JPH1160325A - 建材および構造材ならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃ガラスカレット等のガラスカレットを再利
用するに際して、所定以上の曲げ強度を備えるととも
に、透水性にも優れた建材および構造材ならびにその製
造方法を提供する。 【解決手段】 建材は、ガラス製品を破砕したガラスカ
レットまたはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕
した再生ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料
とを含有し、該ガラス粒子体を完全に溶融しないでほぼ
破砕した状態を維持するように分散して形成し、透水係
数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上とし、 曲げ強度
を３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、舗道などに敷設さ
れる透水ブロックなどに使用される建材および構造材な
らびにその製造方法に関し、より詳しくは、廃ガラスカ
レットなどのガラスカレットを使用した透水ブロックな
どの建材および構造材ならびにその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年になり、資源の有効利用を図ること
が望まれており、使用済みのガラス瓶、自動車のフロン
トガラス等を陶磁器製品に再利用する技術が種々提案さ
れている（特開平７−８１９５６，特開平７−１３８０
３６等）。すなわち、ガラス製品を粉砕して廃ガラスカ
レットを作製し、これをセラミック原料などに配合し
て、焼成などの工程を経て窯業製品として利用すること
が検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、廃ガラスカレ
ットは、ガラス製品自体の成分、色、形状などが異なっ
た種々の形態のものが含まれており、これをセラミック
原料に混ぜて利用した場合に製品自体にばらつきを生じ
易い。すなわち、廃ガラスカレットの量を多く含ませる
と曲げ強度などの機械的強度が低下し易いために、製品
に廃ガラスカレットを多量に利用することが困難であっ
た。したがって、多量に使用できる製品および用途が求
められていた。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、廃ガラスカレット等のガラスカレットを再利用す
るに際して、ガラスカレットを多量に含ませても、所望
の曲げ強度や透水性の条件などを満たすことができる建
材および構造材ならびにその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた第１の発明は、ガラス
製品を破砕したガラスカレットまたはガラスを一部に含
んだガラス再生品を破砕した再生ガラスカレットを含む
ガラス粒子体と、副原料とを含有し、該ガラス粒子体を
完全に溶融しないでほぼ破砕した状態を維持するように
分散した建材であって、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ
／ｓｅｃ以上であることを特徴とする。

【０００６】すなわち、第１の発明は、ガラス粒子体を
含有し、ガラス粒子体が完全に溶融しないで破砕した状
態をほぼ維持するように分散した建材である。すなわ
ち、ガラス粒子体は、完全に溶融しないでほぼ破砕した
状態を維持した粒子状に分散した骨材として配置され
る。このようにガラス粒子体は、ガラス製品またはガラ
スを一部に含んだガラス再生品を破砕して形成されてお
り、その表面に尖った部分が多いから、副原料が含有さ
れていても、隣接するものの間で隙間が形成され、その
間隙が透水性を高めるように作用する。そして、ガラス
カレットの容積比を大きくすれば、透水性が一層大きく
なり、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上とす
ることが容易となる。このような大きな透水係数を有す
る建材は、水を速やかに通してその表面に水が溜まりに
くいから、舗道などに敷設される透水ブロックなどに好
適に利用することができる。

【０００７】ここで、上記ガラス粒子体としては、ガラ
ス製品を粉砕することにより形成される廃ガラスカレッ
トや、ガラス原料から形成した粒状物や、ガラス製品を
製造する際に形成される切削粉、ガラスを一部に含んだ
タイルなどのガラス再生品を破砕した再生ガラスカレッ
トなど各種のものを用いることができる。この場合にお
いて、廃ガラスカレットを用いた場合には、使用済みの
ガラス瓶等のガラス製品の再利用が容易であり、特に、
その容積比を５０％以上とすることにより資源の有効利
用を一層図ることができる。また、上記ガラス原料から
形成したガラスカレットや切削粉などを用いた場合に
は、ガラス粒子体の物理的および化学的性質としてほぼ
一定のものが得られるから、建材の品質を向上させるこ
とができる。

【０００８】ここで、第１の発明において、曲げ強度を
３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上とすることが好ましく、さらに
好ましくは５０ｋｇｆ／ｃｍ²である。曲げ強度をこの
ような値以上に設定することにより、建材としての強度
を確保でき、透水ブロックとして好適に用いることがで
きる。

【０００９】ガラス粒子体の他に建材に含有される副原
料としては、ガラス粒子体よりも融点が低くかつ溶融し
やすいバインダ材料を添加することが好ましい。すなわ
ち、建材を形成する際に焼成工程を行なったときに、バ
インダ材料は、ガラス粒子体の融点よりも低い温度で一
旦溶融した後に凝固すると、ガラス粒子体の粒子同士を
結着する作用を果たし、曲げ強度を高めるからである。

【００１０】第１の発明にかかる建材の透水係数および
曲げ強度を上述した値以上に設定する好適な態様として
は、ガラス粒子体の粒径を調製したり、その容積比を調
製したり、あるいは粒径および容積比の両方を調製する
手段をとることができる。

【００１１】これは、以下の理由による。ガラス粒子体
の容積比を同じであるとすると、ガラス粒子体の粒径が
小さいほど、単位体積当たりのガラス粒子体の表面積が
大きくなる。そのため、同一容積比のバインダ材料を使
用した場合に、ガラス粒子体の粒径が小さいほど、ガラ
ス粒子体の粒子の１個当たりのバインダ材料で形成され
るバインダ層の厚みが薄くなり、結果として、単位体積
当たりのバインダ層も含めたガラス粒子体の粒子の接触
面積が減少する。これは、ガラス粒子体の粒子間の間隙
を増大させることも意味する。逆に、ガラス粒子体の粒
径が大きいほど、単位体積当たりのガラス粒子体の表面
積が大きくなるとともに、バインダ層の厚さが厚くな
り、バインダ層を含めたガラス粒子体の接触面積が増大
するとともに、ガラス粒子体の粒子間の間隙が減少す
る。

【００１２】このようにガラス粒子体の粒径の大きさを
変えた場合に接触面積や粒子間の間隙に影響があるが、
ガラス粒子体の粒子の接触面積が曲げ強度に正の相関関
係を有し、一方、粒子間の間隙が透水性に正の相関関係
を与えている。したがって、これを考慮して、建材の品
質を満たすようにガラス粒子体の粒径を設定することが
できる。このような条件からガラス粒子体の粒径は、
０．１〜１０ｍｍに調製することが好ましく、特に好ま
しくは０．５〜５ｍｍである。これは、０．１ｍｍ未満
の場合は、透水性が不良となり、逆に１０ｍｍを越える
と曲げ強度が低下し、上記条件を満たさないからであ
る。

【００１３】また、建材の透水係数および曲げ強度に影
響を与える要因として、ガラス粒子体の容積比を考慮す
る。すなわち、ガラス粒子体の粒径を同じ条件にして、
ガラス粒子体の容積比を大きくすると、バインダ材料が
少なくなり、ガラス粒子体の１つの粒子当たりのバイン
ダ層の厚みが薄くなる。このため、単位体積当たりのバ
インダ層を含めたガラス粒子体の接触面積が減少すると
ともに、粒子間の間隙が増大する。逆に、ガラス粒子体
の容積比を小さくすると、ガラス粒子体の１つの粒子当
たりのバインダ層の厚みが厚くなり、粒子の接触面積が
増大するとともに、粒子間の間隙が減少する。したがっ
て、ガラス粒子体とバインダ材料の容積比も、曲げ強度
と透水係数とを比較考慮して定めることになる。これを
考慮して、ガラス粒子体の容積比を７０〜９０％に調製
することにより透水係数および曲げ強度の条件に好適に
適合することができる。

【００１４】また、ガラス粒子体は、１粒子当たり同じ
容積であって表面積の異なる第１粒子、第２粒子を配合
して使用してもよい。これにより、バインダ材料などの
副原料との接合力や粒子間の間隙などを調整して、透水
係数や曲げ強度を適宜設定することができる。例えば、
第１粒子は、ガラス製品を破砕したままの粗い粒子であ
り、第２粒子は、破砕したガラスの表面を滑らかに形成
した粒子を用いることができる。

【００１５】また、第２粒子は、第１粒子より細かく粉
砕した紛状物を造粒した粒子や、消失材や発泡材を混合
して多孔質粒とした粒子を用いることができる。この場
合に、第２粒子の特徴を活かす容積比以上に第２粒子を
使用するとともに、第１粒子をできるだけ多く使用する
ことで、コストダウンを図ることができる。

【００１６】第１粒子と第２粒子との表面積を異にした
場合において、第１粒子の容積比は、５０〜７０％に、
第２粒子の容積比は、１５〜４０％に調製することによ
り曲げ強度および透水係数の条件に適合させることがで
きる。さらに、第２粒子の特徴を活かすために容積比を
７０〜９０％に調製してもよい。

【００１７】また、ガラス粒子体として、性質の異なる
第１粒子および第２粒子を用いる場合には、上述したよ
うに１粒子当たりの表面積が異なる粒子を用いるほか、
他の態様として粒径の異なる粒子を使用したり、多孔質
粒のようにガラス粒子体に対して機械的強度の小さいが
軽量である粒子を用いてもよい。

【００１８】粒径の異なる粒子を用いる場合において、
第１粒子の粒径は、１．０〜４．０ｍｍに、第２粒子の
粒径を１．２〜５．０ｍｍに調製することにより、透水
係数および曲げ係数の条件に適合させることができる。
このときの第１および第２粒子の容積比は、第２粒子を
７０〜９０％以上にしたり、第１粒子と第２粒子とを合
計した容積比を７０〜９０％以上にすることにより、上
記条件に好適に適合させることができる。

【００１９】ガラス粒子体は、粉砕したままで使用する
ほか、機械的強度を増大させるような加工手段を施して
もよい。例えば、ガラス粒子体の周囲に、該ガラス粒子
体の機械的強度を増すようなコーティング材を付着させ
てもよい。コーティング材として、例えばベントナイト
にフリットを加えたセラミック原料を使用することがで
きる。この場合において、コーティング材は、ガラス粒
子体の粒子同士を結合させるバインダとしての作用を兼
用させることができる。

【００２０】また、建材の曲げ強度や透水係数が上記条
件を満たすために、副原料を変えることにより行なうこ
とができ、例えば、副原料にバインダ材料を用いた場合
には、このバインダ材料の種類、配合量、添加量などを
変えることにより対応することができる。すなわち、バ
インダ材料の量が増大すると、ガラス粒子体を結着する
力が大きくなり、曲げ強度が増大するが、所定量以上を
超えると、ガラス粒子体の粒子間の間隙が小さくなり、
透水係数の減少を招く。このように曲げ強度と透水係数
とを考慮するとともに建材の用途にしたがってバインダ
の量を定めることが必要であり、例えば、容積比で１０
〜３０％の間であることが望ましい。ここで、バインダ
材料としては、ガラス粒子体の粒子間を結着させるセメ
ント、ワラスト、フリットなどを用いることができる。
この場合において、セメント、ワラスト、フリットの比
率は、ガラス粒子体の容量比や粒径などで異なるが、２
５〜６０％、１０〜５０％、２５〜４０％に調製するこ
とにより上記条件に好適に適合することができる。ま
た、焼成条件を変更することにより、バインダ材料は、
ガラス粒子体の結合強度を変更するから、曲げ強度を高
めることができる。

【００２１】また、建材に含有される副原料としては、
バインダ材料に限らず、例えば、耐火用材料を混入し
て、耐火性能を有する建材に適用してもよい。ここで、
ガラス粒子体とともに混ぜることができる耐火用材料と
して、コランダム、ジルコン、ジルコニウムおよびこれ
らから選ばれた混合物などがあり、その量は所望の耐火
用性能を得ることができる量を上回るとともに、廃ガラ
スカレットを混ぜる量に支障がない限度で混入すること
が好ましく、例えば、廃ガラスカレットを５０％以上使
用しても支障のない量であることが好ましい。

【００２２】また、透水ブロックの透水係数を１×１０
^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上とする手段としては、透水ブロック
の骨材に粒子間の隙間を利用する構成のほかに、焼成後
の透水ブロックに、ドリルなどを用いた機械加工により
貫通孔を形成したり、透水ブロックに排水用細管を埋設
するなどの構成をとってもよい。

【００２３】さらに、上記建材は、それ単独で使用する
ほか、陶磁器、セメント、金属の材料などから作られた
基材上に積層した構造材の一部として使用してもよく、
その用途に応じて種々の構成をとることができる。ま
た、必要に応じて建材の表面に該建材を装飾する無機顔
料などを添加して装飾した化粧層を形成してもよい。

【００２４】さらに、他の発明は、ガラス製品を破砕し
たガラスカレットまたはガラスを一部に含んだガラス再
生品を破砕した再生ガラスカレットを含むガラス粒子体
と、副原料とを含有した建材の製造方法であって、上記
ガラス粒子体と、上記副原料とを準備し、該ガラス粒子
体を上記副原料に混合して、所定の形状に賦形すること
で、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であ
り、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となるように成
形することを特徴とする。

【００２５】また、他の建材の製造方法に係る発明は、
ガラス製品を破砕したガラスカレットまたはガラスを一
部に含んだガラス再生品を破砕した再生ガラスカレット
を含むガラス粒子体と、副原料とを含有した建材の製造
方法であって、上記ガラス粒子体の周囲にバインダ材を
付着させた調製粒を作製し、該調製粒を型に充填して上
記バインダ材料を介在させてガラス粒子体を結着させる
ことで、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上で
あり、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となるように
成形することを特徴とする。

【００２６】このような製造方法により所望の透水係数
および曲げ強度の条件を満たした建材を容易に作製する
ことができる。なお、建材を製造する方法としては、上
述したようにガラスカレットと副原料とを混ぜ合わせて
焼成するほか、セメントなどのバインダを用いて養生な
どの工程を経て結着することもできる

【００２７】さらに、別の建材の製造方法に係る発明
は、ガラス製品を破砕したガラスカレットまたはガラス
を一部に含んだガラス再生品を破砕した再生ガラスカレ
ットを含むガラス粒子体と、副原料とを含有した建材の
製造方法であって、上記ガラス粒子体および副原料を準
備し、これを所定形状に形成した後に、貫通孔を形成す
ることにより、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ
以上であり、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となる
ように成形することを特徴とする。

【００２８】このようなブロックに貫通孔を形成するこ
とにより所望の透水係数を容易に達成することができ
る。

【００２９】また、基材の表面に建材を形成する方法と
しては、基材を形成する材料を金型に充填した後に、そ
の上に積層してから乾燥、焼成などの工程を経る方法の
ほか、基材と建材とが一体的に構成される方法であれば
よく、例えば、基材の表面に建材の材料をスプレーして
基材の表面に積層することにより簡単な方法をとること
ができる。

【００３０】さらに、建材の表面に化粧層を形成する製
造方法としては、ガラス粒子体と、上記副原料とを準備
し、該ガラス粒子体を上記副原料に混合して金型に充填
し、該金型に充填した材料の上に、無機顔料を含有した
材料を積層して成形する方法を採ることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。

【００３２】図１ないし図３以下の実施例および比較例
の材料の配合割合、および透水係数、曲げ強度の結果を
示す。以下、各実施例の詳細について説明する。

【００３３】（実施例Ａ−１）実施例Ａ−１は、廃ガラ
スカレットを利用するとともに、その周囲にバインダを
配設した例であり、以下の手順で実施した。 ガラス製品を粉砕した廃ガラスカレットを作製し、
この廃ガラスカレットをバインダと混練した。廃ガラス
カレットは、その粒径を２．３６〜４ｍｍに調製し、一
方、バインダは、セメント、ワラスト、フリットを２：
１：１の重量比で配合し、これを水で混練して調製し
た。このとき、廃ガラスカレットの容積比を８０〜９０
％に、バインダの容積比を１０〜２０％の間で設定し
た。 続いて金型に混練物を充填して振動しつつ充填する
振動成形を行なった。この振動成形は、廃ガラスカレッ
トの粒子間の間隙を確保して充填するために行なった。
その後、脱型し養生することによりバインダのセメント
を固化させ、さらに約１００℃にて乾燥し、電気炉にて
最高温度９００℃で２０時間焼成した。

【００３４】（実施例Ａ−２）実施例Ａ−２は、実施例
Ａ−１の廃ガラスカレットより粒径が１．４〜２．３６
ｍｍと小さいものを用いた。また、廃ガラスカレットの
容積比を７０〜８０％の間に、バインダの容積比を２０
〜３０％の間に設定した。バインダの組成などの他の条
件は、実施例Ａ−１と同様とした。

【００３５】（実施例Ａ−３）実施例Ａ−３は、廃ガラ
スカレットと、ガラス製多孔質軽量粒［株式会社サンラ
イト社製・Ｇライト：溶融温度９５０℃］と、バインダ
とを材料とした。廃ガラスカレットは、２．３６〜４ｍ
ｍの粒径で容積比５６％とし、ガラス製多孔質軽量粒は
２．５〜５ｍｍの粒径で容積比で２４％とし、バインダ
は容積比で２０％とした。他の条件は、実施例Ａ−１と
同様とした。

【００３６】（実施例Ａ−４）実施例Ａ−４は、廃ガラ
スカレットと、ガラス製多孔質軽量粒と、バインダとを
材料とし、ガラスカレットは、１．０〜２．８ｍｍの粒
径で容積比５１％とし、ガラス製軽量粒は１．２〜２．
５ｍｍの粒径で容積比１９〜２９％の間とし、バインダ
は容積比で２０〜３０％とした。

【００３７】（実施例Ａ−５）実施例Ａ−５は、実施例
Ａ−４の供試体番号１０と比較して、ガラス製多孔質軽
量粒を、２．５〜５ｍｍの粒径へと大きいものを用いた
例であり、他の条件は、実施例Ａ−４と同一にした。

【００３８】（実施例Ａ−６，７）実施例Ａ−６，７
は、タイルなどのガラスを一部に含んだガラス再生品を
破砕した再生ガラスカレットを骨材として、全部または
一部用いたものである。ここで、再生ガラスカレット
は、廃ガラスカレットを５０％以上使用するとともに、
残りを粘土、耐火物（アルミナ、ジルコン）などで作製
した陶磁器用坏土を使用して、任意の大きさ、形状で造
粒し、これを乾燥後に焼成して作製したものである。実
施例Ａ−６は、再生ガラスカレットを８０％、８５％、
９０％で単独で調製した例であり、実施例Ａ−７は、再
生ガラスカレットと廃ガラスカレットとを混合して調製
した例である。

【００３９】（実施例Ａ−８）実施例Ａ−８は、ガラス
製多孔質軽量粒Ｂ［株式会社サンライト社製・Ｇライ
ト：溶融温度９５０℃］を単独で使用するとともに、そ
の容量比を８０％、８５％、９０％に調製した例であ
る。

【００４０】さらに図３に示すように、比較例として、
供試体番号２１〜２３に示すように廃ガラスカレットに
対して、バインダの容積比を大きくしたものを作製し
た。

【００４１】上述した実施例Ａ−１〜実施例Ａ−８およ
び比較例について曲げ強度（ＪＩＳ規格Ａ１２１８７Ｔ
−１９７９による試験法）および透水係数について調べ
た。ここで、透水係数は、図４に示す実験装置を用い
て、以下の式（１）に基づいて算出した。図４は実験装
置を示す説明図である。まず、供試体１０の厚さと面積
を測定し、水漏れ防止のために必要に応じて側面をパラ
フィンなどで処理した後に、型枠１２にセットした。次
に、型枠１２ごと排水口１４を閉じた水槽１６内に静置
した。そして、水槽１６内に注水して飽和させた。次に
供試体１０の上方から静かに注水して型枠１２の上部の
越流口１８から越流させ、一定の水位を保たせながら排
水口１４を開いた。越流量がほぼ一定となるのをまって
３０秒間に越流する水量Ｑ（ｃｍ３）を測定した。この
透水量Ｑ（ｃｍ３）から次式を用いて透水係数Ｋを求め
た。 Ｋ＝［Ｔｈ×Ｑ］／［ＷＬ×Ｓ］ …（１） Ｔｈ … 供試体の厚さ（ｃｍ） Ｑ … 透水係数（ｃｍ／ｓｅｃ） ＷＬ … 水頭差（ｃｍ） Ｓ … 供試体の面積（ｃｍ²）

【００４２】上記実施例Ａ−１〜実施例Ａ−８のいずれ
の供試体も、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以
上であり、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の透水ブ
ロックの条件を満たすことができた。

【００４３】上記実施例Ａ−１から分かるように、ガラ
スカレットの容積比が８０％→８５％→９０％へと増大
するとともに、バインダの容積比が２０％→１５％→１
０％へ減少するにつれて、透水係数が増大するが、曲げ
強度が反比例して減少している。これは、ガラスカレッ
トの容積比が大きくなると、ガラスカレット１つの粒子
当たりにおけるバインダの厚みが薄くなり、結果として
単位体積当たりのバインダ層を含めたガラスカレットの
粒子の粒子間隙が大きくなって透水性が大きくなり、一
方、単位体積当たりのバインダ層も含めたガラスカレッ
トの粒子の接触面積が減少し、この接触面積の減少にし
たがって曲げ強度が比例して小さくなるからである。な
お、実施例Ａ−２のガラスカレットの粒径が１．４〜
２．３６ｍｍと小さいものについても同様な関係がみら
れる。

【００４４】このようにガラスカレットの粒径および容
積比として、ガラスカレットの粒径を２．２６〜４ｍｍ
のものを選択した場合には、容積比を８０〜９０％とす
ることにより好適な透水係数および曲げ強度を得ること
ができる。また、粒径を１．４〜２．３６ｍｍのものを
選択した場合には、容積比を７０〜８０％とすることに
より、好適な透水係数および曲げ強度を得ることができ
る。

【００４５】また、実施例Ａ−１の供試体番号１と実施
例Ａ−１の供試体番号６とを比較して分かるように、ガ
ラスカレットの容積比が８０％と同一であるが、ガラス
カレットの粒径が小さい方が透水係数が増大し、逆に曲
げ強度が減少している。これは、以下の理由によると考
えられる。

【００４６】すなわち、ガラスカレットの容積比が同じ
であるとすると、ガラスカレットの粒径が小さいほど、
単位体積当たりのガラスカレットの表面積は大きくな
る。そのため、ガラスカレットの粒径が小さいほどガラ
スカレットの１つの粒子当たりのバインダの厚みが薄く
なり、結果として単位体積当たりのバインダ層も含めた
ガラスカレットの粒子の接触面積は減少し、曲げ強度は
減少する。すなわち、曲げ強度を大きくするには、単位
体積当たりのバインダ層も含めたガラスカレットの粒子
の接触面積を増大させるように、ガラスカレットの粒径
を大きくすることが必要である。逆に、ガラスカレット
の粒径が大きいほど単位体積当たりのガラスカレットの
表面積は小さくなる。そのため、ガラスカレットの粒径
が大きいほどガラスカレットの１つの粒子当たりにおけ
るバインダの厚みが厚くなり、結果として、単位体積当
たりのバインダ層を含めたガラスカレットの粒子間の間
隙は減少し、透水係数が低下する。したがって、ガラス
カレットの粒径を変更すると、それに応じて曲げ強度と
透水係数が反比例して変化するから、これを考慮して、
建材の品質を満たすように粒径を設定することができ
る。

【００４７】また、実施例Ａ−３、実施例Ａ−４、実施
例Ａ−５、実施例Ａ−８では、ガラス製多孔質軽量粒を
用いている。すなわち、骨材として、廃ガラスカレット
と併用または単独で軽量粒を用いても、透水ブロックと
しての条件を満たし、さらに軽量粒の特長である建材の
軽量化を図ることができる。また、実施例Ａ−３と実施
例Ａ−４の供試体番号１０とを比較して分かるように、
ガラスカレットおよび軽量粒の粒径を小さいものへと変
更することにより、上述した粒径の大小による曲げ強度
および透水係数の関係も同様に得られることが分かる。

【００４８】さらに、実施例Ａ−４の供試体番号１０と
実施例Ａ５とを比較すると、軽量粒の粒径が大きくなる
と、透水係数と曲げ強度とが反比例する関係があるが、
これも上述したガラスカレットの粒径を変更した場合と
同じ理由と考えられる。

【００４９】（実施例Ｂ）図５に示す実施例Ｂは、ガラ
スカレットの粒径を各種変更した例を示す。図５に示す
ようにガラスカレットとして、粒径の異なる５種類を使
用した。そして、供試体番号１〜５では、同じ粒径のも
のだけを使用し、供試体番号６では、３種類の粒径のも
のを混合して使用した。なお、バインダは、セメント：
ワラスト：フリットを５０％：２５％：２５％で調製し
た。この結果、供試体番号１〜６のすべてについて、曲
げ強度で３０ｋｇｆ／ｃｍ²を越え、また透水係数につ
いても１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃを越えて、透水ブロ
ックとしての条件を満足したことが分かった。

【００５０】（実施例Ｃ）図６に示す実施例Ｃは、バイ
ンダを組成するセメント、ワラスト、フリットの配合割
合を変えた例である。すなわち、ガラス製多孔質軽量粒
の１．２〜２．５ｍｍのものを使用し、上記バインダと
混合するとともに、電気炉にて最高温度９００℃で焼成
した。ここで、供試体番号１〜１３の配合において、曲
げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²を満たすことが分かった。
すなわち、バインダの配合割合は、それらの比率を重量
比で２５〜６０％、１０〜５０％、２５〜４０％に調製
すればよいことが分かった。これは、セメントが保形
材、ワラストが骨材、フリットが熔釉材として主に作用
し、これらの性質を活かすように上記配合比率を定めれ
ばよいからである。なお、透水係数は、バインダの容積
比に大きく依存し、１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃの条件
を満たすことは明らかであることから、バインダの組成
に大きな影響を与える曲げ強度だけについて調べた。

【００５１】（実施例Ｄ）実施例Ｄは、廃ガラスカレッ
トまたはガラス製多孔質軽量粒の周りに、コーティング
材をコーティングした例である。ここで、コーティング
工程は、廃ガラスカレットまたはガラス製多孔質軽量粒
に、例えば、ポリビニルアルコールの２％溶液を加え
て、十分に撹拌し、廃ガラスカレットまたはガラス製多
孔質軽量粒の表面を濡らし、その中にセラミック原料を
２０μｍ以下になるように湿式粉砕し、乾燥後４５μ以
下に粉砕したものを振りかけて転動させる手段をとるこ
とができる。これにより、廃ガラスカレットおよびガラ
ス製多孔質軽量粒の表面に均一にコーティング材が付着
された調製粒を得た。そして、調製粒を型内に充填して
乾式成形、加圧成形、振動成形などで成形し、乾燥後に
焼成した。実施例Ｄでは、コーティング材として、骨材
自体の機械的強度を高める材料を用いたり、骨材同士を
結着させるバインダとしての作用を加える材料を用い
て、建材の曲げ強度や透水係数などを設定することがで
きる。

【００５２】（実施例Ｅ）実施例Ｅは、骨材として廃ガ
ラスカレットを利用した物、例えば、ガラス混入坏土で
作製したセルベンを用いるとともに、焼成しないで建材
を作製した例である。すなわち、骨材と、セメントと適
量の水で混練して作製したモルタルとを混練して、金型
内に充填して振動成形を行ない、その後に養生処理を行
なう。なお、養生処理としては、建材の仕様に応じて、
常温養生、蒸気養生、オートクレーブ養生などを選択す
ることができる。

【００５３】（実施例Ｆ）実施例Ｆは、建材の表面に化
粧層を形成した例である。すなわち、化粧層を構成する
材料として、珪砂３号〜４号、ガラスカレット、セルベ
ンを５０〜９０％以下で、バインダを１０〜５０％含有
し、バインダの材料に、セメント、ワラスト、フリット
を使用するとともに、着色のために無機顔料を混入す
る。そして、上述した実施例Ａ−１に示したようなガラ
スカレットなどの材料を金型に充填して下層を振動成形
し、さらにその上に化粧層を構成する材料を充填し、さ
らに振動成形する。そして、乾燥、焼成などの工程を経
て、化粧層を積層した建材を形成する。

【００５４】（実施例Ｇ）実施例Ｇは、焼成後のブロッ
クに、ドリル加工などの機械加工により貫通孔を形成し
て所望の透水係数に設定した例である。すなわち、廃ガ
ラスカレットおよびセラミック原料を混合し、これを乾
式または湿式により金型に充填して加圧・焼成などの工
程を経てブロックを成形する。その後、例えば、ブロッ
クの上面から下面に向けて通水用の細孔をドリル等の工
具を用いて形成する。このとき、細孔の径および数は、
加工の手間などを考慮したうえで、透水係数が１％以上
になるように定める。

【００５５】このように焼成後の透水ブロックに貫通孔
を形成して透水係数を所望の値に設定してもよい。この
場合には、曲げ強度は、廃ガラスカレットやセラミック
原料などの材料の配合条件や焼成条件を主として考慮す
ればよく、透水係数は、貫通孔の数や径などで主として
調節することが容易であるから、各種の仕様の建材を製
造することが容易である。さらに、透水ブロックは、廃
ガラスカレットやセラミック原料を型内に充填する前
に、型に排水用細管を配置し、排水用細管を廃ガラスカ
レットなどの原料で埋設するように充填し、その後焼成
することにより、透水係数が１．０％以上となるように
構成してもよい

【００５６】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能である。

【００５７】（１） 再生ガラスカレットは、廃ガラス
カレットだけで形成するほか、タイルなどの陶磁器を作
製した場合において、廃ガラスカレットを５０％以上使
用したときに、その製造の際にできる不良品を用いて、
その不良品を粉砕した材料で形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる建材の組成、透水係数
および曲げ強度の関係を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例にかかる建材の組成、透水係数
および曲げ強度の関係を示す説明図である。

【図３】従来の建材の組成、透水係数および曲げ強度の
関係を示す説明図である。

【図４】透水試験装置を示す概略図である。

【図５】他の実施の形態にかかる建材の組成、透水係数
および曲げ強度の関係を示す説明図である。

【図６】別の実施の形態にかかるバインダの組成および
曲げ強度の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…供試体 １２…型枠 １４…排水口 １６…水槽 １８…越流口

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス製品を破砕したガラスカレットま
   たはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕した再生
   ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料とを含有
   し、該ガラス粒子体を完全に溶融しないでほぼ破砕した
   状態を維持するように分散した建材であって、 透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であること
   を特徴とする建材。
2. 【請求項２】 請求項１において、曲げ強度が３０ｋｇ
   ｆ／ｃｍ²以上である建材。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 上記副原料は、ガラス粒子体よりも融点が低くかつ溶融
   し易いバインダ材料である建材。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
   いて、 上記副原料は、ガラス粒子体からなる粒子同士を結着す
   るバインダ材料である建材。
5. 【請求項５】 請求項２において、 透水係数が１．０×１０−²ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、
   曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の条件を満たすよう
   にガラス粒子体の粒径および容積比を設定した建材。
6. 【請求項６】 請求項５において、 上記ガラス粒子体の平均粒径は、０．１〜１０ｍｍであ
   る建材。
7. 【請求項７】 請求項５において、 上記ガラス粒子体の容積比が７０〜９０％であり、副原
   料が１０〜３０％である建材。
8. 【請求項８】 請求項２において、 上記ガラス粒子体は、第１表面積を有する第１粒子と、
   第１粒子と同じ容積であっても第１表面積より小さい第
   ２表面積を有する第２粒子とを含み、透水係数が１．０
   ×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、曲げ強度が３０ｋｇ
   ｆ／ｃｍ²以上の条件を満たすように第１および第２粒
   子の容積比を設定した建材。
9. 【請求項９】 請求項８において、 上記第１粒子は、ガラス製品を破砕したままの粗い粒子
   であり、上記第２粒子は、ガラス粒子体の表面を滑らか
   に形成した粒子である建材。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９において、 上記第１粒子の容積比は、５０〜７０％に、第２粒子の
    容積比は、１５〜４０％に調製した建材。
11. 【請求項１１】 請求項８または請求項９において、 上記第２粒子の容積比は、８０〜９０％に調製した建
    材。
12. 【請求項１２】 請求項８ないし請求項１１のいずれか
    において、 第１粒子と第２粒子とを合計した容積比を７０％〜９０
    ％に調製した建材。
13. 【請求項１３】 請求項２において、 上記ガラス粒子体は、粒径の異なる第１粒子と第２粒子
    とを含み、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上
    であり、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の条件を満
    たすように第１および第２粒子の粒径および容積比を調
    製した建材。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 上記第２粒子が、ガラス粒子体の表面を滑らかに形成し
    た粒子である建材。
15. 【請求項１５】 請求項１３または請求項１４におい
    て、 上記第１粒子の粒径は、１．０〜４．０ｍｍであり、第
    ２粒子の粒径は、１．２〜５．０ｍｍである建材。
16. 【請求項１６】 請求項１３ないし請求項１５のいずれ
    かにおいて、 上記第２粒子の容積比が７０〜９０％である建材。
17. 【請求項１７】 請求項１３ないし請求項１６のいずれ
    かにおいて、 上記第１粒子と上記第２粒子とを合計した容積比が７０
    〜９０％以上である建材。
18. 【請求項１８】 請求項８ないし請求項１７のいずれか
    において、 上記第２粒子は、上記第１粒子より機械的強度が小さい
    ものである建材。
19. 【請求項１９】 請求項８ないし請求項１８のいずれか
    において、 上記第２粒子は、多孔質粒である建材。
20. 【請求項２０】 請求項３において、 上記ガラス粒子体は、その周囲に該ガラス粒子体の機械
    的強度を高めるコーティング材をコーティングしたもの
    である建材。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、 上記コーティング材が、ガラス粒子体を結着するバイン
    ダの作用を兼用している建材。
22. 【請求項２２】 請求項３または請求項４において、 透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃおよび曲げ強度
    が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の条件を満たすように上記バ
    インダ材料の容積比を調製した建材。
23. 【請求項２３】 請求項２２において、 上記バインダ材料の容積比は、１０〜３０％である建
    材。
24. 【請求項２４】 請求項２３において、 上記バインダ材料は、セメント、ワラスト、フリットを
    含み、それら重量比を２５〜６０％、１０〜５０％、２
    ５〜４０％に調製した建材。
25. 【請求項２５】 ガラス製品を破砕したガラスカレット
    またはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕した再
    生ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料とを含
    有した建材であって、 透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、曲
    げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となるように貫通孔を
    成形したことを特徴とする建材。。
26. 【請求項２６】 請求項１ないし請求項２５のいずれか
    において、 上記ガラス粒子体は、その一部にガラス製品を粉砕した
    廃ガラスカレットを用いた建材。
27. 【請求項２７】 請求項２６において、 上記ガラス粒子体は、ガラス製品を破砕した廃ガラスカ
    レットを５０％以上含む建材。
28. 【請求項２８】 請求項１において、 上記副原料は、コランダム、ジルコン、ジルコニウムか
    ら選ばれた耐火材料を少なくとも１つ含有する建材。
29. 【請求項２９】 基材と、基材の上に請求項１ないし請
    求項２３のいずれかの建材を形成した構造材。
30. 【請求項３０】 請求項２９において、 上記基材は、陶磁器、セメント、金属の材料を単独でま
    たはこれを組み合わせた材料から形成されている構造
    材。
31. 【請求項３１】 請求項１ないし請求項３０において、 上記建材の表面に、該建材を装飾する化粧層を形成した
    建材。
32. 【請求項３２】 ガラス製品を破砕したガラスカレット
    またはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕した再
    生ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料とを含
    有した建材の製造方法であって、 上記ガラス粒子体と、上記副原料とを準備し、 該ガラス粒子体を上記副原料に混合して、所定の形状に
    賦形することで、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅ
    ｃ以上であり、曲げ強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上とな
    るように成形することを特徴とする建材の製造方法。
33. 【請求項３３】 ガラス製品を破砕したガラスカレット
    またはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕した再
    生ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料とを含
    有した建材の製造方法であって、 上記ガラス粒子体の周囲にバインダ材料を付着させた調
    製粒を作製し、 該調製粒を型に充填して上記バインダ材料を介在させて
    ガラス粒子体を結着させることで、透水係数が１．０×
    １０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、曲げ強度が３０ｋｇｆ
    ／ｃｍ²以上となるように成形することを特徴とする建
    材の製造方法。
34. 【請求項３４】 ガラス製品を破砕したガラスカレット
    またはガラスを一部に含んだガラス再生品を破砕した再
    生ガラスカレットを含むガラス粒子体と、副原料とを含
    有した建材の製造方法であって、 上記ガラス粒子体および副原料を準備し、これを所定形
    状に形成した後に、貫通孔を形成することにより、透水
    係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、曲げ強
    度が３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となるように成形すること
    を特徴とする建材の製造方法。
35. 【請求項３５】 請求項２９の構造材を製造する方法に
    おいて、 上記基材の表面に、上記建材の材料をスプレーすること
    により建材を形成した構造材の製造方法。
36. 【請求項３６】 請求項３１の建材を製造する方法にお
    いて、 ガラス粒子体と、上記副原料とを準備し、 該ガラス粒子体を上記副原料に混合して金型に充填し、
    該金型に充填した材料の上に、無機顔料を含有した材料
    を積層して成形することを特徴とする建材の製造方法。