JPH11263661A

JPH11263661A - 水硬性シリカ系バインダ―ならびに耐水・耐熱性固化体

Info

Publication number: JPH11263661A
Application number: JP11003541A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Naito; 博之内藤; Nanae Naitou; 七絵内藤
Original assignee: NATO KENKYUSHO KK
Current assignee: NATO KENKYUSHO KK
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 1999-09-28
Anticipated expiration: 2019-01-11
Also published as: JP4557191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大量エネルギーを用いる熔融もしくは燒結方
法によるセラミック等無機質製品の処理・製造に替わ
り、特別なエネルギーを用いることなく常温で耐水・耐
熱性の固化体を形成せしめ、同時に重金属類の封じ込め
を可能とする無機質固化体を提供する。【解決手段】特定のシリカ−アルカリ組成物とアルミ
ン酸塩組成物と水、さらに必要に応じて加えられる添加
素材を主成分として構成されるシリカ系バインダーを少
なくとも常温に解放して、ここに形成されるケイ酸アル
ミニウム塩を含むシリカポリマーを母体とする無機質固
化体を固定体、成型体、付着体、顆粒体、集合硬化体と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水硬性シリカ系バ
インダーならびに耐水・耐熱性固化体に関するものであ
って、より詳しくは、シリカ−アルカリ組成物とアルミ
ン酸塩組成物と水と、さらに必要に応じて加えられる添
加素材とで構成される水硬性シリカ系バインダー、なら
びに該水硬性シリカ系バインダーが少なくとも常温に解
放されて生成するアルミノケイ酸塩とシリカポリマーか
らなる複合母体を硬化体として応用される固定体、成型
体、付着体、顆粒体、加熱顆粒体ならびに集合硬化体に
関する。特に採択されるアルミン酸塩組成物が廃棄物の
場合、地球温暖化に負荷を与えず、廃棄物の資源化と再
利用に貢献する技術に関する。

【０００２】

【従来技術】従来一般に耐水性で耐熱性の無機系製品と
しては、タイル、瓦、衛生陶器、ガラス等で代表される
熔融もしくは燒結方法により製造される所謂セラミック
体が挙げられる。しかるに昨今、石油等の枯渇や地球温
暖化に係る二酸化炭素の排出規制等が強く求められてい
る現在、焼成エネルギーを用いる熔融もしくは燒結方法
で製造される製品は敬遠される傾向にある。こうした状
況から不焼成で無機系製品を製造する研究は盛んに行わ
れている。

【０００３】不焼成で無機系製品の製造に選ばれる固化
バインダー材料としては、下記に挙げる３種類の水硬性
固化材料がある。漆喰やセメント類に見られるように、カルシウム塩
を中心とする水硬性鉱物類の水和反応によるセメンティ
ング材料。硫酸バンド類に見られるように、硫酸アルミニウム
のアルカリ中和によるアルミナゾル系バインダー材料。水ガラス等のケイ酸アルカリの酸中和反応に見られ
るように、シラノール基のポリマー化で形成されるシロ
キサン結合のシリカ系バインダー材料。

【０００４】セメンテイング材料としてはコンクリート
が一般的であり、このコンクリートは、セメント粉末に
骨材と水とを加え混練してカルシウム系鉱物の水和生成
物を形成させることにより建築や土木の分野で、またセ
メント系のコンクリート二次製品の加工分野で広く使用
されており、JIS 化されて汎用されている。

【０００５】セメントの硬化機構は、水和反応により生
成するケイ酸カルシウム水和物やエトリンガイト等の水
和化合物により固化体マトリックスが形成されると説明
されている。したがって、コンクリートは、カルシウム
化合物を中心とする水和物でマトリックスを形成してい
る固化体であり、酸に対する耐性がなく、また加熱条件
下では脱水が起こり固化体マトリックスは破壊され、固
化体形状の維持がなされず、所謂耐酸性で耐熱性のある
固化体を確保することはできない。

【０００６】さらに、各種の骨材をセメントを用いて固
化体とするとき、その骨材に糖類等の有機成分やリン酸
成分が共存する場合は、これらの糖類やリン酸分がセメ
ント鉱物のカルシウム塩を消化してしまうことから、こ
こに形成されるコンクリート状固化体に強固な固化体性
状を期待することはできない。

【０００７】アルミナゾル系バインダー材料としては、
硫酸アルミニウム等の酸性化合物をアルカリで中和反応
することにより生成するアルミナゾルのバインダー効果
が期待されている。しかるに、この時の中和反応は大変
迅速に進行してしまうことから、この中和反応を作業時
間に合わせてコントロールすることは難しく、いわゆる
作業可使時間の確保が困難であり、実用化は程遠い。

【０００８】シリカ系バインダー材料としては、水ガラ
スで代表されるシラノール基を含有するケイ酸アルカリ
が一般的である。バインダーとしての応用は、この水溶
性のケイ酸アルカリに酸性の硬化剤を加え、ケイ酸アル
カリの酸中和によりポリシロキサン結合からなるポリマ
ーを形成させることにより達成させている。

【０００９】この水ガラスで代表される液状ケイ酸アル
カリは、安価であり、その結合形態がシロキサン結合(-
Si-O-)を主体としていることから建設・土木等の分野で
応用される結着剤、シリカゲルの製造原料、耐酸性や耐
熱性が要求される固化体の製造、コーティング剤や接着
剤等の用途に古くから利用されている。

【００１０】ケイ酸アルカリの硬化機構は、気乾型、水
硬型、反応型とあるが、一般的には反応型が応用されて
いる。この反応型は、ケイ酸アルカリに硬化剤を添加し
て脱アルカリ反応させ、シラノール基を脱水縮合させて
ポリシロキサン（-O-Si-O-）結合のポリマーを形成させ
るタイプをいう。

【００１１】現在商品化されているケイ酸アルカリを原
料とするシリカ系バインダーは、一般に液状の水ガラス
をのり剤とし、硬化剤に酸性化合物を選び、充填剤等の
骨材を加えた３成分で構成されている。したがって、施
工に際しては３成分を現場で一旦混合混練してペースト
状もしくはモルタル状に調製して使用されている。しか
し、このシリカ系バインダーには種々の課題を残してい
る。例えば、ケイ酸アルカリを原料とするシリカ系バイ
ンダーでは、現場での施工性と生成固化体の諸物性発現
のバランスが悪い。即ち、施工性を重視すると生成固化
体の諸物性発現が悪く、一方生成固化体の諸物性発現を
速くすると施工性が悪くなる。

【００１２】また、これらのケイ酸アルカリを原料とす
るシリカ系バインダーにおいて、常温施工に付されて形
成される固化体では、一般に生成固化体中に水可溶性の
アルカリ塩として残っている。したがって、このアルカ
リ塩が固化体の耐水性を阻止しており、これら固化体は
雨水にさらされる屋外で使用を不能にしている。また固
化体に残存する水可溶性アルカリ塩は空気中の炭酸ガス
と反応して炭酸アルカリを発生させ、所謂白化現象が避
けられず、これらの問題点が未解決であることから商品
トラブルが絶えない。

【００１３】これら問題点を解消するための改良研究、
特に硬化剤や硬化条件に関する研究は多く、様々な改良
・開発技術が提案されている。これら研究成果の一部は
「無機系接着剤」[ 日本接着協会誌 12 394(1976) ］に
整理して報告されている。また、自硬性タイプのケイ酸
アルカリ塩に関する代表的な技術開示が米国特許公報26
62022 (1953)号にある。さらに変性水ガラス溶液と無機
質リン酸塩の組み合わせからなる硬化組成物の技術開示
が、特公昭53-24212号、特公昭53- 109558号、特公昭56
- 6387号、特公昭57- 42581 号等の公報に示され、特公
昭53-24206号にはケイ酸アルカリに有効な各種リン酸ケ
イ素が詳細に記載されている。さらにまた水ガラスにケ
イフッ化ソーダーを硬化剤として反応させた耐酸モルタ
ルの例が報告（窯協 69 284(1961) されている。

【００１４】また、粉状のケイ酸アルカリをベースにワ
ンパックされた無機結着剤組成物の開示が特公昭58-583
06号、特公平1-53230 号、特公平2-1791号、特公平2-56
299号等に示されている。特に特公平1-53230 号、特公
平2-1791号、特公平2-56299号の公報では粉状ワンパッ
ク無機結着剤組成物に特定された条件下（700 ℃以上の
高温熱処理）で特別製造された結晶性もしくは非晶質の
ケイ酸バリウム粉末を併用することにより、そのペース
トスラリーの流動性が改善されることが開示されてい
る。さらにまた、上記特許公報の中で特公昭53-24206号
には、リン酸分の徐放性を特定した硬化剤を配合した水
ガラス組成物の技術開示がある。

【００１５】上記の技術開示に示されているようにシリ
カ系バインダーにおいては、ケイ酸アルカリに酸性の硬
化剤を併用する方法が一般的である。特にケイ酸アルカ
リを常温で硬化させるに際し、酸性の硬化剤等を配合す
ることなく、特定されるアルミン酸塩組成物を特定され
る範囲で配合して、このとき生成するシロキサン結合か
ら遊離してくるアルカリ成分をシリカ、アルミナ、アル
カリからなるアルミノケイ酸塩のゼオライトもしくはゼ
オライト前駆体として固定化する技術により、従来技術
における課題（作業可使時間、早期物性発現、耐水性、
白化問題等）を総合的に効率よく解消させようとする思
想もまた具体的な技術開示やその例は従来技術には見当
たらない。

【００１６】また、ケイ酸アルカリを主成分とするシリ
カ系バインダーにおいて、生成するシロキサン結合から
遊離してくるアルカリ成分をシリカ、アルミナ、アルカ
リからなるアルミノケイ酸塩のゼオライトもしくはゼオ
ライト前駆体として固定化することに伴って、例えば、
廃棄物等が含有する有害な重金属類を固定化し、生成固
化体から重金属類を水不溶出にする技術の開示は見当た
らない。

【００１７】さらにまた、ケイ酸アルカリを主成分とす
るシリカ系バインダーにおいて、不焼成でアルカリ成分
を固定化して耐熱性で耐水性が付与されたバインダー技
術を単独もしくは複合で利用して成型体製品とするこ
と、さらにまたこのバインダー技術を被覆材や接着剤で
ある付着体製品とすること、またこのバインダー技術を
抗菌性機能を有する素材を付加させた抗菌体製品とする
こと、さらにまた砂状や顆粒状に造粒された顆粒体製品
とすること、またこれら製品の複合体製品とすること等
の、それぞれの用途・応用における具体的技術開示は未
だない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】現在、「エネルギー問
題」と「環境問題」は人類の危急存亡の課題として真剣
に取り組まれている。特に石油等資源の枯渇ならびに地
球温暖化に係る二酸化炭素の排出規制等が強く求められ
ており、大量の熱エネルギーを用いる熔融もしくは燒結
方法による無機系の製品の製造は敬遠される傾向にあ
る。その代替えとして大量の熱エネルギーを用いること
なく安全で安定な無機質固化体が得られる有効な方法が
求められている。

【００１９】一方、有害な重金属類を含有する廃棄物の
安易な埋立や投棄は環境保全ならびに環境破壊から許さ
れず、むしろ廃棄物を資源とする再利用が求められてい
る。しかし、大量に排出される廃棄物類を有効に再利用
する処理処分技術は未熟であり、その確立は緊急を要し
ている。

【００２０】これらの課題に対処できる方法として、廃
棄物類を不焼成で固化して処理処分する方法が提案され
ている。しかるに廃棄物類の固化をセメント系固化剤に
より行っても、処理処分に有用な固化体生成が期待でき
ず実用化されていない。一方、固化剤としてシリカ系
バインダーの採択による固化技術の提案がある。しかる
にシリカ系バインダーの従来技術にも種々なる課題があ
り、現実に製品トラブルが発生している。そのトラブル
の主たる原因は、シリカ系バインダーの主原料であるケ
イ酸アルカリから固化体が生成する時に副生してくる遊
離のアルカリ成分が固化体中に残存していることにあ
る。

【００２１】シリカ系バインダーの主成分となるケイ酸
アルカリ、所謂水ガラスを加熱することなく常温で耐水
性の付与された固化体を形成せしめる条件は現在確立さ
れていない。特にシリカ系バインダーからなる無機質固
化体に耐水性を付与せしめるために、固化体生成時に副
生して遊離状態で存在するアルカリ成分を固定化させる
技術の確立が未完成であり、課題を残している。

【００２２】また、シリカ系バインダーを構成する主成
分のシリカ−アルカリ組成物において、バインダー効果
を有効に発揮するシラノール基を安価に確保できる他の
態様が求められる。この態様として、シリカのポリマー
体を形成しているフェロケイ酸塩を主成分とする粘土鉱
物にアルカリ成分を反応させたシリカ−アルカリ組成物
が、シリカ系バインダーとして条件を具備していること
が求められる。

【００２３】さらにまた、シリカ系バインダーの施工現
場において遭遇する煩雑な工程の省力化ならびに二次公
害を発生させない輸送容器を確保するために、予め調製
された粉末状ワンパック品が有効であり、この粉末状ワ
ンパック品がシリカ系バインダーとしての条件を具備し
ていることが求められる。

【００２４】さらにまた、シリカ−アルカリ組成物とア
ルミン酸塩とで構成されるシリカ系バインダーの施行作
業可使時間を確保しコントロールする必要がある。この
可使時間を調整できる調整剤の選択が必要であり、バリ
ウム塩による可使時間調整剤の検討が必要である。

【００２５】以上水硬性シリカ系バインダーに関する問
題点を種々調査検討した結果、「シリカポリマーとその
用途」に関する主たる課題は下記９点にあると判断され
た。シリカ系バインダーの特長である耐熱性ならびに耐
酸性を生かす。耐水性を確保するため副生する水可溶性アルカリ塩
を固定化する。可溶性アルカリ塩を生成させないために酸性硬化剤
を採択しない。特段の熱エネルギーを用いることなく常温の不焼成
で反応させる。アルカリ成分を固定化するためにアルミノケイ酸塩
を生成させる。廃棄物類が含有する有害な重金属類を水不溶性状態
に固定化する。汎用性の無機系製品を成型体、付着体、顆粒体、複
合体等で得る。廃棄物類を資源とし再利用を可能にし環境問題の解
消に貢献する。シリカ系バインダーを安価で施行作業性の確保され
た材料とする。

【００２６】

【発明の目的】本発明の目的は、予めシリカ−アルカリ
組成物とアルミン酸塩組成物と、必要に応じて加えられ
る添加素材と、さらに水とで構成される水硬性シリカ系
バインダーを調製し、この水硬性シリカ系バインダーを
少なくも常温に解放してアルミノケイ酸塩を含むシリカ
ポリマーからなる複合母体を硬化体とし、固定体、成型
体、付着体、顆粒体、加熱顆粒体または集合硬化体に応
用される耐水・耐熱性固化体を提供することにある。さ
らに耐水・耐熱性固化体の提供を通して、廃棄物が含有
する重金属類を固定化し、廃棄物類を資源として安全に
再利用して環境問題の解消に貢献することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シリカ
−アルカリ組成物とアルミン酸塩組成物とからなる２成
分混合組成物に対して、水が混和されている３成分混和
物が均質分散されている湿式流動体の水硬性シリカ系バ
インダ−において；上記のシリカーアルカリ組成物が、
下記組成式(1) M₂O・aSiO₂・bH₂O ・・・・・・・・・・・(1) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウム群
のアルカリ金属元素、aは1.8 ないし3.5 の数であり、b
は2.5 ないし50.0の数である）で表わされるケイ酸ア
ルカリの群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み合
わせ基本標準組成物(A1)からなる液状もしくは粉状のシ
リカ−アルカリ組成物(A) であり；上記のアルミン酸塩
組成物が、下記組成式(2) cQO・Al₂O₃・dH₂O ・・・・・・・・・・・・ (2) （式中：Q はカルシウムないしはマグネシウム群のアル
カリ土類金属元素、c は0.8 ないし5.0 の数、d は零を
含む6.5 以下の数）で表わされるアルカリ土類金属のア
ルミン酸塩の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組
み合わせで、さらに比表面積が2,000 ないし100,000 cm
²/g であるアルミノ粉体(B1)からなる粉状のアルミン酸
塩組成物(B) であり；上記の２成分混合組成物が、上記
の粉状のアルミン酸塩組成物(B) 100 重量部に対して、
上記の液状もしくは粉状のシリカ−アルカリ組成物(A)
10ないし310重量部で混合されている液状もしくは粉状
の２成分混合組成物(CD)であり；上記の３成分混和物
が、上記の２成分混合組成物(CD)100 重量部に対して、
水200 重量部以下の量で均質分散されている湿式流動体
の３成分混和物(WT)である水硬性シリカ系バインダーが
提供される。

【００２８】また、本発明によれば、前記のシリカ−ア
ルカリ組成物(A) が粉状粘土鉱物にアルカリ塩化合物と
水とを加えて予め混和・変性処理されている液状のシリ
カ−アルカリ組成物において；上記の粉状粘土鉱物が、
含水フェロケイ酸塩の２：１層型スメクタイト族からな
る粉状粘土鉱物(E) であり；上記のアルカリ塩化合物
が、下記組成式(3) M₂O・eY・fH₂O ・・・・・・・・・・・・・・・(3) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウム群
のアルカリ金属元素、Yは炭素、ホウ素ないしケイ素の
元素の単独ないし２種以上の組み合わせ元素のオキシ
酸、e は零を含む4.0 以下の数、f は零を含む28.0以下
の数）で表わされるアルカリ塩化合物の群より選ばれた
単独ないしは２種以上の組み合わせアルカリ塩化合物
(F) であり；上記シリカ−アルカリ組成物が、上記粉状
粘土鉱物(E) 100 重量部に対して、上記アルカリ塩化合
物(F) 30ないし300 重量部と水100 ないし350 重量部と
を加えて混和・変性処理されているスラリー状の粘土変
性組成物(A2)からなる液状のシリカ−アルカリ組成物
(A) である水硬性シリカ系バインダーが提供される。

【００２９】また、本発明によれば、前記の基本標準組
成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)に、緩衝帯形成剤
が予め混合複合されているシリカ−アルカリ組成物にお
いて；上記の緩衝帯形成剤が、アルカリ溶液に可溶性の
ホウ素含有化合物類の単独ないしは２種以上の組み合わ
せホウ素含有化合物(T) からなる緩衝帯形成剤(AT)であ
り；前記シリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対し
て、上記緩衝帯形成剤(AT)が40重量部以下の量で均質に
混合複合されている液状もしくは粉状のホウ素複合組成
物(A3)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) である水硬
性シリカ系バインダーが提供される。

【００３０】また、本発明によれば、前記の基本標準組
成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)に、結晶成長タネ
が予め混合複合されているシリカ−アルカリ組成物にお
いて；上記結晶成長タネが、下記単位格子の化学組成式
(4) M_x/n・[(AlO₂)_x・(SiO₂)_y]・wH₂O ・・・・・・・・・・・(4) （式中：Mハ原子価ｎの金属陽イオン、 x+yは単位格子当
りの四面体数）で表されるアルミノケイ酸塩のゼオライ
ト(S) からなる結晶成長タネ(KS)であり；上記シリカ−
アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、上記結晶成長
タネ(KS)が0.01ないし10重量部で均質に混合複合されて
いる液状もしくは粉状のタネ複合組成物(A4)からなるシ
リカ−アルカリ組成物(A) である水硬性シリカ系バイン
ダーが提供される。

【００３１】また、本発明によれば、前記の基本標準組
成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)に、硬化調整剤が
混合複合されているシリカ−アルカリ組成物において；
上記硬化調整剤が、下記組成式(5) BaO・gSiO₂・hH₂O ・・・・・・・・・・・・ (5) （式中：g は4.0 以下の零を含む数、h は9.0 以下の零
を含む数）で表わされるアルカリ溶液に可溶な粉末バリ
ウム塩類の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み
合わせバリウム塩(J) からなる硬化調整剤(KJ)であり；
前記シリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、
上記硬化調整剤(KJ)が0.1 ないし10重量部で均質に混合
複合されている液状もしくは粉状のバリウム複合組成物
(A5)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) である水硬性
シリカ系バインダーが提供される。

【００３２】また、本発明によれば、前記の基本標準組
成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)に、粘度改質剤が
予め混合複合されているシリカ−アルカリ組成物におい
て；上記粘度改質剤が、易反応性のケイ酸カルシウム
(G) からなる粘度改質剤(GS)であり；前記シリカ−アル
カリ組成物(A) 100 重量部に対して、上記粘度改質剤(G
S)が70重量部以下の量で均質に混合複合されている液状
もしくは粉状のケイカル複合組成物(A6)からなるシリカ
−アルカリ組成物(A) である水硬性シリカ系バインダー
が提供される。

【００３３】また、本発明によれば、前記の基本標準組
成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)に、前記の緩衝帯
形成剤(AT)、結晶成長タネ(AS)、硬化調整剤(AJ)もしく
は粘土改質剤(AG)からなる複数複合剤が予め複合混合さ
れているシリカ−アルカリ組成物において；上記の複数
複合剤が、前記の緩衝帯形成剤(AT)、結晶成長タネ(A
S)、硬化調整剤(AJ)もしくは粘土改質剤(AG)の群より選
ばれた２種以上の組み合わせ複数複合剤(AM)であり；前
記のシリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、
上記複数複合剤(AM)70重量部以下の量で均質に混合複合
されている液状もしくは粉状の複数複合組成物(A7)から
なるシリカ−アルカリ組成物(A) である水硬性シリカ系
バインダーが提供される。

【００３４】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、水酸化アルミニウムとアルカリ土類金
属とが予め混合されているアルミン酸塩組成物におい
て；上記水酸化アルミニウムが、易反応性の水酸化アル
ミニウムからなる水酸化アルミニウム(BH)であり；上記
のアルカリ土類金属のケイ酸塩が、下記組成式(6) iDO・SiO₂・jH₂O ・・・・・・・・・・・・ (6) （式中：D はカルシウムないしはマグネシウムの群より
選ばれたアルカリ土類金属元素、i は0.2 ないし5.0 の
数、j は零を含む6.6 以下の数）で表されるアルカリ土
類金属のケイ酸塩群より選ばれた単独ないしは２種以上
の組み合わせアルカリ土類金属のケイ酸塩(BC)であり；
上記の水酸化アルミニウム(BH)100 重量部に対して、ア
ルカリ土類金属のケイ酸塩(BC)が2 ないし30重量部で均
質混合されている前駆体組成物(B2)からなるアルミン酸
塩組成物(B) である水硬性シリカ系バインダーが提供さ
れる。

【００３５】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、廃棄物粉体を主成分としているアルミ
ン酸塩組成物において；上記の廃棄物粉体が、熱履歴を
受けているアルミン酸塩化合物を含有するフライアッシ
ュ、スラッグ、スラッジならびに焼却灰の群より選ばれ
た単独ないしは２種以上の組み合わせ廃棄物粉体(B3)か
らなるアルミン酸塩組成物(B) である水硬性シリカ系バ
インダーが提供される。

【００３６】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、水硬性セメンティング材を主成分とし
ているアルミン酸塩組成物において；上記の水硬性セメ
ンティング材が、ポルトランドセメントないしはアルミ
ナセメントのセメント群より選ばれた単独ないしは２種
以上の組み合わせセメント粉体(B4)からなるアルミン酸
塩組成物(B) である水硬性シリカ系バインダーが提供さ
れる。

【００３７】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、軽量粉体の表面積を含浸溶液で含浸改
質処理されているアルミン酸塩組成物において；上記の
軽量粉体が、組成の主成分としてアルミナ分をAl₂O₃ 基
準で4 ないし70重量％、シリカ分をSiO₂基準で10ないし
70重量％、アルカリ土類金属の酸化物分をQO基準（Q は
アルカリ土類金属）で10ないし65重量％各々含有してお
り、比表面積として100,000 cm²/g 以上を有している軽
量粉体(BL)であり；上記の含浸溶液が、前記シリカ−ア
ルカリ組成物(A) の基本組成物(A1)におけるシリカ濃度
がSiO₂規準で10ないし25重量％であるケイ酸アルカリ溶
液からなる含浸溶液(AP)であり；上記の軽量粉体(BL)10
0 重量部に対して、上記の含浸溶液(AP)5 ないし50重量
部で含浸処理され、ついで乾燥されて比表面積が2,000
ないし100,000 cm²/g に改質されている改質組成物(B5)
からなるアルミン酸塩組成物(B) である水硬性シリカ系
バインダーが提供される。

【００３８】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、リンのオキシ酸塩含有のアルミン酸塩
化合物がカルシウム塩で予め中和処理されているアルミ
ン酸塩組成物において；上記のリン酸のオキシ酸塩含有
のアルミン酸塩化合物が、リンのオキシ酸分をP₂O₅基準
で2 ないし35重量％、アルミナ分をAl₂O₃ 基準で4 ない
し30重量％、シリカ分をSiO₂基準で5 ないし50重量％、
アルカリ土類金属の酸化物分を酸化物規準で3 ないし25
重量％の含有を主成分とするリン酸分を含有するアルミ
ン酸塩化合物(BP)であり；上記のカルシウム塩が、前記
の易反応性の酸化カルシウムを主成分とするカルシウム
塩(GC)であり；上記のリンのオキシ酸塩含有のアルミン
酸塩化合物(BP)100 重量部に対して、カルシウム塩(GC)
ないし50重量部で、水が0 ないし100 重量部の量で配合
・混和され、ついで20ないし80℃における反応・養生に
より中和処理されている前処理組成物(B6)からなるアル
ミン酸塩組成物(B) である水硬性シリカ系バインダーが
提供される。

【００３９】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、アルミン酸塩化合物中に有機化合物を
均質分散状態に担持しているアルミン酸塩組成物におい
て；上記の有機化合物が、天然の有機化合物、合成の有
機化合物ならびに高分子の有機化合物の群より選ばれた
単独ないしは２種以上の組み合わせからなる非電解質の
有機化合物(BC)であり；上記のアルミン酸塩化合物が、
前記のアルミノ粉体(B1)、前駆体組成物(B2)、廃棄物粉
体(B3)、セメント粉体(B4)、改質組成物(B5)ならびに前
処理組成物(B6)の群より選ばれた単独ないしは２種以上
の組み合わせ粉粒体からなるアルミン酸塩組成物(B) で
あり；上記のアルミン酸塩組成物(B) 100 重量部に対し
て、上記の有機化合物(BC)が1 ないし100 重量部で均質
分散状態に担持されている有機含有組成物(B7)からなる
アルミン酸塩組成物(B) である水硬性シリカ系バインダ
ーが提供される。

【００４０】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、炭素−アルミナ複合体を主成分として
いるアルミン酸塩組成物において；上記の炭素−アルミ
ナ複合体が、炭素をC 基準で5 重量％以上含有し、アル
ミナ分をAl₂O₃ 基準で10重量％以上含有し、シリカ分を
SiO₂基準で5 重量％以上含有しており、吸着性の表面活
性を有している炭素−アルミナ複合体(BA)であり；上記
の炭素−アルミナ複合体(BA)が少なくとも50重量％以上
の量で含有されている炭素含有組成物(B8)からなるアル
ミン酸塩組成物(B) である水硬性シリカ系バインダーが
提供される。

【００４１】また、本発明によれば、前記のアルミン酸
塩組成物(B) が、アルミン酸塩を主成分として含有する
多機能組成物のアルミン酸塩組成物において；上記の多
機能組成物が、前記のアルミノ粉体(B1)、前駆体組成物
(B2)、廃棄物粉体(B3)、セメント粉体(B4)、改質組成物
(B5)、前処理組成物(B6)、有機含有組成物(B7)ならびに
炭素含有組成物(B8)の群より選ばれた２種以上の組み合
わせ多機能組成物(B9)からなるアルミン酸塩組成物(B)
である水硬性シリカ系バインダーが提供される。

【００４２】またまた、本発明によれば、前記のシリカ
−アルカリ組成物とアルミン酸塩組成物とからなる液状
もしくは粉状の２成分混合組成物(CD)に、さらに粉粒体
の添加素材が混合されている３成分混合組成物に対し
て、水が混和されている４成分混和物が均質分散されて
いる湿式流動体の水硬性シリカ系バインダーにおいて；
上記の添加素材が、抗微生物剤、機能性素材、細骨材ま
たは再利用材の粉粒体群より選ばれた単独ないしは２種
以上の組み合わせ粉粒体添加素材(K) であり；上記の３
成分混合組成物が、前記２成分混合組成物(CD)100 重量
部に対して、上記の粉粒体添加素材(K) が1 ないし200
重量部で混合されている液状もしくは粉状の３成分混合
組成物(CT)であり；上記の４成分混和物が、上記の３成
分混合組成物(CT)100 重量部に対して、水300 重量部以
下の量で均質分散されている湿式流動体の４成分混和物
(WQ)である水硬性シリカ系バインダーが提供される。

【００４３】また、本発明によれば、前記の粉粒体添加
素材(K) が、粉粒体の抗微生物剤である添加素材におい
て；上記の抗微生物剤が、下記組成式(7) EO_y・aDO_x・bH₂O ・・・・・・・・・・・・・ (7) （式中：E は銀、１価または２価の銅もしくは亜鉛元
素、D はカルシウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニ
ウム、炭素、ケイ素、窒素、リンもしくはイオウ元素、
a は0.1 ないし3.5 の数、b は零を含む24.0以下の数、
y は0.5 ないし1.0の数、x は0.5 ないし3.0 の数）で
表される粉粒体で銅もしくは亜鉛のオキシ酸塩化合物の
単独ないしは２種以上の組み合わせ抗微生物剤(KZ)であ
る水硬性シリカ系バインダーが提供される。

【００４４】また、本発明によれば、前記の粉粒体添加
素材(K) が、粉粒体の機能性素材である添加素材におい
て；上記の機能性素材が、顔料、着色剤、充填剤もしく
は機能性付与剤の群より選ばれた単独ないしは２種以上
の組み合わせ機能性素材(KF)からなり、粒径が少なくと
も100 μ以下である粉粒体の機能性素材(KF)である水硬
性シリカ系バインダーが提供される。

【００４５】また、本発明によれば、前記の粉粒体添加
素材(K) が、粉粒体の細骨材である添加素材において；
上記の細骨材が、天然骨材、加工骨材、改良骨材および
処理骨材の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み
合わせ細骨材(KM)からなり、粒径が0.1 μm ないしは5
mmの範囲にある粉粒体の細骨材(KM)である水硬性シリカ
系バインダーが提供される。

【００４６】また、本発明によれば、前記の粉粒体添加
素材(K) が、粉粒体の再利用材である添加素材におい
て；上記の再利用材が、少なくとも25重量％のケイ酸塩
類を含有するフライアッシュ、スラッグ、スラッジなら
びに焼却灰の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組
み合わせ廃棄物から処理加工された再利用材(KR)からな
り、粒径が0.1 μmないしは5 mmの範囲にある粉粒体の
再利用材(KR)である水硬性シリカ系バインダーが提供さ
れる。

【００４７】また、本発明によれば、前記の２成分混合
組成物(CD)または３成分混合組成物(CT)において、それ
ぞれの混合組成物の粉粒体のみでワンパック混合に調製
されている粉粒体混合組成物において；上記の２成分混
合組成物(CD)または３成分混合組成物(CT)を構成するシ
リカ−アルカリ組成物(A) が、下記組成式(8) M₂O・aSiO₂・bH₂O ・・・・・・・・・・・・ (8) （式中：M はLi、 NaないしはK の群より選ばれるアルカ
リ金属元素であり、a は1.8 ないし3.5 の数であり、b
は2.5 ないし5.0 の数である）で表わされるケイ酸アル
カリの単独ないしは２種以上の組み合わせの粉状の基本
標準組成物(A1)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) で
あり；上記の２成分混合組成物(CD)または３成分混合組
成物(CT)を構成するアルミン酸塩組成物(B) が、前記の
アルミノ粉体(B1)もしくは他の態様の粉状のアルミン酸
塩組成物(B) の単独ないしは２種以上の組み合わせの粉
粒体のアルミン酸塩組成物(B) であり；上記の３成分混
合組成物(CT)を構成する添加素材が、前記の抗微生物剤
(KZ)、機能性素材(KF)、細骨材(KM)ならびに再利用材(K
R)の単独ないしは２種以上の組み合わせ粉粒体添加素材
(K) であり；上記の２成分混合組成物(CD)が、上記の粉
状シリカ−アルカリ組成物(A) 100重量部に対して、上
記の粉状アルミン酸塩組成物(B) 50ないし1000重量部
で、さらに必要に応じて上記の粉粒体添加素材(K) が5
ないし1000重量部でワンパックに混合されて棚寿命性が
確保されている粉粒体混合組成物(CH)である水硬性シリ
カ系バインダーが提供される。

【００４８】また、本発明によれば、前記水硬性シリカ
系バインダーが、5 ないし180 ℃の雰囲気中に解放され
て、こに生成するアルミノケイ酸塩ならびにシロキサン
結合を主鎖とするシリカポリマーで構成される複合母体
からなる硬化体である耐水・耐熱性固化体が提供され
る。

【００４９】また、本発明によれば、前記水硬性シリカ
系バインダーが、5 ないし180 ℃の雰囲気中に解放され
て、さらに必要に応じて180 ないし900 ℃で加熱され
て、ここに生成するアルミノケイ酸塩ならびにシロキサ
ン結合を主鎖とするシリカポリマーで構成される複合母
体において、含有する重金属類の水溶出を阻止している
固定体としての硬化体である耐水・耐熱性固化体が提供
される。

【００５０】また、本発明によれば、前記の水硬性シリ
カ系バインダーが、特定形状に成型された後5 ないし18
0 ℃の雰囲気中に解放されて、さらに必要に応じて180
ないし900 ℃で加熱されて、ここに生成するアルミノケ
イ酸塩ならびにシロキサン結合を主鎖とするシリカポリ
マーで構成される複合母体で、特定形状の成型体が形成
されている硬化体である耐水・耐熱性固化体が提供され
る。

【００５１】また、本発明によれば、前記の水硬性シリ
カ系バインダーが、各種基材表面に塗付された後5 ない
し180 ℃の雰囲気中に解放されて、さらに必要に応じて
180ないし900 ℃で加熱されて、ここに生成するアルミ
ノケイ酸塩ならびにシロキサン結合を主鎖とするシリカ
ポリマーで構成される複合母体で、各種基材表面に被覆
ないしは接着された付着体が形成されている硬化体であ
る耐水・耐熱性固化体が提供される。

【００５２】また、本発明によれば、前記の水硬性シリ
カ系バインダーが、0.1 ないし25mm粒径の特定粒状に造
粒された後5 ないし180 ℃の雰囲気中に解放されて、さ
らに必要に応じて180 ないし900 ℃で加熱されて、ここ
に生成するアルミノケイ酸塩ならびにシロキサン結合を
主鎖とするシリカポリマーで構成される複合母体で、顆
粒体が形成されている硬化体である耐水・耐熱性固化体
が提供される。

【００５３】また、本発明によれば、前記の顆粒体が特
定形状の粟おこし状集合硬化体を形成している耐水・耐
熱性固化体において；上記の顆粒体の100 重量部に対し
て、前記の水硬性シリカ系バインダーが10ないし65重量
部の量で該顆粒体表面にまぶされ、ついで水硬性シリカ
系バインダーがまぶされた上記顆粒体が、特定形状に一
体化されて成型される成型工程に付され、900 ℃以下、
好むらくは180 ℃以下に解放されて貫通空隙を有する粟
おこし状集合硬化体を形成している耐水・耐熱性固化体
が提供される。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明者等は、不焼成で耐水・耐
熱性の無機固化体を形成せしめるには、水硬性シリカ系
バインダーの採択が有効と判断した。しかるに従来技術
におていは、常温硬化システムで採択される水硬性シリ
カ系バインダーは、酸性硬化剤を用いて固化体を形成せ
しめている。その結果、生成固化体中には水可溶性のア
ルカリ塩化合物が副生していることから、生成固化体は
水に溶解し、耐水性の付与された固化体を期待すること
はできない。

【００５５】したがって、本発明の目的を達成するため
には、従来技術による水硬性シリカ系バインダーが抱え
ているこれら課題を解消する必要がある。本発明者等
は、本発明の目的である耐水性で耐熱性の無機固化体の
提供を効果的に完成するために鋭意検討を行って実験を
重ねた。

【００５６】その結果本発明者等は、酸性硬化剤を用い
ることなく、シリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸
塩組成物(B) とで構成される２成分混合組成物(CD)、も
しくは必要に応じて２成分混合組成物(CD)に添加素材
(K) が加えられて構成される３成分混合組成物(CT)に、
さらに水が加えられて調製される水分散型の３成分混和
物(WT)または３成分混和物(WQ)の湿式流動体である水硬
性シリカ系バインダーを提供できることを見出した。

【００５７】さらに本発明者等は、この水硬性シリカ系
バインダーを、180 ℃以下の不焼成雰囲気に解放する
と、ポリシロキサン結合を主鎖とする不燃性のシリカポ
リマーが生成し、同時に含有するアルカリ成分が水不溶
性塩類として固定化されるアルミノケイ酸塩が生成し、
シリカポリマーとアルミノケイ酸塩との複合母体からな
る無機固化体に耐水性ならびに耐熱性が付与されること
を見出した。

【００５８】さらに本発明者等は、この耐水性で耐熱性
の無機固化体を、各種の用途目的に応じて各製品に加工
すると、それぞれ固定体（重金属類の水不溶性化）、成
型体（二次成型製品等）、付着体（バインダー、塗料塗
膜等）、顆粒体（造粒品、顆粒品等）ならびに集合硬化
体（粟おこし品、濾過剤等）等として有効に応用できる
ことを見出した。

【００５９】本発明で形成される複合母体からなる無機
固化体が発揮する耐水性ならびに耐熱性は、本発明者等
が見出した条件と工程により発生する下記する化学的現
象によるものと判断される。本発明条件下において、原料が豊富に有しているシラ
ノール基成分が、少なくとも常温で反応して、ポリシロ
キサン結合(Si-O-Si) を主鎖とするシリカポリマーを形
成し、生成固化体に「耐熱性」と「耐酸性」を付与せし
める。本発明条件下において、共存するアルミナおよびシリ
カにアルカリが常温で反応して、水不溶性のゼオライト
・ゼオライト前駆体等のアルミノケイ酸塩を形成し、生
成固化体に「耐水性」と「重金属類の水不溶性」を付与
せしめる。

【００６０】即ち、本発明固化体の複合母体を形成する
シリカポリマーは、シリカ−アルカリ組成物(A) 有する
アルカリシラノール基(-Si-OM)［M ：はLi、Na、K ］で
起こる脱アルカリ反応、ついでシラノール基(-Si-OH)の
水酸基で起こる脱水反応による水分子(H₂O) 離脱で生成
する耐熱性ポリシロキサン結合(-Si-O-Si-) を主鎖とす
るポリマーである。したがって本発明の固化体は、セメ
ントや石膏の水和反応で生成する水和鉱物からなる耐熱
性のない固化体とは基本的に異なっており、耐熱性を有
する固化体マトリックスを形成していることが理解され
る。

【００６１】一方、本発明固化体の複合母体を形成する
アルミノケイ酸塩は、アルカリシラノール基(-Si-OM)か
ら脱アルカリされて副生するアルカリ成分を遊離させた
り水可溶性の塩類となることなく、共存するアルミナや
シリカと反応して水不溶性のゼオライトもしくはゼオラ
イト前駆体を形成している。したがって本発明の固化体
は、アルカリ分を水不溶性に固定していおり、耐水性を
有する固化体マトリックスを形成していることが理解さ
れる。

【００６２】本発明の基礎原料として採択されるシリカ
−アルカリ組成物(A) には７種類を挙げることができ
る。この７種類は、標準となる液状もしくは粉状の基本
標準組成物(A1)；粘土鉱物(E) とアルカリ塩(F) から変
性処理されているスラリー状の粘土変性組成物(A2)；ホ
ウ素含有化合物(T) からなる緩衝帯形成剤(AT)で混合複
合されているホウ素変性組成物(A2)；アルミノケイ酸塩
であるゼオライト(S) からなる結晶成長タネ(KS)で混合
複合されているタネ複合組成物(A4)；アルカリ溶液に可
溶なバリウム塩化合物(J) からなる硬化調製剤(KJ)で混
合複合されているバリウム複合組成物(A5)；液組成物の
粘性を調整するケイ酸カルシウム(G) からなる粘性改質
剤(GS)で混合複合されているケイカル複合組成物(A6)；
以上のシリカ−アルカリ組成物(A) の複数複合剤(AM)
［(A3)・(A4)・(A5)・(A6) ］で複合されている複数複合組
成物(A7)に分類することができる。

【００６３】本発明基礎原料として採択されるアルミン
酸塩組成物(B) には９種類を挙げることができる。これ
ら９種類は、アルカリ土類金属のアルミン酸塩であるア
ルミノ粉体(B1)；水酸化アルミニウム(BH)にアルカリ土
類金属のケイ酸塩(BC)が混和されている前駆体組成物(B
2)；フライアッシュ、スラッグ、焼却灰等の廃棄物粉体
(B3)；ポルトランドセメントやアルミナセメント等のセ
メント粉体(B4)；軽量粉体(BA)の表面積が含浸溶液(AP)
で改質されている改質組成物(B5)；リンのオキシ酸含有
化合物(BP)がカルシウム塩(GC)で中和処理されている前
処理組成物(B6)；有機化合物(BC)を含有している有機含
有組成物(B7)；有機質分含有アルミン酸塩の乾留処理で
調製されている炭素−アルミナ複合体の炭素含有組成物
(B8)；以上アルミン酸塩組成物［(B1)、(B2)、(B3)、(B
4)、(B5)、(B6)、(B7)、(B8)］２種以上の組み合わせか
らなる多機能組成物(B9)に分類することができる。

【００６４】本発明の耐水・耐熱性固化体においては、
その固化体の増量、補強、改質、作業性の改善、各種の
機能性の向上等を可能にするために、それぞれの目的に
応じた各種の添加素材(K) を基礎原料として混合せしめ
た水硬性シリカバインダーを予め調製しておくことが有
効である。

【００６５】本発明の基礎原料として採択される添加素
材(K) には大別して４種類を挙げることができる。これ
ら４種類は、抗菌性、抗黴性ならびに防藻性を有する抗
微生物剤(KZ)；顔料、着色剤、活性剤、充填剤、機能性
付与剤である機能性素材(KF)；粒径が0.1 mmないしは5
mmの範囲にある天然骨材、加工骨材、改良骨材ならびに
処理骨材である細骨材(KM)；粒径が0.1 mmないしは5 mm
の範囲にある廃棄物等を再利用した粉粒体の再利用材(K
R)に分類することができる。

【００６６】本発明水硬性シリカ系バインダーの基礎原
料は、上記のシリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸
塩組成物(B) と添加素材(K) との３種組み合わせ混合組
成物により達成される。この組み合わせ混合組成物は、
シリカ−アルカリ組成物(A)とアルミン酸塩組成物(B)
の２成分混合組成物(CD)の場合と、シリカ−アルカリ組
成物(A) とアル酸塩組成物(B) と添加素材(K) の３成分
混合組成物(CT)の場合とに大別される。なお、それぞれ
の混合組成物が粉状体のみのワンパック混合で構成され
る時は、粉粒体混合組成物(CH)として商品化することが
可能となり、本発明の湿式流動体の水硬性シリカ系バイ
ンダーを施工現場で調製することができる。

【００６７】本発明の湿式流動体の水硬性シリカ系バイ
ンダーは、上記２成分混合組成物(CD)もしくは３成分混
合組成物(CT)の混合組成物に対して、水を加えて均質分
散された水分散型の混和物２種類を挙げることができ
る。これら２種類は、シリカ−アルカリ組成物(A) とア
ルミン酸塩組成物(B) からなる２成分混合組成物(CD)が
水に均質分散されている３成分混和物(WT)のバインダー
と、２成分混合組成物(CD)にさらに添加素材(K) が加え
られた３成分混合組成物(CT)が水に分散されている４成
分混和物(WQ)のバインダーとに分類される。

【００６８】混和物として調製された本発明の湿式流動
体の水硬性シリカ系バインダーは、5 ないし180 ℃の雰
囲気中に解放される時、さらに必要に応じて180 ないし
900℃で加熱される時、水存在下で原料混合組成物は反
応して、シリカポリマーとアルミノケイ酸塩とで構成さ
れる耐水性で耐熱性の複合母体を生成する。

【００６９】この複合母体を基礎とする本発明の耐水・
耐熱性固化体は、それぞれの目的用途に応じた応用製品
に加工製造することができる。この耐水・耐熱性固化体
からなる応用製品には、６種類を挙げることができる。
これら応用製品は、廃棄物類等に含有される重金属類が
固定されている固定体；成型二次製品としてレンガ、炉
材、衛生陶器類、建材等の一定形状の成型体；各種の基
材表面に対して被覆、コーティング材、塗膜、接着、バ
インダー等として付着している付着体；骨材、路盤材、
充填剤、浄化処理材等に応用される顆粒体；上記顆粒体
を原材料として二次加工される防音材、保温材、緑化用
床、現地施工型粟おこし体等に応用される集合硬化体；
以上６種類の応用製品に分類することができる。

【００７０】以下、本発明の基礎原料として採択される
シリカ−アルカリ組成物(A) 、アルミン酸塩組成物(B)
ならびに添加素材(K) 、さらに基礎原料の組成物に水を
加えて調製される湿式流動体の水硬性シリカ系バインダ
ーに関し、さらに水硬性シリカ系バインダーから形成さ
れるシリカポリマーならびにアルミノケイ酸塩からなる
複合母体の耐水・耐熱性固化体ならびにその応用製品に
関し、各構成成分に沿ってそれぞれを具体的な例を以
て、各実施形態とその特長について説明する。

【００７１】なお、本明細書における「湿式流動体」と
は、流動性ないしは可塑性、もしくはスラリー状ないし
はペースト状である水分散型の均質組成物を総称してい
る。また、本明細書における「粉粒体」とは、粒径が0.
1 mmないしは5 mmの範囲にある粉状、砂状、塊状、顆粒
状、球状、中空状もしくは各種形状にある固体素材を総
称しており、代表的には粉状体、砂粒体、砕石体等を挙
げることができる。また、本明細書における「部数」お
よび「％」等の数量記載は、特記しない限り「重量」を
以て示す。

【００７２】本発明で採択される７種類のシリカ−アル
カリ組成物(A) は、いずれもケイ酸アルカリを主成分と
しており、これを総称する基本的組成として下記組成式
(1) M₂O・aSiO₂・bH₂O ・・・・・・・・・・・・ (1) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウム群
のアルカリ金属元素、aは1.8 ないし3.5 の数、b は2.5
ないし50.0の数）で表される粉状もしくは液状のケイ
酸アルカリを基本標準組成物(A1)として挙げることがで
きる。

【００７３】基本標準組成物(A1)で総称されるケイ酸ア
ルカリのアルカリ金属種(M) は、一般に入手の容易さな
らびに安価であることからナトリウム(Na)が好適であ
る。中でもJIS 化されている水ガラスは工業的にも大量
に生産されており、本発明製品の基礎原料として好適で
ある。しかし、固化体の利用分野や使用目的、また施工
作業性や固化体物性、さらにはその形状等によってはア
ルカリ金属種にカリウム(K) やリチウム(Li)をそれぞれ
単独に、またはナトリウムを含めたアルカリ金属の組み
合わせの複合ケイ酸アルカリとして適宜選択使用するこ
とができる。

【００７４】本発明で採択される基本標準組成物(A1)の
組成式(1) におけるa およびb の数は、選択されるシリ
カ−アルカリ組成物(A) の種類によって若干異なるが、
一般的にはa は1.8 ないし3.5 の範囲にあることが好ま
しく、特にa が2.0 ないしは3.2 の範囲にあり、b が2.
5 ないし50.0の数の範囲にある時は、本発明の水硬性シ
リカ系バインダーの調製を粉状もしくは液状で好適に実
施することができる。

【００７５】この時組成式(1) におけるa が、1.8 より
小さい時は、アルカリ成分が多すぎて固化体の硬化速度
を遅延させたり、また生成固化体に白化現象を発現させ
たりして耐水性が劣る傾向にある。また、a が3.5 より
大きい時は、反応性のシラノール基量が少なくなり、シ
ロキサン結合からなる有効なポリマー形成が期待されず
高硬度の固化体は得られない傾向にある。

【００７６】本発明の基本標準組成物(A1)の組成式(1)
におけるb が2.5 ないし50.0の数である時は、基本標準
組成物(A1)のケイ酸アルカリは粉状体で得られる。この
粉状体のケイ酸アルカリは、粉粒体混合組成物(CH)［ワ
ンパック品］の原料として好適である。

【００７７】本発明において、粉状体ケイ酸アルカリの
組成式(1) におけるb が5.0 よりも大きい時には、粉末
ケイ酸ルカリに潮解性が生じ粉状ワンパック品としての
粉状での保存性が低下し本発明の粉粒体混合組成物(CH)
の棚寿命性を損ない適切でない。また、組成式(1) のb
が2.5 よりも小さい時には、粉末シリカ−アルカリ組成
物の水に対する溶解性が損なわれ、シリカ−アルカリ組
成物の有効利用ができず本発明の目的を達することがで
きない。したがって、粉状体ケイ酸アルカリを表す組成
式(1) のb が2.5 ないし5.0 の数の範囲にある粉状のケ
イ酸アルカリであることが大切であり、この範囲から本
発明固化体の使用目的、用途、施工条件等に併せて粉状
体ケイ酸アルカリを随時選ぶことができる。

【００７８】一方、基本標準組成物(A1)の組成式(1) に
おけるb が5.0 ないし50.0の範囲にある時は、一般に液
状体のケイ酸アルカリであり、基本標準組成物(A1)の液
状組成物として簡易型の液状シリカ−アルカリ組成物
(A) の原料として好適である。特に液状組成物がケイ酸
ナトリウムの所謂液状水ガラスであるときは、JIS 化さ
れた工業薬品であり、安価であることから本発明の原料
として好適である。組成式(1) のb が50.0よりも大きく
なる時は、液状シリカ−アルカリ組成物(A) の実質的濃
度が低くなり、バインダー効果が低下する傾向にある。

【００７９】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるシリカ−アルカリ組成物(A)の他の形態として、
粉状粘土鉱物とアルカリ塩化合物と水との３成分による
反応・養生で予め調製される粘土変性組成物(A2)を挙げ
ることができる。

【００８０】上記粘土変性組成物(A2)の原材料となる粉
状粘土鉱物は、下記するアルカリ塩化合物(F) 溶液のア
ルカリに対して易反応性である含水フェロケイ酸塩化合
物、特にの２：１層型でスメクタイト族の含水フェロケ
イ酸塩化合物からなる粉状粘土鉱物(E) が好適である。
これらの含水フェロケイ酸塩化合物からなる粉状粘土鉱
物(E) は、シロキサン結合によるポリマー中にシラノー
ル基を豊富に確保しており、本発明固化体の複合母体と
なるシリカポリマーの形成に有効である。

【００８１】一般に含水フィロケイ酸塩化合物は、Si-O
の四面体を中心に互いに結合した層状ケイ酸塩構造を基
本体とする含水の層状ケイ酸塩化合物を総称しており、
天然の層状粘土鉱物がこれに当たる。このフィロケイ酸
塩化合物には、六角網状の層状体と四角網状の層状体と
に大別されており、大部分のケイ酸塩化合物は六角網状
の層状体から形成されている。このフィロケイ酸塩化合
物を構成する単位は、面、シート、層の３っに区別され
ており、シートには四面体シートと八面体シートとがあ
る。この四面体シートと八面体シートで構成される単位
層が層状に重なってフィロケイ酸塩化合物を形成してお
り、層と層との間には水分子を伴って陽イオンが入って
おり、含水状態を形成している。

【００８２】含水フェロケイ酸塩化合物である層状粘土
鉱物の分類によれば、１：１層型のカオリナイトでは２
八面体型と３八面体型に分類されている。一方、２：１
層型にはパイロフィライト、タルク、スメクタイト、バ
ーミキュライト、雲母、緑泥石等各族があり、それぞれ
２八面体型と３八面体型とに分類されている。

【００８３】しかし、２：１層型のスメクタイト族２八
面体型のモンモリロナイト等の層状粘土鉱物は、１：１
層のカオリナイト等の層状粘土鉱物に比べて、含有する
アルミニウムとケイ素の結合が不安定であり反応性に富
み、比表面積も大きく、吸着性能も高く、本発明におけ
るバインダー効果を発揮する上で優れている。

【００８４】上記粉状粘土鉱物(E) の代表的な含水フェ
ロケイ酸塩化合物として、２：１層型でスメクタイト族
のフェロケイ酸塩化合物を挙げることができる。スメク
タイト族の２八面体型には、モンモリロナイトならびに
バイデライトがあり、３八面体型には、サポナイト、ヘ
クトライト、ソーコナイトが分類されている。

【００８５】この中でもモンモリロナイトは、易反応性
に優れ、入手が容易であることから好適である。モンモ
リロナイトは、(Na,Ca_1/2)_0.33(Al_1.67Mg_0.33)Si₄O₁₀(O
H)₂の組成構造式（但し層間水は省略）で示される。こ
のモンモリロナイトでは、正負の荷電間の距離は大で、
相互作用の力は弱く、容易に陽イオン交換が起きる。ま
た環境によって層間水の量も変わり、水や有機物が層間
に入って底面間隔を広げる傾向にあり、膨潤性がある。
このモンモリロナイトにはベントナイトや膨潤性がそれ
ほど大きくないサブベントナイト（酸性白土）が分類さ
れている。

【００８６】しかし、含水の層状粘土鉱物は天然産の鉱
物であることから、一般に各種の不純物を共存してい
る。したがって本発明においては、不純物を共存してい
る含水の層状粘土鉱物の場合、粘土鉱物としての有効成
分、例えばモンモリロナイトを少なくとも50重量％以上
含有しいる粘土鉱物であれば、本発明の目的を損なうこ
となく粉状粘土鉱物(E) として採択することができる。

【００８７】一般にフィロケイ酸塩化合物は乾燥物でも
水分を20重量％以下の量範囲で含有している。しかし、
粉状粘土鉱物(E) として採択される含水フィロケイ酸塩
は、乾燥粉末であることが大切である。その含有水分量
は20重量％以下、好適には18重量％以下の乾燥粉末であ
り、その粉末度は、実質的に65メッシュ篩を少なくとも
80％以上通過する粉末に粉砕・分級されていることが取
扱上好ましい。

【００８８】一方、粉状粘土鉱物(E) と予め反応・調製
させてシラノール基を有するシリカ−アルカリ組成物
(A) を生成させるアルカリ塩化合物は、下記組成式(3) M₂O・eY・fH₂O ・・・・・・・・・・・・・・・ (3) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウムの
群より選ばれるアルカリ金属元素、Y は炭素、ホウ素も
しくはケイ素の単独ないし２種以上の組み合わせからな
る元素のオキシ酸、e は零を含む4.0 以下の数、f は零
を含む28.0以下の数）で表されるアルカリ塩化合物の単
独ないし２種以上の組み合わせアルカリ塩化合物(F) の
25重量％以上、好ましくは35濃度％以上の水溶液である
ことがシラノール基確保の上から望ましい。

【００８９】上記の組成式(3) で表されるアルカリ塩化
合物(F) の具体例としては、組成式(3) のe が零でオキ
シ酸を含まず、f が1 の水酸化アルカリの水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを挙げることが
でき、中でも水酸化ナトリウムが一般的に価格が安価で
あり、入手が容易であることから好適である。

【００９０】上記組成式(3) のY が炭素のオキシ酸であ
る場合、e が1 であり、f が零である各炭酸アルカリ、
具体的には炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ムを挙げることができる。また、これらの炭酸アルカリ
は粉末であることから、本発明においては水に溶解せし
めて採択することが好適である。

【００９１】また、上記組成式(3) のY がホウ素のオキ
シ酸で、e が1 ないし2 であり、fが零ないし10である
各種のホウ酸アルカリを挙げることができる。例えば、
ホウ酸カリやホウ酸ソーダー等のホウ素含有化合物を選
ぶことができる。

【００９２】上記組成式(3) のY がケイ素のオキシ酸で
ある場合、e が2.0 ないし3.5 であり、f が2.5 ないし
5.0 である各ケイ酸アルカリを挙げることができる。こ
れらのケイ酸アルカリが前述したる組成式(1) の粉末状
ケイ酸アルカリと同質であっても構わない。具体的には
ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムを
挙げることができる。これらのケイ酸アルカリは粉末で
あることから、本発明においては水に溶解せしめて採択
することが好適である。

【００９３】上記組成式(3) におけるe が4.0 よりも大
きい時ならびにf が28.0よりも大きい時は、アルカリ塩
(F) 中のアルカリ成分が不足することから粉状粘土鉱物
(E)との反応により生成するシラノール基の満足な量を
期待することができない。

【００９４】本発明のシリカ−アルカリ組成物(A) に採
択される粘土変性組成物(A2)は、粉状粘土鉱物(E) 100
重量部に対して、アルカリ塩化合物(F) が30ないし300
重量部の量で、さらに水が100 ないし350 重量部の量で
混和・反応・養生されて３成分混和物(WT)に予め調製さ
れていることが好適である。この時の調製は所定原料を
所定量で混和せしめた後、常温ないしは90℃の範囲で攪
拌下に反応・養生させてシラノール基を生成させること
が大切である。

【００９５】本発明におけるシロキサン結合からなるシ
リカポリマーは、基本的に４価のケイ素(Si)と２価の酸
素(O) とが規則正しく配列してポリマーのマトリックス
を構成している。しかるに、ケイ酸アルカリから生成す
るシリカポリマーは、脱水を伴うことからポリマーのマ
トリックスに収縮が起り、その収縮から歪エネルギーが
固化体に発生し蓄積してくる傾向にある。

【００９６】しかもポリマーのマトリックスは規則正し
く構成されていることから余裕はなく、発生した歪エネ
ルギーに逃げ場がなくなり蓄積する。その結果、歪エネ
ルギーの解消方法として、ポリマーにキレツやクラック
を発生させ、歪みエネルギーを解消する傾向にある。こ
のキレツやクラックの発生が、商品化された製品にトラ
ブルを起こす原因となっている。

【００９７】したがって、ポリマー内に発生する歪エネ
ルギーを吸収できる場、所謂「遊びの場」が必要であ
り、この場をポリマー内に緩衝帯として形成させておく
必要がある。この現象の応用は、ガラスにおけるホウケ
イ酸ガラスの挙動に類似している。本発明で生成するシ
ロキサン結合からなるシリカポリマーにおいても、価数
の異なる３価のホウ素元素をポリシロキサン結合内に適
度に含有せしめることにより、ポリマー内に緩衝帯を設
けることが可能となり、収縮歪みによるトラブルを解消
することができる。

【００９８】本発明においては、以上の現象から生成固
化体に発生する収縮歪を解消するために、水硬性シリカ
系バインダーにおけるシリカ−アルカリ組成物(A) の他
の形態として、基本標準組成物(A1)もしくは粘土変性組
成物(A2)であるシリカ−アルカリ組成物(A) に、緩衝帯
形成剤としてホウ素含有化合物が予め混合複合されてい
る液状ないし粉状のホウ素複合組成物(A3)を挙げること
ができる。

【００９９】本発明で選択される緩衝帯形成剤として
は、アルカリ溶液に可溶でシリカポリマーの骨格である
シロキサン結合との反応性が容易であり、４価のケイ素
価数と異なる３価の価数を有するホウ素を含有するホウ
素含有化合物(T) からなる緩衝帯形成剤(AT)が好適であ
る。

【０１００】本発明で選択されるアルカリ溶液に可溶性
のホウ素含有化合物(T) としては、ホウ酸アルカリであ
るアルカリ塩が好適であり、アルカリ元素がカリウムも
しくはナトリウムであることが好ましく、例えばホウ酸
カリやホウ酸ソーダーを挙げることができる。また、ホ
ウ酸アルカリは粉状体であることから、無水塩、3 水
塩、5 水塩、7 水塩、10水塩の中から選択することが好
適である。

【０１０１】さらに他のホウ素含有化合物(T) として
は、アルカリ塩に代わり、各種のホウ酸塩化合物を適宜
選ぶこともできる。このホウ酸塩化合物としては、例え
ば、工業薬品である酸化ホウ素、ホウ酸、リン酸ホウ
素、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カルシウム等を挙げることがで
きる。

【０１０２】本発明のホウ素複合組成物(A3)は、前記の
基本標準組成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)からな
るシリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、上
記の緩衝帯形成剤(AT)が40重量部以下、好ましくは30重
量部以下の量で均質に混合複合されているシリカ−アル
カリ組成物(A) に予め調製しておくことが生成するシリ
カポリマー中で発生する収縮歪みを解消させる上で有効
である。

【０１０３】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるシリカ−アルカリ組成物(A)の他の形態として、
基本標準組成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)からな
るシリカ−アルカリ組成物に、アルミノケイ酸塩である
ゼオライトを本発明の生成固化体の結晶成長タネとして
予め混合複合させた粉状ないし液状のタネ複合組成物(A
4)を挙げることができる。

【０１０４】本発明においては、シリカ−アルカリ組成
物(A) とアルミノケイ酸塩(B) と水との３成分混和物(W
T)を少なくとも常温に解放するときは、アルカリ成分等
が固定化された水不溶性のアルミノケイ酸塩であるゼオ
ライトもしくはゼオライト前駆体ならびにシリカポリマ
ーで構成される複合母体が生成する。

【０１０５】ここに生成するゼオライトもしくはゼオラ
イト前駆体を速やかに生成させるために、３成分混和物
(WT)にアルミノケイ酸塩であるゼオライト(S) を結晶成
長のタネ(KS)として共存せしめておくことが本発明固化
体形成に有効である。

【０１０６】上記結晶成長のタネ(KS)として有効なアル
ミノケイ酸塩は、下記単位格子の化学組成式(4) M_x/n・[(AlO₂)_x・(SiO₂)_y]・wH₂O ・・・・・・・・・・・(4) （式中：Mハ原子価ｎの金属陽イオン、 x+yは単位格子当
りの四面体数）で表されるアルミノケイ酸塩でゼオライ
ト構造を有するゼオライト(S) 結晶成長タネ(KS)として
有効である。これらのゼオライト(S) は、天然鉱物でも
人工的合成の鉱物でも有効である。

【０１０７】本発明のタネ複合組成物(A4)は、前記の基
本標準組成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)からなる
シリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、結晶
成長タネ(KS)が0.01ないし10重量部で均質に混合複合さ
れているシリカ−アルカリ組成物(A) であることが、本
発明固化体中にゼオライトを有効に速やかに生成せしめ
る上で有効である。

【０１０８】本発明の水硬性シリカ系バインダーを施工
現場で作業に付するに際して、その施行作業中を通して
水硬性シリカ系バインダーが、施工に必要な作業性を確
保して流動体を保持した作業可使時間を有していること
が重要である。

【０１０９】この作業可使時間を確保するために、本発
明の水硬性シリカ系バインダーに採択されるシリカ−ア
ルカリ組成物(A) の他の形態として、基本標準組成物(A
1)もしくは粘土変性組成物(A2)からなるシリカ−アルカ
リ組成物(A) に、硬化調整剤としてバリウム塩化合物を
予め混合複合された液状ないし粉状のバリウム複合組成
物(A5)を挙げることができる。

【０１１０】本発明で選択される硬化調整剤としては、
ケイ酸アルカリのゲル化反応を調整できるアルカリ溶液
への可溶分を有する粉末のバリウム塩化合物(J) からな
る硬化調整剤(AJ)が好適である。

【０１１１】上記硬化調整剤として有効なバリウム塩化
合物は、下記組成式(5) BaO・gSiO₂・hH₂O ・・・・・・・・・・・・・ (5) （式中：g は4.0 以下の零を含む数であり、h は9.0 以
下の零を含む数である）で表わされるアルカリ溶液への
可溶分を有する粉末バリウム塩の単独ないし２種以上の
組み合わせバリウム塩化合物(J) からなる硬化調整剤(A
J)が好適である。

【０１１２】本発明において、硬化調整剤(AJ)として採
択される粉状バリウム塩化合物を特定する「アルカリ溶
液への可溶分」とは、バリウム塩化合物10g を25℃の１
規定苛性ソーダ溶液100 ml中に10分間撹拌分散させた
後、該試料溶液を濾別した溶液中のバリウムイオン(Ba
⁺⁺)を定量し、採取試料中の全バリウム元素(Ba)量を基
準(100) として１規定苛性ソーダ溶液中に溶出したバリ
ウム(Ba)量(%) をいう。

【０１１３】本発明粉状バリウム塩化合物(J) のアルカ
リ溶液への可溶分は、10％以上であることが水硬性シリ
カ系バインダーの湿式流動体を確保する上で好適であ
る。アルカリ溶液への可溶分が10％以下のバリウム塩化
合物(J) を採択する時には、水硬性シリカ系バインダー
の施工作業に必要な流動体を確保できる可使時間が期待
できない。一方、アルカリ溶液への可溶分が90％以上の
バリウム塩化合物(J) では、水硬性シリカ系バインダー
の可使時間は確保されるが硬化に至る時間が長期化して
しまい、生成シリカポリマーの適切な形成を損ない、ま
た均質な固化体生成が阻まれ好ましくない。

【０１１４】一般に、上記アルカリ溶液への可溶分を満
足し、入手容易で安価であるバリウム塩化合物(J) とし
ては、工業製品として市販されている化学式Ba(OH)₂・8H
₂Oで示される水酸化バリウムが好適である。また、化学
式BaO の酸化バリウムを採択することも有効である。し
かし、アルカリ溶液への可溶分量が管理でき、水硬性シ
リカ系バインダーの湿式流動体と可使時間を調整・管理
できることから、本発明においてはバリウムイオンの活
性がマイルドに発揮されるケイ酸バリウムが好適であ
る。

【０１１５】このケイ酸バリウムとしては、水酸化バリ
ウムと反応性ケイ酸とを原料とした混合品を低温（好適
には100 ないし200 ℃）処理により調製されたアルカリ
溶液への可溶分が10％以上である簡易型粉状ケイ酸バリ
ウムが本発明においては水硬性シリカ系バインダーの湿
式流動体と可使時間ならびに硬化時間を管理できること
から好適である。

【０１１６】この場合の簡易型粉状ケイ酸バリウムは、
組成式(5) g の数が4.0 以下の数であることが良く、4.
0 以上の数ではバリウムイオンの活性を有効に利用する
ことができない。また、組成式(5) h の数が9.0 以下の
数であることが良く、9.0 以上の数では、特に本発明に
おいてワンパック品(G) 中でのバリウム塩化合物(J)の
保存安定性が確保されず本発明の目的を達することがで
きない。

【０１１７】アルカリ溶液への可溶分を有する粉状バリ
ウム塩化合物(J) は、基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) 10
0 重量部に対して、0.1 ないし10重量部の範囲で混合複
合されているバリウム複合組成物(A5)であることが好ま
しい。

【０１１８】バリウム塩化合物(J) の量が0.1 重量部よ
りも少ない時は、施工作業性に適切な可使時間と水硬性
シリカ系バインダーの湿式流動体を確保することが困難
となる。また、バリウム塩化合物(J) の量が10重量部よ
りも多い時は、作業可使時間は充分であるが固化体の硬
化速度が遅くなり、固化体の生産性と実用性を損なう傾
向にある。

【０１１９】本発明においては、調製される水硬性シリ
カ系バインダーがシリカ濃度を低減させることなく作業
性に好適な流動性ないしは可塑性を確保するために、水
硬性シリカ系バインダーにおけるシリカ−アルカリ組成
物(A) の他の形態として、基本標準組成物(A1)もしくは
粘土変性組成物(A2)からなるシリカ−アルカリ組成物
(A) に粘度改質剤として易反応性のケイ酸カルシウムを
予め混合複合させた粉状ないしは液状のケイカル複合組
成物(A6)を挙げることができる。

【０１２０】本発明で選択される粘度改質剤としては、
ケイ酸アルカリのゾル−ゲル反応を調整できてケイ酸ア
ルカリに易反応性のケイ酸カルシウム(G) からなる粘度
改質剤(AG)が好適である。

【０１２１】本発明で採択される易反応性のケイ酸カル
シウム(G) の具体的な例としては、ウオラストナイトも
しくは非晶質の構造をしている天然のケイ酸カルシウム
ならびに合成のケイ酸カルシウム等の粉状体が安価であ
り、入手が容易であることから好適に選択することがこ
とができる。

【０１２２】これらのケイ酸カルシウム(G) は、基本標
準組成物(A1)もしくは粘土変性組成物(A2)からなるシリ
カ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、上記の粘
度改質剤(AG)が70重量部以下、好ましくは60重量部以下
の量で均質に混合複合されているケイカル複合組成物(A
6)に予め調製しておくことにより、好適な作業性ならび
に可使時間の確保された水硬性シリカ系バインダーが調
製される。

【０１２３】このケイ酸カルシウム(G) の混合複合され
たケイカル複合組成物(A6)は、安定した水分散のシリカ
−アルカリ組成物(A) を形成し、水硬性シリカ系バイン
ダーの湿式流動体としての液性を好適に調製することが
でき、本発明目的の固化体を形成させる上で重要であ
る。

【０１２４】本発明ケイカル複合組成物(A6)で採択され
るケイ酸カルシウムに代えて、単に水酸化カルシウムや
酸化カルシウムが採択されたシリカ−アルカリ組成物で
は、直ちにゲル化が起こり、好適な作業可使時間を有し
ている湿式流動体であり流動性ないしは可塑性を好適に
確保できる水硬性シリカ系バインダーを調製することは
できない。

【０１２５】本発明においてケイカル複合組成物(A6)を
採択して湿式流動体である水硬性シリカ系バインダーを
調製するときは、シリカ−アルカリ組成物(A) に予めカ
ルシウム成分が安定に含有されていることから、後述す
るアルミン酸塩組成物(B) のアルカリ土類金属成分の含
有量に拘らずにアルミン酸塩組成物(B) を幅広く選択で
き、しかも白化現象等が抑制されることから好適であ
る。

【０１２６】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるシリカ−アルカリ組成物(A)の他の形態として、
前期の各シリカ−アルカリ組成物(A) である基本標準組
成物(A1)、粘土変性組成物(A2)、ホウ素含有組成物(A
3)、タネ含有組成物(A4)、バリウム含有組成物(A5)なら
びにケイカル含有組成物(A6)の群より選ばれる２種以上
の組み合わせ混合複合物である粉状ないし液状の複数複
合組成物(A7)を挙げることができる。

【０１２７】これらの複数複合組成物(A7)は、本発明水
硬性シリカ系バインダーの用途目的または作業性、さら
には価格に応じて、予め行われる予備実験により確認さ
れた条件（種類、配合量等）により複数の組成物を混合
することにより採択されることが好ましい。

【０１２８】本発明によれば、基礎原料として採択され
るシリカ−アルカリ組成物(A) と共に選択されるアルミ
ン酸塩組成物(B) は９種類あり、この９種類のアルミン
酸塩組成物(B) は、いずれもアルミン酸塩化合物を主成
分としており、その代表例として下記組成式(2) cQO・Al₂O₃・dH₂O ・・・・・・・・・・・・ (2) （式中：Q はカルシウムないしはマグネシウムの群より
選ばれたアルカリ土類金属元素、c は0.8 ないし6.0 の
数、d は零を含む6.5 以下の数）で表わされるアルカリ
土類金属のアルミン酸塩化合物からなる易反応性のアル
ミノ粉体(B1)を挙げられることができる。

【０１２９】一般にアルミン酸塩化合物は、アルミナや
水酸化アルミニウムがアルカリ溶液に対する溶解により
生成するといわれている。本発明の組成式(2) で示され
る代表的なアルカリ土類金属のアルミン酸塩化合物から
なる易反応性のアルミノ粉体(B1)の具体的例としては、
アルミン酸カルシウムやスピネル構造を持つアルミン酸
マグネシウム、またアルミナセメント等を挙げることが
できる。

【０１３０】これらアルミノ粉体(B1)は、シリカ−アル
カリ組成物(A) との反応性ならびに触媒作用に優れ、し
かも以上のアルミノ粉体(B1)は工業薬品として入手容易
であることから本発明水硬性シリカ系バインダーの原料
として好適である。

【０１３１】本発明水硬性シリカ系バインダーのアルミ
ン酸塩化合物組成物(B) において、組成式(2) で示され
るQ がアルカリ土類金属元素であることがゼオライトの
生成に好適であり、このアルカリ土類金属元素が触媒的
作用を発揮し、生成固化体に耐水性を付与せしめること
から重要である。アルカリ土類金属を含有する化合物と
して、例えば、消石灰や石灰、さらにはマグネシヤや水
酸化マグネシウム等の塩類を一般に挙げることができ
る。

【０１３２】アルミン酸塩組成物(B) の組成式(2) にお
けるc が5.0 より大きい時は、副生アルカリ成分を固定
するゼオライトの形成に必要なアルミナ分の量が少なく
なり好適なゼオライト形成を期待できない。また、c が
0.8 より小さい時は、ゼオライト生成に際して触媒的作
用をするアルカリ土類金属化合物の量が減少し、ゼオラ
イト生成を迅速に進行させることができず耐水性の発現
が期待できない。

【０１３３】また、アルミン酸塩組成物(B) の組成式
(2) におけるd がは3.5 より大きい時は、アルミン酸塩
組成物(B) の含水率が上り粉状体を維持できなくなり本
発明のアルミン酸塩組成物(B) としては好適でない。但
し、シリカバインダーとして反応させるシリカ−アルカ
リ組成物が高濃度の液状体である時は、d がは3.5 より
大きいアルミン酸塩組成物(B) を採択することも可能で
ある。

【０１３４】本発明組成式(2) で示されるアルミノ粉体
(B1)のアルミン酸塩組成物(B) は、一般に主成分として
アルミナ分をAl₂O₃ 基準で4 ないしは70重量％、シリカ
分をSiO₂基準で10ないしは70重量％、アルカリ土類金属
の酸化物分をQO基準で10ないしは65重量％含有してお
り、比表面積として2,000 ないし100,000 cm²/g 有して
いることが、シリカ−アルミナ組成物(A) との反応性に
優れ、作業性容易な優れた湿式流動体のの水硬性シリカ
系バインダーを調製する上で有効である。

【０１３５】本発明のアルミン酸塩組成物(B) におい
て、主成分であるアルミナ分が4 重量％より少ない時
は、シリカポリマー生成時に副生するアルカリ成分を固
定することができず固化体に耐水性を付与することがで
きない。また、アルミナ分が70重量％よりも多い時は他
の成分であるアルカリ土類金属成分が少なくなりゼオラ
イトの迅速な生成が損なわれる傾向にある。

【０１３６】また、アルミン酸塩組成物(B) がシリカ−
アルミナ組成物(A) との共同作業によりバインダー効果
を効率よく達成するために、アルミン酸塩組成物(B) の
比表面積が2,000 ないし100,000cm²/gの粉体であること
が重要である。この時の比表面積が2,000 cm²/g より小
さい時は、アルミン酸塩組成物(B) の反応性が低下しア
ルカリ成分の固定が困難となる。

【０１３７】一方、比表面積が100,000 cm²/g より大き
い軽量粉体(BA)である時は、液状シリカ−アルミナ組成
物(A) とアルミン酸塩組成物(B) 粉体とが混合された時
に、シリカ−アルミナ組成物(A) の液状部分が吸収され
て該混和物は「バサバサ」状態となり、水硬性シリカ系
バインダーを一体化した連続層で確保することができ
ず、均質に一体化した固化体生成を期待することはでき
ない。

【０１３８】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、水酸
化アルミニウムとアルカリ土類金属のケイ酸塩とで混合
処理されてアルミン酸塩化合物の前駆体化合物を形成し
ている前駆体組成物(B2)を挙げることができる。

【０１３９】上記の水酸化アルミニウムとしては、組成
式Al₂O₃・3H₂Oで示される含水の酸化アルミニウムが、易
反応性で入手が容易であることから好適である。一方、
上記のアルカリ土類金属のケイ酸塩としては、ケイ酸カ
ルシウムとケイ酸マグネシウムが易反応性で入手が容易
であることから好適である。しかし、本発明で採択され
るアルカリ土類金属のケイ酸塩は、酸化物基準における
ケイ酸SiO₂とアルカリ土類金属の酸化物MOとのモル比が
１：１に限定されるものでなく、モル比が0.3ないし3
：0.3 ないし3 の範囲から選ぶことができる。

【０１４０】また、本発明の前駆体組成物(B2)に採択さ
れるアルカリ土類金属のケイ酸塩としては、ケイ酸カル
シウムやケイ酸マグネシウムに止まらず、ケイ酸カルシ
ウム等を含有している高炉スラッグやポルトランドセメ
ント等のカルシヤを多量に含んでいるケイ酸塩も本発明
の目的を達成する上で有効である。中でもポルトランド
セメントは水硬性を有している材料であり、本発明にと
って好適である。この前駆体組成物(B2)の調製は、水酸
化アルミニウムとアルカリ土類金属のケイ酸塩との簡単
な均質混合によって達成することができる。

【０１４１】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、各分
野から副生してくる熱履歴を受けたアルミン酸塩化合物
を含有している廃棄物であるフライアッシュ、スラッグ
ならびに焼却灰等の廃棄物粉体(B3)を挙げることができ
る。

【０１４２】上記熱履歴を受けたアルミン酸塩化合物を
含有している廃棄物粉体(B3)は、石炭火力発電所から副
生するフライアッシュ、製鋼や各種金属冶金に際して副
生するスラッグ、製紙業界から排出されるペーパースラ
ッジの焼却灰、一般廃棄物を含む各種の生ゴミ類の焼却
灰、下水汚泥やその他の汚泥等の焼却灰、各種発酵残渣
の焼却灰等の粉状体を廃棄物粉体(B3)として挙げること
ができる。

【０１４３】これら廃棄物の粉状体は、熱履歴を受けて
るが比表面積が大きい場合がある。このような場合は後
述する軽量粉体(BL)の分野に属し、粉状体の比表面積を
小さくする処理工程に付してから廃棄物粉体(B3)として
採択することが好適である。

【０１４４】本発明において重要なことは、これら廃棄
物類に含有されている有害な重金属類が本発明の水硬性
シリカ系バインダーの固化工程中に生成するゼオライト
により水不溶性塩として固定化されることにある。即
ち、本発明の水硬性シリカ系バインダーに廃棄物類が採
択される場合、これら廃棄物が含有している重金属類は
不溶性塩類となり、水への溶出は阻止され、廃棄物類を
安全に再利用することを可能にしている。したがって、
これら有害重金属類の環境への汚染を防止することが可
能であり、本発明技術が環境問題の解消に貢献できる点
で重要である。

【０１４５】なお、石炭灰はフライアッシュとクリンカ
アッシュとを総称しているが、本明細書においてはフラ
イアッシュを中心に記載説明する。フライアッシュの一
般的な化学組成( 重量％) は、 SiO₂: 48.2 ないし 61.
3 、Al₂O₃ ：20.0ないし26.8、Fe₂O₃ ：3.6 ないし7.5
、MgO ：0.8 ないし2.7 、CaO ：3.0 ないし8.5 であ
り、また比表面積(cm²/g) は2400以上であり、45μm ふ
るい残分は40％以下の粉体である。このようにフライア
ッシュはシリカとアルミナを主成分とし、カルシヤを含
有しており、シリカ−アルカリ組成物と易反応性で本発
明のアルミン酸塩組成物(B) として好適である。

【０１４６】また石炭灰のクリンカアッシュは赤熱状態
でボイラー底部の水槽に落下した石炭灰を、破砕機で破
砕し、粒度調整したもので、赤熱状態から急冷したため
に化学的に安定している。クリンカアッシュの化学組成
（重量％）は、SiO₂：51.6ないし64.0、Al₂O₃ ：17.3な
いし26.9、Fe₂O₃: 3.7ないし10.9、MgO: 0.9ないし2.6、
CaO：1.9 ないし 8.8で、フライアッシュとほぼ同等
で、シリカとアルミナを主成分としている。

【０１４７】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、カル
シウム塩鉱物を主成分とするアルミン酸塩化合物からな
る水硬性セメント類粉末であるセメント粉体(B4)を挙げ
ることができる。

【０１４８】これらのセメント粉体(B4)としては、公知
・公用の各種の水硬性セメント類粉末から適宜選ぶこと
ができる。その具体的例は、JIS R 5200で規定されてい
るポルトランドセメント（普通、早強、超早強、中庸
熱、耐硫酸塩）や混合セメント（高炉セメント、シリカ
セメント、フライアッシュセメント）、さらには各種の
特殊セメント（白色ポルトランドセメント、アルミナセ
メント、超速硬性セメント、コロイド状セメント、油井
セメント、地熱井セメント、膨潤セメント、その他特殊
セメント）等の水硬性セメント鉱物類の粉状体を挙げる
ことができる。

【０１４９】これらの水硬性セメント鉱物類の粉状体
は、それ自体が水との混合により水和物を生成して固化
体を形成する。しかし本発明においては、これらの水硬
性セメント鉱物類の粉状体は、本発明の水硬性シリカ系
バインダーにとって安価なアルミン酸塩組成物原料とし
て有効であり、好適に採択することができる。

【０１５０】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、アル
ミン酸塩含有の軽量粉体が有する表面積を含浸溶液を用
いて改質されている改質組成物(B5)を挙げることができ
る。

【０１５１】上記アルミン酸塩含有の軽量粉体は、前記
のアルミノ粉体(B1)とほぼ同様の組成であり、アルミナ
分をAl₂O₃ 基準で10ないし85重量％、シリカ分をSiO₂基
準で10ないし75重量％、カルシヤ分をCaO 基準で2 ない
し40重量％含有しており、しかも比表面積が100,000 cm
²/g 以上と大きくかさ高い軽量粉体(BL)である。この軽
量粉体(BL)に液状のシリカ−アルカリ組成物(A) が混和
されると、その混和物は「バサバサ状」となり、本発明
が目的とする湿式流動体の水硬性シリカ系バインダーの
性能を有効に発揮させられない。.

【０１５２】軽量粉体(BL)の具体的な例としては、産業
廃棄物であるペーパースラッジや各種の焼却灰、窯業製
品の微粉廃棄物、ケイ酸カルシウムやケイ酸アルミニウ
ム等の微粉末からなる各種の体質顔料、ケイ酸アルミニ
ウムを主成分とする微粉末の粘土鉱物類、含水の土壌・
堆積土や汚泥類、火山灰等を挙げることができる。

【０１５３】上記の含浸溶液は、前記の組成式(1) で表
わされるケイ酸アルカリの単独もしくは２種以上の組み
合わせからなる液状の含浸溶液(AP)が好ましい。一般的
には安価で入手がしやすい液状ケイ酸ソーダ、所謂水ガ
ラスが好ましい。

【０１５４】本発明においては、比表面積の大きい軽量
粉体(BL)にケイ酸アルカリからなる含浸溶液(AP)を含浸
させて乾燥させる処理工程に付し、軽量粉体(BL)の細孔
を含めた粉体表面にケイ酸分が沈着せしめ、軽量粉体(B
L)の比表面積を2,000 ないし100,000 cm²/g の範囲に改
質することにより改質組成物(B5)に予め調製しておくこ
とが、本発明のアルミン酸塩組成物(B) として好適に採
択できる。

【０１５５】比表面積を小さくする処理工程は、軽量粉
体(BL) 100重量部に対して含浸溶液(AP)を80重量部以下
の量で含浸させ、ついで120 ℃以下の温度で乾燥する処
理工程に付することにより、比表面積を小さくした改質
組成物(B5)に調製することが可能となり有効である。

【０１５６】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、リン
のオキシ酸含有のアルミン酸塩化合物がカルシウム塩で
中和処理されている前処理組成物(B6)を挙げることがで
きる。

【０１５７】一般に、リンのオキシ酸含有の酸性サイド
にある化合物をセメント類で固化体に形成しようとする
とき、リンのオキシ酸がセメント鉱物のカルシウム塩と
反応して固化形成機能を消滅せしめることがら固化体形
成は難しい。同様に本発明の水硬性シリカ系バインダー
においても、リンのオキシ酸含有のアルミン酸塩化合物
粉体(BP)を採択するときは、シリカ−アルカリ組成物
(A) との中和反応が優先し、固化体形成を阻害する。し
たがって、予めリンのオキシ酸含有化合物をカルシウム
塩等により中和しておくことが必要である。

【０１５８】上記の前処理組成物(B6)で採択されるリン
のオキシ酸含有のアルミン酸塩化合物は、主成分として
リンのオキシ酸分をP₂O₅基準で2 ないし35重量％、アル
ミナ分をAl₂O₃ 基準で4 ないし30重量％、シリカ分をSi
O₂基準で5 ないし50重量％、アルカリ土類金属の酸化物
分をQO基準で3 ないし25重量％各々含有している粉体の
リンのオキシ酸含有のアルミン酸塩化合物(BP)であり、
具体的には下水道汚泥の焼却処理灰やヘドロ等の汚泥処
理土等の粉末より選ぶことができる。

【０１５９】これらリンのオキシ酸含有のアルミン酸塩
化合物粉体(BP)を中和処理するカルシウム塩としては、
安価で入手が容易である消石灰や生石灰、さらに炭酸石
灰やケイ酸カルシウム、またセメント類等からなるカル
シウム塩(GC)が好適である。

【０１６０】前処理組成物(B6)の前処理調製方法は、リ
ンのオキシ酸含有のアルミン酸塩化合物粉体(BP)100 重
量部に対してカルシウム塩(GC)が5 ないし50重量部、水
が0ないし100 重量部の量で配合・混和して、ついで20
ないし80℃において反応・養生することによって中和処
理が行われ、含有するリンのオキシ酸を予め中和処理し
た前処理組成物(B6)に調製しておくことが好ましい。

【０１６１】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、有機
化合物を均質分散状態に担持しているアルミン酸塩から
なる有機含有組成物(B7)を挙げることができる。

【０１６２】上記の有機化合物として、動・植物類や発
酵物ならびにそれらの生産物等である天然の有機化合
物、各種人工的に生産される合成の有機化合物、さらに
各種プラスチックスやその加工品である高分子の有機化
合物等の有機化合物(BC)を挙げることができる。

【０１６３】上記の有機化合物(BC)が均質分散状態に担
持されているアルミン酸塩からなる有機含有組成物(B7)
の具体例としては、前記した廃パルプ類を含有している
ペーパースラッジや油脂類の精製処理剤として使用され
て油分を含有した廃白土、また有機質分を含有している
各種の発酵残渣、沼・湖やダム等のヘドロ汚泥や動物の
ふん尿の含まれた汚泥等を挙げることができる。

【０１６４】有機含有組成物(B7)の一般的主たる化学組
成（乾燥物規準の重量％）は、SiO₂：5.0 ないし30.0、
Al₂O₃ ：1.0 ないし30.0、Fe₂O₃ ：0.1 ないし10.0、Mg
O ：0.1 ないし8.0 、CaO ：0.1 ないし8.0 、灼熱減
量：10.0ないし65.0であり、また比表面積(cm²/g) は24
00以上であり、45μm ふるい残分は50％以下に調製され
た粉体が好適である。

【０１６５】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、有機
質分含有アルミン酸塩が乾留処理されて調製された炭素
−アルミナ複合体の炭素含有組成物(B8)を挙げることが
できる。

【０１６６】上記の炭素−アルミナ複合体は、有機質成
分含有アルミン酸塩である廃パルプ類を含有しているペ
ーパースラッジや油脂類の脱色精製処理剤に使用されて
油分を含有した廃白土等を乾留原料として、有機質成分
含有アルミン酸塩の有機分が乾留工程で炭素化されてい
る炭素−アルミナ複合体(BA)が好適である。この時の乾
留工程は、公知・公用の汎用性の乾留装置を用いて300
ないし950 ℃の温度範囲における乾留処理で含有有機成
分を炭素化する方法が好適である。

【０１６７】炭素化された炭素−アルミナ複合体(BA)の
一般的な主たる化学組成（重量％）は、C ：3.0 ないし
50.0、SiO₂：10.0ないし40.0、Al₂O₃ ：5.0 ないし35.
0、Fe ₂O₃ ：0.5 ないし10.0、MgO ：0.1 ないし8.0 、C
aO ：0.1 ないし8.0 であり、比表面積(cm²/g) は2400
以上であり、45μm 篩残分は40％以下の粉体炭素含有組
成物(B8)が好適である。

【０１６８】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
されるアルミン酸塩組成物(B) の他の形態として、前記
の各アルミン酸塩組成物(B) であるアルミノ粉体(B1)、
前駆体組成物(B2)、廃棄物粉体(B3)、セメント粉体(B
4)、改質組成物(B5)、前処理組成物(B6)、有機含有組成
物(B7)ならびに炭素含有組成物(B8)の２種以上の組み合
わせからなる多機能組成物(B9)を挙げることができる。

【０１６９】これらの多機能組成物(B9)は、本発明水硬
性シリカ系バインダーの用途目的または作業性、さらに
価格に応じて、予めの予備実験により確認された条件に
より複数の組成物が混合されて多種の機能性を発揮する
ことができるので好ましい。

【０１７０】本発明においては、シリカ−アルカリ組成
物(A) とアルミン酸塩組成物(B) とで構成される２成分
混合組成物(CD)は、上記の粉状のアルミン酸塩組成物
(B) 100 重量部に対して、上記の液状もしくは粉状のシ
リカ−アルカリ組成物(A) が10ないし310 重量部で混合
されていることが好適である。

【０１７１】上記のシリカ−アルカリ組成物(A) が10重
量部よりも少ないときは、本発明水硬性シリカ系バイン
ダーの固化性バインダー効果を低減させて好ましくな
い。また、シリカ−アルカリ組成物(A) が310 重量部よ
りも多いときには、本発明の水硬性シリカ系バインダー
に特段のバインダー有効性を見出すことはできない。

【０１７２】本発明の２成分混合組成物(CD)の調製方法
は、シリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物
(B) との所定割合による簡単な混合によってて達成され
る。この場合、シリカ−アルカリ組成物(A) が液状であ
るか粉状であるかにより、その混合方法は異なるが、い
ずれにせよ一般には公知・公用の混合方法の採択により
達成することができる。なお、後述する水との混和にお
いて、これら２成分の混合を同時に行うことも生産性の
上からも有効である。

【０１７３】本発明の水硬性シリカ系バインダーにおい
て、前記のシリカ−アルカリ組成物とアルミン酸塩組成
物とからなる液状もしくは粉状の２成分混合組成物(CD)
に、さらに各種粉粒体の添加素材(K) が混合されている
３成分混合組成物(CT)に、水が均質分散されて混和され
ている４成分混和物(WQ)からなる湿式流動体の水硬性シ
リカ系バインダーを提供することができる。

【０１７４】本発明の水硬性シリカ系バインダーに採択
される粉粒体の添加素材としては、抗微生物剤、機能性
素材、細骨材ないしは再利用材の粉粒体群より選ばれた
単独ないしは２種以上の組み合わせ粉粒体添加素材(K)
が好適である。

【０１７５】本発明の添加素材(K) として好適な粉粒体
は、粒径が50μ未満の微粉末体のみならず、粒径が50μ
以上で5 mm以下の範囲にある粒状体を含めることができ
る。具体的形状としては、粉状、砂状、塊状、針状、柱
状、球体、中空体、繊維状、板状、フレーク状、変形状
もしくは各種形状の微粉末体ないしは粒状体である粉粒
体を総称して挙げることができる。

【０１７６】なお本発明耐水・耐熱性固化体に添加され
る素材として、コンクリート製品等の固化体に配合され
る「骨材」を選ぶこともできる。この時の「骨材」は、
粒径5 mmφ以下の砂・砕砂からなる「細骨材」と粒径5
mmφ以上の砂利・砕石からなる「粗骨材」とに分類され
ている。本明細書において、「粗骨材」は純粋な増量骨
材と位置づけ、粗骨材の採用における効果は当業界にお
ける一般常識であり、耐水・耐熱性固化体の本質特性を
損なうものでないことから、「粗骨材」の採択は特記な
き限り本発明の粉粒体添加素材(K) には組み込まないも
のとする。

【０１７７】本発明においては、本発明の耐水・耐熱性
固化体に抗菌、抗黴、防藻等の抗微生物性効果を付加し
て発揮させるため、３成分混合組成物(CT)からなる水硬
性シリカ系バインダーに採択される粉粒体添加素材(K)
として抗微生物剤(KZ)を挙げることができる。

【０１７８】上記の抗微生物剤(KZ)としては、公知・公
用の有機化合物ならびに無機化合物から調製される抗微
生物剤の中から適宜選択採用することができるが、本発
明の耐水・耐熱性固化体においては、亜鉛含有化合物も
しくは銅含有化合物でオキシ酸塩等の水との接触により
イオン性の亜鉛もしくは銅を形成できる抗微生物剤が効
果であり、これらは抗微生物性を有効に発揮する。

【０１７９】特に上記の抗微生物剤としては、下記組成
式(7) EO_y・aDO_x・bH₂O ・・・・・・・・・・・・・ (7) （式中：E は銀、１価または２価の銅もしくは亜鉛元
素、D はカルシウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニ
ウム、炭素、ケイ素、窒素、リンもしくはイオウ元素、
a は0.1 ないし3.5 の数、b は零を含む24.0以下の数、
y は0.5 ないし1.0の数、x は0.5 ないし3.0 の数）で
表される粉状の銅もしくは亜鉛のオキシ酸塩化合物の単
独ないしは２種以上の組み合わせからなる抗微生物剤(K
Z)を粉粒体添加素材(K) として好適に挙げることができ
る。

【０１８０】抗微生物剤(KZ)に選ばれる亜鉛のオキシ酸
塩化合物は、市販試薬や工業薬品等の中より選ぶことが
できる。具体的な例としては、酸化亜鉛[ZnO] 、水酸化
亜鉛[Zn(OH)₂] 、塩化亜鉛[ZnCl₂]、亜硫酸亜鉛[ZnSO₃・2
H₂O]、硫酸亜鉛 [ZnSO₄・2H₂O]、リン酸亜鉛[Zn₃(PO₄)₂・4
H₂O]、亜硝酸亜鉛[Zn(NO₂)₂・H₂O]、硝酸亜鉛[Zn(NO₃) ₂
・6H₂O]、ホウ酸亜鉛[ZnB₄O₇・4H₂O] 、酢酸亜鉛[Zn(CH₃C
OO)₂・2H₂O]、シュウ酸亜鉛[Zn(C₂O₄)・2H₂O] 、各種の亜
鉛含有固熔体（Mg_0.9Zn_0.1O 、3MgO・Al₂O₃・ZnO等］等の
単独もしくは組み合わせの亜鉛化合物を挙げることがで
きる。

【０１８１】１価または２価の銅インを含有するキレー
ト化合物を含む各種化合物も抗菌、抗黴、防藻等の抗微
生物効果を発揮する有効な抗微生物剤(KZ)であり、具体
的には酸化銅[CuO] 、亜酸化銅[Cu₂O]、炭酸銅[Cu₂C
O₃]、ホウ酸銅[Cu₂B₄O₇・4H₂O]、ケイ酸銅[CuSiO₃]、銅
の各種キレート化合物等を好適に挙げることができる。

【０１８２】また、他の抗菌填剤(KZ)として、カルシウ
ムやマグネシウムの水酸化物または酸化物に亜鉛イオン
やさらには亜鉛イオンと銅イオンや銀イオンを複合させ
て固溶させた複合酸化物類も挙げることができる。さら
にまた、担持性を有するゼオライトやフェロケイ酸塩か
らなる粘土鉱物、吸着力を有するリン酸ジルコニウム
等、さらには活性炭やシリカゲル等にこれらの亜鉛含有
化合物を担持させた素材の単独ないしは組み合わせの抗
微生物剤(KZ)も有効である。

【０１８３】これらの抗菌填剤(KZ)の亜鉛化合物で特に
水可溶性の亜鉛の塩類が本発明の水硬性シリカバインダ
ーに配合採択される時には、該亜鉛の塩類は水硬性シリ
カバインダー中のシリカ−アルカリ組成物(A) と反応し
てケイ酸亜鉛を形成し固化体中に固定され、亜鉛イオン
をゆっくりと除放して、耐水性のある固化体中で長期に
抗菌効果を発揮することから有効であり、好適である。

【０１８４】本発明における抗微生物剤(KZ)が混和され
た上記３成分混合組成物(CT)は、前記シリカ−アルカリ
組成物(A) と前記アルミン酸塩組成物(B) との前記２成
分混合組成物(CD)100 重量部に対して、上記抗微生物剤
(KZ)が1 ないし70重量部の量で混和されいる３成分混合
組成物(CT)であることが好ましく、抗微生物剤が1 重量
部より少ないときは抗微生物性の効果が現れず、またり
70重量部より多くても格段の効果の向上は認められな
い。

【０１８５】上記３成分混合組成物(CT)100 重量部に対
して、水が1 ないし200 重量部の量で混和されて均質分
散されることにより、抗微生物性が発揮される４成分混
和物(WQ)からなる湿式流動体の水硬性シリカ系バインダ
ーが調製される。

【０１８６】本発明においては、本発明の耐水・耐熱性
固化体に各種の多様性ならびに機能性を付与するため、
３成分混合組成物(CT)からなる水硬性シリカ系バインダ
ーに採択される粉粒体添加素材(K) として、顔料、着色
剤、活性剤、充填剤、機能性付与剤等の機能性素材(KF)
を挙げることができる。

【０１８７】上記の機能性素材(KF)としては、一般的に
プラッチクス加工、塗料、接着剤、セメント加工等の各
分野ならびに当業界で公知・公用で採択されている顔
料、着色剤、活性剤、充填剤、機能性付与剤からなる機
能性素材(KF)はいずれも好適に採択することができる。

【０１８８】これらの機能性素材(KF)は、本発明の耐水
・耐熱性固化体製品に求められる物性、機能性、施工
性、用途目的等により、また粉末状、繊維状、塊状、粒
状、球状、フレーク状、カレット状、特定形状等種々の
形状の粉粒体、ならびにこれら粉粒体が予め水等の溶媒
によりペースト化されている顔料、活性剤、着色剤、充
填剤、機能剤の群より選ぶことができる。本発明で採用
される機能性素材(KF)の好適な例を下記に示すが、本発
明で採択される粉粒状添加素材(K) は、ここに示す例に
限定されるものではない。

【０１８９】顔料としては一般に当業界で公知・公用の
各種有色もしくは体質顔料は全て採用することができ
る。無機質顔料としては、カーボンブラック、二酸化チ
タン、酸化鉄、水酸化鉄、弁柄、磁性体、酸化クロム、
黄鉛、群青、各種金属酸化物等の焼成顔料や無機質有色
顔料、さらには金属類、合金、非酸化物、酸化物等、さ
らにまたシリカ系各種微粉末、ホワイトカーボン、アル
ミナ、カルシヤ、炭酸カルシウム、マグネシヤ、溶融ア
ルミナ、酸化亜鉛、磁性酸化鉄、窒化ホウ素、炭化ケイ
素、各種のケイ酸塩や粘土類粉末等の無機質機能性顔料
や体質顔料等から目的に応じて選ぶことができる。

【０１９０】有機質顔料としては、例えば、赤色や黄色
で一般的に使用されている不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔
料、縮合多環式顔料、キナクリドン系顔料、イソインド
リノン系顔料、また、青色や緑色で使用されているシア
ニンブルー、シアニングリーン等を挙げることができ
る。中でもアルカリ性に強い顔料が好適である。着色剤
としては、上記無機質顔料や有機質顔料も使用可能であ
るが、当業界で汎用されてる公知の有機系着色化合物、
各色のインキならびに染料等を単独もしくは２種以上の
組み合わせより選ぶことによって希望する色相を固化体
製品に付与することが可能となる。

【０１９１】活性剤としては、ホウ酸含有化合物、鉛含
有化合物、クロム酸含有化合物やリン酸含有化合物等の
粉末品を選ぶことができる。これら活性剤を本発明の水
硬性シリカバインダーに予め配合することによって、例
えば鉄等の金属類が塗付基材に選ばれる時は、そのポリ
マー組成物による被覆材や結着剤と基材との密着性を向
上させ、防食性を期待することができる。また、酸性塩
を選ぶときは、シリカ−アルカリ組成物のアルカリ成分
を中和する中和剤としても期待できる。

【０１９２】充填剤としては、ステンレス、シリコン、
亜鉛、アルミニウムや鉄等の金属および合金のフレー
ク、ペースト、粉末、さらにガラス粉末、ガラスカレッ
ト、陶磁器粉末、陶磁器類のカレット、ダイヤモンド粉
末、酸化ケイ素（硅砂粉末、硅石粉末、シリカ粉末、シ
リカヒューム、溶融シリカ粉等）、マグネシヤ粉、炭酸
カルシウム、ジルコンサンド、岩石粉末（蛇紋岩、安山
岩、蛭石等）、各種粘土（ベントナイト、スメクタイ
ト、ガイロメ、木節粘土等の精製品）、焼成クレー（ボ
ーキサイト、モンモリロナイト、カオリン等の焼成
品）、石こう、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウ
ム、硫酸バリウム、フッ化アルミニウム、ケイ酸カルシ
ウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸バリウム、炭酸バリ
ウム、水酸化バリウム、ケイ酸アルミニウム、各種組成
内容の釉薬、タルク、マイカ、フライアッシュ等の粒度
200ミクロン以下の粉末の中から適宜選ぶことができ
る。

【０１９３】機能性付与剤としては、当業界で公知・公
用の機能性付与剤ならびにその素材は全て採択すること
ができる。これら機能性付与剤の具体的な例としては、
無機質素材もしくは有機質素材からなる各種の防錆剤、
酸化防止剤、滑り防止剤、ブロッキング材、不燃・難燃
剤、紫外・赤外線吸収剤、防曇剤、忌避剤、殺虫剤、夜
光性顔料、発光体、光触媒、熱伝導体、導電体、誘電
体、電磁波の吸収・遮蔽剤、絶縁性顔料、発熱体、膨張
体、吸水剤、弾性体、帯電防止剤、活性剤、吸着材、防
臭剤、消臭剤、芳香剤、結露防止剤、各種の肥料、各種
植物の種、各種の薬剤等の粉状体を挙げることができ
る。上記機能性付与剤が液体である場合は、これらの液
状体を特定粉状体に担持させた複合粉状体に予め調製し
て本発明の機能性素材(KF)として採択することができ
る。

【０１９４】本発明における機能性素材(KF)が混和され
た上記３成分混合組成物(CT)は、前記シリカ−アルカリ
組成物(A) と前記アルミン酸塩組成物(B) との前記２成
分混合組成物(CD)100 重量部に対して、上記機能性素材
(KF)が1 ないし200 重量部の量で混和されている４成分
混合組成物(CT)が好ましく、機能性素材(KF)が1 重量部
より少ないときは機能性素材(KF)の効果が現れず、また
り200 重量部より多くても格段の効果の向上は認められ
ない。

【０１９５】本発明においては、本発明の耐水・耐熱性
固化体に補強性ならびに充填性を付与するため、３成分
混合組成物(CT)からなる水硬性シリカ系バインダーに採
択される粉粒体添加素材(K) として、粒径が0.1 mmない
し5 mmの範囲にある天然骨材、加工骨材、改良骨材なら
びに処理骨材である細骨材(KM)を挙げることができる。

【０１９６】またこれら細骨材(KM)において、その形状
や粒度構成等はその有姿が尊重されるが、その使用目的
ならびに細骨材(KM)の機能性を尊重して、さらにそれぞ
れ加工・改良・処理・変性されて、それぞれの目的に応
じて適宜に加工骨材、改良骨材、処理骨材として採択さ
れる。

【０１９７】本発明の細骨材(KM)は、一般に「砂」で代
表される天然骨材で、その吸水量は0.4ml/g 未満で、粒
径が5 mm以下に分級されている。代表的細骨材(KM)とし
て、粒径が0.2 mmないし10mmのガラス、陶磁器類、セラ
ミックス、酸化ケイ素（硅砂、硅石、海砂、石英、シリ
カヒュウム、溶融シリカ等）、炭酸カルシウム、ジルコ
ンサンド、各種粘土類（ベントナイト、スメクタイト、
ガイロメ、木節粘土等の精製品）、焼成クレー（ボーキ
サイト、カオリン）、石膏、ケイ酸アルミニウム、ケイ
酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸バリウム、雲
母、アスベスト、マイカ、ロウ石、長石、シャモット、
ムライト、アルミナ、ドロマイト、マグネシヤ、カルシ
ヤ、ジルコニヤ、各地方の火山灰や火山の溶岩粒、各種
組成内容の釉薬、炭素、黒鉛、炭化物、窒化物等の耐熱
耐火物等の粉末や顆粒状品；ステンレス、鉛や鉄等の金
属および合金のフレークや粉末；ガラス繊維、ロックウ
ール、天然鉱物繊維、カーボン繊維等の無機質繊維；等
の群より選ばれた単独もしくは２種以上の組み合わせで
適宜採択することができる。

【０１９８】これら各種の細骨材(KM)は、前述した各種
のアルミン酸塩組成物(B) ［粉体組成物(B1)、前駆体組
成物(B2)、産廃組成物(B3)、セメン組成物(B4)、改質組
成物(B5)、前処理組成物(B6)、炭素含有組成物(B7)、有
機含有組成物(B8)、多機能組成物(B9)］100 重量部に対
して400 重量部以下の量で添加・混合処理されているこ
とが、本発明の水硬性シリカ系バインダーの性能を目的
に応じて有効に発揮させる上で重要である。

【０１９９】本発明においては、本発明の耐水・耐熱性
固化体に補強性ならびに充填性を付与するため、３成分
混合組成物(CT)からなる水硬性シリカ系バインダーに採
択される粉粒体添加素材(K) として、粒径が0.1 mmない
し5 mmの範囲にある廃棄物の再利用材ならびにリサイク
ル材である再利用材(KR)を挙げることができる。

【０２００】本発明における再利用材(KR)としては、少
なくとも10重量％のケイ酸塩類を含有する各種の一般な
らびに産業廃棄物を再利用を目的に加工されている粉
状、砂状、柱状、塊状、顆粒状、球体、中空体、フレー
ク状、繊維状、不特定形状の裁断品、もしくは各種特定
形状の固化体、熔融体、ガラス体等である成型加工され
ている廃棄物の再利用材もしくはリサイクル材の中から
適宜目的に応じて選び採択することができる。

【０２０１】ここに採択される廃棄物類からなる粒径が
0.2 mmないし10mmの再利用材(KR)は、ケイ酸塩含有廃棄
物である金属製錬所から排出される高炉スラッグ等や
銅、アルミニウム赤泥等のスラッジ類；石炭火力発電所
から排出されるフライアッシュ；製紙業界から排出され
るペーパスラッジ；生ごみの焼却灰や下水道処理から副
生する各種焼却灰；石材、粘土類やセラミック類を扱う
窯業業界から排出する粉塵粉体；ホタテやカキ等各種の
貝類ならびに貝殻の廃棄物；船舶等から排出されるスラ
ッジ；ダムや河川、さらには各種水処理から排出される
汚泥や堆積土；水含有の建設系産業廃棄物等のケイ酸塩
含有廃棄物物類やその加工骨材・改良骨材・処理骨材を
挙げることができる。

【０２０２】しかし、これら廃棄物、特にケイ酸塩含有
廃棄物、例えばペーパースラッジや各種焼却灰、さらに
は火山灰類は熱履歴を受けており、粒子表面には多くの
細孔やポアが形成されており比表面積が大きく、吸水量
は0.4ml/g 以上と大きい。このように比表面積が大き
く、吸水量の大きい廃棄物の再利用材(KR)を水硬性シリ
カ系バインダーで全体を覆い、強固な固化体を形成させ
ることは物理的にも難しい。この場合は、前述したよう
に含浸溶液(AP)を用いた処理工程を施すことで比表面積
を小さくして本発明の再利用材(KR)に採択することが好
適である。

【０２０３】これら各種の再利用材(KR)は、前記の各種
のアルミン酸塩組成物(B) ［粉体組成物(B1)、前駆体組
成物(B2)、産廃組成物(B3)、セメント組成物(B4)、改質
組成物(B5)、前処理組成物(B6)、炭素含有組成物(B7)、
有機含有組成物(B8)、多機能組成物(B9)］100 重量部に
対して400 重量部以下の量で添加・混合処理されている
ことが、本発明湿式流動体の水硬性シリカ系バインダー
の性能を目的に応じて有効に発揮させる上で重要であ
る。

【０２０４】本発明で採択される添加素材(K) を、水硬
性シリカ系バインダー中もしくは各原料となるシリカ−
アルカリ組成物(A) やアルミン酸塩組成物(B) 中に配合
・混合する混合処理は、当業界ならびにセメントやコン
クリート業界等で公知・公用とされている各種の混合
機、混和機、混練機、分散機等から適宜選ぶ採用するこ
とによって本発明の目的に応じて有効に配合・混合でき
ることができる。

【０２０５】以上の各添加素材(K) は、本発明固化体の
使用目的等を考慮して、その粒度構成、形状、細孔容
積、比表面積、吸水性、吸油性等の性状に充分配慮して
予め乾燥、粉砕、分級、混合、燒結、精製等が施された
添加素材(K) を単独もしくは２種以上の組み合わせで使
用することが好適である。また作業性や使用目的等に応
じて、これら添加素材(K) は各種のカップリング材や界
面活性剤等で予め表面処理して本発明水硬性シリカ系バ
インダーに採択することも可能である。

【０２０６】本発明における粉粒体添加素材(K) が混和
された上記３成分混合組成物(CT)は、前記シリカ−アル
カリ組成物(A) と前記アルミン酸塩組成物(B) との前記
２成分混和物100 重量部に対して、上記の粉粒体添加素
材(K) 1 ないし200 重量部の量で混和されていることが
一般的に好ましく、粉粒体添加素材(K) が1 重量部より
少ないときは粉粒体添加素材(K) の効果が充分に現れ
ず、また200 重量部より多くても格段の効果の向上は認
められない。

【０２０７】本発明においては、シリカ−アルカリ組成
物(A) が粉状である場合は、上記の２成分混合組成物(C
D)ならびに３成分混合組成物(CT)が、予め粉状でワンパ
ックされた粉粒体混合組成物(CH)として調製しておくこ
とが可能となる。この粉状でワンパックされている粉粒
体混合組成物(CH)は、使用に際して施工現場で水と調合
して湿式流動体の水硬性シリカ系バインダーに調製でき
るメリットがある。

【０２０８】したがって、２成分混合組成物(CD)もしく
は３成分混合組成物(CT)の粉粒体混合組成物(CH)を採択
する時は、これら製品は水を含まないことから、製品の
施行現場への輸送に際して水に輸送費負担を払う必要が
ない。しかもバインダー製品が粉状で輸送されることか
ら、液状体輸送に比べて、例えば包装形態を後処理容易
な紙袋を採択することができ、液体バインダーを輸送し
た時に生じる用いた容器の後処理を考慮する必要がな
く、容器処理に窮していた問題点を解消できて省力化と
簡素化を可能にすることができる。

【０２０９】上記の粉粒体混合組成物(CH)は、上記粉状
組成物(A2)のシリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に
対して、上記アルミン酸塩組成物(B) が50ないし1000重
量部の量で混合されてワンパックされて、そのワンパッ
ク品の保存棚寿命性が確保されていることが重要であ
る。

【０２１０】本発明における湿式流動体の水硬性シリカ
系バインダーは、原材料となる上記のシリカ−アルカリ
組成物(A) と上記のアルミン酸塩組成物(B) で構成され
る２成分混合組成物(CD)、またさらに必要に応じて上記
の添加素材(K) を加えて構成される３成分混合組成物(C
T)、もしくは粉状のワンパック品に調製される粉粒体混
合組成物(CH)に対して、水を所定量配合して均質混和せ
しめることにより作業性に最適で目的達成に有効な流動
性ないしは可塑性の湿式流動体であるバインダーとして
調製することができる。

【０２１１】この時採択される水は、純粋な水や水道水
に限定されるものでなく、井戸水、雨水、河川・湖水の
水、工場廃水のリサイクル水等、目的に応じる固化体の
性能を損わない範囲で選ぶことができる。この時の原材
料に対する水の配合割合は、選択される２成分混合組成
物(CD)もしくは３成分混合組成物(CT)、または粉状ワン
パック品である粉粒体混合組成物(CH)の内容、さらに求
められる施工作業性、また目的とする各固化体の用途に
より異なるが、これら原材料100 重量部に対して水を30
0 重量部以下の量で選択することが一般に好適である。

【０２１２】この時選択される原材料が既に水を保有す
る時は、実質的に配合される水がゼロでも構わない。し
かし、バインダーに流れ性を要求される施工現場では、
50ないしは100 重量部の範囲であることが好適である。
一方、バインダーに可塑性が要求される現場では30ない
し50重量部の範囲であることが好適である。また、添加
材料(K) に吸水性の高い材料が選ばれている時は、100
ないし300 重量部の範囲であることが好適である。何れ
にしてもこれらの水配合量は簡単な予備実験を行うこと
によって、容易に決定することができる。

【０２１３】湿式流動体のバインダー調製に際して重要
なことは、目的とする性能・機能を有する固化体が形成
されることにあるが、同時に目的とする固化体を形成さ
せる施工作業が生産性良く達成されることにある。その
ためには、バインダーの作業可使時間に充分な配慮され
た水配合を行う必要がある。

【０２１４】これら本発明の湿式流動体である３成分混
和物(WT)もしくは４成分混和物(WQ)からなる水硬性シリ
カ系バインダーを均質混和物に調製する方法は、公知・
公用の当業界で常用されている混合機、攪拌機、分散機
等を用いて原料を均質混和せしめる方法より選択するこ
とにより容易に達成することができる。

【０２１５】本発明において重要なことは、上記各条件
で予め調製された湿式流動体の水硬性シリカ系バインダ
ーを少なくとも常温に、必要に応じて5 ないし180 ℃の
条件下に解放することにより、水硬性シリカ系バインダ
ー中に共存しているシリカ−アルカリ組成物(A) とアル
ミン酸塩組成物(B) とが水の存在下に反応し、必要に応
じて養生工程が加えられ、シロキサン結合を主鎖とする
不燃性のシリカポリマーが生成し、同時に副生するアル
カリ成分が固定化された水不溶性塩類のゼオライトもし
くはゼオライト前駆体からなるアルミノケイ酸塩が生成
し、シリカポリマーとアルミノケイ酸塩との複合母体か
らなる耐水性で耐熱性の固化体が形成されることにあ
る。

【０２１６】本発明湿式流動体の水硬性シリカ系バイン
ダーをシリカポリマーとアルミノケイ酸塩との複合母体
からなる耐水・耐熱性固化体に形成せしめるに際して、
水硬性シリカ系バインダーの解放温度に特別な限定はな
いが、解放温度を5 ℃以下にしても反応が遅れ複合母体
の生成に時間を要し、施工作業性ならびに生産性の上か
ら好ましくない傾向にある。

【０２１７】また、解放温度を180 ℃以上にしても特段
のメリットはなく、熱エネルギーの無駄な消費を招くだ
けである。但し、後述する顆粒体製品の化工に際して、
顆粒体原料が有機質成分を含有している場合、または生
成顆粒体製品の性能を強度等の面で改良したい場合に
は、さらに高温の900 ℃以下に解放することにより、そ
の目的を達成する上で好適である。

【０２１８】本発明のシリカポリマーとアルミノケイ酸
塩との複合母体で構成される耐水・耐熱性固化体は、そ
れぞれの用途目的に応じて調製される水硬性シリカ系バ
インダーを選択ならびに加工手段によって、固定体、成
型体、付着体、顆粒体ならびに集合硬化体として応用さ
れる５種類の応用製品に分類することができる。

【０２１９】本発明において重要なことは、本発明の耐
水・耐熱性固化体が、固化体生成時に副生するアルカリ
成分ならびに含有する重金属成分を水不溶性のゼオライ
トもしくはゼオライト前駆体として固定し、生成固化体
を耐水性にすると共に含有する有害な重金属類の水溶出
を阻止した安定して安全な固定体製品を提供することが
できることにある。

【０２２０】したがって本発明によれば、廃棄物が含有
する有害な重金属類を少なくとも常温で水不溶性塩類に
固定化し、廃棄物からの重金属類による環境汚染を阻止
し、廃棄物類を安全に取扱うことが可能となり、廃棄物
を資源とする再利用が可能となり、地球環境に負荷を与
える環境問題の解消に貢献することができる。

【０２２１】本発明では、本発明の水硬性シリカ系バイ
ンダーから形成される耐水・耐熱性固化体を、各種のコ
ンクリート二次製品や焼き物窯業製品に見られるような
特定形状に成型されている成型体製品として提供するこ
とができる。

【０２２２】湿式流動体の水硬性シリカ系バインダーを
成型する手段は、当業界ならびにコンクリート二次製品
製造業界で一般的に採用されているスラリー体の成型手
段・方法の全てを採用することができる。勿論、成型に
おいては常圧、加圧、減圧、振動、流し込み、押し込
み、鋳込み等の各種手段も応用できる。また養生におい
ても常温養生のみならず加熱養生、蒸気養生、加圧養
生、減圧養生、特定ガス置換養生等の各種条件を採用す
ることができる。

【０２２３】成型体の用途としては、コンクリート二次
製品や加熱条件下で製造される窯業製品として採択され
ている各種成型体の用途を全て選びことができる。その
例としては、各種ブロック、レンガ、タイル、基礎石、
インターロッキング、テトラポット、仕切板、間仕切
板、外壁材、ポール、柱、踏石、各種建材、Ｕ字溝、土
管、フューム管、鉢、花壇、飾物、置き物、枕木、ベン
チ、机、瓦、磁器・陶器類、衛生陶器類、耐火レンガ、
漁礁、各種構造体等を挙げることができる。特に本発明
の耐水・耐熱性固化体は、基本的に耐酸性をも有してい
ることから、例えば酸性雨対策用の成型体製品（建材、
屋根材等）としての採択も好適である。

【０２２４】さらにまた、一般的コンクリートのスラリ
ー状ミルク製品が各所の施工現場で構造体の構築に採択
されているように、本発明の水硬性シリカバインダーを
採択して各所の施工現場での構造体構築に有効に応用す
ることができる。

【０２２５】本発明では、本発明の水硬性シリカ系バイ
ンダーから形成される耐水・耐熱性固化体を、各種基材
の表面や内部に付着せしめて形成される付着体製品とし
て提供することができる。

【０２２６】このとき対象となる各種基材としては、コ
ンクリート製品、セメント製品、各種の金属製品、木・
竹製品、布・不織布・繊維類製品、ガラス・陶器・磁器
類製品、各種窯業製品、各種塗膜、ゴム・プラスチック
ス製品ならびに各種の複合体製品等を挙げることができ
る。

【０２２７】付着体の具体的用途としては、各種の接着
剤、結着材、バインダー、目地材、コーキング材、埋め
物材、纏め材、固め材、裏打ち材、アンカー材、コーテ
ィング材、アンツーカーコート、床材、防水材、被覆
材、捨てコン、塗料・塗膜、抗微生物性塗膜、結露防止
材・塗膜、各種機能性材・塗膜等ならびに各種の構造物
や製品の補修材等を挙げることができる。

【０２２８】付着体製品の調製方法としては、どぶ付
け、流し塗り、ハケ塗り、スプレー、吹付、ローラー塗
り、コテ塗り、浸透法、引き上げ法、ノズル法、巻き取
り法、盛り付け法、パッチング法等の当業界常用の方法
を採択することができる。

【０２２９】本発明では、本発明の水硬性シリカ系バイ
ンダーから形成される耐水・耐熱性固化体を、0.1 ない
し70mm粒径の砂粒状物や造粒物等の顆粒体ないしは加熱
顆粒体製品として提供することができる。

【０２３０】顆粒体の顆粒化方法は、本発明水硬性シリ
カ系バインダーないしはバインダーの配合された素材
を、当業界で公知・公用の造粒・顆粒化方法である転動
造粒、押し出し造粒、攪拌式造粒、各種のペレタイザ
ー、噴霧式造粒、型流し法造粒、パッキング法造粒等を
採択して砂、砂利、砕石さらに球状、柱状、つぶ顆粒状
等の形状を有する顆粒体にすることができる。造粒後
は、5 ないし180 ℃の温度条件下に解放して顆粒状の固
化体を形成させることができる。

【０２３１】さらに本発明においては、水硬性シリカ系
バインダーの原材料として採択されるアルミン酸塩組成
物(B) に炭素含有組成物(B7)や有機含有組成物(B8)を選
択するときは、ここに加工された顆粒体を180 ないし90
0 ℃の高温に解放することにより、顆粒体が保有してい
た水分、炭素ならびに有機性成分等を燃焼させて除去す
る脱水処理ならびに脱炭素処理により、顆粒体成分の燒
結等により顆粒体の硬度が向上した高硬度である加熱顆
粒体を確保することができる。

【０２３２】これらの顆粒体もしくは加熱顆粒体は、
砂、砂利、砕石等の代替物としての骨材、充填剤、路盤
材や埋立材として、また各種機能性を有する顆粒体とし
て、各種の浄化処理剤、気体処理材、液体処理材、水処
理材、河川・湖の水処理剤、窒素・リン分等吸着剤、脱
臭剤、防音材、保温剤、断熱材、遮蔽材、抗微生物剤、
緑化基盤材、触媒、建材、上記各種機能材の担持体等と
して有効に応用される。

【０２３３】本発明では、本発明の水硬性シリカ系バイ
ンダーから形成される耐水・耐熱性固化体の他の応用態
様として、前記の0.1 ないし25mm粒径の顆粒体もしくは
加熱顆粒体を骨材に、本発明の水硬性シリカ系バインダ
ーを結着バインダーとして特定の集合形状の粟おこし状
に集合成型されている集合硬化体製品を提供することが
できる。

【０２３４】本発明における集合硬化体製品の加工は、
上記顆粒体の100 重量部に対して、前記水硬性シリカ系
バインダーないしは特定される結着バインダーを用い
て、これらバインダーが5 ないし65重量部の量で加えら
れ、該顆粒体の表面が該バインダーで被覆された後、該
顆粒体を特定形状の集合体にまとめ、貫通空隙を有する
粟おこし状に成型され、ついで少なくとも常温もしくは
180 ℃の温度範囲でバインダー部分を硬化体に形成させ
て粟おこし状に一体化された集合硬化体製品として完成
させることができる。

【０２３５】集合硬化体の具体的用途としては、上記の
顆粒体をそれ自身でもしくは各種の基材と共に複合させ
て、各種の浄化処理剤、建材、防音材、保温材、緑化用
床、魚礁、ブロック、各種の構造体等に供することがで
きる。特に粟おこし状の集合硬化体は、防音材、断熱
材、保温材、遮蔽材、ろ過材、水処理材、気体処理材、
抗微生物材、ブロック、魚礁、昆布やワカメ等の海床、
草床、河川改修材料、泥状ないし含水土壌の改修材、緑
化基盤等て有用であり、耐水性で耐熱性であり、また耐
酸性である固化体の特徴を生かした集合硬化体製品とし
て有効である。

【０２３６】さらにまた、本発明の集合硬化体が常温で
の施工加工が可能であることに関連して、上記の用途目
的に応じて、その施工や使用現場に上記顆粒体を持ち込
み、この顆粒体を現場の状況に併せて施工現地で結着バ
インダー（本発明の水硬性シリカ系バインダー等）を加
え、現場状況に適合した形態に吹付、流し込み、加圧等
の施工方法により施工加工し、その現場でコンクリート
ミルの施工する場合と同様の感覚で粟おこし状の集合硬
化体を施工・完成させることができる。

【０２３７】したがって、粟おこし状の集合硬化体を工
場ラインで予め集合硬化体製品として製造する必要はな
く、成型製品の現場への輸送に伴う無駄な労力やエネル
ギーを消費することなく、集合硬化体製品を現場で施工
することができ、省力型製品としても採択できるメリッ
トがある。

【０２３８】特に土木・建築に係る大型の工事、例えば
防音や保温加工、河川やダム等における緑化床の加工完
成、浄化処理工程における特定形状の処理剤の加工完成
等に省力化タイプの製品として好適に応用することがで
きる。

【０２３９】さらに、本発明の粟おこし状の集合硬化体
の現地施工型の一例としては、土木工事のダム建設、湾
岸工事、河川敷工事、防河工事、道路工事、鉄道工事、
工場建設、グランド建設、住宅建設、タンク類設置、ポ
ール設置、公園事業、緑化事業、現地施工構造物や建材
等を挙げることができ、各種用途に広く応用することが
できて有効である。

【０２４０】

【実施例】本実施例において、本発明のシリカ−アルカ
リ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) との２成分混合
組成物(CD)、または２成分混合組成物(CD)に必要に応じ
て添加素材(K) が加えられた３成分混合組成物(CT)につ
いて、また混合組成物に水を分散せしめた水硬性シリカ
系バインダー［３成分混和物(WD)ならびに４成分混和物
(WQ)］について、さらに水硬性シリカ系バインダーから
形成される耐水・耐熱性固化体について、さらにまた耐
水・耐熱性固化体の用途である応用製品［固定体、成型
体、付着体、顆粒体、集合硬化体］について、それぞれ
これらの具体例を参考例と実施例を以て以下説明する。
本発明は本実施例に記載の例に限定されるものではな
い。

【０２４１】［参考例１］本参考例において、本発明で
採択されるシリカ−アルカリ組成物(A) である液状もし
くは粉状の基本標準組成物(A1)について説明する。基本
標準組成物(A1)は、市販工業薬品(JIS製品）ならびに市
販試薬から、組成式(1) で示されるM がリチウム、ナト
リウム、カリウムで、各モル比を有する粉状ないしは液
状の表１に示すケイ酸アルカリを選んだ。これら基本標
準組成物(A1)の組成成分を表１に併せ表示する。

【０２４２】

【０２４３】［参考例２］本参考例において、本発明で
採択されるシリカ−アルカリ組成物(A) の他の態様とし
て、粉状粘土鉱物(E) とアルカリ塩化合物(F) と水との
３成分で調製されるスラリー状の粘土変性組成物(A2)に
ついて説明する。粘土変性組成物(A2)の原料となる粉状
粘土鉱物(E) には、天然の粘土鉱物であって層状構造の
フィロケイ酸塩である三層構造(2:1層）の２−八面体型
モンモリロナイト族の酸性白土(E-1) と、三層構造(2:1
層）の３−八面体型タルク族のタルク(E-2) の２種類を
選んだ。各粘土鉱物(E) は、予め110 ℃で乾燥後、粉砕
・分級して100 メッシュ篩を全通させた乾燥粉末品を供
試料とした。粉状粘土鉱物(E) の主たる組成成分［乾燥
物基準(%) ］と諸物性を表２に併せ表示する。

【０２４４】＊１：強熱減量＊２： cc/100g

【０２４５】粘土変性組成物(A2)の原料となり、粘土鉱
物(E) に反応させるアルカリ塩化合物(F) には、市販の
工業薬品から水酸化ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸ナ
トリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、２号ケ
イ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムの各粉末のアルカリ塩
化合物から選んだ。これらの粘土変性組成物(A2)原料と
水の配合割合を表３に併せ表示する。スラリー状の粘土
変性組成物(A2)の調製方法は、上記の天然の粘土鉱物
(E) とアルカリ塩(F) とさらに水との３成分を表３に示
す配合割合で混和後、常温にて８時間攪拌を行い、アル
カリ成分とフェロケイ酸塩との反応・養生を完成させて
各供試料とした。

【０２４６】

【０２４７】［参考例３］本参考例において、シリカ−
アルカリ組成物(A) の他の態様として、緩衝帯形成剤(A
T)であるホウ素含有化合物(T) 、結晶成長タネ(AS)であ
るアルミノケイ酸塩(S) 、硬化調整剤(AJ)であるバリウ
ム塩化合物(J) 、粘度改質剤(AG)であるケイ酸カルシウ
ム(G) ならびにこれら複数の化合物で複合されている各
複合組成物（ホウ素複合組成物、タネ複合組成物、バリ
ウム複合組成物、ケイカル複合組成物ならびに複数複合
組成物）について説明する。

【０２４８】本参考例で採択した基本標準組成物(A1)な
らびに粘土変性組成物(A2)には、前記参考例１ならびに
参考例２において調製した試料番号A1-2、A1-4、A1-5、
A2-1ならびにA2-5のシリカ−アルカリ組成物(A) から選
んだ。本参考例の複合組成物に採択した緩衝帯形成剤(A
T)のアルカリ溶液に可溶性のホウ素含有化合物(T) とし
ては、市販試薬のホウ酸ソーダ粉末［Na₂B₄O₇・10H₂O(T
S)］ならびにホウ酸カリウム粉末［K₂B₄O₇・8H₂O (TP)］
から選んだ。本参考例の複合組成物に採択した結晶の成
長タネ(AS)のアルミノケイ酸塩(S)としては、Al／Si原
子比が4.2 で、環員数が８で、２次粒径が20μ以下の粉
末である合成ゼオライトＡ(SS)を選んだ。

【０２４９】本参考例の複合組成物に採択した硬化調整
剤(AJ)のバリウム塩化合物(J) としては、下記に示す調
製法で調製された簡易型ケイ酸バリウム(JS)を選んだ。
ケイ酸バリウム(JS)の調製原料として、酸性白土の酸処
理品［水澤化学製の商品名シルジホナイト：主成分(%)
SiO₂ 93.0、 Al₂O₃ 1.5、 Fe₂O₃ 0.3、 MgO 0.3、CaO 0.2、
Ig.Loss 3.7］と工業薬品である結晶性水酸化バリウム
［Ba(OH)₂ ］を選んだ。ケイ酸バリウム(JS)の調製方法
は、上記の両原料をSiO₂/BaOのモル比で1.0になるよう
均質混合し、ついで200 ℃×60分間乾燥した後、乾燥品
をハンマー衝撃型粉砕機を用いて粉砕し、200 メッシュ
パスの粉末にして供試料とした。ここに調製された簡易
型ケイ酸バリウムは、Ｘ線回析によりケイ酸バリウムを
主成分とすることが同定された。また、ここに調製され
た簡易型ケイ酸バリウムのアルカリ溶液への可溶分(Ba
⁺⁺)は、下記に示す方法により測定した結果、800mg/lの
値であった。なお、他のバリウム塩化合物におけるアル
カリ溶液への可溶分(Ba⁺⁺)は、市販試薬の粉末水酸化バ
リウム［Ba(OH)₂ ］では7300mg/lの値であり、粉末酸化
バリウム［BaO ］では15000 mg/lの値であった。

【０２５０】「バリウム塩化合物のアルカリ溶液への可
溶分」の測定方法：粉状バリウム塩化合物試料10 gを25
℃の１規定苛性ソーダ溶液 100 ml 中に10分間撹拌分散
させた後、試料溶液を濾別して回収した溶液中のバリウ
ムイオンを定量分析し、採取試料中のバリウム元素全量
を基準(100) とする１規定苛性ソーダ溶液中に溶出した
バリウムイオン(Ba⁺⁺)量(mg/l)を求めて算出した。

【０２５１】本参考例の粘度改質剤(AG)に採択したケイ
酸カルシウム(G) としては、天然産のウオラストナイト
鉱物で粒径が10μ以下の微粉末ケイ酸カルシウム(GW)、
ならびに合成の粒径が10μ以下の微粉末ケイ酸カルシウ
ム(GS)から選んだ。以上の内容と配合割合を表４に併せ
表示する。

【０２５２】なお、表５中において、各略記号は下記の通りである。 (A1)：基本標準組成物、 (A2)：粘土変性組成物、
(T) ：ホウ素含有化合物 (S) ：アルミノケイ酸塩、(J) ：バリウム塩化合物、
(G) ：ケイ酸カルシウム

【０２５３】［参考例４］本参考例において、本発明で
採択されるアルミン酸塩組成物(B) であるアルミノ粉体
(B1)ならびに前駆体組成物(B2)について説明する。アル
ミノ粉体(B1)としては、市販工業薬品の中から組成式
(2) で示される粉状のアルカリ土類金属のアルミン酸塩
を選んだ。また、前駆体組成物(B2)としては、組成式
(6) で示される水酸化アルミニウム(BH)とアルカリ土類
金属のケイ酸塩(BC)とを原料として均質混合調製された
粉状のアルミン酸塩の前駆体化合物(B2)を選んだ。この
ときのアルカリ土類金属のケイ酸塩(BC)としては、3CaO
・SiO₂ のケイ酸カルシウム(BC-3CS)や2CaO・SiO₂ のケイ
酸カルシウム(BC-2CS)、さらにケイ酸マグネシウム(BC-
2MS)］を選んだ。以上の内容、主成分、比表面積と配合
割合を表５に併せ表示する。

【０２５４】

【０２５５】［参考例５］本参考例において、アルミン
酸塩組成物(B) の他の態様である廃棄物粉体(B3)ならび
にセメント粉体(B4)について説明する。廃棄物粉体(B3)
としては、フライアッシュ、高炉スラッグ、生ゴミ焼却
灰の産業廃棄物類より選んだ。また、セメント粉体(B4)
は、JIS 規格品のポルトランドセメントとアルミナセメ
ントより選んだ。セメント粉体(B4)としては、市販のポ
ルトランドセメントならびにアルミナセメントを選ん
だ。以上のの内容と配合割合を表６に併せ表示する。

【０２５６】

【０２５７】［参考例６］本実施例において、アルミン
酸塩組成物の(B) の他の態様である比表面積の大きいア
ルミン酸塩の軽量粉体(BL)が含浸溶液(AP)を用いて改質
されている改質組成物(B5)、もしくはリンのオキシ酸含
有粉体(BP)がカルシウム塩を用いて前処理されている前
処理組成物(B6)について説明する。

【０２５８】軽量粉体(BL)としては、産業廃棄物である
ペーパースラッジの焼却灰（ＰＳ焼却灰：BL-P）、粘土
鉱物であるモンモリロナイト(BL-M)、普賢岳の火山灰(B
L-V)を選んだ。含浸改質剤である含浸溶液(AP)として
は、参考例１で選んだ液状組成物(A3)の３号ケイ酸ナト
リウム(A3-2)を選んだ。改質組成物(B5)の調製方法は、
下記の仕様で行った。各軽量粉体(BL)90重量部に対しケ
イ酸ナトリウム(A3-2)の含浸溶液(AP)10重量部と水30重
量部とを加え、全体が濡れた状態を維持して混和せしめ
た後、60ないし80℃で乾燥し、粉末状態の改質組成物(B
5-1)、(B5-2)ならびに(B5-3)を調製した。

【０２５９】

【０２６０】リンのオキシ酸含有粉体(BP)としては、産
業廃棄物である某都市下水道汚泥の焼却灰(BP-U)を選ん
だ。前処理剤であるカルシウム塩(GC)としては、工業薬
品として市販されている消石灰を選んだ。前処理組成物
(B6)の調製は下記の仕様で行った。リンのオキシ酸含有
粉体(BP)70重量部に対し消石灰のカルシウム塩(GC)30重
量部と水40重量部とを加え、全体が濡れた状態を維持し
て良く混和せしめた後、60ないし80℃で乾燥し、粉末状
態の前処理組成物(B6-1)を調製した。以上、軽量粉体(B
L)およびリンのオキシ酸含有粉体(BP)を原料として、そ
れぞれ含浸改質された改質組成物(B5)もしくは前処理さ
れた前処理組成物(B6)の主たる組成ならびに比表面積を
表７に併せ表示する。

【０２６１】［参考例７］本実施例において、アルミン
酸塩組成物(B) の他の態様である有機化合物(BC)を含有
している有機含有組成物(B7)について説明する。有機化
合物(BC)を含有している有機含有組成物(B7)としては、
産業廃棄物であるペーパースラッジの含水ケーキの乾燥
品(B7-1)と油脂類の脱色精製で副生した廃白土(B7-2)と
焼酎製造で副生する発酵残渣(B7-2)の３種類を選んだ。
これら主たる組成ならびに比表面積を表８に併せ表示す
る。

【０２６２】

【０２６３】［参考例８］本実施例において、アルミン
酸塩組成物(B) の他の態様である炭素含有組成物(B8)に
ついて説明する。炭素含有組成物(B8)としては、製紙業
界から排出されるパルプ類を含有しているペーパースラ
ッジケーキを原料にして、このペーパースラッジケーキ
を乾留工程に付して調製された炭素ーアルミナーシリカ
複合体［ペーパースラッジ乾留品(B8-1)］、ならびに油
脂精製業界から副生される廃油を含有している廃白土を
原料にして、この廃白土を乾留工程に付して調製された
炭素ーアルミナーシリカ複合体［廃白土乾留品(B8-2)］
の２種類を選んだ。これら主たる組成ならびに比表面積
を表９に併せ表示する。

【０２６４】

【０２６５】［参考例９］本実施例において、アルミン
酸塩組成物(B) の他の態様である数種のアルミン酸塩組
成物(B) を２種以上組み合わせて混合された多機能組成
物(B9)について説明する。多機能組成物(B9)としては、
８種類のアルミン酸塩組成物(B) ［アルミノ粉体(B1)；
前駆体組成物(B2)；廃棄物粉体(B3)；セメント粉体(B
4)；改質組成物(B5)；前処理組成物(B6)；有機含有組成
物(B7)；炭素含有組成物(B8)］より表10に示される混合
割合で混合複合させて５種類の多機能組成物を選んだ。
これら多機能組成物(B9)の主たる成分組成を表10に併せ
表示する。

【０２６６】

【０２６７】［参考例10］本参考例において、本実施例
で採択した粉粒体の添加素材(K) である抗微生物剤(K
Z)、機能性素材(KF)、細骨材(KM)ならびに再利用材(KR)
について説明する。抗微生物剤(KZ)としては、前記の組
成式(7) で表される粉状の１価または２価の銅もしくは
亜鉛のオキシ酸塩化合物を市販試薬の中から選んだ。さ
らに銅のキレート化合物ならびに複合抗微生物剤は、市
販品より選んだ。

【０２６８】機能性素材(KF)としては、市販の工業薬
品、試薬、特注品の顔料、活性剤、着色剤、充填剤、機
能性付与剤から選んだ。細骨材(KM)としては、代表して
天然骨材である川砂より選んだ。再利用材(KR)として
は、廃棄された陶磁器等の破砕・分級品ならびに廃棄ガ
ラス瓶等の破砕・分級品、さらに生ゴミ等の焼却灰を12
00℃以上の高温で熔融してスラッグ化した顆粒状スラッ
グの３種類を選んだ。以上の各添加素材(K) の代表的な
性状等を表11に併せ表示する。

【０２６９】

【０２７０】以下、本実施例で採用する物性評価の試験
方法を下記に示す。なお、シリカ系バインダーの評価
は、バインダー施工時における作業可能な流動性ないし
は可塑性を有する湿式流動体が確保されている時間を可
使時間として評価すると共に、硬化体形成時の固化体物
性により評価した。

【０２７１】［物性評価試験方法］１．湿式流動体の可使時間 30℃に保たれた供試料より調製された湿式流動体（３成
分もしくは４成分混和物）供試体を30±2 ℃の恒温槽中
に放置して、供試体に外圧を加えた時に変形を生じなく
なるまでの時間を測定し、その時間を可使時間として表
示した。

【０２７２】なお、本発明シリカ系バインダーにおける
スラリー状湿式流動体の一般的施工作業可能な粘性限界
を、シリカ系バインダー調製10分後の粘性が8,000 cPを
越えない範囲とし、一方作業可能な可使時間を1 時間と
想定した。したがって、１時間の範囲でシリカ系バイン
ダーの粘性が10,000 cP を越えない粘性を作業性良好な
可使粘性を有するシリカ系バインダーとして「合格」と
した。但し、本発明シリカ系バインダーを可塑性湿式流
動体として盛付や接着・目地等に用いる時は、バインダ
ー粘性が10,000 cP を越えても施工作業性を損なうもの
ではない。

【０２７３】２．保存棚寿命性粉状のワンパック品において、供試料を４層からなる紙
袋に封じ込め、温度25±5 ℃で関係湿度80±10％に維持
された部屋に６ヶ月間保存し、６ヶ月後における保存粉
状ワンパック品を湿式流動体に調製した時の可使時間で
評価し、この時の可使時間ならびに後述する固化体の一
軸圧縮強度に大きな異常変動のない場合を保存棚寿命性
「あり」と評価した。

【０２７４】３．円柱状または顆粒状供試体の調製方法一軸方向圧縮破壊強度試験評価においては、各供試料か
ら調製された湿式流動体をφ60×90 mm の円筒状の型に
注入し、室温（約25℃）で所定時間（28日間）養生固化
した円柱状供試体を用いた。その他の試験評価において
は、湿式流動体を、約2 〜6 mmの顆粒状に成型し、室温
（約25℃）で所定時間（48時間）養生固化した顆粒状供
試体を用いた。

【０２７５】４．一軸圧縮強度試験調製した軸圧縮強度測定用円筒型の供試体（n 数＝３）
を圧縮強度試験機により一軸方向の圧縮破壊強度試験に
付し、その強度を測定し、Kg/cm²で表示した。なお、本
発明の供試体の一軸圧縮強度が28日養生で200 Kg/cm²以
上の強度を示す場合を一つの目安として「合格」とし
た。しかし、固化体の使用目的等によっては、この目安
強度値に拘束されるものでない。

【０２７６】５．固化体強度の評価顆粒体で調製した固化体の強度は、約5 mm型の顆粒（n
数＝５）を選び、２枚の鉄板の間に挟み、上部に50kgの
分銅を静かに載せて、このとき顆粒が「潰れなかった」
ときを固化体強度「あり」と評価した。

【０２７７】６．耐熱性の評価調製した顆粒状供試体を、650 ℃に保たれた電気オーブ
ン中で24時間暴露し、暴露後の供試体の圧縮強度を確認
し、暴露前の圧縮強度に対して暴露後の圧縮強度が60％
以上確保されている場合を耐熱性「あり」と評価した。

【０２７８】７．耐水性の評価調製した顆粒状供試体を、約20℃に保たれた水中に７日
間浸漬放置し、放置後の供試体が浸漬放置前の状態と大
差のない顆粒状固化体強度を示す場合を耐水性「あり」
とした。

【０２７９】８．重金属類の水溶出試験調製した顆粒状供試体を、JIS K 0102の規定に準拠し、
環境庁告示第１３号に定める方法により、重金属類の水
溶出試験を行った。なお、有害重金属としては６価クロ
ム、カドミニウム、鉛、全シアン、ひ素、総水銀がある
が、本実施例ではこれら重金属の代表として鉛元素を選
び測定した。結果の表示に際し、水溶出試験における重
金属の濃度検出限界以下を「ND」として表示した。

【０２８０】９．付着力試験 JIS K 6852記載の方法に準拠して、基材鋼板と厚さ0.5
mmのアスベスト板を30×25cmの長方形に試験板に切断
し、鋼板との接着面に当たる部分は240 番の練磨紙を用
いて金属光沢が出るまで磨き上げ、ついでトリクロルエ
チレンで表面をきれいに洗浄して乾燥する。ついで調製
された供試料のシリカ系バインダーを、長方形アスベス
ト試験板の25×25cm面積の上に約2 mm厚に塗布し、その
上に長方形鋼板の試験片の25×25cm面積を対応させる状
態で接着させ、このとき接着されていない 5×25cm部分
が相互に反対部分で一直線上に耳状ではみ出すようにセ
ットする。接着セットされた試験片を、約20℃の室温に
７日間放置後、圧縮破壊試験機を用いて、試験片の耳状
部分を立てて剪断破壊力を加重強度(Kg/cm²)で測定して
付着力を評価した。

【０２８１】10．処理水の抗菌効果試験とpH測定大腸菌混入温水の浄化試験菌液の作成：滅菌精製水1,100 ccに大腸菌(E.c.-3)の栄
養としてＮＢ培地（ブイヨン）を1/50濃度（試験標準濃
度の10倍）を加え、27℃、16時間振盪培養した大腸菌を
最終1/10,000となるように添加、pH７に調整する。処理水作成：上記大腸菌液 150ccを三角フラスコに分注
後密栓してブランク液(BL)とする。上記大腸菌液に所定
量濃度（1g/150ccと0.5g/150ccの２水準）の供試料を投
入し、密栓して試験処理水とする。試験条件：試験処理水を４０℃、恒温槽中で所定時間
(72 時間 )培養して菌数を測定する。処理水のpH測定上記の試験処理水（1g/150cc濃度）のpHをpHメターで測
定する。

【０２８２】［実施例１］本実施例において、各種の液
状シリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物
(B) からなる２成分混合組成物(CD)、さらに必要に応じ
て加えられる添加素材(K) からなる３成分混合組成物(C
T)に水が加えられて調製される湿式流動体の３成分混和
物(WT)または４成分混和物(WQ)である水硬性シリカ系バ
インダー（試料番号C シリーズ）、さらにこの水硬性シ
リカ系バインダーを用いて硬化させた固化体について説
明する。

【０２８３】水硬性シリカ系バインダーを構成するシリ
カ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) 、さ
らに添加素材(K) を表12に示す各種類で選び、これらと
水を表12に示す配合割合で均質混和して各水硬性シリカ
系バインダーを調製した。調製した水硬性シリカ系バイ
ンダーは可使時間を測定し、一方供試体調製方法に準拠
してそれぞれ供試体を作成し、耐熱性ならびに耐水性を
評価し、また28日養生後の一軸圧縮強度を測定し、さら
に重金属類の水溶出試験を鉛で行い、それらの結果を表
13に併せ表示する。

【０２８４】なお、本実施例における効果を明確にする
ために４種類の比較例を用意した。常温における不焼成
で形成される固化体として、ポルトランドセメント(H-C
1)、(H-C2)と酸硬化型の水ガラス系バインダー(H-S1)、
(H-S2)を選んだ。これらの供試体について上記と同様の
評価試験を行いその結果を表13に併せ表示する。ポルト
ランドセメント系の供試体はつぎの調製法により調製し
た。表12に示す市販のポルトランドセメントと川砂の場
合(H-C1)、生ゴミの焼却灰の場合(H-C2)の２種類をそれ
ぞれ配合・混練してセメントモルタルとした後、所定の
円筒型枠（φ60×90mm) に流し込み、常温で28日養生し
て供試体とした。

【０２８５】水ガラス系バインダーの供試体はつぎの調
製法により調製した。(H-S1)の酸硬化型では表10に示す
配合割合で市販JIS ３号品の液状水ガラスと酸硬化剤の
リン酸アルミ二ウムの配合の場合(H-S1)、および３号品
の液状水ガラスに本発明のアルミン酸塩組成物(B) に代
えて水酸化アルミニウムを配合した場合(H-S2)をそれぞ
れ水を加えて配合・混練してモルタル状とした後、所定
の型枠（φ60×90 mm)に流し込み、常温で28日養生して
供試体とした。

【０２８６】＊１：リン酸アルミニウム：水酸化アルミニウム

【０２８７】

【０２８８】［実施例２］本実施例において、各種の液
状シリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物
(B) との２成分混合組成物(CD)に水の加えられて調製さ
れる湿式流動体の３成分混和物(WT)である水硬性シリカ
系バインダー、さらにこれらの水硬性シリカ系バインダ
ーを用いて顆粒状で硬化させた顆粒体について説明す
る。

【０２８９】水硬性シリカ系バインダーを構成するシリ
カ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) の種
類とこれに加える水を含めた配合割合を表14に示す。こ
れら３成分を均質混和して各水硬性シリカ系バインダー
を調製した。調製した水硬性シリカ系バインダーは可使
時間を測定した後、前述した顆粒状供試体の調製方法に
準拠して顆粒体供試体を作成し、それぞれ耐熱性ならび
に耐水性を評価し、また28日養生後の固化体強度を評価
し、重金属類の水溶出試験を鉛で行い、それらの結果を
表15に併せ表示する。

【０２９０】

【０２９１】

【０２９２】［実施例３］本実施例において、液状シリ
カ−アルカリ組成物(A) と各種のアルミン酸塩組成物
(B) との２成分混合組成物(CD)に水の加えられて調製さ
れる湿式流動体の３成分混和物(WT)である水硬性シリカ
系バインダー、さらにこれらの水硬性シリカ系バインダ
ーを用いて顆粒状で硬化させた顆粒体について説明す
る。

【０２９３】水硬性シリカ系バインダーを構成するシリ
カ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) の種
類とこれに加える水を含めた配合割合を表16に示す。こ
れら３成分を均質混和して各水硬性シリカ系バインダー
を調製した。調製した水硬性シリカ系バインダーは可使
時間を測定した後、前述した顆粒状供試体の調製方法に
準拠して顆粒体供試体を作成し、それぞれ耐熱性ならび
に耐水性を評価し、また28日養生後の固化体強度を評価
し、重金属類の水溶出試験を鉛で行い、それらの結果を
表17に併せ表示する。

【０２９４】

【０２９５】

【０２９６】［実施例４］本実施例において、粉状のシ
リカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) と
で予め混合されている粉状ワンパック品の粉粒体混合組
成物(CH)に水が加えて調製される湿式流動体の水硬性シ
リカ系バインダー、さらにこれらの水硬性シリカ系バイ
ンダーを型を用いて加圧成型させた後硬化させた成型体
について説明する。

【０２９７】水硬性シリカ系バインダーを構成する粉状
のシリカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物
(B) 、さらに必要に応じて加えられる添加素材(K) の種
類とその配合割合を表18に示す。これら２成分もしくは
３成分を予め混合機で均質混合して各粉粒体混合組成物
(CH)を調製した。ここの調製した各粉粒体混合組成物(C
H)は前述した保存棚寿命性を評価して表18に併せ表示す
る。

【０２９８】各粉粒体混合組成物(CH)には、水を表18に
示す量割合を加え混和して各水硬性シリカ系バインダー
を調製した。調製された各水硬性シリカ系バインダー
は、可使時間を測定し、一方前述した円柱状供試体調製
方法に準拠して円柱状供試体を作成し、耐熱性ならびに
耐水性を評価し、また28日養生後の一軸方向圧縮破壊強
度試験により固化体強度を評価し、重金属類の水溶出試
験を鉛で行い、それらの結果を表19に併せ表示する。

【０２９９】

【０３００】

【０３０１】［実施例５］本実施例において、シリカ−
アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) と添加素
材(K) からなる３成分混合組成物(CT)において、添加素
材(K) が抗菌性等の機能を有する抗微生物剤(KZ)であ
り、この３成分混合組成物(CT)に水が加えられる湿式流
動体の４成分混和物(WQ)である水硬性シリカ系バインダ
ー、さらにこの水硬性シリカ系バインダーを用いて硬化
させた固化体について説明する。

【０３０２】水硬性シリカ系バインダーを構成するシリ
カ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) と抗
微生物剤(KZ)の種類と、これらに加える水を含めた配合
割合を表20に示す。これら４成分を均質混和して４成分
混和物(WQ)である各水硬性シリカ系バインダーを調製し
た。調製した水硬性シリカ系バインダーは可使時間を測
定した後、前述した顆粒状供試体の調製方法に準拠して
顆粒体供試体を作成し、それぞれ耐熱性と耐水性を評価
し、また28日養生後の固化体強度を評価し、さらに前述
した処理水の抗菌効果試験に付して抗微生物性を評価し
た。これらの結果を表21に併せ表示する。

【０３０３】

【０３０４】

【０３０５】［実施例６］本実施例において、シリカ−
アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) からなる
２成分混合組成物(CD)、さらに必要に応じて加えられる
添加素材(K) からなる３成分混合組成物(CT)に水が加え
られて調製される湿式流動体の３成分混和物(WT)または
４成分混和物(WQ)である水硬性シリカ系バインダー、さ
らにこの水硬性シリカ系バインダーを用いて硬化させた
付着体について説明する。

【０３０６】水硬性シリカ系バインダーを構成するシリ
カ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) と、
必要に応じて添加素材(K) の種類と、これらに加えられ
る水を含めた配合割合を表22に示す。これら３成分もし
くは４成分を均質混和して３成分混和物(WT)もしくは４
成分混和物(WQ)である水硬性シリカ系バインダーを調製
した。

【０３０７】調製した水硬性シリカ系バインダーは可使
時間を測定し、前述した付着力試験の評価方法に準拠し
て鋼板とアスベスト板を基材とし、各バインダーの付着
力を剪断破壊力測定により評価した。なお、付着力試験
用の試験片を水中に24時間浸漬後に、また250 ℃の乾燥
器に24時間暴露後に、それぞれの試験片の剪断破壊力を
測定し、それぞれ付着体の耐水性ならびに耐熱性を評価
した。それらの結果を表23に併せ表示する。

【０３０８】

【０３０９】

【０３１０】［実施例８］本実施例において、液状のシ
リカ−アルカリ組成物(A) とアルミン酸塩組成物(B) と
水との３成分で調製される湿式流動体の水硬性シリカ系
バインダーから生成させた顆粒体を原料として、貫通空
隙を有する粟おこし状集合硬化体を調製し、不燃性防音
材（板）として応用する場合について説明する。

【０３１１】本実施例で採択した顆粒体は、実施例２で
調製した試料No.C-22 ［A7-2: 20部＋B3-1: 80部］の顆
粒体で1 ないし5 mmφに整粒された顆粒体を選んだ。顆
粒体を一体化させるバインダーには、実施例２における
試料No.C-22 で調製した顆粒体と同質の湿式流動体の水
硬性シリカ系バインダーを選んだ。防音板の製造加工
は、整粒された顆粒体100 Kgに約10Kgの水加えて顆粒体
表面をぬらした後、湿式流動体の水硬性シリカ系バイン
ダーの15Kgを加え混合し、顆粒体表面にバインダーを均
質に行きわたらせ、ついで厚み30mmで300 ×300 mmの型
枠に流し込む、常温に少なくとも24時間放置して初期硬
度を発現させた後、脱型する。ついで、80℃に1 時間放
置して固化を完成させ、防音材板製品とする。製造され
た防音材板製品の防音効果を下記表24に示す規格（代表
的項目）に従い、JIS A 1416に準拠して測定し、そのた
結果を表24に併せ表示する。

【０３１２】

【０３１３】

【発明の効果】本発明によれば、不焼成で製造できる耐
水・耐熱性で重金属類の封じ込め可能な無機質固化体を
固定体、成型体、付着体、顆粒体、集合硬化体として供
給することができる。したがって、大量エネルギーを用
いることなく省エネで無機質固化体の製造が可能とな
り、しかも有害物質を含有する産業廃棄物等の処理処分
とリサイクル再利用を可能にすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 111:23 111:27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカ−アルカリ組成物とアルミン酸塩
組成物とからなる２成分混合組成物に対して、水が混和
されている３成分混和物が均質分散されている湿式流動
体の水硬性シリカ系バインダーにおいて；上記のシリカ
−アルカリ組成物が、下記組成式(1) M₂O・aSiO₂・bH₂O ・・・・・・・・・・・・ (1) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウム群
のアルカリ金属元素、aは1.8 ないし3.5 の数であり、b
は2.5 ないし50.0の数である）で表わされるケイ酸ア
ルカリの群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み合
わせ基本標準組成物(A1)からなる液状もしくは粉状のシ
リカ−アルカリ組成物(A) であり；上記のアルミン酸塩
組成物が、下記組成式(2) cQO・Al₂O₃・dH₂O ・・・・・・・・・・・・ (2) （式中：Q はカルシウムないしはマグネシウム群のアル
カリ土類金属元素、c は0.8 ないし5.0 の数、d は零を
含む6.5 以下の数）で表わされるアルカリ土類金属のア
ルミン酸塩の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組
み合わせで、さらに比表面積が2,000 ないし100,000 cm
²/g であるアルミノ粉体(B1)からなる粉状のアルミン酸
塩組成物(B) であり；上記の２成分混合組成物が、上記
の粉状のアルミン酸塩組成物(B) 100 重量部に対して、
上記の液状もしくは粉状のシリカ−アルカリ組成物(A)
10ないし310重量部で混合されている液状もしくは粉状
の２成分混合組成物(CD)であり；上記の３成分混和物
が、上記の２成分混合組成物(CD)100 重量部に対して、
水200 重量部以下の量で均質分散されている湿式流動体
の３成分混和物(WT)であることを特徴とする水硬性シリ
カ系バインダー。
【請求項２】前記のシリカ−アルカリ組成物(A) が粉
状粘土鉱物にアルカリ塩化合物と水とを加えて予め混和
・変性処理されている液状のシリカ−アルカリ組成物に
おいて；上記の粉状粘土鉱物が、含水フェロケイ酸塩の
２：１層型スメクタイト族からなる粉状粘土鉱物(E) で
あり；上記のアルカリ塩化合物が、下記組成式(3) M₂O・eY・fH₂O ・・・・・・・・・・・・・・・(3) （式中：M はリチウム、ナトリウムないしはカリウム群
のアルカリ金属元素、Yは炭素、ホウ素ないしケイ素の
元素の単独ないし２種以上の組み合わせ元素のオキシ
酸、e は零を含む4.0 以下の数、f は零を含む28.0以下
の数）で表わされるアルカリ塩化合物の群より選ばれた
単独ないしは２種以上の組み合わせアルカリ塩化合物
(F) であり；上記のシリカ−アルカリ組成物が、上記の
粉状粘土鉱物(E) 100 重量部に対して、上記のアルカリ
塩化合物(F) 30ないし300 重量部と水100 ないし350 重
量部とを加えて混和・変性処理されているスラリー状の
粘土変性組成物(A2)からなる液状のシリカ−アルカリ組
成物(A) である請求項１記載の水硬性シリカ系バインダ
ー。
【請求項３】前記の基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)に、緩衝帯形成剤が予め混合複合されて
いるシリカ−アルカリ組成物において；上記の緩衝帯形
成剤が、アルカリ溶液に可溶性のホウ素含有化合物類の
単独ないしは２種以上の組み合わせホウ素含有化合物
(T) からなる緩衝帯形成剤(AT)であり；前記シリカ−ア
ルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、上記緩衝帯形成
剤(AT)が40重量部以下の量で均質に混合複合されている
液状もしくは粉状のホウ素複合組成物(A3)からなるシリ
カ−アルカリ組成物(A) である請求項１または２記載の
水硬性シリカ系バインダー。
【請求項４】前記の基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)に、結晶成長タネが予め混合複合されて
いるシリカ−アルカリ組成物において；上記結晶成長タ
ネが、下記単位格子の化学組成式(4) M_x/n・[(AlO₂)_x・(SiO₂)_y]・wH₂O ・・・・・・・・・・・(4) （式中：Mハ原子価ｎの金属陽イオン、 x+yは単位格子当
りの四面体数）で表されるアルミノケイ酸塩のゼオライ
ト(S) からなる結晶成長タネ(KS)であり；上記シリカ−
アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、上記結晶成長
タネ(KS)が0.01ないし10重量部で均質に混合複合されて
いる液状もしくは粉状のタネ複合組成物(A4)からなるシ
リカ−アルカリ組成物(A) である請求項１または２記載
の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項５】前記の基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)に、硬化調整剤が混合複合されているシ
リカ−アルカリ組成物において；上記硬化調整剤が、下
記組成式(5) BaO・gSiO₂・hH₂O ・・・・・・・・・・・・・・(5) （式中：g は4.0 以下の零を含む数、h は9.0 以下の零
を含む数）で表わされるアルカリ溶液に可溶な粉末バリ
ウム塩類の群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み
合わせバリウム塩(J) からなる硬化調整剤(KJ)であり；
前記シリカ−アルカリ組成物(A) 100 重量部に対して、
上記硬化調整剤(KJ)が0.1 ないし10重量部で均質に混合
複合されている液状もしくは粉状のバリウム複合組成物
(A5)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) である請求項
１または２記載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項６】前記の基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)に、粘度改質剤が予め混合複合されてい
るシリカ−アルカリ組成物において；上記粘度改質剤
が、易反応性のケイ酸カルシウム(G) からなる粘度改質
剤(GS)であり；前記シリカ−アルカリ組成物(A) 100 重
量部に対して、上記粘度改質剤(GS)が70重量部以下の量
で均質に混合複合されている液状もしくは粉状のケイカ
ル複合組成物(A6)からなるシリカ−アルカリ組成物(A)
である請求項１または２記載の水硬性シリカ系バインダ
ー。
【請求項７】前記の基本標準組成物(A1)もしくは粘土
変性組成物(A2)に、前記の緩衝帯形成剤(AT)、結晶成長
タネ(AS)、硬化調整剤(AJ)もしくは粘土改質剤(AG)から
なる複数複合剤が予め複合混合されているシリカ−アル
カリ組成物において；上記の複数複合剤が、前記の緩衝
帯形成剤(AT)、結晶成長タネ(AS)、硬化調整剤(AJ)もし
くは粘土改質剤(AG)の群より選ばれた２種以上の組み合
わせ複数複合剤(AM)であり；前記のシリカ−アルカリ組
成物(A) 100 重量部に対して、上記複数複合剤(AM)70重
量部以下の量で均質に混合複合されている液状もしくは
粉状の複数複合組成物(A7)からなるシリカ−アルカリ組
成物(A) である請求項１または２記載の水硬性シリカ系
バインダー。
【請求項８】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、水酸
化アルミニウムとアルカリ土類金属とが予め混合されて
いるアルミン酸塩組成物において；上記水酸化アルミニ
ウムが、易反応性の水酸化アルミニウムからなる水酸化
アルミニウム(BH)であり；上記のアルカリ土類金属のケ
イ酸塩が、下記組成式(6) iDO・SiO₂・jH₂O ・・・・・・・・・・・・・・(6) （式中：D はカルシウムないしはマグネシウムの群より
選ばれたアルカリ土類金属元素、i は0.2 ないし5.0 の
数、j は零を含む6.6 以下の数）で表されるアルカリ土
類金属のケイ酸塩群より選ばれた単独ないしは２種以上
の組み合わせアルカリ土類金属のケイ酸塩(BC)であり；
上記の水酸化アルミニウム(BH)100 重量部に対して、ア
ルカリ土類金属のケイ酸塩(BC)が2 ないし30重量部で均
質混合されている前駆体組成物(B2)からなるアルミン酸
塩組成物(B) である請求項１ないし７のいずれか１項記
載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項９】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、廃棄
物粉体を主成分としているアルミン酸塩組成物におい
て；上記の廃棄物粉体が、熱履歴を受けているアルミン
酸塩化合物を含有するフライアッシュ、スラッグ、スラ
ッジならびに焼却灰の群より選ばれた単独ないしは２種
以上の組み合わせ廃棄物粉体(B3)からなるアルミン酸塩
組成物(B) である請求項１ないし７のいずれか１項記載
の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項10】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、水硬
性セメンティング材を主成分としているアルミン酸塩組
成物において；上記の水硬性セメンティング材が、ポル
トランドセメントないしはアルミナセメントのセメント
群より選ばれた単独ないしは２種以上の組み合わせセメ
ント粉体(B4)からなるアルミン酸塩組成物(B) である請
求項１ないし７のいずれか１項記載の水硬性シリカ系バ
インダー。
【請求項11】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、軽量
粉体の表面積を含浸溶液で含浸改質処理されているアル
ミン酸塩組成物において；上記の軽量粉体が、組成の主
成分としてアルミナ分をAl₂O₃ 基準で4 ないし70重量
％、シリカ分をSiO₂基準で10ないし70重量％、アルカリ
土類金属の酸化物分をQO基準（Q はアルカリ土類金属）
で10ないし65重量％各々含有しており、比表面積として
100,000 cm²/g 以上を有している軽量粉体(BL)であり；
上記の含浸溶液が、前記シリカ−アルカリ組成物(A) の
基本組成物(A1)におけるシリカ濃度がSiO₂規準で10ない
し25重量％であるケイ酸アルカリ溶液からなる含浸溶液
(AP)であり；上記の軽量粉体(BL)100 重量部に対して、
上記の含浸溶液(AP)5 ないし50重量部で含浸処理され、
ついで乾燥されて比表面積が2,000 ないし100,000 cm²/
g に改質されている改質組成物(B5)からなるアルミン酸
塩組成物(B) である請求項１ないし７のいずれか１項記
載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項12】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、リン
のオキシ酸塩含有のアルミン酸塩化合物がカルシウム塩
で予め中和処理されているアルミン酸塩組成物におい
て；上記のリン酸のオキシ酸塩含有のアルミン酸塩化合
物が、リンのオキシ酸分をP₂O₅基準で2 ないし35重量
％、アルミナ分をAl₂O₃ 基準で4 ないし30重量％、シリ
カ分をSiO₂基準で5 ないし50重量％、アルカリ土類金属
の酸化物分を酸化物規準で3 ないし25重量％の含有を主
成分とするリン酸分を含有するアルミン酸塩化合物(BP)
であり；上記のカルシウム塩が、前記の易反応性の酸化
カルシウムを主成分とするカルシウム塩(GC)であり；上
記のリンのオキシ酸塩含有のアルミン酸塩化合物(BP)10
0 重量部に対して、カルシウム塩(GC)ないし50重量部
で、水が0 ないし100 重量部の量で配合・混和され、つ
いで20ないし80℃における反応・養生により中和処理さ
れている前処理組成物(B6)からなるアルミン酸塩組成物
(B) である請求項１ないし７のいずれか１項記載の水硬
性シリカ系バインダー。
【請求項13】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、アル
ミン酸塩化合物中に有機化合物を均質分散状態に担持し
ているアルミン酸塩組成物において；上記の有機化合物
が、天然の有機化合物、合成の有機化合物ならびに高分
子の有機化合物の群より選ばれた単独ないしは２種以上
の組み合わせからなる非電解質の有機化合物(BC)であ
り；上記のアルミン酸塩化合物が、前記のアルミノ粉体
(B1)、前駆体組成物(B2)、廃棄物粉体(B3)、セメント粉
体(B4)、改質組成物(B5)ならびに前処理組成物(B6)の群
より選ばれた単独ないしは２種以上の組み合わせ粉粒体
からなるアルミン酸塩組成物(B) であり；上記のアルミ
ン酸塩組成物(B) 100 重量部に対して、上記の有機化合
物(BC)が1 ないし100 重量部で均質分散状態に担持され
ている有機含有組成物(B7)からなるアルミン酸塩組成物
(B) である請求項１ないし７のいずれか１項記載の水硬
性シリカ系バインダー。
【請求項14】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、炭素
−アルミナ複合体を主成分としているアルミン酸塩組成
物において；上記の炭素−アルミナ複合体が、炭素をC
基準で5 重量％以上含有し、アルミナ分をAl₂O₃ 基準で
10重量％以上含有し、シリカ分をSiO₂基準で5 重量％以
上含有しており、吸着性の表面活性を有している炭素−
アルミナ複合体(BA)であり；上記の炭素−アルミナ複合
体(BA)が少なくとも50重量％以上の量で含有されている
炭素含有組成物(B8)からなるアルミン酸塩組成物(B) で
ある請求項１ないし７のいずれか１項記載の水硬性シリ
カ系バインダー。
【請求項15】前記のアルミン酸塩組成物(B) が、アル
ミン酸塩を主成分として含有する多機能組成物のアルミ
ン酸塩組成物において；上記の多機能組成物が、前記の
アルミノ粉体(B1)、前駆体組成物(B2)、廃棄物粉体(B
3)、セメント粉体(B4)、改質組成物(B5)、前処理組成物
(B6)、有機含有組成物(B7)ならびに炭素含有組成物(B8)
の群より選ばれた２種以上の組み合わせ多機能組成物(B
9)からなるアルミン酸塩組成物(B) である請求項１ない
し７のいずれか１項記載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項16】前記のシリカ−アルカリ組成物とアルミ
ン酸塩組成物とからなる液状もしくは粉状の２成分混合
組成物(CD)に、さらに粉粒体の添加素材が混合されてい
る３成分混合組成物に対して、水が混和されている４成
分混和物が均質分散されている湿式流動体の水硬性シリ
カ系バインダーにおいて；上記の添加素材が、抗微生物
剤、機能性素材、細骨材または再利用材の粉粒体群より
選ばれた単独ないしは２種以上の組み合わせ粉粒体添加
素材(K) であり；上記の３成分混合組成物が、前記２成
分混合組成物(CD)100 重量部に対して、上記の粉粒体添
加素材(K) が1 ないし200 重量部で混合されている液状
もしくは粉状の３成分混合組成物(CT)であり；上記の４
成分混和物が、上記の３成分混合組成物(CT)100 重量部
に対して、水300 重量部以下の量で均質分散されている
湿式流動体の４成分混和物(WQ)である請求項１ないし15
のいずれか１項記載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項17】前記の粉粒体添加素材(K) が、粉粒体の
抗微生物剤である添加素材において；上記の抗微生物剤
が、下記組成式(7) EO_y・aDO_x・bH₂O ・・・・・・・・・・・・・・ (7) （式中：E は銀、１価または２価の銅もしくは亜鉛元
素、D はカルシウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニ
ウム、炭素、ケイ素、窒素、リンもしくはイオウ元素、
a は0.1 ないし3.5 の数、b は零を含む24.0以下の数、
y は0.5 ないし1.0の数、x は0.5 ないし3.0 の数）で
表される粉粒体で銅もしくは亜鉛のオキシ酸塩化合物の
単独ないしは２種以上の組み合わせ抗微生物剤(KZ)であ
る請求項１ないし16のいずれか１項記載の水硬性シリカ
系バインダー。
【請求項18】前記の粉粒体添加素材(K) が、粉粒体の
機能性素材である添加素材において；上記の機能性素材
が、顔料、着色剤、充填剤もしくは機能性付与剤の群よ
り選ばれた単独ないしは２種以上の組み合わせ機能性素
材(KF)からなり、粒径が少なくとも100 μ以下である粉
粒体の機能性素材(KF)である請求項１ないし16のいずれ
か１項記載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項19】前記の粉粒体添加素材(K) が、粉粒体の
細骨材である添加素材において；上記の細骨材が、天然
骨材、加工骨材、改良骨材および処理骨材の群より選ば
れた単独ないしは２種以上の組み合わせ細骨材(KM)から
なり、粒径が0.1 μm ないしは5 mmの範囲にある粉粒体
の細骨材(KM)である請求項１ないし16のいずれか１項記
載の水硬性シリカ系バインダー。
【請求項20】前記の粉粒体添加素材(K) が、粉粒体の
再利用材である添加素材において；上記の再利用材が、
少なくとも25重量％のケイ酸塩類を含有するフライアッ
シュ、スラッグ、スラッジならびに焼却灰の群より選ば
れた単独ないしは２種以上の組み合わせ廃棄物から処理
加工された再利用材(KR)からなり、粒径が0.1 μmない
しは5 mmの範囲にある粉粒体の再利用材(KR)である請求
項１ないし16のいずれか１項記載の水硬性シリカ系バイ
ンダー。
【請求項21】前記の２成分混合組成物(CD)または３成
分混合組成物(CT)において、それぞれの混合組成物の粉
粒体のみでワンパック混合に調製されている粉粒体混合
組成物において；上記の２成分混合組成物(CD)または３
成分混合組成物(CT)を構成するシリカ−アルカリ組成物
(A) が、下記組成式(8) M₂O・aSiO₂・bH₂O ・・・・・・・・・・・・・・(8) （式中：M はLi、 NaないしはK の群より選ばれるアルカ
リ金属元素であり、a は1.8 ないし3.5 の数であり、b
は2.5 ないし5.0 の数である）で表わされるケイ酸アル
カリの単独ないしは２種以上の組み合わせの粉状の基本
標準組成物(A1)からなるシリカ−アルカリ組成物(A) で
あり；上記の２成分混合組成物(CD)または３成分混合組
成物(CT)を構成するアルミン酸塩組成物(B) が、前記の
アルミノ粉体(B1)もしくは他の態様の粉状のアルミン酸
塩組成物(B) の単独ないしは２種以上の組み合わせの粉
粒体のアルミン酸塩組成物(B) であり；上記の３成分混
合組成物(CT)を構成する添加素材が、前記の抗微生物剤
(KZ)、機能性素材(KF)、細骨材(KM)ならびに再利用材(K
R)の単独ないしは２種以上の組み合わせ粉粒体添加素材
(K) であり；上記の２成分混合組成物(CD)が、上記の粉
状シリカ−アルカリ組成物(A) 100重量部に対して、上
記の粉状アルミン酸塩組成物(B) 50ないし1000重量部
で、さらに必要に応じて上記の粉粒体添加素材(K) が5
ないし1000重量部でワンパックに混合されて棚寿命性が
確保されている粉粒体混合組成物(CH)である請求項１な
いし13ないしは20のいずれか１項記載の水硬性シリカ系
バインダー。
【請求項22】前記の請求項１ないし21のいずれか１項
記載の水硬性シリカ系バインダーが、5 ないし180 ℃の
雰囲気中に解放されて、こに生成するアルミノケイ酸塩
ならびにシロキサン結合を主鎖とするシリカポリマーで
構成される複合母体からなる硬化体であることを特徴と
する耐水・耐熱性固化体。
【請求項23】前記の請求項１ないし21のいずれか１項
記載の水硬性シリカ系バインダーが、5 ないし180 ℃の
雰囲気中に解放されて、さらに必要に応じて180 ないし
900 ℃で加熱されて、ここに生成するアルミノケイ酸塩
ならびにシロキサン結合を主鎖とするシリカポリマーで
構成される複合母体において、含有する重金属類の水溶
出を阻止している固定体としての硬化体である請求項20
記載の耐水・耐熱性固化体。
【請求項24】前記の請求項１ないし21のいずれか１項
記載の水硬性シリカ系バインダーが、特定形状に成型さ
れた後5 ないし180 ℃の雰囲気中に解放されて、さらに
必要に応じて180 ないし900 ℃で加熱されて、ここに生
成するアルミノケイ酸塩ならびにシロキサン結合を主鎖
とするシリカポリマーで構成される複合母体で、特定形
状の成型体が形成されている硬化体である請求項20また
は21記載の耐水・耐熱性固化体。
【請求項25】前記の請求項１ないし21のいずれか１項
記載の水硬性シリカ系バインダーが、各種基材表面に塗
付された後5 ないし180 ℃の雰囲気中に解放されて、さ
らに必要に応じて180 ないし900 ℃で加熱されて、ここ
に生成するアルミノケイ酸塩ならびにシロキサン結合を
主鎖とするシリカポリマーで構成される複合母体で、各
種基材表面に被覆ないしは接着された付着体が形成され
ている硬化体である請求項20ないし21のいずれか１項記
載の耐水・耐熱性固化体。
【請求項26】前記の請求項１ないし21のいずれか１項
記載の水硬性シリカ系バインダーが、0.1 ないし25mm粒
径の特定粒状に造粒された後5 ないし180 ℃の雰囲気中
に解放されて、さらに必要に応じて180 ないし900 ℃で
加熱されて、ここに生成するアルミノケイ酸塩ならびに
シロキサン結合を主鎖とするシリカポリマーで構成され
る複合母体で、顆粒体が形成されている硬化体である請
求項20ないし21のいずれか１項記載の耐水・耐熱性固化
体。
【請求項27】前記の請求項26記載の顆粒体が特定形状
の粟おこし状集合硬化体を形成している耐水・耐熱性固
化体において；上記の顆粒体の100 重量部に対して、前
記の水硬性シリカ系バインダーが10ないし65重量部の量
で該顆粒体表面にまぶされ、ついで水硬性シリカ系バイ
ンダーがまぶされた上記顆粒体が、特定形状に一体化さ
れて成型される成型工程に付され、900 ℃以下、好むら
くは180 ℃以下に解放されて貫通空隙を有する粟おこし
状集合硬化体を形成していることを特徴とする耐水・耐
熱性固化体。