JP2005314199A - 廃材利用のモルタル材、およびその硬化体 - Google Patents

Abstract

【課題】 家屋の内装に用いられる石膏ボードの廃材および瓦の廃材を、従来のように土中に埋めて廃棄することなく、破砕粉砕してモルタル材に混合分散させて再利用し、安価で施工能率の良いモルタル材を提供する。
【解決手段】 家屋の内装に用いられる廃材の石膏ボードを粉砕して、石膏粉末の２０％（重量比）以上が２ｍｍ以下の粒径に、紙のパルプ繊維の１０％（重量比）以上が８ｍｍ以下の繊維長に粉砕してモルタル材に混合分散させて再利用する。
さらに、瓦廃材を破砕して３０％（重量比）以上の粒径が、３〜６ｍｍの範囲内である破砕瓦あるいは、２０％（重量比）以上の粒径が、４ｍｍ以下である破砕瓦を骨材として混合分散されたモルタル材、およびそのモルタル硬化体を形成する。
【選択図】 なし

Description

本発明はモルタル材に係わり、家屋の内装などに用いられる石膏ボード廃材および瓦廃材を再利用したモルタル材およびその硬化体に関する。

従来のモルタルは、セメント、石灰、砂などを混合したモルタル材に水を加えて混練し、塗布して壁などを形成していた。
また、石膏ボードは、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）と混和材を混合し、適量の水を加え混練して乾燥させた石膏板の両面に、古紙およびパルプを主原料として４〜６層に沙紙された原紙を張り付け補強して形成されている。
硫酸カルシウムには水和形式で、二水石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ），半水石膏（ＣａＳＯ_４・１／２Ｈ_２Ｏ），無水石膏（ＣａＳＯ_４）の三種類あるが、通常は二水石膏が用いられている。

石膏ボードの用途は、家屋の台所など火を使う周辺の壁や天井に張り不燃性内装材として用いられ、老朽化した家屋の取り壊し時に石膏ボードの廃材および屋根瓦の廃材は、不燃物であるため従来は土中に埋めたてられていた。
昨今、省資源、環境問題が重要視されるようになり、廃棄物の処理方法が再検討されている。 特開平６−１４２６３３号では石膏ボード廃材を、２４０〜３６０℃で加熱して原紙を炭化させて除去する方法が開示されている。
石膏粉末はセメントに混ぜて使用するなどされてきたが、原紙を含めた石膏ボード廃材の再利用は提唱されていなかった。
また、瓦廃材を破砕して、セメントの骨材としての再利用は提唱されていた。

モルタルの用途としては、家屋の外壁や外塀の表面に塗布したり、ブロックの接合などに使用され、あるいは屋根瓦の固定用にも用いられる。
屋根瓦を固定するためにモルタルを屋根の斜面に盛り上げたり、また壁材として垂直面に塗布する場合に、モルタルの粘度、あるいは下地への接着強度にくらべて塗布量が多いと、盛り上げたモルタルが扁平に変形したり重力でずり落ちたりするため、一回に盛り上げる量や壁に塗布できる厚みが制限されるため、ある程度乾燥するのを待って再度塗布せざるをえないので、作業能率を向上させることは困難であった。
このため、一回に盛り上げる量や塗布できる厚みを厚くするには、モルタルスラリーの粘度を上げ、また接着性を高めるか、あるいは骨材を混合して、流れ難くする必要があった。

また、屋根瓦を野地板に敷設施工する場合のモルタルは、その硬化体の外観や表面平滑度は粗くても良いが、瓦の固定のためにモルタルの付着量を多くする必要がある。
さらに、セメント、砂、石灰などからなる従来のモルタルは、乾燥硬化収縮するため亀裂が入ったり、接合面に間隙が出来たりしていた。
また、屋根瓦は夏の高温と冬の低温の過酷な温度サイクルに曝され、瓦とモルタルとは異種材料であるので熱膨張係数が異なるため接着力の低下をもたらし、長期間においては地震や台風などの影響で瓦がズレて雨漏りの原因となっていた。
特開平６−１４２６３３号公報 特開２００３−３０６３６１号公報

従来のように、家屋の内装に用いられる石膏ボード廃材や、瓦廃材を土中に埋めて廃棄することなく、再利用できる用途を見出して省資源を図ることである。

本発明の廃材利用のモルタル材は、セメント、砂、石灰などからなる混和材に、家屋の内装などに用いられる石膏ボード廃材を粉砕した石膏粉末および、あるいはボード両面の原紙を粉砕した紙繊維を用途に応じて適宜混合分散させて製造する。
まず、家屋の内装に用いられる石膏ボード廃材の両面の原紙を剥離除去し、粉砕した石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が２ｍｍ以下の粒径になるまで粉砕した石膏粉末を得る。 次ぎに、セメント、砂、石灰などからなる混和材に、フィラーとして前記石膏粉末を加え混合分散させて廃材利用のモルタル材を得る。

従来のモルタル材のように、フィラーとして比重の大きい砂の代わりに石膏粉末を用いるので、比重の小さいモルタル材ができ、乾燥時間が短縮される。
石膏粉末の粒度は、粉砕方法および粉砕時間で決まり、用途に適合した粒度の石膏粉末を用いる。 また、石膏粉末の配合割合も用途に適した割合に配合する。
石膏粉末を多めに添加した場合は、増粘材に水系アクリル系樹脂や水系ウレタン系樹脂などの合成樹脂を混合させてもよい。

また本発明の廃材利用のモルタル材は、まず、家屋の内装などに用いられる石膏ボード廃材を、石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径になるまで粉砕し、原紙はパルプ繊維の少なくとも１０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長になるまで破砕する。
次ぎに、セメント、砂、石灰などからなる混和材に、前記石膏粉末と原紙のパルプ繊維を加えて混合分散させて廃材利用のモルタル材を得る。

このとき、先に石膏の粉末化が進むので分離して、残った原紙はシュレッダにかけて裁断したり、また高速攪拌ミキサーや、ミルあるいは擂かい機などで擂り潰して所定の繊維長にする。 また、酸性溶液中、およびアルカリ性溶液中で煮沸して化学的に紙パルプを溶解することもできる。

壁塗り用モルタルの場合、下地塗り用モルタルの石膏粒子は大きくてもよいが、上塗り用モルタルの石膏粒子は細かいことが必要であるので、粒度および配合割合を用途にあわせて配合する。
特に、屋根瓦補強用のモルタル材の石膏粒子は粗大粒子でよく、紙のパルプ繊維が長くても構わない。 さらに、多少の鱗片状の紙片が残っていても差し支えない。

また本発明は、前記のいずれかに記載のモルタル材に、さらに骨材として瓦廃材を破砕した破砕瓦を混合してなる廃材利用のモルタル材である。

また本発明は、前記のいずれかに記載のモルタル材に、さらに粗骨材として破砕された瓦廃材の少なくとも３０％（重量比）以上の破砕瓦の粒径が、３〜６ｍｍの範囲内であることを特徴とする廃材利用のモルタル材である。

また本発明は、前記のいずれかに記載のモルタル材に、さらに細骨材として破砕された瓦廃材の少なくとも２０％（重量比）以上の破砕瓦の粒径が、４ｍｍ以下であることを特徴とする廃材利用のモルタル材である。

また本発明は、石膏ボード廃材を破砕および粉砕した石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径であり、紙のパルプ繊維の少なくとも１０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長である混合体に、瓦廃材を粉砕した破砕瓦の少なくとも２０％（重量比）以上の粒径が、４ｍｍ以下である細骨材を混合してなる廃材利用の屋根土材である。

また本発明は、前記のいずれかに記載のモルタル材に水を加えたスラリーを混練し、施工してなる廃材利用のモルタル硬化体である。

従来のように、家屋の内装に用いられる石膏ボード廃材や、瓦廃材を土中に埋めて廃棄することなく、破砕粉砕してモルタルに再利用することにより省資源を図ることができる。
また、壁面への塗布や、屋根瓦の敷設に本発明のモルタルを用いることで作業能率が向上し、モルタルの材料費を低減することができる。

また、屋根瓦を野地板に敷設施工する場合のモルタルは、その硬化体の外観や表面平滑度を気にする必要性は少ないが、瓦の固定のためにモルタルの付着量を多くする必要があり、セメント、砂、石灰などからなる従来のモルタルは、乾燥硬化収縮するため亀裂が入ったり、接合面に間隙が出来たりしていたが本発明の廃材利用のモルタルは、瓦と同質の骨材が混合されているため接着強度が増して温度サイクルや地震に強い下地材となる。

石膏ボード廃材の両面に張られた原紙を剥離し、ミルなどを用いて石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径になるまで粉砕する。
次ぎに、セメント、砂、石灰などの組成物から成る混和材に、前記の石膏ボード廃材を粉砕した石膏粉をフィラーとして加えて混合分散させて、粉末状の廃材利用のモルタル材を得る。

あるいは、石膏ボード廃材の両面に張られた原紙を付けたまま、石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径になるまで粉砕し、原紙も高速攪拌ミキサーやミルなどを用いて、紙のパルプ繊維の少なくとも２０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長になるまで擦り潰す。
しかる後、セメント、砂、石灰などの組成物から成る混和材に、前記の石膏ボード廃材を粉砕した石膏粉末、および紙のパルプ繊維をフィラーとして加えて混合分散させ、粉末状の廃材利用のモルタル材を得る。

また、瓦廃材をジョークラッシャーや、インパクトクラッシャー、各種ミルなどを用いた破砕機械にかけて破砕した瓦廃材の少なくとも３０％（重量比）以上の粒径が、３〜６ｍｍの範囲内である粒径の破砕瓦を骨材として各種モルタル材に混合する。

同様に、瓦廃材をジョークラッシャーや、インパクトクラッシャー、各種ミルなどを用いた破砕機械にかけて破砕した瓦廃材の少なくとも２０％（重量比）以上の粒径が、４ｍｍ以下である粒径の破砕瓦を骨材として各種モルタル材に混合する。

厚さ１２ｍｍの廃材石膏ボード両面の原紙を剥離除去し、クラッシャーにかけて破砕粉砕し、開口部が２ｍｍメッシュの篩にかけて粗大粒子を選別してから、再度粉砕することを繰り返して、石膏粉末のおおよそ７０％（重量比）が、２ｍｍ以下の粒径の石膏粉末を得た。
次ぎに、前記石膏粉末を、セメント、砂、石灰などの組成物からなる混和材に、重量比で１：５の割合で混合分散させ、増量された廃材利用のモルタル材を得た。

廃材の石膏ボード両面の原紙を付けたまま、クラッシャーにかけて粉砕し、開口部２ｍｍメッシュの篩にかけて粗大粒子と原紙を選別して、再度粉砕することを繰り返し、おおよそ７０％（重量比）が、２ｍｍ以下の粒径の石膏粉末を得たのち、残った原紙に水を加え擂かい機にかけて紙のパルプ繊維のおおよそ６０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長になるまで擂り潰し脱水乾燥させてから、前記石膏粉末に前記パルプ繊維を重量比で１０：２の割合で混合させて混合材を得た。
次いで、セメント、砂、石灰などからなる混和材に、前記混合材を重量比で１０：３の割合で配合し混合分散させて、増量された廃材利用のモルタル材を得た。

実施例１あるいは２で製造した廃材利用のモルタル材５０％（重量比）に、さらに骨材として粒径が３〜６ｍｍの破砕瓦５０％（重量比）となるよう計量して、それぞれに混合して廃材利用のモルタル材を得た。

実施例１あるいは２で製造した廃材利用のモルタル材８０％（重量比）に、さらに骨材として粒径が４ｍｍ以下の破砕瓦２０％（重量比）となるよう計量して、それぞれに混合して廃材利用のモルタル材を得た。

石膏ボード廃材を破砕および粉砕した石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径であり、紙のパルプ繊維の少なくとも１０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長である混合体を重量比で６０％に、瓦廃材を粉砕した破砕瓦の少なくとも２０％（重量比）以上の粒径が、４ｍｍ以下である細骨材を重量比で４０％を、それぞれ混合して廃材利用の屋根土用のモルタル材を得た。

実施例１〜５で製造した廃材利用のモルタル材に水を加えたスラリーを混練し、屋根瓦の敷設のために野地板に塗布施工して瓦を敷設し、乾燥させて廃材利用のモルタル硬化体を形成した。

従来、不燃物であるため土中に埋めて廃棄されていた、家屋の内装に用いられる石膏ボード廃材を粉砕して、モルタルのフィラーとして有効に再利用することができる。
また、原紙を含めた石膏ボード廃材の再利用ができ、従来のように原紙を焼却することなく、パルプ繊維を有効に再利用することができる。

さらに、石膏ボードの廃材は砂に比べて軽く、紙のパルプ繊維がフィラーとして混合されているので、壁や天井に一回に塗布する厚みを厚くできるので重ね塗りの回数を減らせることができ作業能率の向上が図れる。
また、原紙のパルプ繊維がバインダーとして、モルタルの乾燥硬化時のひび割れを防止して強度を増すことができる。 さらに、廃材石膏ボードを用いて増量するので、材料費も廉価となる。

同様に、従来不燃物であるため土中に埋めて廃棄されていた瓦廃材を破砕して、用途に応じた所定の粒度に分級し各種モルタル材に混合して、盛り上げても崩れ難いモルタルスラリーを形成することができる。
これにより、屋根瓦の敷設施工に、野地板上に厚く盛り上げて施工することができるので作業効率を向上させることができる。

Claims (7)

1. セメント、砂、石灰などからなる混和材に、家屋の内装などに用いられる石膏ボード廃材を粉砕した石膏粉末および、あるいはボード両面の原紙を粉砕した紙繊維を混合分散させたことを特徴とする廃材利用のモルタル材。
2. セメント、砂、石灰などからなる混和材に、家屋の内装などに用いられる石膏ボード廃材を粉砕して混合分散させたモルタル材において、前記石膏ボード廃材を粉砕した石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径であることを特徴とする廃材利用のモルタル材。
3. セメント、砂、石灰などからなる混和材に、家屋の内装などに用いられた石膏ボード廃材および原紙を粉砕して混合分散させたモルタル材において、前記石膏ボード廃材を破砕および粉砕した石膏粉末の少なくとも２０％（重量比）以上が、２ｍｍ以下の粒径であり、紙のパルプ繊維の少なくとも１０％（重量比）以上が、８ｍｍ以下の繊維長であることを特徴とする廃材利用のモルタル材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のモルタル材に、さらに骨材として瓦廃材を粉砕した破砕瓦を混合してなることを特徴とする廃材利用のモルタル材。
5. 請求項４に記載のモルタル材において、粗骨材として瓦廃材を粉砕した破砕瓦の少なくとも３０％（重量比）以上の粒径が、３〜６ｍｍの範囲内であることを特徴とする廃材利用のモルタル材。
6. 請求項４に記載のモルタル材において、さらに細骨材として瓦廃材を粉砕した破砕瓦の少なくとも２０％（重量比）以上の粒径が、４ｍｍ以下であることを特徴とする廃材利用のモルタル材。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の廃材利用のモルタル材に水を加えたスラリーを混練し、施工してなる廃材利用のモルタル硬化体。