【発明の詳細な説明】
コンクリート用組成物及びそれから得られるコンクリート製品
序文
本発明は、セメント混合物、その混合物の硬化により製造される製品、及びそ
のような製品及びその混合物自体を製造する方法に関する。
発明の背景
コンクリートは、一般的にセメント及び骨材から生成され、目的に応じた添加
材を水と共に混合して硬化させる。異なった骨材を使用した多くの提案がなされ
て種々の利点が主張され、多大な成功で商業的製品へ導いたものもある。コンク
リート製品に望まれる性質は、その特定の製品の用途によって異なる。高強度と
長寿は、最も要望される性質の２つである。高強度は、短期的に高強度を達成す
る必要のある製品においては時間の因子でもあり、その他の場合は強度増大が遅
くても許容される。コンクリート製品の耐久性は、特定の用途及び環境にも依存
する。コンクリートの耐久性を低下させる要因は、コンクリートの酸に対する反
応性、水分の透過性及びアルカリ／シリカ反応性である。どんな特有のコンクリ
ートでも劣化条件に影響を受けやすいことは、特定の添加材の使用あるいはセメ
ントの種類を変えることで改善することができるが、これにより通常コストが増
加し、またそのコンクリートの他の望ましい特性が減少してしまう。
従って、特定の用途のための望ましい特性を有するコンクリートを選ぶさらな
る選択肢を与えることのできるコンクリート製造用組成物が要望されている。
発明の概要
本発明は、セメント及び本質的な部分が微細な粒径であるガラス粒子を含有し
てなる、水と混合して鋳造品又は成型品を製造することに好適なセメント混合物
を提供する。
本発明で用いるセメントは、種々のタイプのコンクリートを製造するための業
務において使用されるいずれのセメントでもよい。通常、ポルトランドセメント
が好適である。本発明は、通常硬化を促進しあるいは遅らせるためにセメント混
合物に添加される添加材等は必要ないことを特徴とするが、さらに加える必要が
ある場合には加えてもよい。
例えば、空気除去用の消泡材（例えば、Bevaloid 5469DD-Phone Poulenc）又
は強化材（例えば、オハイオ州ClevelandのHartline Products Co Inc製のRocki
te）を加えることができる。
本発明の重要な特徴は、ガラスの粒径である。ガラス粒子の本質的な部分が、
微細である必要がある。一般的に、ガラスは通常砂として公知の粒径からスリッ
ト／粘土までの範囲の粒径である。通常、特殊な製品を除き、最大粒子でも5ｍ
ｍは超えない。粒径は、5ｍｍからサブミクロンの大きさまで変化する。ガラス
粒子によって製造されるコンクリートの主要な特性は、本質的な部分が微細な粒
径であることにある。本質的とは、好ましい態様でコンクリートの特性に影響す
るのに十分な粒子が存在することを意味する。微粒子とは、一般的に150ミクロ
ン未満、例えば100ミクロン未満の粒子を意味する。
粒度分布は、大きいガラス粒子を粉砕して、5ｍｍ未満から1ミクロン又はそれ
未満の範囲の粒径を得ることによって与えられる。粉砕の方法を変えて、試行錯
誤でやってみてわかる特定の条件で、所望の微粒子径の比率を増加させることが
できる。
ガラス骨材は、粉砕に適したどんな方法でも製造することができる。ある特定
の方法は、再生ガラスを使用し、最初にオーストラリア製ハンマーミルで19ｍｍ
未満の粒径にすることである。そして、その粉砕ガラスを25個のそれぞれ約350
グラムのスチール球を備えたロサンゼルス耐摩耗性マシーン中でさらに粉砕する
。この装置内で、粒径は、操作の時間に応じた所望の大きさになる。１時間粉砕
すると、本発明の使用に有用な粒度分布が得られる。
本発明に用いる１つの特定のガラス骨材は、上述の方法で約１時間粉砕して得
られ、そして2ｍｍのＢＳ篩でふるいにかけられる。2ｍｍのＢＳ篩を通過した原
料の代表的な試料を、ニュージーランド標準4402:1986で設計された手法を使用
して得た。そして、その粒度分布を測定した。
その分布は以下の通りである(分布１)。
篩の大きさ 累積百分率 篩の大きさ 累積百分率 通過％ 通過％ 2.00 ｍｍ 100 212ミクロン 17.44 1.18 ｍｍ 86.32 150ミクロン 13.48 600 ミクロン 41.10 90ミクロン 9.28 425 ミクロン 29.14 63ミクロン 6.84 300 ミクロン 22.26 ー -
そして、2ｍｍの砂の一部を600ミクロンのＢＳ篩でふるい、その粒度分布を再
測定した。その結果が次の通りである(分布2)。
篩の大きさ 累積百分率 篩の大きさ 累積百分率
通過％ 通過％ 600 ミクロン 100 90ミクロン 25.3 425 ミクロン 79.1 63ミクロン 15.2 300 ミクロン 54.1 ー ー 212 ミクロン 42.3 ー ー 150 ミクロン 33.4 ー ー
そして、150ミクロンのＢＳ篩で操作を繰り返し、以下の粒度分布を得た(分
布3)。
篩の大きさ 累積百分率 篩の大きさ 累積百分率
通過％ 通過％ 150 ミクロン 100 ８ミクロン 17.2 90 ミクロン 71.7 ４ミクロン 11.1 63 ミクロン 54.2 ２ミクロン 5.3 32 ミクロン 38.1 １ミクロン 2.4 16 ミクロン 26.4 ー ー
上述の摩擦ミルによって直接製造した粉砕ガラスを使用すること、又はそれを
篩にかけて大きい粒子を減らすこと、例えば、2ｍｍ以下、600ミクロン以下ある
いは150ミクロン以下のガラス粒子にすることは、本発明の範囲である。また、
いずれかのガラス骨材に、特定の大きさの粒子、例えば150ミクロンの篩を通る
極微細粒子を加えてそのような微粒子の比率を増やすことも本発明の範囲である
。
より大きい骨材粒子が必要な場合は、本発明に従って、5ｍｍより大きい粒径
のガラス骨材を選ぶこともできる。より大きなガラス粒子を加えた場合、これら
の粒子は空気のジェットストリーム中にトラップされた微細なガラス粒子によっ
て摩耗されて刻み目が付けられることが本発明の好ましい特徴である。これは、
より大きい粒子を容器内でタンブルさせ、圧縮空気の噴射が一端からチャンバー
に送り込まれ、その噴射気流中でより小さい粒子をトラップしてより大きい粒子
に衝突するように回転する適切なチャンバー中で起こる。このように、より大き
い粒子に刻み目を付けると、セメント混合物中の他の成分のキーイング(keying)
効果が増す。
本発明のガラス粒子は、広範囲の原料から選択することができる。安価である
ことを考慮して、本発明で用いる材料の主な原料は、例えばビン又は他のガラス
廃品から得られる再生ガラスである。現在、好ましいガラスは非常に純粋なため
再生されている。また、本発明は、本発明で用いるために特別に製造されるガラ
スを使用することをも認識している。ガラスは種々の色でよいが、本発明は、顔
料を用いて種々の色を有するコンクリートの製造をも認識している。例えば、光
バルブ、蛍光管、電熱線、陰極線及び高周波レンジのような高放熱状態で使用さ
れるガラスは、一般的に強化ガラスとして知られ、高い引張り強度を有しており
、高い絶縁性（熱的又は電気的）を必要とする場合の製品に使用することができ
る。
種々の原料から得られるガラスの混合物もまた使用できる。
現在のコンクリート製品が有する１つの重要な難点は、アルカリ条件下で不安
定なことである。コンクリートに水が拡散すると、アルカリ性のセメントは骨材
中のシリカと反応して膨張し、その結果コンクリートの強度が低下する。この効
果は長い年月をかけてゆっくり起こるが、強度が劣化し、最終的には応力でコン
クリートが破壊してしまう。この難点を克服するために、弱アルカリ性セメント
を使用することができるが、コストが増大してしまう。本発明の組成物は、アル
カリ／シリカ反応に敏感なものもあるので、その反応が問題を起こさないか、そ
うでなければ弱アルカリ性セメントと共に用いられるような条件で使用する必要
がある。
さもなければ、アルカリ／シリカ反応性が許容される場合は、本発明の組成物
は通常のセメントを用いて製造できることが現在までに行われた試験でわかった
。アルカリ／シリカ反応性試験は、アルカリ反応の長期的効果に則って設計され
た加速試験であり、一般的に、この加速試験で14日後の長さの変化が0.1％未満
の膨張は許容される。
14日後のアルカリ／シリカ反応性試験で、実質的に膨張しない好ましい組成物
は、セメントと、本質的に100％の粒子が150ミクロン未満である本発明のガラス
組成物からなる組成物であった。水とセメント比が0.5で、この組成物をポルト
ランドセメントと1:3の比率で用いたコンクリート製品の強度は、本発明の他の
組成物の強度ほど高くない。その28日の強度は、15.5MPaであった。しかし、こ
れは多くの商業目的にはまだ許容される。
ガラス組成物自体の強度の向上は他の物質を添加することで達成できるが、や
はり通常ガラスの粒径と同程度の粒径範囲内、すなわち5ｍｍ未満である。１つ
の好適な添加材は、製鋼により副産物として生じるスラグである。スラグにより
、28日後のガラスの強度が51MPaまで大きく増加した。その製品は、アルカリ／
シリカ反応性試験で許容されるより大きく膨張するが、強度、特に成型後１日以
内での強度が異常に高いので、アルカリ／シリカ反応性が問題とならない多くの
建築目的には好適である。また、いずれのコンクリート組成物にも効果的な添加
材をカウンターに入れてもよい。
ガラスに対するスラグの比率は、10:90（ガラス／スラグ）から90:10まで広範
囲に変化させることができる。ガラスは組成物の主要成分であることが好ましく
、スラグが40パーセントまでであることが更に好ましい。
ガラス／スラグ混合物は、ガラス及びブラックスラグを別々に所望範囲の粒径
に粉砕し、その乾燥した成分をよく混ぜ合わせることによって容易に作ることが
できる。代わりに、ガラス及びスラグの大きい粒子の混合物を所望の粒度範囲に
粉砕してもよい。
本発明のこの観点に従い、セメントと混合する粒状のガラス及びスラグ含有の
骨材が提供される。
ガラス／スラグ混合物からなる骨材の好ましい製造方法は、粉砕ガラス及び粉
砕スラグを一緒に混合し、混合物を溶融してガラスとスラグをよく混和させ、混
合物を硬化させて所望の粒径に粉砕することである。本発明のこの観点により、
アルカリ／シリカ反応性が低く、短期間後の強度が高い製品を得ることができる
。
２成分の溶融は、溶融するのに十分な温度で起こる。粒子が微細なほど、与え
られた温度でより速く溶融する。
この骨材を製造するさらに好ましい方法は、600ミクロン未満、さらに好まし
くは150ミクロン未満の粉砕ガラス粒子を、600ミクロン未満、さらに好ましくは
150ミクロン未満の粉砕スラグ粒子と混合し、その混合物を加熱して液体にし、
液体混合物を混ぜて冷却してから粉砕することである。望ましくは、その冷却し
た混合物を粉砕して、粒子が1ｍｍ未満〜75ミクロン未満の範囲の本発明の粉末
状ガラスを含有する混合物の残りの粒子を1ｍｍと5ｍｍの間にすることである。
ガラス／スラグの混合物を、まず、粒径が150ミクロン未満の２成分を混合し
、加熱して液体とし、冷却して再び150ミクロン未満の粒径に粉砕することによ
って作ると、セメントと共に製造されるコンクリートは、強度が高いばかりでな
く、アルカリ／シリカ反応性試験においても許容される結果を示すことがわかっ
た。
混合物の液化は、通常約1100℃で起こるが、必要であればより高い温度であっ
てもよい。
本発明に用いるスラグは製鋼における副産物として得られるので、本発明の組
成物のコストを低減することができる。しかし、スラグは、例えば砂鉄のような
原料を製造するスラグから直接製造することもできる。
必要であれば、他の原料を組成物に添加することができる。１つの好ましい添
加材は、石灰石それ自体あるいはチョーク形態の石灰石、又は他の天然資源、例
えばピピ貝殻であり、それらもスラグ／ガラス混合物の液化を助長するようであ
る。石灰石を添加する場合は、例えば10％未満と、少ない比率で存在すること
が好ましく、約1％のように5％未満であると、さらに好ましい。同様の効果がド
ロマイト又は酸化亜鉛で達成される。
本発明のスラグ粉末は、まず、ふるいにかけて磁性材料を除去することが望ま
しい。それは、スラグを粉砕し、その粉末を磁石上に通して非磁性材料を集める
ことによって行うと最も便利である。
コンクリート製品の特性を低下させない限り、他の材料を添加してもよい。
本発明のコンクリート製品は、セメント生成物を水と混ぜて製造する。まず、
乾燥成分を混合し、水と混ぜる。ガラスの全体量に対するセメントの比率は、通
常のコンクリート製品で選択される一般的な比率である。これは、1％〜99％（
セメント）から99％〜1％（ガラス）に増減できる。その比率を変えることによ
り、異なった目的に応じた用途のための異なった強度の製品を供給することがで
きる。乾燥成分比が1:2〜1:3のセメントを使用すると、好適なコンクリート製品
を製造することができる。
本発明の特徴は、強いコンクリートを形成するために必要な水の量が、川砂及
び川岩石の骨材を用いる通常のコンクリートにおいて要求される量よりもかなり
少ないことである。このことは、ガラス粒子は水を吸収しないため、水はセメン
トを再水和してコンクリートの結合を形成するためだけに必要とされるからであ
ると考えられる。水の量は、所望の結果を達成するように選択することができる
。通常は、0.4から1.3までの範囲、好ましくは0.45から0.66の範囲である。
さらに、本発明の特徴に従って、本質的な比率の微細な粒径を有するガラス粒
子、選択的に他の骨材粒子、及び水を混ぜたセメントが、なめらかな表面上で硬
化され、結果的に光沢面を有するコンクリート製品を形成する成型品が提供され
る。
光沢面が供給されることは、セメント製品においては特異的であると考えられ
る。これは、ガラスの微粒子同士が表面で結合し、本質的に連続的なフィルムを
形成して、硬化の際表面に光沢を与えるためであると考えられる。光沢は、加圧
下、場合によっては空気を除去するシステムも加えてコンクリートを硬化するこ
とによって改良することができる。適量の水とのセメント混合物を、底面がコン
クリートが付着しない材料、例えばパースペックス又はテフロンのような適当な
プラスチックのなめらかな表面である型に流し込む。型のベースは適当な支持面
上に静止する。開放した型を、その開口面に圧力をかけやすい程度に混合物で満
たす。混合物が硬化する際混合物を加圧下におくための多くの方法が考えられる
。現在考えられる１つの方法は、型の輪郭内にぴったり合って、セメント混合物
の開口面上に静止し、セメント混合物に均一に力を伝えることのできるスラブを
有する方法である。例えば、スラブの上に適当なおもりを置いてもよい。スラブ
は、ねじれ力に耐えられるような例えばスチール又は他の強力な金属が使用でき
る。より経済的には、スラブは、例えば厚いパーティクルボードのような厚い木
構造でよく、その上面が強化されてねじれを避け、かつセメント原料の上面に一
様に力を伝えることのできる構造が好適である。
例えば、ベースとして型の内側にぴったり合う大きさの厚いパーティクルボー
ドを備え、その上面の上に、ねじれに対抗するようにそのパーティクルボードを
強化する方向に仕切を有するクレイドルを形成してもよい。これらの仕切は重金
属を支持するように設計する。比重量が高いため、最も便利な重金属の１つは鉄
である。
本発明の組成物の成型品は、例えば建築物の外面に使用される建築用パネルの
製造に使用できる。外装用パネル用の本発明の組成物の一利点は、熱伝導度が低
いことであり、その結果、絶縁性に優れる。パネルの表面は、通常水及び酸条件
に対して不透過性である。その表面は、上述の方法で光沢をだすことができ、必
要であればマット仕上げとしてもよい。
例えば、コーヒーテーブル及びそのようなテーブルトップにおける使用のため
には、加圧成形を利用してパネルの表面に装飾を施すこともできる。そのような
装飾的表面に対しては多くの用途が考えられる。
パネルの反射の程度は、硬化工程の際付与される圧力を変えることによって、
変化させることができる。
本発明の製品は着色することができる。セメント混合物に顔料を添加すること
で、異なった色にすることができる。ガラス粒子自体は水を通さないので、水溶
性顔料は、セメント、介在性の水又は他の骨材を加えた場合は他の骨材中にのみ
溶解する。
さらに、本発明の特徴は多色層の製造が可能なことである。本発明のセメント
組成物を型に流し込んだ場合、そのフリーな面が液体の移入に対して非常に抵抗
性があることが分かった。その表面に「スキン」が形成されるようである。異な
った色のセメント生成物のもう１つの層が、最初の層の上にそれがまだ乾かない
うちに注がれた場合、ある色が他の色にほとんど移行しないことが分かった。こ
れは驚くべきことである。なぜなら、通常のセメント、川砂及び骨材の混合物を
まず型に注ぎ、まだ乾かないうちに異なった色のセメント／砂／骨材の２番目の
層を１番目の層に注ぐと、その２色は最終的に混ざり合い、各層の境目を見分け
ることができることはまれだからである。
従って、本発明は、本質的な比率が微細な粒径であるガラス粒子を含有するセ
メント生成物の第１層及び第1色を型に注ぎ、それからその第1層が十分に硬化す
る前にその第1層の上に、本質的な比率が微細な粒径であるガラス粒子を含有す
るセメント生成物の第2層及び第2色を型に注ぎ、必要ならば第3あるいはさらに
異なった色の層を注ぐことによって、製造される多層コンクリート製品を提供す
る。
本発明により製造されるコンクリート製品のもう１つの特徴は、通常容易に切
断できることである。普通のコンクリート用のこぎりで、普通のコンクリートパ
ネルを切断するよりもずっと簡単に切断することができる。これは、本発明のコ
ンクリート製品が非常に強度があるにもかかわらずである。パネルがそんなに容
易に切断できる理由は、正確にはわからない。本発明のさらなる特徴は、切断面
自体がなめらかであり、切断工程で使用するのこ刃の目の細かさによっては光沢
さえあることである。
また、コンクリートは熱伝導度が低い。100℃で１週間乾燥を促進した、1970k
g/m3の密度のコンクリート試料は、0.75W/m/℃ような熱伝導度を示した。これは
、通常のコンクリート(1.1W/m/℃)よりおよそ30％低い。部分的に乾燥した状態
（水分8％）においてさえ、伝導度は、普通のコンクリートの場合より30％低い
。
本発明の製品は、多くの目的に使用できる。例えば、墓石、絶縁体、かわら、
床タイル、外装、スレート、例えば水泳用プール、上面及び周りのコンクリート
舗装、セラミック型製品、大理石様製品、パイプ、プレキャストパネル、シンク
トップ、バートップ、バスルームトップ、テーブルトップ、ファイルキャビネッ
ト、暖炉用タイル、耐火壁、建築用ブロック等である。
以下の実施例で本発明を説明する。膨張試験は、ASTMC 1260である。これは、
14日後の膨張が0.1％未満であることを要求する。
実施例１
最大粒径150ミクロンの粉砕ガラスを、ポルトランドセメント及び水と、ガラ
ス：セメント比が3:1、及び水：セメント比が1.25で混合し硬化させた。28日の
強度は、15.5MPaであった。14日後の膨張は、0.001％であった。
実施例２
最初に、85部の粒径150ミクロン未満のガラス粒子を、15部の粒径150ミクロン
未満のブラックスラグ粒子（誘導電気炉から得た）と混合し、それからガラス／
スラグ：セメント比が2.25:1、及び水：セメント比が0.66で、ポルトランドセメ
ントを混ぜてコンクリートを製造した。7日の強度は、27.0MPa、14日後の膨張は
、-0.009％であった。
実施例３
ともに150ミクロン未満の粒径の、60部のガラス粒子と40部のブラックスラグ
粒子（誘導電気炉から得た）と、1％の石灰石との混合物を、電気炉内で約1100
℃に加熱し、その粉末を溶かした。その溶融物を攪拌して成分を十分に混合し、
その全塊を室温まで冷却した。そして、その固体岩石様の原料を所望の粒径に粉
砕した。
実施例４
実施例3のガラス／スラグ混合物の粒子を、ガラス／スラグ：セメント比が2.2
5:1、及び水：セメント比が0.66で、セメント及び水と混合して硬化させた。7日
後の強度は、26.5MPa、14日後の膨張は、0.002％であった。
実施例５
実施例3と同様にガラス／スラグ混合物を調製した。固体岩石様生成物を、以
下に示す粒度範囲に粉砕した。
篩の大きさ 累積百分率 篩の大きさ 累積百分率 通過％ 通過％ 4.75 ｍｍ 100 600ミクロン 43 2.36 ｍｍ 85 300ミクロン 26 1.18 ｍｍ 63 150ミクロ 19 - - 75ミクロン 16
そして、これをガラス／スラグ：セメント比が2.25:1、及び水：セメント比が
0.60で、セメント及び水と混合して硬化させた。1日後の強度は11.0MPa、2日後
の強度は21.0MPa、及び3日後の強度は25.5MPaであった。
実施例６
85部のガラス粒子と、15部のブラックスラグ粒子を使用すること以外は、実施
例3と同様にガラス／スラグ混合物を調製した。その固体岩石様の生成物を、4.7
5ｍｍ未満の粒径に粉砕した。そして、これを1.18ｍｍ未満の大きさの粉砕ガラ
スと混ぜた。粒度分布は以下の通りである。
4.25ｍｍと2.36ｍｍの間のガラス／スラグ 15％
2.36ｍｍと1.18ｍｍの間のガラス／スラグ 30％
1.18ｍｍと600ミクロンの間のガラス／スラグ 18％
600ミクロンと300ミクロンの間のガラス／スラグ 12％
300ミクロンと150ミクロンの間のガラス／スラグ ７％
150ミクロンと75ミクロンの間のガラス／スラグ ３％
75ミクロンを通過するガラス／スラグ 15％
そして、これをガラス／スラグ：セメント比が2.25:1、及び水：セメント比が
0.45で、セメント及び水と混合した。
その圧縮強さは、次の通りであった。
成型からの日数 強度(MPa)
１ 20.5
２ 33.5
３ 38.0
７ 44
28 51.5
膨張試験は、14日後に0.6％の変化であった。
アルカリ／シリカ反応性に関する限りは、合格品としては膨張率が高すぎるが
、強度が高いため、成型後できるだけ早く変化する必要のあるコンクリート製品
、又は構造を維持するに先立ち、適度な強度に達するまでの時間が重要な建築構
造に好適である。
実施例７
60部のガラス粒子と、ニュージーランドWaiukuのSlag Reduction社製(コードO
BM GAP3)のブラックスラグ粒子40部とを混合し、1％の粉砕したピピ貝殻と共に1
100℃で溶融した。そして、冷却して得た固体混合物を以下に示す粒度分布に粉
砕した。
篩の大きさ 累積％
ＭＭ 通過
6.70 100
4.75 81
2.36 48
1.18 31
0.6 21
0.3 15
0.15 10
0.075 6
ガラス／スラグ：セメント比が2.25:1、及び水：セメント比が0.66で、ポルト
ランドセメントとコンクリートを製造した。1日後の強度は30MPa、2日後の強度
は50MPa、及び3日後の強度は55MPaであった。14日後の膨張は、-0.002（即ち、
わずかに収縮）であった。
本発明を最良の実施態様に関して述べたが、これに限定して解釈すべきではな
い。特有の特徴について言及し、その結果均等物が存在することが見いだされた
ところ、そのような均等物は、詳細に説明したように本明細書に取り込まれてい
る。
産業上の適用性
本発明は、多くの方法で産業的に適用できる。溶融に先立ちあるいはその後に
ガラス粒子、ガラス／スラグ粒子からなる骨材は、その骨材をセメントと共に用
いて、ここに述べたような多くの目的のために製造されるコンクリート製品のよ
うに、商品となり得る。The present invention relates to a cement mixture, a product produced by curing the mixture, and a method for producing such a product and the mixture itself. BACKGROUND OF THE INVENTION Concrete is generally produced from cement and aggregate and is hardened by mixing the desired additives with water. Many proposals using different aggregates have been made and various advantages have been claimed, some with great success leading to commercial products. The desired properties of a concrete product will depend on the use of that particular product. High strength and longevity are two of the most desired properties. High strength is also a time factor in products that need to achieve high strength in the short term, and in other cases a slower strength increase is acceptable. The durability of a concrete product also depends on the particular application and environment. Factors that reduce the durability of concrete are the reactivity of the concrete to acid, the permeability of moisture and the alkali / silica reactivity. The susceptibility of any particular concrete to aging conditions can be improved by the use of certain additives or by changing the type of cement, but this usually increases the cost and increases the Desired properties are diminished. Therefore, there is a need for a concrete manufacturing composition that can provide further options for selecting concrete with the desired properties for a particular application. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a cement mixture comprising cement and glass particles, the essential part of which is of fine particle size, suitable for producing a casting or molding by mixing with water. . The cement used in the present invention may be any cement used in the business for producing various types of concrete. Usually, Portland cement is preferred. The present invention is characterized in that no additives or the like are usually added to the cement mixture for accelerating or delaying the hardening, but they may be added if necessary. For example, an antifoam material for air removal (eg, Bevaloid 5469DD-Phone Poulenc) or reinforcement (eg, Rockite from Hartline Products Co Inc, Cleveland, Ohio) can be added. An important feature of the present invention is the particle size of the glass. An essential part of the glass particles needs to be fine. Generally, the glass will range in particle size from what is commonly known as sand to slit / clay. Normally, except for specialty products, even the largest particles do not exceed 5 mm. Particle sizes vary from 5 mm to submicron sizes. A key property of concrete produced by glass particles is that an essential part is fine particle size. Essential means that sufficient particles are present to affect the properties of the concrete in a preferred manner. By microparticles is meant particles generally less than 150 microns, for example less than 100 microns. Particle size distribution is provided by grinding large glass particles to obtain a particle size ranging from less than 5 mm to 1 micron or less. By changing the method of pulverization, it is possible to increase the ratio of the desired fine particle diameter under specific conditions that can be obtained by trial and error. Glass aggregate can be manufactured by any method suitable for grinding. One particular method is to use recycled glass and first use an Australian hammer mill to reduce the particle size to less than 19 mm. The ground glass is then further ground in a Los Angeles abrasion resistant machine equipped with 25 pieces of approximately 350 grams of steel balls each. In this device, the particle size is of a desired size depending on the time of operation. Milling for one hour gives a particle size distribution useful for use in the present invention. One particular glass aggregate for use in the present invention is obtained by grinding for about 1 hour in the manner described above and sieving through a 2 mm BS sieve. A representative sample of the raw material passed through a 2 mm BS sieve was obtained using the procedure designed in New Zealand Standard 4402: 1986. And the particle size distribution was measured. The distribution is as follows (distribution 1). Sieve size Cumulative percentage Sieve size Cumulative percentage pass% Pass% 2.00 mm 100 212 microns 17.44 1.18 mm 86.32 150 microns 13.48 600 microns 41.10 90 microns 9.28 425 microns 29.14 63 microns 6.84 300 microns 22.26 --- And 2mm sand Was screened with a 600 micron BS sieve, and the particle size distribution was measured again. The results are as follows (distribution 2). Sieve size cumulative percentage sieve size cumulative percentage passing% passing% 600 microns 100 90 microns 25.3 425 microns 79.1 63 microns 15.2 300 microns 54.1 over over 212 microns 42.3 over over 150 microns 33.4 chromatography over Then, 150 micron BS sieve The operation was repeated to obtain the following particle size distribution (distribution 3). Sieve size Cumulative percentage Sieve size Cumulative percentage pass% Pass% 150 microns 100 8 microns 17.2 90 microns 71.7 4 microns 11.1 63 microns 54.2 2 microns 5.3 32 microns 38.1 1 microns 2.4 16 microns 26.4 It is within the scope of the present invention to use directly produced ground glass or to sieve it to reduce large particles, for example, to less than 2 mm, less than 600 microns or less than 150 microns glass particles. It is also within the scope of the present invention to add particles of a particular size, for example ultrafine particles passing through a 150 micron sieve, to any glass aggregate to increase the proportion of such particles. If larger aggregate particles are required, glass aggregates with a particle size greater than 5 mm can be selected according to the present invention. When larger glass particles are added, it is a preferred feature of the present invention that these particles are worn and scored by the fine glass particles trapped in the jet stream of air. This means that a larger chamber is tumbled in a container, and a jet of compressed air is pumped into the chamber from one end, and a suitable chamber that rotates to trap smaller particles in the jet stream and impinge on the larger particles. Happens inside. Indenting the larger particles in this way increases the keying effect of other components in the cement mixture. The glass particles of the present invention can be selected from a wide range of raw materials. In view of their low cost, the main raw material of the material used in the present invention is, for example, recycled glass obtained from bottles or other waste glass. Currently, the preferred glasses are reclaimed because they are so pure. The present invention also recognizes the use of glass specially manufactured for use in the present invention. Although the glass may be of different colors, the present invention also recognizes the use of pigments to produce concrete having different colors. For example, glass used in a high heat radiation state such as a light valve, a fluorescent tube, a heating wire, a cathode ray, and a high frequency range is generally known as a tempered glass, has a high tensile strength, and has a high insulating property ( (Thermal or electrical). Mixtures of glasses obtained from various sources can also be used. One important difficulty with current concrete products is their instability under alkaline conditions. As water diffuses into the concrete, the alkaline cement reacts with the silica in the aggregate and expands, thereby reducing the strength of the concrete. This effect occurs slowly over a long period of time, but at the expense of strength and ultimately the concrete is destroyed by stress. To overcome this difficulty, a weak alkaline cement can be used, but at the expense of cost. Some compositions of the present invention are sensitive to alkali / silica reactions and must be used under conditions such that the reaction does not cause problems or would otherwise be used with weakly alkaline cements. Otherwise, tests performed to date have shown that if alkali / silica reactivity is acceptable, the compositions of the present invention can be manufactured using conventional cement. The alkali / silica reactivity test is an accelerated test designed based on the long-term effects of the alkaline reaction, and generally allows for an expansion with a change in length of less than 0.1% after 14 days in this accelerated test. . A preferred composition that did not substantially swell in the alkali / silica reactivity test after 14 days was a composition consisting of cement and a glass composition of the invention having essentially 100% particles less than 150 microns. . With a water to cement ratio of 0.5, the strength of concrete products using this composition with Portland cement in a ratio of 1: 3 is not as high as that of the other compositions of the present invention. The 28-day strength was 15.5 MPa. However, this is still acceptable for many commercial purposes. Although the strength of the glass composition itself can be improved by adding other substances, it is usually within the same range as the glass particle size, that is, less than 5 mm. One suitable additive is slag produced as a by-product of steelmaking. The slag greatly increased the strength of the glass after 28 days to 51 MPa. Although the product swells more than acceptable in alkali / silica reactivity testing, its strength is unusually high, especially within one day after molding, so many building purposes where alkali / silica reactivity is not an issue. Is preferred. Also, any concrete composition may contain an effective additive in the counter. The ratio of slag to glass can vary widely from 10:90 (glass / slag) to 90:10. Glass is preferably a major component of the composition, and more preferably the slag is up to 40 percent. A glass / slag mixture can be easily made by grinding glass and black slag separately to a desired range of particle sizes and mixing the dried ingredients well. Alternatively, a mixture of glass and slag large particles may be ground to a desired size range. In accordance with this aspect of the present invention, there is provided granular glass and slag-containing aggregates for mixing with cement. A preferred method of making an aggregate consisting of a glass / slag mixture is to mix the ground glass and the ground slag together, melt the mixture, mix the glass and the slag well, cure the mixture and grind to the desired particle size. That is. According to this aspect of the invention, a product having low alkali / silica reactivity and high strength after a short period of time can be obtained. The melting of the two components occurs at a temperature sufficient to melt. The finer the particles, the faster they melt at a given temperature. A more preferred method of making this aggregate is to mix ground glass particles of less than 600 microns, more preferably less than 150 microns, with ground slag particles of less than 600 microns, more preferably less than 150 microns, and heat the mixture. Liquid, mix the liquid mixture, cool and then crush. Desirably, the cooled mixture is milled to bring the remaining particles of the mixture containing the powdered glass of the invention ranging from less than 1 mm to less than 75 microns between 1 mm and 5 mm. A glass / slag mixture is made with cement by first mixing two components having a particle size of less than 150 microns, heating to a liquid, cooling and grinding again to a particle size of less than 150 microns. Concrete not only has high strength, but also shows acceptable results in alkali / silica reactivity tests. Liquefaction of the mixture usually occurs at about 1100 ° C., but may be at higher temperatures if necessary. Since the slag used in the present invention is obtained as a by-product in steelmaking, the cost of the composition of the present invention can be reduced. However, slag can also be produced directly from slag that produces raw materials such as iron sand for example. If necessary, other ingredients can be added to the composition. One preferred additive is limestone itself or limestone in the form of chalk, or other natural resources, such as Phi Phi shells, which also seem to facilitate liquefaction of the slag / glass mixture. If limestone is added, it is preferably present in a small proportion, for example less than 10%, more preferably less than 5%, such as about 1%. A similar effect is achieved with dolomite or zinc oxide. Preferably, the slag powder of the present invention is first sieved to remove magnetic materials. It is most conveniently done by grinding the slag and passing the powder over a magnet to collect the non-magnetic material. Other materials may be added as long as they do not reduce the properties of the concrete product. The concrete product of the present invention is produced by mixing a cement product with water. First, mix the dry ingredients and mix with the water. The ratio of cement to the total amount of glass is a common ratio selected for normal concrete products. This can be increased or decreased from 1% to 99% (cement) to 99% to 1% (glass). By changing the ratio, different strength products can be supplied for different purposes. Use of a cement having a dry component ratio of 1: 2 to 1: 3 makes it possible to produce a suitable concrete product. A feature of the present invention is that the amount of water required to form strong concrete is significantly less than that required in conventional concrete using river sand and river rock aggregates. It is believed that this is because water is only needed to rehydrate the cement and form a concrete bond, since glass particles do not absorb water. The amount of water can be selected to achieve the desired result. Usually, it is in the range from 0.4 to 1.3, preferably in the range from 0.45 to 0.66. Further, in accordance with a feature of the present invention, a glass cement having an essential proportion of fine particle size, optionally other aggregate particles, and a cement mixed with water are hardened on a smooth surface, and consequently A molded article for forming a concrete product having a glossy surface is provided. The provision of a glossy surface is believed to be unique in cement products. This is considered to be because the glass particles are bonded together at the surface to form an essentially continuous film and give gloss to the surface during curing. Gloss can be improved by curing the concrete under pressure, optionally with the addition of a system to remove air. The cement mixture with an appropriate amount of water is poured into a mold whose bottom surface is a smooth surface of a material to which concrete does not adhere, for example a suitable plastic such as Perspex or Teflon. The mold base rests on a suitable support surface. The open mold is filled with the mixture to such an extent that pressure is easily applied to the open surface. Many methods are conceivable for placing the mixture under pressure as the mixture cures. One method currently envisaged is to have a slab that fits within the contours of the mold, rests on the open face of the cement mixture and is able to transmit forces uniformly to the cement mixture. For example, a suitable weight may be placed on the slab. The slab can be made of, for example, steel or other strong metal that can withstand the torsional force. More economically, the slab may be a thick wooden structure, e.g., thick particle board, with a structure that can be reinforced to avoid twisting and transmit force evenly to the top surface of the cement raw material. It is. For example, a cradle may be formed as a base having a thick particle board sized to fit inside the mold, and having a partition on its top surface in a direction to strengthen the particle board against twisting. These partitions are designed to support heavy metals. One of the most convenient heavy metals is iron due to its high specific weight. Molded articles of the composition of the present invention can be used, for example, in the manufacture of architectural panels used on exterior surfaces of buildings. One advantage of the composition of the present invention for an exterior panel is that it has low thermal conductivity, and as a result, has excellent insulation properties. The surface of the panel is usually impermeable to water and acid conditions. The surface can be glossed in the manner described above and may be matted if necessary. For example, for use in coffee tables and such table tops, the surface of the panel can be decorated using pressure molding. Many applications are conceivable for such decorative surfaces. The degree of reflection of the panel can be varied by changing the pressure applied during the curing process. The products of the invention can be colored. Different colors can be obtained by adding pigments to the cement mixture. Since the glass particles themselves are impervious to water, the water-soluble pigment dissolves only in the cement, interspersed water or other aggregates when added. Furthermore, a feature of the present invention is that multicolor layers can be manufactured. When the cement composition of the present invention was cast into a mold, its free surface was found to be very resistant to liquid transfer. It appears that a "skin" forms on the surface. It was found that if another layer of a different colored cement product was poured over the first layer before it was still dry, one color would transfer little to the other. This is surprising. Because a mixture of ordinary cement, river sand and aggregate is first poured into a mold, and a second layer of a different color cement / sand / aggregate is poured into the first layer before it is still dry, the two colors Are rarely able to finally mix and discern the boundaries of each layer. Accordingly, the present invention provides a method of pouring a first layer and a first color of a cement product containing glass particles, the essential proportion of which is of fine particle size, into a mold and then before the first layer is fully cured. On top of that first layer, a second layer and a second color of the cement product containing glass particles, the essential proportion of which is a fine particle size, are poured into a mold and, if necessary, a third or even a different color Provide a multi-layer concrete product that is manufactured by pouring a layer of concrete. Another feature of concrete products made according to the present invention is that they are usually easily cut. A regular concrete saw can cut much more easily than a regular concrete panel. This is despite the fact that the concrete product of the present invention is very strong. The reason why the panels can be cut so easily is not exactly known. A further feature of the invention is that the cut surface itself is smooth and even shiny, depending on the fineness of the saw blade used in the cutting process. Concrete has low thermal conductivity. A concrete sample with a density of 1970 kg / m 3 , which promoted drying at 100 ° C. for one week, showed a thermal conductivity of 0.75 W / m / ° C. This is about 30% lower than normal concrete (1.1 W / m / ° C). Even in the partially dried state (8% moisture), the conductivity is 30% lower than that of ordinary concrete. The products of the present invention can be used for many purposes. For example, headstones, insulators, tiles, floor tiles, cladding, slate, eg swimming pools, concrete pavements on and around, ceramic mold products, marble-like products, pipes, precast panels, sink tops, bar tops, bathroom tops , Table tops, file cabinets, fireplace tiles, fire walls, building blocks and the like. The following examples illustrate the invention. The swelling test is ASTM C1260. This requires that swelling after 14 days be less than 0.1%. Example 1 Ground glass having a maximum particle size of 150 microns was mixed and cured with Portland cement and water at a glass: cement ratio of 3: 1, and a water: cement ratio of 1.25. The 28-day intensity was 15.5 MPa. The swelling after 14 days was 0.001%. Example 2 First, 85 parts of glass particles having a particle size of less than 150 microns were mixed with 15 parts of black slag particles having a particle size of less than 150 microns (obtained from an induction furnace), and then the glass / slag: cement ratio was adjusted. Was 2.25: 1 and the water: cement ratio was 0.66, and Portland cement was mixed to produce concrete. The 7-day strength was 27.0 MPa and the swelling after 14 days was -0.009%. Example 3 A mixture of 60 parts glass particles and 40 parts black slag particles (obtained from an induction electric furnace) and 1% limestone, both having a particle size of less than 150 microns, was heated in an electric furnace to about 1100 ° C. To dissolve the powder. The melt was agitated to mix the components thoroughly and the entire mass was cooled to room temperature. Then, the solid rock-like raw material was pulverized to a desired particle size. Example 4 Particles of the glass / slag mixture of Example 3 were mixed with cement and water at a glass / slag: cement ratio of 2.25: 1 and a water: cement ratio of 0.66 and cured. The strength after 7 days was 26.5 MPa and the swelling after 14 days was 0.002%. Example 5 A glass / slag mixture was prepared as in Example 3. The solid rock-like product was ground to the particle size range shown below. Sieve size cumulative percentage sieve size cumulative percentage passing% passing% 4.75 mm 100 600 microns 43 2.36 mm 85 300 microns 26 1.18 mm 63 0.99 micro 19 - - 75 microns 16 Then, this glass / slag: cement ratio 2.25: 1 and a water: cement ratio of 0.60, mixed with cement and water and cured. The strength after 1 day was 11.0 MPa, the strength after 2 days was 21.0 MPa, and the strength after 3 days was 25.5 MPa. Example 6 A glass / slag mixture was prepared as in Example 3, except that 85 parts of glass particles and 15 parts of black slag particles were used. The solid rock-like product was ground to a particle size of less than 4.75 mm. This was mixed with crushed glass having a size of less than 1.18 mm. The particle size distribution is as follows. Glass / slag between 4.25mm and 2.36mm 15% Glass / slag between 2.36mm and 1.18mm 30% Glass / slag between 1.18mm and 600 microns 18% Glass / slag between 600 microns and 300 microns 12% Glass / Slag between 300 microns and 150 microns 7% Glass / Slag between 150 microns and 75 microns 3% Glass / Slag passing through 75 microns 15% And then the glass / slag: cement ratio is 2.25 : 1 and water: cement ratio of 0.45, mixed with cement and water. The compressive strength was as follows. Days from molding Strength (MPa) 1 20.5 2 33.5 3 38.0 7 44 28 51.5 The expansion test showed a 0.6% change after 14 days. As far as alkali / silica reactivity is concerned, the expansion rate is too high for acceptable products, but the strength is so high that concrete products need to change as soon as possible after molding, or reach moderate strength before maintaining the structure Suitable for building structures where time is important. Example 7 60 parts of glass particles and 40 parts of black slag particles manufactured by Slag Reduction Co., Ltd., Waiuku, New Zealand (code OBM GAP3) were mixed and melted at 1100 ° C. with 1% pulverized phi shells. Then, the solid mixture obtained by cooling was pulverized to a particle size distribution shown below. 6.70 100 4.75 81 2.36 48 1.18 31 0.6 21 0.315 0.15 10 0.075 6 Glass / Slag: Cement ratio 2.25: 1 and water: cement ratio 0.66 to produce Portland cement and concrete did. The strength after 1 day was 30 MPa, the strength after 2 days was 50 MPa, and the strength after 3 days was 55 MPa. The swelling after 14 days was -0.002 (ie, slightly shrinking). Although the present invention has been described in terms of a best mode, it should not be construed as limited. When reference is made to particular features and as a result equivalents are found, such equivalents are hereby incorporated by reference. Industrial Applicability The present invention can be applied industrially in many ways. Aggregates consisting of glass particles, glass / slag particles prior to or after melting can be used with commercial products, such as concrete products manufactured for many of the purposes described herein, using the aggregates with cement. Can be
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