JP2001146420A - 石膏廃材から製造された無水石膏類およびその製造方法 - Google Patents
石膏廃材から製造された無水石膏類およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】 石膏廃材からII型無水石膏を８０重量％
以上含む無水石膏類を安定に製造できる方法およびその
無水石膏類を提供する。 【解決手段】 キルンによる焼成において、炉内温度を
焼点温度５００〜１２００℃および窯尻温度３００〜９
５０℃に制御して石膏廃材を焼成することにより、II型
無水石膏８０重量％以上、半水石膏とIII型無水石膏の
合計含有量が１０重量％以下、ＣａＯの含有量が１０重
量％以下、および全有機炭素量０.３重量％以下の無水
石膏類を製造する.
以上含む無水石膏類を安定に製造できる方法およびその
無水石膏類を提供する。 【解決手段】 キルンによる焼成において、炉内温度を
焼点温度５００〜１２００℃および窯尻温度３００〜９
５０℃に制御して石膏廃材を焼成することにより、II型
無水石膏８０重量％以上、半水石膏とIII型無水石膏の
合計含有量が１０重量％以下、ＣａＯの含有量が１０重
量％以下、および全有機炭素量０.３重量％以下の無水
石膏類を製造する.
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石膏廃材を焼成し
て製造された無水石膏類に関し、詳しくは、II型無水石
膏を８０重量％以上含有する無水石膏類とその製造方法
に関する。
て製造された無水石膏類に関し、詳しくは、II型無水石
膏を８０重量％以上含有する無水石膏類とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、石膏製品の生産量・使用量が増大
するにつれて、その石膏廃材の量も増加し、その処理対
策が問題になっている。例えば、代表的な石膏製品であ
る石膏ボードの生産量は年々増加し、その結果、石膏ボ
ード廃材も多量に発生している。一方、最近の環境保全
の社会的要請を受けて、廃棄物処理に対する法的規制が
強化されており、石膏ボード廃材を埋立て処理するには
管理型処分場で処理することが義務付けられたことに伴
い、その処理コストの増大や処分場の逼迫が懸念され、
石膏廃材について埋立て処分以外の有効な処理方法、さ
らには、その有効利用が望まれている。
するにつれて、その石膏廃材の量も増加し、その処理対
策が問題になっている。例えば、代表的な石膏製品であ
る石膏ボードの生産量は年々増加し、その結果、石膏ボ
ード廃材も多量に発生している。一方、最近の環境保全
の社会的要請を受けて、廃棄物処理に対する法的規制が
強化されており、石膏ボード廃材を埋立て処理するには
管理型処分場で処理することが義務付けられたことに伴
い、その処理コストの増大や処分場の逼迫が懸念され、
石膏廃材について埋立て処分以外の有効な処理方法、さ
らには、その有効利用が望まれている。
【０００３】石膏ボード廃材を有効な用途としてセメン
ト原料に使用することが考えられるが、石膏ボードには
種々の有機混和剤が添加されており、石膏ボード廃材を
そのままセメント用石膏として使用すると、セメントの
強度発現性の低下や凝結性の変動等を生じる問題があ
る。従って、このような問題を生じない石膏を回収する
必要がある。
ト原料に使用することが考えられるが、石膏ボードには
種々の有機混和剤が添加されており、石膏ボード廃材を
そのままセメント用石膏として使用すると、セメントの
強度発現性の低下や凝結性の変動等を生じる問題があ
る。従って、このような問題を生じない石膏を回収する
必要がある。
【０００４】以上のような実状に鑑み、石膏ボード廃材
から石膏を回収する方法が幾つか提案されている。その
一例は、石膏ボード廃材を概ね３００℃前後に加熱処理
することによって半水石膏や可溶性のIII型無水石膏と
して回収する方法である(特願平06-142633号公報)。ま
た、他の例は、これより高い加熱温度で石膏ボード廃材
を焼成することによって主にII型無水石膏を回収する方
法である(特願平10-36149号公報)。
から石膏を回収する方法が幾つか提案されている。その
一例は、石膏ボード廃材を概ね３００℃前後に加熱処理
することによって半水石膏や可溶性のIII型無水石膏と
して回収する方法である(特願平06-142633号公報)。ま
た、他の例は、これより高い加熱温度で石膏ボード廃材
を焼成することによって主にII型無水石膏を回収する方
法である(特願平10-36149号公報)。
【０００５】後者の方法は本出願人の提案に係るもので
あり、石膏廃材から有効にII型無水石膏を回収できる利
点を有するが、ロータリーキルンを用いて石膏廃材を焼
成する場合、単にキルン内全体の平均温度を制御するだ
けではII型無水石膏の生成率を８０重量％以上に高める
ことは難しい。
あり、石膏廃材から有効にII型無水石膏を回収できる利
点を有するが、ロータリーキルンを用いて石膏廃材を焼
成する場合、単にキルン内全体の平均温度を制御するだ
けではII型無水石膏の生成率を８０重量％以上に高める
ことは難しい。
【０００６】
【課題を解決する手段】本発明は、先に提案した石膏廃
材からII型無水石膏を回収する方法を更に改善したもの
であり、キルンを用いて石膏廃材を焼成する場合、単に
炉内の平均温度を制御するのではなく、炉内の温度分布
およびその温度範囲を制御することにより、II型無水石
膏が８０重量％以上の高い含有量を有する無水石膏類を
製造できるようにしたものである。
材からII型無水石膏を回収する方法を更に改善したもの
であり、キルンを用いて石膏廃材を焼成する場合、単に
炉内の平均温度を制御するのではなく、炉内の温度分布
およびその温度範囲を制御することにより、II型無水石
膏が８０重量％以上の高い含有量を有する無水石膏類を
製造できるようにしたものである。
【０００７】すなわち本発明は、石膏廃材を焼成するこ
とにより製造された無水石膏類であって、II型無水石膏
の含有量が８０重量％以上、半水石膏とIII型無水石膏
の合計含有量が１０重量％以下、ＣａＯの含有量が１０
重量％以下および全有機炭素量が０.３重量％以下であ
ることを特徴とする無水石膏類に係る第一の発明に関す
る。
とにより製造された無水石膏類であって、II型無水石膏
の含有量が８０重量％以上、半水石膏とIII型無水石膏
の合計含有量が１０重量％以下、ＣａＯの含有量が１０
重量％以下および全有機炭素量が０.３重量％以下であ
ることを特徴とする無水石膏類に係る第一の発明に関す
る。
【０００８】また、本発明は、キルンによる焼成におい
て、炉内温度を焼点温度５００〜１２００℃および窯尻
温度３００〜９５０℃に制御して石膏廃材を焼成するこ
とにより、II型無水石膏の含有量が８０重量％以上、半
水石膏とIII型無水石膏の合計含有量が１０重量％以
下、ＣａＯの含有量が１０重量％以下、および全有機炭
素量が０.３重量％以下の無水石膏類を製造することを
特徴とする無水石膏類の製造方法に係る第二の発明に関
する。更に、上記の無水石膏類の製造方法において、焼
成時間が３０〜６０分である無水石膏類の製造方法に係
る第三の発明に関する。
て、炉内温度を焼点温度５００〜１２００℃および窯尻
温度３００〜９５０℃に制御して石膏廃材を焼成するこ
とにより、II型無水石膏の含有量が８０重量％以上、半
水石膏とIII型無水石膏の合計含有量が１０重量％以
下、ＣａＯの含有量が１０重量％以下、および全有機炭
素量が０.３重量％以下の無水石膏類を製造することを
特徴とする無水石膏類の製造方法に係る第二の発明に関
する。更に、上記の無水石膏類の製造方法において、焼
成時間が３０〜６０分である無水石膏類の製造方法に係
る第三の発明に関する。
【０００９】以上の本発明によって得られる無水石膏類
は、II型無水石膏を８０重量％以上含み、有機炭素量が
大幅に少ないので、建築・土木資材の原料として利用す
ることができ、特にセメント組成物に使用しても強度低
下、凝結変動がないなどの利点を有する。なお、このセ
メント組成物とは各種セメントのほかに固化材や注入
材、裏込材、膨張材、地盤改良材などのセメントを主体
とする水硬性組成物を云う。
は、II型無水石膏を８０重量％以上含み、有機炭素量が
大幅に少ないので、建築・土木資材の原料として利用す
ることができ、特にセメント組成物に使用しても強度低
下、凝結変動がないなどの利点を有する。なお、このセ
メント組成物とは各種セメントのほかに固化材や注入
材、裏込材、膨張材、地盤改良材などのセメントを主体
とする水硬性組成物を云う。
【００１０】
【発明の実施の態様】以下、本発明を実施態様に即して
詳細に説明する。本発明において、石膏廃材とは石膏を
主体とする廃材を云い、石膏ボード廃材やその他の石膏
製品の廃材等を含む。特に発生量の多い石膏ボート廃材
が例示され、その発生場所や石膏廃材の形態は問わな
い。石膏ボード原紙や塩化ビニル樹脂等の化粧材を有す
るものでも良く、板状や塊状または粉粒状のものでも良
い。さらに、石膏廃材に含まれる石膏の形態や含水量等
も制限されず、二水石膏、半水石膏若しくは無水石膏ま
たはこれらの混合物からなるものでも良い。
詳細に説明する。本発明において、石膏廃材とは石膏を
主体とする廃材を云い、石膏ボード廃材やその他の石膏
製品の廃材等を含む。特に発生量の多い石膏ボート廃材
が例示され、その発生場所や石膏廃材の形態は問わな
い。石膏ボード原紙や塩化ビニル樹脂等の化粧材を有す
るものでも良く、板状や塊状または粉粒状のものでも良
い。さらに、石膏廃材に含まれる石膏の形態や含水量等
も制限されず、二水石膏、半水石膏若しくは無水石膏ま
たはこれらの混合物からなるものでも良い。
【００１１】(Ｉ)無水石膏類 本発明において、無水石膏類とはII型無水石膏を主体と
し、その他に、半水石膏等やＣａＯ、炭分、灰分等を含
むものを云う。本発明はこの無水石膏類について、特に
II型無水石膏の含有量が８０重量％以上であって、半水
石膏とIII型無水石膏の合計含有量が１０重量％以下、
ＣａＯの含有量が１０重量％以下および全有機炭素量が
０.３重量％以下のものに関する。ここで、全有機炭素
量とは、無水石膏類を１２５０℃で２分間加熱し、生成
した二酸化炭素を赤外線吸収法で定量して得た値を炭素
(Ｃ)量に換算し、この炭素量が測定に供した無水石膏類
の重量中に占める値を重量％で表記したものである。
し、その他に、半水石膏等やＣａＯ、炭分、灰分等を含
むものを云う。本発明はこの無水石膏類について、特に
II型無水石膏の含有量が８０重量％以上であって、半水
石膏とIII型無水石膏の合計含有量が１０重量％以下、
ＣａＯの含有量が１０重量％以下および全有機炭素量が
０.３重量％以下のものに関する。ここで、全有機炭素
量とは、無水石膏類を１２５０℃で２分間加熱し、生成
した二酸化炭素を赤外線吸収法で定量して得た値を炭素
(Ｃ)量に換算し、この炭素量が測定に供した無水石膏類
の重量中に占める値を重量％で表記したものである。
【００１２】無水石膏類をコンクリートなどのセメント
混練物に添加したときに、II型無水石膏は初期強度の発
現性を高める作用を発揮する。一方、半水石膏の量が多
いとコンクリートの偽凝結を生じやすい。ＣａＯ量が多
いと凝結時間(始発,終結)の短縮化を起こしやすく、ま
た、全有機炭素は凝結時間を延長し、コンクリートの強
度低下をきたし、さらにＡＥ剤、減水剤等のコンクリー
ト用混和剤を吸着してコンクリートの空気量および流動
性の低下等を招き、所期のコンクリート物性が得られな
いなどの弊害が生じる。
混練物に添加したときに、II型無水石膏は初期強度の発
現性を高める作用を発揮する。一方、半水石膏の量が多
いとコンクリートの偽凝結を生じやすい。ＣａＯ量が多
いと凝結時間(始発,終結)の短縮化を起こしやすく、ま
た、全有機炭素は凝結時間を延長し、コンクリートの強
度低下をきたし、さらにＡＥ剤、減水剤等のコンクリー
ト用混和剤を吸着してコンクリートの空気量および流動
性の低下等を招き、所期のコンクリート物性が得られな
いなどの弊害が生じる。
【００１３】従って、本発明においては、無水石膏類に
含まれるII型無水石膏を８０重量％以上とし、II型無水
石膏と半水石膏の中間に位置するIII型無水石膏および
半水石膏の合計含有量を１０重量％以下、ＣａＯの含有
量を１０重量％以下および全有機炭素量を０.３重量％
以下に制限する。半水石膏やIII型無水石膏、ＣａＯお
よび有機炭素量がこの範囲以下であれば上記弊害を生じ
ない。
含まれるII型無水石膏を８０重量％以上とし、II型無水
石膏と半水石膏の中間に位置するIII型無水石膏および
半水石膏の合計含有量を１０重量％以下、ＣａＯの含有
量を１０重量％以下および全有機炭素量を０.３重量％
以下に制限する。半水石膏やIII型無水石膏、ＣａＯお
よび有機炭素量がこの範囲以下であれば上記弊害を生じ
ない。
【００１４】(II)製造方法 ロータリーキルン等を用いて上記組成範囲の無水石膏類
を製造するには、炉内温度を焼点温度５００〜１２００
℃とし、かつ窯尻温度３００〜９５０℃に制御して石膏
廃材を焼成することが必要である。炉内温度の分布およ
びその温度域をこのように制御することによって、II型
無水石膏の含有量が８０重量％以上となり、半水石膏や
III型無水石膏が殆ど生成せず、これらの合計含有量が
１０重量％以下となり、また、ＣａＯの含有量が１０重
量％以下、および全有機炭素量が０.３重量％以下の無
水石膏類を製造することができる。なお、焼点温度とは
ロータリーキルンの出口付近に設置されたバーナーの還
元炎の温度を云い、窯尻温度とはロータリーキルンの入
口付近の温度を云う。
を製造するには、炉内温度を焼点温度５００〜１２００
℃とし、かつ窯尻温度３００〜９５０℃に制御して石膏
廃材を焼成することが必要である。炉内温度の分布およ
びその温度域をこのように制御することによって、II型
無水石膏の含有量が８０重量％以上となり、半水石膏や
III型無水石膏が殆ど生成せず、これらの合計含有量が
１０重量％以下となり、また、ＣａＯの含有量が１０重
量％以下、および全有機炭素量が０.３重量％以下の無
水石膏類を製造することができる。なお、焼点温度とは
ロータリーキルンの出口付近に設置されたバーナーの還
元炎の温度を云い、窯尻温度とはロータリーキルンの入
口付近の温度を云う。
【００１５】炉内の焼点温度が５００℃未満および窯尻
温度が３００℃未満では、石膏廃材が目的の焼成程度よ
りも不十分になり、II型無水石膏の生成量が８０重量％
未満になり、また、半水石膏とIII型無水石膏の合計生
成量が１０重量％を上回り、全有機炭素量が０.３重量
％を超える場合があり、これをセメント組成物に添加し
た場合、その強度発現性の低下やコンクリート中の空気
量の減少、流動性の低下・変動等を引き起こすので好ま
しくない。
温度が３００℃未満では、石膏廃材が目的の焼成程度よ
りも不十分になり、II型無水石膏の生成量が８０重量％
未満になり、また、半水石膏とIII型無水石膏の合計生
成量が１０重量％を上回り、全有機炭素量が０.３重量
％を超える場合があり、これをセメント組成物に添加し
た場合、その強度発現性の低下やコンクリート中の空気
量の減少、流動性の低下・変動等を引き起こすので好ま
しくない。
【００１６】また、焼点温度が１２００℃を超え、かつ
窯尻温度が９５０℃を超えると、全有機炭素量は０.３
重量％以下にはなるが、一方で石膏が熱分解してＳＯ3
とＣａＯが生成し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を
超える場合があるので好ましくない。
窯尻温度が９５０℃を超えると、全有機炭素量は０.３
重量％以下にはなるが、一方で石膏が熱分解してＳＯ3
とＣａＯが生成し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を
超える場合があるので好ましくない。
【００１７】本発明の無水石膏類を製造するためには、
上記温度条件下において石膏廃材の焼成時間は３０分〜
６０分が好ましい。焼成時間が３０分未満であると、焼
点温度および窯尻温度が上記範囲内でも、石膏廃材の焼
成が不十分となり、石膏ボード廃材等では原紙が完全に
燃焼せず、炭化した原紙が無水石膏類中に残留して、全
有機炭素量が０.３重量％を超えたり、さらには半水石
膏やIII型無水石膏が残留する場合もある。一方、焼成
時間が６０分を超えると、焼点温度および窯尻温度が上
記範囲内でも、石膏が熱分解してＳＯ3とＣａＯが生成
し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を超える場合もあ
る。
上記温度条件下において石膏廃材の焼成時間は３０分〜
６０分が好ましい。焼成時間が３０分未満であると、焼
点温度および窯尻温度が上記範囲内でも、石膏廃材の焼
成が不十分となり、石膏ボード廃材等では原紙が完全に
燃焼せず、炭化した原紙が無水石膏類中に残留して、全
有機炭素量が０.３重量％を超えたり、さらには半水石
膏やIII型無水石膏が残留する場合もある。一方、焼成
時間が６０分を超えると、焼点温度および窯尻温度が上
記範囲内でも、石膏が熱分解してＳＯ3とＣａＯが生成
し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を超える場合もあ
る。
【００１８】本発明の無水石膏類を使用できるセメント
組成物は、例えば、普通ポルトランドセメント、早強セ
メント、低熱セメント、フライアッシュセメント、高炉
セメント等の混合セメント、アーウィン(3CaO・3Al2O3・C
aSO4)系セメント、カルシウムフルオロアルミネート(11
CaO・1Al2O3・CaF2)系セメント、膨張セメントなどを主体
としたものであり、固化材、注入材、裏込材、地盤改良
材等の幅広い用途のセメント組成物にも用いることがで
きる。
組成物は、例えば、普通ポルトランドセメント、早強セ
メント、低熱セメント、フライアッシュセメント、高炉
セメント等の混合セメント、アーウィン(3CaO・3Al2O3・C
aSO4)系セメント、カルシウムフルオロアルミネート(11
CaO・1Al2O3・CaF2)系セメント、膨張セメントなどを主体
としたものであり、固化材、注入材、裏込材、地盤改良
材等の幅広い用途のセメント組成物にも用いることがで
きる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に示
す。なお、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。
す。なお、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。
【００２０】実施例１ 建材用の石膏ボード廃材(厚さ21mm、約７重量％の紙含
有)をロールクラッシヤーで粗砕し、振動篩を使用して
直径約１００mm以下に篩分けした。この石膏ボード廃材
の粉砕物(原紙付着)を、ロータリーキルン(直怪４m、長
さ62m)に、２５トン/時間の割合で投入し、表１に示す焼
点温度および窯尻温度で焼成した。なお、原料投入から
排出までの焼成時間は３０〜６０分、２５分および８５
分とした。得られた無水石膏類の形態を粉末Ｘ線回折に
よって同定し、ＣａＯの含有量をCAJS I 01（セメント協会
標準試験方法）に準じて測定した。また、全有機炭素量
をカーボン分析計によって測定した。その結果を表１に
示した。
有)をロールクラッシヤーで粗砕し、振動篩を使用して
直径約１００mm以下に篩分けした。この石膏ボード廃材
の粉砕物(原紙付着)を、ロータリーキルン(直怪４m、長
さ62m)に、２５トン/時間の割合で投入し、表１に示す焼
点温度および窯尻温度で焼成した。なお、原料投入から
排出までの焼成時間は３０〜６０分、２５分および８５
分とした。得られた無水石膏類の形態を粉末Ｘ線回折に
よって同定し、ＣａＯの含有量をCAJS I 01（セメント協会
標準試験方法）に準じて測定した。また、全有機炭素量
をカーボン分析計によって測定した。その結果を表１に
示した。
【００２１】次に、この無水石膏類を排煙脱硫二水石膏
中の２５重量％と置換して混合した後に、セメント中の
ＳＯ3量が２.０重量％になるように、普通ポルトランド
セメントクリンカー粗砕物(粒径1.2mm以下)に混合し、
これをボールミルでブレーン比表面積３２５０cm2/gま
で粉砕してセメントを製造した。なお、比較のため、排
煙脱硫二水石膏を単独に用い(以下、標準石膏と云う)、
上記と同様にしてセメントを製造した。これらのセメン
トを用い、ＪＩＳ規格に従ったモルタルを調製した。こ
のモルタルの空気量をASTM C185に準じて測定し、凝結
時間および圧縮強さをJIS R 5201に従って測定した。そ
の結果を表２に示した。なお、モルタルの調製時に、セ
メントに対して０.０２％のＡＥ剤(商品名ポゾリス303
A:NMB社製品)を混練水に溶解して加えた。
中の２５重量％と置換して混合した後に、セメント中の
ＳＯ3量が２.０重量％になるように、普通ポルトランド
セメントクリンカー粗砕物(粒径1.2mm以下)に混合し、
これをボールミルでブレーン比表面積３２５０cm2/gま
で粉砕してセメントを製造した。なお、比較のため、排
煙脱硫二水石膏を単独に用い(以下、標準石膏と云う)、
上記と同様にしてセメントを製造した。これらのセメン
トを用い、ＪＩＳ規格に従ったモルタルを調製した。こ
のモルタルの空気量をASTM C185に準じて測定し、凝結
時間および圧縮強さをJIS R 5201に従って測定した。そ
の結果を表２に示した。なお、モルタルの調製時に、セ
メントに対して０.０２％のＡＥ剤(商品名ポゾリス303
A:NMB社製品)を混練水に溶解して加えた。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】表１に示すように、本発明の製造条件、即
ち、焼点温度５００〜１２００℃であって窯尻温度３０
０〜９５０℃、および焼成時間３０〜６０分の範囲で製
造した無水石膏類(No.2〜6)は、II型無水石膏が９０〜
９８重量％、半水石膏とIII型無水石膏の合計量が８重
量％以下、ＣａＯの含有量が４重量％以下、および全有
機炭素量が０.０５７〜０.３重量％であり、本発明が目
的とする組成範囲に属する。この無水石膏類はセメント
モルタルに添加した場合に、表２に示すように、モルタ
ルの凝結時間、空気量、圧縮強さ共に標準石膏を使用し
たモルタルの場合(No.10)とほぼ同等の値を示し、セメ
ントの添加材として十分に使用できるものであった。
ち、焼点温度５００〜１２００℃であって窯尻温度３０
０〜９５０℃、および焼成時間３０〜６０分の範囲で製
造した無水石膏類(No.2〜6)は、II型無水石膏が９０〜
９８重量％、半水石膏とIII型無水石膏の合計量が８重
量％以下、ＣａＯの含有量が４重量％以下、および全有
機炭素量が０.０５７〜０.３重量％であり、本発明が目
的とする組成範囲に属する。この無水石膏類はセメント
モルタルに添加した場合に、表２に示すように、モルタ
ルの凝結時間、空気量、圧縮強さ共に標準石膏を使用し
たモルタルの場合(No.10)とほぼ同等の値を示し、セメ
ントの添加材として十分に使用できるものであった。
【００２５】一方、表１に示すように、焼点温度４１０
℃および窯尻温度２２０℃で焼成した無水石膏類(No.1)
は、II型無水石膏が７８重量％、半水石膏とIII型無水
石膏の合計量が１８重量％および全有機炭素量が１.４
６６重量％であり、上記No.2〜6の好ましい無水石膏類
に比べて、II型無水石膏が少なく、半水石膏とIII型無
水石膏の合計量および全有機炭素量が多くなっている。
そのため、モルタルに添加した場合、表２に示すよう
に、モルタル圧縮強さは全材齢において低下し、空気量
も少なく、姶発時間および終結時間が遅れる。
℃および窯尻温度２２０℃で焼成した無水石膏類(No.1)
は、II型無水石膏が７８重量％、半水石膏とIII型無水
石膏の合計量が１８重量％および全有機炭素量が１.４
６６重量％であり、上記No.2〜6の好ましい無水石膏類
に比べて、II型無水石膏が少なく、半水石膏とIII型無
水石膏の合計量および全有機炭素量が多くなっている。
そのため、モルタルに添加した場合、表２に示すよう
に、モルタル圧縮強さは全材齢において低下し、空気量
も少なく、姶発時間および終結時間が遅れる。
【００２６】また、焼点温度１３００℃、および窯尻温
度１０１０℃で焼成した無水石膏類(No.7)は、ＣａＯ含
有量が１１重量％と多いためにモルタルの凝結が速くな
り、可使時間が短縮して作業性が低下する。また、焼点
温度と窯尻温度が望ましい温度域にあっても、焼成時間
が短過ぎたり或いは長過ぎるものは所望の成分の無水石
膏類が得られない。すなわち、焼成時間が２５分と短い
もの(No.8)は全有機炭素量が０.３２５重量％と多くな
り、凝結時間の遅延および強度の低下が見られた。ま
た、焼成時間が８５分と長いもの(No.9)はＣａＯ含有量
が１６重量％と多く、凝結時間が著しく早くなってい
る。
度１０１０℃で焼成した無水石膏類(No.7)は、ＣａＯ含
有量が１１重量％と多いためにモルタルの凝結が速くな
り、可使時間が短縮して作業性が低下する。また、焼点
温度と窯尻温度が望ましい温度域にあっても、焼成時間
が短過ぎたり或いは長過ぎるものは所望の成分の無水石
膏類が得られない。すなわち、焼成時間が２５分と短い
もの(No.8)は全有機炭素量が０.３２５重量％と多くな
り、凝結時間の遅延および強度の低下が見られた。ま
た、焼成時間が８５分と長いもの(No.9)はＣａＯ含有量
が１６重量％と多く、凝結時間が著しく早くなってい
る。
【００２７】実施例２ 実施例１で得た無水石膏類をセメント系固化材用の添加
材として使用した場合の性能を評価した。具体的には、
普通ポルトランドセメントクリンカーに固化材中のＳＯ
3量が７.５重量％となるように上記無水石膏類を添加し
てボールミルによりブレーン比表面積４５００cm2/gに
粉砕してセメント系固化材を調製した。この固化材を粘
性土(含水比87.3重量％)、ローム土(含水比86.4重量％)
および有機質土(含水比365.0重量％)に使用した。試験
方法は、固化材と対象土の合量１m3に対して固化材１０
０kgを添加し、５分間撹拌した後、これを鋼製モールド
(直径５cm、高さ10cm)に充填して成形し、規格(JIS A 1
216)に従い一軸圧縮強さ試験を行った。この結果を表３
に示した。
材として使用した場合の性能を評価した。具体的には、
普通ポルトランドセメントクリンカーに固化材中のＳＯ
3量が７.５重量％となるように上記無水石膏類を添加し
てボールミルによりブレーン比表面積４５００cm2/gに
粉砕してセメント系固化材を調製した。この固化材を粘
性土(含水比87.3重量％)、ローム土(含水比86.4重量％)
および有機質土(含水比365.0重量％)に使用した。試験
方法は、固化材と対象土の合量１m3に対して固化材１０
０kgを添加し、５分間撹拌した後、これを鋼製モールド
(直径５cm、高さ10cm)に充填して成形し、規格(JIS A 1
216)に従い一軸圧縮強さ試験を行った。この結果を表３
に示した。
【００２８】表３に示すように、本発明の無水石膏類(N
o.2〜6)は、固化材の添加材として使用した場合、いず
れの対象土に対しても標準石膏を使用した場合に比べて
ほぼ同等の圧縮強さを示し、固化材の添加材としても十
分に使用可能であることを示している。一方、本発明の
好ましい範囲から外れる無水石膏類(No.1、No.7、No.
8、No.9)を添加した固化材は、対象土の種類に関係な
く、全材齢において強度低下が見られる。
o.2〜6)は、固化材の添加材として使用した場合、いず
れの対象土に対しても標準石膏を使用した場合に比べて
ほぼ同等の圧縮強さを示し、固化材の添加材としても十
分に使用可能であることを示している。一方、本発明の
好ましい範囲から外れる無水石膏類(No.1、No.7、No.
8、No.9)を添加した固化材は、対象土の種類に関係な
く、全材齢において強度低下が見られる。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、石膏廃材を
原料として、II型無水石膏類を８０重量％以上含有する
無水石膏類を安定に製造することができる。しかも、こ
の無水石膏類は半水石膏とIII型無水石膏の合計含有
量、ＣａＯの含有量および全有機炭素量が大幅に少な
く、セメント組成物の添加材として好適である。このよ
うに、本発明によれば石膏廃材の有効な処理方法が提供
されると共に石膏廃材の有効利用も併せて図ることがで
きる。
原料として、II型無水石膏類を８０重量％以上含有する
無水石膏類を安定に製造することができる。しかも、こ
の無水石膏類は半水石膏とIII型無水石膏の合計含有
量、ＣａＯの含有量および全有機炭素量が大幅に少な
く、セメント組成物の添加材として好適である。このよ
うに、本発明によれば石膏廃材の有効な処理方法が提供
されると共に石膏廃材の有効利用も併せて図ることがで
きる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年７月１３日（２０００．７．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】以上のような実状に鑑み、石膏ボード廃材
から石膏を回収する方法が幾つか提案されている。その
一例は、石膏ボード廃材を概ね３００℃前後に加熱処理
することによって半水石膏や可溶性のIII型無水石膏と
して回収する方法である(特開平06-142633号公報)。ま
た、他の例は、これより高い加熱温度で石膏ボード廃材
を焼成することによって主にII型無水石膏を回収する方
法である(特開平10-36149号公報)。
から石膏を回収する方法が幾つか提案されている。その
一例は、石膏ボード廃材を概ね３００℃前後に加熱処理
することによって半水石膏や可溶性のIII型無水石膏と
して回収する方法である(特開平06-142633号公報)。ま
た、他の例は、これより高い加熱温度で石膏ボード廃材
を焼成することによって主にII型無水石膏を回収する方
法である(特開平10-36149号公報)。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】また、本発明は、キルンによる焼成におい
て、炉内温度を焼点温度５００〜１２００℃および窯尻
温度３００〜９５０℃に制御して石膏廃材を３０〜６０
分焼成することにより、II型無水石膏の含有量８０重量
％以上、半水石膏とIII型無水石膏の合計含有量１０重
量％以下、ＣａＯの含有量１０重量％以下、および全有
機炭素量０.３重量％以下の無水石膏類を製造すること
を特徴とする無水石膏類の製造方法に係る第二の発明に
関する。
て、炉内温度を焼点温度５００〜１２００℃および窯尻
温度３００〜９５０℃に制御して石膏廃材を３０〜６０
分焼成することにより、II型無水石膏の含有量８０重量
％以上、半水石膏とIII型無水石膏の合計含有量１０重
量％以下、ＣａＯの含有量１０重量％以下、および全有
機炭素量０.３重量％以下の無水石膏類を製造すること
を特徴とする無水石膏類の製造方法に係る第二の発明に
関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】炉内の焼点温度が５００℃未満および窯尻
温度が３００℃未満では、石膏廃材が目的の焼成程度よ
りも不十分になり、II型無水石膏の生成量が８０重量％
未満になり、また半水石膏とIII型無水石膏の合計生成
量が１０重量％を上回り、全有機炭素量が０.３重量％
を超える場合があり、これをセメント組成物に添加した
場合、その強度発現性の低下やコンクリート中の空気量
の減少、流動性の低下・変動等を引き起こすので好まし
くない。また焼点温度が１２００℃を超え、かつ窯尻温
度が９５０℃を超えると、全有機炭素量は０.３重量％
以下にはなるが、一方で石膏が熱分解してＳＯ3とＣａ
Ｏが生成し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を超える
場合があるので好ましくない。
温度が３００℃未満では、石膏廃材が目的の焼成程度よ
りも不十分になり、II型無水石膏の生成量が８０重量％
未満になり、また半水石膏とIII型無水石膏の合計生成
量が１０重量％を上回り、全有機炭素量が０.３重量％
を超える場合があり、これをセメント組成物に添加した
場合、その強度発現性の低下やコンクリート中の空気量
の減少、流動性の低下・変動等を引き起こすので好まし
くない。また焼点温度が１２００℃を超え、かつ窯尻温
度が９５０℃を超えると、全有機炭素量は０.３重量％
以下にはなるが、一方で石膏が熱分解してＳＯ3とＣａ
Ｏが生成し、残留ＣａＯの含有量が１０重量％を超える
場合があるので好ましくない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】なお、上記焼成温度について、実施例の表
１、２に示すように、窯尻温度４５０℃に対して焼点温
度６７０℃(試料No.3)とし、窯尻温度６００℃に対して
焼点温度８２０℃(試料No.4)とし、窯尻温度７５０℃に
対して焼点温度９４０℃(試料No.5)とし、窯尻温度９０
０℃に対して焼点温度１２００℃(試料No.6)におのおの
焼成温度を限定すれば、半水石膏とIII型無水石膏の合
計含有量とＣａＯの含有量が何れも４重量％以下に低減
され、II型無水石膏の含有量９４重量％以上の無水石膏
類が得られる。
１、２に示すように、窯尻温度４５０℃に対して焼点温
度６７０℃(試料No.3)とし、窯尻温度６００℃に対して
焼点温度８２０℃(試料No.4)とし、窯尻温度７５０℃に
対して焼点温度９４０℃(試料No.5)とし、窯尻温度９０
０℃に対して焼点温度１２００℃(試料No.6)におのおの
焼成温度を限定すれば、半水石膏とIII型無水石膏の合
計含有量とＣａＯの含有量が何れも４重量％以下に低減
され、II型無水石膏の含有量９４重量％以上の無水石膏
類が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA16 BA02 CB31 CC13 DA02 DA03 DA06 DA10 DA12 4G076 AA14 AB28 AC04 BA38 BD02 CA02 CA29 CA33 CA36 DA30
Claims (3)
- 【請求項１】 石膏廃材を焼成することにより製造され
た無水石膏類であって、II型無水石膏の含有量が８０重
量％以上、半水石膏とIII型無水石膏の合計含有量が１
０重量％以下、ＣａＯの含有量が１０重量％以下および
全有機炭素量が０.３重量％以下であることを特徴とす
る無水石膏類。 - 【請求項２】 キルンによる焼成において、炉内温度を
焼点温度５００〜１２００℃および窯尻温度３００〜９
５０℃に制御して石膏廃材を焼成することにより、II型
無水石膏の含有量が８０重量％以上、半水石膏とIII型
無水石膏の合計含有量が１０重量％以下、ＣａＯの含有
量が１０重量％以下、および全有機炭素量が０.３重量
％以下の無水石膏類を製造することを特徴とする無水石
膏類の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２の製造方法において、焼成時間
が３０〜６０分である無水石膏類の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11328298A JP3108922B1 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 石膏廃材から製造された無水石膏類およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11328298A JP3108922B1 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 石膏廃材から製造された無水石膏類およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3108922B1 JP3108922B1 (ja) | 2000-11-13 |
| JP2001146420A true JP2001146420A (ja) | 2001-05-29 |
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|---|---|---|---|
| JP11328298A Expired - Fee Related JP3108922B1 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 石膏廃材から製造された無水石膏類およびその製造方法 |
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| JP (1) | JP3108922B1 (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002068740A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-08 | Taiheiyo Cement Corp | 石膏廃材からセメント組成物用無水石膏類を製造する方法 |
| JP2003013149A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-15 | Nippon Steel Corp | 焼結鉱の製造方法 |
| JP2005281052A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Ado Ceramics Kenkyusho:Kk | 石膏の製造方法と製造装置 |
| JP2008006400A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Taiheiyo Cement Corp | 廃石膏ボードのリサイクル方法 |
| JP2009114018A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Taiheiyo Material Kk | 急硬性セメント組成物用混和材、並びにこれを含有する急硬性セメント組成物、急硬性セメント混練物及び吹付材料 |
| JP2009161377A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Taiheiyo Materials Corp | 高強度セメント組成物用混和材及びこれを用いた高強度セメント組成物 |
| JP2009190920A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Technica:Kk | 石膏再生装置およびロータリキルン炉 |
| KR101225575B1 (ko) * | 2012-06-07 | 2013-01-24 | 한일시멘트 (주) | 고유동 특성을 갖는 조강형 시멘트 조성물의 제조방법 |
| JP2017137208A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 株式会社エーアンドエーマテリアル | 繊維混入石膏板の製造方法 |
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| JP5230140B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2013-07-10 | 株式会社トクヤマ | 二水石膏の製造方法 |
-
1999
- 1999-11-18 JP JP11328298A patent/JP3108922B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4567164B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2010-10-20 | 太平洋セメント株式会社 | 石膏廃材からセメント組成物用無水石膏類を製造する方法 |
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