人造石材的制造方法技术

本发明专利技术提供一种大量使用疏浚土等泥土，稳定制造具有准硬石以上的强度的人造石材的方法。在使含有泥土和粘结材料的混合材料进行水化硬化来制造人造石材时，混合材料满足以下的条件(a)～(c)。(a)相对于混合材料100体积%，含有泥土40体积%以上。(b)粘结材料由选自高炉矿渣微粉末、添加了碱刺激剂的高炉矿渣微粉末、高炉渣水泥、普通硅酸盐水泥中的1种以上构成。(c)粘结材料量为相对于泥土中的土粒子(固体成分)以质量比1.7倍以上，且满足下式；(高炉矿渣微粉末的质量＋石灰粉的质量＋熟石灰的质量＋普通硅酸盐水泥的质量×2)/(混合材料中的水的质量)＜2.0，作为粘结材料的一部分，在还混合飞灰的情况下，满足(高炉矿渣微粉末的质量＋石灰粉的质量＋熟石灰的质量＋普通硅酸盐水泥的质量×2＋飞灰的质量×0.35)/(混合材料中的水的质量)≤1.5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用粘结材料使疏浚土等泥土固化制造人造石材的方法。
技术介绍
以疏浚土为代表的软质泥土会随着航路疏浚及各种土木建设而产生。其中，如砂质材料那样可以作为土木材料可以直接使用于在浅叶制造及回填等。但是，粉砂分比率高的泥土多数情况为含水状态，另外，也几乎不能期望其具有作为土的强度，因此，大多成为废弃物。 为了有效利用泥土，以往提出并实施了各种各样的技术。其最有代表性的是改善作为土的特性，与优良品质的土同样地进行利用的技术。例如，在日本石灰协会的《采用石灰的软质地基的稳定处理办法》(鹿岛出版会)中，公开了向泥土中添加水泥及石灰，改善地基特性的各种各样的技术。另外，在专利文献I中公开了向疏浚土中混合铁钢矿渣进行强度的改善的技术。在该技术中，主要通过铁钢矿渣的CaO成分和疏浚土的Si、Al等的火山灰反应进行疏浚土的强度改性。另外，在专利文献2中公开了向软质土中添加含有游离CaO的转炉矿渣和高炉渣水泥进行固化处理(强度改善)的技术。但是，这些方法是土质材料的特性改善，虽说表现出土质材料水平的强度，但是到底还是限于作为土的用途。与之相对，在专利文献3中公开了向疏浚土中混合水泥等固化材料，使之固化获得块料(固化物)的方法。专利文献I :特开2009-121167号公报专利文献2 :特开2006-231208号公报专利文献3 :特开2008-182898号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，用专利文献3的方法获得的块料的强度平均为6N/mm2左右，最大只不过8N/mm2程度。在此，要作为石材及混凝土材料的替代品来利用的话，必须有JIS-A-5006 1995(碎石)中规定的准硬石以上的强度(9. 8N/mm2以上)。专利文献3中获得的块料的强度为最低品质的软石水平(不足9. 8N/mm2)。尽管该软石水平与土质材料的改善水平相比是程度相当高的，但是，要代替石材及混凝土材料用于各种各样的用途的话，强度还是不够。另外，容易设想大量使用在软质疏浚土常见的粉砂分(75 μ m以下)的比率高的泥土的情况下，更难以确保强度。因此，本专利技术的目的在于，解决如上所述的技术课题，提供一种能够稳定制造，所述人造石材大量使用疏浚土等泥土，并具有准硬石以上的强度，尤其是即使考虑安全系数(+ 3N/mm2)也能够充分满足准硬石的特性。解决问题的方法目前，公知的有以铁钢矿渣为主原料的铁钢矿渣水化固化物的制造技术(例如，“铁钢矿渣水化固化物技术便览”，(财)沿岸技术研究中心)。该技术中，骨料使用制钢矿渣，粘结材料使用高炉矿渣微粉末和碱刺激剂，制造水化固化物。本专利技术者们以这种铁钢矿渣水化固化物的制造技术为基础，实施了用疏浚土取代铁钢矿渣水化固化物材料得到的固化物的制造实验。作为表示铁钢矿渣水化固化物的强度表现性程度的指标，使用强度指数=(高炉矿渣微粉末的质量+熟石灰的质量+ 2X普通硅酸盐水泥的质量+ O. 35X飞灰的质量)/水的质量。在铁钢矿渣水化固化物的制造中，为了表现稳定的强度，在该强度指数超过2时进行搅拌。通常认为，即使像本专利技术那样使用疏浚土的情况下，强度确保也很重要，因此，为了满足上述强度指数，设定疏浚土中所含有的水和粘结材料的比率来实施搅拌。但是，在该试验中搅拌物的流动性急剧降低，其结果，认定为在浇注时产生砂眼，水化固化物变脆，强度不能充分显现。即，认为通过混合疏浚土，导致强度难以显现出来，因此，认定为尽管将粘结材料和水的比率维持现有的知识水平(铁钢矿渣水化固化物的制造技术)上，但无法进行适当的搅拌·浇注，在按照现有知识的制造技术中难以制造以疏浚土为原料的人造石材及块料。于是，本专利技术的专利技术人为改善搅拌物的流动性，对以下的条件进行了研究，所述条件是对本来就保有水分的疏浚土进一步添加水来进行水分调整，将粘结材料和水的比进行了某程度的降低，同时能够进行搅拌的条件。其结果表明，虽然由于条件的不同也有表现出强度的情况，但是，也有即使是与此较为接近的配方也未表现出足够强度的情况。对于其原因，进一步研究的结果认定为以疏浚土为代表的泥土有时会由于土粒子的表面吸附等阻碍火山灰反应，在利用大量的疏浚土的情况下，土粒子的表面吸附对火山灰反应的阻碍对强度显现产生了很大的影响。研究表明，虽然土的种类不同而程度有所差异，但是疏浚土具有吸附Ca2 +及0H_的作用。图I (a)、(b)表示使从多摩川采集的疏浚土和从东京湾采集的疏浚土中透过氢氧化钙溶液时，溶液Ca浓度和pH的变化的例子。在该试验中，向在底面铺有滤纸的浸透管中填充疏浚土 2g，从上方使调整为pH12的的氢氧化钙水溶液以ImL/分滴下，回收浸出的溶液测定其Ca浓度和0!Γ浓度。根据图1，认定溶液的Ca浓度及OH-浓度(pH)仅在透过疏浚土时发生显著变化。Ca2+及0!1_是以水泥为代表的水化固化时的反应生成物(CaO-SiO2-H2O凝胶)的主要构成成分。Ca2+及0!1_被疏浚土的土粒子吸附，浓度降低，因此，认为这阻碍固化。这种Ca2+及0H_的吸附作用是在使用疏浚土等泥土的情况下特有的，在材料中不含泥土的通常的铁钢矿渣水化固化物中完全没有意识到。为解决这种问题重复研究的结果发现，将粘结材料和泥土中的土粒子的质量比设定为规定值以上，并且将水与粘结材料的比在与现有的铁钢矿渣水化固化物的制造技术不同的范围进行最适化，由此，可以大量使用疏浚土等泥土，获得具有稳定的强度的固化物(石材)。本专利技术基于如上的知识，要点如下。(I) 一种，该方法包括使含有泥土和粘结材料的混合材料发生水化硬化来制造人造石材，其中，混合材料满足下述条件(ar(c)。(a)相对于100体积％的于混合材料，含有40体积％以上的泥土。(b)粘结材料包含选自高炉矿渣微粉末、添加了碱刺激剂的高炉矿渣微粉末、高炉渣水泥(高炉七J >卜，slag cement)、普通硅酸盐水泥(普通*。>卜5 > F> 卜，ordinary Portland cement)中的 I 种以上。(c)粘结材料量相对于泥土中的土粒子(固体成分)以质量比计为I. 7倍以上，且满足下式(高炉矿渣微粉末的质量+石灰粉的质量+熟石灰的质量+普通硅酸盐水泥的质量X 2) / (混合材料中的水的质量)< 2. O(2)如所述(I)的人造石材制造方法，其中，粘结材料含有8(Γ95质量％的高炉矿渣微粉末，剩余部分为选自普通硅酸盐水泥、石灰粉、熟石灰、高炉渣水泥中的I种以上。(3) 一种，该方法包括使含有泥土和粘结材料的混合材料发生水化硬化来制造人造石材，其中，混合材料满足下述条件(dr(f)。(d)相对于100体积％的混合材料，含有40体积％以上的泥土 ；(e)粘结材料包含选自高炉矿渣微粉末、添加了碱刺激剂的高炉矿渣微粉末、高炉渣水泥、普通硅酸盐水泥中的I种以上以及飞灰；(f)粘结材料量相对于泥土中的土粒子(固体成分)以质量比为I. 7倍以上，且满足下式(高炉矿渣微粉末的质量+石灰粉的质量+熟石灰的质量+普通硅酸盐水泥的质量X2 +飞灰的质量X0. 35)/(混合材料中的水的质量)(1.5。(4)如所述(3)的，其中，粘结材料含有7(Γ85质量％的高炉矿渣微粉末，并且，相对于高炉矿渣微粉末的质量，含有1(Γ30质量％比例的飞灰，剩余部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥克则，渡边圭儿，薮田和哉，本田秀树，林正宏，松本刚，铃木操，林堂靖史，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：