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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023002953
(43)【公開日】2023-01-11
(54)【発明の名称】成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体
(51)【国際特許分類】
C04B 18/16 20230101AFI20221228BHJP
C04B 28/02 20060101ALI20221228BHJP
C04B 40/02 20060101ALI20221228BHJP
B28B 3/00 20060101ALI20221228BHJP
B28B 11/24 20060101ALI20221228BHJP
【ＦＩ】
C04B18/16
C04B28/02
C04B40/02
B28B3/00 Z
B28B11/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021103821
(22)【出願日】2021-06-23
(71)【出願人】
【識別番号】504137912
【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】酒井 雄也
(72)【発明者】
【氏名】ムハンマド イブラヒム モスタジッド
【テーマコード（参考）】
4G054
4G055
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G054AA01
4G055AA01
4G055AB01
4G055BA03
4G112PA30
4G112PE03
4G112PE06
4G112RA05
(57)【要約】
【課題】成形体の強度を簡便に向上させることができる成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体を提供する。
【解決手段】本開示に係る成形体の製造方法は、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る成形体の製造方法は、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、
前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、
を含む、成形体の製造方法。
前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、
を含む、成形体の製造方法。
【請求項2】
前記コンクリート資材は、コンクリート廃棄物が破砕されたコンクリート破砕物及びコンクリート廃棄物が粉砕されたコンクリート粉末の少なくとも一方を含む、
請求項１に記載の成形体の製造方法。
請求項１に記載の成形体の製造方法。
【請求項3】
前記後処理ステップは、前記一次成形体をオートクレーブ処理する工程を含む、
請求項１又は２に記載の成形体の製造方法。
請求項１又は２に記載の成形体の製造方法。
【請求項4】
前記オートクレーブ処理のオートクレーブ処理温度が１００℃～３００℃であり、オートクレーブ処理時間が４時間～４８時間である、
請求項３に記載の成形体の製造方法。
請求項３に記載の成形体の製造方法。
【請求項5】
前記コンクリート資材は、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、シリカフューム、及びフライアッシュからなる群より選択された１以上のセメント材と、水と、天然砂、高炉スラグ、及び石灰石の砂からなる群より選択された１以上の細骨材と、天然砂利、高炉スラグ粗骨材、石灰石の砂利、及び道路用鉄鋼スラグ路盤材からなる群より選択された１以上の粗骨材と、を含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項6】
前記後処理ステップの前後で、成形体の空隙率が増加する、
請求項１～５のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～５のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項7】
前記成形ステップの前記製造圧力は、５０ＭＰａ未満である、
請求項１～６のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項8】
前記成形ステップの後、前記後処理ステップの前に、前記一次成形体を所定時間だけ静置する静置ステップをさらに含む、
請求項１～７のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～７のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項9】
前記コンクリート資材は、粒子サイズが３００μｍ超１．５ｍｍ以下の粒子を含む、
請求項１～８のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～８のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項10】
前記後処理ステップの前後で成形体の圧縮強度が増加し、その増加率が５０％以上である、
請求項１～９のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～９のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項11】
前記後処理ステップの後の成形体の圧縮強度が１８ＭＰａ以上である、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
請求項１～１０のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項12】
前記後処理ステップは、前記一次成形体を水に浸漬する工程と、水中から取り出した前記一次成形体を加熱する工程と、を含む、
請求項１に記載の成形体の製造方法。
請求項１に記載の成形体の製造方法。
【請求項13】
コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより形成された成形体を、水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱することにより、前記成形体の圧縮強度を増加させるステップを含む、成形体の補強方法。
【請求項14】
コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材の圧縮成形体であって、
圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、
圧縮成形体。
圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、
圧縮成形体。
【請求項15】
空隙率が２２．６％以上である、
請求項１４に記載の圧縮成形体。
請求項１４に記載の圧縮成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
持続型社会の実現のために、コンクリート廃棄物の循環が望まれている。特許文献１には、コンクリート廃棄物を再利用する技術が記載されている。しかしながら、十分な強度の再生コンクリートを得るためには複雑な処理工程を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－０２５６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで本発明は、成形体の強度を簡便に向上させることができる成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の態様を含む。
［１］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む、成形体の製造方法。
［２］前記コンクリート資材は、コンクリート廃棄物が破砕されたコンクリート破砕物及びコンクリート廃棄物が粉砕されたコンクリート粉末の少なくとも一方を含む、［１］に記載の成形体の製造方法。
［３］前記後処理ステップは、前記一次成形体をオートクレーブ処理する工程を含む、［１］又は［２］に記載の成形体の製造方法。
［４］前記オートクレーブ処理のオートクレーブ処理温度が１００℃～３００℃であり、オートクレーブ処理時間が４時間～４８時間である、［３］に記載の成形体の製造方法。
［５］前記コンクリート資材は、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、シリカフューム、及びフライアッシュからなる群より選択された１以上のセメント材と、水と、天然砂、高炉スラグ、及び石灰石の砂からなる群より選択された１以上の細骨材と、天然砂利、高炉スラグ粗骨材、石灰石の砂利、及び道路用鉄鋼スラグ路盤材からなる群より選択された１以上の粗骨材と、を含む、［１］～［４］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［６］前記後処理ステップの前後で、成形体の空隙率が増加する、［１］～［５］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［７］前記成形ステップの前記製造圧力は、５０ＭＰａ未満である、［１］～［６］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［８］前記成形ステップの後、前記後処理ステップの前に、前記一次成形体を所定時間だけ静置する静置ステップをさらに含む、［１］～［７］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［９］前記コンクリート資材は、粒子サイズが３００μｍ超１．５ｍｍ以下の粒子を含む、［１］～［８］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１０］前記後処理ステップ前後で成形体の圧縮強度が増加し、その増加率が５０％以上である、［１］～［９］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１１］前記後処理ステップ後の成形体の圧縮強度が１８ＭＰａ以上である、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１２］前記後処理ステップは、前記一次成形体を水に浸漬する工程と、水中から取り出した前記一次成形体を加熱する工程と、を含む、［１］に記載の成形体の製造方法。
［１３］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより形成された成形体を、水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱することにより、前記成形体の圧縮強度を増加させるステップを含む、成形体の補強方法。
［１４］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材の圧縮成形体であって、圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、圧縮成形体。
［１５］空隙率が２２．６％以上である、［１４］に記載の圧縮成形体。
［１］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、前記一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む、成形体の製造方法。
［２］前記コンクリート資材は、コンクリート廃棄物が破砕されたコンクリート破砕物及びコンクリート廃棄物が粉砕されたコンクリート粉末の少なくとも一方を含む、［１］に記載の成形体の製造方法。
［３］前記後処理ステップは、前記一次成形体をオートクレーブ処理する工程を含む、［１］又は［２］に記載の成形体の製造方法。
［４］前記オートクレーブ処理のオートクレーブ処理温度が１００℃～３００℃であり、オートクレーブ処理時間が４時間～４８時間である、［３］に記載の成形体の製造方法。
［５］前記コンクリート資材は、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、シリカフューム、及びフライアッシュからなる群より選択された１以上のセメント材と、水と、天然砂、高炉スラグ、及び石灰石の砂からなる群より選択された１以上の細骨材と、天然砂利、高炉スラグ粗骨材、石灰石の砂利、及び道路用鉄鋼スラグ路盤材からなる群より選択された１以上の粗骨材と、を含む、［１］～［４］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［６］前記後処理ステップの前後で、成形体の空隙率が増加する、［１］～［５］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［７］前記成形ステップの前記製造圧力は、５０ＭＰａ未満である、［１］～［６］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［８］前記成形ステップの後、前記後処理ステップの前に、前記一次成形体を所定時間だけ静置する静置ステップをさらに含む、［１］～［７］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［９］前記コンクリート資材は、粒子サイズが３００μｍ超１．５ｍｍ以下の粒子を含む、［１］～［８］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１０］前記後処理ステップ前後で成形体の圧縮強度が増加し、その増加率が５０％以上である、［１］～［９］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１１］前記後処理ステップ後の成形体の圧縮強度が１８ＭＰａ以上である、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の成形体の製造方法。
［１２］前記後処理ステップは、前記一次成形体を水に浸漬する工程と、水中から取り出した前記一次成形体を加熱する工程と、を含む、［１］に記載の成形体の製造方法。
［１３］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより形成された成形体を、水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱することにより、前記成形体の圧縮強度を増加させるステップを含む、成形体の補強方法。
［１４］コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材の圧縮成形体であって、圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、圧縮成形体。
［１５］空隙率が２２．６％以上である、［１４］に記載の圧縮成形体。
【発明の効果】
【0006】
本発明の実施形態によれば、成形体の強度を簡便に向上させることができる成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】オートクレーブ処理を行っていない成形体及び様々な条件でオートクレーブ処理を行った成形体の圧縮強度を比較したグラフ。
【図2】様々な資材から製造した成形体の圧縮強度を比較したグラフ。
【図3】オートクレーブ処理を行っていない成形体及びオートクレーブ処理を行った成形体の空隙率を示すグラフ。
【図4】飽和処理前後の成形体の圧縮強度を比較したグラフ。
【図5】様々な製造圧力に対する成形体の圧縮強度を示すグラフ。
【図6】粒子サイズの異なる粒子群Ｐ１、Ｐ２の重量比に対する成形体の圧縮強度を示すグラフ。
【図7】浸水加熱処理を行っていない成形体及び様々な条件で浸水加熱処理を行った成形体の圧縮強度を比較したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施形態の成形体の製造方法、成形体の補強方法、及び圧縮成形体について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0009】
コンクリート廃材を利用してコンクリート資材を製造する従来研究においては、形成される再生コンクリートの強度向上が容易ではなく、高圧力での圧縮処理といった手間のかかる工程を要することが多かった。そこで本発明者は、成形体の強度を簡便に向上させる必要があるとの問題意識の下に試行錯誤を重ね、製造した成形体を水に曝す処理と加熱する処理とを組み合わせることによって、成形体の強度を向上させる新規な方法を見出した。また、本発明者は、本方法により、条件によっては成形体を製造する際の製造圧力などの製造条件を緩和し、高い強度を有する成形体をより簡便に製造することができることを見出した。
【0010】
＜成形体の製造方法＞
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む、成形体の製造方法が提供される。
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより一次成形体を形成する成形ステップと、一次成形体を水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱する後処理ステップと、を含む、成形体の製造方法が提供される。
【0011】
本明細書において、「コンクリート資材」とは、コンクリートを含む有形の物体を意味する。例えば、コンクリート資材は、任意の形状を有するコンクリート製の構造物、又はコンクリート製の構造物が破砕又は粉砕された破片状、粒状、粉末状など種々の形状のコンクリートであり得る。本明細書において、「コンクリート廃棄物」とは、廃棄物に該当するコンクリート資材を意味する。コンクリート廃棄物の例としては、建物、道路、鉄道、電柱などの工作物の工事で発生したコンクリート瓦礫などが挙げられる。本明細書において、「コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材」とは、少なくとも部分的にコンクリート廃棄物に由来する材料を含むコンクリート資材を意味する。本明細書において、「破砕」とは、対象物を砕くことを意味する。本明細書において、「粉砕」とは、対象物を「破砕」よりも細かく（例えば粉粒状に）砕くことを意味する。本明細書において、「水分に曝す」とは、対象物を飽和状態の水蒸気に接触させること又は対象物の少なくとも一部を水に浸すことを意味する。例えば、オートクレーブ装置内で対象物を飽和水蒸気に接触させることや対象物を水中に浸漬させることは「水分に曝す」ことに含まれる。
【0012】
一実施形態において、コンクリート資材は、コンクリート廃棄物が破砕されたコンクリート破砕物及びコンクリート廃棄物が粉砕されたコンクリート粉末の少なくとも一方を含む。例えば、コンクリート破砕物は、破片状又は粒状のコンクリート資材である。このようにコンクリート廃棄物由来のコンクリート資材を使用することにより、コンクリートの再利用が可能であり、持続可能な循環型社会に資する再生コンクリートを提供することができる。
【0013】
例えば、コンクリート破砕物の粒子サイズは、３００μｍ超１ｃｍ以下であり、好ましくは５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．１８ｍｍ以下、又は１ｍｍ以下である。本明細書において、「粒子サイズ」とは、一次粒子の最大径を意味する。例えば、コンクリート粉末の粒子サイズは、３００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１０５μｍ以下、１００μｍ以下、６５μｍ以下、又は５０μｍ以下である。ここではコンクリート破砕物とコンクリート粉末との境界を粒子サイズ３００μｍとして説明しているが、本発明はこれに限定されず、上記境界は粒子サイズ１００μｍ、２００μｍ、４００μｍ、５００μｍなどとしてもよい。
【0014】
一実施形態において、コンクリート資材は、粒子サイズが３００μｍ超１．５ｍｍ以下の粒子を含む。例えば、コンクリート資材は、細かく粉砕する工程を省くことができるという点では、粒子サイズが３００μｍ以下の粒子を含まないことが好適である。
【0015】
一実施形態において、コンクリート資材は、既知の任意のセメント材、既知の任意の粗骨材、既知の任意の細骨材、及び水を含む。例えば、コンクリート資材は、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、シリカフューム、及びフライアッシュからなる群より選択された１以上のセメント材と、水と、天然砂、高炉スラグ、及び石灰石の砂からなる群より選択された１以上の細骨材と、天然砂利、高炉スラグ粗骨材、石灰石の砂利、及び道路用鉄鋼スラグ路盤材からなる群より選択された１以上の粗骨材と、を含む。コンクリート資材は、空気連行剤をさらに含んでもよい。コンクリート資材中の各成分の配合量は任意に決定可能である。例えば、コンクリート資材は、コンクリート１ｍ３を基準として、２００ｋｇ／ｍ３～６００ｋｇ／ｍ３のセメント材、５０ｋｇ／ｍ３～３００ｋｇ／ｍ３の水、０．１ｋｇ／ｍ３～１５ｋｇ／ｍ３の空気連行剤、４００ｋｇ／ｍ３～１１００ｋｇ／ｍ３の細骨材、及び５００ｋｇ／ｍ３～１２００ｋｇ／ｍ３の粗骨材を含む。例えば、骨材（細骨材及び粗骨材）の配合量は１２００ｋｇ／ｍ３～２０００ｋｇ／ｍ３である。例えば、コンクリート資材は、１０重量％～３０重量％のセメント材、２．５重量％～１５重量％の水、０．００５重量％～０．７５重量％の空気連行剤、２０重量％～５５重量％の細骨材、及び２５重量％～６０重量％の粗骨材を含む。
【0016】
コンクリート資材は、上記以外の任意の材料をさらに含んでもよい。例えば、コンクリート資材は、収縮低減剤、減水剤、セメント分散剤などの任意の添加剤をさらに含んでもよい。また、コンクリート資材は、繊維材料、金属材料、セラミックス材料、プラスチック材料、木材、木くず、草、紙、布、ガラス、土、粘土、塗料、接着剤などをさらに含んでもよい。
【0017】
一実施形態において、成形ステップは、コンクリート構造物を用意する工程、コンクリート構造物を所定の粒子サイズまで破砕又は粉砕する工程、得られたコンクリート資材を水と混合して型枠に投入する工程、コンクリート資材と水との混合物を型枠内で予備圧縮する工程、及び予備圧縮された予備成形体に製造圧力を加えて一次成形体を製造する工程を含む。例えば、コンクリート構造物を破砕又は粉砕する工程は、コンクリート構造物を破砕してコンクリート破砕物を得る工程及びコンクリート破砕物をさらに粉砕してコンクリート粉末を得る工程を含む。例えば、予備圧縮前のコンクリート資材と水との混合比は、重量比で１：０．０５～１：０．１である。予備圧縮のために印加する圧力は、例えば１ＭＰａ～５０ＭＰａであり、好ましくは２ＭＰａ～３０ＭＰａ、５ＭＰａ～２０ＭＰａ、又は８ＭＰａ～１５ＭＰａである。
【0018】
一実施形態において、後処理ステップは、一次成形体をオートクレーブ処理する工程を含む。本明細書において、「オートクレーブ処理」とは、オートクレーブ装置に対象物を投入した後、飽和蒸気により装置内部を高温高圧にした状態で所定時間だけ対象物を装置内に保持する操作を意味する。以下、オートクレーブ処理におけるオートクレーブ装置内の温度を「オートクレーブ処理温度」といい、オートクレーブ処理を行う時間を「オートクレーブ処理時間」という。
【0019】
一実施形態において、オートクレーブ処理のオートクレーブ処理温度は１００℃～３００℃であり、オートクレーブ処理時間は４時間～４８時間である。例えば、オートクレーブ処理温度は、１１０℃～２９０℃、１２０℃～２８０℃、１３０℃～２７０℃、１４０℃～２６０℃、１５０℃～２５０℃、１６０℃～２４０℃、１７０℃～２３０℃、又は１８０℃～２２０℃である。例えば、オートクレーブ処理時間は、５時間～３６時間、６時間～３２時間、７時間～２８時間、又は８時間～２４時間である。ただし、オートクレーブ処理温度及びオートクレーブ処理時間は、上記例に限定されない。オートクレーブ装置内の圧力は、オートクレーブ処理温度に応じて、飽和蒸気圧に基づき適宜決定される。オートクレーブ装置内の圧力は、通常大気圧より大きい。オートクレーブの飽和蒸気は、好ましくは飽和水蒸気である。
【0020】
本発明者は、後述の実験例のとおり、成形体に対してオートクレーブ処理を行うことによって、ごく小さな製造圧力で形成した成形体であっても、原料によらず、オートクレーブ処理前に比べて格段に圧縮強度を向上させることができることを見出した。
【0021】
一実施形態において、後処理ステップは、一次成形体を水に浸漬する工程と、水中から取り出した一次成形体を加熱する工程と、を含む。以下、このような浸水工程及び加熱工程を組み合わせた処理を「浸水加熱処理」という。一次成形体を水に浸漬する浸水時間は、例えば４時間～９６時間であり、好ましくは５時間～６４時間、６時間～５６時間、７時間～５２時間、又は８時間～４８時間である。一次成形体を加熱する熱処理温度は、例えば４０℃～２００℃であり、好ましくは４５℃～１７０℃、５０℃～１５０℃、５５℃～１４０℃、６０℃～１３０℃、又は６５℃～１２０℃である。一次成形体を加熱する熱処理時間は、例えば４時間～９６時間であり、好ましくは５時間～６４時間、６時間～５６時間、７時間～５２時間、又は８時間～４８時間である。
【0022】
本発明者は、後述の実験例のとおり、成形体の浸水加熱処理を行うことによっても、オートクレーブ処理と同様に、浸水加熱処理前に比べて圧縮強度を向上させることができることを見出した。
【0023】
一実施形態において、後処理ステップは、上記のオートクレーブ処理を行う工程及び浸水加熱処理を行う工程の一方又は両方を含む。
【0024】
一実施形態において、後処理ステップの前後で、成形体の空隙率が増加する。本明細書において、「空隙率」とは、成形体の全体体積に占める空隙の体積の割合を意味し、アルキメデス法などにより求められる。例えば、後処理ステップ前後の空隙率の増加率は、後処理ステップ前の成形体の空隙率の１％以上であり、好ましくは２％以上、３％以上、５％以上、又は１０％以上である。一実施形態では、後処理ステップの前後での成形体の空隙率の増加率と圧縮強度の増加率との間に正の相関が存在する。これにより、空隙率が大きいにもかかわらず強度に優れた成形体を提供することができる。
【0025】
一実施形態において、成形ステップの製造圧力は、１００ＭＰａ以下であり、好ましくは１００ＭＰａ未満であり、より好ましくは９０ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以下、７０ＭＰａ以下、６０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以下、４０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以下、２０ＭＰａ以下、又は１０ＭＰａ以下である。製造圧力が小さいほど、成形体の製造に必要なエネルギーが小さくなるので、簡成形体の製造が簡便かつ効率的になる。
【0026】
一実施形態において、成形体の製造方法は、成形ステップの後、後処理ステップの前に、一次成形体を所定時間だけ静置する静置ステップをさらに含む。特に製造圧力が小さい場合、一次成形体を製造する成形ステップの後すぐに後処理ステップを行うと、成形体にひび割れや欠陥が生じる可能性がある。静置ステップを挟むことにより、一次成形体の内部構造の安定化や、大気中の二酸化炭素などによる一次成形体の表面安定化が生じる場合がある。これにより、後処理ステップによるひび割れや欠陥の発生を抑制することができる。
【0027】
一実施形態において、後処理ステップ前後で成形体の圧縮強度が増加し、その増加率が５０％以上である。ここで、後処理ステップ前後の圧縮強度の増加率が５０％とは、後処理ステップ後の圧縮強度が後処理ステップ前の圧縮強度の１．５倍であることを意味する。例えば、圧縮強度の増加率は、１００％以上、１５０％以上、２００％以上、２５０％以上、３００％以上、３５０％以上、４００％以上、４５０％以上、５００％以上、５５０％以上、又は６００％以上である。後処理ステップにより、圧縮強度を向上させることができる。特に製造圧力が小さい場合には、簡便な方法で強度に優れた成形体を製造することができる。一実施形態では、上記のとおり、後処理ステップ前後で成形体の圧縮強度が増加するのに伴い、成形体の空隙率も増加する。
【0028】
一実施形態において、後処理ステップ後の成形体の圧縮強度は、１８ＭＰａ以上である。１８ＭＰａの圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」において規定された通常のコンクリートに要求される最低限の性能である。好ましくは、後処理ステップ後の成形体の圧縮強度は、慣例的にコンクリートの圧縮強度の基準とされることの多い２１ＭＰａ以上である。例えば、後処理ステップ後の成形体の圧縮強度は、２５ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、３５ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上、４５ＭＰａ以上、又は５０ＭＰａ以上である。
【0029】
一実施形態に係る成形体の製造方法は、任意の追加ステップを含んでもよい。例えば、成形体の製造方法は、成形体の強度を向上させるために、後処理ステップ前又は後処理ステップ後に、成形体に圧力を加えるステップ、成形体を熱処理（例えば焼成）するステップ、二酸化炭素ガスを成形体に吹き付けるステップなどを含み得る。
【0030】
＜成形体の補強方法＞
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより形成された成形体を、水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱することにより、成形体の圧縮強度を増加させるステップを含む、成形体の補強方法が提供される。
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材に製造圧力を加えて圧縮することにより形成された成形体を、水分に曝しながら加熱するか又は水分に曝した後に加熱することにより、成形体の圧縮強度を増加させるステップを含む、成形体の補強方法が提供される。
【0031】
＜圧縮成形体＞
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材の圧縮成形体であって、圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、圧縮成形体が提供される。
一実施形態では、コンクリート廃棄物を原料とするコンクリート資材の圧縮成形体であって、圧縮強度が１８ＭＰａ以上であり、水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率が３０％以下である、圧縮成形体が提供される。
【0032】
好ましくは、成形体を水で飽和させた場合の圧縮強度の減少率は、２５％以下、２０％以下、１５％以下、又は１０％以下である。圧縮強度の減少率が小さいほど、成形体は耐水性に優れ、水に曝された場合における強度の劣化が抑制され得る。
【0033】
成形体は、用途に応じて任意の大きさ、形状、構造、密度、及び重量を有するように成形される。また、成形体は、用途に応じた強度、剛性、硬度、耐水性、耐熱性などの各種特性を有するように成形される。
【0034】
一実施形態において、圧縮成形体の空隙率は２２．６％以上である。
【実施例0035】
【0036】
［コンクリート資材］
成形体の原料として、構成成分及びその組成が異なる１８種類のコンクリート資材を使用した。表１は、コンクリート資材の各構成成分の乾燥状態における密度を示す。表２は、使用されたコンクリート資材１～１８の識別名、材齢、及び特徴を示す。表３は、使用されたコンクリート資材１～１８の各成分の配合量（ｋｇ／ｍ３）を示す。資材１～１８はいずれも、約２０重量％のセメント材、約７重量％の水及び任意選択で空気連行剤（ＡＥ）、約３３重量％の細骨材、及び約４０重量％の粗骨材からなるものであった。
成形体の原料として、構成成分及びその組成が異なる１８種類のコンクリート資材を使用した。表１は、コンクリート資材の各構成成分の乾燥状態における密度を示す。表２は、使用されたコンクリート資材１～１８の識別名、材齢、及び特徴を示す。表３は、使用されたコンクリート資材１～１８の各成分の配合量（ｋｇ／ｍ３）を示す。資材１～１８はいずれも、約２０重量％のセメント材、約７重量％の水及び任意選択で空気連行剤（ＡＥ）、約３３重量％の細骨材、及び約４０重量％の粗骨材からなるものであった。
【0037】
セメント材としては、一般的なポルトランドセメント（ＯＰＣ）及び任意選択で高炉スラグ微粉末（Ｂ）、シリカフューム（ＳＦ）、又はフライアッシュ（ＦＡ）を使用した。細骨材としては、天然砂（ＮＳ）、高炉スラグ（ＢＳ）、及び石灰石の砂（ＬＳ）のうち１以上を使用した。粗骨材としては、天然砂利（ＮＧ）、高炉スラグ粗骨材（ＢＧ）、石灰石の砂利（ＬＧ）、及び道路用鉄鋼スラグ路盤材（ＢＣＭ）のうち１以上を使用した。ここで、石灰石の砂利（ＬＧ）としては、３種類の砂利ＬＧ－Ａ、ＬＧ－Ｂ、ＬＧ－Ｃのいずれかを使用した。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
【表3】
【0041】
表２に示すように、コンクリート資材１～１８にはそれぞれ構成成分及び組成に基づく識別名を付した。例えば、資材１の識別名はＮＳＮＧであり、ポルトランドセメント（ＯＰＣ）、水、空気連行剤（ＡＥ）、細骨材として天然砂（ＮＳ）、及び粗骨材として天然砂利（ＮＧ）を混合して製造されたコンクリート資材である。資材２～１８は、資材１の構成成分の一部が別の成分で置換されたものである。
【0042】
資材２～８は、資材１の細骨材（天然砂ＮＳ）及び粗骨材（天然砂利ＮＧ）の一部又は全部が別の細骨材及び粗骨材で置換されたものである。資材２（ＢＳＢＣＭ５０）は、資材１のＮＳ及びＮＧの約半量がそれぞれＢＳ及びＢＣＭで置換されたものである。資材３（ＢＳＢＣＭ１００）は、資材１のＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＢＳ及びＢＣＭで置換されたものである。資材４（ＢＳＢＧ５０）は、資材１のＮＳ及びＮＧの約半量がそれぞれＢＳ及びＢＧで置換されたものである。資材５（ＢＳＢＧ１００）は、資材１のＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＢＳ及びＢＧで置換されたものである。資材６（Ｌ－Ａ）は、資材１のＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＬＳ及びＬＧ－Ａで置換されたものである。資材７（Ｌ－Ｂ）は、資材１のＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＬＳ及びＬＧ－Ｂで置換されたものである。資材８（Ｌ－Ｃ）は、資材１のＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＬＳ及びＬＧ－Ｃで置換されたものである。
【0043】
資材９～１６は、資材１のセメント材（ポルトランドセメントＯＰＣ）の一部が別のセメント材で置換されたものである。資材９（Ｂ２０）は、資材１のＯＰＣの約２０重量％がＢで置換されたものである。資材１０（Ｂ５０）は、資材１のＯＰＣの約５０重量％がＢで置換されたものである。資材１１（ＳＦ０５）は、資材１のＯＰＣの約５重量％がＳＦで置換されたものである。資材１２（ＳＦ１０）は、資材１のＯＰＣの約１０重量％がＳＦで置換されたものである。資材１３（ＳＦ１５）は、資材１のＯＰＣの約１５重量％がＳＦで置換されたものである。資材１４（ＦＡ１０）は、資材１のＯＰＣの約１０重量％がＦＡで置換されたものである。資材１５（ＦＡ２０）は、資材１のＯＰＣの約２０重量％がＦＡで置換されたものである。資材１６（ＦＡ３０）は、資材１のＯＰＣの約３０重量％がＦＡで置換されたものである。
【0044】
資材１７及び１８は、資材１のセメント材（ＯＰＣ）、細骨材（ＮＳ）、及び粗骨材（ＮＧ）の一部又は全部がそれぞれ別のセメント材、細骨材、及び粗骨材で置換されたものである。資材１７（Ｂ５０ＢＳＢＧ５０）は、資材１のＯＰＣ、ＮＳ、及びＮＧの約半量がそれぞれＢ、ＢＳ、及びＢＧで置換されたものである。資材１８（Ｂ５０ＢＳＢＧ１００）は、資材１のＯＰＣの約半量がＢで置換され、ＮＳ及びＮＧの全量がそれぞれＢＳ及びＢＧで置換されたものである。
【0045】
［実験例１］
資材１（ＮＳＮＧ）のコンクリート廃棄物（すなわちコンクリート瓦礫）をジョークラッシャで破砕し、コンクリート破砕物を得た。次いで、コンクリート破砕物を、孔のサイズが３００μｍのふるいを用いて、最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕し、コンクリート粉末を得た。得られたコンクリート粉末は、含水率試験を行った後、圧縮強度試験のために直径２ｃｍ、高さ４ｃｍの円筒形の試験片に成形した。具体的には、コンクリート粉末と水とを重量比１：０．０８となるように混合し、鋼鉄製の型枠に入れて予備圧縮圧力１０ＭＰａで圧縮した。次いで、圧縮体を脱型し、静水チャンバ内に載置して密閉し、製造圧力Ｐ＝１００ＭＰａを３分間加えることにより、一次成形体を得た。実験例１では、この一次成形体が最終的な成形体である。
資材１（ＮＳＮＧ）のコンクリート廃棄物（すなわちコンクリート瓦礫）をジョークラッシャで破砕し、コンクリート破砕物を得た。次いで、コンクリート破砕物を、孔のサイズが３００μｍのふるいを用いて、最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕し、コンクリート粉末を得た。得られたコンクリート粉末は、含水率試験を行った後、圧縮強度試験のために直径２ｃｍ、高さ４ｃｍの円筒形の試験片に成形した。具体的には、コンクリート粉末と水とを重量比１：０．０８となるように混合し、鋼鉄製の型枠に入れて予備圧縮圧力１０ＭＰａで圧縮した。次いで、圧縮体を脱型し、静水チャンバ内に載置して密閉し、製造圧力Ｐ＝１００ＭＰａを３分間加えることにより、一次成形体を得た。実験例１では、この一次成形体が最終的な成形体である。
【0046】
（圧縮強度試験）
圧縮強度試験は、コンクリート圧縮強度試験機（型式ＵＨ－１０００ｋＮＣ、島津製作所社製）を用いて、成形体の中心軸方向に１０Ｎ／ｓの荷重速度で一軸圧縮荷重を印加し、観測された最大荷重から圧縮強度を求めることにより行った。試験は、上記試験片の製造後、時間を空けずに行った。測定された圧縮強度は１２．０ＭＰａであった。
圧縮強度試験は、コンクリート圧縮強度試験機（型式ＵＨ－１０００ｋＮＣ、島津製作所社製）を用いて、成形体の中心軸方向に１０Ｎ／ｓの荷重速度で一軸圧縮荷重を印加し、観測された最大荷重から圧縮強度を求めることにより行った。試験は、上記試験片の製造後、時間を空けずに行った。測定された圧縮強度は１２．０ＭＰａであった。
【0047】
［実験例２］
資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、実験例１と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は１２．５ＭＰａであった。
資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、実験例１と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は１２．５ＭＰａであった。
【0048】
［実験例３］
資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、実験例１と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は１８．３ＭＰａであった。
資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、実験例１と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は１８．３ＭＰａであった。
【0049】
［実験例４］
（オートクレーブ処理による成形体の製造）
実験例１と同様にして製造した一次成形体を室温で４８時間静置した後、最大動作圧力１８ＭＰａ、最高温度３００℃のオートクレーブ反応器を使用したオートクレーブ処理を行った。反応器内部の７５％を水で満たし、一次成形体を水中に保持した状態で、オートクレーブ処理温度Ｔ１＝１８０℃でオートクレーブ処理時間Ｓ１＝８時間だけ一次成形体のオートクレーブ処理を行った。オートクレーブ処理後、２０℃で１日間静置することにより余分な水分を排出させ、成形体を得た。得られた成形体にはひび割れや欠損は確認されなかった。得られた成形体に対し、実験例１と同様に圧縮強度試験を行った。
（オートクレーブ処理による成形体の製造）
実験例１と同様にして製造した一次成形体を室温で４８時間静置した後、最大動作圧力１８ＭＰａ、最高温度３００℃のオートクレーブ反応器を使用したオートクレーブ処理を行った。反応器内部の７５％を水で満たし、一次成形体を水中に保持した状態で、オートクレーブ処理温度Ｔ１＝１８０℃でオートクレーブ処理時間Ｓ１＝８時間だけ一次成形体のオートクレーブ処理を行った。オートクレーブ処理後、２０℃で１日間静置することにより余分な水分を排出させ、成形体を得た。得られた成形体にはひび割れや欠損は確認されなかった。得られた成形体に対し、実験例１と同様に圧縮強度試験を行った。
【0050】
［実験例５～９］
実験例５～９では、オートクレーブ処理温度Ｔ１及びオートクレーブ処理時間Ｓ１以外の条件を実験例４と同様にして、成形体を製造した。実験例５ではＴ１＝１８０℃、Ｓ１＝１６時間とし、実験例６ではＴ１＝１８０℃、Ｓ１＝２４時間とし、実験例７ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝８時間とし、実験例８ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝１６時間とし、実験例９ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝２４時間とした。得られた成形体の各々に対し、実験例４と同様に圧縮強度試験を行った。実験例４～９の製造条件及び圧縮強度を表４にまとめる。
実験例５～９では、オートクレーブ処理温度Ｔ１及びオートクレーブ処理時間Ｓ１以外の条件を実験例４と同様にして、成形体を製造した。実験例５ではＴ１＝１８０℃、Ｓ１＝１６時間とし、実験例６ではＴ１＝１８０℃、Ｓ１＝２４時間とし、実験例７ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝８時間とし、実験例８ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝１６時間とし、実験例９ではＴ１＝２２０℃、Ｓ１＝２４時間とした。得られた成形体の各々に対し、実験例４と同様に圧縮強度試験を行った。実験例４～９の製造条件及び圧縮強度を表４にまとめる。
【表4】
【0051】
［実験例１０～１５］
実験例１０～１５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１０～１５の製造条件及び圧縮強度を表５にまとめる。
実験例１０～１５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１０～１５の製造条件及び圧縮強度を表５にまとめる。
【表5】
【0052】
［実験例１６～２１］
実験例１６～２１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１６～２１の製造条件及び圧縮強度を表６にまとめる。
実験例１６～２１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１６～２１の製造条件及び圧縮強度を表６にまとめる。
【表6】
【0053】
［実験例２２～２７］
実験例２２～２７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材４（ＢＳＢＧ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例２２～２７の製造条件及び圧縮強度を表７にまとめる。
実験例２２～２７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材４（ＢＳＢＧ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例２２～２７の製造条件及び圧縮強度を表７にまとめる。
【表7】
【0054】
［実験例２８～３３］
実験例２８～３３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材５（ＢＳＢＧ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例２８～３３の製造条件及び圧縮強度を表８にまとめる。
実験例２８～３３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材５（ＢＳＢＧ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例２８～３３の製造条件及び圧縮強度を表８にまとめる。
【表8】
【0055】
［実験例３４～３９］
実験例３４～３９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材６（Ｌ－Ａ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例３４～３９の製造条件及び圧縮強度を表９にまとめる。
実験例３４～３９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材６（Ｌ－Ａ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例３４～３９の製造条件及び圧縮強度を表９にまとめる。
【表9】
【0056】
［実験例４０～４５］
実験例４０～４５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材７（Ｌ－Ｂ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例４０～４５の製造条件及び圧縮強度を表１０にまとめる。
実験例４０～４５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材７（Ｌ－Ｂ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例４０～４５の製造条件及び圧縮強度を表１０にまとめる。
【表10】
【0057】
［実験例４６～５１］
実験例４６～５１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材８（Ｌ－Ｃ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例４６～５１の製造条件及び圧縮強度を表１１にまとめる。
実験例４６～５１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材８（Ｌ－Ｃ）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例４６～５１の製造条件及び圧縮強度を表１１にまとめる。
【表11】
【0058】
［実験例５２～５７］
実験例５２～５７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材９（Ｂ２０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例５２～５７の製造条件及び圧縮強度を表１２にまとめる。
実験例５２～５７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材９（Ｂ２０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例５２～５７の製造条件及び圧縮強度を表１２にまとめる。
【表12】
【0059】
［実験例５８～６３］
実験例５８～６３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１０（Ｂ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例５８～６３の製造条件及び圧縮強度を表１３にまとめる。
実験例５８～６３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１０（Ｂ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例５８～６３の製造条件及び圧縮強度を表１３にまとめる。
【表13】
【0060】
［実験例６４～６９］
実験例６４～６９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１１（ＳＦ０５）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例６４～６９の製造条件及び圧縮強度を表１４にまとめる。
実験例６４～６９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１１（ＳＦ０５）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例６４～６９の製造条件及び圧縮強度を表１４にまとめる。
【表14】
【0061】
［実験例７０～７５］
実験例７０～７５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１２（ＳＦ１０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例７０～７５の製造条件及び圧縮強度を表１５にまとめる。
実験例７０～７５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１２（ＳＦ１０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例７０～７５の製造条件及び圧縮強度を表１５にまとめる。
【表15】
【0062】
［実験例７６～８１］
実験例７６～８１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１３（ＳＦ１５）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例７６～８１の製造条件及び圧縮強度を表１６にまとめる。
実験例７６～８１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１３（ＳＦ１５）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例７６～８１の製造条件及び圧縮強度を表１６にまとめる。
【表16】
【0063】
［実験例８２～８７］
実験例８２～８７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１４（ＦＡ１０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例８２～８７の製造条件及び圧縮強度を表１７にまとめる。
実験例８２～８７では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１４（ＦＡ１０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例８２～８７の製造条件及び圧縮強度を表１７にまとめる。
【表17】
【0064】
［実験例８８～９３］
実験例８８～９３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１５（ＦＡ２０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例８８～９３の製造条件及び圧縮強度を表１８にまとめる。
実験例８８～９３では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１５（ＦＡ２０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例８８～９３の製造条件及び圧縮強度を表１８にまとめる。
【表18】
【0065】
［実験例９４～９９］
実験例９４～９９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１６（ＦＡ３０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例９４～９９の製造条件及び圧縮強度を表１９にまとめる。
実験例９４～９９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１６（ＦＡ３０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例９４～９９の製造条件及び圧縮強度を表１９にまとめる。
【表19】
【0066】
［実験例１００～１０５］
実験例１００～１０５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１７（Ｂ５０ＢＳＢＧ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１００～１０５の製造条件及び圧縮強度を表２０にまとめる。
実験例１００～１０５では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１７（Ｂ５０ＢＳＢＧ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１００～１０５の製造条件及び圧縮強度を表２０にまとめる。
【表20】
【0067】
［実験例１０６～１１１］
実験例１０６～１１１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１８（Ｂ５０ＢＳＢＧ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１０６～１１１の製造条件及び圧縮強度を表２１にまとめる。
実験例１０６～１１１では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材１８（Ｂ５０ＢＳＢＧ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例４～９と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１０６～１１１の製造条件及び圧縮強度を表２１にまとめる。
【表21】
【0068】
上記のとおり、実験例４～１１１のオートクレーブ処理を行った成形体は、いずれも１８ＭＰａを超え、２１ＭＰａをも超える圧縮強度を示した。
【0069】
図１は、実験例１及び実験例４～９（資材１を使用）、実験例２及び実験例１０～１５（資材２を使用）、実験例３及び実験例１６～２１（資材３を使用）の圧縮強度をそれぞれ比較したグラフである。いずれの資材を使用した場合でも、オートクレーブ処理の条件によらず、オートクレーブ処理を行った成形体はオートクレーム処理を行わなかった成形体（図１の「処理なし」）に比べて圧縮強度が格段に向上していることが確認された。
【0070】
図２は、様々なコンクリート資材から得られた成形体に対して１８０℃で８時間オートクレーブ処理を行った各実験例の圧縮強度を比較したグラフである。資材１～１８のいずれを使用した場合でも、オートクレーブ処理を行わなかった実験例１～３の成形体よりも圧縮強度が格段に大きく、いずれの成形体も圧縮強度が１８ＭＰａを上回り、２１ＭＰａをも上回ることが確認された。
【0071】
（空隙率測定試験）
実験例１～４、１０、及び１６で得られた成形体について、空隙率をアルキメデス法により求めた。すなわち、水で飽和させた状態の成形体の質量と乾燥状態の成形体の質量とを測定し、その差を空隙分として算出した。測定した空隙率は、実験例１の成形体では２２．５％、実験例２の成形体では２１．７％、実験例３の成形体では２１．８％、実験例４の成形体では２４．５％、実験例１０の成形体では２４．３％、実験例１６の成形体では２２．６％であった。
実験例１～４、１０、及び１６で得られた成形体について、空隙率をアルキメデス法により求めた。すなわち、水で飽和させた状態の成形体の質量と乾燥状態の成形体の質量とを測定し、その差を空隙分として算出した。測定した空隙率は、実験例１の成形体では２２．５％、実験例２の成形体では２１．７％、実験例３の成形体では２１．８％、実験例４の成形体では２４．５％、実験例１０の成形体では２４．３％、実験例１６の成形体では２２．６％であった。
【0072】
図３は、実験例１及び実験例４（資材１を使用）、実験例２及び実験例１０（資材２を使用）、実験例３及び実験例１６（資材３を使用）の空隙率をそれぞれ比較したグラフである。いずれの資材を使用した場合でも、オートクレーブ処理によって空隙率が増加していることが確認された。オートクレーブ処理による空隙率の増加率は、資材１を使用した実験例１と実験例４とを比較すると８．９％であり、資材２を使用した実験例２と実験例１０とを比較すると１２．４％であり、資材３を使用した実験例３と実験例１６とを比較すると３．５％であった。通常、成形体の圧縮強度が大きいほど空隙率は小さくなる傾向があるが、実験例４、１０、及び１６で得られた成形体では、オートクレーブ処理の前後で空隙率と圧縮強度とがともに増加していることが確認された。本発明における圧縮強度向上のメカニズムは未解明であるが、空隙率の増加が圧縮強度の向上に関係している可能性がある。ただし、この推測は本発明を限定するものではない。
【0073】
（飽和圧縮強度試験）
実験例４、１０、及び１６で得られた成形体を水道水に約４日間浸漬して飽和させた後、圧縮強度試験を行った。飽和処理では、成形体の質量変化を定期的に観察し、一定の質量になったと認められた時点で１００％飽和したものと見なした。圧縮強度試験は、成形体を水から取り出した後、直ちに行った。水で飽和した成形体の圧縮強度は、実験例４の成形体では４０．９ＭＰａ、実験例１０の成形体では４４．０ＭＰａ、実験例１６の成形体では３５．１ＭＰａであった。
実験例４、１０、及び１６で得られた成形体を水道水に約４日間浸漬して飽和させた後、圧縮強度試験を行った。飽和処理では、成形体の質量変化を定期的に観察し、一定の質量になったと認められた時点で１００％飽和したものと見なした。圧縮強度試験は、成形体を水から取り出した後、直ちに行った。水で飽和した成形体の圧縮強度は、実験例４の成形体では４０．９ＭＰａ、実験例１０の成形体では４４．０ＭＰａ、実験例１６の成形体では３５．１ＭＰａであった。
【0074】
図４は、実験例４、１０、及び１６について飽和処理前後の圧縮強度を比較したグラフである。資材１を使用した実験例４では、飽和前後で圧縮強度が２３％減少し、資材２を使用した実験例１０では、飽和前後で圧縮強度が７％減少し、資材３を使用した実験例１６では、飽和前後で圧縮強度が６％減少した。
【0075】
［実験例１１２～１２０］
実験例１１２～１２０では、それぞれ製造圧力Ｐ＝９０ＭＰａ、８０ＭＰａ、７０ＭＰａ、６０ＭＰａ、５０ＭＰａ、４０ＭＰａ、３０ＭＰａ、２０ＭＰａ、及び１０ＭＰａとした点を除き、実験例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
実験例１１２～１２０では、それぞれ製造圧力Ｐ＝９０ＭＰａ、８０ＭＰａ、７０ＭＰａ、６０ＭＰａ、５０ＭＰａ、４０ＭＰａ、３０ＭＰａ、２０ＭＰａ、及び１０ＭＰａとした点を除き、実験例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
【0076】
なお、実験例１１２（Ｐ＝２０ＭＰａ）及び実験例１１３（Ｐ＝１０ＭＰａ）では、オートクレーブ処理前の一次成形体の静置時間を短時間とした場合には成形体にひび割れが観察された。一次成形体の静置時間が４８時間である場合には僅かなひび割れが観察され、静置時間が９６時間である場合にはひび割れは観察されなかった。製造圧力Ｐが小さい場合には、ひび割れを防ぐためにオートクレーブ処理前に一次成形体を十分な時間静置することが有効であると推定される。
【0077】
［実験例１２１～１２９］
実験例１２１～１２９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例１１２～１２０と同様の条件で、種々の製造圧力Ｐで成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
実験例１２１～１２９では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例１１２～１２０と同様の条件で、種々の製造圧力Ｐで成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
【0078】
［実験例１３０～１３８］
実験例１３０～１３８では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例１１２～１２０と同様の条件で、種々の製造圧力Ｐで成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
実験例１３０～１３８では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例１１２～１２０と同様の条件で、種々の製造圧力Ｐで成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。
【0079】
実験例１１２～１３８の製造条件及び圧縮強度を表２２にまとめる。また、図５は、実験例４及び１１２～１２０（資材１）、実験例１０及び１２１～１２９（資材２）、並びに実験例１６及び１３０～１３８（資材３）について、様々な製造圧力Ｐに対する成形体の圧縮強度を示すグラフである。特に製造圧力Ｐ≦８０ＭＰａの範囲では、全体的に製造圧力Ｐが減少すると圧縮強度が徐々に減少する傾向が確認された。しかしながら、最小の製造圧力Ｐ＝１０ＭＰａでも、資材１～３の成形体の圧縮強度はいずれも１８ＭＰａを上回り、２１ＭＰａをも上回った。
【0080】
【表22】
【0081】
［実験例１３９］
最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕する工程を省略した点を除き、実施例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。使用されたコンクリート粉末は、粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子を含み、粒子サイズ３００μｍ以下の粒子を含まなかった。測定された圧縮強度は、２７．６ＭＰａであった。
最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕する工程を省略した点を除き、実施例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。使用されたコンクリート粉末は、粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子を含み、粒子サイズ３００μｍ以下の粒子を含まなかった。測定された圧縮強度は、２７．６ＭＰａであった。
【0082】
［実験例１４０］
最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕する工程を省略して得られた粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と、最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕した粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比７５：２５となるように混合することにより得られたコンクリート粉末を用いて成形体を製造した点を除き、実施例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、３５．８ＭＰａであった。
最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕する工程を省略して得られた粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と、最大粒子サイズが３００μｍとなるまで振動ディスクミルでさらに粉砕した粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比７５：２５となるように混合することにより得られたコンクリート粉末を用いて成形体を製造した点を除き、実施例４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、３５．８ＭＰａであった。
【0083】
［実験例１４１］
粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比５０：５０となるように混合した点を除き、実施例１４０と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、４２．５ＭＰａであった。
粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比５０：５０となるように混合した点を除き、実施例１４０と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、４２．５ＭＰａであった。
【0084】
［実験例１４２］
粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比２５：７５となるように混合した点を除き、実施例１４０と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、４６．７ＭＰａであった。
粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２とを重量比２５：７５となるように混合した点を除き、実施例１４０と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。測定された圧縮強度は、４６．７ＭＰａであった。
【0085】
図６は、原料のコンクリート粉末の粒子サイズを変えた実験例４及び１３９～１４２について、粒子サイズ３００μｍ超１．１８ｍｍ以下の粒子群Ｐ１と粒子サイズ３００μｍ以下の粒子群Ｐ２との重量比に対する圧縮強度を示すグラフである。粒子サイズが小さい粒子群Ｐ２の量が増えるほど成形体の圧縮強度が増加する傾向が確認された。しかしながら、粒子群Ｐ２を含まず最小の圧縮強度を有する実験例１３９の成形体でも、１８ＭＰａを上回り、２１ＭＰａをも上回る圧縮強度を有することも確認された。このように、微細粉砕工程を省略しても十分な圧縮強度を有する成形体が得られた。
【0086】
［実験例１４３］
（浸水加熱処理による成形体の製造）
実験例１と同様にして製造した一次成形体に対して、浸水時間Ｓ２＝８時間だけ水中に浸漬した後、熱処理温度Ｔ２＝１０５℃で熱処理時間Ｓ３＝４８時間だけ加熱炉内に保持することにより、成形体を得た。得られた成形体を温度調節のために２０℃で１時間保持した後、実験例１と同様に圧縮強度試験を行った。
（浸水加熱処理による成形体の製造）
実験例１と同様にして製造した一次成形体に対して、浸水時間Ｓ２＝８時間だけ水中に浸漬した後、熱処理温度Ｔ２＝１０５℃で熱処理時間Ｓ３＝４８時間だけ加熱炉内に保持することにより、成形体を得た。得られた成形体を温度調節のために２０℃で１時間保持した後、実験例１と同様に圧縮強度試験を行った。
【0087】
［実験例１４４～１５４］
実験例１４４～１５４では、浸水時間Ｓ２、熱処理温度Ｔ２、及び熱処理時間Ｓ３以外の条件を実験例１４３と同様にして、成形体を製造した。実験例１４４ではＳ２＝１６時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４５ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４６ではＳ２＝４８時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４７ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝８時間とし、実験例１４８ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝１６時間とし、実験例１４９ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝２４時間とし、実験例１５０ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５１ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝６５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５２ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１２０℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５３ではＳ２＝０時間（すなわち浸水なし）、Ｔ２＝１２０℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５４ではＳ２＝４８時間、Ｓ３＝０時間（すなわち加熱処理なし）とした。得られた成形体の各々に対し、実験例１４３と同様に圧縮強度試験を行った。実験例１４３～１５４の製造条件及び圧縮強度を表２３にまとめる。
実験例１４４～１５４では、浸水時間Ｓ２、熱処理温度Ｔ２、及び熱処理時間Ｓ３以外の条件を実験例１４３と同様にして、成形体を製造した。実験例１４４ではＳ２＝１６時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４５ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４６ではＳ２＝４８時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１４７ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝８時間とし、実験例１４８ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝１６時間とし、実験例１４９ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝２４時間とし、実験例１５０ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１０５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５１ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝６５℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５２ではＳ２＝２４時間、Ｔ２＝１２０℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５３ではＳ２＝０時間（すなわち浸水なし）、Ｔ２＝１２０℃、Ｓ３＝４８時間とし、実験例１５４ではＳ２＝４８時間、Ｓ３＝０時間（すなわち加熱処理なし）とした。得られた成形体の各々に対し、実験例１４３と同様に圧縮強度試験を行った。実験例１４３～１５４の製造条件及び圧縮強度を表２３にまとめる。
【表23】
【0088】
［実験例１５５～１６６］
実験例１５５～１６６では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例１４３～１５４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１５５～１６６の製造条件及び圧縮強度を表２４にまとめる。
実験例１５５～１６６では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材２（ＢＳＢＣＭ５０）を使用した点を除き、それぞれ実験例１４３～１５４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１５５～１６６の製造条件及び圧縮強度を表２４にまとめる。
【表24】
【0089】
［実験例１６７～１７８］
実験例１６７～１７８では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例１４３～１５４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１６７～１７８の製造条件及び圧縮強度を表２５にまとめる。
実験例１６７～１７８では、資材１（ＮＳＮＧ）に代えて資材３（ＢＳＢＣＭ１００）を使用した点を除き、それぞれ実験例１４３～１５４と同様の条件で成形体を製造し、圧縮強度試験を行った。実験例１６７～１７８の製造条件及び圧縮強度を表２５にまとめる。
【表25】
【0090】
図７は、実験例１及び実験例１４３～１５４（資材１を使用）、実験例２及び実験例１５５～１６６（資材２を使用）、実験例３及び実験例１６７～１７８（資材３を使用）の圧縮強度をそれぞれ比較したグラフである。いずれの資材を使用した場合でも、浸水加熱処理の条件によらず、浸水加熱処理を行った成形体は浸水加熱処理を行わなかった実験例１～３の成形体（図７の「処理なし」）に比べて圧縮強度が向上していることが確認された。一方、加熱処理又は浸水処理のみを行った成形体（図７の「加熱のみ」及び「浸水のみ」）は、必ずしも浸水加熱処理を行わなかった実験例１～３の成形体に比べて圧縮強度が向上するわけではなかった。したがって、実験例４～１４２のオートクレーブ処理に代えて浸水処理及び加熱処理の両方を行うことによっても、成形体の圧縮強度を向上させることができることが確認された。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】