(57)【要約】【解決手段】酸化物の如き反応性化合物から作られた複合材料を開示する。該複合材料は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質との反応生成物を含んでいる。金属酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２等を含んでいる。リン酸塩は、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一ナトリウム等を含むことができる。反応性残留物質は、灰、リン酸塩粘土、リン酸塩残留スラリー、採鉱廃棄物等であってよい。複合材料は、迅速補修用材料、プレキャスト構造、インサイチュー構造、混合物及びコーティングなどの多くの用途に用いることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含んでいる複合材料。
【請求項２】
金属酸化物は複数の金属酸化物組成物を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項３】
金属酸化物組成物は異なる反応性を有している請求項２の複合材料。
【請求項４】
金属酸化物は、粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布を有している請求項１の複合材料。
【請求項５】
粗粒子サイズ分布の金属酸化物と微粒子サイズ分布の金属酸化物は同じ組成物である請求項４の複合材料。
【請求項６】
粗粒子サイズ分布の金属酸化物と微粒子サイズ分布の金属酸化物は異なる組成物である請求項４の複合材料。
【請求項７】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１００乃至約１００：１である請求項４の複合材料。
【請求項８】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：２０乃至約２０：１である請求項４の複合材料。
【請求項９】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１０乃至約１０：１である請求項４の複合材料。
【請求項１０】
金属酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、酸化鉄、ＭｎＯ２及び／又はＢ２Ｏ３を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項１１】
金属酸化物はＭｇＯを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項１２】
ＭｇＯは、異なる粒子サイズ分布を有するＭｇＯの混合物を含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項１３】
ＭｇＯは、異なる反応性を有するＭｇＯの混合物を含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項１４】
ＭｇＯは、死焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項１５】
ＭｇＯは、硬焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項１６】
ＭｇＯは、純度が９９％よりも低い請求項１１の複合材料。
【請求項１７】
ＭｇＯは、純度が約５０〜９８％である請求項１１の複合材料。
【請求項１８】
ＭｇＯは、−３０メッシュの死焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項１９】
ＭｇＯは、−３２５メッシュの死焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項２０】
ＭｇＯは、−３０メッシュの死焼ＭｇＯと−３２５メッシュの死焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項２１】
ＭｇＯは、−６０メッシュの硬焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項２２】
ＭｇＯは、−３０メッシュの硬焼ＭｇＯを含んでいる請求項１１の複合材料。
【請求項２３】
リン酸塩は複数のリン酸塩組成物を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項２４】
リン酸塩は、粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項２５】
粗粒子サイズ分布のリン酸塩と微粒子サイズ分布のリン酸塩は同じ組成物である請求項１の複合材料。
【請求項２６】
粗粒子サイズ分布のリン酸塩と微粒子サイズ分布のリン酸塩は異なる組成物である請求項１の複合材料。
【請求項２７】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１００乃至約１００：１である請求項２４の複合材料。
【請求項２８】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：２０乃至約２０：１である請求項２４の複合材料。
【請求項２９】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１０乃至約１０：１である請求項２４の複合材料。
【請求項３０】
リン酸塩は、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一ナトリウム、ヘキサメタリン酸塩、リン酸二カリウム、リン酸二水素カリウム及び／又はリン酸二アンモニウムを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項３１】
リン酸塩はリン酸一カリウムを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項３２】
リン酸塩はリン酸一アンモニウムを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項３３】
リン酸塩はリン酸一ナトリウムを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項３４】
リン酸塩は、純度が約３０〜約８５％である請求項１の複合材料。
【請求項３５】
金属酸化物とリン酸塩の重量比は約０．８：１乃至約２：１である請求項１の複合材料。
【請求項３６】
金属酸化物はＭｇＯを含み、リン酸塩はリン酸一カリウムを含んでいる請求項３５の複合材料。
【請求項３７】
金属酸化物とリン酸塩の重量比は約０．９：１乃至約１．３：１である請求項１の複合材料。
【請求項３８】
金属酸化物はＭｇＯを含み、リン酸塩はリン酸一カリウムを含んでいる請求項３７の複合材料。
【請求項３９】
金属酸化物とリン酸塩の重量比は約１．０１：１乃至約１．１５：１である請求項１の複合材料。
【請求項４０】
金属酸化物はＭｇＯを含み、リン酸塩はリン酸一カリウムを含んでいる請求項３９の複合材料。
【請求項４１】
反応性残留物質は、飛灰、石炭灰、ＣａＯしゅんせつ物、カルシウム含有物質、都市廃棄物灰、リン酸塩スラリー、汚泥灰、ブレーキシューダスト、火山灰、燃焼排ガス脱硫残留物及び／又は採鉱残留物質を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項４２】
反応性残留物質は飛灰を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項４３】
飛灰は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約５〜約８０重量％である請求項４２の複合材料。
【請求項４４】
飛灰は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約１５〜約７０重量％である請求項４２の複合材料。
【請求項４５】
飛灰は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約２０〜約５０重量％である請求項４２の複合材料。
【請求項４６】
反応性残留物質はリン酸塩スラリーを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項４７】
リン酸塩スラリーは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約５〜約８０重量％である請求項４６の複合材料。
【請求項４８】
リン酸塩スラリーは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約２０〜約６０重量％である請求項４６の複合材料。
【請求項４９】
リン酸塩スラリーは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約２５〜約５０重量％である請求項４６の複合材料。
【請求項５０】
反応性残留物質はＣａＯを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項５１】
ＣａＯは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約５〜約７０重量％である請求項５０の複合材料。
【請求項５２】
ＣａＯは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約１０〜約６５重量％である請求項５０の複合材料。
【請求項５３】
ＣａＯは、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量の約１５〜約６０重量％である請求項５０の複合材料。
【請求項５４】
ＣａＯはＣａＯしゅんせつ物を含んでいる請求項５０の複合材料。
【請求項５５】
反応性残留物質は石炭灰を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項５６】
反応性残留物質は都市廃棄物灰を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項５７】
反応性残留物質リン酸塩スラリーを含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項５８】
反応性残留物質はカルシウム含有物質を含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項５９】
反応性残留物質は金属酸化物と反応する請求項１の複合材料。
【請求項６０】
反応性残留物質はリン酸塩と反応する請求項１の複合材料。
【請求項６１】
反応性残留物質は金属酸化物及びリン酸塩と反応する請求項１の複合材料。
【請求項６２】
複合材料は、反応時間が約９０分よりも短い請求項１の複合材料。
【請求項６３】
複合材料は、反応時間が約１〜約６０分である請求項１の複合材料。
【請求項６４】
複合材料は、反応時間が約２〜約３０分である請求項１の複合材料。
【請求項６５】
複合材料は、初期固化時間が約１〜約１２０分である請求項１の複合材料。
【請求項６６】
複合材料は、初期固化時間が約１．５〜約４５分である請求項１の複合材料。
【請求項６７】
複合材料は、初期固化時間が約２〜約３０分である請求項１の複合材料。
【請求項６８】
複合材料は、完全固化時間が約２〜約１８０分である請求項１の複合材料。
【請求項６９】
複合材料は、完全固化時間が約４〜約９０分である請求項１の複合材料。
【請求項７０】
複合材料は、完全固化時間が約５〜約４５分である請求項１の複合材料。
【請求項７１】
複合材料は、圧縮強度が約１５００ｐｓｉ以上である請求項１の複合材料。
【請求項７２】
複合材料は、圧縮強度が約２５００ｐｓｉ以上である請求項１の複合材料。
【請求項７３】
実質的に不活性の充填材料をさらに含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項７４】
実質的に不活性の充填材料は、砂、骨材、繊維、プラスチック、木及び／又は紙を含んでいる請求項７３の複合材料。
【請求項７５】
複合材料は、砂を約５〜約８０重量％含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項７６】
複合材料は、繊維を約１〜約２５重量％含んでいる請求項１の複合材料。
【請求項７７】
繊維は、金属、ポリマー、ガラス、ｅ−ガラス及び／又はグラファイトを含んでいる請求項７６の複合材料。
【請求項７８】
請求項１の複合材料を含んでいる迅速補修用材料。
【請求項７９】
請求項１の複合材料を含んでいるプレキャスト構造。
【請求項８０】
請求項１の複合材料を含んでいるインサイチュー構造。
【請求項８１】
請求項１の複合材料を含んでいるコーティング。
【請求項８２】
請求項１の複合材料を含んでいるグラウト。
【請求項８３】
請求項１の複合材料を含んでいるアンカー接合材。
【請求項８４】
複合材料を製造するための混合物であって、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質を含んでいる混合物。
【請求項８５】
金属酸化物は、複数の金属酸化物組成物を含んでいる請求項８４の混合物。
【請求項８６】
金属酸化物組成物は異なる反応性を有している請求項８５の混合物。
【請求項８７】
金属酸化物は、粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布を有している請求項８４の混合物。
【請求項８８】
粗粒子サイズ分布の金属酸化物と微粒子サイズ分布の金属酸化物は、同じ組成物である請求項８４の混合物。
【請求項８９】
粗粒子サイズ分布の金属酸化物と微粒子サイズ分布の金属酸化物は、異なる組成物である請求項８７の混合物。
【請求項９０】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１００乃至約１００：１である請求項８７の混合物。
【請求項９１】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：２０乃至約２０：１である請求項８７の混合物。
【請求項９２】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１０乃至約１０：１である請求項８７の混合物。
【請求項９３】
リン酸塩は複数のリン酸塩組成物を含んでいる請求項８４の混合物。
【請求項９４】
リン酸塩は、粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布を有している請求項８４の混合物。
【請求項９５】
粗粒子サイズ分布のリン酸塩と微粒子サイズ分布のリン酸塩は、同じ組成物である請求項９４の混合物。
【請求項９６】
粗粒子サイズ分布のリン酸塩と微粒子サイズ分布のリン酸塩は、異なる組成物である請求項９４の混合物。
【請求項９７】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１００乃至約１００：１である請求項９４の混合物。
【請求項９８】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：２０乃至約２０：１である請求項９４の混合物。
【請求項９９】
粗粒子サイズ分布と微粒子サイズ分布の重量比は、約１：１０乃至約１０：１である請求項９４の混合物。
【請求項１００】
金属酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、酸化鉄、ＭｎＯ２及び／又はＢ２Ｏ３を含んでおり、リン酸塩は、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム及び／又はリン酸一ナトリウムを含んでおり、反応性残留物質は、飛灰、石炭灰、ＣａＯしゅんせつ物、カルシウム含有物質、都市廃棄物灰、リン酸塩スラリー、汚泥灰、ブレーキシューダスト、火山灰、燃焼排ガス脱硫残留物及び／又は採鉱残留物質を含んでいる請求項８４の混合物。
【請求項１０１】
混合物は充填材料をさらに含んでいる請求項８４の混合物。
【請求項１０２】
充填材料は、砂、骨材、繊維、プラスチック、木及び／又は紙を含んでいる請求項１０１の混合物。
【請求項１０３】
充填材料は、混合物の約５〜約８０重量％である請求項１０１の混合物。
【請求項１０４】
金属酸化物は混合物の約５〜約５０重量％であり、リン酸塩は混合物の約５〜約５０重量％であり、反応性残留物質は混合物の約５〜約７０重量％である請求項１０１の混合物。
【請求項１０５】
金属酸化物は混合物の約１０〜約４０重量％であり、リン酸塩は混合物の約１０〜約４０重量％であり、反応性残留物質は混合物の約１０〜約５０重量％である請求項１０１の混合物。
【請求項１０６】
金属酸化物は混合物の約２０〜約３０重量％であり、リン酸塩は混合物の約２０〜約３０重量％であり、反応性残留物質は混合物の約１５〜約４０重量％である請求項１０１の混合物。
【請求項１０７】
金属酸化物、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含んでいる迅速補修用材料。
【請求項１０８】
金属酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、酸化鉄、ＭｎＯ２及び／又はＢ２Ｏ３を含んでおり、リン酸塩は、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム及び／又はリン酸一ナトリウムを含んでおり、反応性残留物質は、飛灰、石炭灰、ＣａＯしゅんせつ物、カルシウム含有物質、都市廃棄物灰、リン酸塩スラリー、汚泥灰、ブレーキシューダスト、火山灰、燃焼排ガス脱硫残留物及び／又は採鉱残留物質を含んでいる請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１０９】
金属酸化物はＭｇＯを含み、リン酸塩はリン酸一カリウムを含んでいる請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１０】
反応性残留物質は飛灰、火山灰及び／又は都市固形廃棄物灰を含んでいる請求項１０９の迅速補修用材料。
【請求項１１１】
金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計量のうち、金属酸化物は約１０〜約３５重量％であり、リン酸塩は約１０〜約３５重量％であり、反応性残留物質は約１５〜約７０重量％である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１２】
迅速補修用材料は、初期固化時間が約３０分よりも短い請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１３】
迅速補修用材料は、初期固化時間が約０．１〜約２５分である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１４】
迅速補修用材料は、初期固化時間が約１〜約１５分である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１５】
迅速補修用材料は、完全固化時間が約６０分よりも短い請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１６】
迅速補修用材料は、圧縮強度が５００ｐｓｉ以上である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１７】
迅速補修用材料は、圧縮強度が１５００ｐｓｉ以上である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１８】
迅速補修用材料は、圧縮強度が２０００ｐｓｉ以上である請求項１０７の迅速補修用材料。
【請求項１１９】
金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の混合物を調製し、該混合物に水を加えることを含んでいる複合材料の製造方法。
【請求項１２０】
混合物に水を加える工程は、水を混合物に注ぐことによって行われる請求項１１９の方法。
【請求項１２１】
混合物に水を加える工程は、混合物を水に注ぐことによって行われる請求項１１９の方法。
【請求項１２２】
水は、水道水、飲料水又は海水を含んでいる請求項１１９の方法。
【請求項１２３】
水は、混合物の約１０〜約４０重量％である請求項１１９の方法。
【請求項１２４】
水は、混合物の約１５〜約３０重量％である請求項１１９の方法。
【請求項１２５】
金属酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、酸化鉄、ＭｎＯ２及び／又はＢ２Ｏ３を含んでおり、リン酸塩は、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム及び／又はリン酸一ナトリウムを含んでおり、反応性残留物質は、飛灰、石炭灰、ＣａＯしゅんせつ物、カルシウム含有物質、都市廃棄物灰、リン酸塩スラリー、汚泥灰、ブレーキシューダスト、火山灰、燃焼排ガス脱硫残留物及び／又は採鉱残留物質を含んでいる請求項１１９の方法。
【請求項１２６】
混合物の中で、金属酸化物は約５〜約５０重量％であり、リン酸塩は約５〜約５０重量％であり、反応性残留物質は約５〜約７０重量％である請求項１１９の方法。
【請求項１２７】
複合材料は、初期固化時間が約１２０分よりも短い請求項１１９の方法。
【請求項１２８】
複合材料は、初期固化時間が約１．５〜４５分である請求項１１９の方法。
【請求項１２９】
複合材料は、初期固化時間が約２〜約３０分である請求項１１９の方法。
【請求項１３０】
複合材料は、完全固化時間が約１８０分よりも短い請求項１１９の方法。
【請求項１３１】
複合材料は、完全固化時間が約４〜約９０分よりも短い請求項１１９の方法。
【請求項１３２】
複合材料は、完全固化時間が約５〜約４５分である請求項１１９の方法。
【請求項１３３】
マグネシウム含有物質、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含んでいる複合材料。
【請求項１３４】
マグネシウム含有物質は、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＳＯ４及び／又はＭｇＣＯ３を含んでいる請求項１３３の複合材料。
【請求項１３５】
マグネシウム含有物質はＭｇＯを含んでいる請求項１３３の複合材料。
【請求項１３６】
金属酸化物、リン酸塩及び水との反応生成物を含み、金属酸化物の少なくとも一部及び／又はリン酸塩の少なくとも一部は反応性残留物質から得られる複合材料。
【請求項１３７】
反応性残留物質は、ＭｇＯ又はリン酸塩の残留スラリーを含んでいる請求項１３６の複合材料。
【請求項１３８】
マグネシウム含有物質、リン酸塩及び水との反応生成物を含み、マグネシウム含有物質の少なくとも一部及び／又はリン酸塩の少なくとも一部は反応性残留物質から得られる複合材料。
【請求項１３９】
マグネシウム含有物質は、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＳＯ４及び／又はＭｇＣＯ３を含んでいる請求項１３８の複合材料。
【請求項１４０】
マグネシウム含有物質はＭｇＯを含んでいる請求項１３８の複合材料。
【請求項１４１】
反応性残留物質は、ＭｇＯ又はリン酸塩の残留スラリーを含んでいる請求項１３８の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は複合材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）に関し、より具体的には、金属酸化物のような反応性化合物（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）から作られた複合材料に関する。
【０００２】
【背景情報】
従来のコンクリート材料は、典型的には、ポルトランドセメント、砂、石及び水とから作られている。水をポルトランドセメントと混合すると、発熱反応が起こる。
従来のコンクリートは、多くの用途に有用であるが、コンクリート製造工程を注意深く制御する必要がある。出発原料の化学比は厳密に維持しなければならない。水の使用量は正確でなければならないし、養生温度の制御も必要である。さらにまた、従来のコンクリートは他の構造物に接合するとき、多大な注意を払わねばならない。このため、コストの上昇を招き、多くの用途の場合、工程に要する時間が比較的長くなる。
【０００３】
残留物質（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を封じ込めるのにリン酸塩含有セラミックが提案されている。米国特許第５６４５５１８号、第５８３０８１５号、第５８４６８９４号及び第６１３３４９８号に開示されたリン酸塩セラミックは、種々の残留物質の他に、重金属、アスベスト、灰、木屑、発泡スチロール、セルロースファイバー、タイヤ、繊維屑、低レベル放射性廃棄物などの汚染物質を封じ込めるものである。残留物質は、充填材料として封じ込められ、生成物の化学反応には加わらない。このプロセスでは、高純度試薬グレードの死焼ＭｇＯを用いる。このＭｇＯは、その反応性をさらに低下させるためにＭｇＯをか焼する工程をさらに必要とし、ＭｇＯの反応性を制御するために、例えば硼素酸化物のような緩衝剤をさらに用いる必要があり、追加の緩衝剤として水酸化物をさらに用いる必要があり、また、洗浄及び酸洗技術によるＭｇＯの前処理も必要である。リン酸塩は試薬グレードの微粉末形態であらねばならず、反応を開始させるために、液体リン酸が乾燥リン酸塩粉末と共に用いられる。それゆえ、これまでの方法では、試薬グレードのＭｇＯとリン酸塩の比率を厳密に制御しなければならない。化学式とおり正確な反応が行われるように、化学的緩衝剤が用いられる。化学式とおり反応を行なうには、温度に対する感受性が特に強い。
【０００４】
米国特許第５００２６１０号は、ポルトランドセメント系コンクリートと同様な構築用として望ましい機械的特性を得るために、リン酸マグネシウムセメント及び非反応性充填物質にファイバー添加剤を用いることを開示している。
【０００５】
米国特許第６１３６０８８号は、セメント及び／又はモルタルの製造を開示しており、これは、水、マグネシウム化合物及びリン酸カリウムの反応に基づくものであり、例えば、硼素酸化物、ポリリン酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸及びこれらの塩などの遅延剤（ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ）を利用している。また、不活性充填剤として、シリカ、Ｆクラス飛灰、タルク、粘土質砂、シリカフューム及びこれら物質の混合物などの添加剤が用いられる。
本発明は、前述の問題点に鑑み達成されたもので、従来の他の欠点をも解消するものである。
【０００６】
【発明の要旨】
本発明は、金属酸化物などの反応性化合物から作られた複合材料に関する。一実施例において、反応性化合物の少なくとも一種は、灰、リン酸塩粘土、残留リン酸塩スラリー、採鉱廃棄物などの残留物質から得られる。複合材料は、比較的安価な廃棄物又は残留物質などの化学的活性成分を混合することによって作られ、特定用途に所望される工学特性がもたらされる。
【０００７】
本発明の実施例にあっては、金属リン酸塩化合物は、金属／リン酸塩の化合物とそれらの源（ｓｏｕｒｃｅｓ）の酸系反応を制御することによって作られる。この制御は、金属（イオン）リン酸塩の比、化合物の粒子サイズ、構成成分の表面積、水の量、化合物の純度、酸化物の反応速度を変えることによって行なうことができる。施工軟度（ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ）、固化時間（ｓｅｔ ｔｉｍｅ）、金属−リン酸塩化合物の複合材の強度については、金属／リン酸塩の化合物とそれらの源の反応度を制御することによって最適化することができる。
【０００８】
本発明の目的は、金属酸化物、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含む複合材料を提供することである。
本発明の他の目的は、マグネシウム含有物質、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含む複合材料を提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、金属酸化物、リン酸塩及び水との反応生成物を含み、金属酸化物の少なくとも一部及び／又はリン酸塩の少なくとも一部は反応性残留物質から得られる複合材料を提供することである。
本発明の他の目的は、マグネシウム含有物質、リン酸塩及び水との反応生成物を含み、マグネシウム含有物質の少なくとも一部及び／又はリン酸塩の少なくとも一部は反応性残留物質から得られる複合材料を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性物質を含む複合材料を作るための混合物を提供することである。或いはまた、混合物は、マグネシウム含有物質、リン酸塩及び反応性残留物質を含むことができる。或いはまた、混合物は、金属酸化物及び／又はマグネシウム含有物質及び／又はリン酸塩を含み、これらの一種又は二種以上の少なくとも一部は反応性残留物質から得ることができる。
本発明の他の目的は、金属酸化物、リン酸塩、反応性残留物質及び水との反応生成物を含む迅速補修用材料（ｒａｐｉｄ ｒｅｐａｉｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、複合材料を製造する方法を提供することである。本発明の方法は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の混合物を反応させることを含んでいる。或いはまた、本発明の方法は、マグネシウム含有物質、リン酸塩及び反応性物質を反応させることを含んでいる。或いはまた、本発明の方法は、少なくとも一種が反応性残留物質から得られる金属酸化物及びリン酸塩を反応させることを含んでいる。さらにまた、本発明の方法は、少なくとも一種が反応性残留物質から得られるマグネシウム含有物質及びリン酸塩を反応させることを含んでいる。どの場合にも、反応の開始は、水を出発原料の混合物に添加することによって行われる。
本発明のこれら及び他の目的は、以下の記載によってより明らかなものとなるであろう。
【００１２】
【詳細な記述】
本発明の複合材料は、化学的結合剤（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｉｎｄｅｒｓ）を含んでおり、反応性粒子状物質を含むこともできる。結合剤及び／又は反応性粒子状物質は残留物質から得ることができる。複合物は、セラミック／コンクリート状物質であり、イオン化学結合及び／又は共有化学結合を含むことができる。本発明の複合材料は、例えば産業副産物などの残留物質を用いることもできる。複合材料は、各種の出発原料に対する許容範囲が広く、また、組成物や処理技術の変動が大きくてもあまり影響されない。
【００１３】
本発明にかかる複合材料製造方法の一実施例のプロセスを示すブロック略図を図１に示す。図１に示されるように、反応性残留物質は少なくとも一種の反応性化合物及び水と組み合わされ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）、残留物質と反応性化合物の反応が行われ、複合材料が生成する。本発明によれば、複合物形成工程において、残留物質は反応性化合物と化学的に反応する。
【００１４】
この明細書で用いられる「反応性残留物質（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）」なる語は、特異化学（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）に基づいて、緩衝剤、触媒及び／又は活性化剤として作用する残留物質を意味し、所望される全体的特性をもつ最終生成物を得るのに寄与する。反応性残留物質は、本発明のプロセスにおいて、他の出発原料と反応又は化学的に結合して、化学的相を生成することもできる。この化学的相は、例えば、Ｘ線光電子分光技術によって決定することができる。
【００１５】
適当な反応性残留物質は、例えば、金属酸化物、金属水酸化物、金属ハロゲン化物、金属炭酸塩、金属硝酸塩、金属硼酸塩、金属硫化物、金属クロム酸塩、金属モリブデン酸塩、金属リン酸塩、金属ヒ酸塩、金属バナジウム酸塩（ｍｅｔａｌ ｖａｎａｌｙｄａｔｅｓ）、金属ケイ酸塩などの金属化合物や、純金属を含むことができる。適当な反応性残留物質として、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、酸化鉄、ＭｎＯ２、ＦｅＴｉＯ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４及び（Ｚｎ Ｆｅ Ｍｎ）（Ｆｅ Ｍｎ）２Ｏ４などの金属酸化物を挙げることができる。追加の酸化物として、採石粉、ＣＣＢ、木灰、しゅんせつ物（ｄｒｅｄｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、カオリン、回収ガラス粉、鋳物砂、赤泥、ケイ石粉、石炭粉、ボーキサイト、火山灰、再生コンクリートなどを挙げることができる。
【００１６】
また、金属水酸化物含有反応性残留物質の適当な例として、ブルース石（Ｍｇ−Ｍｇ（ＯＨ）２）、水マンガン鉱（ＭｎＯ（ＯＨ））、ギブサイト（Ａｌ（ＯＨ）３）、ダイアスポア（ＡｌＯ−ＯＨ）、ベーム石（ＡｌＯ−ＯＨ）、針鉄鉱（ＦｅＯ−ＯＨ）及びボーキサイト挙げることができる。
【００１７】
上記の金属含有反応性残留物質化合物に加えて、本発明に使用可能なその他種類の残留物質として、例えば、カーナル石（ＫＭｇＣｌ３−ＣＨ２）、方硼石（Ｍｇ３ＣｌＢ７Ｏ１３）、エプソム塩（ＭｇＳＯ４−７Ｈ２Ｏ）、Ｎｅｗｂｅｒｒｙｉｔｅ（ＭｇＨＰＯ４）、菱苦土鉱（ＭｇＣＯ３）、かんらん石（ＭｇＦｅ）ＳｉＯ４、苦灰岩（ＣａＭｇ（ＣＯ３）２）を挙げることができる。上記の金属含有反応性残留化合物に加えて、反応性残留物質に使用可能なその他種類の残留物質、本発明に使用可能なその他種類の残留物質として、カルシウム含有しゅんせつ物（ｄｒｅｄｇｅ）（酸化物、炭酸塩など）、穀物の殻、植物の樹皮繊維などを挙げることができる。
【００１８】
本発明に使用可能な反応性残留物質の一実施例は灰を含んでいる。灰の反応性残留物質源として、例えば、石炭灰、木灰、都市固形廃棄物（ＭＳＷ）の灰、セルロース廃棄物の灰、汚泥灰（ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ ａｓｈ）、フューム（ｆｕｍｅｓ）、燃焼を伴う金属プロセスで収集された粒子などを挙げることができる。灰の残留物質源の代表例として、石炭火力発電所、都市廃棄物焼却炉、石炭脱硫残留物を挙げることができる。灰の反応性残留物質の特に適した例として、微量金属元素及び／又は金属酸化物を挙げることができ、金属酸化物として、三酸化イオウ、五酸化リン、酸化バリウム、酸化マンガン、酸化ストロンチウム、酸化カリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウムを挙げることができる。特定例として、Ｃ型又はＦ型の石炭灰を用いることができる。
【００１９】
本発明に使用可能な反応性残留物質の他の実施例は、リン酸塩化合物を含んでいる。例えばリン酸塩粘土を、反応性残留物質として用いることができる。リン酸塩粘土は、典型的には、石英、白雲石、リン灰石、銀星石、クランダル石、長石、スメクタイト、イライト、パリゴルスキ石及び高陵石を含んでいる。リン酸塩粘土源として、例えば、フロリダ中南部の地層部を挙げることができる。
【００２０】
本発明に使用可能なリン酸塩含有反応性物質の他の実施例は、リン酸塩スライム（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｌｉｍｅ）である。リン酸塩スライムは、例えば水の如き液体の中に、粘土、鉱物及びリン酸塩の懸濁液を含んでいる。代表的なリン酸塩スライムとして、約５〜１５重量％の固形分を有している。リン酸塩スライムを本発明の反応性残留物質として用いるとき、スライムはその現状のままで直接用いることができる。或いはまた、使用前に、リン酸塩スライムの液体分の一部又は全部を取り除いて、乾燥させることもできる。また、水のような液体を使用前にリン酸塩スライムに加えることもできる。リン酸塩スライム源として、例えば、歯磨き製造者、不凍剤製造者、モーター油製造者、洗剤製造者、食物加工者などを挙げることができる。フロリダのリン酸塩及び鉱石加工産業は、リン酸塩スライム源の例である。この場合、リン酸塩スライムは、典型的には、水中に可溶性及び不溶性のリン酸塩の懸濁液を約１５重量％の固形分と共に含んでいる。
【００２１】
本発明に使用可能な残留物質のその他の例として、前記の反応性残留物質の他に、ブレーキシューダスト、鋳物砂、カーボンブラックの他、採鉱場、港、島、埋立地などのしゅんせつ物を挙げることができる。このような化合物は、自動車部品製造者、海軍工廠、家庭用衛生商品（シャンプー、歯磨き、入浴石鹸、エプソム塩など）製造者、食物製造者、飲料製造者、不凍剤製造者及びモーター油製造者などの様々な産業源から得ることができる。
【００２２】
図１に示されるように、反応性残留物質の他に、金属酸化物及びリン酸塩などの他の反応性化合物も本発明の出発原料として用いることができる。反応性化合物の適当な例として、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＫＨ２（ＰＯ）４、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＣａＳ、酸化鉄（例えば、Ｆｅ２Ｏ３）、ＴｉＣｌ４、ＭｇＳＯ４、ＭｎＯ２、ＳＣｌ４、ＣａＣｌ、ＣｒＣｌ３及びＢ２Ｏ３を挙げることができる。
【００２３】
適当な反応性化合物をどのように選択するかは、用いられる具体的な反応性残留物質に依存する。例えば、酸化カルシウム分の多い灰をを反応性残留物質として用いる場合、反応性化合物として、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３などを挙げることができる。リン酸塩化合物を反応性残留物質として用いる場合、例えば、ＭｇＯ、酸化鉄、Ａｌ２Ｏ３及び／又はＣａＯを挙げることができる。リン酸塩反応性残留物質の例として、リン酸塩粘土、リン酸塩スラリーなどを挙げることができる。
【００２４】
本発明の一実施例において、複合材料は、金属酸化物、リン酸塩、反応性残留物質及び水を含むことができる。金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計重量に対する金属酸化物の量は、典型的には、約１〜約９０重量％であり、約１０〜約５０重量％が望ましい。金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の合計重量に対する反応性残留物質の量は、典型的には、約０．５〜約９５重量％であり、約５〜約８０重量％が望ましい。また、所望により、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質を、充填物質と混合することもできる。充填物質の量は、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質の固体分の合計量に対して、約０．１〜８０重量％であり、約０．５〜６０重量％が望ましい。
【００２５】
本発明で使用する金属酸化物がＭｇＯであるとき、純度は１０重量％以上、例えば、約５０〜約９９％で、典型的には約９０〜９８重量％あってよい。ＭｇＯの一般的な粒子サイズは約１インチ以下である。例えば、ＭｇＯ粒子は、約０．２５インチ乃至−３２５メッシュの範囲であってよい。具体例として、ＭｇＯ粒子は−３０メッシュであってよい。ＭｇＯの構造は、粗鉱状態（熱処理なし）のものであり、軽焼（ｌｉｇｈｔ ｂｕｒｎｅｄ）、硬焼（ｈａｒｄ ｂｕｒｎｅｄ）及び／又は死焼（ｄｅａｄ ｂｕｒｎｅｄ）であってよい。ＭｇＯは、硬焼又は死焼が望ましい。軽焼ＭｇＯは、典型的には、７００〜１０００℃の温度で熱処理される。硬焼ＭｇＯは、典型的には、１０００〜１５００℃の温度で熱処理される。死焼ＭｇＯは、典型的には、１５００〜２０００℃の温度で熱処理される。
【００２６】
本発明の実施例において、複合材料のリン酸塩成分として、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一ナトリウム、ヘキサメタリン酸塩、リン酸二カリウム、リン酸二水素カリウム及び／又はリン酸二アンモニウムを含むことができる。リン酸塩の代表例として、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム及びリン酸一ナトリウムを挙げることができる。リン酸塩の平均粒子サイズは、典型的には約１インチ以下である。例えば、リン酸塩の平均粒子サイズは約０．２５インチ乃至マイナス３２５メッシュである。具体例として、リン酸塩粒子はマイナス３０メッシュであってよい。リン酸塩の純度は１０重量％以上、例えば、約５０〜約９９％で、典型的には約３０〜８５重量％あってよい。
【００２７】
金属酸化物とリン酸塩の重量比は適当な任意の値を選択することができる。ある種類の材料の場合、金属酸化物とリン酸塩の重量比は、約０．８：１乃至約２：１の範囲が望ましい。例えば、ある複合材料の場合、金属酸化物がＭｇＯ、リン酸塩がリン酸一カリウムを含むとき、ＭｇＯ：リン酸塩は、重量比にて、約０．９：１乃至約１．３：１が望ましく、約１．０１：１乃至約１．１５：１が望ましい。
【００２８】
図１に示されるように、本発明の複合材料は、反応性残留物質及び追加の反応性化合物の他に、水、例えば、水道水、飲料水、海水、リン酸塩廃水などの液体から作られる。ここでは、主として水に関するものを記載するが、水に代えて、或いは水に加えて、その他液体を用いてもよいことは理解されるべきである。混合工程の間、水は、典型的には、混合物の約３〜約３０重量％を含んでおり、約１５〜約２０重量％が望ましい。一実施例において、反応性残留物質は、典型的には混合物の固形分の約１５〜約５０重量％を含んでおり、追加の反応性化合物は、典型的には、混合物の固形分の約５〜約１５重量％を含んでいる。
【００２９】
本発明の複合材料の固体分は、上記の反応性残留物質及び追加の反応性化合物の他に、再生コンクリート、回収された乾式壁、再生アスファルト、仕様外の高塩化物含有粗骨材などの材料をさらに含んでいる。例えば金属、ポリマー、ガラス、ｅ−ガラス、グラファイトなどの繊維（反応性又は非反応性）を加えることもできる。
【００３０】
本発明の一部の物質について、従来物質との元素分析比較を行なった。本発明に基づいて反応した物質は、従来物質とは異なる化学的相を示す。本発明の一実施例では、添加物質が被包化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）されるのではなく、種（ｓｐｅｃｉｅｓ）の化学的結合が起こる。
【００３１】
化学的データを表１及び表２に示している。表１はＸ線回折によるデータであり、酸化マグネシウム、リン酸一カリウム及び飛灰から作られた試料の反応後に存在する各元素の原子パーセントを示している。表２はＸ線光電子分光による分析結果である。この分析は結合度を測定し、化学的化合物を決定するものである。このデータから明らかなように、反応物の基本物質は、酸化マグネシウム、リン酸一カリウム及び飛灰（主として、酸化アルミニウムと酸化ケイ素）であり、最終生成物中にまさに複雑な化学的相を形成している。最終生成物のこれらの相の存在は、酸化マグネシウム及びリン酸一カリウムと飛灰との直接の化学反応によるものである。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
光電子分光による元素組成の定量結果では、露出したばかりの破面は、化学反応中に結合した粒子表面から主として構成されるものと思われる。分析深さは約５〜６ナノメータであるから、物質の性質を考えると、粒子表面組成物は、平均バルク組成物とは同じとは思われない。高エネルギー解像スペクトルには、主表面のポテンシャル状態が２つ観察され、表２に示している。これらのポテンシャル状態に属する夫々の酸化物成分及びリン酸塩成分を表２に示している。これら複合相の各々は、その酸化物成分とリン酸カリウムとの相対比においてのみ異なる。残りの物質（１０．４２％）は有機物で、これは、それらの相対的濃度に比例した２つの無機物相に基づいて分配される。
【００３５】
次の表３は、本発明に係る幾つかの実例を示している。表３中、主な出発原料は、”ＭＯＸ”（例えばＭｇＯ）、”ＡＢ（ＰｘＯｙ）”（例えばＫＨ２（Ｐ２Ｏ４）又はＮＨ４Ｈ２（ＰＯ４））、及び”残留物”（例えば石炭灰、カルシウム含有しゅんせつ物、都市廃棄物灰、リン酸塩スライムなど）として示されている。特に指定のない限り、全ての数値はグラムである。また、特に指定のない限り、混合時間は全て約５分間である。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
表４乃至表１０は、追加物質の試料を挙げている。表中、ＭｇＯの「Ｄ−３０」という表示は−３０メッシュの死焼ＭｇＯを表し、ＭｇＯの「Ｄ−３２５」という表示は−３２５メッシュの死焼ＭｇＯを表し、ＭｇＯの「Ｈ−６０」という表示は−６０メッシュの硬焼ＭｇＯを表し、ＭｇＯの「Ｈ−３０」という表示は−３０メッシュの硬焼ＭｇＯを表している。リン酸塩の「ＭＫＰ」という表示はリン酸一カリウムを表し、リン酸塩の「ＭＡＰ」という表示はリン酸一カリウムを表し、リン酸塩の「ＭＳＰ」という表示はリン酸一ナトリウムを表している。例えばＭｇＯなどの金属酸化物及び／又はリン酸塩は、異なる粒子サイズ分布を有する混合物の形態でもたらされる。例えば、ＭｇＯは、−３０メッシュのような比較的粗い粒度分布と、−３２５メッシュのような比較的微細な粒度分布を有していてもよい。「反応時間」とは、最初の混合から発熱反応がほぼ終了するまでの時間のことである。「初期固化（ｉｎｉｔｉａｌ ｓｅｔ）」は、施工性（ワーカビリティ）の喪失と定義される。また、「完全固化（ｆｉｎａｌ ｓｅｔ）」は、弾力性の喪失又は硬化の開始と定義される。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
【表５】
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【００４０】
【表６】
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【００４１】
【表７】
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【００４２】
【表８】
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【００４３】
【表９】
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【００４４】
【表１０】
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【００４５】
図２は、前記表に記載した試料の幾つかについて、反応時間と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及びリン酸一カリウム（ＭＫＰ）の比との関係を表すグラフである。図３は、幾つかの試料について、初期固化時間とＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。図４は、幾つかの試料について、完全固化時間とＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。図５は、幾つかの試料について、３時間後の強度と、ＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。
【００４６】
本発明の複合材料は、適当サイズの反応物質を選択し、これを水（飲料水及び非飲料水）と混合することによって作ることができる。この工程中、複合混合物の中では、吸熱反応と発熱反応の両反応が起こる。多くの工程では、複合物生成反応は発熱反応であるが、場合によっては、反応の少なくとも一部分は吸熱であってもよい。例えば、水と混合する際、初期吸熱反応が起こり、その後に発熱反応が起こる。
【００４７】
本発明にあっては、複合物生成工程の固化時間は比較的短い。本発明における典型的な固化時間は、約２時間よりも短く、望ましくは約１時間よりも短い。例えば、代表的な固化時間として約１０〜９０分を達成することができる。これに対し、ポルトランドセメントコンクリート混合物の典型的な固化時間は数時間である。
【００４８】
本発明の複合材料は、固化後では、表面硬度が高く、異種材料との接合性にすぐれ、膨張及び収縮能力を有し、迅速に載荷できる能力を有し、割れが無く、こぼれ難く、流れが良好で、再テンパーリングによる影響が少ないといった良好な工学的特性を有している。例えば、複合材料の圧縮強度は５００ｐｓｉ以上である。１５００ｐｓｉ、２０００ｐｓｉ、２５００ｐｓｉ又は３０００ｐｓｉの圧縮強度を得ることもできる。また、６０００ｐｓｉ以上の圧縮強度を達成することも可能である。本発明の複合材料は、このような高圧縮強度に加えて、割れが無い、こぼれ難い、収縮が起こらない、流動性が良く、これらの機械的特性にすぐれている。本発明の材料は、これらの良好な機械的特性に加えて、非苛性化学的性質、非飲料水の使用、周期的凍結融解に対する高い抵抗性及び低浸透性（氷結防止用塩に対する抵抗性）のように環境的特性にもすぐれている。
【００４９】
本発明の複合材料は、多くの異なる用途に用いることができる。適当な用途として、プレキャスト構造、インサイチュー構造、補修用材料、超速補修用材料、レデーミックス（ｒｅａｄｙ ｍｉｘｅｓ）、グラウト（ｇｒｏｕｔｓ）、コーティング、カウンター甲板（ｃｏｕｎｔｅｒ ｔｏｐｓ）、腐食抑制剤、熱遮蔽物、防具（ａｒｍｏｒ）、構造用複合物、アンカー接合材（ａｎｃｈｏｒ ｂｏｎｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）、医療用、触媒などを挙げることができる。プレキャスト複合材料の例として、鉄道の枕木、高圧パイプ、リテーナー壁、鉄道のスラブ軌道及び分岐器プラットフォーム、橋デッキプレフォーム、航空機滑走路、誘導路（ｔａｘｉ）及び駐機場（ａｐｒｏｎ）のプレキャスト構造物、防具パネル、鋳型、スタンピング型、燃焼触媒、燃焼生成物触媒、住宅及び建造物の壁パネル、カウンター甲板などを挙げることができる。
【００５０】
鉄道の枕木（１０）を図６に示している。枕木（１０）は本発明で所望される形状及びサイズに作ることができる。なお、枕木（１０）には、その他のレール構成要素を別個に配備してもよいし、枕木（１０）と一体の構成としてもよい。枕木は、本発明の材料を一体形成したものでもよいし、材料を傾斜構造（ｇｒａｄｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に形成したものでもよいし、他の構成成分又は物質を含む複合構造でもよい。
【００５１】
補修用の代表例として、道路表面、飛行機の滑走路、駐車ガレージのデッキ張り、建物正面などの迅速補修を挙げることができる。道路又は滑走路の表面（２２）の迅速補修材（２０）を図７に示している。迅速補修材（２０）は、例えば、金属酸化物、リン酸塩及び反応性残留物質を水と混合することによって作ることができ、これを表面（２２）の穴又は割れ部に詰め込む。本発明の望ましい実施例では、迅速補修材料（２０）は３０分以内、より望ましくは１５又は２０分以内に硬化する。硬化の際、迅速補修材料は、用いる成分によっても異なるが、ほぼ同じ体積が維持され、たとえ膨張があっても僅かである。
【００５２】
インサイチュー用の代表例として、既存のコンクリート材料の補修用として、例えば、道路、駐車場用デッキ、建物正面、滑走路、船舶用、縦柱、グラウト、アンカー材料などを挙げることができる。レデーミックス用の代表例として、様々な場所打ち（ｃａｓｔ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ）構造及びプレキャスト構造を挙げることができる。コーティングの代表例として、ｇｕｎｎｉｔｅｓ、吹付けコンクリート、重なり部（ｏｖｅｒｌａｐｓ）、密封用膜（ｓｅａｌｉｎｇ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）、コンクリート表面処理、グラウトなどを挙げることができる。医学用の場合、本発明の複合材料を、例えばミミック骨構造及び形態学などに用いることができる。
【００５３】
本発明の具体的実施例を例示したが、当該分野の専門家であれば、発明から逸脱することなく、本発明の詳細について種々の変形をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にかかる複合材料製造方法の一実施例のプロセスを示すブロック略図である。
【図２】
異なる試料について、反応時間と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）対リン酸一カリウム（ＭＫＰ）の比との関係を表すグラフである。
【図３】
幾つかの試料について、初期固化時間と、ＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。
【図４】
幾つかの試料について、完全固化時間と、ＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。
【図５】
幾つかの試料について、３時間後の強度と、ＭｇＯ／ＭＫＰの比との関係を表すグラフである。
【図６】
本発明の複合材料から作られたプレキャスト枕木の斜視図である。
【図７】
本発明の迅速補修用材料の斜視断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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