CN114667273A - 硬化物和其制造方法 - Google Patents

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Japanese Baiou Abataite Co ltd
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Abstract

本发明为一种能实现碎屑等用途的扩大、而且能实现植物生物质的用途的扩大的新型的硬化物。其包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种。

Description

硬化物和其制造方法
技术领域
本发明涉及硬化物和硬化物的制造方法。
背景技术
水泥是建筑领域、土木工程领域中使用的混凝土的主要材料，但在制造水泥时的石灰石的焙烧中会产生大量CO2，其量达到全部产业的5％。因此，减少水泥的用量关系到CO2排出的削减。而且，使用了混凝土的工作物由于老化而被解体、去除后产生碎屑。大量碎屑被破碎后，作为再生路基材料或作为建筑物的基础铺设的再生碎石而再利用。另外，还尝试作为沥青复合材料、再生骨料而再利用。然而，即使再利用，也是作为砾石的替代品，大多应用于建筑物的基础、铺设在道路等中的用途。从资源的循环利用的观点出发，这种用途不是理想的利用，期望作为建造材料的运用。从一部分碎屑中取出骨料并作为再生骨料，再利用于再生混凝土的制造。然而，使用了再生骨料的混凝土在力学性能、耐久性上差，因此，目前其用途受限。另外，由于在再生混凝土的制造中需要新的水泥，因此，无法削减与水泥制造相关的CO2排出。将碎屑作为建造材料再利用时，有利于维护资源、防止全球变暖、实现循环型社会。
进而，由造纸厂、木材厂、蔬菜工厂大量产生植物来源的废弃物。植物来源的废弃物的一部分作为堆肥利用，但目前大多作为产业废弃物而被废弃，为了植物来源的废弃物的再利用，意图扩大植物生物质的用途。
关于包含骨料和植物性纤维的组合物，有如下高强度透水性树脂铺路组合物：其粒状骨料的粘合剂使用热固性树脂、该热固性树脂的添加剂使用作为植物性纤维质的纤维素或其衍生物(专利文献1)。然而，专利文献1中记载的组合物是用途为铺设道路等的透水性树脂铺路材料，其用途为用于铺路，因此，不是拓展新的用途，而仍然是以往的碎屑的再利用的用途。另外，由于其为透水性的，因此，其为多孔，其强度不足以用于建筑材料。进而，专利文献1中，环氧树脂等热固性树脂为粘合剂，纤维素为为了提高热固性树脂的粘度以使骨料与骨料之间的粘接为面粘接的添加剂，而并不是为了产生粘接力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-227849号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的目的在于，提供：能实现碎屑等用途的扩大、而且能实现植物生物质的用途的扩大的硬化物和其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：包含无机物、且包含选自木质素或纤维素中的至少一种的硬化物具有作为建筑材料等的充分的强度，想到了本发明。
即，本发明如下：
[1]一种非透水性硬化物，其包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种；
[2]根据[1]的非透水性硬化物，其中，选自木质素和纤维素中的至少一种为植物来源；
[3]根据[1]或[2]中任一项的非透水性硬化物，其中，无机物包含钙化合物；
[4]根据[1]～[3]中任一项的非透水性硬化物，其中，无机物包含选自水泥混凝土、砂、炉渣和飞灰中的至少一种的颗粒；
[5]一种非透水性硬化物，其包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种；
[6]一种非透水性硬化物的制造方法，其特征在于，所述制造方法是将无机物、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料进行混合并加热；
[7]一种非透水性硬化物的制造方法，其特征在于，所述制造方法是将无机物、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料进行混合并加压；
[8]根据[6]或[7]的非透水性硬化物的制造方法，其中，在无机物、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料中加入水；
[9]根据[6]～[8]中任一项的硬化物的制造方法，其中，边加压边加热；
[10]根据[6]的非透水性硬化物的制造方法，其中，加热温度为140～240℃；
[11]一种建筑材料，其包含[1]～[4]中任一项的非透水性硬化物；
[12]一种建筑材料，其包含[5]的热硬化物。
发明的效果
本发明的硬化物包含选自木质素和纤维素中的至少一种。本发明的硬化物具有高强度，可以用于柱、墙体材料、地板材料、芯材、瓷砖、铺路材料、预制板、墙、屋顶材料等建筑材料(包含建造材料)等。另外，原料的木质素、纤维素例如可以由自造纸厂、木材厂、蔬菜工厂等排出的植物来源的废弃物或残渣得到，无机物可以使用混凝土等废料，均可以有利于再利用。
本发明的硬化物的制造方法可以可靠地制造上述硬化物。
附图说明
图1为本发明的硬化物的内部的SEM照片。
图2为本发明的硬化物的表面附近的SEM照片。
图3为实施例5中得到的热硬化物的外观照片。
图4为示出实施例5中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
图5为实施例6中得到的热硬化物的外观照片。
图6为示出实施例6中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
图7为实施例7中使用的各无机物的外观照片。
图8为实施例7中得到的热硬化物的外观照片。
图9为示出实施例7中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
图10为实施例8中得到的热硬化物的外观照片。
图11为示出实施例8中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
图12为实施例9中得到的热硬化物的外观照片。
图13为示出实施例9中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
图14为实施例10中得到的热硬化物的外观照片。
图15为示出实施例10中得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的硬化物和其制造方法更具体地进行说明。
本发明的硬化物包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种。
根据本发明人等的研究，发现通过将木质素或纤维素与混凝土、砂等无机物混合并加热或加压时，预料不到的是可以得到具有高强度的硬化物。另外，发现将木质素或纤维素或者包含它们的原料与混凝土、砂等无机物混合并边加压边加热而热硬化时，可以得到具有进一步高强度的热硬化物。木质素或纤维素的原料可以使用木碎片、锯末、植物的茎、叶等或植物来源的废弃物或残渣，混凝土、砂等可以使用建筑/土木工程物的废料，预料不到的是通过对原料加压或加压加热而可以得到特有的硬化物等，而这在以往并不总是有效运用的例子。在建筑材料中，硬化物也有望替代砂浆、混凝土，虽然在作为砂浆、混凝土的原料的水泥制造时，在石灰石的焙烧中会产生大量CO2，但是本发明的硬化物可以削减作为原料制造时的CO2排出。
而且，以往，木质素磺酸系材料作为减水剂等有时用于混凝土外加剂，但预料不到的是如本发明那样，通过将木质素和无机物加压或加压加热而得到特有的硬化物等。
硬化作用尚未明确，但作为例子，说明了作为木质素的材料使用植物来源的废弃物或残渣的通过加热加压反应进行硬化时，认为由于自植物来源的废弃物或残渣产生的过热水蒸气使木质素在维持其骨架的状态下、在低温下反应，并且与压密效果协同作用，从而可以制造热硬化物。热硬化反应是通过在木质素等中所含的酚性高分子间诱发反应活性位点而进行。亦即，作为硬化物观察时，认为木质素发生热硬化，可以得到硬度高的热硬化物。
而且，纤维素是各种植物体中所含的多糖类，呈现粘接作用，因此，认为作为粘结剂发挥功能，通过包含于本发明的硬化物，从而可以得到硬度高的硬化物。
本发明的硬化物是加热并硬化而成者、加压并硬化而成者或边加压边加热并热硬化而成者。木材在加压时会在压力下流动，因此，通过加压，可以得到大量间隙得到填埋的、致密且强度高的硬化物。另外，如果边加热边加压，则由于在压力下流动，因此，也可以容易制成复杂形状的硬化物。常温硬化时，硬化需要时间，但热硬化时，可以在短时间内制造硬化物。
此外，在制造本发明的硬化物时进行加压的情况下，在这一点上也可以制造致密且强度高的硬化物。
木质素和纤维素均具有所谓的生物降解性，可以被特定的微生物分解。因此，本发明的硬化物在用于建筑材料的过程中不会发生生物降解，在使用后根据寿命等而废弃时，木质素或纤维素可以被土壤中所含的微生物生物降解。因此，具有环境污染的担心低的效果。另外，由于生物降解后残留的无机质为碎屑、砂等，因此，即使废弃时也不会产生有害物质，并且可以根据需要作为本发明的硬化物等再利用。
本发明的硬化物包含木质素时的该木质素没有特别限定，例如可以举出木碎片来源者，更具体而言，杉碎片来源、柏碎片来源、阔叶树碎片来源、针叶树碎片来源等。除木碎片以外，还可以举出禾本科植物来源者、例如竹碎片来源者。作为原材料，可以使用纯度高的木质素、木质素单体，也可以使用包含木质素的植物体、例如洋麻、由植物工厂排出的植物的叶、茎等废弃物、残渣，此外，可以使用由造纸厂排出的包含木质素的废物、残渣。另外，H型单体、G型单体、S型单体等单体的种类也没有限定，具有包含它们中的1种或2种以上的单体聚合而成的结构。另外，也可以包含这些单体以外的单体作为聚合单元。通常，如果检测到H型单体、G型单体和S型单体中的1种以上聚合而成的聚合单元，则推定含有木质素。
本发明的硬化物包含纤维素时的该纤维素没有特别限定，可以举出植物纤维、例如木碎片来源者，更具体而言，杉碎片来源、柏碎片来源、阔叶树碎片来源、针叶树碎片来源等。除木碎片以外，还可以举出禾本科植物来源者、例如竹碎片来源者。作为原材料，可以使用纯度高的纤维素、纤维素单体，可以使用包含纤维素的植物体、例如洋麻、由植物工厂排出的植物的叶、茎等废弃物、残渣，此外，可以使用由造纸厂排出的包含纤维素的废物、残渣。
在本发明的硬化物的原料使用木碎片等时，硬化作用是由于木质素还是纤维素未必清楚，但根据本发明人等的实验，确认了：木碎片中的木质素具有硬化作用；以及，即使在纤维素单体代替木碎片的情况下，也可以使其与无机物混合并加热硬化而得到硬化物。因此，本发明包含选自木质素和纤维素中的至少一种。但是，根据本发明人等的实验，使用木碎片的情况与使用纤维素单体的情况相比，硬化物的强度更大，因此，从强度的观点出发，优选硬化物至少包含木质素。
原料可以为木碎片等粒状、粉末状，还可以为分散在液体中。原料为固体的粒状、粉末状时的粒径可以在宽范围内使用例如0.01μm～100mm左右的粒径。如果小于0.01μm左右，则制成微粉末的制造成本变高。如果大于100mm左右，则硬化物中的木碎片等原料的分散度变低，不优选。在大型建筑材料用途中，可以使用木碎片等原料的粒径大者。
原料的粒径和平均粒径例如可以使用堀场制作所的LA-960激光衍射/散射式颗粒径分布测定装置、并通过激光衍射/散射法而测定。其中，对于粒径超过0.1mm的较大颗粒，可以通过筛分法测定粒径。另外，包含本发明的木质素或纤维素的材料优选最大粒径为0.1μm～100mm者，更优选1μm～50mm者，进一步优选10μm～10mm者。限定了最大粒径的粉末状的木碎片等材料可以通过将成为材料的粉末进行筛分而得到。例如，通过使用直径1mm的筛进行筛分，从而可以得到最大粒径1mm的粉末状的木碎片。
本发明的硬化物可以认为是用选自木质素和纤维素中的至少一种使无机物的颗粒硬化而成的复合材料。分别地，图1中示出热硬化物的内部的SEM照片，图2中示出热硬化物的表面附近的SEM照片。在示出热硬化物内部的照片中，可以确认到木材来源的细长的物体。在表面附近的照片中，可以确认到木材来源的细长的物体发生部分溶解。推测发生部分溶解的是木质素，并且认为木材来源的木质素和纤维素中的至少一种、尤其是木质素无论是在内部还是表面附近均体现粘接作用。
本发明的硬化物的无机物可以使用：石、碎石、砂之类的自然来源的无机物、构成这些自然来源的无机物的各种矿物、人工陶瓷、混凝土、砂浆、混凝土碎屑、砂浆废料、炉渣、飞灰、水泥等、将它们破碎、粉碎而成者。混凝土碎屑、砂浆废料仅仅作为砂、砾石的代替而使用者，去除一部分炉渣、飞灰等的高品质者，以往要被废弃者，通过将这些材料用于本发明的硬化物的无机物，从而有助于再利用、自然环境保护。无机物的强度越大，可以得到越高强度的硬化物，因此，优选作为适于建筑材料用途的硬化物的原料的无机物具有某种程度的强度。
上述示例的无机物中、包含碳酸钙等钙化合物者在制造硬化物时的粘接强度增加，可以得到强度高的硬化物，故优选。
无机物的粒径可以在宽范围内使用例如0.001μm～100mm左右的粒径。如果小于0.001μm左右，则制成微粉末的制造成本变高。如果大于100mm左右，则硬化物中的无机物的分散度变低，不优选。在大型建筑材料用途中，可以使用无机物的粒径大者。由于细细粉碎碎屑的成本高，因此，可以通过使用未被细细粉碎的大粒碎屑来降低硬化物的生产成本。
无机物的粒径和平均粒径例如可以使用堀场制作所的LA-960激光衍射/散射式颗粒径分布测定装置、并通过激光衍射/散射法而测定。其中，对于粒径超过0.1mm的较大颗粒，可以通过筛分法而测定粒径。另外，本发明的无机物优选最大粒径为0.1μm～100mm者、更优选1μm～50mm者、进一步优选10μm～10mm者。限定了最大粒径的无机物可以通过将成为材料的粉末进行筛分而得到。例如通过使用直径1mm的筛进行筛分，从而可以得到最大粒径1mm的粉末状的无机物。
硬化物中的无机物与选自木质素和纤维素中的至少一种的体积比率(无机物：选自木质素和纤维素中的至少一种)优选95：5左右至15：85左右的范围。选自木质素和纤维素中的至少一种的比率通过为95：5左右以上，从而无机物充分粘接，可以形成高强度的硬化物。选自木质素和纤维素中的至少一种的比率通过为15：85左右以下，从而无机物以充分的比例存在于硬化物中，可以得到高强度的硬化物。
另外，硬化物中的无机物与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的材料的重量比率(无机物：选自木质素和纤维素中的至少一种)优选95：5左右至15：85左右的范围。
本发明的硬化物除上述无机物以及选自木质素和纤维素中的至少一种之外，还可以包含甲壳素、碳酸钙等强化成分。甲壳素可以将甲壳类的壳用于原料，碳酸钙可以将鸡蛋的壳用于原料。甲壳类的壳、鸡蛋的壳均由食品工厂排出并作为废弃物填埋处理。成为这些废弃物的甲壳类的壳、鸡蛋的壳可以作为强化成分加以运用来提高硬化物的强度，另外，也可以用于再利用。另外，硬化物也可以包含其他的强化材料、粘接剂、粘接助剂、着色剂等。另外，有时还包含有可能包含于原材料中的水分或制造硬化物时所添加的水分。
本发明的硬化物具有轻量、高强度、耐热性，对建筑材料等是有用的。另外，比热低，因此，在隔热效率高的方面，也有利于建筑材料等用途。进而，如后所述，由于可以通过加压的工序或边加热边加压之类的工序而制造，因此，适于大量生产，可以通过加压模而制造各种形状的制品，另外，还取决于加压机的大小，但也可以制造大型的制品。进而，硬化物具有生物降解性，即使在用于建筑材料等之后被废弃、填埋处理的情况下，木质素、纤维素也不会常年残留于土壤中。
接着，对本发明的硬化物的制造方法的例子进行说明。
硬化物例如可以通过如下工序而制造：将无机物粒、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的材料混合并加热的工序；加压的工序或边加热边加压的工序。如前所述，无机物可以使用：石、碎石、砂之类的自然来源的无机物、构成这些自然来源的无机物的各种矿物、人工陶瓷、混凝土、砂浆、混凝土碎屑、砂浆废料、炉渣、飞灰、水泥等、将它们破碎、粉碎而成者。如果考虑无机物的再利用，则优选使用混凝土碎屑、砂浆废料、炉渣、飞灰等、将它们破碎、粉碎而成者。
无机物根据作为硬化物的用途的建筑材料的用途、功能、根据需要进行破碎或粉碎，可以调整颗粒的大小。
作为包含木质素的材料，例如可以举出木碎片，更具体而言，杉碎片、柏碎片、阔叶树碎片、针叶树碎片等。除木碎片以外，还可以举出禾本科植物来源者、例如竹碎片。另外，可以使用纯度高的木质素、木质素单体，也可以使用包含木质素的植物体、例如洋麻、由植物工厂排出的植物的叶、茎等废弃物、残渣，此外，可以使用由造纸厂排出的包含木质素的废物、残渣。如果考虑再利用，则优选使用木碎片来源者、由植物工厂、造纸厂排出的废弃物、残渣。此外，也可以使用包含木质素的工业残渣、由蔬菜的生产者和/或木材厂排出的植物来源的废弃物或残渣、例如蔬菜的茎、叶、锯末等。
包含木质素的原料可以预先根据需要进行粉碎。另外，为了避免水分所导致的影响，可以根据需要利用高压釜进行水蒸气加热处理。
作为包含纤维素的材料，可以举出包含植物纤维者、例如木碎片，更具体而言，杉碎片、柏碎片、阔叶树碎片、针叶树碎片等。除木碎片以外，还可以举出禾本科植物者、例如竹碎片。另外，可以使用纯度高的纤维素、纤维素单体，也可以使用包含纤维素的植物体、例如洋麻、由植物工厂排出的植物的叶、茎等废弃物、残渣，此外，也可以使用由造纸厂排出的包含纤维素的废物、残渣。如果考虑再利用，则优选使用木碎片来源者、由植物工厂、造纸厂排出的废弃物、残渣。此外，也可以使用包含纤维素的工业残渣、由蔬菜的生产者和/或木材厂排出的植物来源的废弃物或残渣、例如蔬菜的茎、叶、锯末等。
包含纤维素的原料可以预先根据需要进行粉碎。另外，为了避免水分所导致的影响，可以根据需要利用高压釜进行水蒸气加热处理。
将无机物粒与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料以适当的比例混合。混合的手段没有特别限定，可以使用各种混合器。另外，混合器只要具有将原材料粉碎至规定粒径的功能即可，该情况下，可以在一个装置中进行植物来源的废弃物或残渣的粉碎和微粉化以及混合。
混合时的无机物、与选自木质素和纤维素中的至少一种的体积比率(无机物：选自木质素和纤维素中的至少一种)优选95：5左右至15：85左右的范围。选自木质素和纤维素中的至少一种的比率通过为95：5左右以上，从而无机物充分粘接，可以形成高强度的硬化物。选自木质素和纤维素中的至少一种的比率通过为15：85左右以下，从而无机物以充分的比例存在于硬化物中，可以得到高强度的硬化物。
另外，混合时的无机物、与选自木质素和纤维素中的至少一种的重量比率(无机物：选自木质素和纤维素中的至少一种)优选95：5左右至15：85左右的范围。
在将无机物、与选自木质素和纤维素中的至少一种混合得到混合物时，可以加入水。通过加入水，从而使用木碎片那样的固体物作为选自木质素和纤维素中的至少一种的原料时，可以与无机物充分混合，另外，容易将混合物成形为规定形状，进而，可以在之后进行的工序中的加热加压过程中，促进通过由植物来源的废弃物或残渣产生的过热水蒸气而使木质素在维持其骨架的状态下、在低温下反应。但硬化物未必需要水分。加入的水分在后续工序中的加热过程中蒸发。
混合物通过进行加热、进行加压、加压后进行加热或边加热边加压，从而得到规定形状的硬化物。
加压可以为常温。进行加热时，加热温度优选设为140～240℃左右。在140～240℃的范围内包含有蛋壳中的甲壳素、作为植物来源的废弃物或残渣的纤维成分的纤维素、半纤维素的情况下，其纤维素、半纤维素也发生热分解，体现粘接效果，另外，通过由植物来源的废弃物或残渣产生的过热水蒸气而使木质素发生反应，与压密效果协同作用，从而可以制造硬化物。加热温度更优选160～200℃。
加压时或边加热边加压时施加的压力还取决于硬化物的用途，但可以以5～50MPa左右得到充分的强度。压力越高，得到越高强度的硬化物。压力的上限没有特别限制，也可以根据加压装置的能力而施加例如300～400MPa左右。
加热/加压时间还取决于硬化物的大小，可以设为例如1～60分钟。优选设为5分钟以上。
加压装置没有特别限定。边加热边加压的装置只要为能在规定温度下边加压边加热的装置就没有特别限定，特别优选具有能将硬化物成形为规定形状的模的装置。另外，可以与用于上述混合的装置组合，构成硬化物的制造装置。
进行加热/加压成型后，将得到的硬化物冷却至40～50℃以下。冷却可以使用送风机等，只要为能将硬化物冷却至40～50℃以下的装置就可以为任意装置，可以利用来自水冷夹套的传热而冷却。冷却温度如果高于该温度，则粘接效果降低，有成为硬度降低的原因的担心。冷却时间优选耗费30～60分钟左右。如果急速地冷却，则在所制造的硬化物表面产生裂缝等，有硬度降低的担心。
得到的硬化物可以在表面形成防水涂覆覆膜。
实施例
(实施例1)
将破碎后的水泥混凝土(最大粒径0.3mm)5.64g、与杉碎片(平均粒径0.5mm、含水率10％)10.15g混合。此时的水泥混凝土：杉碎片的体积比例为25：75。将混合物放入平板用的加压模中，在160℃下、以50MPa进行30分钟加热加压，得到高度4.55mm、宽度47.70mm、长度49.80mm的平板状的热硬化物。
在得到的热硬化物上，在距离端部5mm的位置放置支撑棒，对热硬化物的中央施加载荷，进行3点弯曲试验，测定弯曲强度，结果为23.0MPa，具有作为建筑材料的实用上充分的强度。
(实施例2)
使用柏碎片(最大粒径0.178mm、含水率10％)代替实施例1的杉碎片，除此之外，与实施例1同样地，得到高度4.48mm、宽度47.80mm、长度49.90mm的热硬化物。对得到的热硬化物进行与实施例1同样的3点弯曲试验，结果为18.1MPa。
(实施例3)
将破碎后的水泥混凝土(最大粒径0.3mm)11.82g、与纤维素粉末6.77g混合。此时的水泥混凝土：纤维素粉末的体积比例为50：50。将混合物放入平板用的加压模中，在160℃下、以50MPa进行30分钟加热加压，得到高度4.55mm、宽度47.70mm、长度49.80mm的平板状的热硬化物。
对得到的热硬化物进行与实施例1同样的3点弯曲试验，测定弯曲强度，结果为28.05MPa，具有作为建筑材料的实用上充分的强度。
(实施例4)
作为实施例4，将实施例1的水泥混凝土与杉碎片的混合物放入平板用的加压模中，不进行加热而在常温下、以50MPa进行30分钟加压，得到高度6mm、宽度60mm、长度50mm的平板状的硬化物。
对得到的硬化物进行与实施例1同样的3点弯曲试验，测定弯曲强度，结果为2.4MPa。
(比较例1)
作为比较例1，混合木质素磺酸系外加剂11.79g代替实施例1的杉碎片。此时的水泥混凝土：木质素磺酸系外加剂的体积比例为35：65。将混合物放入平板用的加压模中，在160℃下、以50MPa进行30分钟加热加压，但仅具有从加压模卸下时崩解的程度的强度，难以作为建筑材料利用。
(实施例5)
将破碎后的水泥混凝土(用混凝土破碎器破碎混凝土的废料，进一步用振动磨床研磨破碎物，形成最大粒径0.3mm的粉末者)8.00g、与杉碎片(最大粒径0.5mm、含水率10％)8.00g混合。将混合物放入平板用的加压模中，以180℃、50MPa进行1分钟、5分钟、10分钟或30分钟加热加压，结果在加热时间内，均得到了高度约5.00mm、宽度约50.00mm、长度约65.00mm的平板状的热硬化物。
将得到的各热硬化物的外观照片示于图3。在图3的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为进行1分钟、5分钟、10分钟、30分钟加热处理而得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图4。图4的曲线图的横轴为加热处理时间、纵轴为弯曲强度。由该结果可知，即使进行1分钟的加热，也可以得到充分强度的热硬化物。
(实施例6)
将破碎后的水泥混凝土(最大粒径0.3mm)4.00g、与杉碎片(最大粒径0.5mm、含水率10％)12.00g混合。将混合物放入平板用的加压模中，边使压力为10MPa、20MPa、30MPa或50MPa边在220℃下进行5分钟加热加压，结果在任意压力下，均得到了高度约5.00mm、宽度约50.00mm、长度约65.00mm的平板状的热硬化物。
将得到的各热硬化物的外观照片示于图5。在图5的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为在10MPa、20MPa、30MPa或50MPa的压力下进行加热处理而得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图6。图6的曲线图的横轴为加热处理时的压力、纵轴为弯曲强度。由该结果，可知在10MPa的压力下也可以得到充分强度的热硬化物。
(实施例7)
将下述表1中记载的组成的无机物(破碎表中记载的混合物，形成最大粒径0.3mm的颗粒粉末者。将颗粒粉末的外观照片示于图7)8.00g与杉碎片(最大粒径0.5mm、含水率10％)8.00g混合。将混合物放入平板用的加压模中，边使压力为10MPa、20MPa、30MPa或50MPa边在200℃下进行5分钟加热加压，结果在任意压力下，均得到了高度约5.00mm、宽度约50.00mm、长度约65.00mm的平板状的热硬化物。
[表1]
Figure BDA0003638634490000151
OPC：普通波特兰水泥
BFS：高炉炉渣微粉末
BFSS：高炉炉渣细骨料
BFSG：高炉炉渣粗骨料
W：水
AE：AE减水剂
LS：石灰石
NS：碎砂
NG：碎石
将得到的各热硬化物的外观照片示于图8。在图8的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为使用表中的记作OPC-C、B50-C、BSBG100-C、LS-C的无机物进行加热处理而得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图9。图9的曲线图的横轴为使用的各无机物、纵轴为弯曲强度。由该结果，可知使用各种无机物可以得到充分强度的热硬化物。
(实施例8)
将破碎后的水泥混凝土(最大粒径0.3mm)、与杉碎片(最大粒径1.0mm、含水率10％)以重量比例成为2：1(水泥混凝土10.67g与杉碎片5.33g)、1：1(水泥混凝土8.00g与杉碎片8.00g)或1：2(水泥混凝土5.33g与杉碎片10.67g)的方式进行混合。将混合物放入平板用的加压模中，边使压力为50MPa边在200℃下进行5分钟加热加压，结果在任意压力下，均得到了高度约5.00mm、宽度约50.0mm、长度约65.00mm的平板状的热硬化物。
将得到的各热硬化物的外观照片示于图10。在图10的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为水泥混凝土：杉碎片为2：1、1：1、1：2的比例的材料所得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图11。图11的曲线图的横轴为材料的比例(水泥混凝土：杉碎片)、纵轴为弯曲强度。图11中还一并记载了将加热时的温度由200℃变更为180℃或220℃的试验的结果。图11的最下的折线曲线图为示出使加热时的温度为180℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。其上的折线曲线图为示出使加热时的温度为200℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。进一步其上的折线曲线图为示出使加热时的温度为220℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。由这些结果可知，在各种材料比例下可以得到充分强度的热硬化物。
(实施例9)
将杉碎片的最大粒径由1.0mm变更为0.5mm，除此之外，与实施例8同样地制作热硬化物，测定弯曲强度。
将得到的各热硬化物的外观照片示于图12。在图12的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为水泥混凝土：杉碎片为2：1、1：1、1：2的比例的材料所得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图13。图13的曲线图的横轴为材料的比例(水泥混凝土：杉碎片)、纵轴为弯曲强度。图13中还一并记载了将加热时的温度由200℃变更为180℃或220℃的试验的结果。图13的最下的折线曲线图为示出使加热时的温度为180℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。其上的折线曲线图为示出使加热时的温度为200℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。进一步其上的折线曲线图为使加热时的温度为220℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。由这些结果可知，在各种材料比例下可以得到充分强度的热硬化物。
(实施例10)
将杉碎片的最大粒径由1.0mm变更为0.178mm，除此之外，与实施例8同样地制作热硬化物，测定弯曲强度。
将得到的各热硬化物的外观照片示于图14。在图14的照片的热硬化物的表面，用万能笔备注以识别各热硬化物。从照片左起为水泥混凝土：杉碎片为2：1、1：1、1：2的比例的材料所得到的热硬化物。另外，将各热硬化物的弯曲强度示于图15。图15的曲线图的横轴为材料的比例(水泥混凝土：杉碎片)、纵轴为弯曲强度。图15中还一并记载了将加热时的温度由200℃变更为180℃或220℃的试验的结果。图15的最下的折线曲线图为示出使加热时的温度为180℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。其上的折线曲线图为示出使加热时的温度为200℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。进一步其上的折线曲线图为示出使加热时的温度为220℃而得到的热硬化物的弯曲强度的曲线图。由这些结果可知，在各种材料比例下，可以得到充分强度的热硬化物。

Claims (12)

1.一种非透水性硬化物，其包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的非透水性硬化物，其中，所述选自木质素和纤维素中的至少一种为植物来源。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的非透水性硬化物，其中，所述无机物包含钙化合物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的非透水性硬化物，其中，所述无机物包含选自水泥混凝土、砂、炉渣和飞灰中的至少一种的颗粒。
5.一种热硬化物，其包含无机物、且包含选自木质素和纤维素中的至少一种。
6.一种硬化物的制造方法，其特征在于，所述制造方法是将无机物、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料进行混合并加热。
7.一种硬化物的制造方法，其特征在于，所述制造方法是将无机物、与包含选自木质素和纤维素中的至少一种的原料进行混合并加压。
8.根据权利要求6或7所述的硬化物的制造方法，其中，在所述无机物、与包含所述选自木质素和纤维素中的至少一种的原料中加入水。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的硬化物的制造方法，其中，边加压边加热。
10.根据权利要求6所述的硬化物的制造方法，其中，加热温度为140～240℃。
11.一种建筑材料，其包含权利要求1～4中任一项所述的非透水性硬化物。
12.一种建筑材料，其包含权利要求5所述的热硬化物。
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