JP2003192408A - 石綿又は石綿含有蛇紋岩を原料とする焼成骨材 - Google Patents

石綿又は石綿含有蛇紋岩を原料とする焼成骨材

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    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
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    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/08Defibrillating asbestos

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石綿又は石綿を含有した蛇紋岩を、非石綿か
つ非繊維化した状態で焼成固化させ、石綿の有害性を喪
失させた状態で、コンクリート用のセラミックス骨材と
しての有効活用を図る。 【解決手段】 石綿又は石綿を含む蛇紋岩を、1000
〜1300℃の温度で焼成して得たことを特徴とする焼
成骨材。石綿又は石綿を含む蛇紋岩に、カオリン又はメ
タカオリンを混合し、1200〜1400℃の温度で焼
成して得たことを特徴とする焼成骨材。前記混合物が、
混合物100質量部当たり石綿又は石綿を含む蛇紋岩が
25〜30質量部、カオリン又はメタカオリンが70〜
75質量部であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石綿又は石綿を含
む蛇紋岩を無害化し、コンクリートに配合するセラミッ
ク骨材として利用するものであり、特に公害上問題のあ
る石綿セメント製品廃棄物中の石綿を無害化し、再利用
を可能にするものである。
【0002】
【従来の技術】石綿又は石綿を含む蛇紋岩については、
そのままの状態では石綿の有害性の点から使用に制約を
受けている。使用の制約を脱し、無害化するためには石
綿を熱分解する方法と、酸分解による方法がある。熱分
解による方法として、(1)石綿の結晶水が脱水して非
晶質化する650〜800℃の温度で加熱する、(2)
石綿の融点(約1500℃)以上に加熱し、溶融する、
等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(1)
の方法では、石綿または石綿を含む蛇紋岩を非石綿化で
きるが、石綿の繊維形態が残存し、有害性の消失という
点では疑問があるといわれている。また、石綿の細胞毒
性は、500℃までの加熱では減少するが、500℃以
上の加熱で再び上昇し、650℃で最大化、1000℃
以上に加熱しないと消失しないとの報告もある。さら
に、(2)の方法では、非石綿化かつ繊維形態も消失す
るが、溶融処理に高温が必要であり、処理するためには
特殊な設備が必要となる。また、前記いずれの処理を施
しても有用な活用策は確立されていない。
【0004】また、酸分解による方法では、石綿または
石綿を含む蛇紋岩を、塩酸(硫酸)などにより酸分解反
応を行い、シリカやマグネシウムなどの物質を得るもの
である。この方法では、酸や溶剤などを利用するため、
気密性のある反応設備などが必要で、他の方法でこれら
物質を得る方法に比べコスト面で不利であった。
【0005】特開平5−293457号公報には、石綿
セメント製品のリサイクル法として、製品を粉砕処理し
600〜1450℃の温度で加熱処理して無害化し、得
られた粉体組成物から水硬性硬化体を得る方法が記載さ
れている。しかし、この方法では、石綿セメント製品自
体を粉砕処理し、加熱処理するため、石綿のみを処理す
るのに比べて処理量が多くなるという問題点がある。ま
た、加熱処理したものを再度水硬性硬化体とするため、
コストアップは避けられない。また、特開平6−279
091号公報には、石綿セメント製品粉砕物にバインダ
ーと非可塑性原料及び可塑性助剤を含有してなる配合物
を、1100〜1250℃の温度で焼成した焼成品を得
る方法が記載されている。この方法でも、前記と同じ問
題点が挙げられる。
【0006】しかも、これらの方法では、石綿は繊維状
を呈する含水珪酸塩鉱物であり、それは高温処理による
脱水現象に伴いその結晶構造は分解することを認識し、
そのことから石綿セメント製品におけるX線回折による
石綿のピークが不在であるように加熱処理すればよいと
したものである。そして、石綿は通常クリソタイル及び
/又はアモサイトであり、クリソタイルは約600℃の
温度で脱水分解し、約700℃で完全に分解するので、
そのため加熱の温度の下限は約600℃であるとしてい
るものである。
【0007】本発明は、石綿又は石綿を含有した蛇紋岩
を、非石綿化かつ非繊維化した状態に焼成固化させ、石
綿の有害性を喪失させた状態で、コンクリート用のセラ
ミックス骨材としての有効活用を図るものである。特
に、石綿含有建材から分離回収した石綿などの有効利用
を図るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討を行い、石綿を1000〜
1300℃、好ましくは1200〜1300℃に加熱す
れば、繊維状から非繊維状に形態が変態することを知見
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は下記の手段により前記
の課題を解決した。 (1)石綿又は石綿を含む蛇紋岩を、1000〜130
0℃、好ましくは1200〜1300℃の温度で焼成し
て得たことを特徴とする焼成骨材。 (2)石綿又は石綿を含む蛇紋岩に、カオリン又はメタ
カオリンを混合し、1200〜1400℃、好ましくは
1300℃〜1400℃の温度で焼成して得たことを特
徴とする焼成骨材。 (3)前記混合物が、混合物100質量部当たり石綿又
は石綿を含む蛇紋岩が25〜30質量部、カオリン又は
メタカオリンが70〜75質量部であることを特徴とす
る前記(2)記載の焼成骨材。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明では、石綿又は石綿含有蛇
紋岩を、単独の場合は、1000〜1300℃、好まし
くは1200〜1300℃で焼成処理する。石綿は10
00℃以上の温度で非繊維化するが、処理の迅速化の点
から、1200℃以上の処理が好ましい。また、130
0℃を超えると、部分的に溶融し、材料同士及び焼成炉
への融着が発生するため、処理が困難となる。石綿又は
石綿含有蛇紋岩25〜30質量部に、カオリン又はメタ
カオリンを70〜75質量部混合し、1200〜140
0℃、好ましくは1300℃〜1400℃で焼成処理す
る。石綿は1200℃以上の焼成で非繊維化し、コーデ
ィエライトが生成するが、コーディエライトへの転化率
を高める点からは、1300℃以上の焼成が望ましい。
また、1400℃を超えると、部分的に溶融し、材料同
士及び焼成炉への融着が発生するため、処理が困難とな
る。このようにして得られた焼成体は、石綿が構造的に
完全に分解するとともに、形態的にも繊維形態が消失し
ており、石綿の有害性が排除できる。石綿を単独で焼成
した場合には、フォルステライトやエンスタタイトに構
造変化する。カオリンを配合したものはコーディエライ
トに構造が変化し、形態的にも繊維形態が消失する。な
お、石綿は、810〜820℃ではフォルステライトに
変化するが、この温度では繊維形態が残っており、繊維
形態が完全に消滅するには、それ以上での焼成が必要で
ある。
【0011】本発明に用いる石綿又は石綿含有蛇紋岩
は、通常鉱山より産出される蛇紋岩や石綿鉱滓を用いて
も良い。また、石綿含有建材や石綿製品の回収品から分
離回収した石綿を用いることも可能である。この場合、
石綿とそれ以外の部分を分離することで、石綿は本発明
でのコンクリート用のセラミック骨材として、他の部分
もそのままコンクリート用の骨材などとして用いること
で有効利用が図れる。
【0012】用いる石綿又は石綿含有蛇紋岩の粒度や繊
維長については、特に制約はないが、ロータリーキルン
で焼成を行う場合は、3mmφ程度以上、好ましくは5
〜15mmφ程度に造粒することが望ましい。この処理
により、キルン内での焼成材料の融着や、排ガスに伴っ
てキルン外へ焼成材料が逸散するロスを防止することが
できる。また、1200℃以上の温度で急速に非繊維化
が進行するので、焼成温度を1200℃以上に設定する
と、処理時間は、1時間程度で目的とする状態となり、
焼成時間を1200℃以下に設定した場合よりも大幅に
処理時間を短縮することができる。また、焼成後の骨材
は硬度が高くなるので、粒度調整は焼成前に行っておく
ことが望ましい。
【0013】本発明の焼成骨材に、補強用繊維、例えば
ポリビニルアルコール繊維、さらにウォラストナイトの
ような釉成分、またはセメントを添加すれば、焼成骨材
を使用したコンクリートの強度向上に有効に作用する。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例及び比較例を通して、各成分の後の数
値は全て重量部を意味する。
【0015】(実施例1)石綿100部に結着剤として
ポバール樹脂0.5部を添加し、造粒して粒径範囲が3
〜10mmの造粒物を作り、乾燥した後、ロータリーキ
ルンを用いて1200℃で60分焼成した。焼成物をX
線回折法により分析してその主成分を同定したところ、
その主成分の組成がフォルステライト系のものであり、
非繊維化していた。 (比較例1)実施例1と同じ造粒物を、ロータリーキル
ンを用いて800℃で120分焼成した。焼成物はその
主成分の組成がフォルステライト系のものであるが、繊
維形状であった。
【0016】(実施例2)石綿鉱滓(石綿を選鉱したあ
との蛇紋岩)100部を造粒しないで、電気炉を用いて
1300℃で60分焼成した。焼成物はその主成分の組
成がフォルステライト系のものであり、非繊維化してい
た。 (比較例2)実施例2と同じ材料を、電気炉を用いて8
00℃で120分焼成した。焼成物はその主成分の組成
がフォルステライト系のものであるが、繊維形状であっ
た。
【0017】(実施例3)実施例2と同じ石綿鉱滓30
部とメタカオリン70部との混合物をそのまま、電気炉
を用いて1350℃で60分焼成した。焼成物はその組
成がコーディエライト系のものであり、焼成物は非繊維
化していた。 (比較例3)実施例2と同じ材料を、電気炉を用いて9
00℃で180分焼成した。焼成物はその組成がコーデ
ィエライト系のものであるが、繊維形状であった。
【0018】(実施例4)石綿30部とメタカオリン7
0部とを混合した混合物に結着剤としてポバール樹脂
0.5部を添加し、造粒して粒径範囲が5〜10mmの
造粒物を作り、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて
1300℃で90分焼成した。焼成物をX線回折法によ
り分析したところ、その主成分の組成がコーディエライ
ト系のものであり、非繊維化していた。 (実施例5)石綿26部とカオリン74部とを混合した
混合物に結着剤としてポバール樹脂0.5部を添加し、
造粒して粒径範囲が5〜10mmの造粒物を作り、乾燥
した後、ロータリーキルンを用いて1400℃で90分
焼成した。焼成物をX線回折法により分析したところ、
その主成分の組成がコーディエライト系のものであり、
非繊維化していた。
【0019】(実施例6)石綿100部に結着剤として
ポバール樹脂0.5部を添加し、造粒して粒径範囲が5
〜15mmの造粒物を作り、乾燥した後、ロータリーキ
ルンを用いて1000℃で120分焼成した。焼成物を
X線回折法により分析したところ、その主成分の組成が
フォルステライト系のものであり、非繊維化していた。 (実施例7)石綿スレート板を粉砕後、エアーセパレー
ターで分級し、回収した石綿である、スレート回収石綿
100部に結着剤としてポバール樹脂0.5部を添加
し、造粒して粒径範囲が10〜15mmの造粒物を作
り、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて1300℃
で45分焼成した。焼成物をX線回折法により分析した
ところ、その主成分の組成がフォルステライト系のもの
であり、非繊維化していた。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、石綿又は石綿を含む蛇
紋岩を、特殊な設備を必要とせず、既存の焼成炉等によ
り、非石綿化かつ非繊維化した状態とし、骨材として安
全に活用することが可能となる。また、石綿又は石綿を
含有した蛇紋岩を、非石綿化かつ非繊維化した状態で焼
成固化させ、石綿の有害性を喪失させた状態で、コンク
リート用の骨材としての有効活用を図れる。また、石綿
又は石綿を含む蛇紋岩を熱分解する方法において、溶融
処理のような高温かつ特殊な設備を用いずに、非石綿化
かつ非繊維化状態に変化させること可能である。さら
に、石綿含有建材などの石綿製品から分離回収した石綿
の有効利用を図れる。得られる焼成骨材は、焼成温度が
高いため強度が大きく、強度の大きなコンクリート製品
や重量コンクリートを得るために使用することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 信 北海道富良野市山部1596−4 フラノ産業 株式会社内 Fターム(参考) 4D004 AA17 BA02 CA30 CB09 CB34 CC11 DA03 DA06 DA10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石綿又は石綿を含む蛇紋岩を、1000
    〜1300℃の温度で焼成して得たことを特徴とする焼
    成骨材。
  2. 【請求項2】 石綿又は石綿を含む蛇紋岩に、カオリン
    又はメタカオリンを混合し、1200〜1400℃の温
    度で焼成して得たことを特徴とする焼成骨材。
  3. 【請求項3】 前記混合物が、混合物100質量部当た
    り石綿又は石綿を含む蛇紋岩が25〜30質量部、カオ
    リン又はメタカオリンが70〜75質量部であることを
    特徴とする請求項2記載の焼成骨材。
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