JP2003055027A - Alc廃材を利用した珪酸カルシウム系原料とその製造方法及びその原料を用いたalcの製造方法 - Google Patents

Alc廃材を利用した珪酸カルシウム系原料とその製造方法及びその原料を用いたalcの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は大部分が廃棄処分されていたALC廃
材の再利用、特に珪酸カルシウム系原料としてALCの
製造に再利用する方法を提供する。 【解決手段】 ALC廃材を乾式粉砕し、ALC廃材中
に含まれる未反応珪石を含めて全体を平均粒径75μm
以下に微粉末化する。この微粉末に含まれる粒径75μ
m以下の未反応珪石は、その全体が石灰質原料と反応し
てトバモライトを生成するので、ALC製造の副原料と
して粉末原料全体の15重量%を超える添加量で使用で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、ALCの製造工
場、ビルや家屋の建築及び解体現場から発生するALC
廃材の有効利用、特に珪酸カルシウム系原料としてAL
C製造に再利用する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ALCの主原料としては、珪
石や珪砂などの珪酸質原料と、生石灰及びセメントなど
の石灰質原料と、石膏とが使用されている。これらの主
原料を用いてALCを製造するには、まず、主原料に発
泡剤であるアルミニウム粉末、水を加え、更に通常は工
程繰り返し原料や各種添加剤などを添加混練して原料ス
ラリーとする。
【0003】この原料スラリーは、必要に応じて補強用
鉄筋を配置した型枠に注入され、発泡と同時に硬化させ
る。所定時間硬化させた後、得られた半硬化体をピアノ
線で所定の形状に切断し、オートクレーブに移して高温
高圧で水蒸気養生を行なうことにより、パネルやブロッ
クなどの所定形状を有するALCが得られる。
【0004】このALCの製造過程において、半硬化体
をオートクレーブ前に所定形状に切断する時の切削屑や
切断屑、あるいは破損等により、ALC廃材が発生す
る。また、建設現場ならびに解体現場からも、パネルな
どの建材として使用されていたALC廃材が発生する。
【0005】これらのALC廃材は、その一部が工程繰
り返し原料としてALCの製造に再利用されたり、破砕
して路盤材や埋立て工事用として使用されたりしている
が、大部分はそのまま産業廃棄物として廃棄処分されて
いた。しかし、ALC廃材は年々増加し続け、また近年
では環境保護に対する要求が高まっていることから、A
LC廃材を有効利用する方法が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
からALC廃材の一部は粉砕され、ALCの主原料に添
加する副原料である工程繰り返し原料として再利用され
ている。しかし、ALC廃材を粉砕してALCの副原料
とする場合でも、その含有水分量の変動による原料重量
の変化が原料混合比に影響を与えるうえ、ALC廃材の
粉砕物はオートクレーブ中でほとんど反応せず、ALC
の主成分であるトバモライトを生成しないことから、そ
の添加量を増やすと強度などALC製品の品質の安定性
を損なう結果となっていた。そのため、副原料としての
ALC廃材の添加量は、粉末原料全体の約15重量%が
限界であった。
【0007】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
従来は大部分が廃棄処分されていたALC廃材を有効に
再利用する方法、特に珪酸カルシウム系原料としてAL
Cの製造に再利用する方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【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廃材を乾式粉砕した微粉末からな
り、全体の平均粒径が75μm以下であって、未反応珪
石を含んでいることを特徴とする珪酸カルシウム系原料
を提供するものである。
【0009】上記本発明における珪酸カルシウム系原料
の製造方法は、ALC廃材を乾式粉砕し、ALC廃材中
に含まれる未反応珪石を含めて全体を平均粒径75μm
以下に微粉末化することを特徴とする。
【0010】また、本発明が提供するALCの製造方法
は、上記本発明の珪酸カルシウム系原料を、珪酸質原料
と石灰質原料と石膏の主原料に対して添加する副原料と
して用いるものである。前記珪酸カルシウム系原料の添
加量は、粉末原料全体の15重量%を超え、30重量%
以下とすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】ALCの製造過程において、オー
トクレーブで高温高圧の水蒸気養生を行なうことによ
り、石灰質原料と珪酸質原料が反応してALCの主成分
であるトバモライトと呼ばれる結晶性の珪酸カルシウム
系水和物が形成される。このトバモライトの生成にはオ
ートクレーブ中での珪酸質原料(珪石)の溶解反応が不
可欠であり、その溶解反応の程度は反応温度や珪石の粒
径に依存し、粒径の細かい珪石ほどトバモライトの生成
速度が高くなることが知られている。
【0012】一般的に、ALCの製造に使用される珪石
の粒度分布は、粒径が約75μm以下の微粒径と、粒径
が約150〜300μmの細粒径とからなり、後者が約
40%を占めている。これら2種類の珪石のうち、微粒
径の珪石はそのほぼ全体が反応してトバモライトを生成
するが、150〜300μmの細粒径の珪石は表層部分
が反応するのみであり、大部分は未反応としてALC中
に残存していることが判明した。従って、ALC廃材中
には、粒径の大きな未反応珪石が多数含まれている。
【0013】そこで、本発明においては、ALC廃材を
平均粒径75μm以下に乾式粉砕して、廃材中に含まれ
る未反応珪石を微粒化する。得られたALC廃材の微粉
末には平均粒径75μm以下の未反応珪石が含まれ、そ
の多くは最大粒径が75μm以下となっているため、こ
の粒径が小さな未反応珪石はALC製造時のオートクレ
ーブ処理において全体が溶解反応を起こし、石灰質原料
と反応してトバモライトを生成する。即ち、得られたA
LC廃材の微粉末は、オートクレーブ処理においてトバ
モライト生成に寄与する珪酸カルシウム系原料となり、
例えばALCの製造時に主原料に添加する副原料として
再利用することが可能である。
【0014】従来、副原料である工程繰り返し原料とし
てALC廃材を再利用する場合、粉砕したALC廃材の
粒径は厳密に管理されておらず、一般的には平均粒径が
約75〜500μmであった。従って、このように大き
な平均粒径のALC廃材粉砕物では、含まれている未反
応珪石も大きいため、トバモライトの生成に殆ど寄与し
ていなかったものと考えられる。そのため、ALC廃材
粉砕物を副原料として添加すると、得られるALCの品
質低下をもたらす結果となり、これまで粉末原料全体の
約15重量%が限界とされていたのである。
【0015】これに対して、本発明においては、ALC
廃材を平均粒径75μm以下に微粉砕することによっ
て、含まれている未反応珪石の大部分が粒径75μm以
下に微粒化される。この微粒化された未反応珪石はオー
トクレーブ処理において溶解反応を起こし、トバモライ
トの生成に寄与することができるため、15重量%を上
回って添加してもALCの品質に悪影響を及ぼすことが
ない。従って、本発明の珪酸カルシウム系原料は、従来
は添加量の限界とされていたALC粉末原料全体の15
重量%を超えて添加でき、30重量%程度まで添加量を
増やしても良好な品質を保持したALC製品を得ること
が可能である。
【0016】本発明におけるALC廃材の微粉砕の程
度、即ち未反応珪石を含めた微粉末全体(珪酸カルシウ
ム系原料)の平均粒径は、75μm以下とする必要があ
り、60μm以下が更に好ましい。平均粒径が75μm
を超えて大きくなると、含まれている未反応珪石の粒径
も大きくなるため、トバモライトを殆ど生成しなくなる
か又はその生成速度が極めて小さくなるため好ましくな
い。特に、篩分けによって、未反応珪石を含めた微粉末
の最大粒径を75μmに管理すれば、含まれる未反応珪
石も全て75μm以下の粒径となり、その全体が溶解反
応してトバモライトの形成に寄与することができる。
【0017】また、ALC廃材の粉砕手段は特に限定さ
れず、例えば、ボールミル、振動ミル等の粉砕器が使用
可能である。更に、粉砕条件については、粉砕器の効率
によって異なるが、通常の場合は1〜3時間で充分であ
る。一般に粉砕時間が長いほど、微紛化される傾向にあ
る。
【0018】
【実施例】建築物の解体によって発生したALC廃材
を、乾式ボールミルで微粉砕した。その際、粉砕の程度
を変えることにより、平均粒径の異なるALC廃材の粉
砕粉を得た。これらのALC廃材粉砕粉(珪酸カルシウ
ム系原料)の平均粒径をレーザー回析粒度計にて求め
た。尚、これらのALC廃材微粉末に未反応珪石が含ま
れることは、JIS R 5202に規定される方法で
確認した。
【0019】下記表1に示すように、珪酸質原料として
珪石粉末、石灰質原料として普通ポルトランドセメント
と生石灰、及び石膏からなる主原料に対して、上記の各
ALC廃材粉砕粉(珪酸カルシウム系原料)を副原料と
して、15重量%(配合A)、30重量%(配合B)、
50重量%(配合C)の3水準で添加し、それぞれ18
0℃の飽和蒸気圧下で8時間のオートクレーブ養生を行
なってALCを製造した。また、従来例として、平均粒
径132.6μmのALC廃材粉砕粉を副原料として用
い、上記と同様にALCを製造した。
【0020】
【表1】
【0021】得られたALCについて、トバモライトの
生成と圧縮強度を測定した。即ち、トバモライトの生成
は粉末X線回析法により、トバモライトの002面のピ
ーク高さを測定した。また、圧縮強度の測定はJIS
A 5416に準じて実施した。得られた結果を、AL
Cの試料ごとに、微粉末の平均粒径、表1に示す配合の
種類と共に、下記表2に併せて示した。
【0022】
【表2】
【0023】表2から分かるように、副原料として平均
粒径132.6μmのALC廃材粉砕粉を用いた従来例
の試料1においては、配合Aでは副原料の添加量が15
重量%であるため、トバモライトの生成及びALCの圧
縮強度ともに必要なレベルを維持している。しかし、同
じ試料1でも添加量が30重量%の配合Bでは、副原料
が多くなり過ぎたため、トバモライトの生成及びALC
の圧縮強度とも著しく低下した。
【0024】一方、平均粒径が75μm以下の微粉末か
らなる本発明の珪酸カルシウムウ系原料を用いた試料2
〜5においては、その添加量が15重量%の配合A及び
添加量が30重量%の配合Bとも、従来例1の配合Aに
対してトバモライトの生成及び圧縮強度が増加している
ことが分かる。
【0025】しかし、平均粒径が75μmを超えるAL
C廃材粉砕粉を用いた比較例6〜7では、配合Aで従来
例とほぼ同程度のトバモライトの生成及び圧縮強度が得
られるものの、添加量が30重量%の配合Bではトバモ
ライトの生成及び圧縮強度が急激に低下した。また、配
合Cによる試料8は、ALC廃材粉砕粉の添加量が多す
ぎるため、その平均粒径が75μm以下であっても、ト
バモライトの生成及び圧縮強度が大幅に低下した。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、従来は大部分が廃棄処
分されていたALC廃材を有効に再利用し、特にオート
クレーブ処理において石灰質原料と共にトバモライトの
生成に寄与する珪酸カルシウム系原料として使用でき、
例えばALCの製造に副原料として用いることができ
る。しかも、ALC製造の副原料として従来に比べて多
量に添加しても、ALCの強度などの特性が低下しない
ので、ALCのコスト低下を達成できると共に、ALC
廃材の廃棄処分量の大幅な削減に役立ち、資源の有効利
用を図ることが可能となる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ALC廃材を乾式粉砕した微粉末からな
    り、全体の平均粒径が75μm以下であって、未反応珪
    石を含んでいることを特徴とする珪酸カルシウム系原
    料。
  2. 【請求項2】 ALC廃材を乾式粉砕し、ALC廃材中
    に含まれる未反応珪石を含めて全体を平均粒径75μm
    以下に微粉末化することを特徴とする珪酸カルシウム系
    原料の製造方法。
  3. 【請求項3】 ALC建材の製造方法において、珪酸質
    原料と石灰質原料と石膏の主原料に対して添加する副原
    料として、請求項1の珪酸カルシウム系原料を用いるこ
    とを特徴とするALCの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記請求項1の珪酸カルシウム系原料の
    添加量を、粉末原料全体の15重量%を超え、30重量
    %以下とすることを特徴とする、請求項3に記載のAL
    Cの製造方法。
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