JP2001199757A - Ａｌｃ廃材を利用した珪酸カルシウム系ａｌｃ原料及びその製造方法 - Google Patents
Ａｌｃ廃材を利用した珪酸カルシウム系ａｌｃ原料及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 珪酸質や石灰質の天然原料枯渇への対応を図
るため、建築現場やその解体現場、あるいはＡＬＣ製造
工場から発生するＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシ
ウム系のＡＬＣ原料及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ＡＬＣパネルなどのＡＬＣ廃材の粉砕物
を粉砕し、１０５〜８００℃で加熱処理することによ
り、珪酸カルシウム系原料としてＡＬＣ製造に再利用す
る。この珪酸カルシウム系原料は、トバモライトの結晶
水の一部又は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物を含ん
でいる。
るため、建築現場やその解体現場、あるいはＡＬＣ製造
工場から発生するＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシ
ウム系のＡＬＣ原料及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ＡＬＣパネルなどのＡＬＣ廃材の粉砕物
を粉砕し、１０５〜８００℃で加熱処理することによ
り、珪酸カルシウム系原料としてＡＬＣ製造に再利用す
る。この珪酸カルシウム系原料は、トバモライトの結晶
水の一部又は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物を含ん
でいる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、建築現場やその解
体現場、あるいはＡＬＣ製造工場から発生するＡＬＣ廃
材の有効利用して、ＡＬＣ原料とする技術に関する。
体現場、あるいはＡＬＣ製造工場から発生するＡＬＣ廃
材の有効利用して、ＡＬＣ原料とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリー
ト）は、珪酸質原料としての天然の珪石や珪砂と、石灰
質原料としての天然原料から直接製造される石灰石やセ
メントを主原料とし、これらのスラリーを発泡硬化させ
た後、水蒸気養生することによって得られる。
ト）は、珪酸質原料としての天然の珪石や珪砂と、石灰
質原料としての天然原料から直接製造される石灰石やセ
メントを主原料とし、これらのスラリーを発泡硬化させ
た後、水蒸気養生することによって得られる。
【０００３】即ち、上記の主原料に、副原料として石膏
の他、オートクレーブ前のＡＬＣ切断屑などの繰り返し
原料を添加し、その配合物に水に加えて混合スラリーと
し、これにアルミニウム粉末のような発泡剤を添加し、
型枠に注入して発泡させる。更に所定時間経過して可塑
性状態となったときにピアノ線で所望寸法に切断し、そ
の後これをオートクレーブに入れて高温高圧で水蒸気養
成する。
の他、オートクレーブ前のＡＬＣ切断屑などの繰り返し
原料を添加し、その配合物に水に加えて混合スラリーと
し、これにアルミニウム粉末のような発泡剤を添加し、
型枠に注入して発泡させる。更に所定時間経過して可塑
性状態となったときにピアノ線で所望寸法に切断し、そ
の後これをオートクレーブに入れて高温高圧で水蒸気養
成する。
【０００４】得られたＡＬＣは、所定寸法に切削加工す
ることによって、ＡＬＣパネルなどの建築材料となる。
建築材料としてのＡＬＣパネルは、鉄骨造やＲＣ造など
の外壁、間仕切り、屋根、床などの材料として広く使用
されている。
ることによって、ＡＬＣパネルなどの建築材料となる。
建築材料としてのＡＬＣパネルは、鉄骨造やＲＣ造など
の外壁、間仕切り、屋根、床などの材料として広く使用
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したＡＬＣにおい
ては、その製造工場において寸法調整に伴い発生する切
削屑又は切断屑などのＡＬＣ廃材が出るほか、建築現場
からもＡＬＣの切削屑や切断屑、あるいは破損等による
ＡＬＣ廃材が発生する。また、建築物の建て替えや取り
壊しに伴い、極めて大量のＡＬＣ廃材が発生している。
ては、その製造工場において寸法調整に伴い発生する切
削屑又は切断屑などのＡＬＣ廃材が出るほか、建築現場
からもＡＬＣの切削屑や切断屑、あるいは破損等による
ＡＬＣ廃材が発生する。また、建築物の建て替えや取り
壊しに伴い、極めて大量のＡＬＣ廃材が発生している。
【０００６】従来から、これらのＡＬＣ廃材は、少量で
あればＡＬＣ製造にリサイクル原料として再利用されて
いる。しかし、ＡＬＣ廃材の添加量は、全固体原料の約
１５重量％程度までが使用限界であり、これ以上に増量
した場合にはＡＬＣ製品の強度が低下する。これは、Ａ
ＬＣ廃材に含まれる水分により原料重量が変わり、原料
混合比に変動を与えるほか、ＡＬＣ廃材はオートクレー
ブ中でほとんど反応しないか、むしろ分解するため、Ａ
ＬＣ強度の低下を招くからである。また、オートクレー
ブ養生前の可塑性の硬化体成形においても、添加された
ＡＬＣ廃材は何ら変化しないため、その使用量を増加さ
せると硬化体強度が低下するという問題点があった。
あればＡＬＣ製造にリサイクル原料として再利用されて
いる。しかし、ＡＬＣ廃材の添加量は、全固体原料の約
１５重量％程度までが使用限界であり、これ以上に増量
した場合にはＡＬＣ製品の強度が低下する。これは、Ａ
ＬＣ廃材に含まれる水分により原料重量が変わり、原料
混合比に変動を与えるほか、ＡＬＣ廃材はオートクレー
ブ中でほとんど反応しないか、むしろ分解するため、Ａ
ＬＣ強度の低下を招くからである。また、オートクレー
ブ養生前の可塑性の硬化体成形においても、添加された
ＡＬＣ廃材は何ら変化しないため、その使用量を増加さ
せると硬化体強度が低下するという問題点があった。
【０００７】一方、建築現場や建築物の解体現場から発
生するＡＬＣパネルなどの多量のＡＬＣ廃材は、ごく一
部が破砕もしくは粉砕され、そのまま路盤材や埋め立て
工事用として再利用されているが、大部分のＡＬＣ廃材
は有効に再利用されることなく、産業廃棄物として廃棄
処理されていた。
生するＡＬＣパネルなどの多量のＡＬＣ廃材は、ごく一
部が破砕もしくは粉砕され、そのまま路盤材や埋め立て
工事用として再利用されているが、大部分のＡＬＣ廃材
は有効に再利用されることなく、産業廃棄物として廃棄
処理されていた。
【０００８】しかるに最近では、環境保護が重要視さ
れ、産業廃棄物の減量が望まれていることに加え、良質
な珪酸質もしくは石灰質の天然原料が枯渇しつつあり、
これらのＡＬＣ用主原料の入手が今困難となることが予
想されるため、上記各種のＡＬＣ廃材を珪酸カルシウム
系原料として有効利用することが望まれている。
れ、産業廃棄物の減量が望まれていることに加え、良質
な珪酸質もしくは石灰質の天然原料が枯渇しつつあり、
これらのＡＬＣ用主原料の入手が今困難となることが予
想されるため、上記各種のＡＬＣ廃材を珪酸カルシウム
系原料として有効利用することが望まれている。
【０００９】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
珪酸質や石灰質の天然原料枯渇への対応を図るため、建
築現場やその解体現場、あるいはＡＬＣ製造工場から発
生するＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシウム系のＡ
ＬＣ原料及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
珪酸質や石灰質の天然原料枯渇への対応を図るため、建
築現場やその解体現場、あるいはＡＬＣ製造工場から発
生するＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシウム系のＡ
ＬＣ原料及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシウ
ム系ＡＬＣ原料を提供するものである。即ち、本発明の
珪酸カルシウム系ＡＬＣ原料の製造方法は、ＡＬＣ廃材
を粉砕し、１０５〜８００℃で加熱処理することを特徴
とするものである。
め、本発明は、ＡＬＣ廃材を再利用して、珪酸カルシウ
ム系ＡＬＣ原料を提供するものである。即ち、本発明の
珪酸カルシウム系ＡＬＣ原料の製造方法は、ＡＬＣ廃材
を粉砕し、１０５〜８００℃で加熱処理することを特徴
とするものである。
【００１１】また、本発明が提供する珪酸カルシウム系
ＡＬＣ原料は、ＡＬＣ廃材の粉砕物を１０５〜８００℃
で加熱処理して得られたものであり、トバモライトの結
晶水の一部又は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物を含
むことを特徴とする。
ＡＬＣ原料は、ＡＬＣ廃材の粉砕物を１０５〜８００℃
で加熱処理して得られたものであり、トバモライトの結
晶水の一部又は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物を含
むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】ＡＬＣの主な構成成分は、オート
クレーブ中で高温高圧の水蒸気養生を行うことにより生
成されるトバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ
２Ｏ）と呼ばれる結晶性の珪酸カルシウム系水和物と、
未反応の珪石とからなる。一般に、ＡＬＣ中のトバモラ
イトは完全に結晶化しておらず、上記理論化学式とは異
なる幅広い元素比を持つことが知られている。また、Ａ
ＬＣは、気泡又は細孔と呼ばれる数ｎｍ〜数１００ｎｍ
の空隙を多く含み、これらの空隙には水分が自由水とし
て吸着している。
クレーブ中で高温高圧の水蒸気養生を行うことにより生
成されるトバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ
２Ｏ）と呼ばれる結晶性の珪酸カルシウム系水和物と、
未反応の珪石とからなる。一般に、ＡＬＣ中のトバモラ
イトは完全に結晶化しておらず、上記理論化学式とは異
なる幅広い元素比を持つことが知られている。また、Ａ
ＬＣは、気泡又は細孔と呼ばれる数ｎｍ〜数１００ｎｍ
の空隙を多く含み、これらの空隙には水分が自由水とし
て吸着している。
【００１３】ＡＬＣの空隙に吸着している自由水は、約
１００℃で蒸発する。一方、トバモライト中の結晶水
は、１０５℃以上の温度で、その一部が脱水し始める。
即ち、１０５℃以下ではトバモライトの結晶水は失われ
ないため、トバモライトそのものは何ら変化しない。従
って、このようなＡＬＣ廃材をＡＬＣに添加すると、前
述のようにオートクレーブ中でトバモライトが分解し、
製品強度が低下することとなる。
１００℃で蒸発する。一方、トバモライト中の結晶水
は、１０５℃以上の温度で、その一部が脱水し始める。
即ち、１０５℃以下ではトバモライトの結晶水は失われ
ないため、トバモライトそのものは何ら変化しない。従
って、このようなＡＬＣ廃材をＡＬＣに添加すると、前
述のようにオートクレーブ中でトバモライトが分解し、
製品強度が低下することとなる。
【００１４】結晶性が乏しいトバモライトほど低い温度
で脱水し、ほぼ８００℃までにほとんどのトバモライト
の脱水が終了する。この時点での結晶構造は、もとのト
バモライトの結晶構造をほぼ保持していると考えられ
る。尚、当然のことながら、トバモライト中の自由水は
約１００℃で蒸発している。
で脱水し、ほぼ８００℃までにほとんどのトバモライト
の脱水が終了する。この時点での結晶構造は、もとのト
バモライトの結晶構造をほぼ保持していると考えられ
る。尚、当然のことながら、トバモライト中の自由水は
約１００℃で蒸発している。
【００１５】即ち、本発明において、ＡＬＣ廃材を１０
５〜８００℃で加熱処理することにより、トバモライト
の結晶水の一部又は全部が失われ、且つトバモライトと
ほぼ同じ結晶構造を持つが、トバモライトとは異なる組
成比（結晶水量）の新規な珪酸カルシウム系鉱物が得ら
れる。
５〜８００℃で加熱処理することにより、トバモライト
の結晶水の一部又は全部が失われ、且つトバモライトと
ほぼ同じ結晶構造を持つが、トバモライトとは異なる組
成比（結晶水量）の新規な珪酸カルシウム系鉱物が得ら
れる。
【００１６】このようなトバモライトの結晶水の一部又
は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物は、化学的には不
安定であるため、ＡＬＣ原料として使用すると、オート
クレーブ中で再び反応し、元のトバモライト結晶となる
か、もしくは新たに生成したトバモライトと化学的に結
合する。従って、ＡＬＣ廃材を１０５〜８００℃で加熱
処理して得られた珪酸カルシウム系鉱物は、ＡＬＣ原料
としてＡＬＣ物性を損なうことなく再利用できる。約１
００℃までに自由水も蒸発しているため、水分の変動に
よる原料混合比の変動をなくなることができる。
は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物は、化学的には不
安定であるため、ＡＬＣ原料として使用すると、オート
クレーブ中で再び反応し、元のトバモライト結晶となる
か、もしくは新たに生成したトバモライトと化学的に結
合する。従って、ＡＬＣ廃材を１０５〜８００℃で加熱
処理して得られた珪酸カルシウム系鉱物は、ＡＬＣ原料
としてＡＬＣ物性を損なうことなく再利用できる。約１
００℃までに自由水も蒸発しているため、水分の変動に
よる原料混合比の変動をなくなることができる。
【００１７】また、ＡＬＣの製造では、セメント及び生
石灰の水和反応によって可塑性の硬化体を形成させるこ
とが必要であるが、未処理のＡＬＣ廃材を使用した場
合、使用量の増加と共に硬化体強度が低下し、欠けやク
ラック等の発生を招いていた。しかしながら、本発明に
よるＡＬＣ廃材を１０５〜８００℃で加熱処理した珪酸
カルシウム系ＡＬＣ原料は、水分を吸着水として取り込
み、また一部はセメントのように水和して水和物を形成
するため、硬化体の強度低下を引き起こすことがない。
石灰の水和反応によって可塑性の硬化体を形成させるこ
とが必要であるが、未処理のＡＬＣ廃材を使用した場
合、使用量の増加と共に硬化体強度が低下し、欠けやク
ラック等の発生を招いていた。しかしながら、本発明に
よるＡＬＣ廃材を１０５〜８００℃で加熱処理した珪酸
カルシウム系ＡＬＣ原料は、水分を吸着水として取り込
み、また一部はセメントのように水和して水和物を形成
するため、硬化体の強度低下を引き起こすことがない。
【００１８】本発明では、ＡＬＣ廃材を粉砕したものを
用いるが、これは加熱処理の均一化と、短時間での効率
的な処理を行うためである。その粒度については特に制
限はないが、珪酸カルシウム原料として要求された粒度
に合わせて予め調整した後、加熱処理を行うか、あるい
は加熱処理後に粒度調整すればよい。
用いるが、これは加熱処理の均一化と、短時間での効率
的な処理を行うためである。その粒度については特に制
限はないが、珪酸カルシウム原料として要求された粒度
に合わせて予め調整した後、加熱処理を行うか、あるい
は加熱処理後に粒度調整すればよい。
【００１９】尚、本発明によるＡＬＣ廃材を１０５〜８
００℃で加熱処理した珪酸カルシウム系鉱物は、従来の
セメントや生石灰の代替原料となるほか、前述のように
未反応の珪石も含まれていることから、珪酸質原料の代
替原料も兼ね備えた珪酸カルシウム系原料となるため、
ＡＬＣ原料のみならず、その他の珪酸カルシウム系の材
料としても利用できる。
００℃で加熱処理した珪酸カルシウム系鉱物は、従来の
セメントや生石灰の代替原料となるほか、前述のように
未反応の珪石も含まれていることから、珪酸質原料の代
替原料も兼ね備えた珪酸カルシウム系原料となるため、
ＡＬＣ原料のみならず、その他の珪酸カルシウム系の材
料としても利用できる。
【００２０】ＡＬＣ廃材を８００℃よりも高い温度で加
熱すると、特開平５−３１９８７６号公報に記載されて
いるように、一般にはワラストナイト及びゾノライトと
呼ばれる珪酸カルシウム鉱物に分解する。これらは、ト
バモライトに比較して化学的に安定であるため、オート
クレーブ中で反応することが無い。また、これらの鉱物
はトバモライトのような板状の大きな結晶ではなく、針
状の微細な結晶を呈すると共に、高温で焼成されている
ため結晶が溶融し、比表面積が小さくなる。そのため、
ＡＬＣ原料として使用した場合、トバモライトを生成で
きないだけでなく、新たに生成するトバモライトと化学
的な結合を生ずることができず、結晶間の空隙を増やす
こととなり、ＡＬＣ強度の低下を招く。
熱すると、特開平５−３１９８７６号公報に記載されて
いるように、一般にはワラストナイト及びゾノライトと
呼ばれる珪酸カルシウム鉱物に分解する。これらは、ト
バモライトに比較して化学的に安定であるため、オート
クレーブ中で反応することが無い。また、これらの鉱物
はトバモライトのような板状の大きな結晶ではなく、針
状の微細な結晶を呈すると共に、高温で焼成されている
ため結晶が溶融し、比表面積が小さくなる。そのため、
ＡＬＣ原料として使用した場合、トバモライトを生成で
きないだけでなく、新たに生成するトバモライトと化学
的な結合を生ずることができず、結晶間の空隙を増やす
こととなり、ＡＬＣ強度の低下を招く。
【００２１】
【実施例】建築物の解体現場で発生したＡＬＣ廃材を、
粒径１５０μｍ以下に粉砕し、電気炉中にて下記表１に
示す各温度で加熱処理した。尚、加熱処理時間は、それ
ぞれの温度で重量減少が認められなくなるまでの時間と
した。
粒径１５０μｍ以下に粉砕し、電気炉中にて下記表１に
示す各温度で加熱処理した。尚、加熱処理時間は、それ
ぞれの温度で重量減少が認められなくなるまでの時間と
した。
【００２２】得られたＡＬＣ廃材の加熱処理物（本発明
の珪酸カルシウム系ＡＬＣ原料）を用いて、ＡＬＣを製
造した。原料の混合割合は、珪石４０重量％、生石灰５
重量％、セメント３０重量％、石膏５重量％、オートク
レーブ前のＡＬＣ切断屑５重量％、及びＡＬＣ廃材の加
熱処理物１５重量％とし、この混合物に対してアルミニ
ウム粉０.０６重量％と水とを加えてスラリーを調整し
た。
の珪酸カルシウム系ＡＬＣ原料）を用いて、ＡＬＣを製
造した。原料の混合割合は、珪石４０重量％、生石灰５
重量％、セメント３０重量％、石膏５重量％、オートク
レーブ前のＡＬＣ切断屑５重量％、及びＡＬＣ廃材の加
熱処理物１５重量％とし、この混合物に対してアルミニ
ウム粉０.０６重量％と水とを加えてスラリーを調整し
た。
【００２３】このようにして製造した各ＡＬＣについ
て、それぞれトバモライト生成量と圧縮強度を測定し、
その結果を下記表１に併せて示した。尚、トバモライト
生成量は粉末Ｘ線回析法により測定し、トバモライトの
（００２）面ピーク高さ（ＣＰＳ）により表示した。ま
た、圧縮強度の測定は、ＪＩＳ Ａ５４１６に準じた。
比較のために、同じＡＬＣ廃材をそのままＡＬＣ原料と
して使用して製造した試料１のＡＬＣについても、同様
に評価した。
て、それぞれトバモライト生成量と圧縮強度を測定し、
その結果を下記表１に併せて示した。尚、トバモライト
生成量は粉末Ｘ線回析法により測定し、トバモライトの
（００２）面ピーク高さ（ＣＰＳ）により表示した。ま
た、圧縮強度の測定は、ＪＩＳ Ａ５４１６に準じた。
比較のために、同じＡＬＣ廃材をそのままＡＬＣ原料と
して使用して製造した試料１のＡＬＣについても、同様
に評価した。
【００２４】
【表１】 （注）表中の＊を付した試料は比較例である。
【００２５】試料１及び試料２に比較して、本発明によ
るＡＬＣ廃材を加熱処理した珪酸カルシウム系原料を用
いた試料３〜７は、トバモライトの（００２）面ピーク
高さが高く、トバモライト生成量が増えていること、及
びそれに伴いＡＬＣの圧縮強度も上昇していることが分
かる。一方、焼成温度が高い試料８及び９では、トバモ
ライトのピーク高さ、及び圧縮強度が共に低下した。
るＡＬＣ廃材を加熱処理した珪酸カルシウム系原料を用
いた試料３〜７は、トバモライトの（００２）面ピーク
高さが高く、トバモライト生成量が増えていること、及
びそれに伴いＡＬＣの圧縮強度も上昇していることが分
かる。一方、焼成温度が高い試料８及び９では、トバモ
ライトのピーク高さ、及び圧縮強度が共に低下した。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、建築場やその解体現
場、あるいはＡＬＣ製造工場から発生するＡＬＣ廃材
を、珪酸カルシウム系のＡＬＣ原料として有効に再利用
することができ、枯渇しつつある天然原料の省資源化が
可能となる。
場、あるいはＡＬＣ製造工場から発生するＡＬＣ廃材
を、珪酸カルシウム系のＡＬＣ原料として有効に再利用
することができ、枯渇しつつある天然原料の省資源化が
可能となる。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＡＬＣ廃材の粉砕物を１０５〜８００℃
で加熱処理して得られたものであり、トバモライトの結
晶水の一部又は全部を失った珪酸カルシウム系鉱物を含
むことを特徴とする珪酸カルシウム系ＡＬＣ原料。 - 【請求項２】 ＡＬＣ廃材を粉砕し、１０５〜８００℃
で加熱処理することを特徴とする珪酸カルシウム系ＡＬ
Ｃ原料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006026A JP2001199757A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Ａｌｃ廃材を利用した珪酸カルシウム系ａｌｃ原料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006026A JP2001199757A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Ａｌｃ廃材を利用した珪酸カルシウム系ａｌｃ原料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001199757A true JP2001199757A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=18534617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006026A Pending JP2001199757A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Ａｌｃ廃材を利用した珪酸カルシウム系ａｌｃ原料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001199757A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012010804A1 (fr) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Guillaume Sablier | Utilisation de granulats de beton cellulaire et procede de fabrication |
| JP2015196629A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | ゴウダ株式会社 | 溶融炉の保温材、溶融炉の保温材の製造方法、および、溶融炉の保温方法 |
| JP2021042093A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | クリオン株式会社 | 軽量気泡コンクリート用リサイクル原料、およびこれを用いた軽量気泡コンクリートの製造方法 |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000006026A patent/JP2001199757A/ja active Pending
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