JP3453354B2

JP3453354B2 - 舗装建設用組成物

Info

Publication number: JP3453354B2
Application number: JP2000345735A
Authority: JP
Inventors: ジャイロスティモシー; ラッセルウェリバーウィリアム; ミラーエフ．マクグレガー; スティーブンハドソンマーク; ミスヒュロビッチアレキサンダー
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2003-10-06
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: JPH09241050A; JP3150635B2; KR970026988A; KR100230107B1; JP2001199753A; US5562767A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルト物質
の固形酸化生成物から得られる人造骨材を利用する舗装
建設用組成物に関し、より詳しく言えば、加熱混合スア
スファルト（ｈｏｔｍｉｘａｓｐｈａｌｔ）及び関
連するビチューメン質舗装材料に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】石炭フ
ライアッシュは、石炭焚きの発電所で大量に発生する廃
棄物である。この物質を処分する別法を見いだすのにか
なりの努力が払われている。結果として様々な技術が開
発されてきた。例えば、石炭フライアッシュを処理して
いろいろな構造用の製品を作ることができる。米国特許
第５３４２４４２号明細書と、そこに引用された、軽量
骨材を作るのに下水スラッジと石炭フライアッシュを使
用することに関連する参考文献を参照されたい。

【０００３】しかしながら、初期の研究は、石炭焚きの
設備を転換して天然アスファルトを代替エネルギー源と
して利用することができることを示している。それから
得られる固形の酸化生成物は、以前から発生していた種
々の石炭フライアッシュ物質とは組成的に且つ化学的に
異なっている。結果として、そのような酸化生成物は構
造用に有効な材料の製造に用いられてもいないし、検討
されてもいない。石炭フライアッシュは典型的に、Ｓｉ
Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 及びＦｅ₂ Ｏ₃ を含有する。石炭フラ
イアッシュは典型的に水溶性でない。ここで使用される
酸化生成物は、石炭フライアッシュにおいて標準的に見
いだされる上記の化合物を検出可能なレベルで本質的に
含有しない。更に、この発明で使用される酸化生成物は
５５％以上の硫酸マグネシウムから構成され、これは水
に極めて可溶性である。

【０００４】値段の安い骨材材料、特に製造されたもの
であって、ビチューメン質の舗装の表面、とりわけ向上
した性能特性を持つものと関連して使用するための特性
に適合するものを提供することは、一般的に望ましいこ
とである。

【０００５】本発明のいろいろな特徴及び利点は、好ま
しい態様の説明を含めた下記の説明から明らかになろ
う。また、それらは、ビチューメン質の舗装や道路の建
設及び関連表面を作るのに使用することができるものと
して、人造の骨材材料の知識を有する当業者に容易に明
らかになろう。このような目的、特徴、利益及び利点
は、ここに記載された例、表、データ、及びそれらから
引き出される全ての合理的な推論に関連して理解される
ように、上記から明らかであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、天然のアスフ
ァルト質燃料源の酸化生成物を利用した骨材材料を使用
する舗装建設用組成物を提供するものである。そのよう
な骨材はビチューメン舗装の一部として使用することが
でき、詳しく、そして本発明を限定することなしに言え
ば、ここに記載される骨材は道路／車道表面として使用
するための加熱混合アスファルトと混合することができ
る。

【０００７】広い意味で、本発明に関し加熱混合アスフ
ァルトとともに用いることができる骨材複合材料は、
（ａ）次の（１）と（２）を含むセメント質固形材料、
すなわち（１）当該セメント質固形材料の約４０．０〜
約９９．９重量％の範囲で存在するセメント、及び
（２）当該セメント質固形材料の約０．１〜約６０重量
％の範囲で存在するベネズエラのオリノコベルト（Ｏｒ
ｉｎｏｃｏＢｅｌｔ）産の天然アスファルトの固形酸
化生成物を含む材料であって、水和され、そして当該セ
メント質材料の硬化（ｃｕｒｉｎｇ）に由来する気孔を
有する団塊（ｎｏｄｕｌｅ）にされているセメント質固
形材料と、（ｂ）添加剤物質、とを含む。この添加剤物
質は、アルカリケイ酸塩、アルカリフッ化ケイ素酸塩、
酢酸ビニル、ラテックスエマルション又はフェノール樹
脂のうちのいずれか一つ又は混合物でよい。添加剤物質
は、形成された団塊中にセメント質固形物を保持するの
を可能にするのに有効な量で使用される。発明者らは、
比較的少量の添加剤が有効であって、複合材料全体の
０．１重量％ほどの少量で申し分ないことを見いだし
た。添加剤は本発明の骨材組成物の生産において費用の
かかる品目であることから、それらの使用は合理的なレ
ベルに、例えば複合材料の約５重量％以下といったレベ
ルに保つのが好ましい。もっと高い濃度を使用すること
ができそしてそれは効力があるとは言うものの、約５重
量％より多くすることに利点があるようには思えない。
通常、発明者らは約４重量％未満、更には約３重量％未
満を使用している。下限においては、発明者らは一般に
少なくとも１重量％の添加剤を使用した。

【０００８】好ましい態様では、酸化生成物はベネズエ
ラのオリノコベルトからの天然アスファルトの水性エマ
ルションの酸化から得られる。そのようなエマルション
は、オリマルション（Ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）の商標で
商業的に入手できる。一般にそのような酸化生成物は、
セメント質固形材料中に約３５〜約５５重量％の量で存
在する。

【０００９】上記のように、本発明で使用することがで
きる骨材複合材料（人造骨材）にはベネズエラのオリノ
コベルト産の天然アスファルトの水性エマルションの酸
化生成物が混入される。一般的に言って、また本発明を
認識した当業者にはよく知られているように、そのよう
な酸化生成物は、いくつかの認められた方法あるいはそ
れらを改変したもののいずれか一つによりアスファルト
物質を空気及び／又は別の酸素含有流と接触させて、燃
焼副生物例えば熱、二酸化炭素及び水といったもののほ
かに酸化生成物を得ることで調製することができる。こ
の酸化生成物は、燃焼／酸化を行う箇所の下流で後に集
められる固形生成物である。

【００１０】上記の酸化生成物は、排ガス制御、腐食の
減少又は作業性の向上に関連するがそれらには限定され
ない種々のプロセス要件又は燃焼要件を満たすため、燃
焼を行う箇所の上流、下流又は燃焼の箇所でいくつかの
補助プロセス及び／又は添加剤のうちの一つを導入する
ことを含むようなやり方で生成することができる。これ
らの添加剤の性質に応じて、その燃焼残留物又は副生物
は上記の酸化生成物のどれかと均質に混じり合わせるこ
とができ、そして妥当な場合には、本発明の一部、それ
に不可欠なもの、またそれとともに用いられるものと考
えることができる。

【００１１】補助プロセス及び／又は添加剤の実例とな
るものは、燃焼器の下流に煙道ガス清浄装置、例えば湿
式石灰−石灰石スクラバーといったものを取り入れるこ
とである。スクラバー残留物は、この残留物を酸化生成
物と混合してそれに取り入れることができるように、最
終の粒子分離器の上流の箇所で燃焼／酸化ラインへ戻し
及び／又は再導入することができる。多数の利用できる
補助プロセスの実例となるものとしてもう一度スクラバ
ープロセスを考えると、スクラバー残留物の種類／組成
は、石灰であれ、石灰石であれ、あるいは同類のスクラ
ビング用薬剤であれ、特定のスクラビング用薬剤の種類
と、そしてスクラバーで使用される補給水の組成成分及
びそれらの相対濃度とに関係するものであることを、当
業者は認めよう。

【００１２】本発明で使用する酸化生成物に至るアスフ
ァルト前駆物質は、米国フロリダ州ＢｏｃａＲａｔｏ
ｎのＢｉｔｏｒＡｍｅｒｉｃａＣｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎから、オリマルション（Ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）の
商標で商業的に入手できる。限定することなしに、この
商業的な製品は現在、縦穴（ｗｅｌｌｂｏｒｅ）へ流
入可能になるまで粘度が低下するに至るまで、最初にア
スファルト配合物へスチームを注入して調製されてい
る。アスファルト粘度を更に低下させそして取扱いと輸
送を容易にする一次水性エマルションを調製する。次に
この一次エマルションを壊して水を実質的に除去し、水
分が２％未満のアスファルト物質を残す。あるいはま
た、配合物中のアスファルトを軽質炭化水素溶媒、例と
して灯油の如きものに溶解あるいは懸濁させ、この灯油
含有のビチューメンをビチューメンと灯油の分離を行う
ことができる表層へ移動させることができる。

【００１３】厳密に管理したプロトコールのもとで、新
しい水を入れ直しそして界面活性剤を用いてアスファル
トを乳化させる。例えば、２０ｓ^-1の剪断速度について
言えば、オリマルション（商標）を３０℃で処理するこ
とにより約４５０ｍＰａの粘度が得られる。この製造方
法と技術、及び同等のものは、直径が８０μｍより大き
い液滴が２％以下の水性エマルションをもたらす。オリ
マルション（商標）材料の特徴を更に挙げると、密度
（１５℃で≒１，０１０ｋｇ／ｍ³ ）、引火点（≒１３
０℃／２６６°Ｆ）、そしてバナジウム（≒３００ｐｐ
ｍ）、ニッケル（≒７３ｐｐｍ）、マグネシウム（≒３
５０ｐｐｍ）、炭素（≒６０．０重量％）、水素（≒
７．５重量％）、硫黄（≒２．７重量％）、窒素（≒
０．５０重量％）及び酸素（≒０．２０重量％）の各濃
度である。

【００１４】本発明における複合材料及び／又は骨材は
いずれか一つのオリノコタイプのアスファルト物質の酸
化生成物を取り入れることにより限定されないことは、
当業者に理解されよう。商業的に入手可能なオリノコア
スファルト物質は非イオン界面活性剤を用いて調製され
た３０％水性エマルションとして説明することができる
であろうけれども、本発明の組成物は、そのような物質
の酸化生成物及び／又は他のオリノコタイプのアスファ
ルトの、乳化された又は別の処理を施された酸化生成物
を都合よく含み、あるいはそれからなり、あるいは本質
的にそれからなることができる。おのおののそのような
酸化生成物は、組成的に区別することができ、特性的に
対比され、そして本発明に関連してほかのものとは別々
且つ個々に実現することができる。それゆえに、ここに
例示するものとして開示された本発明における複合材料
及び／又は骨材は、ここに具体的に開示され、言及され
あるいは示唆されていることもあり又はいないこともあ
る任意の一つの酸化生成物又は種の不存在下で調製及び
／又は実現することができ、そしてその不存在はここに
具体的に開示され、言及されあるいは示唆されているこ
ともあり又はいないこともある、ということを理解すべ
きである。

【００１５】天然のオリノコタイプのアスファルトを含
む他の組成物、混合物又は配合物をここで使用すること
ができるとは言うものの、本発明における酸化生成物の
有用な源は米国ペンシルベニア州アレンタウン（Ａｌｌ
ｅｎｔｏｗｎ）のエアー・プロダクツ・アンド・ケミカ
ルズ，インコーポレイティドのＰｕｒｅＡｉｒ部門か
らＰＣＳの商標で入手可能である。上記のように、酸化
生成物の組成的な側面はアスファルト及び／又は酸化プ
ロセスの助けとなる任意の操作及び／又は添加剤を反映
しよう。けれども、いずれのそのような酸化生成物も、
組成的に区別でき、特性的に対比され、そして別個に実
施されるとは言うのものの、ある程度は、ベネズエラの
オリノコベルト産の天然アスファルトの絶対的あるいは
相対的なバナジウム及びニッケル濃度特性を反映しよ
う。

【００１６】水性エマルションから得られたものであれ
そうでないものであれ、酸化生成物は、上記の重量百分
率の範囲にわたり有効に使用することができる。示され
た範囲の下限より少ない量では、セメント質物質の量が
増加することにより経費への有効性が減じられる。言及
した範囲を上回る酸化生成物濃度では、不十分な反応及
び／又はセメント成分との相互作用がしみ出し（浸出）
の懸念をもたらしかねない。しかし、既存の技術及び加
工処理の改良は本発明の酸化生成物を使用することがで
きる効果的且つ有益な濃度範囲を増大させるのに役立と
う。本発明の他の側面に当てはまるとおり、当業者に認
められる様々な時間、温度及び混合パラメーターを、所
望の複合材料及び／又は骨材を得るため所定の酸化生成
物濃度とともに使用し及び／又は変更することができ
る。

【００１７】上記のように、骨材複合材料は添加剤物質
も含む。好ましくは、水性ケイ酸塩溶液が用いられる。
ケイ酸塩は、アルカリケイ酸塩又はアルカリフッ化ケイ
素酸塩でよいが、これらに限定はされない。ケイ酸ナト
リウム、メタケイ酸ナトリウム及び／又はフッ化ケイ素
酸ナトリウムが有効に使用することができる。あるいは
また、有機結合剤物質も、単独であるいはケイ酸塩添加
剤と組み合わせて、添加剤として使用することができ
る。そのような結合剤の代表的なものはフェノール樹脂
及びラテックスエマルションであるが、これらが全てで
はない。

【００１８】一定の態様においては、使用する特定の添
加剤物質にかかわりなく、複合材料に石炭フライアッシ
ュを含ませることができる。本発明を限定することな
く、且ついずれの一つの理論あるいは作用様式も採用す
ることなしに、そのような石炭フライアッシュを含むこ
とは、マグネシウム及び／又は硫酸塩の浸出が懸念され
る場合にそのような現象を最小限にするのに役立つこと
ができる。当業者には明らかであろうように、種々の石
炭フライアッシュ物質を利用することができる。そのよ
うな物質の実例となるものは、クラスＦ及びクラスＣの
石炭フライアッシュであって、それらの物理的及び化学
的なパラメーターは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）の
標準規格Ｃ６１８にそれらをポルトランドセメントに
関しての鉱物混和剤として使用することについて記載さ
れている。（下記の表Ａ〜Ｄ参照。）クラスＦのフライ
アッシュは標準的に、無煙炭又はビチューメン質石炭の
燃焼から製造される。クラスＮは、未処理の又はか焼し
た天然のポゾラン−ケイ酸質の又はケイ酸質の又はアル
ミナ質の物質であって、常温で水酸化カルシウムと化学
的に反応してセメント質の特性を備えた化合物を生成す
る。そのようなポゾランには、ケイソウ土、乳白色チャ
ート及び頁岩、凝灰岩そして火山灰を含めることがで
き、それらのいずれともか焼により処理してもしなくて
もよく、また満足な性質を引き出すためか焼を必要とす
る他の種々の物質、例として他の粘土又は頁岩といった
ものを含めることができる。クラスＦのフライアッシュ
もポゾランの性質を有する。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】極めて細かい物質の凝集が維持されるのを
避けるために注意を払うべきである。

【００２３】ポルトランドセメントに関しての強度−活
性度指数は、鉱物混和剤を含有しているコンクリートの
圧縮強さの尺度とは考えるべきでない。ポルトランドセ
メントに関しての強度−活性度指数は加速試験により測
定され、そして鉱物混和剤から予期されるコンクリート
のより長い強度の発現への寄与を評価しようというもの
である。ポルトランドセメントに関しての強度−活性度
指数を測定するための試験について規定される鉱物混和
剤の重量は、作業で使用されるコンクリートについて推
奨される割合であるとは見なされない。任意の具体的な
計画事業についての鉱物混和剤の最適な量は、コンクリ
ートの要求される特性とコンクリートのそのほかの成分
により決定されるものであり、試験により確定されるべ
きである。ポルトランドセメントに関しての強度−活性
度指数は所定のセメントとの反応性の尺度であり、フラ
イアッシュとセメントの両方の源に応じて変わることが
ある。

【００２４】鉱物混和剤が計画事業の混合物の設計にお
いてセメント質材料の２０重量％より多くを構成する場
合には、オートクレーブ膨張についての試験品はその予
想される割合を含有するものとする。過大なオートクレ
ーブ膨張は、鉱物混和剤及びセメントに対する水の比が
小さい場合に、例えばブロック又はショットクリート混
合物において、非常に重大である。

【００２５】７日又は２８日の強度−活性度指数を満た
すことは仕様に従うことを示す。

【００２６】

【表４】

【００２７】乾燥収縮の増加に関する要件に従うか従わ
ないかの決定は、購買者の要請によってのみ行われる。

【００２８】セメントアルカリとの反応性についての指
示された試験は、購買者の要請によってのみ適用される
任意的で選択的な要件である。それらは、フライアッシ
ュ又はポゾランをセメント中のアルカリと有害に反応す
ると見なされる骨材とともに使用しない限り、要求され
るとは限らない。モルタル膨張を減少させるための試験
は、作業で使用されるポルトランドセメントが知られて
おらず、あるいは鉱物混和剤を試験する時に入手できな
い場合に、試験法Ｃ３１１のモルタル膨張の減少につ
いての部分に従い任意の高アルカリセメントを使って行
うことができる。モルタル膨張についての試験は、作業
で使用するポルトランドセメントが知られておりあるい
は入手可能である場合にモルタル膨張の減少についての
試験より好ましい。モルタル膨張についての試験は、作
業で使用するセメントのおのおのに関し行うべきであ
る。

【００２９】種々の石炭フライアッシュ物質の組み合わ
せを使用して、所望の組成構成を有する骨材を提供する
ことができる。同じように、フライアッシュ物質のうち
のいずれか一つあるいはその組み合わせの濃度を修正し
て、予め定められた組成構成を提供することができ、及
び／又は浸出物の抑制を所定の度合いにすることができ
る。例えば、ある量のクラスＣのフライアッシュはセメ
ントとクラスＦのアッシュの含有量の対応する減少を補
償することができる。

【００３０】本発明における骨材及び／又は複合材料を
調製するのに多数の水硬性セメント質物質を使用するこ
とができるとは言え、ポルトランドセメントを使って良
好な結果が得られた。本発明に関連して使用することが
できる種々のポルトランドセメントの化学的及び物理的
パラメーターは、ＡＳＴＭ標準規格Ｃ１５０に規定さ
れているとおりであり、この出願と同時に出願の同時係
属出願「改質セメント及びコンクリート組成物（Ｍｏｄ
ｉｆｉｅｄＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）」にもっと十分提示され
ているとおりである。上述の同時係属出願とこの出願の
ＡＳＴＭＣ１５０に相当する表は、参照により全体
がここに組み入れられる。

【００３１】化学的組成の違いはもちろん、化学的／物
理的な性質の違いにもよる明白な改質を考慮に入れて、
入手可能なポルトランドセメントのいずれか一つを使っ
て同等の効果を得ることができるとは言え、タイプＩの
ポルトランドセメントが経済及び一般的使用／用途の問
題としてより好ましい。石炭フライアッシュを使用す
る、好ましい態様においては、タイプＩのポルトランド
セメントは約４０〜約５０重量％の範囲内で存在し、オ
リマルション（商標）燃料の酸化生成物は約４０〜約５
０重量％の範囲内で存在し、そしてフライアッシュ物
質、好ましくはクラスＦの石炭フライアッシュは約０．
１〜約２０重量％の範囲で存在する。このような好まし
い態様は、アルカリケイ酸塩溶液と水性ラテックスエマ
ルションのうちの少なくとも一方を含むシーラント物質
を任意に含むことができる。

【００３２】広い意味で、本発明における骨材は、
（１）（ｉ）固形物の約４０．０〜約９９．９重量％の
範囲で存在するセメントと、（ｉｉ）固形物の約０．１
〜約６０重量％の範囲で存在するベネズエラのオリノコ
ベルト産の天然アスファルトの固形酸化生成物とを含む
セメント質の固形材料であり、水和されそして多孔質の
団塊にされているセメント質固形材料、そして（２）ケ
イ酸カルシウムとケイ酸マグネシウムの水和物、を含む
人造骨材である。上記のように、この人造骨材の好まし
い態様は、ベネズエラのオリノコベルトからの天然アス
ファルトの水性エマルションの酸化生成物、詳しく言え
ば商業的に入手できるオリマルション（商標）燃料の酸
化生成物を含み、そしてそれは約３５〜５５重量％の範
囲で存在することができる。この酸化生成物の濃度は、
安定な骨材を提供するため、上記のように、また必要に
応じて、調整することができる。ケイ酸カルシウムとケ
イ酸マグネシウムの水和物は、固形材料の気孔内に存在
する。

【００３３】骨材の気孔内のケイ酸カルシウム及びケイ
酸マグネシウム水和物は、少なくともいくぶんかは、セ
メント質物質と結合剤として使用されるケイ酸塩溶液中
の、それぞれカルシウムカチオン及びマグネシウムカチ
オンの反応生成物である。先に十分説明したように、そ
のようなケイ酸塩結合剤にはケイ酸ナトリウム、メタケ
イ酸ナトリウム、及びフッ化ケイ素酸ナトリウムを含め
ることができる。いずれの一つの理論あるいは作用様式
も採用することなしに、析出したケイ酸塩水和物は骨材
の気孔をふさぐのと骨材の機械的性質を向上させる働き
をする。フッ化ケイ素酸塩シーラントを使用すると、や
はり気孔をふさぐのと骨材の機械的性質を向上させるの
に役立つ橋かけされたポリケイ酸塩のアニオン構造体が
沈着することがある。このためには、酸化ナトリウムの
シリカに対する比が比較的小さいケイ酸塩結合剤がより
有益である。カルシウム（あるいはマグネシウム）との
反応に利用できるシリカが多くなればなるほど、より多
くの割合の気孔がふさがれそして骨材の機械的性質が向
上する。

【００３４】本発明における人造骨材は、有機の結合剤
物質を含むこともできる。代表的な物質にはラテックス
エマルション及びフェノール樹脂が含まれるが、これら
に限定はされない。

【００３５】同様に、複合材料に関連して先に説明した
ように、人造骨材は約０．１〜約３０重量％の範囲内で
存在する石炭フライアッシュ物質を含むことができる。
クラスＦの石炭フライアッシュが好ましいとは言うもの
の、クラスＣのフライアッシュを利用しても、またクラ
スＦのフライアッシュとクラスＣのフライアッシュとの
組み合わせを利用してもよい。同じように、先に十分説
明したように、人造骨材がフライアッシュ物質を含んで
いようと含んでいなかろうと、セメント質固形物質のセ
メント成分は種々のポルトランドセメントのうちの一つ
でよい。好ましくは、タイプＩのポルトランドセメント
が使用され、そのわけは、それが酸化生成物の濃度とと
もに変えることができる濃度で一般に利用できるからで
あるが、その濃度はクラスＦの石炭フライアッシュ物質
を約０．１〜約２０重量％の範囲で使用する場合には好
ましくは約４０〜約５０重量％である。

【００３６】本発明は、先に十分説明された人造骨材
を、舗装、道路及び／又は車道表面の建設のためにビチ
ューメン質組成物と一緒にして舗装建設用組成物として
使用することを意図するものである。より具体的に言え
ば、本発明の舗装建設用組成物は、下記の（Ｉ）〜（Ｉ
Ｉ）を含む。（Ｉ）下記の（１）〜（３）を含む人造骨材。（１）セメント質固形材料てあって、（ｉ）当該固形材
料の４０〜５０重量％の範囲で存在するセメント、及び
（ii）当該固形材料の４０〜５０重量％の範囲で存在す
るベネズエラのオリノコベルト産天然アスファルトの水
性エマルションの固形酸化生成物、を含むセメント質固
形材料。（２）ケイ酸ナトリウム結合剤（３）０．１〜２０重量％の範囲で存在するクラスＦの
石炭フライアッュ物質。（ＩＩ）ビチューメン質組成物。ここでのビチューメン成分は、アスファルト、コールタ
ール、コールタールピッチ及びアスファルテンの群から
選ぶことができ、より詳しくは「性能特性の向上したビ
チューメン組成物（ＢｉｔｕｍｉｎｏｕｓＣｏｍｐｏ
ｓｉｔｉｏｎｓＨａｖｉｎｇＥｎｈａｎｃｅｄＰｅ
ｒｆｏｒｍａｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）」という
発明の名称の同時係属出願に、詳しく言えば表Ａ〜Ｄ、
Ｅ及びＨと対応の本文に記載されており、それらは全体
が参照してここに組み入れられる。

【００３７】

【実施例】以下に掲げる非限定の例とデータは、本発明
の骨材、複合材料、及び舗装建設用組成物に関する種々
の側面と特徴を、種々のビチューメン組成物とともに、
且つそのような組成物を調製するのに使用するため、そ
のような骨材及び／又は複合材料の安定性及び有用性を
含めて、例示するものである。

【００３８】〔例１〕本発明による酸化生成物の試料を
化学組成について分析した。試料を塩酸に溶解後、フレ
ーム吸収分光分析により、標準溶液と比較して元素金属
を定量した。試料を過酸化水素及び１：４（ｖ／ｖ）硝
酸／塩酸で温浸後、ＡＳＴＭの標準手順Ｃ１１４に十
分記載されているとおりに質量法で全硫黄含有量（硫酸
根として）を測定した。分析した特定試料の不溶性残留
物は同定しなかった。

【００３９】

【表５】

【００４０】この例の酸化生成物はオリノコアスファル
トの水性エマルションの燃焼／酸化から得られたけれど
も、この発明における酸化生成物／成分には、先により
十分説明したように、１以上の処理方法及び／又は燃焼
／酸化プロセスを補助する添加剤に由来する種々の他の
成分／残留物、それらの分析プロファイルを反映するで
あろう成分／残留物を含めることができる。更に別の例
として、またこの発明を限定することなしに言えば、特
定の添加剤あるいは補助プロセスの正確な性質に応じ
て、酸化生成物の分析は炭素はもちろんいろいろなレベ
ルのマグネシウム、カルシウムもしくはナトリウムの存
在及び／又はほかの１種以上のＩＡ族もしくはＩＩＡ族
金属の存在を明らかにすることができる。

【００４１】〔例２〕本発明における複合材料及び／又
は骨材は、次に述べる手順に従いあるいはその直接的な
スケールアップの変更によって調製することができる。
すなわち、標準的なホバート（Ｈｏｂａｒｔ）ミキサー
を使って、セメント材料と酸化生成物を約１０秒間混合
していく分均質な混合物にした。混合をゆっくりした速
度にし、そして乾燥成分を更に３０秒間混合して、その
時点で必要とされる所定の水和度を得るのに十分な量の
水を約１分かけて、ゆっくりした混合を続けながら加え
た。水を添加後、直ちに混合を中くらいの速度にし、結
合剤を加えた。混合を約１〜２分間、中くらいの速度で
続ける。次にミキサーを停止し、材料を所望の大きさと
形状の団塊にし、好ましくは直径が平均で約１７ｍｍの
球状粒子にする。次いでこれらの団塊を約７〜２８日
間、室温及び５０％相対湿度で硬化（ｃｕｒｅ）させ
る。

【００４２】先にもっと十分に説明したように、好まし
い結合剤物質はケイ酸ナトリウム溶液及び／又はラテッ
クスエマルションである。骨材を結合しそしてその気孔
をふさぐのにケイ酸ナトリウム溶液を利用する場合に
は、それは混合サイクルを終えようとするころに加える
か、あるいは団塊にしてから適当な手段を用いて粒子表
面へ吹きつけることができる。有効なケイ酸ナトリウム
溶液は、多数の供給元から、例えばＰＱ社（ＰＱＣｏ
ｍｐａｎｙ）から、商業的に入手可能である。メタケイ
酸ナトリウム及びフッ化ケイ素酸ナトリウムシーラント
物質は、同じように商業的に入手可能であり、当業者に
知られている。あるいは、好ましい結合剤物質は、エア
ー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ，インコーポレイ
ティドからＡｉｒｆｌｅｘの商標で商業的に入手可能で
ある。

【００４３】〔例３〕この例の骨材は、本発明に従い、
そして一般的に言って上記のとおりに調製された。混合
物１は、水和された石灰を１５％、タイプＩのポルトラ
ンドセメントを２５％、そして本発明の酸化生成物を６
０％（重量による）含む骨材を指示している。骨材３
は、米国ペンシルベニア州ＶａｌｌｅｙＦｏｒｇｅの
Ｐ．Ｑ．Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商業的に入手可能
で、一般には水ガラスとして知られる、市販のケイ酸ナ
トリウム結合剤で処理された混合物１である。それは
０．２〜３．５重量％の濃度で吹きつけられる。骨材４
は、市販のラテックスエマルションで処理された混合物
１である。酢酸ビニルを基にしたラテックスであるこの
Ａｉｒｆｌｅｘエマルションも、０．３〜４重量％の濃
度で吹きつけられる。骨材５〜７は、ラテックスで処理
した混合物１を、対象の骨材を舗装組成物に取り入れる
のをシミュレーションするため商業的に入手できる加熱
混合アスファルト物質のそれぞれ１、２及び３のコーテ
ィングで更に処理したものである。（下記の表１参
照。）

【００４４】

【表６】

【００４５】上記の骨材のおのおのを、加速した屋外暴
露条件をシミューレーションするため、表１に示した量
の水を用いてソックスレー抽出により２４時間にわたり
可溶性硫酸根とマグネシウムについて試験した。各骨材
から抽出された酸化生成物を表１に示す。例１の成分重
量割合を仮定して、硫黄（ＳＯ₄ として５８％）及びマ
グネシウム（１２．９％）の量を例１に記載したとおり
に求め、そして全硫黄（ＳＯ₄ として）及びマグネシウ
ムレベルの割合として計算した。例えば、骨材１〜４に
ついては、結合剤成分の存在及び／又は種類に関係な
く、有効ＳＯ₄ とＭｇのおよそ三分の一が抽出された。
骨材４をアスファルトの１、２及び３のコーティングで
処理すると、それぞれ骨材５、６及び７で観測されたよ
うに、浸出性が低下した。

【００４６】〔例４〕この例の骨材は、硫酸根とマグネ
シウムの浸出性を最小限にするように、そして例３の骨
材との比較を目的として、本発明に従って調製された。
骨材１は、タイプＩのポルトランドセメントと本発明の
酸化生成物を等量使用して調製された。骨材２は、それ
を処理するため３重量％の市販のケイ酸ナトリウム結合
剤（３７．５重量％固形分、ＰＱ社からのタイプＮ、Ｓ
ｉＯ₂ ／ＮａＯ₂ 比＝３．３）と混合された。骨材３混
合物は、市販のラテックスエマルション（エアー・プロ
ダクツ・アンド・ケミカルズ，インコーポレイティドか
ら入手可能であるＡｉｒｆｌｅｘＲＰ２４５）を１．
５％、そして骨材２のケイ酸塩結合剤を同じ量含む。骨
材４は、タイプＩのポルトランドセメントを４０％（重
量による）、本発明の酸化生成物を４０％（重量によ
る）、そして上記のラテックス及びケイ酸塩結合剤で処
理したクラスＦのフライアッシュを２０％（重量によ
る）含む。全ての結合剤とラテックスを混ぜ合わせた。

【００４７】下記の表２ａは、例３の１群の骨材（混合
物１）から抽出された硫酸根とマグネシウムを、タンブ
リング後に測定した及び２４時間のソックスレー抽出に
より測定したこの例の骨材４（混合物２）とを比較する
ものである。（ソックスレー抽出の結果は、上述のよう
に、骨材がさらされるであろう屋外暴露条件をよりよく
代表するものと見なされる一方、タンブリングの結果は
過度の摩耗と動揺により特長づけられる最悪ケースのシ
ナリオに相当しよう。）

【００４８】

【表７】

【００４９】

【表８】

【００５０】表２ａと２ｂに要約して示された結果から
認められるように、骨材を結合剤で処理するかどうかに
かかわりなく、セメント濃度が増加すると硫酸根とマグ
ネシウムの両方の浸出性が低下する。クラスＦのフライ
アッシュを取り入れると（骨材４）、例３の混合物１の
骨材と比較して硫酸根とマグネシウムの浸出性が更に低
下する。

【００５１】例３に従って、この例の骨材４を商業的に
入手の可能な加熱混合アスファルト物質の逐次コーティ
ングで処理した。アスファルトの単一のコーティング
は、浸出される硫酸根を存在する硫酸根の０．０５％に
低下させ、そして浸出されるマグネシウムを存在するマ
グネシウムの０．０１％に低下させた。

【００５２】〔例５〕本発明による同様の複合材料を、
先の例において説明したようにして、とは言えセメント
質物質を作るのに一部の試料片ではクラスＣのフライア
ッシュを使用し、また他の試料片ではクラスＮのポゾラ
ンを使用して調製する。使用する添加剤物質は、フェノ
ール樹脂、例えばフェノールホルムアルデヒドといった
ようなものと一緒にしたＮａ₂ ＳｉＦ₆ である。これら
の複合材料を用いて得られた結果は先の例において示さ
れたものと同様である。

【００５３】添加剤物質として骨材複合材料の約１〜約
４％の濃度でケイ酸カリウムを使用した場合に、同様の
結果が得られる。

【００５４】本発明の原理を具体的な態様に関連して説
明したが、これらの説明は、選ばれた表やデータと一緒
にして、例としてなされているに過ぎず、本発明の範囲
をどのようにも限定しようとするものではないことをは
っきり理解すべきである。本発明のこのほかの利点と特
徴は、特許請求の範囲の記載から明らかになろう。また
その範囲は、当業者により理解される合理的な同等のも
のにより決定される。

フロントページの続き (72)発明者エフ．マクグレガーミラーアメリカ合衆国，イリノイ 60077− 1030，スコッキー，オールドオーチャードロード 5420，ラボラトリーズインコーポレイティド，コンストラクションテクノロジーズ内（番地なし) (72)発明者マークスティーブンハドソンアメリカ合衆国，インディアナ 46383, バルパライソ，パーパークリークコート 1856 (72)発明者アレキサンダーミスヒュロビッチアメリカ合衆国，イリノイ 60077− 1030，スコッキー，オールドオーチャードロード 5420，ラボラトリーズ, インコーポレイティド，コンストラクションテクノロジーズ内（番地なし) (56)参考文献特開平９−169913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 26/26 C04B 18/10 E01C 7/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（Ｉ）〜（ＩＩ）を含む、舗装建
設用組成物。（Ｉ）下記の（１）〜（３）を含む人造骨材（１）セメント質固形材料てあって、（ｉ）当該固形材
料の４０〜５０重量％の範囲で存在するセメント、及び
（ii）当該固形材料の４０〜５０重量％の範囲で存在す
るベネズエラのオリノコベルト産天然アスファルトの水
性エマルションの固形酸化生成物、を含むセメント質固
形材料（２）ケイ酸ナトリウム結合剤（３）０．１〜２０重量％の範囲で存在するクラスＦの
石炭フライアッュ物質（ＩＩ）ビチューメン質組成物
【請求項２】前記骨材が乳化されたラテックス結合剤
を更に含む、請求項１記載の組成物。