JP2004315276A

JP2004315276A - 押出成形用組成物および押出成形硬化体ならびにその製造方法

Info

Publication number: JP2004315276A
Application number: JP2003110541A
Authority: JP
Inventors: Yoshimori Kawaguchi; 口義守川; Shinya Kato; 藤慎也加; Koichiro Ogata; 方孝一郎緒
Original assignee: Tostem Corp
Current assignee: Tostem Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】複合軽量化したセメント製品の持つ炭酸化にまつわる耐久性とパルプスラッジの社会的問題を同時にかつ根本的に解決する手段として、パルプスラッジ焼却灰を主体的にバインダーとして用いた押出成形用組成物並びに押出成形硬化体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に適量のアルカリ金属化合物を添加した混練物を押出成形により所定の形状に成形したものを硬化させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築材料等の耐久性の必要な材料に用いられる押出成形体に係り、特に、セメントの代替としてパルプスラッジ焼却灰を主体的に利用する押出成形用組成物および押出成形硬化体並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窯業系材料からなる混練物を押出口金から押し出す押出成形法により加工する建築材料は、早くから実用化されている。この種の押出成形体は、不燃性や強靭性に優れているため広く普及している。
【０００３】
この種の押出成形体の材料には、セメント主材料に繊維補強材としてアスベストを混合したものが利用されていたが、近年では、人体に有害なアスベスト代替材料として、セメント２０〜７０重量％、珪砂２０〜７０重量％、繊維質１〜１０％のセメント配合物を材料に用いた押出セメント成形体がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、軽量かつ高強度の押出セメント成形体として、セメント、珪酸質材料を主成分に、非吸水性の軽量無機質発泡体、単繊維を分離可能に集合させた繊維束からなる補強繊維などの機能性原材料を添加したセメント配合物を材料とするものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、近年では、天然資源の有効活用という観点より製紙業界では古紙のリサイクル化が進んでいるが、その反面、環境への負荷の大きい産業廃棄物であるパルプスラッジの大量発生という問題が顕在化している。
【０００６】
従来から、パルプスラッジの活用方法について多くの提案がなされてきている。中でも注目されているものには、建築材料としての活用があり、例えば、特許文献３に提案されているパルプスラッジセメントがある。
【０００７】
パルプスラッジをセメントに混ぜる場合、パルプスラッジの混合割合が１０％を越えると強度の極端な低下が起こることが知られている。このため、従来のセメント板パルプスラッジの利用は、低い含有率に限られていた（特許文献３、［０００２］段落参照）。
【０００８】
特許文献３で提案されているセメント板は、強度の低下を招かずにパルプスラッジのセメントに対する混合割合を高めるため、パルプスラッジ中のセメントの水和阻害物質をニガリ成分により固定化することで、直接セメント中に混入し、硬化体を得る方法である。
【０００９】
また、パルプスラッジは、製紙工場では減容を目的に焼却処理されることが多く、その灰がパルプスラッジ焼却灰である。このパルプスラッジ焼却灰についても、建築材料分野への有効利用が研究されており、その例として、セメントにパルプスラッジ焼却灰を混合してセメント板を製造するものがある（特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−０３１７１２号公報，
【００１１】段落
【特許文献２】
特開２００２−２１０７２０号公報，第２頁
【特許文献３】
特開平１０−０２５１５１号公報特許請求の範囲請求項１〜３，［０００２］段落，［０００４］段落、［０００５］段落
【特許文献４】
特開昭５６−１３４５４７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、建築材料としての窯業系ボード材にあっては、内外装を問わずセメント系の材料が広く普及している。この種のボード材は、繊維セメント板をはじめとして、施工性の改善や構造への負荷低減を目的に複合軽量化されたものが多い。この場合、従来のモルタルやコンクリートにおいて大きな問題にならなかった軽量化（見かけ比重が１．０前後）故の新たな課題が顕在化している。そのうちの一つに炭酸化の問題が挙げられる。
【００１３】
炭酸化とは、セメント基材中の細孔溶液に存在しているセメントの水和物の一つである水酸化カルシウムが、大気中から細孔溶液を媒体として進入してきた炭酸ガスと反応して不溶性の炭酸カルシウムを生成すると共に、その反応熱や温湿度環境によりほぼ決定される含水率の平衡状態（以下、平衡含水率と略す）によって水分移動して乾燥が進み、硬化体の変形を伴う。炭酸化反応の過度の進行は、一部の水和生成物からのカルシウムの溶解に至る。従って、この炭酸化による問題とは、反応が過度に進行した場合に微視構造を破壊せしめる結果、変形による割れや反りといった硬化体の破壊を誘発することにあり、建材として用いられる製品にとっては重大な機能上の障害を招来することにある。とりわけ、セメントを主体とする複合化した軽量建材では、この炭酸化現象が耐久性の劣化要因として無視できない影響を及ぼすことがわかってきている。
【００１４】
従来のセメント系軽量建材では、炭酸化劣化をはじめとする基材の耐久性の低下に対して、塗装等の皮膜を施すことによって意匠性と共に防水性を付与したり、あるいは化学添加剤による撥水や防水機能の付与といった策がとられている。しかしながら、実態的に塗装はその耐候性から数年で塗り替える必要があったり、化学添加剤による効果も経年により低下するなど、根本的な解決には至っていない。
【００１５】
他方、パルプスラッジについては、産業廃棄物として埋め立て廃棄されていた状況を打破するために、上述したようにセメントに増量材や充填材として混合することによる活用が提案されてきた。
【００１６】
パルプスラッジ焼却灰を自硬性材料として利用することも模索されてきたが、パルプスラッジ焼却灰は、そのまま水と混練しても自硬性を示さず硬化することはなく、従って、従来はセメント系二次製品等の増量材や充填材として利用に限定されている。
【００１７】
いずれにしても、パルプスラッジや、パルプスラッジ焼却灰を建築材料に利用する従来の技術では、セメント混和材としての大量に用いた場合に硬化体強度の低下を招くことや、さらに、セメントを用いる以上、上記のセメント系軽量建材の耐炭酸化性等の耐久性は抜本的に改善されていないのが現状である。
【００１８】
従って、本発明の目的は、前述した従来技術が有する問題点を解消して、特に複合軽量化したセメント製品の持つ炭酸化にまつわる耐久性とパルプスラッジの社会的問題を同時にかつ根本的に解決する手段として、パルプスラッジ焼却灰を主体的にバインダーとして用いた押出成形用組成物並びに押出成形硬化体およびその製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明に係る押出成形用組成物は、パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に対して、適量のアルカリ金属化合物を添加してなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明に係る押出成形硬化体は、パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に適量のアルカリ金属化合物を添加した混練物を押出成形により所定の形状に成形したものを硬化させてなることを特徴とするものである。
【００２１】
パルプスラッジは、主に製紙の内添材やコート材が主体であり、若干の有機質短繊維を含む。内添材やコート材は、タルク、カオリンなどの粘土質鉱物や炭酸カルシウムといったものが主体である。これを８００〜９００℃程度の温度にて加熱処理することで、本発明で原材料として用いるパルプスラッジ焼却灰とする。
【００２２】
この焼却時に、化学的な変化として有機質繊維の分解揮発、炭酸カルシウムの脱水分解、粘土質分の変質（カオリンのメタカオリン化など）、また、これらの変質後の物質による相互の反応による化合物（ゲーレナイト、オルケマナイト等）の生成、あるいは一部のガラス化が起こる。同時に、物理的な変化として、粘土質鉱物の二次粒子が加熱され半溶融による融着造粒と上記の揮発分の揮発による発泡によって融着造粒し粒子径が数十〜数百ミクロンのポーラスな粒子となる。
【００２３】
本発明者は、このようなパルプスラッジ焼却灰それ自体は、セメントと異なり水と混練して自硬性を示すものではないが、適量のアルカリ金属化合物を添加することで、硬化性を獲得するという知見を得ている。
【００２４】
アルカリ金属化合物においては、アルカリ金属としてＮａ、Ｋ、Ｌｉが好ましく、その化合物として水酸化物（Ｒ−ＯＨ；Ｒは、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉのアルカリ金属元素の総称）あるいは炭酸化合物（Ｒ_２−ＣＯ_３）が好ましい。これらのアルカリ金属化合物は、パルプスラッジ焼却灰１００重量部に対して、いずれもＲ_２Ｏに換算した重量割合が、０．５〜３０重量％であることが好ましく、１．０〜２０重量％がより好ましい。０．５重量％以下では強度発現性が悪いために好ましくなく、３０重量％より多い場合は、硬化体表面のエフロレッセンスが顕著になるために好ましくない。
【００２５】
アルカリ金属化合物は、パルプスラッジ焼却灰および水と共存することで反応物として水和生成物の一部に取り込まれつつ、パルプスラッジ焼却灰の水和反応促進に寄与する部分があるものと考えられる。
【００２６】
また、パルプスラッジ焼却灰中のＣａは、セメントを組成する珪酸カルシウム（珪酸二カルシウム、珪酸三カルシウム）あるいはカルシウムアルミネートのように水和し易い形態では存在せずに、比較的安定した化合物として存在しているため、セメント系の硬化体に較べてＣａ起源の炭酸化による水に不溶な塩（炭酸カルシウム）の形成を抑制するため、不具合の程度を小さくすることができる。
【００２７】
焼却直後のパルプスラッジ焼却灰は、比較的粗い粒子も多く、見かけ密度の小さい粒子であり、結晶質部分も多いため表面の反応性は比較的不活性化していると考えられる。このような状況を踏まえて、鋭意研究を重ねた結果、粉砕により一定の粒子サイズ以下とすることで、硬化体の強度を飛躍的に向上せしめた。粉砕は、水と非接触の乾式粉砕が好ましく、経済性からボールミルや媒体攪拌ミルなどが好ましい。
【００２８】
パルプスラッジ焼却灰は、全固形原料１００重量部中、７０〜９５重量％が好ましく、８０〜９２重量％がより好ましい。７０重量％を下回ると、バインダー不足となり十分な製品強度を示さず、９５重量％より多いと他の材料とのバランスが悪くなり製品品質において不具合を生じることがあるために好ましくない。
【００２９】
パルプスラッジ焼却灰は、粉砕処理により平均粒子径（５０％重量累積粒子径；以下、Ｄ_５０と称す）において、３〜２５μｍになるよう調整されたものが好ましく、５〜１５μｍがより好ましい。ただし、Ｄ_５０が３μｍより小さく粉砕するためには、莫大な粉砕エネルギーが必要となり、経済的に好ましくなく、また、Ｄ_５０が２５μｍより大きい場合は、製品の品質を保てなくなるため、好ましくない。
【００３０】
また、この粒子径を調整されたパルプスラッジ焼却灰は、パルプスラッジ焼却灰１００重量部中３０〜１００重量％であることが好ましく、５０〜１００重量％がより好ましい。３０重量％より少ない割合では、強度や耐水性等の品質が低下するために好ましくない。
【００３１】
パルプスラッジ焼却灰とともに原材料として用いる増粘材は、水と混練した材料の粘性を高めることを目的とし、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロビルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が用いられる。これらは保水能が高く、無機鉱物系混練物に対して可塑性を付与しダイラタンシーを改善する働きがあり押出成形性を可能にする。増粘剤の配合量は、全固形原料１００重量部中０．５〜１．５重量％が好ましく、０．８〜１．２重量％がより好ましい。０．５重量％より少ない場合、混練物の可塑性が不足して押出成形ができなくなり、１．５重量％を超えると押出成形性の改善効果が小さく不経済であり、増添するメリットがない。
【００３２】
繊維材は、補強を目的として配合するものであり、具体的には、ポリプロピレン、レーヨン、アクリル、アラミドなどの合成繊維やこれらの混繊維が好適である。オートクレーブ養生を実施する場合は、耐熱性を考慮してポリプロピレンがより好ましい。また、パルプも使用可能であり、バージンパルプ、古紙パルプ、段ボール、新聞紙などが好適である。パルプのフリーネスは、２００〜７００ｍｌであることが好ましい。さらには、炭素繊維などの耐アルカリ性を示す無機系の補強繊維も使用可能である。繊維材の配合量は、総量で４．５〜１５重量％が好ましく、６．５〜１１重量％がより好ましい。４．５重量％より少ない場合は、補強効果が小さく施工時の釘打によるクラックの進展や切断加工時のチッピングの発生などといった不具合を生じるため好ましくない。また、１５重量％より多い場合は、硬化体内部の欠陥としての作用が大きくなり、強度の低下や耐水性の低下となるため好ましくない。
【００３３】
増量材は、パルプスラッジ焼却灰と置換することで必要な品質が保てる範囲において配合することが可能である。具体的には、各種骨材やフィラー、窯業系ボード材の廃材粉末などが挙げられる。ただし、成形品の品質保持のための粒度調整や不要残分の除去といった前処理などは必要になる。増量材の配合量は、０〜２５重量％が好ましく、０〜１５重量％がより好ましい。２５重量％を超える場合は、強度低下や耐水性の低下が顕著になるために好ましくない。
【００３４】
上記の押出成形用組成物を押出成形用の混練物とするには、予め混合物とし混練水を加えて混練物とする場合、あるいは混練水に個々の原材料を加えていく場合のいずれでもよい。より好ましくは、繊維材の分散性を高めるために繊維材と他の固形原料を予め乾式にて十分混合した後、水や適量のアルカリ金属化合物を溶解せしめた水溶液を混練水として加える方がよい。ただし、Ｋ、Ｎａの水酸化物を多く添加する場合は、水への溶解熱により溶液の温度が高くなるため、増粘剤の増粘作用に影響する場合がある。よって、温度対策は必要に応じて適正な処置方法を設ける必要がある。
【００３５】
また、上記の押出成形用組成物を押出成形により成形した成形体の水熱養生は、強度発現性、寸法安定性、耐炭酸化性を早期にかつ飛躍的に向上させることが可能である。水熱養生としては、蒸気養生（常温常圧養生、４０〜８０℃で６〜１０時間程度）、あるいは、オートクレーブ養生（高温高圧養生、１４０〜１８０℃（３．６〜９．９気圧）で５〜１５時間程度）があり、蒸気養生後のオートクレーブ養生という組み合わせが好適である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による押出成形硬化体の製造方法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、押出成形硬化体を製造する工程の流れ図である。参照符号１０は、増粘材、繊維材、増量材をミキサーで乾式混合するための第１の原材料混合工程である。所定時間混合した後、続く第２原材料混合工程１１ではあらかじめ粉砕して粒度調整を行ったパルプスラッジ焼却灰を、ミキサーに投入し、増粘材、繊維材、増量材とパルプスラッジ焼却灰を均一になるまで数分間混合する。そして所定量のアルカリ金属化合物を溶解させた混練水をミキサーに投入し、半乾式状態になるまで水と混ぜ合わせる。混練水量は、固形原料１００重量部に対して外割にて添加配合し、アルカリ金属化合物は、全固形原料１００重量部に対して外割にて添加配合する。
混練工程１２では、配合混合物を混練機に送り、均質になるまで十分に混練し、押出成形用混練物とする。
【００３７】
押出成形工程１３では、押出成形用混練物をスクリュー式真空押出成形機に送り、真空条件下で押出機のバレル先端に取り付けてある口金から押し出し成形体を成形する。成形体は、前置き養生工程１４を経て、蒸気炉に送り、６０±３℃で６時間蒸気養生を行う（蒸気養生工程１５）。さらに、成形体をオートクレーブ炉に送り、１６５±３℃で８時間のオートクレーブ養生を経て硬化体とする（オートクレーブ養生工程１６）。養生を経た硬化体は、乾燥炉に送り、硬化体に含まれる水分量の調整（含水率５〜２０％）をする（乾燥工程１７）。
その後、硬化体は切断機で所定の寸法にトリミングされ（加工工程１８）、必要に応じて表面には塗料が塗布され（塗装工程１９）、塗装乾燥工程２０を経て不良品の有無等について検査が行われる（検査工程２１）。
【００３８】
【発明の実施例】
図２には、本実施例で用いたパルプスラッジ焼却灰の化学組成を示す。
【００３９】
図３には、パルプスラッジ焼却灰以外の使用材料を示す。
【００４０】
図４は、実施例１乃至７の組成と製品物性についての試験結果を示す。また、性能の比較のために、比較例１乃至６を参考として挙げている。
【００４１】
１．実施例の成形条件
・パルプスラッジ焼却灰；試験用の媒体攪拌ミルにより粉砕し粒度調整を行い、平均粒子径Ｄ_５０で、２８μｍ、２２μｍ、９．５μｍの試料を得た。
・混合；アリッヒミキサーにより２分間ドライ混合の後、パルプスラッジ焼却灰を配合してさらに２分間ドライ混合。
・混練；配合物にアルカリ金属化合物が溶解した混練水を添加した後、ニーダールーダーにて１０分間混練。
・押出；スクリュー式真空押出成形機にて真空度０．０９４〜０．０９８ＭＰａの条件下で、ｔ１５ｍｍ×ｗ１００ｍｍの口金から押し出す。
・試験片の寸法
【００４２】
２．試験方法
・混練物硬度（ＣＨＴ値）；日本ガイシ（株）製クレーハードネステスタにより測定。
・比重測定；ＪＩＳＡ５４３０「かさ比重試験（１）」に準拠。
・曲げ試験；スパン１００ｍｍの３点曲げ試験により、次の式により曲げ強度を算出した。
Ｒｆ＝３ＰＬ／２ｂｔ^２
Ｒｆ；曲げ強度〔Ｎ／ｍｍ^２〕
Ｐ；曲げ破壊荷重〔Ｎ〕、Ｌ；試験スパン〔ｍｍ〕
ｂ；試験体の幅〔ｍｍ〕、ｔ；試験体の厚さ〔ｍｍ〕
・比強度；曲げ強度を比重にて除した値とした。
・炭酸化方法；２０℃、６５％ＲＨ、ＣＯ_２濃度＝５％の促進炭酸化槽にて２４０時間養生した。
・炭酸化長さ変化率；炭酸化前の長さに対する炭酸化後の長さ変化量の割合を、ＪＩＳＡ５４３０に準拠した測定方法により測定した。
・炭酸化後の曲げ強度保持率；炭酸化前の常態曲げ強度を１００とした場合の、炭酸化後の曲げ強度の割合を１００分率により表した。
・乾湿繰り返しによる表面状態（エフロレッセンス）；
加湿条件；２０〜２５℃の水道水に約１４時間浸漬
乾燥条件；乾燥機中保管（６０℃、９時間）、取り出して１時間大気放冷
判定；加湿および乾燥の組み合わせを１サイクルとして、４サイクル繰り返し目視観察により判定
◎ ；エフロレッセンスは全く無い
○ ；エフロレッセンスはほとんど無い
△ ；エフロレッセンスは全体に薄くか、部分的に濃く見られる
× ；エフロレッセンスは全体に濃く見られる
・加工性；定速のチップソーにて切断した際のチッピングの発生状況を目視観察
○ ；チッピング無し
× ；チッピング有り
【００４３】
３．実施例の説明
実施例１乃至７は、いずれもパルプスラッジ焼却灰として、図２の図表に示す組成の焼却灰を用いている。ただし、粉砕して調整した粒度については、実施例２に平均粒子径Ｄ_５０を２２．０μｍに調整したものを用い、実施例２以外は、９．５μｍのものを用いた。
【００４４】
実施例１乃至７は、繊維材、増粘材の混合割合は共通である。増量材については、実施例１乃至３は増量材を用いない実施例とし、実施例４乃至７は、増粘材を添加した。
【００４５】
４．比較例の説明
比較例１乃至５は、実施例と共通する組成をもちながら添加するアルカリ金属化合物の量を変えたもので、比較例６は、従来のセメント系押出建材の代表的な例である。
【００４６】
５．実施例の効果
以下、実施例と比較例とを比較しながら実施例の効果について説明する。
５．１配合について
（ａ）パルプスラッジ焼却灰の配合割合
比較例１は、パルプスラッジ焼却灰の配合割合が実施例に較べて低い例で、比較例２は逆にパルプスラッジ焼却灰の配合割合を多くした例である。その他の比較例は、実施例とほぼ同量の配合割合である。配合割り合いを高めると、比重、強度ともに上がる傾向があるが、実施例１のように足りないと、強度的に不十分で、多すぎると加工性に難があることがわかる。
【００４７】
（ｂ）アルカリ金属化合物の添加量
比較例４は、アルカリ金属化合物の添加量が実施例に比較して少量に留めた例であり、比較例５は逆に添加量を高めた例である。添加量が足りないと強度的に不十分であるが、多すぎると表面にエフロレッセンスが生じる原因となる。
【００４８】
（ｃ）パルプスラッジ焼却灰の粒子径
比較例３は、パルプスラッジ焼却灰の平均粒子径が２８．５μｍと実施例１、２に較べて大きい他、組成自体は同じものである。組成は同一であっても、比較例３は、強度的に著しく実施例１、２に劣ることがあきらかにみて取れる。したがって、パルプスラッジ焼却灰は、できるだけ微細に粉砕して粒度調整をしたほうがよいことがわかる。
【００４９】
５．２物性試験結果について
（ａ）比重
実施例１乃至実施例７の押出硬化体の比重は、平均すると１．０５４であり、セメント系押出建材である比較例６の比重が１．２２であるのと較べると、パルプスラッジ焼却灰を主体材料とすることで、セメント系材料に較べてかなり軽量化された硬化体になることがわかる。
【００５０】
（ｂ）強度
実施例１乃至実施例７の曲げ強度の平均値は、７．４Ｎｍｍ^２である。ＪＩＳＡ５４２２「窯業系サイディング」の「３．２性能」によれば、実施例と同じ厚さ１５ｍｍの標準的な窯業系サイディング材料について、破壊荷重最低値７５８「Ｎ」が挙げられており、これに相当する曲げ強度算出値５．２Ｎｍｍ^２と比較すると良好な成績であるといえる。
【００５１】
実施例１乃至７と比較例６を単純に比較すると、実施例１乃至７は比較例６を下回っているが、比重について上述したように、実施例１乃至７は軽量化が進んでいることを考慮すれば、比較例６に対して見劣りしないと評価できる。さらに個別的に実施例をみると、実施例３のように比強度７．６と、比較例６の９．４に近づく良好な強度が得られた。
【００５２】
他方、実施例と同じくパルプスラッジ焼却灰を主体材料にした比較例１、３、４は、パルプスラッジ焼却灰に添加するアルカリ金属化合物が少なすぎる結果、強度的に大きく低下することがわかる。
【００５３】
（ｃ）耐炭酸化性能
（ｉ）炭酸化長さ変化率
実施例１乃至実施例７の炭酸化長さ変化率の平均値は、マイナス０．０１７％であり、セメント系材料の比較例６がマイナス０．２７０％であることに較べると、一桁オーダーが異なる程度に格段の改善効果が得られることがわかる。
【００５４】
なお、ＪＩＳＡ５４３０「繊維強化セメント板」「３．２」によれば、吸水による長さ変化率の標準値として０．２％があげられておおり、これを考慮すると、本実施例のいずれも非常に高い耐炭酸化性を示すことがわかる。
【００５５】
（ｉｉ）炭酸化強度保持率
実施例１乃至実施例７の炭酸化強度保持率の平均値は、９８．３％であり、セメント系材料の比較例６が８８．８％であることに較べると良好な成績が得られた。特に、実施例２では、強度の低下がまったく見られなかった。
【００５６】
（ｄ）乾湿繰り返しによる表面状態
実施例１乃至実施例７は、いずれも乾湿繰り返しによる表面状態は良好であり、部分的にエフロレッセンスが発生するセメント系材料の比較例６と異なり、いずれもエフロレッセンスは観察されなかった。他方、比較例５のように、アルカリ金属化合物の添加量が多すぎると、エフロレッセンスが濃く見られるようになる。
【００５７】
（ｅ）加工性
実施例１乃至実施例７は、いずれもチッピングの発生は見られず加工性は良好であった。比較例２のように、パルプスラッジ焼却灰の含有量が多すぎると、強度的には大きくなるものの、加工性は低下する。
【００５８】
（ｆ）総合評価
図４に示す図表の最下欄に実施例１乃至実施例７と比較例１乃至比較例６の製品物性についての総合評価を示す。曲げ強度または耐炭酸化性（炭酸化長さ変化、炭酸化強度保持率）の一方でも性能が劣る場合、否定的な評価として×印とした。○印は、軽量材料として曲げ強度および耐炭酸化性の両方について満足する性能を示すものである。実施例１、実施例２及び実施例４は、曲げ強度と耐炭酸化性に加えてさらに表面性、加工性の品質においても優れ、従来のセメント主体の押出成形体に較べてトータルで優れた性能を示すものとして◎印をもって高く評価することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、軽量製品でありながらも耐炭酸化性を従来のセメント主体の建築材料に比べて著しく高め、炭酸化にまつわる耐久性を向上させるという課題を抜本的に改善することができる。しかも、原材料には、産業廃棄物としてこれまで大量に破棄されてきたパルプスラッジ焼却灰を主体的にバインダーとして利用することができるので、環境保護の社会的要請を解決するとともに、きわめて低コストで建築材料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による押出成形硬化体の製造工程を示す流れ図。
【図２】本発明で用いるパルプスラッジ焼却灰の化学組成を示す図表。
【図３】本発明の実施例でもちいた原材料を示す図表。
【図４】本発明の実施例の材量の配合および製品物性試験の結果を示す図表。

Claims

パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に対して、適量のアルカリ金属化合物を添加してなること特徴とする押出成形用組成物。
パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に適量のアルカリ金属化合物を添加した混練物を押出成形により所定の形状に成形したものを硬化させてなることを特徴とする押出成形硬化体。
上記パルプスラッジ焼却灰の１００重量部中３０〜１００重量％が、５０％重量累積粒子径で３〜２５μｍに粒度調整されたパルプスラッジ焼却灰からなることを特徴とする請求項２に記載の押出成形硬化体。
上記アルカリ金属化合物がカリウム、ナトリウムまたはリチウムの化合物であり、少なくともその１種類以上を用いて、酸化物Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２０に換算した場合のそれら酸化物の総量がパルプスラッジ焼却灰１００重量部に対し、外割りで０．５〜２５重量％になるように添加することを特徴とする請求項２または３に記載の押出成形硬化体。
パルプスラッジ焼却灰が７０〜９５重量％、増粘材が０．５〜１．５重量％、繊維材が４．５〜１５重量％、増量材、その他の材料が０〜２５重量％からなる原材料に対して、適量のアルカリ金属化合物と水を配合して混合および混練により押出成形用組成物とする工程と、
上記押出成形用組成物を押出成形により任意の断面形状を有する成形体を成形する工程と、
上記成形体を蒸気養生とその後のオートクレーブ養生により養生する工程と、を含むことを特徴とする押出成形硬化体の製造方法。