JP2004256368A

JP2004256368A - 骨材およびセメント系組成物

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Publication number: JP2004256368A
Application number: JP2003051076A
Authority: JP
Inventors: Ikutami Yamashiro; 育民山代; Satoshi Kato; 聡加藤
Original assignee: J FEC KK; Crystal Clay Corp
Current assignee: J FEC KK; Crystal Clay Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】ガラス製骨材を含むモルタルを鏝で補修部に塗った場合、その塗膜表面には凹凸が目立たず、平滑性に富み、外観性に優れたものとなり、更には金鏝で塗る場合の作業性にも優れているモルタルを提供することである。
【解決手段】造粒されたガラス粉末製の骨材と硅砂とを含む骨材。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、鏝を用いて行う場合の左官用モルタルの組成物に関する。特に、ガラス製骨材を含むモルタルを鏝で塗った場合でも綺麗な外観性が得られるモルタルの組成物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、廃ガラスから骨材が製造されている。例えば、ソーダ石灰ガラス（廃ガラス）の粉末、粘土質粉末（ベントナイト）、石灰石粉末、水ガラス、及び水を用い、造粒機により直径０．２〜４ｍｍ程度の大きさの球状に造粒し、この造粒物をロータリードライヤーにより乾燥し、次いでメタカオリンを加えてまぶし、まぶし機によりメタカオリンを造粒物の表面に付着させ、この後、外熱式ロータリーキルンにより焼成し、次いで外水冷ロータリークーラーにより徐冷し、そして振動篩い機により分級し、ガラスを主成分として構成された芯材の表面に耐アルカリ性・耐熱性を有する表面材（メタカオリン）が設けられた骨材が提案されている（特開平１０−４５４４９）。尚、このような構造のガラス製骨材は、例えばＧライト（登録商標）として市販されている。そして、この種の発泡ガラス製骨材は、軽量性を有することから、各所で使用されている。
【０００３】
ところで、このようなガラス製骨材にも新たな用途の開拓が待たれている。
【０００４】
これは、ガラスの廃棄量は増大する一方であり、このような廃ガラスを用いた製品が提供されても、その用途が拡がらなければ、廃ガラスの再生にも限度があり、資源のリサイクルが達成されないからである。
【０００５】
このような観点から、本出願人は、廃ガラスの骨材の用途拡大を試みている。その一つとして、鏝を用いる左官用モルタルの骨材としてガラス製骨材を用いることを提案した。
【０００６】
ところが、このガラス製骨材やセメント等からなるモルタルを鏝で壁や天井面などの補修部に塗ることを試みた処、その表面は凹凸が著しく認められ、平滑性に富む外観性に優れたものは得られなかった。又、金鏝で綺麗に塗るのが困難であった。更には、このモルタルの付着強度も充分では無いことも判った。
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、ガラス製骨材の用途拡大を図ることである。特に、用途拡大を目的としてガラス製骨材を鏝を用いる左官用モルタルの骨材として用いた場合、すなわちガラス製骨材を含むモルタルを鏝で補修部に塗った場合、その塗膜表面には凹凸が目立たず、平滑性に富み、外観性に優れたものとなり、更には金鏝で塗る場合の作業性にも優れており、かつ、付着強度も充分にあるモルタルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者による試行錯誤が繰り返されながら前記の問題点に対する検討が鋭意押し進められて行く中に、ガラス製骨材に硅砂を併用した場合、金鏝で補修部に塗った場合でも、その塗膜表面には凹凸が目立たず、平滑性に富み、外観性に優れたものが得られることを見出すに至った。更には、金鏝で綺麗に塗るのが容易であることにも気付くに至った。かつ、付着強度も充分に有ることも判った。
【０００９】
この現象についての完全な解明は現段階ではなされていないものの、本願発明者は、次のようなことであろうかと推察している。
【００１０】
先ず、上述したようにして製造されたガラス製骨材は粒度分布が非常に狭いのでは無いかと考えた。例えば、１．２ｍｍアンダーのサイズのガラス製骨材を用いた場合、２．５ｍｍアンダーのサイズのガラス製骨材を用いた場合、或いは前記二種類の骨材を混合して用いた場合でも、粒度分布が狭く、モルタルにおける骨材と骨材との間の空隙部が上手く埋まらず、この為に金鏝で塗られたモルタルの表面には凹凸が出来てしまうのでは無いかと考えられた。
【００１１】
そして、硅砂が混ぜられて使用された場合、ガラス製骨材の間を硅砂が埋めるようになって、凹凸が出来難くなるのでは無いかと考えている。
【００１２】
又、上述したようにして造粒機で作粒されたガラス製骨材は、その形状が球形に近いものとなっている。この為、金鏝を用いて左官対象コンクリート壁に左官作業をした場合、金鏝からの力が付着面（左官対象コンクリート壁）に上手く作用せず、仕上がりが綺麗にならないのでは無いかと推察している。かつ、付着強度も充分に出ないのでは無いかと考えている。
【００１３】
これに対して、硅砂はガラス製骨材に比べて遥かに凹凸が有り、硅砂が混ぜられていると、この硅砂（凹凸）の作用によって、金鏝からの力が付着面（左官対象コンクリート壁）に上手く作用し、金鏝での作業がスムーズになり、仕上がりが綺麗になったのでは無いかと考えている。そして、付着強度も充分に出たのでは無いかと考えている。
【００１４】
このような知見に基づいて本発明が達成されたものである。
【００１５】
すなわち、前記の課題は、造粒されたガラス粉末製の骨材と、硅砂及び／又は天然砂とを含むことを特徴とする骨材によって解決される。
【００１６】
特に、造粒されたガラス粉末製の骨材と硅砂とを含むことを特徴とする骨材によって解決される。
【００１７】
そして、本発明が提案した上記造粒されたガラス粉末製骨材と硅砂（天然砂）とを含むモルタルを鏝で塗った場合、その表面は凹凸が目立たず、平滑性に富み、非常に綺麗な外観性のものが得られた。更には、金鏝で塗る場合の作業性にも優れており、かつ、モルタル付着強度も高いもであった。
【００１８】
尚、このことは、外観性に富むものが得られるというだけではなく、廃ガラスから造られるガラス粉末製骨材の用途が拡大することを意味し、ガラス資源のリサイクル化が一層達成されるようになり、その社会的貢献は多大なることを意味する。
【００１９】
造粒されたガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、好ましくは、前者１００重量部に対して後者が４０〜３３５０重量部、特に４０〜６８０重量部の割合である。尚、造粒されたガラス粉末製の骨材のサイズが１．２ｍｍアンダーのものである場合、このガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、より好ましくは、前者１００重量部に対して後者が４０〜４５０重量部の割合である。造粒されたガラス粉末製の骨材のサイズが２．５ｍｍアンダーのものである場合、このガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、より好ましくは、前者１００重量部に対して後者が６０〜６８０重量部の割合である。硅砂（天然砂）は、そのサイズが０．３〜０．６ｍｍのものを１００重量部とした場合、０．６〜１．２ｍｍのものが５〜１０重量部、０．１５〜０．３ｍｍのものが３５〜５５重量部、０．１５ｍｍ以下のものが０〜４重量部の割合からなるものが好ましい。
【００２０】
すなわち、上記のような特徴の造粒ガラス粉末製骨材と硅砂（天然砂）とを併用することによって、本発明の特長が一層奏される。
【００２１】
又、前記の課題は、上記の骨材とセメントとを含むことを特徴とするセメント系組成物によって解決される。
【００２２】
又、上記セメント組成物に膨張材を含むセメント系組成物によって解決される。
【００２３】
又、上記セメント組成物に収縮低減剤を含むセメント系組成物によって解決される。
【００２４】
又、上記セメント組成物に減水剤を含むセメント系組成物によって解決される。
【００２５】
又、上記セメント組成物に消泡剤を含むセメント系組成物によって解決される。
【００２６】
又、上記セメント組成物に再乳化ポリマーを含むセメント系組成物によって解決される。
【００２７】
又、上記セメント組成物に補強繊維を含むセメント系組成物によって解決される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明になる骨材、特に鏝を用いた左官用モルタル（軽量モルタル）に用いられる骨材は、造粒されたガラス粉末製の骨材と、硅砂及び／又は天然砂とを含む。中でも、造粒されたガラス粉末製の骨材と硅砂とを含む。造粒されたガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、好ましくは、前者１００重量部に対して後者が４０〜３３５０重量部、特に４０〜６８０重量部の割合である。尚、造粒されたガラス粉末製の骨材のサイズが１．２ｍｍアンダーのものである場合、このガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、より好ましくは、前者１００重量部に対して後者が４０〜４５０重量部の割合である。造粒されたガラス粉末製の骨材のサイズが２．５ｍｍアンダーのものである場合、このガラス粉末製の骨材と硅砂（天然砂）との割合は、より好ましくは、前者１００重量部に対して後者が６０〜６８０重量部の割合である。又、硅砂（天然砂）は、特に、そのサイズが０．３〜０．６ｍｍのものを１００重量部とした場合、０．６〜１．２ｍｍのものが５〜１０重量部、０．１５〜０．３ｍｍのものが３５〜５５重量部、０．１５ｍｍ以下のものが０〜４重量部の割合からなるものである。尚、１．２ｍｍアンダーのサイズのガラス粉末製骨材がＸ％、かつ、２．５ｍｍアンダーのサイズのガラス粉末製骨材がＹ％の割合で共に用いられる場合には、上記の割合に各々Ｘ％乗算したものと、Ｙ％乗算したものとの和になる。
【００２９】
本発明になるセメント系組成物（鏝を用いた左官用モルタル（軽量モルタル）組成物）は、上記の骨材とセメントとを含む。更に、好ましくは、膨張材、収縮低減剤、減水剤、消泡剤、再乳化ポリマー、及び補強用繊維の群の中から選ばれる一つ以上あるいは全部を更に含む。例えば、セメント１００重量部に対して膨張材を３〜１０重量部含む。又、セメント１００重量部に対して収縮低減剤を０．５〜１．２重量部含む。又、セメント１００重量部に対して減水剤を０．５〜２．５重量部含む。又、セメント１００重量部に対して再乳化ポリマーを３〜８重量部含む。又、耐アルカリガラス繊維、鋼繊維、カーボン繊維或いはアラミド繊維やビニロンといった高分子繊維のような繊維長６〜２５ｍｍ、直径１０〜３００μｍの補強用繊維をモルタル練り上がり容積の０．３〜１％程度含む。
【００３０】
そして、上記セメント以外の組成物が予め混合されており、現場でセメント（普通セメント、早強セメント、超速硬セメントなど。その種類は如何なるセメントでもよい。）及び水を加えて混練し、このようにして得られたモルタルを用いるようにしておくと、微量で、面倒な計量作業が省かれ、現場での作業性と正確性が向上する。
【００３１】
以下、更に詳しく説明する。
【００３２】
本発明で用いるガラス粉末製の骨材は、特に廃ガラスを用いて構成されたものである。中でも、廃ガラス、特にソーダ石灰ガラスを主体とした廃ガラスを用いて構成されたガラス製骨材の表面に、鉱物からなる耐アルカリ性を有する表面材が設けられたものである。或いは、ソーダ石灰ガラスを主体とした廃ガラスを用いて構成された芯材と、この芯材の表面に設けられた鉱物からなる耐アルカリ性を有する表面材とを具備するものである。
【００３３】
このような骨材は、ソーダ石灰ガラスを主体とした廃ガラスの粉末を用いて造粒し、この造粒された造粒物の表面に鉱物からなる耐アルカリ性を有する表面材を設け、焼成することにより得られる。或いは、少なくともソーダ石灰ガラスを主体とした廃ガラスの粉末及び粘土質粉末を含む混合物を用いて造粒し、この造粒された造粒物の表面に鉱物からなる耐アルカリ性を有する表面材を設け、焼成することにより得られる。上記製造に際して、表面材は造粒工程、或いは焼成工程、又は造粒工程及び焼成工程で設けられる。そして、表面材は耐熱性を有するものが特に用いられる。又、表面材は板状構造、層状構造、葉片状、あるいは鱗片状構造を有する。又、表面材は、その大きさが０．０１〜３μｍ（特に０．０１〜２μｍ）のものである。尚、表面材としては、例えばメタカオリンや含水カオリン等のカオリン、モンモリナイト、パイロフィライト、タルク、粘土質雲母、緑泥石、珪藻土、シリカフュームの群の中から選ぶことが出来る。
【００３４】
より具体的に説明すると次のとおりである。
先ず、ガラス瓶や窓ガラスといった廃棄物が回収される。この回収された廃ガラスは、ソーダ石灰ガラスを主体としたものである。そして、回収廃ガラスを粗粉砕したカレットがカレット受入ホッパーからカレットタンクに入れられ、粉砕機に送られ、粉砕機でブレーン値３０００〜３３００ｃｍ^２／ｇまで微粉砕する。そして、バグフィルターを通して、原料タンクに贈られる。
【００３５】
原料タンクには、例えばスレート、頁岩、シルト、あるいは泥岩などのようなガラスとの親和性を高めるブレーン値３０００〜４５００ｃｍ^２／ｇ（特に３５００〜４０００ｃｍ^２／ｇ）の粘土質粉末と、無機質で焼成過程において気体を発生する物質、例えば石灰石などのブレーン値５０００〜６０００ｃｍ^２／ｇの発泡材粉末とが入れられている。
【００３６】
これらの原料タンクより前記ガラス粉末、粘土質粉末及び発泡材粉末（ガラス粉末：粘土質粉末：発泡材粉末＝１００重量部：５〜３５重量部（特に１０〜３０重量部）：０．０１〜５重量部（特に０．１〜３重量部）の割合）がプレミキサーに送られて混合撹拌され、この後造粒機により直径０．０３〜１０ｍｍの大きさの球状に造粒される。この造粒時には、水ガラスや水などが必要に応じて添加される。
【００３７】
造粒物は多量の水分を有していることから、ロータリードライヤーによりガラス軟化点以下の温度で乾燥する。そして、貯留タンクに送られた後、乾燥した造粒物がまぶし機に送られる。又、前記表面材物質もまぶし機に送られる。表面物質の量は、造粒物１００重量部に対して１〜１０重量部程度である。
【００３８】
そして、外熱式ロータリーキルンに送り、８００〜９００℃の温度で焼成する。この後、外水冷ロータリークーラーに送られ、焼成により発泡した発泡粒は亀裂を生じないように徐冷される。この後、振動篩い機により分級する。
【００３９】
このようにして、例えば１．２ｍｍアンダーのサイズのガラス粉末製骨材Ｇ１を得た。又、２．５ｍｍアンダーのサイズのガラス粉末製骨材Ｇ２を得た。
【００４０】
そして、上記ガラス粉末製骨材（Ｇ１，Ｇ２）と普通ホルトランドセメントと水と再乳化ポリマーと珪砂（サイズ０．３〜０．６ｍｍのものが１００重量部とした場合、０．６〜１．２ｍｍのものが８重量部、０．１５〜０．３ｍｍのものが４５重量部、０．１５ｍｍ以下のものが２重量部の割合）とが下記配合割合になるものを用意した。
【００４１】

上記のようにして得られた配合１（本発明）、配合２（本発明）、配合３（本発明）、配合４（本発明外）、配合５（本発明外）のモルタルを、金鏝により塗設した処、本発明になる配合１，２，３のモルタルが用いられた場合には、金鏝による塗設作業がスムーズに行なわれたのに対して、本発明外の配合４，５のモルタルが用いられた場合には、金鏝による塗設作業がスムーズに行なわれ難く、非常に塗り難いものであった。
【００４２】
又、本発明になる配合１，２，３のモルタルが用いられた場合には、その表面に凹凸が目立つこと無く、外観性にも優れていたのに対して、本発明外の配合４，５のモルタルが用いられた場合には、外観性も劣ったものであった。
【００４３】
更に、本発明になる配合１，２，３のモルタルの材令２８日における圧縮強度を調べた処、配合１のものは３９Ｎ／ｍｍ^２であり、配合２のものは３６Ｎ／ｍｍ^２であり、配合３のものは３３Ｎ／ｍｍ^２であり、強度的にも優れたものであった。
【００４４】
【発明の効果】
ガラス製骨材を含むものの硅砂（天然砂）を含まないモルタルを鏝で補修部に塗った場合、鏝での塗設作業は困難であり、しかも塗設後における表面には凹凸が目立ち、かつ、平滑性にも劣っていて外観性が悪いのに対して、ガラス製骨材の他に硅砂（天然砂）をも含むモルタルを鏝で補修部に塗る場合には、硅砂（天然砂）を併用したことから、鏝での塗設作業が容易になり、しかも塗設後における表面には凹凸が目立たず、かつ、平滑性にも優れていて外観性が良い特長を奏する。
そして、ガラス製骨材の用途が拡大されることから、廃ガラスの再資源化に役立ち、社会的貢献が多大なものである。

Claims

造粒されたガラス粉末製の骨材と、硅砂及び／又は天然砂とを含むことを特徴とする骨材。
ガラス粉末製の骨材１００重量部に対して、硅砂及び／又は天然砂が４０〜３３５０重量部の割合であることを特徴とする請求項１の骨材。
硅砂及び／又は天然砂は、そのサイズが０．３〜０．６ｍｍのものを１００重量部とした場合、０．６〜１．２ｍｍのものが５〜１０重量部、０．１５〜０．３ｍｍのものが３５〜５５重量部、０．１５ｍｍ以下のものが０〜４重量部の割合であることを特徴とする請求項１又は請求項２の骨材。
ガラス粉末製の骨材は、サイズが１．２ｍｍアンダー及び／又は２．５ｍｍアンダーのものであることを特徴とする請求項１又は請求項２の骨材。
左官用モルタルに用いられるものであることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの骨材。
請求項１〜請求項５いずれかの骨材と、セメントとを含むことを特徴とするセメント系組成物。
左官用モルタルに用いられるものであることを特徴とする請求項６のセメント系組成物。
膨張材、収縮低減剤、減水剤、消泡剤、再乳化ポリマー、及び補強用繊維の群の中から選ばれる一つ以上あるいは全部を更に含むことを特徴とする請求項６又は請求項７のセメント系組成物。