JP7828656B2 - 砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガ用の固化材、並びにその固化材を用いて砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法及びマニュアル式製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガ用の固化材、並びにその固化材を用いて砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法及びマニュアル式製造装置に関する。

レンガは、歴史的に建造物の資材として広く活用されており、例えば、強度が要求される用途には焼成レンガが適するが、強度がそれほど要求されない用途にはいわゆる日干しレンガが用いられている。これらのレンガの原材料には、一般に、森林土壌、黒土、粘土集積土壌などの自然土が用いられている。また、特許文献１には、自然土と砂を混ぜ合わせ、これに固化材としてのセメントを混合した後、水を少しずつ加えながら練り上げて成形型に入れ、型に入れたまま乾燥させて無焼成レンガを製造することが提案されている。

ところが、レンガの原料となる自然土は、農地に適する土であるから、これをレンガの製造に用いると農地が減少することになるため、国や地域によっては農地に自然土をレンガの製造に用いることを禁止又は制限している。しかも、レンガを焼成する燃料に石炭を用いると、煤煙、煤煙や灰等に含まれる重金属、及び燃焼で発生する二酸化炭素などによる環境汚染の問題があるため、焼成レンガの製造を禁止している国や地域もある。

他方、特許文献２には、火山灰質粘土（ローム）の建設残土を原材料とし、固化材としてポルトランドセメント（以下、単にセメントという。）の他にアルミ酸ソーダ水を加えて混練し、これを押出成形した後、乾燥固化させて無焼成レンガを製造することが提案されている。また、特許文献３には、色彩を付けた無焼成レンガを製造することが提案されている。これによれば、固化材としてセメントを用いずに、火山灰質粘土の建設残土を５ｍｍ以下の粒径に調整した原材料１００重量部に対し、消石灰（水酸化カルシウム）又は炭酸カルシウム等のカルシュウム系の固化材を１５～６５重量部を混合し、その混合物に対して５～２０重量％の顔料と予め十分混合した砂を混ぜ合わせて成型、乾燥、固化させて無焼成レンガを製造している。

特開２００８―２６６１１０ 特開２０１１―００６３０８ 特開２０１２―１６２４２８

特許文献２、３の技術によれば、レンガの原材料に自然土を用いないこと、及び焼成レンガに伴う環境汚染の問題を解消できる。しかし、自然土をレンガの原材料として用いることを禁止又は制限している国や地域において、火山灰質粘土（ローム）を入手できるとは限らない一方で、建築構造物に用いる高強度の無焼成レンガを大量に必要としている国や地域がある。

他方、自然土をレンガの原材料として用いることを禁止又は制限している国等で、砂漠の土（以下、砂漠土という。）や河川や港湾を浚渫した残土（以下、浚渫土という。）が大量に存在する国等がある。そこで、特許文献２、３のように、砂漠土や浚渫土を用いて高強度の無焼成レンガを製造できれば、浚渫土等の廃棄物を有効活用でき、しかも農地の減少や環境汚染の問題を解決できる。

しかし、特許文献２、３で用いた建設残土は比較的粒径が大きいのに対し、砂漠土や浚渫土は粒子が極めて微細であるから、特許文献２、３の固化材を砂漠土や浚渫土を用いた無焼成レンガの製造に適用して、高強度の無焼成レンガが得られるとは限らない。

例えば、一般にセメントは、固化して強度を発現するまでに一定の養生期間（例えば１ヶ月以上）が必要である。この養生期間は、一部のセメントが固化した後も、内部の余剰水によって残りのセメントの水和反応（酸化還元反応）が継続し、セメント全体の固化が進むのに必要な期間である。つまり、セメントは原料（石灰石、粘土、珪酸原料、酸化鉄原料等）をキルンで焼成して得られるクリンカ（焼塊）に、石膏（２～３％）を加えて粉砕したものである。水と最も反応が早いのは、クリンカ組成物（３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）であり、クリンカ組成物の表面に石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）による微細な凝固結晶体の被膜が形成される。この凝固結晶体の被膜によってクリンカ組成物の水和反応速度が抑制される。しかし、凝固結晶体の被膜を介してセメントの水和反応はさらにゆっくりと進行し、セメント粒子の隙間を生成されるカルシウムなどによって凝結硬化が進む。

さらに、レンガの原材料を型枠に充填して圧縮する際の作業性をよくするために、セメントに対する水の比率を高くして流動性を高めること一般に行われている。そのため、セメントの水和反応に必要な量以上の余剰水が生じ、その余剰水がレンガの表面に滲み出てくる過程において、レンガ内部に微細な毛管ができ、レンガの強度が劣化される原因になると思われる。

本発明が解決しようとする第１の課題は、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの強度を向上することができる無焼成レンガ用の固化材を提供することにある。
第２の課題は、本発明の無焼成レンガ用の固化材を用い、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む高強度の無焼成レンガの製造方法を提供することにある。
第３の課題は、前記第２の課題に加えて、電力などが得られにくい地域でも砂漠土又は浚渫土を原材料に含む高強度の無焼成レンガの製造するマニュアル式製造装置を提供することにある。

第１の課題を解決するために、本発明の発明者らは、余剰水によるセメントの水和反応の進行を促すとともに、セメントの水和反応による凝固結晶体を緻密で強固な結晶化構造に変性させることができれば、砂漠土又は浚渫土を原材料に含めても、建設構造物に適した強度を有する無焼成レンガを製造できるという仮説の下に、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガ用の固化材について検討した。

まず、セメントの水和反応の余剰水がアルカリ性であることに鑑み、アルカリ性の余剰水と特定の無機固化材とを反応させて凝固結晶体を生成させれば、レンガの原材料とセメントとの接着力が生み出されて、強固な無焼成レンガを形成できると考えて実験を試みた。その結果、セメントに加えて、二酸化ケイ素、塩化カルシウム（粒状）及び酸化アルミニウム（アルミナ）を必須成分とする無機固化材を混入すると、無焼成レンガの強度が向上することを知見した。さらに、それらの必須成分に対して、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化カルシウム、塩化カリウムから選択された少なくとも一つの無機固化材を副成分として添加することが好ましいことを知見した。これらに副成分は、レンガの原材料とセメント等の固化材と水との混錬物の流動性を向上させ、その混錬物を型枠に充填して圧縮する際の作業性を改善する機能のほか、固化速度を向上させる機能があることを知見した。

すなわち、本発明の砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガ用の固化材は、セメントに加えて、二酸化ケイ素、塩化カルシウム（粒状）及び酸化アルミニウム（アルミナ）からなる無機固化材を必須成分とすることにより、高強度の無焼成レンガを製造することができる。

本発明の無機固化材の必須成分は、セメントの固化において、表１に示すように、次のような固化作用を有することを知見した。まず、二酸化ケイ素は、アルカリ性の余剰水と反応して生成される凝固結晶体によりレンガの原材料とセメントとの接着力を生み出し、無焼成レンガの強度向上に寄与する。しかし、二酸化ケイ素の配合割合が多すぎると強度向上の低下が懸念される。また、酸化アルミニウムは、反応生成物の凝固結晶体を緻密で強固な結晶化構造に変性させる作用がある。しかし、酸化アルミニウムの配合割合が少ないと結晶化構造の緻密化が困難である一方、多すぎると固化速度が減少することを知見した。さらに、塩化カルシウム（例えば、粒状）は、他の無機成分である二酸化ケイ素及び酸化アルミニウムと反応してオキシクロライドセメントを形成し、凝固結晶体の組織を強固にする機能を有する。しかし、塩化カルシウムは、配合割合が少ないと凝固結晶化の時間促進の効果を示さず、多いと凝結時間が短くなる。しかし、塩化カルシウムの配合割合は、無焼成レンガの製造に関して、特に問題となるものではないことを知見した。

これらの知見に基づいて、本発明の砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法は、本発明の無焼成レンガ用の固化材を用いるとともに、以下の手順により建築構造物に適した強度を有する無焼成レンガを製造することを特徴とする。
（準備工程）セメントと、表１に示した無機固化材の少なくとも必須成分を設定割合で混合して、本発明の固化材の混合物を予め準備する。
（工程１）砂漠土又は浚渫土の原材料と、骨材の砂を設定割合で混合する。
（工程２）工程１の混合物と本発明の固化材を混合して、さらに水を加えて混練する。
（工程３）工程２の混練物を型枠に充填し、設定圧力により加圧して生レンガを成形する。
（工程４）成形した生レンガを型枠から外して自然乾燥する。

本発明の製造方法によれば、本発明の無機固化材の必須成分の作用によって、セメントの水和反応の過程で二酸化ケイ素が無焼成レンガの強度向上に寄与し、酸化アルミニウムが凝固結晶体を緻密で強固な結晶化構造に変性させ、塩化カルシウムが他の必須成分と反応してオキシクロライドセメントを形成し、組織を強固にする。これにより、砂漠土又は浚渫土を用いて強固な無焼成レンガを製造することができる。また、工程３の設定圧力による加圧は、設定された短時間で昇圧することが望ましい。

さらに、前記準備工程は、必須成分の無機固化材に加えて、表１に示す無機固化材を副成分の１つ又は複数を混合することが望ましい。つまり、副成分の無機固化材には、酸化マグネシウムと、塩化マグネシウムと、水酸化カルシウム及び塩化カリウムの少なくとも１つを含めてもよい。これらは、接着力の向上、硬化前の流動性の向上に寄与するほか、固化速度を向上させる機能がある。しかし、配合割合は必須成分よりも少ないことが好ましい。これらの副成分は、接着力の向上にさらに寄与する他、セメント結合反応促進の向上に寄与することを知見した。

本発明によれば、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの強度を向上させることができる無焼成レンガ用の固化材を提供することができる。また、本発明の無焼成レンガ用の固化材を用い、砂漠土又は浚渫土を原材料に含む高強度の無焼成レンガの製造方法を提供することができる。さらに、電力などが得られにくい地域でも砂漠土又は浚渫土を原材料に含む高強度の無焼成レンガの製造するマニュアル式製造装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態の砂漠土又は浚渫土を用いた無焼成レンガの製造方法の手順を示すフローチャートである。 図２は、本発明の一実施形態のマニュアル式の無焼成レンガ製造装置の正面図である。 図３は、図２の無焼成レンガ製造装置のII－II矢視図である。 図４は、図３の無焼成レンガ製造装置のIII－III矢視図である。 図５は、図２の無焼成レンガ製造装置の動作を説明する図である。

図１に、本発明の一実施形態の砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法のフローチャートを示す。まず、本発明に係る固化材は、事前の準備工程（ステップＳ０）において、セメントと無機固化材を均一に混合して、容器あるいは袋に詰めて準備しておく。また、固化材であるセメントと、無機固化材の必須成分及び副成分の配合割合を予め調整して決めておく。つまり、原材料の砂漠土又は浚渫土の性状に合わせて固化材の配合割合を異ならせるため、実際に用いる砂漠土又は浚渫土の性状に合わせて、事前に試験等を行って配合割合を設定する。例えば、砂漠土又は浚渫土によって水分や塩分の含有量が異なるので、それらの性状に合わせて混練の際の水分や無機固化材の配合割合を調整する。なお、原材料の塩分含有量が多い場合、強度が出るまでの時間が早いことが分かっている。

また、固化材のセメントと無機固化材の必須成分及び副成分の配合割合を決めるにあたって、事前の試験等において、実際に用いる砂漠土又は浚渫土に対して、砂、セメント、本発明の固化材及び水の配合割合を仮設定し、それぞれの配合割合ごとに無焼成レンガの複数の試料を製造する。そして、それらの複数の試料について強度試験等を行い、実際に用いる砂漠土又は浚渫土ごとに、最適な配合割合を設定する。試験の結果得られた配合割合の実施例を表２に示す。

表２の実施例Ａは、浚渫土を原材料とする無焼成レンガの組成物の配合割合を示し、実施例Ｂは砂漠土を原材料とする無焼成レンガの組成物の配合割合を示している。なお、実施例Ａ、Ｂは、いずれも標準的寸法の無焼成レンガ４個分に対応する質量（例えば、４．４ｋｇ）を、質量部による割合として示している。しかし、質量部の割合が同一であれば、標準寸法の無焼成レンガの個数に関わらず、適用できることは言うまでもない。

上述したように試験による事前準備を行った後、図１に示すステップＳ０の固化材の準備工程、及びステップＳ１～Ｓ５を実行して無焼成レンガを製造する。まず、ステップＳ０の固化材の準備工程は、表２の実施例Ａ、Ｂに示すように、セメントの２質量部に対して、必須成分と副成分からなる無機固化材を０．０２質量部の割合で混合する。つまり、セメントと無機固化材の配合割合は、質量比で１００：１である。セメントと無機固化材は、いずれも粉粒体であるから、１００：１で均一に混ぜ合わせる作業の時間が長大になる。そこで、実施例では配合割合の大きいセメントを複数に分割して、配合割合の小さい無機固化材を混合するようにしている。つまり、２ｋｇのセメントを少量ずつのセメントに分割し、分割した一つの少量セメントに０．００２ｋｇの無機固化材を全量混合する。次いで、この混合物に他の一つの少量セメントを加えて混合する。このように混合操作を分割して繰り返すことにより、所望の配合割合で均一に混合された固化材の混合物を得るようにしている。なお、本実施例では、２ｋｇのセメントを半分ずつに分け、その一方のセメント１ｋｇに０．００２ｋｇの無機固化材を全量混合し、この混合物に他の半分のセメント１ｋｇを加えて混合して、質量比で１００：１の固化材の均一な混合物を得るようにした。

次いで、砂漠土又は浚渫土を用いた無焼成レンガの製造方法の実質的なステップＳ１～Ｓ５を実行する。ステップＳ１では、砂漠土又は浚渫土の原材料に砂を混合する。原材料と砂の配合割合は、表２に示す実施例Ａ又は実施例Ｂの配合割合に従って計量し、ミキサーなどで混合する。ここで、砂は山砂、川砂等の比較的良質な砂が好ましい。

ステップＳ２では、原材料と砂の混合物に、ステップＳ０で準備しておいた固化材を混合しながら水を加えて混錬する。ここで、水の配合割合は、例えば６０～６５質量％であるが、原材料（浚渫土又は砂漠土）等に含まれる水分に応じて調整する必要がある。水分の調整は、混錬中に水分量を計測して調整することができる。ステップＳ３では、ステップＳ３の混錬物をレンガの型枠に充填して成形する。ステップ３で混練物の型枠への充填が完了したときは、ステップ４に移行する。

ステップＳ４では、型枠内の充填物に速やかに設定圧力を加えてレンガを加圧成形する。この加圧成形は、例えば、直方体の型枠を構成する一つの枠板を可動式に形成し、その可動枠板に設定圧力を加える加圧機構を設けることで容易に実施できる。例えば、設定圧力は、レンガ１個に加える総圧力（例えば、３トン）とする。また、その昇圧時間は短い方がレンガの強度向上等に好ましい。つまり、直方体レンガの圧縮方向の受圧面積Ｓ（例えば、１１ｃｍ×２３ｃｍ＝２５３cm^２）の単位面積（１ｃｍ^２）当たり１１～１２ｋｇを１～２秒の短時間で昇圧（５．５～６．０ｋｇ／sec）する。これにより、成形後の乾燥時間を短くする（例えば、最小３日間に短くする）ことができる。

ステップＳ５は、ステップＳ４の昇圧完了後に開始し、型枠から成形されたレンガ（生レンガ）を取り出し、ステップＳ５に移行して乾燥する。この取り出しは、型枠を取り外すか、あるいは型枠内の生レンガを押し出すなどにより実施できる。ステップＳ５の乾燥は、いわゆる自然乾燥により行う。例えば、屋根付きの建屋に生レンガを間隔をあけて並べ、自然の通風により生レンガを乾燥させる。この乾燥は、天候によって異なるが、例えば１～２週間程度の間、散水しながら自然乾燥及び硬化を行い、必要な強度の無焼成レンガを得ることができる。

上述したように、本実施形態の砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法によれば、本発明の無焼成レンガ用の固化材を、砂漠土又は浚渫土と砂に水を加えて混練していることから、砂漠土又は浚渫土を原材料として用いても、固化材の作用により建設構造物に適した強度を有する無焼成レンガを製造することができる。

ここで、砂漠土又は浚渫土に対するセメント及び無機固化材の固化作用は、前述のように知見したとおりである。しかし、実際に用いる砂漠土又は浚渫土の性状が異なると、セメントと無機固化材（必須成分及び副成分）について最適な配合割合が変わってしまうことも予測される。そこで、原材料の砂漠土又は浚渫土の性状に合わせて、セメントと無機固化材（必須成分及び副成分）の固化材の配合割合を変える必要がある。そのためには、実際に用いる砂漠土又は浚渫土の性状に合わせて、事前に試験等によって原材料、砂、セメント、無機固化材の配合割合を調整して最適な配合割合を予め設定することが肝要である。同様に、無機固化材の必須成分の割合と副成分の割合を調整することも必要である。例えば、砂漠土又は浚渫土によって水分や塩分の含有量が異なるので、それらの性状に合わせて混練の際の水分や無機固化材の配合割合を調整することになる。

ここで、図２～図４に本発明の砂漠土又は浚渫土を用いた無焼成レンガの一実施形態のマニュアル式製造装置を示す。本実施形態は、レンガ原材料の採取地近傍に設置可能なマニュアル式の無焼成レンガ製造装置を提供することにある。つまり、砂漠土や浚渫土が得られる地域は、一般に電力供給などのインフラストラクチャーの備えが十分でない。一方、電力供給が豊富な地域は、一般に、砂漠土や浚渫土の採取地から遠く離れた地域であるから、無焼成レンガ製造工場を砂漠土や浚渫土の採取地から離れた地域に設けると、砂漠土や浚渫土を採取地から遠隔の工場まで搬送しなければならない。この点、マニュアル式製造装置によれば、砂漠土や浚渫土の採取地に隣接した任意の地域に設けることができる。

本実施形態の無焼成レンガのマニュアル式製造装置を、図２を参照して説明する。図示のように、作業台１は、例えば４本の脚柱１aを用いて形成され、作業台１の頂部中央に断面が矩形筒形の型枠２が支持されている。型枠２は、４枚の板材を矩形筒状に結合して形成され、作業台１の頂部に概念される作業面１bに筒形の上端開口２aの面を位置させて、筒軸を作業面１bに対して鉛直にして支持されている。型枠２の上端開口２aの面に接して蓋３が配置されている。型蓋３は、型枠２の上端開口２aに対応する矩形開口３ａと、その上端開口２aを塞ぐ蓋部３ｂとが長手方向に列設された矩形平板で形成されている。

また、型蓋３は、長手方向の両側縁が一対のスライドレール４に形成された案内溝５に挿入されている。一対のスライドレール４は、それぞれ作業面１ｂに鉛直に、長手方向に延在させて設けられた一対の支持板材４aと、一対の支持板材４ａの向かい合う面の上下に間隔を開けて固定された一対の案内板４ｂ、４ｃとを有して形成される。つまり、型蓋３は、スライドレール４に案内されて型枠２の上端開口２aの面及び作業面１ｂに沿って摺動しながら長手方向に移動され、型蓋３の矩形開口３ａと蓋部３ｂを型枠２の上端開口２aに選択的に位置合わせ可能に形成されている。

型枠２の下端開口２ｂには、型枠２の矩形筒形の断面に対応する矩形断面を有する加圧板６が挿入されている。加圧板６は、型枠２の筒軸に沿って矩形筒形内を昇降自由に形成されている。加圧板６の下面の中心位置には、ガイド筒７が垂下して固定されている。ガイド筒７の下端の筒口には、作業台１に支持して設けられた油圧シリンダ８のピストンロッド８ａの先端が筒内に摺動自由に挿入されている。ピストンロッド８ａの先端は、伸長時に加圧板６の下面に当接し、油圧シリンダ８の昇圧に応じて加圧板６を型枠２の矩形筒形内を上昇させるようになっている。

油圧シリンダ８は、図示していないが、作動油を供給する手押し式（マニュアル式）の油圧ポンプに接続されている。油圧シリンダ８は、固定ビーム９を介して作業台１に支持されている。固定ビーム９には複数のガイド管１０が鉛直に固定されている。ガイド管１０の位置に対応する加圧板６の下面から垂下させて、複数の固定管１１aが固定されている。各固定管１１aには、摺動管１１が挿入して固定されている。摺動管１１は固定ビーム９に固定されたガイド管１０に摺動自由に挿入されている。これにより、加圧板６は、油圧シリンダ８のピストンロッド８ａの伸縮に応じて、型枠２の筒軸に沿って矩形筒形内を昇降するようになっている。

加圧板６に固定して垂下されたガイド筒７の筒壁には、ピン１２を介してレンガ排出レバー１３の先端が連結されている。レンガ排出レバー１３の他端はレバーの操作端１３ａとされ、中間部は作業台１に支持して設けられた転動輪１４の外周面に当接して設けられている。つまり、レンガ排出レバー１３は、転動輪１４を支点として鉛直面内で揺動可能に設けられている。その結果、転動輪１４を支点としてレンガ排出レバー１３を図示矢印１９のように揺動させることにより、ピン１２を介してガイド筒７を上下に昇降させることができ、加圧板６を上昇させて、圧縮成形された生レンガを型枠２の上部に押し出すことができるようになっている。

また、本実施形態において、加圧板６の矩形断面の寸法は、型枠２の矩形筒形の断面寸法よりも設定寸法（例えば、１～２ｍｍ）小さく形成されている。これは、型枠２の内壁面と加圧板６の外側面との間に一定の隙間を確保させるためである。この隙間を確保するのは、加圧板６の昇降時に型枠２の内壁面と加圧板６の外側面とが擦れあって、両者が摩耗されたり、こじれ合う等の問題を回避するためである。しかし、そのような隙間を設けると、レンガの圧縮成型時に型枠２の内壁面と加圧板６の外側面との隙間にレンガの原材料の土砂が侵入して噛み込む恐れがあり、レンガの円滑な圧縮が妨げられる。そこで、本実施形態では、型枠２の内壁面と加圧板６の外側面との隙間にレンガの原料の土砂が噛み込むのを防止するため、型枠２の矩形筒形の内面寸法に対応した矩形寸法の樹脂板１７（例えば、２ｍｍ厚のＰＥＴ、ＰＣなど）を加圧板６の上面に載置して、レンガの成型を行うようにしている。なお、矩形の樹脂板１７は、成形された生レンガを搬送する際の搬送補助板として用いることができるから、乾燥前の生レンガの損傷を抑制することができる。

一方、型蓋３の矩形開口３aには、レンガの原材料が収容される原料ホッパ１５の下端開口１５aが連結されている。型蓋３は、スライドレール４に沿って型枠２の上端開口２ａを開放する第１の位置（図５（ｃ）参照）と、矩形開口３ａを型枠２の上端開口２ａに一致させる第２の位置（図５（ａ）参照）と、型枠２の上端開口２ａを閉塞する第３の位置（図５（ｂ）参照）との間で摺動可能に形成されている。

さらに、本実施形態において、型蓋３は、型枠２の上端開口２aを閉塞する第３の位置における型枠２の上端開口２ａのスライドレール４に直交する方向の一対の開口縁に沿って、一対の補強板１６ａ、１６ｂが鉛直に固定されている。この補強板１６ａ、１６ｂにより、レンガの圧縮成型時に、型蓋３に加わる圧力による型蓋３の変形を防止することができる。つまり、油圧シリンダ８により加圧板６を上昇させてレンガの原材料を圧縮する時、型蓋３に加わる圧力は例えば約３トン以上になるから、型蓋３の耐圧力を高めて型蓋３の変形を抑制するためである。

このように構成される本実施形態の無焼成レンガのマニュアル式製造装置を用いて、無焼成レンガを製造する動作を説明する。まず、型蓋３をスライドレール４に沿って移動し、型蓋３の蓋部３ｂが型枠２の位置から外れて上端開口２ａの全体を開放する第１の位置（図５（ｃ））を初期位置とする。ただし、油圧シリンダ8の初期状態は、図５（ｃ）とは異なり、ピストンロッド８ａが下端位置（例えば、設定された最下端）に下降して保持されているものとする。つまり、油圧シリンダ8内の作動油を、例えばタンク等に排出した状態を初期状態とする。この初期状態では、型枠２内の加圧板６が最下端に位置され、型枠２内に矩形筒状の空間１６が形成されている。

無焼成レンガの製造の開始は、図１のフローチャートに沿って、表２の実施例Ａ、Ｂの配合割合に従って、砂漠土又は浚渫土、砂、本発明の固化材加え、さらに水を加えて混練してレンガ材料の混練物を生成し、原料ホッパ１５に投入する。次に、型蓋３を第１の位置（図５（ｃ））からスライドレール４に沿って移動して、型蓋３の矩形開口３ａを型枠２の上端開口２ａに一致させる第２の位置（図５（ａ））に合わせる。これに伴って原料ホッパ１５が移動して、成型蓋３の矩形開口３ａに連通された原料ホッパ１５の下端開口１５ａからレンガ材料の混練物が型枠２の空間１６内に落下する。

型枠２内にレンガ材料の混練物が充填された状態で、型蓋３をスライドレール４に沿って移動して、蓋部３ｂが型枠２の矩形開口２ａを閉塞する第３の位置（図５（ｂ））に前進させる。これにより、原料ホッパ１５の下端開口１５ａが閉塞され、レンガ材料の混練物の供給が遮断され、型枠２内のレンガ材料の混練物は加圧板６と型蓋３とに挟まれた状態になる。

この状態で、マニュアル式の油圧ポンプを操作して油圧シリンダ８に作動油を供給する。これにより、ピストンロッド８ａが伸長して加圧板６が上昇し、型枠２内の空間１６に投入されたレンガの原材料が加圧圧縮される。このとき、加圧板６を介してレンガの原材料に加わる圧力を設定圧（例えば、総圧で３トン）になるように、油圧シリンダ８に作動油を供給する。油圧シリンダ８内の油圧が設定油圧に達した状態で、その設定油圧を保持するように、図示していない油圧の逃し弁を開放する。このようにして、レンガの原材料に設定油圧が加わると、ピストンロッド８ａの伸長が停止し、所定寸法の直方体の生レンガ１８が加圧成形される。

生レンガの加圧成形が完了したことを確認後、型蓋３を第１の位置（図５（ｃ））に戻す。これにより、型枠２の矩形開口２ａが開放される。次いで、レンガ排出レバー１３の操作端１３ａを押し下げると、レンガ排出レバー１３が転動輪１４を支点として揺動し、レバーの先端にピン１２を介して連結されたガイド筒７が押し上げられる。これにより、ガイド筒７を介して加圧板６の上面が作業面１ｂの位置まで押し上げられ、これにより生レンガ１８が作業面１ｂの位置まで押し上げられる。

次いで、型蓋３を第２の位置（図５の（ａ））の方向に移動させると、原料ホッパ１５の反対側に位置する補強板１６ａが成形された生レンガ１８に当接する。これにより、生レンガ１８は樹脂板１７に載ったまま作業面１ｂ上を滑って移動して、作業台１から図示していない搬送台車などの搬送手段に押し出すことができる。

搬送手段に押し出された生レンガは未だ乾燥、硬化されていないから、搬送手段に載せたまま生レンガを乾燥場所に移動して乾燥させる。生レンガの乾燥場所は、屋根が設けられているが、壁は設けられていない空間である。生レンガは乾燥場所において２週間ほどの間、散水しながら乾燥及び硬化されて無焼成レンガとなる。

上述したように、本実施形態の無焼成レンガのマニュアル式製造装置によれば、電力を用いずに、マニュアル式の油圧ポンプで油圧シリンダ８を駆動して無焼成レンガを製造できる。そのため、砂漠土又は浚渫土などの採取地の近くに本実施形態のマニュアル式製造装置を設置して、無焼成レンガを製造できるので、採取した砂漠土や浚渫土を遠く離れた無焼成レンガの製造工場などに搬送する作業を省略できる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で変形又は変更された形態で実施することが可能であることは、当業者にあっては明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の請求の範囲に属することは言うまでもない。

Claims (4)

1. 砂漠土又は浚渫土を原材料に含む無焼成レンガの製造方法であって、
   セメントを第１部分と第２部分に分割し、前記第１部分のセメントに対して、酸化ケイ素、塩化カルシウム、及び酸化アルミニウムを必須成分とする無機固化材を混合し、その結果として得られる混合物に対して前記第２部分のセメントを加えて混合することで固化材を得る準備ステップと、
   前記砂漠土又は前記浚渫土と砂を混合することで原料混合物を得る原料混合ステップと、
   前記原料混合物と前記固化材とを混合し、水を加えて混練することで混錬物を得る混練ステップと、
   前記混練物を型枠に充填し、設定圧力による加圧をして生レンガを成形する成形ステップと、
   成形された前記生レンガを前記型枠から外して自然乾燥させる乾燥ステップと、
   を含む製造方法。
2. 前記成形ステップにおける前記加圧の方式は、前記生レンガ１個当たりの総圧力が３トンであり、受圧面積の単位面積当たり１１乃至１２ｋｇ／ｃｍ ^２ を、１乃至２秒の時間で昇圧する方式である、
   請求項１に記載の製造方法。
3. 前記混練ステップにおいて、前記砂漠土又は前記浚渫土を１２質量部としたとき、前記砂は０．９乃至１．１質量部、前記セメントは１．８乃至２．２質量部、前記無機固化材は０．００１８乃至０．００２２質量部、前記水は２．３４乃至２．８６質量部の範囲で配合する、
   請求項１に記載の製造方法。
4. 前記無機固化材は、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化カルシウム及び塩化カリウムから選ばれる少なくとも１つの副成分を含む、
   請求項１に記載の製造方法。