については、消石灰配合率２０ｍａｓｓ％でも１０ＭＰａ以上の曲げ強さを示している。これらの結果から、本発明の炭酸固化法で、極めて短時間で無機系廃棄物の固化体を作製し得るといえる。
【実施例６】
【００３５】  入交産業製消石灰（雪印）２５ｍａｓｓ％、仮焼生コン廃泥２５ｍａｓｓ％を固定し、残部の５０ｍａｓｓ％に砕石廃泥、フライアッシュ、石材スラッジ、浄水汚泥等の無機系廃棄物を配合した混合粉末に対して水を８ｍａｓｓ％添加・混合した。次に３０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した約５０×１５×８ｍｍの成形体を、１０００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０２ＭＰａまで減圧した後、炭酸ガスを密封容器内に導入し、＋０．０５ＭＰａの圧力で炭酸ガスを２時間圧送して炭酸固化した。使用した浄水汚泥は香川県水道局中部浄水場のものである。以上のようにして作製した固化体について、かさ比重、気孔率、曲げ強さを測定した結果を、配合割合と共に表６に示す。【００３６】
【表６】
2005145808.tif 000008
【００３７】  砕石廃泥、フライアッシュ、石材スラッジを使用した固化体は、消石灰源として仮焼生コン廃泥を使用しているにもかかわらず、表５に示す曲げ強さよりも大きい値を示している。これは混合粉末に対する水の添加量を多くしたことにより、成形体の密度が高くなりその結果として得られたものと考えられる。特に、砕石廃泥を使用した試料番号３１の曲げ強さは１４．４ＭＰａの値を示しており、焼成した陶磁器質タイルと同等以上の強度特性を有している。本実施例の結果からも、無機系廃棄物や機能性無機粉末の炭酸固化体が、本発明の方法で短時間で作製し得ることが判明した。
【実施例７】
【００３８】  入交産業製消石灰（雪印）２５ｍａｓｓ％、仮焼生コン廃泥２５ｍａｓｓ％、砕石廃泥２５ｍａｓｓ％、フライアッシュ２５ｍａｓｓ％の混合粉末に対して水を８ｍａｓｓ％添加・混合した。次に３０、５０、７０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した約５０×１５×８ｍｍの成形体４個を、１０００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０２ＭＰａまで減圧した後、炭酸ガスを密封容器内に導入し、＋０．０５ＭＰａの圧力で炭酸ガスを２時間圧送して炭酸固化した。三種類のプレス成形圧力で作製した固化体のかさ比重、気孔率及び曲げ強さを表７に示す。【００３９】
【表７】
2005145808.tif 000009
【００４０】  成形圧力が大きくなると共に、かさ比重、曲げ強さは増大し、気孔率は減少している。特に、曲げ強さについては成形圧力３０ＭＰａの固化体に比べて７０ＭＰａの値が約５０％大きくなっている。これらの結果は、成形圧力を高くすることにより高密度成形体か得られることに起因している。したがって、いずれの無機粉末を使用した場合においても、成形圧力、粉末充填理論に基づく粒子径分布、更に粉末間の圧力伝達をよくするための滑剤等を検討することにより、より高強度の無機粉末の炭酸固化体を作製することが可能である。
【実施例８】
【００４１】  入交産業製消石灰（雪印）を４０ｍａｓｓ％、無機系廃棄物であるフライアッシュ６０ｍａｓｓ％の混合粉末に対して水を８ｍａｓｓ％添加・混合した後、３０ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した５０×５０×１０ｍｍの成形体を２４個及び５０×５０×２０ｍｍの成形体を１個、合計２５個作製した。炭酸固化に使用した密封容器は、内径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍ、内容積約１６００ｍｌの円柱状容器で、上部に排気口及び炭酸ガス圧入バルブを有し、底部に排水口バルブを有するものである。上記成形体２５個を１６００ｍｌの密封容器に入れ、−０．０２ＭＰａまで減圧した後、＋０．０５ＭＰａで炭酸ガスを密封容器に２時間圧送することにより炭酸化固化を行った。炭酸化の２時間の間に、操作条件Ｉでは水抜き等の操作を何もせず、ただ２時間＋０．０５ＭＰａで炭酸ガスを圧送し続ける、操作条件ＩＩでは炭酸化反応時間３０、６０，９０分の段階で、炭酸ガス圧入バルブを閉じ、排気バルブを開け、底部の排水バルブから底部にたまった水を除去した後、排気および排水バルブを閉じ、炭酸ガス圧入バルブを開くことにより、＋０．０５ＭＰａで炭酸ガスを圧送する操作を三回行う、操作条件ＩＩＩでは密封容器外側側壁を氷を含有する冷水を充填したナイロン袋で覆うことにより冷却すると共に操作条件ＩＩと同様の排水操作を行うという三種類の条件で炭酸化を行った。５０×５０×１０ｍｍの炭酸固化体の炭酸化率、反応により生成した水の排水量及び炭酸化反応中の３０〜９０分間の密封容器外側外壁部の温度を表８に示す。【００４２】
【表８】
2005145808.tif 000010
【００４３】  操作条件Ｉでの炭酸化率は５０．６％であるのに対して、操作条件ＩＩでは６６．２％、操作条件ＩＩＩでは７１．２％と増加しており、炭酸化反応による水を除去したり、密封容器外壁を冷却することにより、同一の炭酸化条件、厳密には密封容器内の炭酸ガス濃度や反応時間が同じでも、炭酸化反応が進むことが判明した。また、操作条件ＩＩと比較して、密封容器外壁を冷却した操作条件ＩＩＩでの除去水量は多く、密封容器外壁を冷却することにより、密封容器内壁部において炭酸化反応により生成した水が結露しやすく、反応水の除去に有効であることが立証された。さらに、操作条件Ｉによる５０×５０×２０ｍｍの固化体表面と中心部についてＸ線回折分析を行ったが、いずれの位置においても炭酸カルシウ厶の生成量はほぼ同一であり、本発明による炭酸固化法は、短時間で内部及び外部共に均一に反応が生じることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４４】  地球温暖化の原因となる焼成工程が不要で、消石灰と無機粉末を使用し、炭酸ガスの使用量を必要最小限度にし、短時間で炭酸固化させた固化体が、土木・建築用材料として有効に利用できる可能性がある。