JP2004315360A - Method for manufacturing hydraulic material utilizing waste material of ceramic-based building material - Google Patents

Method for manufacturing hydraulic material utilizing waste material of ceramic-based building material Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a novel hydraulic material with which the strength at ordinary temperature can be effectively assured by skillfully utilizing the characteristics of waste materials of ceramic-based building materials and with which handling quality can be improved and the final strength in ceramic-based products can be advantageously exhibited when the hydraulic material is used as a raw material for, for example, the ceramic-based products. <P>SOLUTION: The hydraulic material which contains Alite and cures at ordinary temperature is obtained by using the waste materials of the ceramic-based building materials as raw materials, adding auxiliary components containing calcium to the main raw materials and subjecting the mixture containing the main raw materials and the auxiliary components to firing treatment to react the main raw materials and the auxiliary components. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般住宅や各種建築物等の構築,補修,解体等に際して発生する廃材、例えば住宅等の窯業系外装材や瓦等の廃材を主原料として、その再利用を実現する窯業系建材の廃材を利用した水硬性材料の製造方法等に関するものである。   The present invention relates to a ceramic building material that realizes the reuse of waste materials generated when constructing, repairing, dismantling, etc., general houses and various buildings, for example, ceramics exterior materials such as houses and waste materials such as tiles as main raw materials. And a method for producing a hydraulic material using waste materials.

一般住宅やその他建築物の構築や補修,解体等に際して発生する窯業系建材の廃材は、多くの場合に埋め立て処理されるが、埋め立て地の減少とともに処理費が高騰するため、アテリアルリサイクルが考えられはじめている。例えば、粉砕して焼成処理を施すことによりセメント鉱物(セメントクリンカを含む。以下同じ。)を生成させて、水硬性材料として再利用することが考えられる。   Waste materials of ceramic building materials generated during construction, repair and demolition of general houses and other buildings are often landfilled. However, as the cost of processing increases as landfills decrease, arterial recycling is considered. I'm starting. For example, it is conceivable to produce a cement mineral (including cement clinker; the same applies hereinafter) by pulverizing and baking to reuse it as a hydraulic material.

このような建材の廃材を利用した水硬性材料としては、例えば、特許文献1にも示されているように、コンクリート廃材を含む建設廃材焼却物やポルトランドセメント、カルシウム化合物を配合した水硬性組成物や、或いは、特許文献2にも示されているように、ALC建築廃材を600〜1500℃で加熱処理することにより、酸化カルシウムとトバモライトの一部が分解した珪酸カルシウム系鉱物を含んでなる水硬性珪酸カルシウム系原料などが知られている。   As a hydraulic material using such building material waste, for example, as shown in Patent Document 1, a hydraulic waste composition containing incineration of construction waste including concrete waste, Portland cement, and a calcium compound Alternatively, as shown in Patent Literature 2, water containing a calcium silicate-based mineral in which calcium oxide and a part of tobermorite are decomposed by heat-treating ALC building waste material at 600 to 1500 ° C. Hard calcium silicate-based raw materials are known.

ところが、特許文献1に示される水硬性組成物は、あくまでもポルトランドセメントの配合を前提とするものに過ぎず、廃材の有効利用が充分に達成され難いという問題があった。   However, the hydraulic composition disclosed in Patent Literature 1 is only based on the premise that Portland cement is blended, and there is a problem that it is difficult to effectively utilize waste materials.

さらに、特許文献2に示される水硬性珪酸カルシウム系原料においては、ALC建築廃材の材質や発生環境等に応じて、加熱処理により製造された原料に含まれる酸化カルシウムや珪酸カルシウム系鉱物の含有量にばらつきが生じるおそれがあることから、安定した強度発現が実現され難いという問題を内在していたのである。   Further, in the hydraulic calcium silicate-based raw material disclosed in Patent Document 2, the content of calcium oxide and calcium silicate-based minerals contained in the raw material manufactured by the heat treatment is adjusted according to the material of the ALC building waste material, the generation environment, and the like. The problem is that there is a risk that the strength may vary, so that it is difficult to realize a stable strength.

また、過去に生産された一般住宅等の瓦や外装材には、多量のアスベストが用いられている場合がある。そのような窯業系建材の廃材では、セメント鉱物を生成させて水硬性材料として再利用することが一層難しいという問題があった。即ち、アスベストはマグネシウムを多量に含んだ鉱物繊維であり、セメント化においても、主原料である窯業系建材に対して各種補助成分等を混合する際にアスベストの均一分散性が重要となってくる。また、廃材中のアスベストの含有量が過剰であると、水硬性材料中に化合物となっていないフリーの酸化マグネシウム(f−MgO)が残ることにより、得られる水硬性材料の機能を損ねる可能性もある。   In addition, a large amount of asbestos may be used for tiles and exterior materials of general houses and the like produced in the past. In such a waste material of ceramic building materials, there is a problem that it is more difficult to generate a cement mineral and reuse it as a hydraulic material. That is, asbestos is a mineral fiber containing a large amount of magnesium, and even in cementing, uniform dispersibility of asbestos becomes important when mixing various auxiliary components and the like with ceramic building materials as a main raw material. . In addition, if the asbestos content in the waste material is excessive, free magnesium oxide (f-MgO) that is not a compound remains in the hydraulic material, which may impair the function of the obtained hydraulic material. There is also.

特開平11−263659号公報JP-A-11-263659 特開2001−199750号公報JP 2001-199750 A

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、窯業系建材の廃材の特性を巧みに利用することにより、常温下での強度が効果的に確保され得て、例えば窯業系製品の原料として用いた場合に、取り扱い性が向上され得ると共に、窯業系製品における最終的な強度が有利に発揮され得る新規な水硬性材料の製造方法等を提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background of the above-described circumstances, and the problem to be solved is to make use of the characteristics of waste materials of ceramic building materials to improve the strength at room temperature. Production of a new hydraulic material which can effectively ensure, for example, when used as a raw material of a ceramic product, can improve the handleability and can exert the final strength of the ceramic product advantageously. It is to provide a method and the like.

また、本発明は、アスベストを比較的に多く含有する瓦や建築外装材等の廃材でも、アスベストが効率的にセメント成分として取り込まれて、得られる水硬性材料において優れた機能性や硬化性能を得ることの出来る、水硬性材料の製造方法等を提供することも、目的とする。   In addition, the present invention is also effective in waste materials such as tiles and building exterior materials containing relatively large amounts of asbestos, in which asbestos is efficiently incorporated as a cement component, and exhibits excellent functionality and curing performance in the obtained hydraulic material. It is also an object to provide a method for producing a hydraulic material which can be obtained.

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve such problems will be described. The components employed in each of the embodiments described below can be employed in any combination as possible. In addition, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or based on the invention ideas that can be understood by those skilled in the art from the descriptions. It should be understood that it is recognized on the basis of.

すなわち、上述の課題を解決するために、本発明者は、窯業系建材の廃材の再利用について多くの実験と検討を加えた結果、窯業系建材の廃材に含まれる化学成分の種類および含有量に着目して該窯業系建材の廃材に特定の処理を加えることにより、常温下でのセメント強度に寄与するセメント鉱物としてのアリットが効果的に生成され得るという特徴的な事実を新たに見い出し得たのであり、かかる知見に基づいて、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させるに至ったのである。   That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted many experiments and studies on the reuse of waste materials of ceramic building materials, and as a result, the types and contents of chemical components contained in the waste materials of ceramic building materials. By focusing on the above, by adding a specific treatment to the waste materials of the ceramic building materials, it is possible to newly find a characteristic fact that alite as a cement mineral contributing to cement strength at room temperature can be effectively generated. Therefore, based on such knowledge, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, have completed the present invention.

ここにおいて、本発明の第一の態様は、窯業系建材の廃材を主原料とし、該主原料に対してカルシウムを含む補助成分を添加すると共に、これら主原料や補助成分を含む混合物に焼成処理を施して該主原料と該補助成分を反応させることにより、アリットを含有して常温で硬化する水硬性材料を得る水硬性材料の製造方法を、特徴とする。   Here, the first aspect of the present invention is to use a waste material of a ceramic building material as a main raw material, add an auxiliary component containing calcium to the main raw material, and perform a sintering process on a mixture containing the main raw material and the auxiliary component. And reacting the main raw material with the auxiliary component to obtain a hydraulic material that contains arit and cures at room temperature.

このような本発明方法に従えば、廃材に含まれるカルシウムやシリカ、鉄、その他の化学成分が目的とする水硬性材料のセメント成分として有効利用されると共に、カルシウムを含む補助成分を主原料に添加することにより、主原料と補助成分の焼成反応が調整されて、セメント強度に寄与するセメント鉱物としてのアリット(3 CaO ・SiO2等)が良好に生成するのであり、以て、常温下での硬化によって実用的な強度が充分に発揮されることとなり、窯業系製品等の製造が容易となる。 According to the method of the present invention, calcium, silica, iron, and other chemical components contained in waste materials are effectively used as cement components of a target hydraulic material, and an auxiliary component containing calcium is used as a main raw material. by adding, are adjusted firing reaction of main material and the auxiliary components, Alit as contributing cement mineral cement strength (3 CaO · SiO 2 etc.) than is favorably produced, than Te, at room temperature By hardening, the practical strength is sufficiently exhibited, and it becomes easy to manufacture ceramic products and the like.

なお、本発明において、「アリット」は、一般に C3S で表されるが、良く知られているように、理想型である3CaO・SiO2 の他、公知のセメントにも含有されている形態である各種固溶体を含む概念であり、例えばAl2 O3、Mg2 O3を含む固溶体等であっても良い。具体的には、工業的に扱われているアリットは、54CaO・MgO・Al2 3 ・16SiO2 であり、セメントにも含有されるこの固溶体も、当然に、本発明のアリットに含まれるものである。 In the present invention, “allit” is generally represented by C 3 S, but as is well known, a form contained in known cement in addition to the ideal type 3CaO · SiO 2 . This is a concept including various solid solutions, and for example, a solid solution containing Al 2 O 3 or Mg 2 O 3 may be used. Specifically, the alit being industrially treated is 54CaO.MgO.Al 2 O 3 .16SiO 2 , and this solid solution also contained in cement is naturally included in the alit of the present invention. It is.

また、本態様においては、窯業系建材の廃材に骨材等の他に適当な増量剤や補強剤等の不純物が含まれていることから、その再利用に際して環境性等が問題となるおそれがあるが、本発明方法に従うことにより、これら不純物が消失され、或いは補助成分の添加作用と相俟って、別の有用な物質に形を変えることもあることから、環境への悪影響が有利に解消され得る。   In addition, in this embodiment, since waste materials of the ceramic building material contain impurities such as an appropriate extender and a reinforcing agent in addition to the aggregate, there is a possibility that environmental problems may occur when the waste is reused. However, according to the method of the present invention, these impurities are eliminated or, in combination with the action of the addition of auxiliary components, may transform into another useful substance. Can be eliminated.

なお、窯業系建材の廃材(主原料)に対してカルシウムを含む補助成分を添加する調整方法としては、例えば、予め廃材に含まれる各種の成分を測定した後に適量の補助成分を添加したり、或いは本発明方法に従って製造された水硬性材料の強度等を測定評価することによって得られた実験データに基づいて、各種窯業系建材の廃材に補助成分を添加すること等により、実現され得る。また、本態様における常温は、加熱をしないで室内または室外で通常得ることのできる温度をいい、一般に20±15℃とされる。   In addition, as an adjustment method of adding an auxiliary component containing calcium to waste material (main raw material) of ceramic building materials, for example, after measuring various components included in the waste material in advance, adding an appropriate amount of auxiliary component, Alternatively, it can be realized by adding an auxiliary component to waste materials of various ceramic building materials based on experimental data obtained by measuring and evaluating the strength and the like of a hydraulic material manufactured according to the method of the present invention. The ordinary temperature in this embodiment refers to a temperature which can be usually obtained indoors or outdoors without heating, and is generally 20 ± 15 ° C.

また、本態様では、主原料と補助成分は、焼成に先立って十分に混練することが望ましく、例えば、湿式または乾式でそのまま混合したり、或いはボールミル等の混合機械を使用して粉砕しつつ混合することも可能である。特に、これら主原料と補助成分は、混合物の段階で細かな粉末状とされることが望ましく、それによって、焼成処理に際して、窯業系建材の廃材におけるシリカ等を含む各種成分と補助成分との反応性が向上されて、水硬性の更なる向上と安定化が図られ得ると共に、窯業系製品の製造に際して、水を加えた常温下での強度が効果的に発揮され得るのである。   Further, in the present embodiment, it is desirable that the main raw material and the auxiliary component are sufficiently kneaded before firing, for example, they are mixed as they are in a wet or dry system, or mixed while being pulverized using a mixing machine such as a ball mill. It is also possible. In particular, it is desirable that these main raw materials and auxiliary components are in the form of a fine powder at the stage of the mixture, so that, during the firing treatment, the reaction between various components including silica and the like and the auxiliary components in the waste materials of ceramic building materials. Thus, the hydraulic properties can be improved, and the hydraulic properties can be further improved and stabilized, and the strength at room temperature to which water has been added can be effectively exerted in the production of ceramic products.

さらに、本態様では、一般に、混合物を焼成処理することによってセメントクリンカが生成することとなり、該セメントクリンカをそのまま水硬性材料として市場に提供することも可能であるが、新規の窯業系製品の製造に際して粉砕等の処理を加えられることなく容易に用いられ得るように、また、取扱いや搬送作業等を容易に行うことが出来るように、破砕および粉砕処理して市場に提供されることが望ましく、更に、石膏や適当な補助剤、増量剤等を適宜に添加することも可能である。   Further, in the present embodiment, generally, a cement clinker is generated by firing the mixture, and it is possible to provide the cement clinker to the market as it is as a hydraulic material. In order to be easily used without being subjected to processing such as crushing at the time, and to be able to easily perform handling and transport operations, it is desirable that crushing and crushing processing be provided to the market, Further, gypsum, an appropriate auxiliary agent, an extender, and the like can be appropriately added.

また、これら窯業系建材の廃材と補助成分を粉砕した後の混合物における粒子の比表面積は、特に限定されるものでないが、上述の如き理由等を考慮して3000〜5000cm2/g が望ましい。 The specific surface area of the particles in the mixture obtained by grinding the waste materials and auxiliary components of these ceramic building materials is not particularly limited, but is preferably 3000 to 5000 cm 2 / g in consideration of the above-described reasons.

また、補助成分に含まれるカルシウムとしては、例えば酸化カルシウムや水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等を採用することが可能であり、或いはカキ貝殻等の貝殻屑からなるカルシウム成分を含む廃棄物を単独で用いても良く、更に、該廃棄物をカルシウム成分を含む他の材料と組み合わせて採用することも可能である。また、ダスティング、C3A 量の減量調整にも効果があるとされる鉄を補助成分として追加しても良い。 Further, as the calcium contained in the auxiliary component, for example, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, or the like can be adopted, or a waste containing a calcium component consisting of shell scraps such as oyster shells is used alone. Alternatively, the waste may be used in combination with another material containing a calcium component. Further, iron, which is also effective for dusting and C 3 A content reduction adjustment, may be added as an auxiliary component.

ここにおいて、本態様では、補助成分のカルシウム成分として、好適には炭酸カルシウム、より好適には水酸化カルシウム、より一層好適には酸化カルシウムが採用されることにより、アリットがより効率良く生成することが本発明者等によって確認されている。   Here, in this embodiment, as the calcium component of the auxiliary component, preferably, calcium carbonate, more preferably, calcium hydroxide, and more preferably, calcium oxide is employed, so that arit is more efficiently generated. Has been confirmed by the present inventors.

また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記混合物におけるCaO/SiO2のモル比が2.5〜4.0であると共に、前記焼成処理における焼成温度が1300〜1400℃であることを、特徴とする。 In a second aspect of the present invention, in the method for producing a hydraulic material according to the first aspect, the molar ratio of CaO / SiO 2 in the mixture is 2.5 to 4.0, and the calcination is performed. The sintering temperature in the treatment is 1300 to 1400 ° C.

このような本態様においては、従来のセメント生成に際して必要と考えられていた工業的製造温度としての1450℃以上の高温での焼成処理に比して、1300〜1400℃という低温度での焼成処理が採用されることから、焼却炉等の設備が簡略化されると共にエネルギコストも削減されることとなり、低コスト化が実現され得る。   In this embodiment, the calcination treatment at a low temperature of 1300 to 1400 ° C. is compared with the calcination treatment at a high temperature of 1450 ° C. or more as the industrial production temperature considered to be necessary for the conventional cement production. Is adopted, equipment such as an incinerator is simplified, and energy costs are reduced, so that cost reduction can be realized.

さらに、本態様では、窯業系建材の廃材に補助成分を添加して、これら廃材や補助成分を含む混合物におけるCaO/SiO2のモル比を2.5〜4.0に設定することにより、焼成処理後の水硬性材料におけるアリット含有量が効果的に確保され得る。即ち、CaO/SiO2のモル比が小さくなり過ぎると、窯業系建材の廃材に含まれるシリカ(SiO2)に対してカルシウムが不足することとなり、アリットが有効に生成しない。また、CaO/SiO2のモル比が大きくなり過ぎると、焼成処理に際して廃材中のSiO2と反応しないCaO が多くなり、その結果、水硬性材料中にf-CaO(フリーライム)として残存することから、例えばかかる水硬性材料を建材の材料等に用いた場合に、フリーライムが常温で炭酸ガスと反応してCaCO3 となり、基材収縮等が発生して寸法精度が有効に確保され難くなる。 Further, in this embodiment, the auxiliary component is added to the waste material of the ceramic building material, and the molar ratio of CaO / SiO 2 in the mixture containing the waste material and the auxiliary component is set to 2.5 to 4.0, so that firing is performed. The alit content in the hydraulic material after the treatment can be effectively secured. That is, when the molar ratio of CaO / SiO 2 becomes too small, calcium becomes insufficient for silica (SiO 2 ) contained in the waste material of the ceramic building material, and the arit is not effectively generated. Also, if the molar ratio of CaO / SiO 2 becomes too large, the amount of CaO that does not react with the SiO 2 in the waste material during the sintering process increases, and as a result, f-CaO (free lime) remains in the hydraulic material. Therefore, for example, when such a hydraulic material is used as a building material, the free lime reacts with carbon dioxide at room temperature to become CaCO 3 , and shrinkage of the base material occurs, and it is difficult to effectively secure dimensional accuracy. .

それ故、本態様に従えば、混合物におけるCaO/SiO2のモル比が当該範囲に含まれるように補助成分を添加、調整することにより、一般のセメント生成にあって、低温度領域とされる1300〜1400℃の焼成処理によっても、アリットが良好に生成するのであり、以て、実用的な初期強度がより一層有利に発揮され得るのである。 Therefore, according to the present embodiment, by adding and adjusting the auxiliary component so that the molar ratio of CaO / SiO 2 in the mixture is included in the range, it is set to a low temperature region in general cement production. Even in the firing treatment at 1300 to 1400 ° C., the arit is favorably formed, so that the practical initial strength can be exhibited more advantageously.

また、本態様に従って製造された塊状の水硬性材料においては、1450℃以上の高温で焼成処理して得られた塊状物(セメントクリンカ)に比して、低硬度であることから、焼成処理後に破砕、粉砕処理して粉状材料とするに際しても、処理が容易で、設備コストも抑えられるという利点がある。   In addition, the lump hydraulic material manufactured according to this embodiment has a lower hardness than the lump (cement clinker) obtained by baking at a high temperature of 1450 ° C. or more, and therefore after the baking processing. When a powdery material is obtained by crushing and pulverizing, there is an advantage that the processing is easy and the equipment cost can be reduced.

また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に係る水硬性材料の製造方法であって、前記焼成処理の前処理として、前記窯業系建築材の廃材または前記混合物に仮焼処理を施すことを、特徴とする。   Further, a third aspect of the present invention is the method for producing a hydraulic material according to the first or second aspect, wherein, as a pretreatment of the firing treatment, waste material of the ceramic building material or the mixture It is characterized by performing a calcination treatment.

このような本態様においては、焼成処理を施す前の窯業系建材の廃材または混合物に仮焼処理として、例えば500〜800℃の温度で加熱処理を施すことにより、窯業系建材の廃材に含まれる不純物が効率よく除去されることとなり、混合物の焼成過程における窯業系建材の廃材と補助成分の反応性が向上されることから、アリットが良好に生成されて、目的とする水硬性能の更なる向上が図られ得る。   In such an embodiment, the waste material or mixture of the ceramic building material before the firing treatment is included in the waste material of the ceramic building material by performing a heat treatment at a temperature of, for example, 500 to 800 ° C. as a calcining treatment. Impurities are efficiently removed, and the reactivity of waste materials and auxiliary components of ceramic building materials in the firing process of the mixture is improved, so that arit is well generated and the intended hydraulic performance is further improved. Improvement can be achieved.

なお、窯業系建材の廃材に含まれる不純物としては、例えばパルプ等の有機系材料の他に、後述する第十の態様に係る有機質包装材等が挙げられる。これら不純物は、仮焼処理によって、炭素となり酸化して炭酸ガスになると推考される。更に、仮焼処理を施すことにより、窯業系建材の廃材の脱炭酸作用も達成されて、反応における不純物が効率よく除去され得るものと推考される。また、仮焼時間は、処理設備の大きさや処理能力、廃材の材質や量等にもよるが、好適には30〜180分、より好適には90分〜180分とされる。   The impurities contained in the waste materials of the ceramic building materials include, for example, an organic packaging material according to a tenth embodiment described below in addition to an organic material such as pulp. It is presumed that these impurities become carbon and oxidize into carbon dioxide gas by the calcination treatment. Furthermore, it is presumed that by performing the calcination treatment, the decarbonation effect of the waste material of the ceramic building material is also achieved, and the impurities in the reaction can be efficiently removed. The calcination time is preferably 30 to 180 minutes, more preferably 90 to 180 minutes, depending on the size and processing capacity of the processing equipment, the material and amount of waste material, and the like.

また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記窯業系建材の廃材がアスベストを含有し、該アスベストを前記水硬性材料の原料として利用することを、特徴とする。   Further, a fourth aspect of the present invention is the method for producing a hydraulic material according to any one of the first to third aspects, wherein the waste material of the ceramic building material contains asbestos, and the asbestos is removed from the hydraulic material. It is characterized in that it is used as a raw material for materials.

このような本態様では、前述の第三の態様に従う仮焼処理による不純物の除去効果等に加えて、特にアスベストを含む窯業系建材の廃材の焼成処理に際して格別の効果を得ることが出来る。即ち、アスベスト中のSiO2がアリットの主成分の一つであるCaO と固溶してアリットの組成に利用されると共に、アスベスト中のMgO が固溶体の一部のCaO と置換されて置換固溶体を形成し、更に、アスベスト中のFe2O3 がC4AFとして水硬性材料に取り込まれる。 In this embodiment, in addition to the effect of removing impurities by the calcination treatment according to the above-described third embodiment, a special effect can be obtained particularly in the burning treatment of waste materials of ceramic building materials including asbestos. That is, the SiO 2 in the asbestos is used in the composition of Alit solid solution with CaO, which is one of the main components of Alit, a substitution solid solution of MgO in asbestos is replaced with a portion of CaO solid solutions Then, Fe 2 O 3 in the asbestos is incorporated into the hydraulic material as C 4 AF.

その結果、アスベストの構造が有利に破壊されて無害化され得るのであり、しかも、アスベストの主成分の一部がアリットの組成に利用されることから、環境保全と原料の有効活用に伴うコスト削減化が両立して高度に達成され得るのである。   As a result, the structure of asbestos can be advantageously destroyed and rendered harmless, and since some of the main components of asbestos are used in the composition of arit, cost reductions associated with environmental conservation and effective use of raw materials are achieved. Can be achieved at the same time to a high degree.

また、本態様にあっては、水硬性材料における急結(偽凝結)作用を起こすC3A が減少されると共に、Fe2O3 やMgO には焼成処理における液相反応の温度低下および固溶反応を促進させる作用があることから、水硬性材料の硬化特性がより一層安定され得るという利点がある。 Further, in this embodiment, the amount of C 3 A causing a quick setting (pseudo-setting) action in the hydraulic material is reduced, and the temperature of the liquid phase reaction during the firing treatment is reduced and the solidification is reduced by Fe 2 O 3 and MgO. The effect of accelerating the dissolution reaction has the advantage that the curing characteristics of the hydraulic material can be further stabilized.

更にまた、本態様では、特に限定されるものでないが、本発明者等によりアスベストの一種であるクリソタイルを焼成処理して粉末X線回折(XRD) およびSEM
観察により分析した結果、700℃程度で結晶水脱離による構造破壊が起こり、1200℃ではガラス化することが確認された。これらの結果により、本態様では、アスベストが固溶体形成反応の材料としてカルシウム等と反応して他成分になるものと推考される。
Furthermore, in the present embodiment, although not particularly limited, the present inventors have fired chrysotile, which is a kind of asbestos, to obtain powder X-ray diffraction (XRD) and SEM.
As a result of analysis by observation, it was confirmed that structural destruction due to crystallization water desorption occurred at about 700 ° C. and vitrification occurred at 1200 ° C. From these results, in this embodiment, it is assumed that asbestos reacts with calcium or the like as a material for the solid solution forming reaction to become another component.

また、本発明の第五の態様は、前記第四の態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記主原料に対して前記補助成分を添加した後、前記アスベスト中の結晶水が分離する温度に加熱することで仮焼成を施すと共に、該アスベストを粉砕する応力を供給し、次いで前記焼成処理を施すことを、特徴とする。   In a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a hydraulic material according to the fourth aspect, the temperature at which crystal water in the asbestos is separated after adding the auxiliary component to the main raw material. The preheating is performed by heating the asbestos, the stress for pulverizing the asbestos is supplied, and then the firing is performed.

このような本態様では、前記第四の態様と同様な効果を発揮し得ることに加えて、アスベスト中のSiO2とMgO が一層効率的に消費されて水硬性材料中に取り込まれることとなる。 In this embodiment, in addition to the same effect as in the fourth embodiment, the SiO 2 and MgO in asbestos are more efficiently consumed and taken into the hydraulic material. .

すなわち、アスベストはSiO2とMgO とH2O の結合体であり、窯業系建材の廃材からなる主原料に対してカルシウムを含む補助成分を添加して混合する際にも、その成分の偏りを、避けることが難しい。また、かかる窯業系建材を微粉砕してから混合する場合においても、アスベストの粉塵が有毒となることから、取り扱いが困難になると考えられる。そこにおいて、本態様に従えば、主原料たる窯業系建材に補助成分としてのカルシウムを添加してから、アスベスト中の結晶水が分解せしめられることから、アスベストが結合水を失って効率的に繊維を破砕することが出来るのであり、これにより、その後の焼成による固溶反応をより効率的に生ぜしめ得て、アスベスト含有廃材を主原料とする場合でも良好な機能や硬化性能を有する水硬性材料を得ることが可能となるのである。 In other words, asbestos is a combination of SiO 2 , MgO and H 2 O, and when adding and mixing an auxiliary component containing calcium to the main raw material consisting of the waste material of ceramic building materials, the asymmetry of the component is reduced. , Difficult to avoid. Also, when such ceramic building materials are pulverized and then mixed, it is considered that handling becomes difficult because asbestos dust becomes toxic. In this regard, according to this embodiment, after adding calcium as an auxiliary component to the ceramic building material as the main raw material, the crystallization water in the asbestos is decomposed, so that the asbestos loses the bound water and efficiently removes the fiber. This makes it possible to more efficiently cause a solid solution reaction by the subsequent sintering, and a hydraulic material having a good function and curing performance even when asbestos-containing waste material is used as a main raw material. Can be obtained.

より詳しくは、本態様に従って水硬性材料を製造するに際しては、主原料であるアスベスト含有廃材に対して炭酸カルシウム等の補助成分を加えて混合した後、700℃以上で仮焼成し、その後に粉砕の応力を加えて混合することが望ましい。先ず、アスベスト含有廃材に炭酸カルシウム等を適正比で混合し、700℃以上で仮焼成を行うが、より好適には1000℃位に設定される。時間は10分以上が好ましく、より好適には30分程度とされる。このような仮焼成処理により、アスベストは結合水を失い、シェア(剪断応力を生ぜしめる外力)を加えると繊維が容易に砕ける状態となる。   More specifically, when producing a hydraulic material according to the present embodiment, an auxiliary component such as calcium carbonate is added to the asbestos-containing waste material, which is a main raw material, and mixed, then calcined at 700 ° C. or more, and then pulverized. It is desirable to mix by applying the following stress. First, calcium carbonate or the like is mixed with an asbestos-containing waste material at an appropriate ratio, and calcining is performed at 700 ° C. or more. More preferably, the temperature is set to about 1000 ° C. The time is preferably 10 minutes or more, and more preferably about 30 minutes. As a result of such a calcination treatment, asbestos loses bound water, and when shear (an external force that generates shear stress) is applied, the fibers are easily broken.

なお、炭酸カルシウム等の補助成分を添加する前に、アスベスト含有廃材を単体で仮焼成を行ってもよいが、本態様の如く、炭酸カルシウム等のカルシウム源からなる補助成分を加えた後に仮焼成する方がよい。そうすることにより、アスベスト成分とカルシウムが反応して一層粉砕されやすくなるからである。   In addition, before adding the auxiliary component such as calcium carbonate, the asbestos-containing waste material may be temporarily calcined alone, but as in this embodiment, after the auxiliary component consisting of a calcium source such as calcium carbonate is added, the preliminary firing is performed. It is better to do. By doing so, the asbestos component reacts with calcium to make it easier to grind.

また、本態様における焼成後の粉砕は、例えばボールミル等で混合粉砕することによって行われる。粉砕後の粒度は、処理時間や取扱性に関して許容される限り比表面積が細かい程良く、その後の焼成処理による固溶反応が一層効率的に行われるようになる。具体的には、処理時間や粉砕効果等を考慮すると、例えばボールミル等で数分〜数十分の粉砕処理が、好適に採用される。即ち、粉砕応力を与えると、仮焼成によって結合水(H2O )を失ったアスベストのSiO2とMgO が主原料中に均一に分散されることとなり、その結果、焼成時において未反応のSiO2が減少し、例えば1300℃付近でも固溶反応が効率よく進み、セメント(水硬性材料)の主要成分であるアリットが生成する。これにより、未反応時に発生するf−CaO やf−MgO (化合物となっていないフリーのCaO やMgO )の量が少なくなるのであり、よって、アスベスト含有廃材を主原料とした場合でも、特に本態様の製造方法に従って水硬性材料を生成することにより、機能的に安定したリサイクルセメントとしての水硬性材料を一層有利に得ることが可能となるのである。 In addition, the pulverization after firing in this embodiment is performed by, for example, mixing and pulverizing with a ball mill or the like. The particle size after the pulverization is better as the specific surface area is smaller as long as the processing time and handleability are permissible, so that the solid solution reaction by the subsequent baking treatment can be performed more efficiently. Specifically, in consideration of the processing time, the pulverizing effect, and the like, a pulverization treatment of, for example, several minutes to several tens of minutes by a ball mill or the like is preferably employed. That is, given a crushing stress, becomes the SiO 2 and MgO asbestos lost bound water (H 2 O) by calcination is uniformly dispersed in the main raw material, as a result, unreacted during sintering SiO 2 decreases, for example, the solid solution reaction proceeds efficiently even at around 1300 ° C., and arit, which is a main component of cement (hydraulic material), is generated. As a result, the amount of f-CaO and f-MgO (free CaO and MgO that is not a compound) generated during the non-reaction is reduced. By producing the hydraulic material according to the manufacturing method of the embodiment, it is possible to more advantageously obtain a hydraulically stable material as a functionally stable recycled cement.

また、本発明の第六の態様は、前記第四又は第五の態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記主原料としての窯業系建材に含有される前記アスベストの量が、該主原料に前記補助成分を添加した後の前記仮焼成前の状態で2.7重量%以下であることを、特徴とする。   In a sixth aspect of the present invention, in the method for producing a hydraulic material according to the fourth or fifth aspect, the amount of the asbestos contained in the ceramic-based building material as the main raw material is the main raw material. And before the calcination, after addition of the auxiliary component, is 2.7% by weight or less.

このような本態様では、前記第四の態様又は第五の態様と同様な効果を発揮し得ることに加えて、未反応時に発生するf−MgO の水硬性材料中における残存をより効果的に抑えて、得られる水硬性材料における機能の更なる安定化を図ることが可能となる。   In this embodiment, in addition to being able to exhibit the same effects as those of the fourth embodiment or the fifth embodiment, the remaining of f-MgO generated in the unreacted state in the hydraulic material is more effectively achieved. In addition, it is possible to further stabilize the function of the obtained hydraulic material.

すなわち、アスベストの主成分であるMgO は、分散させることにより上述の如く焼成中にアリットの一部として取り込まれるが、仮焼成前の原料(主原料に補助成分を配合せしめた後のもの)中のアスベスト量が2.7重量%以下であると、アスベスト成分中のMgO が、焼成中に略完全にアリットの中に取り込まれ得る。一方、2.7重量%を越えるアスベストを含む原料を用いた場合には、アリットの生成量のバラツキにもよるが、アリット中に取り込む事ができるMgOの限界を超えてしまい、生成される水硬性材料中に余剰のMgOがf−MgOとして、単独で存在するようになる。その結果、f−MgOの存在によって施工後の膨張と、それに起因する強度低下等が懸念される不安定な水硬性材料となってしまう。   That is, as described above, MgO, which is a main component of asbestos, is taken in as a part of the arit during firing as described above. However, in the raw material before temporary firing (after mixing the auxiliary component with the main raw material), If the amount of asbestos is 2.7% by weight or less, MgO in the asbestos component can be almost completely incorporated into the arit during firing. On the other hand, when a raw material containing asbestos exceeding 2.7% by weight is used, although it depends on the variation in the amount of generated arit, it exceeds the limit of MgO that can be taken into the arit, and the generated water is Excess MgO is present alone as f-MgO in the hard material. As a result, the presence of f-MgO results in an unstable hydraulic material in which expansion after construction and a resulting decrease in strength are concerned.

特に、現在から今後に取り壊しが増加する20〜30年前の建材にはアスベストが多量(20%程度)に含まれていることがあり、この廃材を主原料として用いた場合には、たとえ成分を均一分散し得た場合でも、余剰のMgO成分がf−MgOとしてセメントクリンカ中に残ることから、現実的に無視できない問題となる。   In particular, building materials 20 to 30 years ago, in which demolition will increase in the future from now on, may contain a large amount (about 20%) of asbestos. However, even if it is possible to uniformly disperse, the excessive MgO component remains in the cement clinker as f-MgO, which is a problem that cannot be ignored in practice.

そこで、本態様においては、アスベストの含有量が仮焼成前の原料状態で2.7重量%以下となる廃材だけを選別利用することによって機能的に優れた水硬性材料を得ることを可能とし、或いはアスベストの含有量が2.7重量%を越える原料となる程に廃材のアスベスト含有量が多い場合には、アスベストを含まない外装材系の廃材などと予め混合することによって、主原料中のアスベスト含有量を落として、仮焼成前の原料におけるアスベスト含有量を2.7重量%以下に調整することによって、機能的に優れた水硬性材料を安定して製造することが出来るのである。   Therefore, in the present embodiment, it is possible to obtain a functionally excellent hydraulic material by selectively using only waste materials in which the asbestos content is 2.7% by weight or less in the raw material state before calcining, Alternatively, when the asbestos content of the waste material is so large that the asbestos content exceeds 2.7% by weight, the asbestos-containing exterior material-based waste material is preliminarily mixed with the asbestos-free waste material to thereby reduce the amount of asbestos in the main material. By reducing the asbestos content and adjusting the asbestos content in the raw material before calcining to 2.7% by weight or less, it is possible to stably produce a hydraulic material excellent in functionality.

また、本発明の第七の態様は、前記第四又は第五の態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記主原料としての窯業系建材に含有される前記アスベストの量が、該主原料に前記補助成分を添加した後の前記仮焼成前の状態で2.7重量%を越える場合に、該主原料に対してフライアッシュを添加して混合することにより、かかるアスベストの含有量を2.7重量%以下に調整することを、特徴とする。   Further, a seventh aspect of the present invention is the method for producing a hydraulic material according to the fourth or fifth aspect, wherein the amount of the asbestos contained in the ceramic building material as the main raw material is the main raw material. In the case where the content exceeds 2.7% by weight before the calcination after the addition of the auxiliary component, fly ash is added to the main raw material and mixed to reduce the asbestos content to 2%. It is characterized in that it is adjusted to 0.7% by weight or less.

このような本態様では、前記第四の態様又は第五の態様と同様な効果を発揮し得ることに加えて、たとえ主原料の含有アスベストが多い場合でも、未反応で発生するf−MgO の水硬性材料中における残存を抑えて、得られる水硬性材料における機能の安定化を図ることが可能となる。   In this embodiment, in addition to the effect similar to that of the fourth embodiment or the fifth embodiment, even if the asbestos contained in the main raw material is large, the amount of f-MgO The function in the obtained hydraulic material can be stabilized by suppressing the residual in the hydraulic material.

すなわち、原材料である瓦や外装材等の廃材中のアスベスト量が多い場合でも、本発明に従って、フライアッシュを添加混合することにより、かかるフライアッシュを加えた主原料中のアスベストの含有量を低下させて、補助成分を加えた後の仮焼成前の原料におけるアスベストの含有量を2.7重量%以下に抑えることにより、上述の本発明の第五の態様と同様に、余剰のMgO成分のf−MgOとしての残存を抑えて、機能的に優れた水硬性材料を安定して製造することが可能となるのである。   That is, even when the amount of asbestos in waste materials such as tiles and exterior materials as raw materials is large, by adding and mixing fly ash according to the present invention, the content of asbestos in the main raw material to which such fly ash is added is reduced. By controlling the asbestos content in the raw material before the preliminary calcination after adding the auxiliary component to 2.7% by weight or less, the excess MgO component can be reduced in the same manner as in the fifth embodiment of the present invention. Thus, it is possible to stably produce a hydraulic material excellent in functionality by suppressing the residual as f-MgO.

しかも、本態様においては、建材等と同様な廃棄物として、火力発電所で生成されるフライアッシュを利用することにも大きな特徴があり、この廃棄物であるフライアッシュをアスベスト過剰廃材と混合することにより、水硬性材料の一つの材料として有効利用を図ることが出来るのである。   Moreover, in the present embodiment, there is a great feature in using fly ash generated in a thermal power plant as waste similar to building materials, and the fly ash, which is waste, is mixed with asbestos excess waste. Thereby, it can be effectively used as one of the hydraulic materials.

そして、このようにフライアッシュを添加すると、MgO量の割合が減るだけでなく、フライアッシュには非晶質Siが含まれることから、カルシウムを含む補助成分の添加後にとげる焼成に際しても、固溶反応が起こりやすい廃材となり得るのであり、高い機能性と硬化性能を備えた水硬性材料を得ることが可能となるのである。   When fly ash is added in this manner, not only does the ratio of the MgO amount decrease, but also because fly ash contains amorphous Si, it also forms a solid solution during sintering after the addition of an auxiliary component containing calcium. It can be a waste material in which the reaction easily occurs, and it becomes possible to obtain a hydraulic material having high functionality and curing performance.

また、本発明の第八の態様は、前記第一乃至第七の何れかの態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に、かかる粉砕処理の際に水を加えることを、特徴とする。   Further, an eighth aspect of the present invention is directed to the method for producing a hydraulic material according to any one of the first to seventh aspects, wherein the waste material of the ceramic building material is subjected to crushing treatment, and And adding water to the water.

このような本態様においては、特にアスベストやその他の有害物質を含む窯業系建材の廃材を粉砕処理する際に、かかる粉砕処理等に基づく有害物質の飛散が軽減乃至は防止されることとなり、それによって、作業環境の安全性が向上され得る。   In this embodiment, particularly when crushing waste materials of ceramic building materials containing asbestos and other harmful substances, scattering of harmful substances based on such crushing processing is reduced or prevented. Thereby, the safety of the working environment can be improved.

なお、本態様の水には、例えば、河川等の水や浄化処理された水道水等の水が採用される他に、適当な物質を水に溶解させた水溶液等も採用される。また、本態様において、窯業系建材の廃材に粉砕処理を施す際に水を加える方法としては、例えば、廃材と補助成分をボールミル等の混合機械に投入して両材料を混練する際に水を適宜に加えたり、或いは、廃材を補助成分と混合する前に予め粉砕処理する際に水の適量を加えること等により実現される。また、好適には、廃材を粉砕処理する設備が防護壁を備えたり、隔離的に設置されたりすることにより、安全性の更なる向上が図られ得る。   In addition, as the water of the present embodiment, for example, water such as river water or purified tap water is used, and an aqueous solution in which an appropriate substance is dissolved in water is also used. Further, in the present embodiment, as a method of adding water when performing crushing treatment on the waste material of the ceramic building material, for example, when the waste material and the auxiliary component are put into a mixing machine such as a ball mill and the two materials are kneaded, water is used. It is realized by adding it appropriately, or adding an appropriate amount of water at the time of pulverizing before mixing the waste material with the auxiliary component. Further, preferably, the facility for crushing the waste material is provided with a protective wall or is installed separately, so that the safety can be further improved.

また、本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れかの態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に、かかる粉砕処理の際に注水処理を施すことにより湿式のペレットを得て、該ペレットを前記主原料として用いることを、特徴とする。   Further, a ninth aspect of the present invention is the method for producing a hydraulic material according to any one of the first to eighth aspects, wherein the waste material of the ceramic building material is subjected to crushing treatment, , A wet pellet is obtained by subjecting the pellet to water injection, and the pellet is used as the main raw material.

このような本態様においては、廃材に注水処理を施すことにより、例えば粉砕処理に際しての廃材に含まれるアスベスト等の有害物質の飛散が効果的に防止されることに加えて、これら粉砕処理および注水処理により得られた湿式のペレットを主原料として用いることにより、材料の運搬時や補助成分との混合時等の有害物質の飛散も有効に防止されることから、環境保全および廃材の取り扱い性の更なる向上が図られ得る。   In this embodiment, by performing the water injection treatment on the waste material, for example, in addition to effectively preventing the scattering of harmful substances such as asbestos contained in the waste material at the time of the pulverization treatment, in addition to these pulverization treatment and water injection By using wet pellets obtained as a main raw material, scattering of harmful substances during transportation of materials and mixing with auxiliary components can be effectively prevented. Further improvements can be achieved.

なお、本態様の注水処理には、例えば前記第八の態様に示される如き水を廃材に加えることにより有利に実現される。また、廃材の粉砕処理としては、乾式または湿式の粉砕処理が採用される。そこにおいて、乾式の粉砕処理を採用する場合には、廃材に粉砕機等による粉砕処理を施して得られた粉体に適量の水を加えることにより、本態様の粉砕処理および注水処理が完了する。また、湿式の粉砕処理を採用する場合には、予め注水した粉砕機に廃材を投入し、該廃材に粉砕処理を施すことにより、本態様の粉砕処理および注水処理が完了する。また、湿式のペレットは、例えば、窯業系建材の廃材に粉砕処理および注水処理を施すことによって塊状物として実現される他に、該廃材に粉砕処理を施した粉体に注水処理を施すと共に、転動によって団子状等に固めることにより実現したり、或いは該粉体に注水処理を施す際に結合剤等を添加して塊状に固めることにより実現される。   Note that the water injection treatment of this embodiment is advantageously realized by adding water as shown in the eighth embodiment to waste material. In addition, dry or wet pulverization is employed as the pulverization of the waste material. In this case, when a dry pulverization treatment is adopted, the pulverization treatment and the water injection treatment of this embodiment are completed by adding an appropriate amount of water to the powder obtained by subjecting the waste material to a pulverization treatment with a pulverizer or the like. . When a wet pulverization process is adopted, the waste material is put into a pulverizer to which water has been injected in advance, and the waste material is subjected to the pulverization process, whereby the pulverization process and the water injection process of this embodiment are completed. Also, wet pellets, for example, in addition to being realized as a lump by performing crushing treatment and water injection treatment of waste materials of ceramic building materials, while performing water injection treatment on the powder that has been subjected to crushing treatment of the waste materials, It can be realized by hardening into a dumpling or the like by tumbling, or by adding a binder or the like at the time of performing water injection treatment on the powder and hardening into a bulk.

また、前記第八および第九の態様では、水を加えた窯業系建材の廃材を適度な湿度に保つことにより、廃材にアスベストを含む場合に、該アスベストにおける廃材や補助成分等を物理的に吸着する作用が向上されることとなり、焼成中の固溶反応がより効果的に進行されることも期待され得る。更に、前記第五および第六の態様における水の含有量(水分量)は特に限定されるものでないが、望ましくは、水分量が水/廃材の重量比で0.2〜2.0にされる。水分量が低くなり過ぎると、粉塵が気中に放散する一方、水分量が高くなり過ぎると、廃材と補助成分の混合物の焼成処理において、水の揮発に要するエネルギロスが大きくなる。   Further, in the eighth and ninth aspects, by maintaining the waste material of the ceramic building material to which water is added at an appropriate humidity, when the waste material contains asbestos, the waste material and auxiliary components in the asbestos are physically removed. The effect of adsorption is improved, and it can be expected that the solid solution reaction during firing proceeds more effectively. Further, the water content (water content) in the fifth and sixth aspects is not particularly limited, but preferably, the water content is 0.2 to 2.0 by weight of water / waste material. You. If the water content is too low, the dust diffuses into the air, while if the water content is too high, the energy loss required for water volatilization in the firing treatment of the mixture of the waste material and the auxiliary component increases.

また、本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れかの態様に係る水硬性材料の製造方法において、前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施した後に、該窯業系建材の廃材を有機質包装材で包装すると共に、前記補助成分と混合することにより前記混合物を得ることを、特徴とする。   Further, a ninth aspect of the present invention is the method for producing a hydraulic material according to any one of the first to eighth aspects, wherein after subjecting the waste material of the ceramic building material to a crushing treatment, And packaging the waste material with an organic packaging material and mixing the waste material with the auxiliary component to obtain the mixture.

このような本態様においては、焼成処理に際して混合物の取り扱い性が向上され得るのであり、しかも、有機質包装材を採用したことにより、混合物の焼成時に包装材が焼失されることから、作業工程の簡便化が有利に図られ得る。   In this embodiment, the handleability of the mixture can be improved during the baking treatment, and the use of the organic packaging material causes the packaging material to be burned off during the baking of the mixture, thereby simplifying the working process. Can be advantageously achieved.

さらに、本発明の第十一の態様は、窯業系建材の廃材を主原料とし、該主原料に対してカルシウムを含む補助成分を添加すると共に、これら主原料や補助成分を含む混合物に焼成処理を施して該主原料と該補助成分を反応させることにより製造された、アリットを含有して常温で硬化する水硬性材料を、特徴とする。   Furthermore, an eleventh aspect of the present invention is characterized in that a waste material of a ceramic building material is used as a main raw material, an auxiliary component containing calcium is added to the main raw material, and a baking treatment is performed on a mixture containing the main raw material and the auxiliary component. And reacting the main raw material with the auxiliary component, which is characterized by containing an arit and hardening at room temperature.

このような本態様に係る水硬性材料においては、カルシウムを含む補助成分の添加量を調整することによって、セメント強度に寄与するアリットの生成量が適宜に調整されることから、所望の強度が発揮され得るのである。   In the hydraulic material according to the present aspect, by adjusting the amount of the auxiliary component containing calcium, the amount of arit that contributes to the cement strength is appropriately adjusted, so that the desired strength is exhibited. It can be done.

なお、本態様の水硬性材料は、上述の如きアリット(C3S) を多く含む他に、ベリット(2CaO・SiO2)や3 CaO ・Al2 O3(C3A) 、4CaO・Al2 O3・Fe2 O3(C4AF)、CaO 、アリットにAl2 O3、Mg2 O3が一部置換した置換固溶体等を適宜に含有する。また、水硬性材料の形状は、特に限定されるものでなく、市場に提供される形態や取り扱い性等を考慮して、粉状や塊状等が適宜に採用される。 The hydraulic material of the present embodiment contains not only the above-mentioned arit (C 3 S) but also berit (2CaO · SiO 2 ), 3CaO · Al 2 O 3 (C 3 A), 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 4 AF), CaO 2 , and an alitite appropriately containing a substituted solid solution in which Al 2 O 3 and Mg 2 O 3 are partially substituted. In addition, the shape of the hydraulic material is not particularly limited, and a powdery or lump-like shape is appropriately adopted in consideration of a form provided on the market, handleability, and the like.

また、かかる水硬性材料を用いて窯業系製品を製造する場合には、水硬性材料を砂や水と練り混ぜて常温で硬化させることにより、窯業系製品を製造することが可能であり、或いは水硬性材料や砂、水等を含んだ混合物の硬化後に、要求される強度等に応じてかかる混合物に高温高圧養生を施すことにより、窯業系製品を実現することも可能である。   In the case of manufacturing a ceramic product using such a hydraulic material, it is possible to manufacture a ceramic product by kneading the hydraulic material with sand or water and curing at room temperature, or After hardening a mixture containing a hydraulic material, sand, water, etc., the mixture is subjected to high-temperature and high-pressure curing according to the required strength and the like, thereby realizing a ceramic product.

更にまた、本態様では、普通ポルトランドセメント等のセメント材料の添加を基本的に必要としない。即ち、本態様に係る水硬性材料は、セメント材料を添加することを否定するものでないが、あくまで窯業系建材の廃材を主原料とするものであって、セメント材料が該水硬性材料に対して20重量%以上とされることはない。蓋し、本態様の水硬性材料は、セメント材料を用いることなく、常温硬化して実用的な強度を得ることが出来るものだからである。   Furthermore, in this embodiment, it is basically unnecessary to add a cement material such as ordinary Portland cement. That is, although the hydraulic material according to the present embodiment does not deny the addition of a cement material, it is mainly a waste material of a ceramic building material, and the cement material is used for the hydraulic material. It does not exceed 20% by weight. This is because the hydraulic material of the present embodiment can be cured at room temperature without using a cement material to obtain practical strength.

更にまた、本発明の第十二の態様は、前記第十一の態様に係る水硬性材料を用いた窯業系混和材を、特徴とする。   Furthermore, a twelfth aspect of the present invention is characterized by a ceramic admixture using the hydraulic material according to the eleventh aspect.

また、本発明の第十三の態様は、前記第十一の態様に係る水硬性材料を用いて、高温高圧養生を行って製造された窯業系製品を、特徴とする。   A thirteenth aspect of the present invention is characterized by a ceramic product manufactured by performing high-temperature and high-pressure curing using the hydraulic material according to the eleventh aspect.

さらに、本発明の第十四の態様は、前記第十二の態様に係る窯業系混和材を用いて製造された窯業系製品を、特徴とする。   Further, a fourteenth aspect of the present invention is characterized by a ceramic product manufactured using the ceramic admixture according to the twelfth aspect.

なお、前記第十三および第十四の態様に係る窯業系製品は、水硬性材料の材質や目的とする製品の作製条件等に応じて、各種の窯業系製品に適用されるものであり、例えば、コンクリート系の外装材や瓦等に有利に適用される。   The ceramic products according to the thirteenth and fourteenth aspects are applied to various ceramic products, depending on the material of the hydraulic material and the production conditions of the intended product, and the like. For example, it is advantageously applied to concrete-based exterior materials and roof tiles.

また、本発明の第十五の態様は、窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に注水処理を施して塊状としたものであって、前記第一乃至第十の何れかの態様に係る水硬性材料の製造方法における主原料として用いられる湿式のペレットを、特徴とする。   In a fifteenth aspect of the present invention, the waste material of the ceramic building material is subjected to a crushing treatment and a water injection treatment to form a lump, and the water according to any one of the first to tenth aspects is used. It is characterized by a wet pellet used as a main raw material in a method for producing a hard material.

このような本態様に係る湿式のペレットにおいては、廃材の運搬等の取り扱いが容易になり、湿式による有害物質の飛散防止に伴い作業上の安全性も向上されることから、水硬性材料の主原料として有利に採用され得る。   In such wet pellets according to the present embodiment, handling such as transportation of waste material is facilitated, and safety in operation is improved due to prevention of scattering of harmful substances by the wet process. It can be advantageously employed as a raw material.

上述の説明から明らかなように、本発明の水硬性材料の製造方法に従えば、窯業系建材の廃材に対してカルシウムを含む補助成分を添加することにより、廃材に含まれる各種の成分と補助成分が反応して、セメント強度に寄与するセメント鉱物としてのアリットが良好に生成するのであり、その結果、実用的な初期強度が充分に確保されることから、窯業系製品等の製造作業性が効果的に向上され得るのである。   As is clear from the above description, according to the method for producing a hydraulic material of the present invention, by adding an auxiliary component containing calcium to waste materials of ceramic building materials, various components contained in the waste materials and auxiliary materials are added. The components react to produce good arit as a cement mineral that contributes to the cement strength.As a result, sufficient initial strength is secured, and the workability of ceramic products etc. is improved. It can be improved effectively.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係る水硬性材料の製造方法に従って製造される水硬性材料を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでない。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, a hydraulic material manufactured according to the method for manufacturing a hydraulic material according to the present invention will be described, but the present invention is limited to only these examples. Not.

先ず、窯業系建材としての窯業系外装材の廃材を500℃で2時間仮焼する。その後、該廃材に補助成分としての炭酸カルシウムを添加してCaO/SiO2のモル比:rをr=3.3に調整すると共に、廃材中の内割の値が0%、10%、20%のアスベストを各別に添加して、3種の組成物を得る。また、各組成物を水を含むミルに投入し、湿式粉砕および混合することにより3種の混合物を得ると共に、湿った状態の各混合物を電気炉に投入して、1300℃で1時間ホールドの条件で焼成処理することにより、3種のセメントクリンカを得る。更に、各セメントクリンカを、ボールミルを用いて200rpmで1時間粉砕処理することにより、実施例1としてのアスベストが0%の水硬性材料と、実施例2としてのアスベストが10%の水硬性材料と、実施例3としてのアスベストが20%の水硬性材料を得る。このとき、実施例1〜3の水硬性材料には、γ−2CaO・SiO2( γ−C2S)等に起因すると考えられるダスティング現象は見られなかった。そして、本実施例では、これら実施例1〜3の水硬性材料をX線回折装置により分析した。その結果を図1に示す。また、市販の普通ポルトランドセメントをX線回折装置により分析した結果を、比較例1として図1に併せ示す。 First, a waste material of a ceramic exterior material as a ceramic building material is calcined at 500 ° C. for 2 hours. Then, calcium carbonate as an auxiliary component is added to the waste material to adjust the molar ratio of CaO / SiO 2 : r to r = 3.3, and the value of the internal ratio in the waste material is 0%, 10%, 20%. % Asbestos is added separately to obtain three compositions. Further, each composition was put into a mill containing water, and wet-milled and mixed to obtain three kinds of mixtures. Each mixture in a wet state was put into an electric furnace, and kept at 1300 ° C. for 1 hour. By firing under the conditions, three types of cement clinkers are obtained. Further, each cement clinker was pulverized at 200 rpm for 1 hour by using a ball mill to obtain a 0% asbestos hydraulic material as Example 1 and a 10% asbestos hydraulic material as Example 2. As a third embodiment, a hydraulic material having 20% asbestos is obtained. At this time, the hydraulic materials of Examples 1 to 3 did not show a dusting phenomenon considered to be caused by γ-2CaO · SiO 2 (γ-C 2 S) and the like. In this example, the hydraulic materials of Examples 1 to 3 were analyzed by an X-ray diffractometer. The result is shown in FIG. Further, the result of analyzing a commercially available ordinary Portland cement with an X-ray diffractometer is shown in FIG.

因みに、本実施例にあって、仮焼処理後の窯業系外装材の廃材における化学組成は、以下の通りであった。但し、該廃材にアスベストは含有していない。
CaO :30.2%、SiO2:41.8%、Al2O3:12.3% 、Fe2O3:3.7%、MgO:1.1%、TiO2:0.6%、K2O:0.6%、P2O5:0.2% 、MnO:0.06% 、Na2O:0.4%
In this connection, in this example, the chemical composition of the waste material of the ceramic exterior material after the calcination treatment was as follows. However, asbestos is not contained in the waste material.
CaO: 30.2%, SiO 2: 41.8%, Al 2 O 3: 12.3%, Fe 2 O 3: 3.7%, MgO: 1.1%, TiO 2: 0.6%, K 2 O: 0.6%, P 2 O 5: 0.2%, MnO: 0.06%, Na 2 O: 0.4%

また、実施例1〜3の水硬性材料における組成物の配合率を[表1]に示す。なお、アスベストを添加した実施例2および実施例3の水硬性材料には、アスベストに酸化鉄が含有されるため、酸化鉄を添加していない。   Table 1 shows the compounding ratios of the compositions in the hydraulic materials of Examples 1 to 3. In addition, in the hydraulic material of Example 2 and Example 3 to which asbestos was added, since iron oxide was contained in asbestos, iron oxide was not added.

Figure 2004315360
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図1からも、実施例1〜3の水硬性材料は、各種の鉱物の含有量が既知である普通ポルトランドセメントを用いた比較例1のピーク強度を基準として、アリットの組成比が大きく、以て、窯業系建材の廃材に簡単な処理を施すことにより、アリットを多く含んだ水硬性材料が有利に生成されることが認められる。   FIG. 1 also shows that the hydraulic materials of Examples 1 to 3 have a large arit composition ratio based on the peak intensity of Comparative Example 1 using ordinary Portland cement in which the contents of various minerals are known. In addition, it is recognized that a simple treatment of the waste material of the ceramic building material advantageously produces a hydraulic material containing a lot of arit.

また、本実施例では、上述の如くして得た実施例3の水硬性材料におけるアスベストの残留の確認を、水硬性材料をX線回折装置でそのピークを確認することにより行った。その結果を図2に示す。また、アスベスト原料をX線回折装置により分析した結果を、比較例2として図2に併せ示す。なお、本実施例では、X線回折装置を用いた分析に際して、分析に必要のないセメント系鉱物等を除去して分析結果を明瞭とするために、予め実施例3の水硬性材料に酸処理を施してある一方、比較例2のアスベスト原料は酸処理しても殆ど変化しないため、そのままX線回折装置にかけて分析した。   Further, in this example, the residual of asbestos in the hydraulic material of Example 3 obtained as described above was confirmed by confirming the peak of the hydraulic material with an X-ray diffractometer. The result is shown in FIG. The result of analyzing the asbestos raw material with an X-ray diffractometer is shown in FIG. In the present embodiment, in the analysis using an X-ray diffractometer, the hydraulic material of Example 3 was previously treated with an acid to remove the cement minerals and the like which are not necessary for the analysis and to clarify the analysis result. On the other hand, since the asbestos raw material of Comparative Example 2 hardly changed even after the acid treatment, it was analyzed with an X-ray diffractometer.

図2に示された結果からも、実施例3におけるアスベストが20%の水硬性材料は、アスベストのピークが全く観察されないことにより、アスベストが1300℃の焼成処理によって消失されることが認められ、また、アスベスト含有量が実施例3の水硬性材料よりも低い実施例1や実施例2の水硬性材料においても同様にアスベストが消失されることが推考される。   From the results shown in FIG. 2, it is recognized that in the hydraulic material having 20% asbestos in Example 3, no asbestos peak was observed, and asbestos was lost by the firing treatment at 1300 ° C., It is also assumed that asbestos disappears in the hydraulic materials of Examples 1 and 2 in which the asbestos content is lower than the hydraulic material of Example 3.

また、本実施例では、実施例2などと同様にして、窯業系外装材の廃材、炭酸カルシウムおよび10%のアスベストを含んでなり、且つCaO/SiO2のモル比:rをr=2.5に調整した混合物を2つ用意して、一方の混合物に1100℃で焼成処理を施す一方、他方の混合物に1300℃で焼成処理を施すことにより、実施例4としての1100℃で焼成処理した水硬性材料と、実施例5としての1300℃で焼成処理した水硬性材料を得た。そして、これら実施例4および5の水硬性材料を、それぞれX線回折装置により分析した。その結果を図3に示す。 Further, in the present embodiment, similarly to the embodiment 2, etc., the waste material of the ceramic-based exterior material, calcium carbonate and 10% asbestos are included, and the molar ratio of CaO / SiO 2 : r is r = 2. Two of the mixtures adjusted to 5 were prepared, and one of the mixtures was subjected to the baking treatment at 1100 ° C., while the other mixture was subjected to the baking treatment at 1300 ° C., whereby the baking treatment was performed at 1100 ° C. as in Example 4. A hydraulic material and a hydraulic material fired at 1300 ° C. as Example 5 were obtained. Then, the hydraulic materials of Examples 4 and 5 were each analyzed by an X-ray diffractometer. The result is shown in FIG.

図3にも示されているように、実施例5の水硬性材料は、実施例4の水硬性材料に比して、アリット(3CaO ・SiO2) を多く含むことから、特に、CaO/SiO2のモル比:rをr=2.5に調整した混合物を1300℃で焼成処理することにより、アリットを効果的に生成することが認められる。 As shown in FIG. 3, the hydraulic material of Example 5 contains more arit (3CaO.SiO 2 ) than the hydraulic material of Example 4, so that the CaO / SiO 2 2 molar ratio: by a mixture of r was adjusted to r = 2.5 to baked at 1300 ° C., be permitted to effectively generate Alit.

さらに、本実施例においては、実施例1〜3の各水硬性材料を、表2に示される各種の混和材料と共に湿式混合および攪拌した後に、脱水およびプレス成型し、3種の成形体を得る。また、これら成形体を、初期硬化のため40℃で8時間保持した後に、80℃に温度を上げて16時間保持の条件で前養生することにより、実施例1’〜3’の成形体を得る。そして、実施例1’〜3’の成形体における曲げ強度を測定した。その結果を表3に示す。また、比較例1の普通ポルトランドセメントを用いて、実施例1’〜3’と同様な条件で成形体を作製すると共に、該成形体の曲げ強度を測定した。その結果を比較例1’として表3に併せ示す。なお、本実施例における曲げ強度は、以下の条件のもとで実施した3点曲げ強度であり、以下の式で表される。   Further, in this example, after each of the hydraulic materials of Examples 1 to 3 was wet-mixed and stirred with various admixture materials shown in Table 2, dehydration and press molding were performed to obtain three types of molded articles. . Further, after holding these molded bodies at 40 ° C. for 8 hours for initial curing, the temperature was raised to 80 ° C. and pre-cured under the conditions of holding for 16 hours, whereby the molded bodies of Examples 1 ′ to 3 ′ were obtained. obtain. Then, the bending strengths of the molded bodies of Examples 1 'to 3' were measured. Table 3 shows the results. Further, using the ordinary Portland cement of Comparative Example 1, a molded article was produced under the same conditions as in Examples 1 'to 3', and the bending strength of the molded article was measured. The results are shown in Table 3 as Comparative Example 1 '. In addition, the bending strength in this example is a three-point bending strength performed under the following conditions, and is represented by the following equation.

「試験条件」
スパン:100mm
サンプルサイズ(縦×横×厚み):160×40×12mm
試験速度:2mm/min
「式」
k=3×s×m/(2×h×w2
k:曲げ強度(MPa)
s:スパン(mm)
m:曲げ破壊荷重(N)
h:幅(横寸法)(mm)
w:厚み(mm)
また、本実施例においては、一般に、曲げ強度が1.5MPa 以上であれば、製造ラインに必要な強度が確保されることとなる。
"Test condition"
Span: 100mm
Sample size (length x width x thickness): 160 x 40 x 12 mm
Test speed: 2mm / min
"formula"
k = 3 × s × m / (2 × h × w 2 )
k: Bending strength (MPa)
s: Span (mm)
m: Flexural breaking load (N)
h: Width (width) (mm)
w: thickness (mm)
In addition, in the present embodiment, generally, if the bending strength is 1.5 MPa or more, the strength required for the production line is secured.

Figure 2004315360
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Figure 2004315360
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表2,3に示される結果からも、実施例1' 〜3' の水硬性材料は、比較例1' のセメントと同量を成形体に添加した場合においても、比較例1' に比して多少強度が劣るものの、成形体に必要な初期強度が充分に確保され得ることが認められる。   From the results shown in Tables 2 and 3, the hydraulic materials of Examples 1 'to 3' were also compared with Comparative Example 1 'even when the same amount of cement as Comparative Example 1' was added to the molded body. Although the strength is somewhat inferior, it is recognized that the initial strength required for the molded body can be sufficiently secured.

また、本実施例では、実施例1' 〜3' の成形体を170℃,4時間保持の条件で高温高圧養生を施すことにより、硬化促進された実施例1''〜3''の成形体を得る。そして、実施例1’〜3’の成形体の曲げ試験と同一の条件で実施例1''〜3''の曲げ強度を測定した。その結果を表4に示す。また、比較例1’の成形体を用いて、実施例1''〜3''と同様な条件で、成形体を作製すると共に、その曲げ強度を測定した。その結果を比較例1''として表4に併せ示す。   In the present embodiment, the molded bodies of Examples 1 ″ to 3 ″ were subjected to high-temperature and high-pressure curing under the conditions of holding at 170 ° C. for 4 hours to cure the molded bodies of Examples 1 ″ to 3 ″. Get the body. Then, the bending strengths of Examples 1 "to 3" were measured under the same conditions as in the bending test of the molded articles of Examples 1 'to 3'. Table 4 shows the results. Further, using the molded body of Comparative Example 1 ', a molded body was produced under the same conditions as in Examples 1 "to 3", and the bending strength was measured. The results are shown in Table 4 as Comparative Example 1 ″.

Figure 2004315360
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これらの結果からも、実施例1’〜3’の成形体は、高温高圧の雰囲気に耐え得る充分な初期強度が発現され、この養生段階で更なる反応が進行して、より有効な強度を有する実施例1''〜3''の成形体が実現されることが明らかであり、以て、窯業系製品等の製造に際して、本実施例に従い製造された水硬性材料に優れた実用性能が発揮され得ることが推考される。   From these results, the molded articles of Examples 1 ′ to 3 ′ exhibit sufficient initial strength that can withstand a high-temperature and high-pressure atmosphere, and further reaction proceeds in this curing stage, and more effective strength is obtained. It is clear that the molded articles of Examples 1 ″ to 3 ″ having the above are realized, and thus, in the production of ceramic products and the like, the hydraulic material produced according to this example has excellent practical performance. It is presumed that it can be demonstrated.

なお、このような技術的理由を解明することが本発明の目的でないが、例えば、窯業系製品等の製造に際して、普通セメントの場合、アリット主体で水和が進行してゲル化が進むため、他の混和材料との高温高圧養生における反応が阻害される一方、本実施例の水硬性材料は、普通セメントに比してアリットが若干少なくなるものの、水和時のゲル化のバランスが良く、高温高圧養生において更に水硬性材料と混和材料との反応性が向上されて、製品の高強度化が実現されるものと推考される。   Although it is not the purpose of the present invention to clarify such technical reasons, for example, in the production of ceramic products, etc., in the case of ordinary cement, since hydration proceeds mainly in arit, gelation proceeds, While the reaction in high-temperature and high-pressure curing with other admixtures is hindered, the hydraulic material of this example has a little less arit than ordinary cement, but has a good gelation balance during hydration, It is presumed that the reactivity between the hydraulic material and the admixture material is further improved in the high-temperature and high-pressure curing, and a high strength product is realized.

さらに、本実施例では、実施例1で得た水硬性材料を水や標準砂と共に練り混ぜて1日後脱型したもの(材令1日のもの)を、65℃で24時間蒸気養生を行うことにより成形体Aを得る。そして、かかる成形体Aに、JIS R5201に準拠して圧縮強度試験を行うことにより、その圧縮強度を測定した。この結果、24.3N/mm2 の強度が確認された。なお、成形体Aの作製条件として、水硬性材料は445重量部、標準砂は1350重量部、水は225重量部である。 Furthermore, in this example, the hydraulic material obtained in Example 1 was kneaded with water and standard sand, demolded after one day (one day old), and subjected to steam curing at 65 ° C. for 24 hours. Thus, a molded body A is obtained. Then, a compression strength test was performed on the molded body A in accordance with JIS R5201, thereby measuring the compression strength. As a result, a strength of 24.3 N / mm 2 was confirmed. In addition, as manufacturing conditions of the molded object A, the hydraulic material is 445 parts by weight, the standard sand is 1350 parts by weight, and the water is 225 parts by weight.

更にまた、本実施例では、上述の成形体Aを、180℃で8時間蒸気養生することにより成形体A’を得る。そして、成形体A’に、JIS R5201に準拠して圧縮強度試験を行うことにより、その圧縮強度を測定した。この結果、59.8N/mm2 の強度が確認された。 Furthermore, in the present embodiment, the above-mentioned molded article A is steam-cured at 180 ° C. for 8 hours to obtain a molded article A ′. Then, a compression strength test was performed on the molded article A ′ in accordance with JIS R5201, thereby measuring the compression strength. As a result, a strength of 59.8 N / mm 2 was confirmed.

次に、アスベストを含有する主原料を用いて水硬性材料を製造する場合の幾つかの実施例について、以下に記載する。なお、以下の各本実施例では、主原料におけるアスベストの含有量を比較するために、アスベスト入り廃材の代わりに、アスベストを含まない廃材に対してアスベストを適当な配合量で添加したものを主原料として用いた。   Next, several examples in the case of producing a hydraulic material using a main raw material containing asbestos will be described below. In addition, in each of the following Examples, in order to compare the asbestos content in the main raw material, instead of the asbestos-containing waste material, a material obtained by adding asbestos to an asbestos-free waste material in an appropriate amount was mainly used. Used as raw material.

先ず、かかるアスベストを含有する主原料に対して、カルシウムを含む補助成分としての石灰石や反応促進する酸化鉄などを各適当量配合することにより、焼成前の成分調節した原料を得た。かかる原料においては、主原料を構成する廃材や補助成分の配合量を考慮して主原料におけるアスベストの配合量を調節することにより、焼成前の成分調節した原料の段階において、アスベストの含有量が、下記〔表5〕及び〔表6〕に示すように、1.8重量%〜6.9重量%とされたものを調製した。   First, limestone as an auxiliary component containing calcium, iron oxide which promotes the reaction, and the like were added to the main raw material containing asbestos in appropriate amounts, thereby obtaining a raw material whose components before firing were adjusted. In such a raw material, by adjusting the blending amount of asbestos in the main raw material in consideration of the blending amount of waste materials and auxiliary components constituting the main raw material, the asbestos content is reduced at the stage of the raw material in which the component is adjusted before firing. As shown in the following [Table 5] and [Table 6], those prepared from 1.8% by weight to 6.9% by weight were prepared.

さらに、〔表7〕に示すように、主成分(廃材+アスベスト)におけるアスベストの含有量を、20重量%と非常に大きく設定した場合において、廃材と同重量のフライアッシュを添加した原料も、調製した。   Further, as shown in [Table 7], when the asbestos content in the main component (waste material + asbestos) was set to be as large as 20% by weight, the raw material to which fly ash of the same weight as the waste material was added was also used. Prepared.

また、これらのアスベスト含有の各廃材(主原料)では、下記〔表5〕,〔表6〕,〔表7〕にそれぞれ示すように、何れも、アリットを形成するCaOとSiO2 の割合が、モル比でC/S=略3.25となるようにした。そして、焼点温度:1300℃で1h、電気炉を用いて焼成処理した。それによって、各種のアスベスト含有量の主原料を用いた本発明に従う水硬性材料として、表5〜7に示す実施例6〜11を得た。 Further, in each of these asbestos-containing waste materials (main raw materials), as shown in the following [Table 5], [Table 6], and [Table 7], the ratio of CaO and SiO 2 forming an arit is all low. And the molar ratio was such that C / S = approximately 3.25. Then, a baking treatment was performed using an electric furnace at a baking temperature of 1300 ° C. for 1 hour. As a result, Examples 6 to 11 shown in Tables 5 to 7 were obtained as hydraulic materials according to the present invention using the main raw materials having various asbestos contents.

Figure 2004315360
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また、その際に、仮焼成後における途中粉砕による効果を確認するために、実施例6及び実施例7については、仮焼成および途中粉砕を施さなかったが、実施例8,実施例9,実施例10及び実施例11については、上述の如き加熱処理(焼成処理)に際して、途中700℃で一旦取り出すことによって仮焼成処理とし、取り出したものをボールミル粉砕することによってアスベストを粉砕する応力を加えて粉砕処理を施した後、再び電気炉に入れて同条件(1300℃)で焼成処理を施した。なお、ボールミルによる粉砕処理は、200回転/分の回転速度で20分間行った。   In this case, in order to confirm the effect of the intermediate pulverization after the preliminary calcination, the preliminary calcination and the intermediate pulverization were not performed in Examples 6 and 7; In Example 10 and Example 11, during the heat treatment (firing treatment) as described above, the material was temporarily removed at 700 ° C. in the middle to form a temporary calcination treatment, and the removed material was subjected to ball mill pulverization to apply stress for pulverizing asbestos. After the pulverization treatment, the mixture was put into an electric furnace again and subjected to a baking treatment under the same conditions (1300 ° C.). The pulverization by a ball mill was performed at a rotation speed of 200 rotations / minute for 20 minutes.

このようにして得られた実施例6〜11の水硬性材料について、それぞれ、XRDにより分析した結果、仮焼成前の原料(主原料に補助成分を加えた後のもの)におけるアスベスト含有量が1.8重量%の実施例6では、f−CaO、f-MgO のピークは認められなかった。仮焼成前の原料におけるアスベスト含有量を2.7重量%とした実施例7では、f−CaOとf−MgO のピークが僅かであるが検出された。   The hydraulic materials of Examples 6 to 11 obtained as described above were analyzed by XRD, and as a result, the asbestos content in the raw material before calcining (after adding the auxiliary component to the main raw material) was 1 In the case of Example 6 at 2.8% by weight, peaks of f-CaO and f-MgO were not observed. In Example 7 in which the asbestos content in the raw material before the calcination was 2.7% by weight, the peaks of f-CaO and f-MgO were slightly detected.

一方、仮焼成と途中粉砕を行った実施例8〜10では、仮焼成前の原料におけるアスベスト含有量を実施例7と同じ2.7重量%とした実施例8でも、f−CaOとf−MgO のピークは認められなかった。また、仮焼成前の原料におけるアスベスト含有量を実施例7よりも多く3.5重量%および6.9重量%とした実施例9および実施例10においても、f−CaOとf−MgO のピークが抑えられていることが確認できた。   On the other hand, in Examples 8 to 10 in which calcination and pulverization were performed in the middle, in Example 8 in which the asbestos content in the raw material before calcination was 2.7% by weight, which is the same as in Example 7, f-CaO and f-CaO were also used. No MgO peak was observed. Also, in Examples 9 and 10 in which the asbestos content in the raw material before calcining was larger than that of Example 7 and was 3.5% by weight and 6.9% by weight, the peaks of f-CaO and f-MgO were also found. Was confirmed to be suppressed.

さらに、廃材に対するアスベストの含有量を実施例10と同じ程に大きく設定した実施例11では、それにフライアッシュを添加したことによって、f−MgO
のピークが認められず、f−CaOのピークも激減した。
Further, in Example 11 in which the content of asbestos with respect to the waste material was set to be as large as that in Example 10, f-MgO was added by adding fly ash thereto.
No peak was observed, and the peak of f-CaO also sharply decreased.

これら実施例6〜11の結果から、仮焼成前の原料におけるアスベスト含有量を2.7重量%以下に抑えることが、XRDにおけるf−MgO のピークを0.10程度以下に小さく抑えることが出来て、得られる水硬性材料の機能性保持に関して非常に有効であることや、主原料に補助成分を混合せしめた後に仮焼成および途中粉砕工程を設けることが、得られる水硬性材料の機能性保持に関して更に有効であること、また、アスベスト含有量が多い主原料を採用する場合には、フライアッシュを添加することが極めて有効であることが確認できた。これにより、水硬性材料の機能性に影響を及ぼすf−CaO 、f−MgO を、何れもに有効に抑制することができるのである。   From the results of Examples 6 to 11, it is possible to suppress the asbestos content in the raw material before calcining to 2.7% by weight or less, so that the peak of f-MgO in XRD can be suppressed to about 0.10 or less. Therefore, it is very effective in maintaining the functionality of the obtained hydraulic material, and it is possible to provide a preliminary firing and an intermediate pulverization step after mixing the auxiliary component with the main raw material, thereby maintaining the functionality of the obtained hydraulic material. It was confirmed that the addition of fly ash was extremely effective when a main raw material having a large asbestos content was used. As a result, both f-CaO and f-MgO, which affect the functionality of the hydraulic material, can be effectively suppressed.

本発明の実施例1,2,3で得られた水硬性材料をX線回折装置により分析した結果を、比較例1と共に併せ示すX線回折図である。FIG. 2 is an X-ray diffraction diagram showing the results of analyzing the hydraulic materials obtained in Examples 1, 2, and 3 of the present invention with an X-ray diffractometer together with Comparative Example 1. 本発明の実施例3で得られた水硬性材料を酸処理したものをX線回折装置により分析した結果を、比較例2と共に併せ示すX線回折図である。FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram showing, together with Comparative Example 2, a result of analyzing a hydraulic material obtained in Example 3 of the present invention obtained by acid treatment with an X-ray diffractometer. 本発明の実施例4,5で得られた水硬性材料をX線回折装置により分析した結果を示すX線回折図である。FIG. 4 is an X-ray diffraction diagram showing the results of analyzing the hydraulic materials obtained in Examples 4 and 5 of the present invention with an X-ray diffractometer.

Claims (15)

窯業系建材の廃材を主原料とし、該主原料に対してカルシウムを含む補助成分を添加すると共に、これら主原料や補助成分を含む混合物に焼成処理を施して該主原料と該補助成分を反応させることにより、アリットを含有して常温で硬化する水硬性材料を得ることを特徴とする水硬性材料の製造方法。 Using waste materials of ceramic building materials as main raw materials, adding auxiliary components containing calcium to the main raw materials, subjecting the mixture containing these main raw materials and auxiliary components to firing treatment to react the main raw materials with the auxiliary components A method for producing a hydraulic material, characterized by obtaining a hydraulic material containing arit and curing at room temperature. 前記混合物におけるCaO/SiO2のモル比が2.5〜4.0であると共に、前記焼成処理における焼成温度が1300〜1400℃である請求項1に記載の水硬性材料の製造方法。 Wherein with the molar ratio of CaO / SiO 2 is from 2.5 to 4.0 in the mixture, the production method of a hydraulic material according to claim 1 firing temperature is 1300-1400 ° C. in the baking process. 前記焼成処理の前処理として、前記窯業系建材の廃材または前記混合物に仮焼処理を施す請求項1又は2に記載の水硬性材料の製造方法。 The method for producing a hydraulic material according to claim 1 or 2, wherein a calcining treatment is performed on the waste material of the ceramic building material or the mixture as a pretreatment of the firing treatment. 前記窯業系建材の廃材がアスベストを含有し、該アスベストを前記水硬性材料の原料として利用する請求項1乃至3の何れかに記載の水硬性材料の製造方法。 The method for producing a hydraulic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste material of the ceramic building material contains asbestos, and the asbestos is used as a raw material of the hydraulic material. 前記主原料に対して前記補助成分を添加した後、前記アスベスト中の結晶水が分離する温度に加熱することで仮焼成を施すと共に、該アスベストを粉砕する応力を供給し、次いで前記焼成処理を施す請求項4に記載の水硬性材料の製造方法。 After adding the auxiliary component to the main raw material, while performing calcination by heating to a temperature at which the water of crystallization in the asbestos is separated, a stress for pulverizing the asbestos is supplied, and then the calcination treatment is performed. The method for producing a hydraulic material according to claim 4, which is applied. 前記主原料としての窯業系建材に含有される前記アスベストの量が、該主原料に前記補助成分を添加した後の前記仮焼成前の状態で2.7重量%以下である請求項4又は5に記載の水硬性材料の製造方法。 The amount of the asbestos contained in the ceramic building material as the main raw material is 2.7% by weight or less in a state before the preliminary firing after adding the auxiliary component to the main raw material. 3. The method for producing a hydraulic material according to 1.). 前記主原料としての窯業系建材に含有される前記アスベストの量が、該主原料に前記補助成分を添加した後の前記仮焼成前の状態で2.7重量%を越える場合に、該主原料に対してフライアッシュを添加して混合することにより、かかるアスベストの含有量を2.7重量%以下に調整する請求項4又は5に記載の水硬性材料の製造方法。 When the amount of the asbestos contained in the ceramic building material as the main raw material exceeds 2.7% by weight in the state before the calcination after adding the auxiliary component to the main raw material, The method for producing a hydraulic material according to claim 4 or 5, wherein the content of the asbestos is adjusted to 2.7% by weight or less by adding fly ash to the mixture and mixing. 前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すようにすると共に、かかる粉砕処理の際に水を加える請求項1乃至7の何れかに記載の水硬性材料の製造方法。 The method for producing a hydraulic material according to any one of claims 1 to 7, wherein the waste material of the ceramic building material is subjected to a crushing treatment, and water is added during the crushing treatment. 前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に、かかる粉砕処理の際に注水処理を施すことにより湿式のペレットを得て、該ペレットを前記主原料として用いる請求項1乃至8の何れかに記載の水硬性材料の製造方法。 The waste material of the ceramic building material is subjected to a crushing process, and a wet pellet is obtained by performing a water injection process during the crushing process, and the pellet is used as the main raw material. Method for producing hydraulic material. 前記窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に、かかる粉砕処理の後に該窯業系建材の廃材を有機質包装材で包装すると共に、前記補助成分と混合することにより前記混合物を得る請求項1乃至9の何れかに記載の水硬性材料の製造方法。 The waste material of the ceramic building material is subjected to a pulverizing treatment, and after the pulverizing treatment, the waste material of the ceramic building material is packaged with an organic packaging material and mixed with the auxiliary component to obtain the mixture. The method for producing a hydraulic material according to any one of the above. 窯業系建材の廃材を主原料とし、該主原料に対してカルシウムを含む補助成分を添加すると共に、これら主原料や補助成分を含む混合物に焼成処理を施して該主原料と該補助成分を反応させることにより製造された、アリットを含有して常温で硬化することを特徴とする水硬性材料。 Using waste materials of ceramic building materials as main raw materials, adding auxiliary components containing calcium to the main raw materials, subjecting the mixture containing these main raw materials and auxiliary components to firing treatment to react the main raw materials with the auxiliary components A hydraulic material, which is produced by allowing to cure at room temperature and contains arit. 請求項11に記載の水硬性材料を用いたことを特徴とする窯業系混和材。 A ceramic admixture using the hydraulic material according to claim 11. 請求項11に記載の水硬性材料を用いて、高温高圧養生を行って製造されたことを特徴とする窯業系製品。 A ceramic product manufactured by performing high-temperature and high-pressure curing using the hydraulic material according to claim 11. 請求項12に記載の窯業系混和材を用いて製造されたことを特徴とする窯業系製品。 A ceramic product manufactured using the ceramic admixture according to claim 12. 窯業系建材の廃材に粉砕処理を施すと共に注水処理を施して塊状としたものであって、請求項1乃至10の何れかに記載の水硬性材料の製造方法における前記主原料として用いられることを特徴とする湿式のペレット。 A waste material of a ceramic building material is subjected to a crushing process and a water injection process to form a lump, and is used as the main raw material in the method for producing a hydraulic material according to any one of claims 1 to 10. Features wet pellets.
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