(57)【要約】【課題】  結合能力が強く、コストが安価な廃棄物細骨材の界面改善剤を提供する。【解決手段】  第一の調合量で配合されるアルカリ金属塩化物を含む第一の混合液と、第二の調合量で配合されるアルカリ土類金属塩化物と所定の二原子価の金属塩化物とからなる第二の混合液とを含む複数種の金属塩化物の混合液からなり、前記第一の調合量と第二の調合量との重量比は１：１〜１：３の範囲、または、１０：１〜１５：１の範囲に設定され、前記各成分は、配合することによって、一般的な廃棄物細骨材がセメントに添加される場合に、その界面連接力を向上させることができるように設定される界面改善剤を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の調合量で配合されるアルカリ金属塩化物を含む第一の混合液と、
第二の調合量で配合されるアルカリ土類金属塩化物と所定の二原子価の金属塩化物とを含む第二の混合液と
からなる複数種の金属塩化物の混合液からなり、
前記所定の二原子価の金属塩化物として、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｎからなるグループの中から適当に選出される金属の塩化物を使用し、かつ、前記第一の調合量と第二の調合量との重量比は１：１〜１：３の範囲、または、１０：１〜１５：１の範囲に設定され、
前記各成分は、配合することによって、一般的な廃棄物細骨材がセメントに添加される場合に、その界面連接力を向上させることができるように設定されることを特徴とする廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項２】
前記アルカリ金属塩化物として、ＮａＣｌまたはＫＣｌのいずれかを採用することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属塩化物として、ＭｇＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＢａＣｌ2からなるグループから選出されるものを採用することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項４】
前記複数種の金属塩化物の混合液には、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＭｇＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＢａＣｌ2，ＭｎＣｌ2等の成分が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項５】
前記廃棄物細骨材の表面には、Ｓｉの酸化結合物が存在していることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項６】
前記廃棄物細骨材として、火山の岩石が砕けた顆粒を使用することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【請求項７】
前記廃棄物細骨材として、ガラスが砕けた顆粒を使用することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物細骨材の界面改善剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物細骨材の界面改善剤に関し、特に、セメントと、添加される廃棄物細骨材との界面連接能力を向上することができ、セメントに廃棄物細骨材が添加された後の固形化後の強度を強化することができ、さらに、実際の道路や工事施工システムの仕様に適合し、かつ、環境保護の概念や資源の回収再利用の理念にも適合し、環境保護および実用的な硬化性を兼ね備えるとともに、従来の建築用材と合わせて、高いロードの場所に適用することができる廃棄物細骨材の界面改善剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な関連業者たちが了解しているとおり、セメントの細骨材の結合能力は、近年、各種の建設工事業者が、積極的に研究開発を進め、かつ、技術を構築することに注力している項目となっている。
それらの技術は、例えば、界面改善剤や、所定の化学反応により高い親和力を有するセメントや、セメント材料に類似する他の建築用材料の化合物等を、各建設工事現場に適用可能なものとし、コストを安価にするほか、さらに、環境保護を図ることをも目的としている。
【０００３】
環境保護のニーズに応じて、廃棄物細骨材を使用する場合においては、例えば、資源回収によって集められたガラスの砕けた顆粒等を、界面改善剤等に使用することによって、多くの資源のムダ使いを改善することができる。
同様に、火山がある場所の近辺では、その場所に存在する岩石等は、結合能力が弱いため、普段は利用しがたいとされているが、界面改善能力を向上させることが可能な界面改善剤として有効に利用することができる。
【０００４】
また、一般の建設工事の場合、例えば、公園の地面のレンガ、人工養殖魚礁、道路における歩行者用通路の地面のレンガ等の低いロード能力しか要求されない場所等では、環境保護の理念に適合する用材を多く使用することが望まれる。
このように、廃棄物細骨材の界面改善剤は、ますます幅広く利用されるようになってきている。
【０００５】
したがって、廃棄物細骨材の界面改善剤の配合原料も、各建設工事業者の研究開発のポイントとなっており、また、その界面改善剤による結合強度や製造コストの低下等が、廃棄物細骨材の界面改善剤の研究開発のポイントとなっている。
【０００６】
従来の界面改善剤としては、例えば、特許文献１に、「重大な欠陥による損失を補償するセメント組成物」として開示されているものがある。この組成物は、アルカリ金属の塩化物や臭化物やホウ酸塩にアルカリ土類金属を合わせてなる塩化物や臭化物と、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｎの塩化物や臭化物等とが、１０：１〜１：１の濃度比で配合されているものであり、所定の処理能力で界面を改善する効果を有する。
【０００７】
しかしながら、このような組成物は、環境保護のための建築材料の大量生産に利用される場合には、コストの観点から、業者はあまり採用したがらない。しかも、所要ロードが所定の程度以上となる場合には、上記のような組成物が大量に必要となる。
このため、ある程度の大きいロードに耐えられ、かつ、低コストで提供することができる建築材料用の界面改善剤を提案することによって、現在の薬剤の地位を取って替わることが重要となっている。
【０００８】
上述したように、界面改善剤の特別な効果については、例えば、その廃棄物細骨材のロード能力を改善するもの等が、既に開発されて技術として構築されているが、上記のような組成物は、コストが高いこと、そのロード能力が低レベルに設定されていること等の課題を有していた。
【０００９】
しかしながら、廃棄物細骨材の界面改善剤がロード能力を改善するという効果は、優れている点である。
このため、新たに提案される界面改善剤においても、そのような結合能力は求められるものである。さらに、各化合物の組成比率を調整し、かつ、化学結合の自然の原理に適合させることによって、極めて利便性を有する界面改善剤を提案し、これにより、あらゆる方面の課題に対応可能とすること、すなわち、低コスト及び高ロード耐久能力を有する界面改善剤の組成物を提案することが、本発明が達成しようとする目的となる。
【００１０】
【特許文献１】台湾特許公告第３８７８６６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したとおり、本発明の主要な解決課題は、製造コストが安価であり、例えば、道路工事、歩行者用通路の地面のレンガ、公園等に用いられる建築材料や、人工養殖用魚礁等に適用される場合に、施工やロード能力に有利な組成を有し、低コスト及び高品質とすることができる廃棄物細骨材の界面改善剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記各課題を解決するため、本発明は、従来の界面改善剤を改良し、かつ、金属塩化物の調合量を所定の値に設定することによって、実用に有利な精密な重量比で配合された実用価値に富む界面改善剤を提供する。
【００１３】
本発明に係る界面改善剤は、複数種の金属塩化物の混合液からなり、該混合液には、第一の調合量のアルカリ金属塩化物の第一の混合液と、第二の調合量のアルカリ土類金属塩化物と所定の二原子価の金属塩化物を含む第二の混合液とからなり、前記所定の二原子価の金属塩化物として、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｎからなるグループから選出されるものを使用し、かつ、前記第一の混合液と第二の混合液との成分の重量比が１：１〜１：３の範囲、または、１０：１〜１５：１の範囲に設定され、前記各成分を配合することによって、一般的な廃棄物細骨材がセメントに添加される場合の界面連接力を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴及びその技術内容をさらに詳しく説明するため、以下に、本発明の実施の形態を詳細かつ具体的に説明するが、それらの詳細な説明による具体的な構成は、単に本発明の実施可能な実施例に過ぎず、本発明を狭義的に制限するものではないことは言うまでもない。
【００１５】
本発明は、下記のような化学原理及び実験データに基づくものである。
本発明は、界面改善効果を達成するために、細骨材の表面において、化学結合孔構造を生成可能な複数種の金属塩化物を使用することによって、その表面結合の特性を改善するものである。これにより、廃棄物細骨材の表面とセメントとの間に化学結合反応を生成させて、製品とセメント構成物のロード強度を向上させることができる。
【００１６】
一般の廃棄物細骨材の表面には、すべて界面改善剤のイオンが結合可能な連結空間、例えば、珪素の酸化結合位置等がある。このため、廃棄物細骨材の表面とセメントとの間に、相互に連接される化学結合反応が生じると、その化学結合作用は、実際の環境において建築物が懸垂ビームをサポートする場合と同様に、廃棄物細骨材をセメントの中で支持することが可能となり、廃棄物細骨材がセメントの中で脆い構造を形成することがなくなる。
このように、化学結合作用によって、廃棄物細骨材の縁部において、脆い空隙を生成することがなくなり、廃棄物細骨材とセメント基礎材とを一体となるように結合することができ、セメント構造物のロード耐久能力を向上させることができる。
【００１７】
もし、セメントと廃棄物細骨材とを単に混合して固形化させた場合は、その製造された製品のセメントの構造強度が不足する場合がある。廃棄物細骨材がセメント構造物の中に脆い空隙を生成させ、その空隙により、化学結合作用が不十分となり、高ロードが加えられた場合、そのセメント構造物が破裂するおそれがある。
【００１８】
以下、本発明に係る第一の実施形態を詳細に説明する。
この第一の実施形態は、コストを節約する作用を有するものであり、その界面改善剤は、ＮａＣｌ４２ｇ／ｌ、ＫＣｌ９７ｇ／ｌ、ＭｇＣｌ2４５ｇ／ｌ、ＣａＣｌ2４５ｇ／ｌ、ＢａＣｌ2２８ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2１９ｇ／ｌ、ＭｎＣｌ2７ｇ／ｌ等の成分を含むものである。
これらの成分のうち、アルカリ金属塩化物ＮａＣｌ，ＫＣｌのトータルの含有量は１３９ｇ／ｌであり、それに対して、アルカリ土類金属塩化物と他の二原子価の金属塩化物ＭｇＣｌ2，ＢａＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＮｉＣｌ2，ＭｎＣｌ2のトータルの含有量は１４４ｇ／ｌであり、その重量比は、約１：１．０４である。
【００１９】
前記成分比率とすることによって、ガラスの顆粒を細骨材として使用する場合、そのロード耐久能力は、界面改善剤を含有せず、ガラス顆粒を含有する通常のセメント構造物と比較して、実験において明らかな差を示しており、約３１００〜４０００ｐｓｉであり、その効果に優れているのみならず、コストも安価となる。
したがって、この界面改善剤は、あまり高いロード耐久能力が要求されない場所に適用することができる。しかも、高価なアルカリ金属塩化物の使用量が従来よりも大幅に減少され、かつ、アルカリ土類金属は地中に存在する含有量が非常に多いことから、原料コストが大幅に低減される。
【００２０】
次に、本発明に係る第二の実施形態を説明する。
この第二の実施形態は、高いロード耐久能力を有するものであり、その界面改善剤は、ＮａＣｌ６７ｇ／１、ＫＣｌ１９６ｇ／ｌ、ＭｇＣｌ2３ｇ／ｌ、ＣａＣｌ2３ｇ／ｌ、ＢａＣｌ2１０ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2７ｇ／ｌ、ＭｎＣｌ2２ｇ／ｌ等の成分を含むものである。
これらの成分のうち、アルカリ金属塩化物ＮａＣｌ，ＫＣｌのトータルの含有量は２６３ｇ／ｌであり、それに対して、アルカリ土類金属塩化物と他の二原子価の金属塩化物ＭｇＣｌ2，ＢａＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＮｉＣｌ2，ＭｎＣｌ2のトータルの含有量は２５ｇ／ｌであり、その重量比は、約１０．５：１である。
【００２１】
前記成分比率とすることによって、ガラスの顆粒を細骨材として使用する場合、そのロード耐久能力は、上記の第一の実施形態の界面改善剤及びガラス顆粒を含有するセメント構造物と比較して、実験において明らかな差を示しており、約５５００〜６５００ｐｓｉであり、その効果に優れているものの、コストがやや高い。
したがって、この界面改善剤は、高いロードの場所に適用することができるが、高価なアルカリ金属塩化物が多く使用されているため、所定程度以上のロードがかかるような場合以外には、使用しないことが好ましい。
【００２２】
ここで、本発明に係る界面改善剤の構成を説明する。
本発明に係る界面改善剤は、第一の調合量で配合されるアルカリ金属塩化物を含む第一の混合液と、第二の調合量で配合されるアルカリ土類金属塩化物と所定の二原子価の金属塩化物とを含む第二の混合液とからなる複数種の金属塩化物の混合液からなり、前記所定の二原子価の金属塩化物として、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｎからなるグループの中から適当に選出された金属の塩化物を使用し、かつ、前記第一の調合量と第二の調合量との重量比は１：１〜１：３の範囲、または、１０：１〜１５：１の範囲に設定され、前記各成分を配合することによって、一般的な廃棄物細骨材がセメントに添加される場合に、その界面連接力を向上させることができるものである。
【００２３】
さらに、本発明に係る界面改善剤の組成においては、前記アルカリ金属塩化物としてＮａＣｌまたはＫＣｌのいずれかを採用し、また、前記アルカリ土類金属塩化物としてＭｇＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＢａＣｌ2からなるグループから選出されるものを採用し、また、その複数種の金属塩化物の混合液には、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＭｇＣｌ2，ＣａＣｌ2，ＢａＣｌ2，ＭｎＣｌ2等の成分が含まれていることが好ましい。
また、前記廃棄物細骨材の表面には、Ｓｉの酸化結合物が存在するように処理されていることが好ましく、また、前記廃棄物細骨材としては、火山の岩石が砕けた顆粒、もしくは、ガラスの顆粒等を好適に使用することができる。
【００２４】
なお、上記説明においては、単に本発明の実施可能な実施例を述べたに過ぎず、それらによって、本発明の特許請求の範囲を狭義的に限定するものではなく、本発明の明細書と特許請求の範囲の記載の要旨に基づいて実施される各種態様の改造、変更や一部転用等は、すべて本発明の主張範囲内に包含されることは言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、結合能力が強く、コストが安価な廃棄物細骨材の界面改善剤が得られる。