JP3669743B2 - 焼却灰を含有するポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却灰を含有することを特徴とするポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境の保護あるいは廃棄物処理問題への対策から、下水汚泥焼却灰及び一般廃棄物焼却灰等の焼却灰を資源として再利用するための種々の検討がなされている。再利用する方法の一つとしてポリマーコンクリートの骨材として使用する方法が挙げられている。
【０００３】
ポリマーコンクリートは砕石、砂及び炭酸カルシウム等の骨材を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂又はアクリル樹脂等の樹脂により硬化させた、骨材及び樹脂成分からなる複合材料である。ポリマーコンクリートは、引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質、耐薬品性、耐水性、耐熱性、接着性、並びに、電気特性等の性質に優れている。そしてポリマーコンクリート製二次製品は内部に空隙部分が少なく緻密であることから、建設材料等の構造材料として工業的に利用されている。
【０００４】
このようにポリマーコンクリートは緻密性の高い材料である。また樹脂成分の種類を検討することにより、材料特性を比較的自由に変化させることができるため、ポリマーコンクリートは焼却灰を再利用する好適な方法を提供できる。焼却灰を骨材として含有するポリマーコンクリートについては、既に特開平６−８７６４１号公報、特開平６−３４５５０６号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
焼却灰は焼却した廃棄物の種類により、鉛、クロム、水銀、カドミウム、砒素等の生物に有害な重金属を含有する場合があり、焼却灰を資源として再利用する場合には、これらの重金属を自然環境中へ溶出することを極力防止する必要があった。
【０００６】
しかしながら、上記の先行技術には、ポリマーコンクリートからの重金属の溶出防止に対して樹脂成分が検討されておらず、焼却灰を含有するポリマーコンクリート製二次製品を長期間使用するとポリマーコンクリートから重金属が溶出して環境汚染を引き起こしてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明者らは、焼却灰を骨材として再利用したポリマーコンクリートにおいて、重金属の自然環境中への溶出の可能性を低減したポリマーコンクリート製二次製品の開発を目指して鋭意検討した結果、ポリマーコンクリート中に特定の官能基を有する物質を含有させることによって本発明を完成できた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
出願人は、(A)焼却灰を含有する骨材と(B)ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に、前記（B)ラジカル重合性単量体に、(C）焼却灰中の重金属を当該ポリマーコンクリート系外に溶出することを抑制できる官能基を有するラジカル重合性単量体を共重合させたことを特徴とするポリマーコンクリートなる発明を開示するとともに、本出願に係る発明の、 (A) 焼却灰を含有する骨材と (B) ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に、（D)分子量１０００以上の高分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％、若しくは、（E)分子量１０００未満の低分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％を含有させたことを特徴とするポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品を開示するものであり、又、吸水率が１．０％以下であることを特徴とする当該ポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品をも開示するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。本発明の(A) 成分である骨材は、焼却灰を含有していることを特徴としている。ここで、焼却灰とは焼却することによって生成した灰をいう。焼却灰を焼却される物質の種類で分類すると下水汚泥焼却灰及び一般廃棄物焼却灰等があり、前処理法の種類で分類すると石灰系焼却灰、高分子系焼却灰、無薬注焼却灰及び薬注焼却灰等があり、焼却工程で分類するとボイラボトムダスト、落塵、ガス冷却室ダスト及び集塵機ダスト等のフライアッシュ、並びに、焼却残渣があるが、本発明の(A) 成分として用いる焼却灰には特に制限はない。また焼却灰に加圧固化、焼成、焼結又は溶融スラグ化等の後処理を施すことにより、骨材、軽量骨材等として利用できる加工焼却灰も開発されているが、本発明ではこのような加工焼却灰も使用できる。
【００１０】
本発明では、焼却灰をポリマーコンクリートの骨材として使用するが、必要に応じて焼却灰以外の他の骨材と配合した骨材混合物として使用できる。他の骨材としてはポリマーコンクリートに使用できれば特に制限はなく、例えば細砂、粗砂、砂利、砕石、ケイ砂、パーライト、シラスバルーン、樹脂ビーズ、樹脂ペレット、発泡ポリスチレンビーズ、フェノールバルーン、ガラス球、中空ガラス球、その他の軽量骨材、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、各種ウィスカー、炭酸カルシウム又は水酸化アルミニウム等が挙げられる。他の骨材と混合した場合、他の骨材の配合割合は骨材混合物中に９５重量％以下であることが好ましい。９５重量％を越えると廃棄物処理の観点から焼却灰を再利用する効率が悪くなるおそれがある。
【００１１】
本発明では使用する焼却灰及び他の骨材の粒子径については特に制限はない。一般に粒子径の小さい骨材を用いて製造されたポリマーコンクリートをポリマーモルタルと呼称するが、本発明のポリマーコンクリートはポリマーモルタルも含んでいる。
【００１２】
本発明の(B) 成分であるラジカル重合性単量体の重合体は骨材同士を結合させる結合材としての役割を果たす。ラジカル重合性単量体とは、分子内に１つ以上のビニル基を有する単量体であり、例えば、スチレン、α−メチルスチレン若しくはビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル若しくは（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステル単量体、酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル単量体、アクリロニトリル若しくはメタクリロニトリル等のニトリル類、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパンポリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレート若しくはジアリルフタレート等の多官能性ビニル単量体、又は、分子内にビニル基を有するラジカル重合性オリゴマーであるビニルエステル樹脂若しくは不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの単量体は単独で使用しても、併用して使用してもよい。
【００１３】
本発明は、焼却灰中の重金属をポリマーコンクリート内部に補足し、重金属 がポリマーコンクリート系外に溶出することを抑制出来る官能基やそれを有する化合物、キレート剤やキレート樹脂等（以下、これらの重金属の溶出を防止し得る効果を有する官能基や化合物を総称して、「配位子」という。）を当該ポリマーコンクリート中に含んでいることを特徴としている。
【００１４】
本発明において、後述する通りに、 (B) 成分に共重合し得るラジカル重合性単量体であって、水酸基、カルボン酸基、酸無水物基、アルデヒド基、エーテル基、アミド基、アミノ基、ピルジル基、スルホン酸基を有するものを (C) 成分として選択することで本発明の効果が達成されるが、高分子キレート剤、低分子量キレート剤を特定量制限する場合にも同様な効果が得られる。
【００１５】
本発明においてポリマーコンクリート中に配位子を含有させる方法としては以下の２つの方法が挙げられる。第１の方法は(B) 成分のラジカル重合性単量体に予め(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させる方法である。第２の方法は配位子を共重合させずに、別途ポリマーコンクリート中に添加させる方法である。配位子としては特定量のキレート剤が挙げられ、具体的には(D) 成分の分子量１０００以上の高分子量キレート剤又は(E) 成分の分子量１０００未満の低分子量キレート剤が挙げられる。
【００１６】
ポリマーコンクリート中に配位子を含有させる第１の方法は、(B) 成分のラジカル重合性単量体に予め(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させて、共重合体にしてしまう方法である。(B) 成分のラジカル重合性単量体と(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体の共重合体は、(B) 成分のラジカル重合性単量体の重合体と同等な力学的性質、例えばポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等を示すという特徴を有する。
【００１７】
このような(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体として工業的に容易に入手できるものとしては、例えば以下のものが挙げられる。水酸基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル若しくは（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル等が挙げられ、カルボン酸を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸、マレイン酸若しくはフマル酸等が挙げられ、酸無水物基を有するラジカル重合性単量体としては無水マレイン酸等が挙げられ、アルデヒドを有するラジカル重合性単量体としてはアクロレイン等が挙げられ、エーテル基を有するラジカル重合性単量体としては、（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコールエステル、（メタ）アクリル酸ポリプロピレングリコールエステル若しくはω−ビニル−ω’−メトキシポリエチレングリコール等が挙げられ、アミド基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド若しくはＮ−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられ、アミノ基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノプロピルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド若しくはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートが挙げられ、ピリジル基を有するラジカル重合性単量体としては４−ビニルピリジン等が挙げられ、又は、スルホン酸塩を有するラジカル重合性単量体としてはスチレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。これらの単量体は単独又は併用して使用できる。
【００１８】
(B) 成分のラジカル重合性単量体に(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させる配合割合は特に制限はないが、(B) 成分のラジカル重合性単量体に(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させた共重合体中に、(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体が０．０１〜４０重量％含有することが好ましい。０．０１重量％未満だと重金属を捕捉する能力が低下するために重金属が溶出してしまうおそれがあり、４０重量％を越えると共重合体の吸水性が大きくなるために重金属が溶出してしまうおそれがある。
【００１９】
ラジカル重合性単量体に配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させた共重合体を製造するには、ポリマーコンクリート製造の際、ラジカル重合性単量体に配位子を有するラジカル重合性単量体を配合して共重合させると良い。
【００２０】
本発明においてポリマーコンクリート中に配位子を含有させる第２の方法は、(A) 成分の焼却灰及び(B) 成分のラジカル重合性単量体を含有するポリマーコンクリート中に、配位子を別途ポリマーコンクリート中に添加する方法である。配位子としてはキレート剤が挙げられ、具体的には(D) 成分の高分子量キレート剤又は(E) 成分の低分子量キレート剤が挙げられる。
【００２１】
(D) 成分の高分子量キレート剤とは、分子内に配位子を有する分子量１０００以上の化合物をいう。(D) 成分の高分子量キレート剤は、安価で焼却灰中の重金属と錯化する能力が高いために、特に重金属がポリマーコンクリートから溶出しにくいという特徴を有する。工業的に容易に入手できる高分子量キレート剤としては以下のものが挙げられる。例えば、配位子を有するラジカル重合性単量体の重合体（例えばポリアクリル酸ソーダ等）、配位子を有するラジカル重合性単量体とその他のラジカル重合性単量体との共重合体（例えばアクリル酸ソーダとメタクリル酸メチルとの共重合体等）等が挙げられる。
【００２２】
また、配位子を有する官能基の前駆体を分子内に含有するラジカル重合性単量体（例えば酢酸ビニル等）の重合体を化学的に後処理して製造される高分子量キレート剤（例えばポリ酢酸ビニルをケン化して製造したポリビニルアルコール等）も挙げられる。
【００２３】
更に配位子を有するラジカル重合性単量体の重合体以外の高分子量キレート剤としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリアミノ酸若しくはフェノール樹脂等が挙げられる。
【００２４】
(E) 成分の低分子量キレート剤とは、分子内に配位子を有する分子量１０００未満の低分子化合物をいう。低分子量キレート剤は特定の重金属を選択的に錯化できるように分子設計することが容易であるという特徴を有する。工業的に容易に入手できる低分子量キレート剤としては例えば、１，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロシンナモイル）ヒドラジン、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド又は３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。低分子量キレート剤の分子量の下限については特に制限はないが、分子量５２以上が好ましい。なお、分子量の値は、ＧＰＣシステム（東ソー社製 ＳＣ−８０１０）等を使用し、市販の標準ポリスチレンで検量線を作成して求めた重量平均分子量（Ｍｗ）から算出できる。
【００２５】
本発明のポリマーコンクリートに(D) 成分の分子量１０００以上の高分子量キレート剤又は(E) 成分の分子量１０００未満の低分子量キレート剤を配合する場合の配合量は、好ましくはポリマーコンクリート中に０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。０．０１重量％未満だと重金属を捕捉する能力が低下するために重金属が溶出してしまうおそれがあり、１０重量％を越えるとポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。また(C) 成分及び(D) 成分を併せてポリマーコンクリート中０．０１〜１０重量％使用できる。
【００２６】
本発明のポリマーコンクリートの樹脂成分には、(B) 成分、(C) 成分、(D) 成分又は(E) 成分に加えて、ポリマーコンクリート製造の際に使用できる公知の他の物質を配合できる。例えばスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂等の低収縮剤、靱性付与の目的で加えられる熱可塑性樹脂、エラストマー、可塑剤、シリコンオイルやパラフィンワックス類等の内部離型剤、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、耐候剤、又は、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等の無機物表面処理剤等を配合できる。これらの他の物質の中では低収縮剤が好ましい。樹脂成分に他の物質を混合した場合、他の物質の配合割合は樹脂成分中に５０重量％以下であることが好ましく、２５重量％以下であることがより好ましい。５０重量％を越えるとポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。また本発明においては内部離型剤を５重量％以内に配合することも好ましい。
【００２７】
焼却灰を含有する骨材混合物及び樹脂成分からなる本発明のポリマーコンクリートの配合割合は、骨材混合物：樹脂成分＝１０〜９０重量％：９０〜１０重量％であ る。骨材混合物が１重量％未満又は樹脂成分が９９重量％を越えると焼却灰を再利用する効率が悪くなるおそれがある。骨材混合物が９０重量％を越えると、実施例で示した通りに、１年後の溶出試験で重金属の溶出が生じることがある。
【００２８】
本発明のポリマーコンクリートは、吸水率が１．０％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましい。このことによって、ポリマーコンクリート中に含有している焼却灰中の重金属が溶出することを経時的に防止できるという効果を有する。吸水率が１．０重量％を越えると、この効果が減少するおそれがある。従って本発明のポリマーコンクリートの組成及び配合量を決定する際には、吸水率が１．０％以下であるように配慮することが好ましい。
【００２９】
本発明のポリマーコンクリートの吸水率の下限値については特に制限はないが、極少量の水分が無水マレイン酸の加水分解や重金属の錯化能力を向上する可能性を考えると、吸水率が０．０５％以上であることが好ましい。なお本発明の吸水率はＪＩＳＫ７２０９に準拠した方法で２３℃にて測定する。
【００３０】
本発明のポリマーコンクリート中の樹脂成分は硬化剤により硬化させる。硬化剤はラジカル重合開始剤として一般的に使用されるものであれば特に制限はなく、例えばメチルエチルケトンパーオキシドや過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、無機過酸化物、又は、アゾ化合物等を使用できる。また、重合速度の向上や重合温度の低下を目的として、トリエチルアミン等の脂肪族アミン、ジメチルアニリンやジメチルトルイジン等の芳香族アミン、又は、ナフテン酸コバルトやオクテン酸コバルト等のコバルト化合物等の公知の硬化促進剤を硬化剤と併用してもよい。硬化剤又は硬化促進剤の配合割合は、好ましくはポリマーコンクリート中に０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。０．０１重量％未満だと樹脂成分の硬化時間が長くなるおそれがあり、１０重量％を越えると樹脂成分の硬化時間短縮の効果はみられず、ポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。
【００３１】
本発明のポリマーコンクリートを使用して二次製品を作製することができる。このようなポリマーコンクリート製二次製品は、(A) 成分、(B) 成分、(C) 成分、(D) 成分又は(E) 成分を含有する混合物を所望の型枠内で固化し賦型することにより作製できる。その製造方法は特に制限はなく、ポリマーコンクリート製二次製品を作製できる公知の技術を任意に適用できる。
【００３２】
その実施態様の一例を以下に述べる。(A) 成分の焼却灰及び砂利等をミキサーで予備混合した骨材混合物と、(B) 成分の結合材溶液中に(D) 成分の高分子量キレート剤及び収縮低減剤を溶解させた樹脂シロップとをミキサーで混合し、更に硬化剤と促進剤を添加して混合する。その後この混合物を型枠内に流し込んで常温硬化あるいは加熱硬化により成形してポリマーコンクリート製二次製品を作製する。樹脂シロップの調製や、骨材混合物と結合材の混合の際には、ミキサーの内部を減圧して脱泡すると気泡の少ない緻密なポリマーコンクリートが得られる場合がある。型枠には予めシリコンオイル等の外部離型剤を塗布しておくとよい。
【００３３】
また別の実施態様としては例えば、焼却灰と(D) 成分又は(E) 成分を予備混合することにより焼却灰表面を事前に(D) 成分又は(E) 成分で被覆する方法、焼却灰を(D) 成分又は(E) 成分と予備混合して粒状の複合物にしたものを使用する方法が挙げられる。(D) 成分を使用する際には、(D) 成分の軟化温度以上に加熱しながら混練することにより焼却灰と(D) 成分との複合物を得ることができる。
【００３４】
ポリマーコンクリート製二次製品の成形方法には特に制限はなく、遠心成形、注型成形等の公知の方法を適用できる。ポリマーコンクリートの成形方法についてはいくつかの好ましい実施態様が知られているが、本発明ではこれらの方法を任意に適用できる。例えば、注型成形に際しては、気泡の混入を抑制するため、型枠内を減圧あるいは加圧すると好ましい場合がある。また型枠の表面にシリコンオイル等の外部離型剤を塗布しておくと離型が容易である。また型枠の表面に、本発明の(B) 成分のラジカル重合性単量体と硬化剤の混合物からなるゲルコート剤を塗布して予め樹脂の硬化皮膜を形成させておき、この型枠を成形に用いると表面が美麗なコンクリート二次製品ができる。
【００３５】
本発明で作製するポリマーコンクリート製二次製品としては、マンホール、ハンドホール又はヒューム管等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明のポリマーコンクリート製二次製品は機械的な強度が要求される場合が多く、必要に応じて型枠内部に鉄筋を付設しておき、ポリマーコンクリートと鉄筋との一体成形もできる。
【００３６】
【実施例】
次に実施例、比較例をあげて本発明を更に詳細に説明する。実施例及び比較例で使用した原材料は次の通りである。
［(A)成分］地方自治体から入手した下水汚泥焼却灰
［スラグ］２０Ａ（ファインセラメント２０Ａ第一セメント株式会社製）
［ケイ砂］
・Ｎ３０（株式会社瓢屋製）
・Ｎ５０（株式会社瓢屋製）
・７号（東北硅砂株式会社製）
【００３７】
［(B) 成分］
・ブレンマー３０１（不飽和ポリエステル樹脂、日本油脂株式会社製）
・ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
［(C)成分］
・２ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート
・ＭＡＨ：無水マレイン酸
・ＭＡＡ：メタクリル酸
・ＤＭＡＰＡ：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
・ＶＰ：４−ビニルピリジン
【００３８】
［(D) 成分］高分子量キレート剤
・ポリアクリル酸ソーダ（アクアリックＤＬ４６４、分子量６万、株式会社日本触媒製）
・ポリエチレンイミン（エポミンＳＰ２００、分子量１万、株式会社日本触媒製）
【００３９】
［(E) 成分］低分子量キレート剤
・イルガノックス（イルガノックスＭＤ１０２４、１，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナモイル）ヒドラジン、日本チバガイギー株式会社製）
・アデカＣＤＡ−１（アデカスタブＣＤＡ−１、３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール、旭電化工業株式会社製）
・アデカＣＤＡ−６（アデカスタブＣＤＡ−６、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、旭電化工業株式会社製）
【００４０】
［硬化剤］
・ナイパーＢＭＴ−Ｋ−４０（ベンゾイルパーオキシド、日本油脂株式会社製）
［硬化促進剤］
・アミン：２，４，６−トリ（ジメチルアミノ）トルエン
・コバルト：ナフテン酸コバルト
［低収縮剤］
・ＴＸ−４００（電気化学工業株式会社製スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂）
［内部離型剤］パラフィンワックス（融点５６℃）
［外部離型剤］シリコンオイル（２００スプレー、東レダウコーニング株式会社製）
【００４１】
（参考例１）
事前に充分乾燥した焼却灰、スラグ及びケイ砂を表１の配合組成で予備混合して骨材混合物を得た。また(B) 成分のラジカル重合性単量体、(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体、低収縮剤、硬化促進剤及び内部離型剤を表２〜表３の配合組成で予備混合して樹脂シロップを得た。次いでこれらの骨材、樹脂シロップ及び硬化剤溶液を配合し表４〜表７の配合組成で混合した後、混合物を直ちに外部離型剤を塗布した縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×長さ４０ｃｍのステンレス製型枠に流し込んだ。その際にはバイブレータを用いて型枠に振動を加えて脱泡した。室温で２時間放置した後脱型して成形物を取り出し、更に室温で数時間放置して縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×長さ４０ｃｍのポリマーコンクリート製供試体を得た。この供試体からポリマーコンクリートの試験片を切り出し、これを用いて産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法（環境庁告示１３号）に準じて重金属の溶出試験を行った。その結果を表４〜表７に示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
（実施例２）樹脂シロップとして(B) 成分のラジカル重合性単量体、低収縮剤、硬化促進剤、内部離型剤、(D) 成分の高分子量キレート剤及び(E) 成分の低分子量キレート剤を表８〜表９の配合組成で予備混合したものを使用し、骨材混合物、樹脂シロップ及び硬化剤溶液を表１０〜表１１の配合組成で混合したこと以外は、実施例１と同様に行った。その結果を表１０〜表１１に示した。但し、実験番号２３〜実験番号２７は実施例である。
【００５０】
【表８】
【００５１】
【表９】
【００５２】
【表１０】
【００５３】
【表１１】
【００５４】
（実施例３）実施例１の配合組成でポリマーコンクリート製マンホールを製造し、１年間使用した。その後、重金属の溶出試験を実施例１と同様に行い、長期間使用における重金属溶出の状況を測定した。その結果を表１２に示した。
【００５５】
【表１２】
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品は、長期間使用してもポリマーコンクリート中の焼却灰から重金属が溶出することがない。そのために重金属をポリマーコンクリート製二次製品中に閉じこめることができ、環境汚染を防止できる。また焼却灰の配合量を増やすこともできるので、廃棄物である焼却灰の再利用化及びポリマーコンクリートの低価格化、更にポリマーコンクリート製二次製品の低価格化も図れる。
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却灰を含有することを特徴とするポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境の保護あるいは廃棄物処理問題への対策から、下水汚泥焼却灰及び一般廃棄物焼却灰等の焼却灰を資源として再利用するための種々の検討がなされている。再利用する方法の一つとしてポリマーコンクリートの骨材として使用する方法が挙げられている。
【０００３】
ポリマーコンクリートは砕石、砂及び炭酸カルシウム等の骨材を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂又はアクリル樹脂等の樹脂により硬化させた、骨材及び樹脂成分からなる複合材料である。ポリマーコンクリートは、引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質、耐薬品性、耐水性、耐熱性、接着性、並びに、電気特性等の性質に優れている。そしてポリマーコンクリート製二次製品は内部に空隙部分が少なく緻密であることから、建設材料等の構造材料として工業的に利用されている。
【０００４】
このようにポリマーコンクリートは緻密性の高い材料である。また樹脂成分の種類を検討することにより、材料特性を比較的自由に変化させることができるため、ポリマーコンクリートは焼却灰を再利用する好適な方法を提供できる。焼却灰を骨材として含有するポリマーコンクリートについては、既に特開平６−８７６４１号公報、特開平６−３４５５０６号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
焼却灰は焼却した廃棄物の種類により、鉛、クロム、水銀、カドミウム、砒素等の生物に有害な重金属を含有する場合があり、焼却灰を資源として再利用する場合には、これらの重金属を自然環境中へ溶出することを極力防止する必要があった。
【０００６】
しかしながら、上記の先行技術には、ポリマーコンクリートからの重金属の溶出防止に対して樹脂成分が検討されておらず、焼却灰を含有するポリマーコンクリート製二次製品を長期間使用するとポリマーコンクリートから重金属が溶出して環境汚染を引き起こしてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明者らは、焼却灰を骨材として再利用したポリマーコンクリートにおいて、重金属の自然環境中への溶出の可能性を低減したポリマーコンクリート製二次製品の開発を目指して鋭意検討した結果、ポリマーコンクリート中に特定の官能基を有する物質を含有させることによって本発明を完成できた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
出願人は、(A)焼却灰を含有する骨材と(B)ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に、前記（B)ラジカル重合性単量体に、(C）焼却灰中の重金属を当該ポリマーコンクリート系外に溶出することを抑制できる官能基を有するラジカル重合性単量体を共重合させたことを特徴とするポリマーコンクリートなる発明を開示するとともに、本出願に係る発明の、 (A) 焼却灰を含有する骨材と (B) ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に、（D)分子量１０００以上の高分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％、若しくは、（E)分子量１０００未満の低分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％を含有させたことを特徴とするポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品を開示するものであり、又、吸水率が１．０％以下であることを特徴とする当該ポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品をも開示するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。本発明の(A) 成分である骨材は、焼却灰を含有していることを特徴としている。ここで、焼却灰とは焼却することによって生成した灰をいう。焼却灰を焼却される物質の種類で分類すると下水汚泥焼却灰及び一般廃棄物焼却灰等があり、前処理法の種類で分類すると石灰系焼却灰、高分子系焼却灰、無薬注焼却灰及び薬注焼却灰等があり、焼却工程で分類するとボイラボトムダスト、落塵、ガス冷却室ダスト及び集塵機ダスト等のフライアッシュ、並びに、焼却残渣があるが、本発明の(A) 成分として用いる焼却灰には特に制限はない。また焼却灰に加圧固化、焼成、焼結又は溶融スラグ化等の後処理を施すことにより、骨材、軽量骨材等として利用できる加工焼却灰も開発されているが、本発明ではこのような加工焼却灰も使用できる。
【００１０】
本発明では、焼却灰をポリマーコンクリートの骨材として使用するが、必要に応じて焼却灰以外の他の骨材と配合した骨材混合物として使用できる。他の骨材としてはポリマーコンクリートに使用できれば特に制限はなく、例えば細砂、粗砂、砂利、砕石、ケイ砂、パーライト、シラスバルーン、樹脂ビーズ、樹脂ペレット、発泡ポリスチレンビーズ、フェノールバルーン、ガラス球、中空ガラス球、その他の軽量骨材、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、各種ウィスカー、炭酸カルシウム又は水酸化アルミニウム等が挙げられる。他の骨材と混合した場合、他の骨材の配合割合は骨材混合物中に９５重量％以下であることが好ましい。９５重量％を越えると廃棄物処理の観点から焼却灰を再利用する効率が悪くなるおそれがある。
【００１１】
本発明では使用する焼却灰及び他の骨材の粒子径については特に制限はない。一般に粒子径の小さい骨材を用いて製造されたポリマーコンクリートをポリマーモルタルと呼称するが、本発明のポリマーコンクリートはポリマーモルタルも含んでいる。
【００１２】
本発明の(B) 成分であるラジカル重合性単量体の重合体は骨材同士を結合させる結合材としての役割を果たす。ラジカル重合性単量体とは、分子内に１つ以上のビニル基を有する単量体であり、例えば、スチレン、α−メチルスチレン若しくはビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル若しくは（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステル単量体、酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル単量体、アクリロニトリル若しくはメタクリロニトリル等のニトリル類、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパンポリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレート若しくはジアリルフタレート等の多官能性ビニル単量体、又は、分子内にビニル基を有するラジカル重合性オリゴマーであるビニルエステル樹脂若しくは不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの単量体は単独で使用しても、併用して使用してもよい。
【００１３】
本発明は、焼却灰中の重金属をポリマーコンクリート内部に補足し、重金属 がポリマーコンクリート系外に溶出することを抑制出来る官能基やそれを有する化合物、キレート剤やキレート樹脂等（以下、これらの重金属の溶出を防止し得る効果を有する官能基や化合物を総称して、「配位子」という。）を当該ポリマーコンクリート中に含んでいることを特徴としている。
【００１４】
本発明において、後述する通りに、 (B) 成分に共重合し得るラジカル重合性単量体であって、水酸基、カルボン酸基、酸無水物基、アルデヒド基、エーテル基、アミド基、アミノ基、ピルジル基、スルホン酸基を有するものを (C) 成分として選択することで本発明の効果が達成されるが、高分子キレート剤、低分子量キレート剤を特定量制限する場合にも同様な効果が得られる。
【００１５】
本発明においてポリマーコンクリート中に配位子を含有させる方法としては以下の２つの方法が挙げられる。第１の方法は(B) 成分のラジカル重合性単量体に予め(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させる方法である。第２の方法は配位子を共重合させずに、別途ポリマーコンクリート中に添加させる方法である。配位子としては特定量のキレート剤が挙げられ、具体的には(D) 成分の分子量１０００以上の高分子量キレート剤又は(E) 成分の分子量１０００未満の低分子量キレート剤が挙げられる。
【００１６】
ポリマーコンクリート中に配位子を含有させる第１の方法は、(B) 成分のラジカル重合性単量体に予め(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させて、共重合体にしてしまう方法である。(B) 成分のラジカル重合性単量体と(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体の共重合体は、(B) 成分のラジカル重合性単量体の重合体と同等な力学的性質、例えばポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等を示すという特徴を有する。
【００１７】
このような(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体として工業的に容易に入手できるものとしては、例えば以下のものが挙げられる。水酸基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル若しくは（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル等が挙げられ、カルボン酸を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸、マレイン酸若しくはフマル酸等が挙げられ、酸無水物基を有するラジカル重合性単量体としては無水マレイン酸等が挙げられ、アルデヒドを有するラジカル重合性単量体としてはアクロレイン等が挙げられ、エーテル基を有するラジカル重合性単量体としては、（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコールエステル、（メタ）アクリル酸ポリプロピレングリコールエステル若しくはω−ビニル−ω’−メトキシポリエチレングリコール等が挙げられ、アミド基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド若しくはＮ−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられ、アミノ基を有するラジカル重合性単量体としては（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノプロピルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド若しくはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートが挙げられ、ピリジル基を有するラジカル重合性単量体としては４−ビニルピリジン等が挙げられ、又は、スルホン酸塩を有するラジカル重合性単量体としてはスチレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。これらの単量体は単独又は併用して使用できる。
【００１８】
(B) 成分のラジカル重合性単量体に(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させる配合割合は特に制限はないが、(B) 成分のラジカル重合性単量体に(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させた共重合体中に、(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体が０．０１〜４０重量％含有することが好ましい。０．０１重量％未満だと重金属を捕捉する能力が低下するために重金属が溶出してしまうおそれがあり、４０重量％を越えると共重合体の吸水性が大きくなるために重金属が溶出してしまうおそれがある。
【００１９】
ラジカル重合性単量体に配位子を有するラジカル重合性単量体を共重合させた共重合体を製造するには、ポリマーコンクリート製造の際、ラジカル重合性単量体に配位子を有するラジカル重合性単量体を配合して共重合させると良い。
【００２０】
本発明においてポリマーコンクリート中に配位子を含有させる第２の方法は、(A) 成分の焼却灰及び(B) 成分のラジカル重合性単量体を含有するポリマーコンクリート中に、配位子を別途ポリマーコンクリート中に添加する方法である。配位子としてはキレート剤が挙げられ、具体的には(D) 成分の高分子量キレート剤又は(E) 成分の低分子量キレート剤が挙げられる。
【００２１】
(D) 成分の高分子量キレート剤とは、分子内に配位子を有する分子量１０００以上の化合物をいう。(D) 成分の高分子量キレート剤は、安価で焼却灰中の重金属と錯化する能力が高いために、特に重金属がポリマーコンクリートから溶出しにくいという特徴を有する。工業的に容易に入手できる高分子量キレート剤としては以下のものが挙げられる。例えば、配位子を有するラジカル重合性単量体の重合体（例えばポリアクリル酸ソーダ等）、配位子を有するラジカル重合性単量体とその他のラジカル重合性単量体との共重合体（例えばアクリル酸ソーダとメタクリル酸メチルとの共重合体等）等が挙げられる。
【００２２】
また、配位子を有する官能基の前駆体を分子内に含有するラジカル重合性単量体（例えば酢酸ビニル等）の重合体を化学的に後処理して製造される高分子量キレート剤（例えばポリ酢酸ビニルをケン化して製造したポリビニルアルコール等）も挙げられる。
【００２３】
更に配位子を有するラジカル重合性単量体の重合体以外の高分子量キレート剤としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリアミノ酸若しくはフェノール樹脂等が挙げられる。
【００２４】
(E) 成分の低分子量キレート剤とは、分子内に配位子を有する分子量１０００未満の低分子化合物をいう。低分子量キレート剤は特定の重金属を選択的に錯化できるように分子設計することが容易であるという特徴を有する。工業的に容易に入手できる低分子量キレート剤としては例えば、１，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロシンナモイル）ヒドラジン、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド又は３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。低分子量キレート剤の分子量の下限については特に制限はないが、分子量５２以上が好ましい。なお、分子量の値は、ＧＰＣシステム（東ソー社製 ＳＣ−８０１０）等を使用し、市販の標準ポリスチレンで検量線を作成して求めた重量平均分子量（Ｍｗ）から算出できる。
【００２５】
本発明のポリマーコンクリートに(D) 成分の分子量１０００以上の高分子量キレート剤又は(E) 成分の分子量１０００未満の低分子量キレート剤を配合する場合の配合量は、好ましくはポリマーコンクリート中に０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。０．０１重量％未満だと重金属を捕捉する能力が低下するために重金属が溶出してしまうおそれがあり、１０重量％を越えるとポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。また(C) 成分及び(D) 成分を併せてポリマーコンクリート中０．０１〜１０重量％使用できる。
【００２６】
本発明のポリマーコンクリートの樹脂成分には、(B) 成分、(C) 成分、(D) 成分又は(E) 成分に加えて、ポリマーコンクリート製造の際に使用できる公知の他の物質を配合できる。例えばスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂等の低収縮剤、靱性付与の目的で加えられる熱可塑性樹脂、エラストマー、可塑剤、シリコンオイルやパラフィンワックス類等の内部離型剤、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、耐候剤、又は、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等の無機物表面処理剤等を配合できる。これらの他の物質の中では低収縮剤が好ましい。樹脂成分に他の物質を混合した場合、他の物質の配合割合は樹脂成分中に５０重量％以下であることが好ましく、２５重量％以下であることがより好ましい。５０重量％を越えるとポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。また本発明においては内部離型剤を５重量％以内に配合することも好ましい。
【００２７】
焼却灰を含有する骨材混合物及び樹脂成分からなる本発明のポリマーコンクリートの配合割合は、骨材混合物：樹脂成分＝１０〜９０重量％：９０〜１０重量％であ る。骨材混合物が１重量％未満又は樹脂成分が９９重量％を越えると焼却灰を再利用する効率が悪くなるおそれがある。骨材混合物が９０重量％を越えると、実施例で示した通りに、１年後の溶出試験で重金属の溶出が生じることがある。
【００２８】
本発明のポリマーコンクリートは、吸水率が１．０％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましい。このことによって、ポリマーコンクリート中に含有している焼却灰中の重金属が溶出することを経時的に防止できるという効果を有する。吸水率が１．０重量％を越えると、この効果が減少するおそれがある。従って本発明のポリマーコンクリートの組成及び配合量を決定する際には、吸水率が１．０％以下であるように配慮することが好ましい。
【００２９】
本発明のポリマーコンクリートの吸水率の下限値については特に制限はないが、極少量の水分が無水マレイン酸の加水分解や重金属の錯化能力を向上する可能性を考えると、吸水率が０．０５％以上であることが好ましい。なお本発明の吸水率はＪＩＳＫ７２０９に準拠した方法で２３℃にて測定する。
【００３０】
本発明のポリマーコンクリート中の樹脂成分は硬化剤により硬化させる。硬化剤はラジカル重合開始剤として一般的に使用されるものであれば特に制限はなく、例えばメチルエチルケトンパーオキシドや過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、無機過酸化物、又は、アゾ化合物等を使用できる。また、重合速度の向上や重合温度の低下を目的として、トリエチルアミン等の脂肪族アミン、ジメチルアニリンやジメチルトルイジン等の芳香族アミン、又は、ナフテン酸コバルトやオクテン酸コバルト等のコバルト化合物等の公知の硬化促進剤を硬化剤と併用してもよい。硬化剤又は硬化促進剤の配合割合は、好ましくはポリマーコンクリート中に０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。０．０１重量％未満だと樹脂成分の硬化時間が長くなるおそれがあり、１０重量％を越えると樹脂成分の硬化時間短縮の効果はみられず、ポリマーコンクリートの引張強度、曲げ強度及び圧縮強度等の力学的性質が低下するおそれがある。
【００３１】
本発明のポリマーコンクリートを使用して二次製品を作製することができる。このようなポリマーコンクリート製二次製品は、(A) 成分、(B) 成分、(C) 成分、(D) 成分又は(E) 成分を含有する混合物を所望の型枠内で固化し賦型することにより作製できる。その製造方法は特に制限はなく、ポリマーコンクリート製二次製品を作製できる公知の技術を任意に適用できる。
【００３２】
その実施態様の一例を以下に述べる。(A) 成分の焼却灰及び砂利等をミキサーで予備混合した骨材混合物と、(B) 成分の結合材溶液中に(D) 成分の高分子量キレート剤及び収縮低減剤を溶解させた樹脂シロップとをミキサーで混合し、更に硬化剤と促進剤を添加して混合する。その後この混合物を型枠内に流し込んで常温硬化あるいは加熱硬化により成形してポリマーコンクリート製二次製品を作製する。樹脂シロップの調製や、骨材混合物と結合材の混合の際には、ミキサーの内部を減圧して脱泡すると気泡の少ない緻密なポリマーコンクリートが得られる場合がある。型枠には予めシリコンオイル等の外部離型剤を塗布しておくとよい。
【００３３】
また別の実施態様としては例えば、焼却灰と(D) 成分又は(E) 成分を予備混合することにより焼却灰表面を事前に(D) 成分又は(E) 成分で被覆する方法、焼却灰を(D) 成分又は(E) 成分と予備混合して粒状の複合物にしたものを使用する方法が挙げられる。(D) 成分を使用する際には、(D) 成分の軟化温度以上に加熱しながら混練することにより焼却灰と(D) 成分との複合物を得ることができる。
【００３４】
ポリマーコンクリート製二次製品の成形方法には特に制限はなく、遠心成形、注型成形等の公知の方法を適用できる。ポリマーコンクリートの成形方法についてはいくつかの好ましい実施態様が知られているが、本発明ではこれらの方法を任意に適用できる。例えば、注型成形に際しては、気泡の混入を抑制するため、型枠内を減圧あるいは加圧すると好ましい場合がある。また型枠の表面にシリコンオイル等の外部離型剤を塗布しておくと離型が容易である。また型枠の表面に、本発明の(B) 成分のラジカル重合性単量体と硬化剤の混合物からなるゲルコート剤を塗布して予め樹脂の硬化皮膜を形成させておき、この型枠を成形に用いると表面が美麗なコンクリート二次製品ができる。
【００３５】
本発明で作製するポリマーコンクリート製二次製品としては、マンホール、ハンドホール又はヒューム管等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明のポリマーコンクリート製二次製品は機械的な強度が要求される場合が多く、必要に応じて型枠内部に鉄筋を付設しておき、ポリマーコンクリートと鉄筋との一体成形もできる。
【００３６】
【実施例】
次に実施例、比較例をあげて本発明を更に詳細に説明する。実施例及び比較例で使用した原材料は次の通りである。
［(A)成分］地方自治体から入手した下水汚泥焼却灰
［スラグ］２０Ａ（ファインセラメント２０Ａ第一セメント株式会社製）
［ケイ砂］
・Ｎ３０（株式会社瓢屋製）
・Ｎ５０（株式会社瓢屋製）
・７号（東北硅砂株式会社製）
【００３７】
［(B) 成分］
・ブレンマー３０１（不飽和ポリエステル樹脂、日本油脂株式会社製）
・ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
［(C)成分］
・２ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート
・ＭＡＨ：無水マレイン酸
・ＭＡＡ：メタクリル酸
・ＤＭＡＰＡ：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
・ＶＰ：４−ビニルピリジン
【００３８】
［(D) 成分］高分子量キレート剤
・ポリアクリル酸ソーダ（アクアリックＤＬ４６４、分子量６万、株式会社日本触媒製）
・ポリエチレンイミン（エポミンＳＰ２００、分子量１万、株式会社日本触媒製）
【００３９】
［(E) 成分］低分子量キレート剤
・イルガノックス（イルガノックスＭＤ１０２４、１，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナモイル）ヒドラジン、日本チバガイギー株式会社製）
・アデカＣＤＡ−１（アデカスタブＣＤＡ−１、３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール、旭電化工業株式会社製）
・アデカＣＤＡ−６（アデカスタブＣＤＡ−６、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、旭電化工業株式会社製）
【００４０】
［硬化剤］
・ナイパーＢＭＴ−Ｋ−４０（ベンゾイルパーオキシド、日本油脂株式会社製）
［硬化促進剤］
・アミン：２，４，６−トリ（ジメチルアミノ）トルエン
・コバルト：ナフテン酸コバルト
［低収縮剤］
・ＴＸ−４００（電気化学工業株式会社製スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂）
［内部離型剤］パラフィンワックス（融点５６℃）
［外部離型剤］シリコンオイル（２００スプレー、東レダウコーニング株式会社製）
【００４１】
（参考例１）
事前に充分乾燥した焼却灰、スラグ及びケイ砂を表１の配合組成で予備混合して骨材混合物を得た。また(B) 成分のラジカル重合性単量体、(C) 成分の配位子を有するラジカル重合性単量体、低収縮剤、硬化促進剤及び内部離型剤を表２〜表３の配合組成で予備混合して樹脂シロップを得た。次いでこれらの骨材、樹脂シロップ及び硬化剤溶液を配合し表４〜表７の配合組成で混合した後、混合物を直ちに外部離型剤を塗布した縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×長さ４０ｃｍのステンレス製型枠に流し込んだ。その際にはバイブレータを用いて型枠に振動を加えて脱泡した。室温で２時間放置した後脱型して成形物を取り出し、更に室温で数時間放置して縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×長さ４０ｃｍのポリマーコンクリート製供試体を得た。この供試体からポリマーコンクリートの試験片を切り出し、これを用いて産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法（環境庁告示１３号）に準じて重金属の溶出試験を行った。その結果を表４〜表７に示した。
【００４２】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
（実施例２）樹脂シロップとして(B) 成分のラジカル重合性単量体、低収縮剤、硬化促進剤、内部離型剤、(D) 成分の高分子量キレート剤及び(E) 成分の低分子量キレート剤を表８〜表９の配合組成で予備混合したものを使用し、骨材混合物、樹脂シロップ及び硬化剤溶液を表１０〜表１１の配合組成で混合したこと以外は、実施例１と同様に行った。その結果を表１０〜表１１に示した。但し、実験番号２３〜実験番号２７は実施例である。
【００５０】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
（実施例３）実施例１の配合組成でポリマーコンクリート製マンホールを製造し、１年間使用した。その後、重金属の溶出試験を実施例１と同様に行い、長期間使用における重金属溶出の状況を測定した。その結果を表１２に示した。
【００５５】
【表１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のポリマーコンクリート及びポリマーコンクリート製二次製品は、長期間使用してもポリマーコンクリート中の焼却灰から重金属が溶出することがない。そのために重金属をポリマーコンクリート製二次製品中に閉じこめることができ、環境汚染を防止できる。また焼却灰の配合量を増やすこともできるので、廃棄物である焼却灰の再利用化及びポリマーコンクリートの低価格化、更にポリマーコンクリート製二次製品の低価格化も図れる。
Claims (4)
- (A)焼却灰を含有する骨材と(B)ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材混合物が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に（D)分子量１０００以上の高分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％を含有することを特徴とするポリマーコンクリート。
- (A)焼却灰を含有する骨材と(B)ラジカル重合性単量体とを主成分とし、前記骨材混合物が９０重量％以下含有されるポリマーコンクリートであって、更に（E)分子量１０００未満の低分子量キレート剤を０．０１〜１０重量％を含有することを特徴とするポリマーコンクリート。
- 吸水率が１．０％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポリマーコンクリート。
- 請求項１、請求項２又は請求項３記載のポリマーコンクリートからなるポリマーコンクリート製二次製品。
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