(57)【要約】本発明は専ら植物性の骨材、鉱物バインダー及び混合水に基づいてコンクリートやモルタルを製造するための方法に関する。別個の作業ステップにおいて植物性骨材を予め鉱物化する代わりに、コンクリートやモルタルを混合する際に植物性骨材１立方メートル当たり４〜１４ｋｇの細かく粉砕された非水和性鉱化剤が添加される。好ましい鉱化剤は生炭酸カルシウムである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
専ら植物性の骨材、鉱物バインダー及び混合水に基づいてコンクリートやモルタルを製造する方法にして、その際、植物性骨材は、約１５％の残留湿気で測って８０〜１６０ｋｇ／ｍ３の比重を有するような製造方法において、コンクリートやモルタルの混合の際に植物性骨材１立方メートル当たり４〜１４ｋｇの細かく粉砕された非水和性鉱化剤が添加されることを特徴とする方法。
【請求項２】
上記鉱化剤が細かく粉砕された破砕岩であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
添加される鉱化剤の少なくとも８０質量％が０．０９ｍｍより小さな粒径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
上記鉱化剤が主として焼けていない炭酸カルシウムを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
上記鉱物バインダーがポルトランドセメント、特に等級ＰＺ４２．５のポルトランドセメントを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
上記鉱物バインダーがポルトランドセメントと白漆喰の混合物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
植物性骨材１立方メートル当たり１８０〜４００ｋｇの鉱物バインダーが添加されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
鉱化物と混合物の間の混合比が、１０００ｋｇの水に対する２５ｋｇ〜５０ｋｇの鉱化剤となることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
上記植物性骨材が大部分０ｍｍ〜５．０ｍｍ径の繊維質粒子から構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
軽量コンクリートや軽量石床が製造され、その際、植物性骨材が大部分５ｍｍ〜４０ｍｍの長さを有する繊維質粒子から構成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
軽量プラスターや断熱プラスターが製造され、その際、植物性骨材が大部分５ｍｍ以下の長さを有する繊維質粒子から構成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
植物性骨材の製造の際、針葉樹木、麻及び／又はヨシが用いられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
植物性骨材の製造の際、萱科に由来する植物が用いられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
植物性骨材の製造の際、植物ミスカンテュス・ギガンテウス（Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ−Ｇｉｇａｎｔｈｅｕｓ）が用いられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
当該方法が軽量コンクリート、軽量モルタル、軽量石床並びに軽量プラスター及び断熱プラスターの製造のために用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生え替わる原料を基礎とするコンクリートやモルタルを製造するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば粉木チップ、麻、ヨシ（葦）のような植物性骨材に専ら基づくコンクリートやモルタルの製造は公知である。そのようなモルタルを製造する場合、圧砕された植物性材料が第一作業ステップにおいて予め鉱物化される。この事前鉱物化の際、植物粒子が鉱物化浴に加えられるか、鉱物化液で湿らされたり、噴霧され、その際、通常、硫酸アルミニウムやセメントが鉱化剤として用いられる。次いで植物粒子を脱水し乾燥させる。乾燥し事前鉱物化した粒子をその後、建設現場で骨材として混合水とセメントとかき混ぜてモルタルとすることができる。植物性骨材の事前鉱物化は、植物性骨材とセメント粒の間のしっかりとした結合を得て、それによってコンクリートやモルタルが必要な曲げ引っ張り強さと圧縮強度を達成することを保証する。しかしながら、このために、植物性骨材の公知の事前鉱物化は高価で、その上、環境技術的に憂慮する必要のないわけではないことが分かる。
【０００３】
事前鉱物化しない植物性骨材を鉱物骨材（無機質骨材）、混合水及びセメントと混合するような、コンクリートやモルタルを製造するための古い方法も公知である。しかしながら、この方法は実地に価値を認められていない。
【０００４】
【特許文献１】
特許公報ＦＲ１０１８１０９（１９５２）
特許文献１から、遮音作用の床材や中間壁のための材料が公知であり、次のような組成でなっているのが好適である：人工セメント１０％、粉砕チョーク１０％、砂２５％、のこ屑４０％及び粉状コルク１０％。当該特許文献において、人工セメントが何であると理解すべきか挙げられていない。更に当該材料が全部で３５％の骨材と非常に僅かな割合のバインダーを含有することが分かる。当該特許文献において更に、モルタルが専らセメント、チョーク、砂及びコルクから、若しくはセメント、チョーク、のこ屑及びコルクから製造され得ることが簡単に言及されている。しかしながら、両モルタルの混合比率に関して、特許文献１は他の情報を含んでいない。
【０００５】
【特許文献２】
特許公報ＤＥ８４７７２５（１９５２）
特許文献２において、釘打ち可能な石材、軽量建築用板材、床材コーティングを製造するための材料であって、水溶性マグネシウム化合物を含有せず比較的安い製造される材料をもたらすという課題が掲げられている。溶液として表された材料は、木粉若しくは木屑、石灰石若しくはグレイ大理石（０〜１ｍｍの粒度）及びセメントの混合物である。釘打ち可能な石材の製造のために、２重量部ののこ屑若しくはおが屑、４重量部の挽かれたグレイ大理石及び３重量部のセメントの混合物が提案される。軽量建築用板材の製造のために、３重量部の木毛と混合したのこ屑又は木毛と混合したおが屑、１０重量部の挽かれたグレイ大理石及び６〜７重量部のセメントの混合物が提案される。床材コーティングの製造のために、４重量部の木屑、１２重量部の挽かれたグレイ大理石及び２０重量部のセメントの混合物が提案される。そのような材料の硬化の際、グレイ大理石とセメントは、木材繊維が結び付いた比較的重い鉱物マトリックスを形成する。この材料がその比較的重い鉱物マトリックスでもって特別な断熱や遮音をもたらさないことを出発点とし得る。
【０００６】
【特許文献３】
特許公報ＧＢ６３８５０１（１９５０）
特許文献３から、壁板、屋根板、屋根瓦、管及び雨樋の製造用の名目上防水の材料が公知である。この材料の好適な混合物は、３０重量部の紙若しくは繊維素（セルロース）、４０重量部のセメント、１０重量部の沈降炭酸カルシウム、１０重量部の水和石灰及び１０重量部の軟スラッジ（Ｆｌｕｓｓｓｃｈｌａｍｍ）を含む。この材料が良好な断熱や遮音を生じないことを出発点とし得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、植物性骨材を基礎としてコンクリートやモルタルの製造を簡単に且つ安く具現化することにある。その発明品では、硬化したコンクリート／モルタルは比較的僅かな比重と、断熱、遮音、曲げ引っ張り強さ及び圧縮強度に関して良好な特性を有する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、専ら植物性の骨材、鉱物バインダー及び混合水に基づいてコンクリートやモルタルを製造する方法によって解決される。その際、植物性骨材は、約１５％の残留湿気で測って８０〜１６０ｋｇ／ｍ３の比重を有する。植物性骨材の事前鉱物化（予めの鉱物化）を省略する。その代わりにコンクリートやモルタルの混合の際に植物性骨材１立方メートル当たり４〜１４ｋｇ（通常の場合、６〜１２ｋｇ）の細かく粉砕された非水和性鉱化剤が添加される。この際、「非水和性鉱化剤」は、バインダーと異なり混合水との反応生成物として水和物を形成しない細かく粉砕された鉱物物質と理解される。添加された鉱化剤がコンクリート／モルタルの混合の際に植物性骨材粒子の表面に付着すること、及び硬化の際に植物性骨材と鉱物バインダーマトリックスの間でしっかりとした結合を実現し、それによってコンクリートやモルタルが必要な曲げ引っ張り強さや圧縮強度を達成することが保証されることが確認された。言い換えれば、いわば植物性骨材の表面の事前鉱物化はモルタルの混合プロセスで始まってバインダーの水和まで起こる。鉱化剤が細かく粉砕されればされるほど、植物性骨材の表面に急速に且つ良好に付着する。これについて同様に、鉱化剤が植物性骨材粒子の表面にのみ付着し、それで植物性骨材粒子の細胞構造を損ねないことが分かる。更に、鉱化剤の添加量は、植物性骨材粒子の表面の申し分ない鉱物化にちょうど十分であるように、或いは僅かに過剰であるように植物性骨材に合わせられる。これによって、コンクリートやモルタルの硬化の際に大量の鉱化剤が植物性骨材粒子間のバインダーマトリックスに結び付くことが防がれる。独立した作業ステップでの高価な事前鉱物化を不要にして、本発明に係る方法が植物性骨材の原価生産費を劇的に下げることができることを最終的に確認することができる。植物性骨材の独立した事前鉱物化の省略によって、更に植物性骨材に基づいたコンクリートやモルタルの製法について環境技術的に考慮しなければならない事態を排除できる。本発明に係るコンクリート／モルタルの植物性でない成分は鉱物バインダーと鉱化剤の僅かな添加に限定される。驚くべきことに、それにも拘わらず、硬化したコンクリート／モルタルは優れた曲げ引っ張り強さと圧縮強度を有する。別の鉱物充填剤のない鉱物バインダーマトリックスと低い比重の植物性骨材の高い割合によって、硬化したコンクリート／モルタルは更に比較的低い比重と、断熱、遮音に関する良好な特性とを有する。
【０００９】
鉱化剤は細かく粉砕された岩石粉であれば好都合で、その際、岩石粉の少なくとも８０質量％が０．０９ｍｍより小さな粒径を有する。好適な鉱化剤は主として市販の焼けていない炭酸カルシウムを有する。焼けていない炭酸の利点はなかんずく、非常に格安であること、大きな微粉度を有すること、非常に良好に水に懸濁されること、更に単に１．１８ｔ／ｍ３の小さな比重を有することである。鉱化剤と混合水の間の混合比率は有利には１０００ｋｇの水に２５〜５０ｋｇの鉱化剤になる。
【００１０】
有利なバインダーは例えばポルトランドセメント、特に等級ＰＺ４２．５のポルトランドセメントである。プラスター（モルタル）を製造する場合、ポルトランドセメントに例えば白漆喰のような水和可能な石灰を混ぜ合わせるのが有利である。植物性骨材１立方メートル当たり、コンクリート／モルタルの使用と鉱物バインダーの様式に応じて、１８０〜４００ｋｇの鉱物バインダーを添加する。
【００１１】
植物性骨材は０〜５．０ｍｍ径の繊維質粒子から構成されるのが有利である。軽量コンクリートや軽量石床（たたき）を製造する場合、植物性骨材が大部分、５ｍｍ〜４０ｍｍの長さを有する繊維質粒子から構成されるのが有利である。軽量プラスターや断熱プラスターを製造する場合、植物性骨材が大部分、５ｍｍ以下の長さを有する繊維質粒子から構成されるのが有利である。
【００１２】
好ましくは植物性骨材は素早く生え替わる繊維質植物から、例えば圧砕機を用いて製造される。これについてなかんずく次のことが問題になる：針葉樹木、麻、ヨシ（葦）。広葉樹木がその多い含糖量ゆえに適していない。とりわけ光合成の高効率によって際立つＣ４基の植物が好まれる。萱（Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ）科に由来する生長の早い植物を用いるのが特に有利である。有利な萱は非常に高い珪素含有量を有するＭｉｓｃａｎｔｈｕｓ−Ｇｉｇａｎｔｈｅｕｓである。本発明に係る方法にしたがって製造されたモルタルや軽量コンクリートは硬化後、特に形状安定な製品を生み出す。
【００１３】
しかしながら、同様に骨材用原材料として幾つかの植物の混合物を用いることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
モルタルが次のようにディスクミキサーにおいて混合された：
骨材：
０ｍｍ〜５ｍｍの粒径、５ｍｍ〜４０ｍｍの粒子長に圧砕された１／３の針葉樹木＋１／３の麻＋１／３の萱からなる１ｍ３；１８％以下の残留湿気。
バインダー：
等級ＰＺ４２．５のポルトランドセメント２８０ｋｇと白漆喰１００ｋｇ。
鉱化剤：
製造業者の述べるところでは９５％のＣａＣＯ３（焼かれていない）と５％の残余成分からなる市販の炭酸カルシウム９ｋｇ。その際、８５質量％は０ｍｍ〜０．０９ｍｍの粒径を有し、最大のオーバーサイズ径は２ｍｍである。
混合水：
２５０リットル、粘度（粘稠性）Ｋ１（土湿、ｅａｒｔｈ−ｍｏｉｓｔ）に達するまで温度約１８℃。
【００１５】
混合プロセスの際、骨材物質、混合水、バインダー及び鉱化剤は２分間、強制ミキサー（例えばディスクミキサー）において互いに混ぜ合わされ、その際、添加順序は本質的に重要ではない。しかしながら、ディスクミキサー内での混合物のくっつきや凝塊形成を防止するために、鉱化剤やバインダーをディスクミキサーに入れる前に、先ず植物性骨材と混合水を当該ミキサーに入れるのが好ましい。
【００１６】
この調合にしたがい混合されるモルタルを、アッヘン州（ドイツ）ライン・ヴェストファーレン工業大学（ＲＷＴＨ）の機械及び建築構造の講座（以下、検査機関という）での監督下で作られ、サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍ×１００ｍｍのスチール型枠に流し込まれ、軽く突き固められて取り除かれた。この形成された検査体を２８日間、凝固硬化のために検査機関の人工気候室（１８〜２０℃）内で貯蔵した。その後、１１個の検査体を検査機関でＤＩＮ ＥＮ １９６にしたがい曲げ引っ張り強さと圧縮強度に関して検査した。１１個の検査体の算術平均値は、３．６４Ｎ／ｍｍ２の曲げ引っ張り強さ並びに９．４３Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度であった。ＤＩＮ基準によればプラスターには例えば僅か１Ｎ／ｍｍ２の曲げ引っ張り強さと５Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度が要求されているにすぎない。
【００１７】
【コンクリートやモルタルの使用】
本発明に係る方法によって製造されるコンクリートやモルタルは、生態系（環境保護）で断熱の軽量コンクリート、内外壁モルタル、たたきや浮遊たたきのためのモルタル並びに生態系で断熱の既製壁パネル、建築用石材及び絶縁板の製造に際立って適している。これら製品は、例えば一戸建て住宅や共同住宅の環境保護に適した新築でも、既に在る建物の改造、例えば木製天井の衝撃音に対する追加防音でも使用でき、その際、完成製品の比較的僅かな自重（構成に応じて３５０〜５５０ｋｇ／ｍ３）も有効に働く。
【国際公開パンフレット】
2004505876.tif 000002
2004505876.tif 000003
2004505876.tif 000004
2004505876.tif 000005
2004505876.tif 000006
2004505876.tif 000007
2004505876.tif 000008
2004505876.tif 000009
2004505876.tif 000010
2004505876.tif 000011
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505876.tif 000012
【国際調査報告】
2004505876.tif 000013
2004505876.tif 000014
2004505876.tif 000015
2004505876.tif 000016
2004505876.tif 000017
2004505876.tif 000018
2004505876.tif 000019
2004505876.tif 000020