(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湖底等から浚渫したへどろを乾燥させて微粉化し、カルシウム含有材とセメントと水と減水剤とを添加して練り混ぜてペースト化し、型枠に流し込んで室温湿空養生してから水蒸気オートクレーブ養生により固体化することを特徴とするへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項２】
前記カルシウム含有材は石膏を含むことを特徴とする請求項１記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項３】
前記セメントは早強ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項４】
微粉化した前記乾燥へどろと前記カルシウム含有材と前記セメントとから成る固体材料のうち前記乾燥へどろの添加率が５０重量％であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項５】
前記カルシウム含有材として前記石膏と消石灰とを用い、前記乾燥へどろと前記消石灰と前記石膏と前記セメントとの配合比率は５０重量％：７〜１５重量％：３〜５重量％：３０〜４０重量％であることを特徴とする請求項２または請求項３記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項６】
前記乾燥へどろと前記セメントと前記カルシウム含有材とから成る固体材料の全重量を１００重量部としたときに、添加する前記水の重量は５０〜６０重量部であると共に前記減水剤の重量は０．５〜５重量部であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【請求項７】
前記微粉化したへどろに前記セメントと前記カルシウム含有材と前記水と前記減水剤とを添加する際にリン酸水素二ナトリウムを添加することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか記載のへどろを原料とした建築材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、へどろを原料として建築材料を製造する方法に関する。更に詳述すると、本発明は、へどろにセメント等を添加して固化することによりへどろを原料とした建築材料を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
湖沼等の底から浚渫したへどろを固化して処理する方法として多数の種類の技術が知られている。一般的には浚渫したへどろにセメント等を添加して固化し、陸上投棄または埋め立て等の処理を行っている。この場合のへどろの固化の方法としては以下のようなものがある。例えば、へどろを焼却して得た灰にセメント及び水を添加して養生し、埋立投棄の際に崩壊しない程度の圧縮強度を有するペレットにする方法がある（特開昭５４−１２７８６８号公報参照）。また、へどろにＣａＣＯ3 を添加して焼却し、残渣をプレス成形してから水蒸気オートクレーブ養生により固化する方法がある（特開昭５４−１２８４７６号公報参照）。さらに、へどろの焼却残渣にカルシウム成分を添加し、固化促進剤（珪酸質物質、アルミニウム化合物等）を加えてプレス成形してから水蒸気オートクレーブ養生により固化する方法がある（特開昭５４−１２８４７７号公報参照）。
【０００３】
また、浚渫したへどろを乾燥し、セメントと水と他の粘土材料とを混入して成形した後に高温炉で焼成し、レンガ及び軽量骨材を製造する技術がある。同様の固化処理の方法として、自然堆積するへどろとは異なるが、上下水道汚泥の焼却灰からレンガを製造する技術（神山ら（１９９３）、下水汚泥からのレンガ製造技術−埼玉県における実施例−、建設省土木技術資料３５−１２）や、この上下水道汚泥の焼却灰を軽量骨材等の建築・建設材料として利用する技術（櫻井（１９８７）、下水汚泥の建設材料化、建設省土木技術資料２９−１０）がある。
【０００４】
一方、下水汚泥焼却灰に石灰と藁等の繊維を混ぜて成形しオートクレーブ養生により固化して建材を製造する技術が存在する（特開平７−６９７０５号公報参照）。また、無機質汚泥を脱水しカルシウム成分と固化促進剤（珪酸質物質、アルミニウム化合物等）を添加して成形してからオートクレーブ養生により固化して埋め立てたり建築用骨材材料を製造する技術が存在する（特開昭５５−１２４５９９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したへどろの固化処理方法のうち、へどろにセメントを添加して固化する場合や、へどろにカルシウム成分を添加してプレス成形により固化する場合は、固化体の強度を実用上十分な大きさにすると共にへどろに含まれる有害な重金属を封じ込めるためにへどろに多量の添加剤を加えなければならず、処理効率が悪かった。また、へどろを高温炉で焼成してレンガ等を製造する場合は、焼成のエネルギー消費量が莫大になってしまうので省エネルギー化の促進が困難であった。しかも、これらの方法では、固化のためにプレス成形を行っているので、固化体の成形形状の自由度が小さくなり製品としての用途が限られてしまう。
【０００６】
さらに、下水汚泥焼却灰に藁等の繊維を混ぜて固化する場合は、処理すべき焼却灰への添加物の比率が高くなってしまうので処理効率が悪かった。また、無機質汚泥を脱水しカルシウム成分と固化促進剤を添加した場合は、成形された固化体の強度を十分大きくすることができず製品としての用途が限られてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、建築材料として十分大きい強度を有しながらもへどろの含有率を高くすることができ、また建築材料の製造の際のエネルギー消費量を小さくして、さらに任意の形状の建築材料を製造することができ、しかもへどろに含有される有害な重金属の溶出を防止できるへどろを原料とした建築材料の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１のへどろを原料とした建築材料の製造方法は、湖底等から浚渫したへどろを乾燥させて微粉化し、カルシウム含有材とセメントと水と減水剤とを添加して練り混ぜてペースト化し、型枠に流し込んで室温湿空養生してから水蒸気オートクレーブ養生により固体化するようにしている。したがって、へどろを乾燥させて塊状になったものを粉砕して微粉化してカルシウム含有材及びセメントに水と共に混合しているので、これらへどろとカルシウム含有材とセメントとを均一に混ぜ合わせてペースト化することができる。
【０００９】
ここで、微粉化した乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとを水中で練り混ぜる時に減水剤を添加しているので、流動性を維持しながら水の添加比率の小さいペーストを得ることができる。すなわち、乾燥へどろは吸水性が高いのでペースト化のためには水を多量に添加しなければならないが、余りに多くの水を加えると製造される建築材料の強度が不十分になってしまう。このため、減水剤を添加することにより、十分な流動性のあるペーストを得ながらもへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を製造することができる。
【００１０】
具体的には、請求項６のように乾燥へどろとセメントとカルシウム含有材とから成る固体材料の全重量を１００重量部としたときに、添加する水の重量を５０〜６０重量部とすると共に減水剤の重量を０．５〜５重量部とすることが好ましい。この比率とすることにより、へどろの流動性を確保しつつ水の添加量を抑えてへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を得ることができる。
【００１１】
そして、室温湿空養生の際に、ペースト中のセメントがへどろのケイ素成分及びアルミニウム成分と反応して水和反応によりカルシウム−ケイ素とカルシウム−アルミニウム系の結晶を生成して固化すると共にカルシウム含有材が水和による固化することによりペースト全体を固化させる。ここで、セメント及びカルシウム含有材はペースト中に均一に分布しているので、ペーストが全体として型崩れすることなく固化した状態となって型枠から外すことができる。
【００１２】
また、水蒸気オートクレーブ養生において、カルシウム含有材がへどろのケイ素成分と反応してケイ素−カルシウム化合物を生成する。このカルシウム化合物が建築材料の骨格的成分となる。ここで、乾燥へどろとカルシウム含有材とは均一に混合したものであるので、乾燥へどろとカルシウム含有材との接触面積を増加して反応率及び反応量を大きくすることができる。そして、へどろを含むペーストが固化して建築材料を得ることができる。
【００１３】
したがって、室温湿空養生の直後のへどろはセメント及びカルシウム含有材の水和により型崩れしない程度に固化しているが、水蒸気オートクレーブ養生の後のへどろはカルシウム含有材及びセメントと反応してカルシウム−ケイ素化合物を生成することにより強固に固化している。このため、最終的に得られた建築材料の強度を大きくすることができる。
【００１４】
また、請求項２のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、カルシウム含有材は石膏を含むようにしている。したがって、石膏が室温湿空養生中に水和して硬化するので、室温湿空養生により得られる固化物の強度を大きくすることができる。このため、室温湿空養生直後の固化したペーストの型崩れを防止することができる。
【００１５】
さらに、請求項３のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、セメントは早強ポルトランドセメントであるようにしている。したがって、各養生により得られる固化物の強度を大きくすることができると共に各養生に必要な時間を短縮することができる。
【００１６】
ここで、へどろの添加率を設定するにあたり本願発明者等が研究を重ねた結果、乾燥へどろの固体材料全体に対する配合比率を５０重量％にして製造した建築材料が最高強度となることが判明した。この知見に基づいて発明された請求項４のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、微粉化した乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとから成る固体材料のうち乾燥へどろの添加率が５０重量％であるようにしている。したがって、製造された建築材料の強度を高くすることができると共に、乾燥へどろはカルシウム含有材やセメントと比較して比重が小さいので、建築材料の比重を小さくすることができる。しかも、多量のへどろを使用することができる。
【００１７】
そして、請求項５のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、乾燥へどろと消石灰と石膏とセメントとの配合比率は５０重量％：７〜１５重量％：３〜５重量％：３０〜４０重量％であるようにしている。この比率とすることにより、製造された建築材料の比重を０．９〜１程度に抑えることができる。
【００１８】
また、請求項７のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、微粉化した乾燥へどろにセメントとカルシウム含有材と水と減水剤とを添加する際にリン酸水素二ナトリウムを添加するようにしている。したがって、へどろに含まれる有害な重金属を建築材料の内部に封じ込めて溶出を防止できる。これは、へどろとセメント等を練り混ぜる際にリン酸水素二ナトリウムとカルシウム含有材とが反応してリン酸−カルシウム系の結晶が生ずると共に、このリン酸−カルシウム系結晶がイオン交換作用を起こして重金属を固定化するものと考えられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。本発明のへどろを原料とした建築材料の製造方法の工程を図１のフローチャートに示す。この製造方法は、湖底等からへどろを浚渫して（ステップ１）、乾燥させ（ステップ２）、微粉化し（ステップ３）、カルシウム含有材とセメントと水と減水剤とを添加して練り混ぜてペースト化し（ステップ４）、型枠に流し込んで室温湿空養生して（ステップ５）、水蒸気オートクレーブ養生により固体化して（ステップ６）、最終製品である建築材料を得るようにしている（ステップ７）。
【００２０】
浚渫したへどろの主成分組成の一例を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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へどろの乾燥（ステップ２）は天日干しにより行っている。このため、乾燥のためのエネルギーを節約して省エネルギー化を図ることができると共に、へどろ中で微生物による有機物の分解を促進することができる。この乾燥工程では、へどろを例えば含水率８％程度にまで乾燥させる。本実施形態では乾燥を天日干しにより行っているが、これには限られず例えば加熱器により加熱して乾燥させても良い。
【００２２】
乾燥したへどろは塊状となる。そして、この乾燥へどろを粉砕して微粉化する（ステップ３）。ここでの粉砕は粉砕器により行っている。この微粉化したへどろを０．６ｍｍ目の篩に掛けてごみや粗粒分を除去する。
【００２３】
そして、篩を通過したへどろにカルシウム含有材とセメントとを添加して十分に混合する。この混合は粉体混合機の撹拌によりなされ、均一な混合が確認されるまで続けられる。また、混合は撹拌性能の高い練り混ぜ機により行うこともできる。この場合は、水及び減水剤を混ぜる前に十分な空練りを行っておく。本実施形態では、乾燥へどろとカルシウム含有材とを均一に混合しているので、乾燥へどろとカルシウム含有材との接触面積を増加して反応率及び反応量を大きくすることができる。これにより、建築材料を高強度に製造することができる。
【００２４】
ここで、カルシウム含有材としては消石灰及び石膏を使用している。このため、石膏が室温湿空養生中に水和反応により硬化して室温湿空養生で得られる固化物の強度を大きくすることができるので、室温湿空養生直後の固化したペーストの型崩れを防止することができる。本実施形態ではカルシウム含有材として消石灰及び石膏を使用しているが、これに限られず少なくとも石膏を含んでいれば良く例えば生石灰及び石膏を使用することができる。
【００２５】
また、セメントとして早強ポルトランドセメントを使用している。このため、各養生により得られる固化物の強度を特に大きくすることができると共に各養生に必要な時間を短縮することができる。本実施形態ではセメントとして早強ポルトランドセメントを使用しているが、これに限られず例えば普通ポルトランドセメント等を使用することができる。この場合も各養生により強固な固化物を得ることができる。
【００２６】
上述した乾燥へどろとセメントとカルシウム含有材とから成る固体材料の本実施形態での配合率を表２に示す。
【００２７】
【表２】
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この配合比率を設定するにあたり本願発明者等が研究を重ねた結果、乾燥へどろの固体材料全体に対する配合比率を５０重量％にすると共にへどろ以外の他の固体材料を表２に示す比率にして製造した建築材料が最高強度となることが判明した。また、表２に示す各材料の配合比率によれば型枠での室温湿空養生中の際に脱型可能な強度の凝固体を得ることができる。
【００２８】
さらに、乾燥へどろはカルシウム含有材やセメントと比較して比重が小さいことから、その配合比率を５０重量％という高比率に設定することにより建築材料の比重を小さくすることができる。具体的には、表２に示す配合比率によれば建築材料の比重を０．９〜１程度にすることができる。このため、本実施形態では乾燥へどろの配合比率を表２に示すように５０％という高比率にしているので、建築材料の強度を高くすることができると共に軽量化を図ることができる。しかも、大量のへどろを使用することができるので、へどろの有効利用を促進することができる。なお、製造する建築材料に着色を行う場合は、乾燥へどろにカルシウム含有材とセメントとを添加して混合する際に顔料を３重量％程度添加する。
【００２９】
次いで、乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとの混合物に予め水と減水剤とを混合した液体を添加して練り混ぜてペースト化する（ステップ４）。この練り混ぜはモルタルミキサー等の練り混ぜ機により行う。減水剤は例えばレオビルドＳＰ−８Ｓ（（株）ポゾリス物産製）のような高性能減水剤を使用することが好ましい。
【００３０】
ここで、乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとの混合物をペースト化するために水の他に減水剤を添加しているので、流動性を維持しながら水の添加比率の小さいペーストを得ることができる。すなわち、乾燥へどろは吸水性が高いのでペースト化のためには水を多量に添加しなければならないが、余りに多くの水を加えると製造される建築材料の強度が不十分になってしまう。このため、減水剤を添加することにより、十分な流動性のあるペーストを得ながらもへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を製造することができる。
【００３１】
ペーストに必要な流動性は、複雑な形状の型枠を使用した場合でもペーストの自重で型枠の隅々まで流れ込む程度である。この流動性を得ると共にへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を得るための乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとを混合した固体材料と水と減水剤との本実施形態での配合比率を表３に示す。
【００３２】
【表３】
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すなわち、表２に示す固体材料の全重量を１００重量部とした場合に、練り混ぜ水は５０〜６０重量部、減水剤は０．５〜５重量部とすることが好ましい。ここで、浚渫したへどろの性状の違いに対応して減水剤の添加量を適切な量にすることにより、ペーストの流動性を最適にすることができる。このため、この流動性の高いペーストを型枠に流し込むことにより建築材料を製造できるので、この建築材料を任意の形状に設計することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、この水及び減水剤に２重量部のリン酸水素二ナトリウムを添加している。したがって、乾燥へどろとセメント等を練り混ぜる際に、リン酸水素二ナトリウムとカルシウム含有材とが反応してリン酸−カルシウム系の結晶が生ずる。これにより、このリン酸−カルシウム系結晶がイオン交換作用を起こすので、へどろに含まれる有害な重金属を建築材料の内部に封じ込めて溶出を防止することができる。本実施形態の建築材料の固体材料には５０重量％のへどろが含まれているので建築材料中には大量の有害な重金属が含まれていると考えられるが、リン酸水素二ナトリウムの添加により重金属の封じ込めを確実に行うことができる。なお、本実施形態ではリン酸水素二ナトリウムを添加しているが、これには限られずリン酸水素二ナトリウムを添加しなくても強固かつ軽量で形状の設計の自由度が高い建築材料を得ることができる。
【００３４】
そして、練り上がったペーストを建築材料製造用の型枠に流し込む。この型枠を振動台に設置してペーストの脱気を行う。その後、室温湿空養生を２４時間行う。これにより、ペースト中のセメントが水和により硬化してペースト全体を固化させる（ステップ５）。ここで、セメントはペースト中に均一に分布しているので、ペーストが全体として型崩れすることなく固化した状態となる。このため、ペーストの固化後に全体として型枠から外すことができる。
【００３５】
また、この室温湿空養生中には、石膏が水和して硬化するので、室温湿空養生により得られる固化物の強度を更に大きくすることができる。このため、室温湿空養生直後の固化したペーストの型崩れを防止することができる。
【００３６】
ペーストを硬化後に型枠から外して水蒸気オートクレーブ養生を行う（ステップ６）。本実施形態では水蒸気オートクレーブ養生として、１８０〜１９０℃の飽和蒸気下で５〜１７．５時間の養生を行って固化体を生成し６０℃の乾燥炉で３日間の乾燥処理を行っている。但し、水蒸気オートクレーブ養生の条件としてはこれに限られないのは勿論である。
【００３７】
この水蒸気オートクレーブ養生において、カルシウム含有材がへどろのケイ素成分と反応してケイ素−カルシウム化合物を生成する。このカルシウム化合物が建築材料の骨格的成分となる。ここで、乾燥へどろとカルシウム含有材とは均一に混合したものであるので、乾燥へどろとカルシウム含有材との接触面積を増加して反応率及び反応量を大きくすることができる。そして、へどろを含むペーストが全体的に固化して建築材料を製造することができる。
【００３８】
したがって、室温湿空養生の直後のへどろはセメント及び石膏により型崩れしない程度に固化しているが、水蒸気オートクレーブ養生後のへどろはカルシウム含有材及びセメントと反応してカルシウム−ケイ素化合物を生成することにより強固に固化している。このため、最終的に得られた建築材料の強度を大きくすることができる。
【００３９】
本実施形態の建築材料の製造方法によれば、建築材料の固化、すなわちセメント及び石膏の固化とカルシウム含有材及びへどろ成分の化合物の生成とを室温湿空養生及び水蒸気オートクレーブ養生により行っているので、加熱温度を１８０〜１９０℃程度に抑えて製造に必要なエネルギーを削減することができる。このため、建築材料の製造コストを低減することができる。
【００４０】
また、この製造方法によれば型枠にペーストを流し込んで成形することができプレス加工を必要としないので、任意の形状の固化体を製造することができる。これにより、所望の形状の建築材料を得ることができる。
【００４１】
【実施例】
［実施例１］
手賀沼のへどろを浚渫して上述した建築材料の製造方法により建築材料を製造した。浚渫したへどろの主化学成分の組成を表４に示す。
【００４２】
【表４】
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なお、へどろに含有される有機物量を強熱減量法により測定した結果、どの地点で採取されたサンプルでも２０重量％程度であった。
【００４３】
このへどろを天日干しにより含水率８％程度にまで乾燥させた。乾燥して塊状になったへどろを粉砕して粉砕器により微粉化した。この微粉化した乾燥へどろを０．６ｍｍ目の篩に掛けてごみや粗粒分を除去した。
【００４４】
そして、篩を通過したへどろに早強セメントと消石灰と石膏とから成る固体材料を表５の配合比率で添加して十分に混合した。
【００４５】
【表５】
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この配合比率にして製造した建築材料は比重が約０．９〜１の軽量なものとなった。そして、この混合は粉体混合機の撹拌により行った。この撹拌は均一な混合が確認されるまで続けた。
【００４６】
そして、乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとの混合物（固体材料）に予め水と減水剤（レオビルドＳＰ−８Ｓ，（株）ポゾリス物産製）とを混合した液体を添加して練り混ぜてペースト化した。固体材料と水と減水剤との配合比率は表６に示すものとした。
【００４７】
【表６】
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この練り混ぜは遊星運動を行うモルタルミキサー等により行った。減水剤を添加した水を固体材料に投入した直後はビーター（混合翼）を低速（１４０ｒｐｍ）で約１０秒間回転させた。その後、ビーターを高速（２８５ｒｐｍ）で２分間回転させた。そして一旦停止して、さじ棒でボール壁面の固体材料の固着状況を確認した。固着している場合は掻き落とした。最後にビーターを高速（２８５ｒｐｍ）で２分間回転させた。
【００４８】
合計４分間の練り混ぜを行った直後にペーストを型枠に流し込んだ。この型枠はＪＩＳ  Ｒ  ５２０１準拠のモルタル供試体成型用型枠を使用した。この型枠を振動台に設置してペーストの脱気を行った。この振動台は、振動数２８００Ｖｐｍ、振幅０．８ｍｍのものを使用した。そして、型枠の半分にペーストを流し込んで２分間の振動締め固めを行ってから、型枠の残り半分にペーストを流し込んで再度２分間の振動締め固めを行った。
【００４９】
型枠へのペーストの打設後に湿空養生箱中で２０℃の室温湿空養生を行った。型枠への打設後４時間の時点で表面成形作業を行った。そして、室温湿空養生を２４時間行った。これにより、ペーストが凝固した。
【００５０】
この凝固体を型枠から外して水蒸気オートクレーブ装置にて蒸気養生を行った。ここでは１８０及び１９０℃の飽和蒸気下で５〜１７．５時間の養生を行って固化体を生成し６０℃の乾燥炉で３日間の乾燥処理を行った。これにより、建築材料を製造した。
【００５１】
得られた建築材料について製造直後に曲げ強度試験及び圧縮強度試験を行った。ここでの各試験はＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準拠して行った。曲げ強度試験の結果を表７に、圧縮強度試験の結果を表８にそれぞれ示す。
【００５２】
【表７】
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【００５３】
【表８】
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表８に示す規格値は、オートクレーブコンクリート壁材の規格値（ＪＩＳ  Ａ５４１６）である。したがって、この実施例により得られた建築材料はオートクレーブコンクリート壁材の範疇で比較すると規格値の約５〜７倍の圧縮強度となった。すなわち、この建築材料は、比重が約０．９〜１と軽量でありながら高強度の材料であることが判明した。
【００５４】
［実施例２］
実施例１の建築材料の製造の際の水及び減水剤を添加する時点で、リン酸水素二ナトリウムを固体材料１００重量部に対して２重量部だけ添加した。そして、製造された建築材料について「千葉県溶融スラグ利用促進指針（平成８年４月実施）」に示される溶出試験を行って、カドミウム、鉛、六価クロム、砒素、総水銀、セレンの６物質の溶出の有無を検査した。その結果を表９に示す。
【００５５】
【表９】
0003922604.tif 000010
同表に示すように、リン酸水素二ナトリウムを添加した場合は、カドミウム、鉛、六価クロム、砒素、総水銀、セレンの６物質の全てが溶出しなかった。したがって、建築材料としての使用中は勿論、産業廃棄物として埋め立て処分された場合にも安全であることが明らかである。
【００５６】
［比較例］
実施例１の建築材料、すなわちリン酸水素二ナトリウムを添加せずに製造した建築材料について「千葉県溶融スラグ利用促進指針（平成８年４月実施）」に示される溶出試験を行って、カドミウム、鉛、六価クロム、砒素、総水銀、セレンの６物質の溶出の有無を検査した。
【００５７】
その結果を表９に示す。同表から明らかなように、総水銀の溶出量が０．０００４ｐｐｍとなった。これは基準値の０．０００５ｐｐｍを下回るものの、安全性を考慮すると溶出量はより少ないことが望まれる。
【００５８】
【発明の効果】
上述したように請求項１のへどろを原料とした建築材料の製造方法によれば、湖底等から浚渫したへどろを乾燥させて微粉化し、カルシウム含有材とセメントと水と減水剤とを添加して練り混ぜてペースト化し、型枠に流し込んで室温湿空養生してから水蒸気オートクレーブ養生により固体化するようにしているので、微粉化した乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとを水中で練り混ぜる時に減水剤を添加することにより、十分な流動性のあるペーストを得ながらもへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を製造することができる。
【００５９】
具体的には、請求項６のように乾燥へどろとセメントとカルシウム含有材とから成る固体材料の全重量を１００重量部としたときに、添加する水の重量を５０〜６０重量部とすると共に減水剤の重量を０．５〜５重量部とすることにより、へどろの流動性を確保しつつ水の添加量を抑えてへどろの含有比率の大きい高強度の建築材料を得ることができる。
【００６０】
また、水蒸気オートクレーブ養生において、カルシウム含有材がへどろのケイ素成分と反応してケイ素−カルシウム化合物を生成する。このカルシウム化合物が固化して建築材料の骨格的成分となる。さらに、セメントの水和によっても建築材料を固化する。したがって、水蒸気オートクレーブ養生の後のへどろはカルシウム化合物とセメントとにより強固に固化している。このため、最終的に得られた建築材料の強度を大きくすることができる。
【００６１】
さらに、建築材料の固化、すなわちセメントとカルシウム化合物との固化を室温湿空養生及び水蒸気オートクレーブ養生により行っているので、加熱温度を１８０〜１９０℃程度に抑えて製造に必要なエネルギーを削減することができる。このため、建築材料の製造コストを低減することができる。
【００６２】
また、この製造方法によれば型枠にペーストを流し込んで成形することができプレス加工を必要としないので、任意の形状の固化体を製造することができる。これにより、所望の形状の建築材料を容易に得ることができる。
【００６３】
そして、請求項２のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、カルシウム含有材は石膏を含むようにしているので、石膏が室温湿空養生中に水和により硬化して最終的に得られた建築材料の強度を更に大きくすることができる。
【００６４】
また、請求項３のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、セメントは早強ポルトランドセメントであるようにしているので、各養生により得られる固化物の強度を大きくすることができると共に各養生に必要な時間を短縮することができる。
【００６５】
さらに、請求項４のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、微粉化した乾燥へどろとカルシウム含有材とセメントとから成る固体材料のうち乾燥へどろの添加率が５０重量％であるようにしているので、製造された建築材料の強度を高くすることができると共に、乾燥へどろはカルシウム含有材やセメントと比較して比重が小さいので、建築材料の比重を小さくすることができる。しかも、多量のへどろを使用することができるので、へどろの有効利用を促進することができる。
【００６６】
そして、請求項５のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、乾燥へどろと消石灰と石膏とセメントとの配合比率は５０重量％：７〜１５重量％：３〜５重量％：３０〜４０重量％であるようにしているので、製造された建築材料の比重を０．９〜１程度に抑えることができる。これにより、軽量の建築材料を得ることができる。
【００６７】
また、請求項７のへどろを原料とした建築材料の製造方法では、微粉化した乾燥へどろにセメントとカルシウム含有材と水と減水剤とを添加する際にリン酸水素二ナトリウムを添加するようにしているので、へどろに含まれる有害な重金属を建築材料の内部に封じ込めて溶出を防止できる。特に固体材料のへどろの添加率が５０重量％である場合には有害な重金属の添加量が多くなるが、リン酸水素二ナトリウムの添加により重金属の溶出を効果的に防止することができる。したがって、建築材料としての使用中は勿論、産業廃棄物として埋め立て処分された場合にも安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のへどろを原料とした建築材料の製造方法を示すフローチャート図である。
【図１】
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