JP2019006672A - Method for producing reproduced waste material composition and reproduced waste material composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、再生廃材組成物の製造方法及び再生廃材組成物に関し、より詳しくは、廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートからなる廃材を含む瓦礫などから、所要の素材を分離(不要なものを除去)する手段を用いることなく、まとめて処理して、その処理物自体を再利用可能な有用な再生廃材組成物にできる技術に関する。さらに、産業廃棄物として廃棄されていた各種の廃材から、建築材料として有用な、石膏−トバモライト系素材を含む再生廃材組成物を製造できる、より付加価値の高い素材の提供が可能になる再生技術に関する。 The present invention relates to a method for producing a recycled waste material composition and a recycled waste material composition. More specifically, the present invention separates a required material from rubble containing waste material composed of waste gypsum board and / or waste concrete (removing unnecessary materials). It is related with the technique which can be processed collectively without using the means to make the processed material itself into the useful recycled waste material composition which can be reused. Furthermore, from various waste materials that have been discarded as industrial waste, a recycling technology that enables the production of recycled waste material compositions containing gypsum-tobermorite materials that are useful as building materials, and that can provide materials with higher added value. About.
例えば、重機で取り壊される建屋は、建材に使用されていた廃コンクリート及び/又は廃石膏ボードと、さらに、土壌や木片や紙片や布片やプラスチック片などの、諸々の付着物とを含む瓦礫の山になる。この瓦礫の山は、分別されて部分的に再利用されるが、その多くは、埋め立てや廃棄物として処理されている。瓦礫から必要な素材を分別回収することは、手間の掛かる大変厄介な作業であり、煩雑な工程を伴う。例えば、廃コンクリートについては、粉砕して分級し、水洗して、主として粗骨材が再利用され、その他は廃棄物として処理される場合が多い。また、廃石膏ボードは、付着紙や付着繊維、木片や土壌などを分離除去した後に、物理的化学的なプロセスを経て、やっと再利用の原料となる。このように、瓦礫の再利用は、複雑で煩雑な工程を伴うことが多く、高コストになり、このことが瓦礫の再利用を妨げている。下記に、従来行われている再利用の状況について説明する。 For example, a building demolished by heavy machinery is made of rubble containing waste concrete and / or waste gypsum board used for building materials, and various deposits such as soil, wood, paper, cloth and plastic. Become a mountain. This pile of rubble is separated and partially reused, but most of it is treated as landfill or waste. Collecting and collecting necessary materials from rubble is a very troublesome work that is laborious and involves complicated processes. For example, waste concrete is often crushed and classified, washed with water, and mainly coarse aggregate is reused. In addition, waste gypsum board is finally used as a reusable raw material through physical and chemical processes after separating and removing attached paper, attached fibers, wood fragments and soil. As described above, the reuse of rubble often involves complicated and complicated processes, resulting in high costs, which hinders the reuse of rubble. Below, the situation of the reuse currently performed is demonstrated.
廃コンクリートの排出量は膨大であり、下記に述べるようにして、その一部が骨材として再利用されている。具体的には、廃コンクリートを粉砕して、5mm以上の粗骨材と5mm以下の細骨材に分け、粗骨材が主として再利用されている。細骨材を再利用する場合は、石灰やフライアッシュなどを添加し、成分調整の後、高温で加熱溶融して骨材として再利用されている(非特許文献1参照)。その他は埋め立てにまわされている。 The amount of waste concrete discharged is enormous, and some of it is reused as aggregate as described below. Specifically, the waste concrete is pulverized and divided into a coarse aggregate of 5 mm or more and a fine aggregate of 5 mm or less, and the coarse aggregate is mainly reused. When the fine aggregate is reused, lime, fly ash, or the like is added, and after component adjustment, the fine aggregate is heated and melted at a high temperature and reused as an aggregate (see Non-Patent Document 1). Others are sent to landfill.
一方、例えば、2014年度における廃石膏ボードのリサイクル率は40%程度であるので、約50万トン/年という大量の産業廃棄物が生まれている。再利用は、ボード用とセメント用に大別される。ボード用として再利用する場合は、粉砕とふるい分けによって、紙、繊維、表土、鉄錆などを除去後、半水石膏に転移される。しかし、このプロセスは大変複雑で高コストである(非特許文献2参照)。また、セメント用の原料として再利用する方法としては、廃石膏ボードを約1450℃で生石灰にする方法や、プラズマで溶融処理する方法などがあるが、いずれの方法もコスト的に問題があり、廃石膏が十分に再利用されているとはいえない。 On the other hand, for example, since the recycling rate of waste gypsum board in FY2014 is about 40%, a large amount of industrial waste of about 500,000 tons / year is born. Recycling is broadly divided into board and cement. When reusing as board, paper, fiber, topsoil, iron rust, etc. are removed by crushing and sieving and then transferred to hemihydrate gypsum. However, this process is very complicated and expensive (see Non-Patent Document 2). In addition, as a method of reusing as a raw material for cement, there are a method of converting waste gypsum board to quick lime at about 1450 ° C., a method of melting treatment with plasma, etc., both methods have a problem in cost, It cannot be said that waste gypsum has been fully reused.
上記した例からもわかるように、廃コンクリートや廃石膏ボードを含む瓦礫からの、これらの材料の再利用には、瓦礫中から、種々雑多な混在物を分別除去しなければならないといった問題がある。瓦礫中の混在物には、有害なアスベストなどの他に、木片、付着紙、布、金属類など多種多様な物が含まれており、これらの中から所要の素材だけを取り出すことは、至難で、高コストであり、時間を要するプロセスにならざるを得ない。 As can be seen from the above examples, the reuse of these materials from debris including waste concrete and waste gypsum board has a problem that various miscellaneous mixtures must be separated and removed from the debris. . In addition to harmful asbestos, the inclusions in the rubble include a wide variety of items such as wood chips, sticky paper, cloth, and metals. It is extremely difficult to extract only the required materials from these. It must be a costly and time consuming process.
また、上記した以外にも、例えば、抗火石、大谷石、珪藻土などの岩石の加工屑粉や、表土混在の粘土鉱物粉、石炭灰、表土混在の粘土、廃コンクリートなども、産業廃棄物として大量に排出されており、その有効利用が望まれている。また、水洗ケーキ由来の、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、炭酸カルシウム、ドロマイト及び牡蠣殻粉などの、単独或いはこれらの混合物からなる、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料も、産業廃棄物として大量に排出されている。 In addition to the above, for example, processing waste powder of rocks such as anti-fluorite, Otani stone, diatomaceous earth, clay mineral powder mixed with topsoil, coal ash, clay mixed with topsoil, waste concrete, etc. It is discharged in large quantities and its effective use is desired. In addition, a large amount of materials derived from flush cakes containing calcium components, such as quick lime, slaked lime, digested dolomite, calcium carbonate, dolomite, and oyster shell powder, containing calcium components, are also produced in large quantities as industrial waste. Have been discharged.
上記した現状に対し、本発明者らは、廃石膏ボードや廃コンクリートなどからなる廃材を含む瓦礫から所要の素材を再利用可能な組成物にできれば、再利用へのプロセスは極めて簡便容易になり、多大な経済的メリットと、資源の有効活用が図れ、極めて有用であると認識した。すなわち、雑多な材料を含む瓦礫から、再利用できる素材を取り出すよりも、瓦礫全てを資源とみなし、処理物自体を再利用可能なものにできれば、極めて有効である。また、建材などに利用され、産業廃棄物として排出されている各種岩石の加工屑粉などや、産業廃棄物の水洗ケーキ由来の材料なども利用することができれば、さらに有用な技術になる。 In contrast to the current situation described above, the present inventors will be able to make the process for reuse extremely simple and easy if the required materials can be made into a reusable composition from rubble containing waste materials such as waste gypsum board and waste concrete. It was recognized that it was extremely useful because of the great economic benefits and effective utilization of resources. In other words, it is extremely effective if all the debris is regarded as a resource and the treated product itself can be reused, rather than taking out a reusable material from debris containing various materials. In addition, it will be a more useful technology if it can be used as processing materials for various rocks used as building materials and discharged as industrial waste, or materials derived from washing cake of industrial waste.
したがって、本発明の目的は、従来、その大部分が廃棄物とされてきた前記した瓦礫から、所要の素材を、トバモライトを含む建材や、軟弱土壌の固化材や、有害物質の固定化材や、放射線遮蔽材などとして再利用可能な有用な組成物にでき、しかも、簡便で容易なプロセスによってできる効果的な手法を見出すことである。また、本発明の目的は、大量で、その殆どが廃棄物として処理されている瓦礫や、産業廃棄物とされている各種材料を、再利用可能な有用な組成物に転換し、新規で有用な再生廃材組成物の提供を実現することにある。 Therefore, the object of the present invention is to obtain the necessary materials from the above-mentioned rubble, which has conventionally been mostly waste, as building materials containing tobermorite, solid materials for soft soil, materials for fixing harmful substances, It is to find an effective technique that can be made into a useful composition that can be reused as a radiation shielding material, and that can be produced by a simple and easy process. In addition, the object of the present invention is to convert a large amount of rubble, which is mostly treated as waste, and various materials regarded as industrial waste, into a reusable useful composition, which is novel and useful. Providing a new recycled waste material composition.
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明の第1の実施形態では、建材などの多様な用途での再利用が期待できる有用な石膏−トバモライト系素材を得ることができる、〔1〕又は〔2〕の構成の再生廃材組成物の製造方法を提供する。なお、本発明では、高温高圧の熱水の存在下の処理で結晶成長が認められたことから、後工程(C)における処理を「水熱処理」と称したが、「水熱合成」とも呼ばれている。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, in the first embodiment of the present invention, it is possible to obtain a useful gypsum-tobermorite-based material that can be expected to be reused in various applications such as building materials. The recycled waste material having the configuration [1] or [2] A method for producing the composition is provided. In the present invention, since crystal growth was observed in the treatment in the presence of high-temperature and high-pressure hot water, the treatment in the subsequent step (C) was referred to as “hydrothermal treatment”, but also referred to as “hydrothermal synthesis”. It is.
〔1〕廃石膏ボードを加熱して加熱処理物を得る加熱工程(B)と、該加熱工程(B)の後に行う後工程(C)と、前記加熱工程(B)の前、或いは、前記加熱工程(B)の後で且つ前記後工程(C)の前に、添加材料の添加が行われる添加材料の添加工程(A)とを有する石膏−トバモライト系素材を得る再生廃材組成物の製造方法であって、前記加熱工程(B)における加熱温度を200℃以上1200℃以下とし、該工程(B)で加熱処理物として無水石膏を得、前記添加材料の添加工程(A)で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料とを添加し、これらの混合粉で固化体を得、前記後工程(C)で、前記固化体を120℃以上350℃以下の温度で水熱処理して、石膏−トバモライト系素材を得ることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 [1] A heating step (B) for heating the waste gypsum board to obtain a heat-treated product, a post-step (C) performed after the heating step (B), and before the heating step (B), or Production of a recycled waste material composition for obtaining a gypsum-tobermorite-based material after the heating step (B) and before the post-step (C), the step of adding the additive material (A). In the method, the heating temperature in the heating step (B) is set to 200 ° C. or more and 1200 ° C. or less, anhydrous gypsum is obtained as a heat-treated product in the step (B), and oxidation is performed in the additive material adding step (A). A raw material powder containing a silicon component and a material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board, which reacts with the silicon oxide component in the raw material powder, are added, and a solidified product of these mixed powders In the post-process (C), the solidified product is 120 And hydrothermal treatment at a temperature of 350 ° C. inclusive, gypsum - tobermorite system manufacturing method of reproducing waste composition, characterized in that to obtain a material.
〔2〕廃石膏ボードを加熱して加熱処理物を得る加熱工程(B)と、該加熱工程(B)の後に行う後工程(C)と、前記加熱工程(B)の前、或いは、前記加熱工程(B)の後で且つ前記後工程(C)の前に、添加材料の添加が行われる添加材料の添加工程(A)とを有する石膏−トバモライト系素材を得る再生廃材組成物の製造方法であって、前記加熱工程(B)における加熱温度を70℃以上220℃以下とし、該工程(B)で加熱処理物として半水石膏を得、前記添加材料の添加工程(A)で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料とを添加し、これらの混合粉で固化体を得、前記後工程(C)で、前記固化体を120℃以上350℃以下の温度で水熱処理して、石膏−トバモライト系素材を得ることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 [2] A heating step (B) for heating the waste gypsum board to obtain a heat-treated product, a post-step (C) performed after the heating step (B), and before the heating step (B), or Production of a recycled waste material composition for obtaining a gypsum-tobermorite-based material after the heating step (B) and before the post-step (C), the step of adding the additive material (A). It is a method, The heating temperature in the said heating process (B) shall be 70 degreeC or more and 220 degrees C or less, and hemihydrate gypsum is obtained as a heat processing thing in this process (B), In the addition process (A) of the said addition material, A raw material powder containing a silicon oxide component and a material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder are added and solidified with these mixed powders In the post-process (C), the solidified body 350 ° C. and hydrothermal treatment at a temperature below, gypsum - tobermorite system manufacturing method of reproducing waste composition, characterized in that to obtain a material.
上記石膏−トバモライト系素材が得られる上記〔1〕又は〔2〕の構成の本発明の第1の実施形態の好ましい要件としては、下記のことが挙げられる。
〔3〕前記添加材料の添加工程(A)で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料とを、Si成分/Ca成分のモル比が1.0〜1.5となるように添加すること;
〔4〕前記酸化ケイ素成分を含有する原料粉が、岩石の加工屑粉、表土混在の粘土鉱物粉、廃コンクリート、石炭灰及び表土混在の粘土からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、前記水廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料が、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、炭酸カルシウム、ドロマイト及び牡蠣殻粉からなる群から選ばれる少なくとも1種であること;
〔5〕前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料が、水洗ケーキ由来の材料であること;
〔6〕前記固化体を得る際に、該固化体を構成する原料である、前記加熱処理物、前記酸化ケイ素成分を含有する原料粉及び前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料を、微細化し、且つ、均一に混合すること;
〔7〕前記後工程(C)で、前記固化体を170℃以上190℃以下の温度で水熱処理すること;
〔8〕前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料として、消化ドロマイトを用いるか、生石灰又は消石灰と、酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムとを組み合わせて用いること;
〔9〕前記酸化ケイ素成分を含有する原料粉として、抗火石、カオリン、木節粘土及び廃セメントからなる群から選ばれる少なくとも1種を用い、且つ、前記後工程(C)での水熱反応の際に水酸化ナトリウムを添加することで、石膏−ゼオライト系素材を生成させること;
〔10〕前記固化体に、さらに、単繊維状の麻スサを混合させること;が挙げられる。
Preferred requirements of the first embodiment of the present invention having the above-mentioned configuration [1] or [2] from which the gypsum-tobermorite-based material is obtained include the following.
[3] In the addition step (A) of the additive material, a raw material powder containing a silicon oxide component and a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder. Adding the material to be contained so that the molar ratio of Si component / Ca component is 1.0 to 1.5;
[4] The raw material powder containing the silicon oxide component is at least one selected from the group consisting of rock processing waste powder, topsoil mixed clay mineral powder, waste concrete, coal ash, and topsoil mixed clay, The material containing a calcium component derived from a material other than the waste gypsum board is at least one selected from the group consisting of quick lime, slaked lime, digested dolomite, calcium carbonate, dolomite and oyster shell powder;
[5] The material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board is a material derived from a washed cake;
[6] When obtaining the solidified body, a calcium component derived from a material different from the heat-treated product, the raw material powder containing the silicon oxide component, and the waste gypsum board, which is a raw material constituting the solidified body. Miniaturize and uniformly mix the materials it contains;
[7] Hydrothermally treating the solidified body at a temperature of 170 ° C. or higher and 190 ° C. or lower in the subsequent step (C);
[8] As a material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board, digested dolomite is used, or quick lime or slaked lime is used in combination with magnesium oxide or magnesium hydroxide;
[9] As the raw material powder containing the silicon oxide component, at least one selected from the group consisting of anti-fluorite, kaolin, kibushi clay and waste cement is used, and the hydrothermal reaction in the post-process (C) To form a gypsum-zeolite material by adding sodium hydroxide during the treatment;
[10] The solidified body may be further mixed with monofilament hemp soot.
本発明は、上記構成の本発明の第1の実施形態を利用した別の実施形態として、
〔11〕上記石膏−トバモライト系素材が得られる上記〔1〕又は〔2〕の構成の再生廃材組成物の製造方法で得られた、石膏−トバモライト系素材を含んでなることを特徴とする再生廃材組成物を提供する。
The present invention, as another embodiment using the first embodiment of the present invention having the above-described configuration,
[11] A regeneration comprising the gypsum-tobermorite-based material obtained by the method for producing a recycled waste material composition having the above-mentioned configuration [1] or [2] from which the gypsum-tobermorite-based material is obtained. A waste material composition is provided.
上記〔11〕の構成の本発明の再生廃材組成物の好ましい要件としては、下記のことが挙げられる。
〔12〕前記石膏−トバモライト系素材が、鱗片状粒子、柱状粒子、針状粒子及び板状粒子からなる群から選ばれる少なくともいずれかの形状の粒子を有してなること;
〔13〕前記石膏−トバモライト系素材が、斜長石、曹長石、正長石、珪石、ケイ酸塩及びアルミノケイ酸塩の少なくともいずれかを含んでなること;が挙げられる。
The following is mentioned as a preferable requirement of the recycled waste material composition of this invention of the said [11] structure.
[12] The gypsum-tobermorite-based material includes particles having at least one shape selected from the group consisting of scale-like particles, columnar particles, needle-like particles, and plate-like particles;
[13] The gypsum-tobermorite material comprises at least one of plagioclase, feldspar, orthoclase, silica, silicate, and aluminosilicate.
また、本発明は、第2の実施形態として、廃石膏ボードや廃コンクリートなどからなる廃材を含む瓦礫から所要の素材を分離(不要なものを除去)することなく、まとめて再利用可能な、軟弱土壌の固化材や、有害物質の固定化材や、放射線遮蔽材などとして再利用可能な有用な組成物にできる、下記の[1]又は[3]の構成の再生廃材組成物の製造方法を提供する。
[1]廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートからなる廃材を含む瓦礫を加熱して加熱処理物を得る加熱工程(B)と、該加熱工程(B)の後に行う後工程(C)とを少なくとも有し、前記加熱工程(B)における加熱温度が、200℃以上1200℃以下であり、前記後工程(C)で、前記加熱処理物100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、結合材として、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(c1)する、又は、前記加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えた固化体を水熱処理(c2)することを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。
In addition, as a second embodiment, the present invention can be reused collectively without separating required materials from rubble containing waste materials such as waste gypsum board or waste concrete (removing unnecessary ones), A method for producing a recycled waste material composition having the following constitution [1] or [3], which can be used as a useful composition that can be reused as a solidifying material for soft soil, a fixing material for harmful substances, a radiation shielding material, etc. I will provide a.
[1] At least a heating step (B) for heating a rubble containing waste materials made of waste gypsum board and / or waste concrete to obtain a heat-treated product, and a post-step (C) performed after the heating step (B) And the heating temperature in the heating step (B) is 200 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and in the post-process (C), 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the heat treatment product. In the range, at least one selected from the group consisting of quick lime, slaked lime, digested dolomite, magnesium oxide and magnesium hydroxide is added to the heat-treated product as a binder (c1), or A method for producing a recycled waste material composition, comprising hydrothermally treating (c2) a solidified product obtained by adding a silicon oxide component and a calcium oxide component to a heat-treated product.
上記[1]の再生廃材組成物の製造方法の好ましい形態としては、[2]さらに、前記後工程(C)とは別の、前記加熱工程(B)の後に行う後工程(D)を有し、前記後工程(D)で、前記加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(d1)、及び/又は、硫酸バリウムを添加(d2)することが挙げられる。 As a preferable form of the method for producing a recycled waste material composition of [1] above, [2] Further, there is a post-process (D) performed after the heating process (B) different from the post-process (C). In the post-process (D), activated carbon, zeolite, hydroxy acid as an adsorbent is added to the heat-treated product within a range of 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the heat-treated material. Examples include adding at least one selected from the group consisting of apatite (d1) and / or adding barium sulfate (d2).
[3]廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートからなる廃材を含む瓦礫を加熱して加熱処理物を得る加熱工程(B)と、該加熱工程(B)の前に行う前工程(A)とを有し、前記前工程(A)で、前記瓦礫に、炭酸カルシウム、ドロマイト及び炭酸マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれかを混合し、且つ、前記加熱工程(B)における加熱温度が、200℃以上1200℃以下であることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 [3] A heating step (B) for obtaining a heat-treated product by heating debris containing waste materials made of waste gypsum board and / or waste concrete, and a pre-step (A) performed before the heating step (B) And in the preceding step (A), the rubble is mixed with at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, dolomite and magnesium carbonate, and the heating temperature in the heating step (B) is 200 A method for producing a recycled waste material composition, wherein the method is at a temperature of from ℃ to 1200 ℃.
上記[3]の再生廃材組成物の製造方法の好ましい形態としては、下記のように構成することが挙げられる。
[4]さらに、前記加熱工程(B)の後に行う後工程(C)を有し、前記後工程(C)で、前記加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えた固化体を水熱処理(c2)すること;
[5]前記前工程(A)で、さらに、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加すること;
[6]さらに、前記加熱工程(B)の後に行う後工程(D)として、前記後工程(D)で、いずれの場合も、前記加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(d1)する、及び/又は、硫酸バリウムを添加(d2)することが挙げられる。
As a preferable embodiment of the method for producing a recycled waste material composition of [3] above, the following configuration may be mentioned.
[4] A solidified body further comprising a post-process (C) performed after the heating process (B), wherein a silicon oxide component and a calcium oxide component are added to the heat-treated product in the post-process (C). Hydrothermally treating (c2);
[5] In the preceding step (A), at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite is further added;
[6] Further, as a post-process (D) performed after the heating process (B), in the post-process (D), in any case, 10 parts by mass or more and 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product. Within the range of at most parts, at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite is added (d1) as the adsorbent to the heat-treated product, and / or barium sulfate. Is added (d2).
上記[1]又は[4]の再生廃材組成物の製造方法の好ましい形態としては、下記のように構成することが挙げられる。
[7]前記酸化ケイ素成分が、酸化ケイ素、抗火石及び大谷石からなる群より選ばれる少なくともいずれか1種であること;
[8]前記酸化カルシウム成分が、生石灰、消石灰及び消化ドロマイトからなる群より選ばれる少なくともいずれか1種であることが挙げられる。
A preferable embodiment of the method for producing a recycled waste material composition according to the above [1] or [4] includes the following configuration.
[7] The silicon oxide component is at least one selected from the group consisting of silicon oxide, antifluorite and Otani stone;
[8] The calcium oxide component may be at least one selected from the group consisting of quick lime, slaked lime, and digested dolomite.
上記[1]〜[8]の再生廃材組成物の製造方法の好ましい形態としては、下記のように構成することが挙げられる。
[9]前記加熱工程(B)における加熱温度が、300℃以上700℃以下であること;
[10]前記加熱工程(B)における加熱時間が、1時間以上24時間以下であること;
[11]前記加熱工程(B)における加熱時間が、1時間以上5時間以下であること;が挙げられる。
A preferable embodiment of the method for producing a recycled waste material composition of the above [1] to [8] includes the following configuration.
[9] The heating temperature in the heating step (B) is 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower;
[10] The heating time in the heating step (B) is 1 hour or more and 24 hours or less;
[11] The heating time in the heating step (B) is 1 hour or more and 5 hours or less.
本発明は、別の実施形態として、[12]廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートからなる廃材を含む瓦礫の加熱処理物と、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種の結合材と、を含み、且つ、前記加熱処理物100質量部に対して、前記結合材を10質量部以上100質量部以下の範囲で含むことを特徴とする再生廃材組成物を提供する。 As another embodiment, the present invention includes [12] a heat-treated rubble containing waste material composed of waste gypsum board and / or waste concrete, and a group consisting of quick lime, slaked lime, digested dolomite, magnesium oxide and magnesium hydroxide. And at least one selected binder, and the binder is included in a range of 10 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product. A recycled waste material composition is provided.
上記[12]の再生廃材組成物の好ましい形態としては、下記のように構成することが挙げられる。
[13]前記結合材が、生石灰及び酸化マグネシウムの少なくともいずれか1種であること;
[14]さらに、活性炭素、ゼオライト及び水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種の吸着材を含み、且つ、前記加熱処理物100質量部に対して、前記吸着材を5質量部以上50質量部以下の範囲で含むこと;
[15]さらに、硫酸バリウムを、前記加熱処理物100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下の範囲で含むこと;
[16]さらに、トバモライトを含むこと;が挙げられる。
As a preferable form of the recycled waste material composition of the above [12], there is a configuration as follows.
[13] The binder is at least one of quick lime and magnesium oxide;
[14] Further, it includes at least one kind of adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite, and 5 mass of the adsorbent with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product. In a range of not less than 50 parts by weight and not more
[15] Furthermore, barium sulfate is contained in a range of 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product;
[16] Further, tobermorite is included.
本発明によれば、従来、その大部分が廃棄物とされてきた、廃石膏ボードや廃コンクリートなどからなる廃材を含む瓦礫から所要の素材を分離(不要なものを除去)する手段を用いることなく、まとめて処理して、その処理物自体を、トバモライトを含む建材や、軟弱土壌の固化材や、有害物質の固定化材や、放射線遮蔽材などとして再利用することが可能な有用な組成物にでき、しかも、簡便で容易なプロセスによってできる効果的な再生廃材組成物の製造方法が提供される。また、本発明によれば、大量で、その殆どが廃棄物として処理されている瓦礫や、産業廃棄物とされている各種材料を処理することで再利用可能な有用な組成物に転換した、新規で有用な再生廃材組成物の提供が実現できる。このため、本発明によれば、これまで廃棄物とされていた各種資源を、経済的な手法で再利用可能なものにできるので、有限な資源の有効活用の面で極めて大きな価値がある。 According to the present invention, a means for separating (removing unnecessary materials) a required material from rubble including waste materials made up of waste gypsum board, waste concrete, etc., which has conventionally been mostly waste. Useful composition that can be processed together and reused as a building material containing tobermorite, a solid material for soft soil, a fixing material for harmful substances, a radiation shielding material, etc. In addition, there is provided an effective method for producing a recycled waste material composition that can be made into a product and can be produced by a simple and easy process. In addition, according to the present invention, it is converted into a useful composition that can be reused by treating a large amount of rubble that is mostly treated as waste and various materials that are treated as industrial waste. Provision of a new and useful recycled waste material composition can be realized. For this reason, according to the present invention, various resources that have been regarded as waste can be made reusable by an economical method, and thus there is extremely great value in terms of effective use of limited resources.
以下、好ましい実施形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、先述した、瓦礫から所要の素材を分離(不要なものを除去)することなく、まとめて再利用可能な組成物にするための方法について鋭意検討した結果、下記のことを見出した。
(1)建材として使用されていた廃コンクリートや廃石膏ボードに、土壌や木片や紙片などの、諸々の付着物などからなる瓦礫の加熱処理物に、生石灰、消石灰、消化ドロマイトなどを、単独で又はこれらの任意の割合の混合物を含有させたものは、例えば、軟弱土壌の固化材、有害物質の固定化材、酸性土壌の中和材、防草材などとして利用できるものになることを見出した。本発明者らの検討によれば、瓦礫の加熱処理物に添加した生石灰、消石灰、消化ドロマイトなどが、瓦礫の加熱処理物に不足する固化強度を補足する結果、上記構成とすることで、瓦礫の加熱処理物を、上記に挙げた軟弱土壌などの固化材として機能するものにできたと考えられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments.
As a result of earnestly examining the above-mentioned method for making a composition that can be reused together without separating (removing unnecessary materials) from the required materials, the following results were obtained. I found it.
(1) Waste lime, slaked lime, digested dolomite, etc., alone, on waste concrete and waste gypsum board used as building materials, rubble heat-treated material consisting of various deposits such as soil, wood and paper Alternatively, it has been found that a mixture containing any ratio of these can be used as, for example, a softening material for soft soil, a fixing material for harmful substances, a neutralizing material for acidic soil, a herbicidal material, etc. It was. According to the study by the present inventors, quick lime, slaked lime, digested dolomite, etc. added to the heat-treated rubble supplement the solidification strength that is lacking in the heat-treated rubble. It is considered that the heat-treated product was able to function as a solidifying material such as the soft soil listed above.
(2)建材として使用されていた廃コンクリートや廃石膏ボードに、土壌や木片や紙片などの、諸々の付着物などからなる瓦礫の加熱処理物に、ゼオライト、水酸アパタイト、炭素粉などの単独又はそれらの任意の割合の混合物を含有させたものは、軟弱土壌の固定化材や、有害物質の固定化材などに利用できるものになることを見出した。本発明者らの検討によれば、瓦礫の加熱処理物に、ゼオライト、水酸アパタイト、炭素粉を添加することで、これらの材料に由来する成分が、瓦礫の加熱処理物中に含まれる有害物質の固定化材として機能すると考えられる。 (2) Waste concrete and waste gypsum board used as building materials, rubble heat-treated products consisting of various deposits such as soil, wood and paper, zeolite, hydroxyapatite, carbon powder alone Alternatively, it has been found that a mixture containing a mixture of any ratio thereof can be used as a fixing material for soft soil or a fixing material for harmful substances. According to the study by the present inventors, by adding zeolite, hydroxyapatite, carbon powder to the debris heat-treated product, the components derived from these materials are contained in the debris heat-treated product. It is thought to function as a material immobilization material.
(3)建材として使用されていた廃コンクリートや廃石膏ボードに、土壌や木片や紙片などの、諸々の付着物などからなる瓦礫の加熱処理物に、硫酸バリウムを、単独で、又は、硫酸バリウムを生石灰、消石灰、消化ドロマイトなどと任意の割合で混合した混合物などを添加して漆喰状にしたものは、放射線遮蔽材として効果的に利用できることを見出した。本発明者らの検討によれば、特に、放射線遮蔽性能は硫酸バリウム由来の成分によって発揮される。 (3) Barium sulfate alone or barium sulfate on heat-treated rubble made of various deposits such as soil, wood and paper, waste concrete and waste gypsum board used as building materials It has been found that a mixture obtained by adding a mixture of lime, quick lime, slaked lime, digested dolomite and the like in an arbitrary ratio to be plastered can be effectively used as a radiation shielding material. According to the study by the present inventors, in particular, the radiation shielding performance is exhibited by a component derived from barium sulfate.
(4)建材として使用されていた廃コンクリートや廃石膏ボードに、土壌や木片や紙片などの、諸々の付着物などからなる瓦礫の加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを添加した固化体は、本発明者らの検討によれば、水熱反応することで、部分的にトバモライト(5CaO・6SiO2・5H2O、C5S6H5の略称)が製造され、このように部分的にトバモライトが製造されることで、建材などへの再利用が可能なものになることを見出した。 (4) The silicon oxide component and calcium oxide component were added to the heat-treated rubble made up of various deposits such as soil, wood and paper, and waste concrete and waste gypsum board used as building materials. According to the study of the present inventors, the solidified body partially produces tobermorite (5CaO.6SiO 2 .5H 2 O, abbreviation for C 5 S 6 H 5 ) by such a hydrothermal reaction. It has been found that tobermorite can be partially manufactured and can be reused as building materials.
より詳細には、廃石膏ボードを含む瓦礫などの加熱処理物に、いずれも多くが産業廃棄物とされて廃棄されている、酸化ケイ素成分を含有する岩石の加工屑粉などの原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料、例えば、消石灰などの水洗ケーキ由来の材料とを添加混合した固化体を水熱処理することで、産業廃棄物処理の点で大きなメリットがあり、また、建材などの多様な用途での再利用が期待できる有用な石膏−トバモライト系素材を得ることができることを見出した。以下、廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料のことを、単に、その代表例の一つである「カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料」、或いは、「水洗ケーキ由来の材料」とも呼ぶ。「カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料」の多くは産業廃棄物とされることも多く、その利用は、本発明の目的に合致する。 More specifically, a raw material powder such as a rock processing waste powder containing a silicon oxide component, many of which are treated as industrial waste, such as rubble including waste gypsum board, Hydrothermal treatment is performed on a solidified body that is added and mixed with a material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder, for example, a material derived from a washed cake such as slaked lime. Thus, it has been found that there is a great merit in terms of industrial waste treatment, and that a useful gypsum-tobermorite-based material that can be reused in various applications such as building materials can be obtained. Hereinafter, a material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board is simply one of the representative examples of “a material derived from a washed cake containing a calcium component” or “washed cake”. Also called “derived material”. Many of the “materials derived from a washed cake containing a calcium component” are often regarded as industrial waste, and the use thereof meets the purpose of the present invention.
トバモライトは、上記したようにケイ酸カルシウム水和物であり、建材として有用なことから種々の検討がなされており、生成物の同定は、X線回折で、29°付近の(220)面の強い回折ピークと、30°付近の(222)面のピークを利用して行われている。本発明でも、同様にして、トバモライトの生成を確認した。 Tobermorite is a calcium silicate hydrate as described above, and various studies have been made since it is useful as a building material. The product is identified by X-ray diffraction on the (220) plane near 29 °. This is performed using a strong diffraction peak and a peak on the (222) plane near 30 °. In the present invention, the production of tobermorite was confirmed in the same manner.
本発明の製造方法で、トバモライトの量が多い石膏−トバモライト系素材を安定して得る方法としては、下記の2つの方法が挙げられる。第1の方法では、廃石膏ボードを加熱処理して得た無水石膏に、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料を、例えば、Si成分/Ca成分の比が1.0〜1.5となるように添加混合し、これらの混合粉からなる固化体を形成し、形成した固化体を水熱処理して石膏−トバモライト系素材を得る。また、第2の方法では、廃石膏ボードを加熱処理して得た半水石膏に、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料を、例えば、Si成分/Ca成分の比が1.0〜1.5となるように添加混合し、これらの混合粉からなる固化体を形成し、形成した固化体を水熱処理して石膏−トバモライト系素材を得る。 As a method for stably obtaining a gypsum-tobermorite-based material having a large amount of tobermorite in the production method of the present invention, the following two methods may be mentioned. In the first method, the anhydrous gypsum obtained by heat-treating the waste gypsum board is derived from the raw material powder containing the silicon oxide component, and the water-washed cake containing the calcium component that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder. For example, the material is added and mixed so that the ratio of Si component / Ca component is 1.0 to 1.5, a solidified body made of the mixed powder is formed, and the formed solidified body is hydrothermally treated. A gypsum-tobermorite-based material is obtained. In the second method, the hemihydrate gypsum obtained by heat-treating the waste gypsum board contains a raw material powder containing a silicon oxide component and a calcium component that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder. The material derived from the washed cake is added and mixed, for example, so that the ratio of Si component / Ca component is 1.0 to 1.5, a solidified body composed of these mixed powders is formed, and the formed solidified body is water. A gypsum-tobermorite material is obtained by heat treatment.
さらに、本発明者らが見出した、上記した石膏−トバモライト系素材を得る製造方法において、より有用な要件について説明する。
(ア)石膏−トバモライト系素材を構成する石膏は、上記した製造方法において、トバモライト粒子の核生成、結晶生成、骨材として機能する。本発明で使用する固化体に占める石膏の使用量は、50質量%以下、例えば、15質量%程度であることが好ましい。石膏−トバモライト系素材の強度は、素材中のトバモライトの量に依存するので、この点を勘案して、用途に応じて石膏の使用量を適宜に決定すればよい。
Furthermore, in the manufacturing method for obtaining the above-described gypsum-tobermorite-based material found by the present inventors, more useful requirements will be described.
(A) Gypsum constituting the gypsum-tobermorite-based material functions as nucleation, crystal generation, and aggregate of tobermorite particles in the production method described above. The amount of gypsum used in the solidified body used in the present invention is preferably 50% by mass or less, for example, about 15% by mass. Since the strength of the gypsum-tobermorite-based material depends on the amount of tobermorite in the material, the amount of gypsum used may be appropriately determined according to the application in consideration of this point.
また、上記原料粉は、トバモライトを構成する酸化ケイ素を供給するために用いられ、上記水洗ケーキ由来の材料は、トバモライトを構成する酸化カルシウムを供給するために用いられる。完全なトバモライトであれば、Si/Ca比は1.2である。このため、本発明においては、よりトバモライトの量が多い石膏−トバモライト系素材を得る目的で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料の使用比率は、Si成分/Ca成分の比が1.0〜1.5となるようにして添加混合することが好ましい。 Moreover, the said raw material powder is used in order to supply the silicon oxide which comprises tobermorite, and the said material derived from a washing cake is used in order to supply the calcium oxide which comprises tobermorite. For perfect tobermorite, the Si / Ca ratio is 1.2. Therefore, in the present invention, for the purpose of obtaining a gypsum-tobermorite-based material having a larger amount of tobermorite, the usage ratio of the raw material powder containing the silicon oxide component and the material derived from the washing cake containing the calcium component is Si It is preferable to add and mix such that the ratio of component / Ca component is 1.0 to 1.5.
したがって、これらの目的を達成できるものであればいずれの材料も使用可能である。本発明は、産業廃棄物の有効利用を目的としているため、酸化ケイ素を供給するため材料に、各種岩石の加工屑粉、表土混在の粘土鉱物粉、廃コンクリート(廃セメント)、石炭灰及び表土混在の粘土などの酸化ケイ素成分を含有する原料粉を使用し、酸化カルシウムを供給するための材料に、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、炭酸カルシウム、ドロマイト、牡蠣殻粉などの水洗ケーキ由来の材料を用いることが好ましい。上記岩石としては、例えば、抗火石(主成分は珪石と斜長石)、大谷石(主成分は方解石)、珪藻土、カオリンなどが挙げられる。 Therefore, any material can be used as long as these objects can be achieved. Since the present invention is intended for effective use of industrial waste, the processing materials of various rocks, clay mineral powder mixed with topsoil, waste concrete (waste cement), coal ash and topsoil are used as materials for supplying silicon oxide. Using raw powder containing silicon oxide components such as mixed clay and supplying calcium oxide, materials derived from washing cake such as quick lime, slaked lime, digested dolomite, calcium carbonate, dolomite, oyster shell powder It is preferable to use it. Examples of the rock include anti-fluorite (main components are quartzite and plagioclase), Otani stone (main components are calcite), diatomaceous earth, and kaolin.
(イ)上記した製造方法において、酸化ケイ素成分を含有する原料粉に、アルミニウム成分を含有する、例えば、カオリンや粘土や廃セメントを用いた場合、Na2OやNaOHなどを添加して水熱処理すると、Al2O3・Na2O・SiO2の反応でゼオライトが生成する。したがって、使用目的に応じて、使用する材料及び使用量を適宜に設定すればよい。 (A) In the above-described production method, when the raw material powder containing the silicon oxide component contains an aluminum component, for example, when kaolin, clay or waste cement is used, Na 2 O or NaOH is added to perform hydrothermal treatment. Then, zeolite is produced by the reaction of Al 2 O 3 .Na 2 O.SiO 2 . Therefore, what is necessary is just to set the material to be used and the usage-amount suitably according to the intended purpose.
(ウ)上記した製造方法において、良好な石膏−トバモライト系素材を得る水熱処理の条件としては、時間よりも温度の効果が大きいことがわかった。好適な温度条件は、170〜190℃、より好ましくは、180℃〜190℃である。時間は300時間以下、例えば、48〜96時間反応させればよい。 (C) In the manufacturing method described above, it was found that the effect of temperature was greater than time as the hydrothermal treatment condition for obtaining a good gypsum-tobermorite material. Suitable temperature conditions are 170-190 degreeC, More preferably, it is 180 degreeC-190 degreeC. The reaction time may be 300 hours or less, for example, 48 to 96 hours.
(エ)上記した石膏−トバモライト系素材を得る製造方法において使用する固化体の作製は、混合粉を水添スラリー状にして型枠を用いて固化体にする方法や、混合粉を水添成形して固化体とする方法によって行えばよい。水添スラリーを用いる場合は、例えば、混合粉の全量に対して50〜60%の水を添加混合すればよく、水添成形する場合は、例えば、混合粉に15%程度の水分を加え、5MPa程度の任意の成形圧で成型して固化体とすればよい。 (D) Preparation of the solidified body used in the manufacturing method for obtaining the gypsum-tobermorite-based material described above is a method in which the mixed powder is formed into a hydrogenated slurry and then solidified using a mold, or the mixed powder is hydrogenated. The solidified body may be used. When using a hydrogenated slurry, for example, 50 to 60% of water may be added and mixed with respect to the total amount of the mixed powder. When hydrogenating, for example, about 15% of water is added to the mixed powder, What is necessary is just to shape | mold with the arbitrary shaping | molding pressure of about 5 Mpa, and to make a solidified body.
(オ)上記した石膏−トバモライト系素材を得る製造方法において使用する、カルシウム成分を含有する、消石灰などの水洗ケーキ由来の材料としては、水酸化ドロマイトや、水酸化マグネシウムと消石灰の混合使用や、セメントの使用や、水酸化マグネシウムと水硬性の半水石膏との使用などが好ましい。その理由は、トバモライトの欠点の一つに、炭酸化による強度の劣化の問題があるが、カルシウムを難溶性のマグネシウムで置換することで、炭酸化が抑制できることによる。一方、水酸化マグネシウムの成形体の固化性は低いため、マグネシウムによるカルシウムの置換を部分的に止める必要があるため、上記に挙げた材料を用いることが好ましい。 (E) As a material derived from a washing cake such as slaked lime containing a calcium component, used in the production method for obtaining the gypsum-tobermorite-based material described above, dolomite hydroxide, mixed use of magnesium hydroxide and slaked lime, Use of cement, use of magnesium hydroxide and hydraulic hemihydrate gypsum, and the like are preferable. The reason is that one of the disadvantages of tobermorite is the problem of strength deterioration due to carbonation, but carbonation can be suppressed by substituting calcium with sparingly soluble magnesium. On the other hand, since the solidification property of the molded body of magnesium hydroxide is low, it is necessary to partially stop the replacement of calcium with magnesium. Therefore, it is preferable to use the materials listed above.
(カ)上記した製造方法において得られる石膏−トバモライト系素材は、粒子の形状が場所によって異なり、鱗片状、柱状、板状及び針状などの粒子からなり、また、石膏、トバモライト、斜長石などからなる。したがって、より良好な石膏−トバモライト系素材を得るためには、加熱処理物である無水石膏や半水石膏に、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料を添加混合した混合粉から固化体を形成する際に、混合粉を、より微細化し、より均一に混合することが好ましい。このようにすれば、水熱処理した際に、高反応性を実現でき、組成にゆらぎの少ない、気孔や傷のない優れた素材を得ることができる。 (F) The gypsum-tobermorite-based material obtained in the above-described production method has different particle shapes depending on the location, and is composed of particles such as scales, columns, plates, and needles. Also, gypsum, tobermorite, plagioclase, etc. Consists of. Therefore, in order to obtain a better gypsum-tobermorite-based material, an anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum which is a heat-treated product is mixed with raw material powder containing a silicon oxide component and a material derived from a washing cake containing a calcium component. When forming a solidified body from the mixed powder added and mixed, it is preferable to make the mixed powder finer and more uniformly mixed. In this way, when hydrothermal treatment is performed, high reactivity can be realized, and an excellent material free from pores and scratches with little fluctuation in composition can be obtained.
(キ)石膏−トバモライト系素材の強度は、トバモライト粒子の生成量に依存する。上記した製造方法で得られる石膏−トバモライト系素材を工業上利用可能にするためには、強度は、極めて重要な物性である。より強度に優れた素材を得るためには、上記製造方法において、下記のように構成することが好ましい。トバモライトは、酸化ケイ素成分と、消石灰などの成分から生成するので、先に述べたように、固化体の形成に使用する混合粉を、より微細化し、より均一に混合することが有効である。また、原料粉にアルミノケイ酸塩を用いる場合は、酸化ケイ素分の合有割合が多い原料ほど生成するトバモライトは多く、高強度になる。このため、カオリンのように、酸化ケイ素分の含有割合が低い場合は、固化体に繊維を添加することが有効である。単繊維状の麻スサの利用が簡便である。麻の単繊維は、煮沸或いは水熱処理で容易に製造することができ、しかも、原料の全質量の30%程度まで、麻スサを添加して固化体内に練り込むことが可能である。 (G) The strength of the gypsum-tobermorite material depends on the amount of tobermorite particles produced. In order to make the gypsum-tobermorite material obtained by the above-described production method industrially usable, strength is an extremely important physical property. In order to obtain a material superior in strength, it is preferable that the manufacturing method is configured as follows. Since tobermorite is produced from a silicon oxide component and components such as slaked lime, as described above, it is effective to make the mixed powder used for forming a solidified body finer and more uniformly mixed. Moreover, when using an aluminosilicate for raw material powder, the more tobermorite is produced, the higher the strength of the raw material, the higher the proportion of silicon oxide. For this reason, when the content ratio of silicon oxide is low as in kaolin, it is effective to add fibers to the solidified body. Use of monofilament hemp suspension is simple. Hemp monofilament can be easily produced by boiling or hydrothermal treatment, and it can be kneaded into the solidified body by adding hemp soot up to about 30% of the total mass of the raw material.
本発明者らは、上記で得た(1)〜(4)の知見を巧みに利用することで、建材として使用されていた廃コンクリートや廃石膏ボードに、土壌や木片や紙片などの諸々の混在物や付着物などからなる瓦礫に対し、特別な材料を用いることなく、むしろ産業廃棄物として廃棄されていた多用な材料を活用し、簡便な手段で、様々な機能性を有する、多様な形での再利用が可能な材料にできることを見出して本発明に至った。図7に本発明の再生廃材組成物の製造方法の概略を示すフロー図を示した。 By skillfully utilizing the knowledge of (1) to (4) obtained above, the present inventors applied various kinds of materials such as soil, wood pieces, and paper pieces to waste concrete and waste gypsum boards used as building materials. For rubble made up of contaminants and deposits, various materials with various functions can be obtained by simple means by using various materials that have been discarded as industrial waste without using special materials. It was found that the material can be reused in the form, and the present invention has been achieved. FIG. 7 is a flowchart showing an outline of the method for producing the recycled waste material composition of the present invention.
まず、本発明者らは、廃コンクリートや廃石膏ボード含有の瓦礫を、特定の温度範囲で加熱処理すると、無水セメントや無水石膏などの混合物としての加熱処理物になり、得られる加熱処理物が有する水硬性などの機能は、軟弱土壌の固化材などとしての再利用に十分に活用できるものになることを見出した。本発明では、この知見に基づき、まず、前記瓦礫を、加熱工程(B)で加熱処理するか、或いは、後述するように、前記瓦礫に炭酸カルシウムなどを混合する前工程(A)後に加熱工程(B)を設けて加熱して、加熱処理物を得ることとした。加熱工程(B)では、酸化或いは中性或いは還元雰囲気中で、1200℃以下で24時間以下、200℃以上1200℃以下で、好ましくは300℃〜700℃で、より好ましくは400℃〜600℃で、1〜5時間程度加熱する。 First, when the present inventors heat-treat waste concrete and waste gypsum board-containing rubble in a specific temperature range, it becomes a heat-treated product as a mixture of anhydrous cement or anhydrous gypsum, and the obtained heat-treated product is It has been found that functions such as hydraulic properties can be fully utilized for reuse as a solidifying material for soft soil. In the present invention, based on this knowledge, first, the rubble is heated in the heating step (B) or, as described later, the heating step after the previous step (A) in which calcium carbonate or the like is mixed with the rubble. (B) was provided and heated to obtain a heat-treated product. In the heating step (B), in an oxidizing or neutral or reducing atmosphere, at 1200 ° C. or lower for 24 hours or shorter, 200 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, preferably 300 ° C. to 700 ° C., more preferably 400 ° C. to 600 ° C. Then, heat for about 1 to 5 hours.
例えば、加熱工程(B)で、廃石膏ボード含有の瓦礫を上記した温度で加熱処理した場合は、加熱処理物として無水石膏が得られる。また、本発明の製造方法は、上記に限定されず、先に述べた通り、加熱処理工程(B)で、70℃以上220℃以下で、廃石膏ボード含有の瓦礫を加熱処理することで、加熱処理物として半水石膏を得、得られた半水石膏を利用することによっても石膏−トバモライト系素材を得ることができる。したがって、瓦礫の種類(石膏と共に含まれる夾雑物の種類)によっては、このような低い温度での加熱処理でも、建材などとして有用な石膏−トバモライト系素材を得ることができる。 For example, when the waste gypsum board-containing rubble is heat-treated at the above-described temperature in the heating step (B), anhydrous gypsum is obtained as a heat-treated product. In addition, the production method of the present invention is not limited to the above, and as described above, in the heat treatment step (B), the waste gypsum board-containing rubble is heat-treated at 70 ° C. or more and 220 ° C. or less. A gypsum-tobermorite-based material can also be obtained by obtaining hemihydrate gypsum as a heat-treated product and using the obtained hemihydrate gypsum. Therefore, a gypsum-tobermorite-based material useful as a building material or the like can be obtained even by heat treatment at such a low temperature, depending on the type of rubble (the type of impurities contained together with gypsum).
廃コンクリートや廃石膏ボードの再利用には、従来の方法では、種々雑多な混在物の分別除去の問題があった。混在物には、場合によっては有害なアスベストなどが含まれていることもあり、また、例えば、木片、付着紙、布、金属類など多種多様な物が含まれている。これらから所要の素材だけを取り出すことは、至難で高コストであり、時間を要するプロセスである。これに対し、本発明では、廃コンクリート、廃石膏ボード、混在物や付着物などからなる瓦礫を、1200℃以下の温度で、好ましくは300℃〜700℃、或いは、瓦礫の種類によっては70℃以上220℃以下で加熱処理する。その結果、無水セメント、無水石膏或いは半水石膏、灰などからなる加熱処理物が得られる。本発明者らの検討によれば、灰には酸化カルシウムが多く含まれるが、加熱処理物の利用においても何ら問題はない。また、瓦礫に、例えばアスベストなどが混在していたとしても、750℃以上の温度で加熱処理すれば無害化できることが知られている。このため、分離(不要なものを除去)する手段を特に用いることなく、瓦礫をまとめて処理して、その処理物自体をそのまま高温で加熱処理することも可能であり、このような構成とすれば、煩雑な分離作業を不要にできるので、有効である。 In the reuse of waste concrete and waste gypsum board, the conventional method has a problem of separating and removing various mixed materials. The mixed material may contain harmful asbestos or the like depending on the case. For example, the mixed material includes a wide variety of materials such as a piece of wood, attached paper, cloth, and metals. It is difficult, expensive, and time consuming to extract only the required material from these. On the other hand, in the present invention, the debris composed of waste concrete, waste gypsum board, mixture or deposits is 1200 ° C. or less, preferably 300 ° C. to 700 ° C., or 70 ° C. depending on the type of debris. Heat treatment is performed at 220 ° C. or lower. As a result, a heat-treated product made of anhydrous cement, anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, ash or the like is obtained. According to the study by the present inventors, the ash contains a large amount of calcium oxide, but there is no problem in using the heat-treated product. In addition, it is known that even if asbestos or the like is mixed in the rubble, it can be rendered harmless by heat treatment at a temperature of 750 ° C. or higher. For this reason, it is possible to treat the rubble together and heat the treated material as it is at a high temperature without using any means for separating (removing unnecessary ones). Therefore, it is effective because a complicated separation work can be eliminated.
本発明者らは、上記したようにして得られる、無水セメント、無水石膏或いは半水石膏、灰などからなる加熱処理物を、前工程(A)を実施した場合はそのままでも使用可能な場合があるが、下記のような工程を実施した構成とすることで、各種の用途に再利用可能な有用な素材にできることを見出した。 The present inventors may use a heat-treated product made of anhydrous cement, anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum, ash, etc., obtained as described above, as it is when the previous step (A) is carried out. However, it has been found that a material that can be reused for various purposes can be obtained by adopting a configuration in which the following steps are performed.
具体的には、後工程(C)として、下記のような方法を実施することが挙げられる。後工程(c1)として、上記得られた加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、結合材として、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加する。なお、後述する前工程(A)を実施して得た加熱処理物の場合は、この処理を行わなくてもよい。上記のようにして後工程の(c1)を実施して得られる、加熱処理物に消石灰などを添加混合したものは、例えば、軟弱土壌の固化材や、鋳型固化材、酸性土壌の中和材などの土壌改良材や、肥料や、プラスター素材などとして再利用できるものになる。 Specifically, the following method is exemplified as the post-process (C). As a post-process (c1), in the range of 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product obtained above, the heat-treated product has quick lime, slaked lime, digested dolomite, At least one selected from the group consisting of magnesium oxide and magnesium hydroxide is added. In addition, in the case of the heat-processed material obtained by implementing the pre-process (A) mentioned later, this process does not need to be performed. The heat-treated product obtained by adding and mixing slaked lime and the like obtained by carrying out the post-process (c1) as described above is, for example, a soft soil solidifying material, a mold solidifying material, or an acidic soil neutralizing material. It can be reused as soil improvement materials such as fertilizers and plaster materials.
低地や湿地の軟弱土壌には、風雨で運ばれて、富栄養化のアンモニアや、鉛、ヒ素、カドミウム、コバルト、クロム、銅、水銀又はマンガンなどの有害物質が蓄積することがある。場合によっては、原発事故で排出した放射性セシウムが風雨で運ばれ、低地や湿地の軟弱土壌に蓄積するも考えられる。この場合は、上記に挙げたような有害物質を固定化し、軟弱土壌を同時に固化することが必要になる。本発明者らの検討によれば、このような要請に対し、まず、前記した加熱工程(B)で得た加熱処理物に、消石灰などを添加混合する後工程の(c1)を実施して得られる構成の組成物を利用することが有効であることを見出した。すなわち、加熱処理物を構成する無水セメントや無水石膏の水硬性材料と、(c1)で添加混合させた消石灰などによって発揮される固化機能は、軟弱土壌の固化に有効活用することができる。 Soft soils in lowlands and wetlands may carry eutrophication ammonia and toxic substances such as lead, arsenic, cadmium, cobalt, chromium, copper, mercury or manganese. In some cases, radioactive cesium discharged in the nuclear accident is carried by wind and rain and may accumulate in soft soils in lowlands and wetlands. In this case, it is necessary to fix the harmful substances mentioned above and solidify the soft soil at the same time. According to the study by the present inventors, in response to such a request, first, the post-process (c1) in which slaked lime or the like is added and mixed to the heat-treated product obtained in the heating process (B) described above is performed. It has been found that it is effective to use a composition having an obtained structure. That is, the solidification function exhibited by the anhydrous cement or anhydrous gypsum hydraulic material constituting the heat-treated product and the slaked lime added and mixed in (c1) can be effectively utilized for solidifying soft soil.
さらに、本発明者らの検討によれば、加熱処理物への後工程である(c1)の実施に加え、別の後工程(D)として、前記加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加混合する後工程の(d1)を実施して得られる構成の組成物を利用することが有効である。このように構成することで、加熱処理物に共存させた、ゼオライト、水酸アパタイト、炭などのイオン交換や吸着機能が発揮され、先に挙げたような有害物質を固定化するのである。加熱処理物の粒状固化体を流動層として用いれば、有害物質を容易に固定化することができるようになる。 Furthermore, according to the study by the present inventors, in addition to the implementation of (c1), which is a subsequent process to the heat-treated product, 10 masses as a further post-process (D) with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product. In a range of not less than 50 parts by mass and not more than 50 parts by mass, at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite is added to and mixed with the heat-treated product as an adsorbent (d1 It is effective to use a composition having a structure obtained by performing the above. With this configuration, the ion exchange and adsorption functions of zeolite, hydroxyapatite, charcoal, etc. coexisted in the heat-treated product are exhibited, and the harmful substances as mentioned above are immobilized. If the granular solidified product of the heat-treated product is used as a fluidized bed, harmful substances can be easily fixed.
また、加熱処理物への後工程である(c1)の実施に加え、別の後工程(D)として、上記した(d1)の実施とは別に、或いは、(d1)の実施に加えて、硫酸バリウムを添加(d2)することも好ましい形態である。すなわち、加熱処理物中の無水セメントや無水石膏の硬化性を利用して、硫酸バリウムを漆喰状の塗布材にすれば、放射線遮蔽材としても利用し得るものにできる。この場合、生石灰、消石灰、消化ドロマイトの単独又は任意の割合の混合物や、ウォラストナイトやカラギーナンなど補強材を加えれば、塗布膜は強固で平滑な硫酸バリウム含有の漆喰になる。補強材を使用して漆喰のように基材に被覆して使用する場合には、例えば、5質量%以下のウォラストナイト、カラギーナンその他の物質を添加・混合し、水練して漆喰様にすることが好ましい。 Moreover, in addition to the implementation of (d1), in addition to the implementation of (d1) described above, in addition to the implementation of (d1), in addition to the implementation of (c1), which is a subsequent process to the heat-treated product, Addition of barium sulfate (d2) is also a preferred form. That is, if barium sulfate is made into a plaster-like coating material by utilizing the curability of anhydrous cement or anhydrous gypsum in the heat-treated product, it can be used as a radiation shielding material. In this case, if a reinforcing material such as wollastonite, slaked lime, digested dolomite or a mixture of any proportion, or wollastonite or carrageenan is added, the coating film becomes a strong and smooth barium sulfate-containing plaster. When using a reinforcing material to coat the base material like plaster, add / mix 5wt% or less wollastonite, carrageenan and other substances, and knead to make it plaster-like. It is preferable.
また、本発明では、後工程(c2)として、前記加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えて水熱処理することが有効である。前記したように、無水セメント、無水石膏、灰などからなる加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを添加した固化体は、消石灰などの酸化カルシウム分と酸化ケイ素分を水熱反応させることで、部分的にトバモライトが製造されたものとなる。このように部分的にトバモライトが製造されることで、建材などへの再利用が可能なものにできる。この場合の製法の特徴は、固化体の形状を保持したまま、水熱反応を進めることができる点にある。水熱反応に関わる酸化ケイ素源としては、酸化ケイ素そのものだけではなく、例えば、抗火石、大谷石、粘土、表土などの酸化ケイ素分を端成分とする素材も利用でき、この点も上記製法の特徴である。 In the present invention, it is effective to add a silicon oxide component and a calcium oxide component to the heat-treated product and perform hydrothermal treatment as a post-process (c2). As described above, the solidified product obtained by adding the silicon oxide component and the calcium oxide component to the heat-treated product made of anhydrous cement, anhydrous gypsum, ash, etc. causes the hydrothermal reaction between the calcium oxide component such as slaked lime and the silicon oxide component. As a result, tobermorite was partially produced. Thus, by partially manufacturing tobermorite, it can be made reusable for building materials. The feature of the production method in this case is that the hydrothermal reaction can proceed while maintaining the shape of the solidified body. As a silicon oxide source involved in the hydrothermal reaction, not only silicon oxide itself but also materials having silicon oxide as an end component such as anti-fluorite, Otani stone, clay, topsoil, etc. can be used. It is a feature.
本発明者らは、上記した水熱処理する後工程(c2)で、前記した固化体に、部分的にトバモライトが製造できた点について、さらに検討し、その好適な処理条件についての検討を行った。その結果、瓦礫を加熱処理して得た加熱処理物100質量部に、500質量部以下の酸化カルシウム分と、必要十分に反応する500質量部以下の酸化ケイ素分を添加・混合し、得られた固化体を150℃〜300℃の温度範囲で任意の時間水熱処理することで、より効果的に、固化体に、部分的にトバモライトを製造することができることがわかった。
この点についての詳細は、第一の形態の石膏−トバモライト系素材を得る方法として先述したが、その概要は、下記の通りである。まず、加熱処理工程(B)で、廃石膏ボードを含む瓦礫を加熱処理して、加熱処理物として無水石膏或いは半水石膏を得る。次に、得られた無水石膏或いは半水石膏に、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料を適宜な使用割合で、好ましくは、Si成分/Ca成分のモル比が1.0〜1.5となるような使用割合で添加混合し、これらからなる混合粉で固化体を成形する。そして、この固化体を120℃以上350℃以下の温度、より好ましくは、170〜190℃の温度で水熱処理することで、トバモライトが多く含まれるより良好な石膏−トバモライト系素材を得ることが実現できる。
The present inventors further examined the point that tobermorite could be partially produced in the solidified body in the post-process (c2) after the hydrothermal treatment described above, and examined suitable treatment conditions. . As a result, it is obtained by adding and mixing 500 parts by mass or less of calcium oxide and 500 parts by mass or less of silicon oxide which reacts sufficiently and sufficiently to 100 parts by mass of the heat-treated product obtained by heat-treating rubble. It was found that tobermorite can be partially produced in the solidified body more effectively by hydrothermally treating the solidified body in a temperature range of 150 ° C to 300 ° C for an arbitrary time.
Details regarding this point have been described above as the method for obtaining the gypsum-tobermorite-based material of the first form, and the outline thereof is as follows. First, in the heat treatment step (B), rubble including waste gypsum board is heat-treated to obtain anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum as a heat-treated product. Next, the obtained anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum is appropriately used with a raw material powder containing a silicon oxide component and a material derived from a washing cake containing a calcium component that reacts with the silicon oxide component in the raw material powder. In a proportion, preferably, the Si component / Ca component is added and mixed at a use proportion such that the molar ratio of the Si component / Ca component is 1.0 to 1.5, and a solidified body is formed with the mixed powder composed of these. The solidified body is hydrothermally treated at a temperature of 120 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 170 to 190 ° C., thereby realizing a better gypsum-tobermorite-based material containing a large amount of tobermorite. it can.
また、本発明では、前記した廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートからなる廃材を含む瓦礫を加熱して加熱処理物を得る加熱工程(B)を行う場合に、その前工程(A)として、前記瓦礫に、炭酸カルシウム、ドロマイト及び炭酸マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれかを混合し、その後に、前記加熱工程(B)を行うことも有効である。具体的には、例えば、瓦礫100質量部に、炭酸カルシウム、ドロマイト、炭酸マグネシウムを、単独で、又は、任意の割合の混合物で、100質量部以下の量で、添加・混合し、酸化、中性、還元、いずれかの雰囲気中で、1200℃以下で24時間以下、好ましくは300℃から700℃で1〜5時間加熱処理する。このように前工程(A)を設けた構成とした場合は、加熱処理物は、無水セメント、無水石膏、生石灰、酸化マグネシウム、無機物などからなる構成のものになる。このように構成した場合も、前記したような軟弱土壌の固化材として、鋳型固化材として、有害物質の固定化材として、プラスターや防草材などとして利用することができる。 Moreover, in this invention, when performing the heating process (B) which heats the debris containing the waste material which consists of an above-mentioned waste gypsum board and / or waste concrete, and obtains a heat processing thing, as the previous process (A), It is also effective to mix at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, dolomite and magnesium carbonate into the rubble, and then perform the heating step (B). Specifically, for example, calcium carbonate, dolomite, and magnesium carbonate are added to and mixed with 100 parts by mass of rubble, alone or in an arbitrary ratio, in an amount of 100 parts by mass or less. Heat treatment at 1200 ° C. or less for 24 hours or less, preferably 300 ° C. to 700 ° C. for 1 to 5 hours. Thus, when it is set as the structure which provided the previous process (A), a heat processing thing becomes a thing of the structure which consists of anhydrous cement, anhydrous gypsum, quicklime, magnesium oxide, an inorganic substance, etc. Also when comprised in this way, it can utilize as a plaster, a herbicide, etc. as a solidification material of a soft soil as mentioned above, as a mold solidification material, as a fixing material of a harmful substance.
上記した前工程(A)を実施する形態においても、最終的な処理物(組成物)の使用目的に応じて、上記で得た加熱処理物に対して前記したような後工程することが好ましい。具体的には、得られた加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えた固化体を水熱処理する後工程の(c2)を実施することや、加熱処理物100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加する後工程の(d1)を実施することや、上記範囲内の量で硫酸バリウムを添加する後工程(d2)を実施する。 Also in the embodiment in which the above-described pre-process (A) is performed, it is preferable to perform the post-process as described above for the heat-treated product obtained above, depending on the intended use of the final processed product (composition). . Specifically, the post-process (c2) of hydrothermally treating a solidified product obtained by adding a silicon oxide component and a calcium oxide component to the obtained heat-treated product, or for 100 parts by mass of the heat-treated product A post-process of adding at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite as an adsorbent to the heat-treated product within a range of 10 parts by weight to 50 parts by weight (D1) is performed, or a post-step (d2) is performed in which barium sulfate is added in an amount within the above range.
上記したように、本発明は、これまで廃棄物として処理されていた建築廃材を、簡便な手段によって、軟弱土壌の固化材として、或いは、有害物質の固定化材として、或いは、放射線遮蔽材として、或いは、トバモライトを多く含む建材などとして有効利用に供する、貴重な素材として再利用できるものにする、工業上、極めて有用な技術である。 As described above, in the present invention, the construction waste material that has been treated as waste until now is used as a solidifying material for soft soil, as a fixing material for harmful substances, or as a radiation shielding material by simple means. Alternatively, it is an industrially extremely useful technique that can be used effectively as a building material containing a lot of tobermorite and can be reused as a valuable material.
次に、検討例、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中「部」又は「%」とあるのは質量基準である。
軟弱土壌などの固化材としての機能を評価の対象として、加熱処理物を得るための加熱温度の違いとの相関について調べた。評価用の軟弱土壌(以下、単に軟弱土壌と呼ぶ)には、校庭の表土に水添したものを使用した。その際、表土は、フルイ分けして粗石などを除去し、100℃で24時間乾燥し、放冷した後のものを用いた。また、試験用の模擬瓦礫には、廃コンクリート、廃石膏ボード、上記表土、木片、付着紙などの混合物を用いた。なお、試験によっては、廃コンクリート、廃石膏ボードを単独で用いた。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to study examples, examples, and comparative examples. In the text, “part” or “%” is based on mass.
The function as a solidifying material such as soft soil was evaluated, and the correlation with the difference in heating temperature for obtaining a heat-treated product was examined. The soft soil for evaluation (hereinafter simply referred to as “soft soil”) used was hydrogenated to the top soil of the schoolyard. At that time, the topsoil was separated by a sieve to remove coarse stones, etc., dried at 100 ° C. for 24 hours, and allowed to cool. For the simulated rubble for testing, a mixture of waste concrete, waste gypsum board, the above-mentioned topsoil, wood pieces, and adhered paper was used. In some tests, waste concrete and waste gypsum board were used alone.
[検討例1−加熱工程(B)についての検討]
加熱炉を用い、上記した廃コンクリートと廃石膏ボードとを含む瓦礫を、300℃、400℃、500℃、700℃、900℃、1000℃、1100℃の異なる温度で、それぞれ1時間加熱処理して、加熱温度の異なる加熱処理物をそれぞれに得た。得られた加熱処理物は、炉内で放冷後、自動粉砕機で粉砕混合して実施例の試料に用いた。
[Examination example 1-Examination about heating process (B)]
Using a heating furnace, the debris containing the above-mentioned waste concrete and waste gypsum board is heat-treated at different temperatures of 300 ° C, 400 ° C, 500 ° C, 700 ° C, 900 ° C, 1000 ° C, and 1100 ° C for 1 hour, respectively. Thus, heat-treated products having different heating temperatures were obtained. The obtained heat-treated product was allowed to cool in a furnace, and then pulverized and mixed with an automatic pulverizer, and used as a sample of the example.
その結果、上記いずれの温度で1時間加熱した場合も、得られる加熱処理物は、廃コンクリートに由来する無水セメントと、廃石膏ボードに由来する無水石膏を含むものになることが確認された。また、これら加熱処理物を単独で、或いは、任意の割合の混合物として、水練成形して〜24時間放置すると、固化することを確認した。このことは、上記のように、本発明で規定する加熱工程(B)で瓦礫を処理することで、得られる加熱処理物は、水和硬化性を有するものになることを示している。 As a result, it was confirmed that even when heated at any of the above temperatures for 1 hour, the heat-treated product obtained contains anhydrous cement derived from waste concrete and anhydrous gypsum derived from waste gypsum board. In addition, it was confirmed that these heat-treated products were solidified by water kneading and standing for ˜24 hours alone or as a mixture at an arbitrary ratio. This indicates that, as described above, the heat-treated product obtained by treating the debris in the heating step (B) defined in the present invention has hydration curability.
また、得られた加熱処理物に、前記した軟弱土壌、ゼオライト、炭素粉を、単独で、又は、任意の割合で混合した混合物を添加・混合して水練することで固化体とできることを確認した。この結果、上記のようにして得た加熱処理物は、上記試験に用いた添加物を固化する固化材として機能するものであることを示している。 In addition, it was confirmed that the obtained heat-treated product can be formed into a solidified body by adding and mixing the above-mentioned soft soil, zeolite, carbon powder alone or in a mixture at an arbitrary ratio and kneading the mixture with water. . As a result, it is shown that the heat-treated product obtained as described above functions as a solidifying material for solidifying the additive used in the test.
上記した試験における固化の様子から、廃コンクリート、廃石膏ボードをそれぞれに用いて加熱処理試験を行った。その結果、300℃、350℃、400℃、500℃のそれぞれの温度で1時間加熱処理した結果得られた無水石膏は、水硬性が強く、これらの条件で得た加熱処理物による軟弱土壌の固化体は、いずれも、24時間後、水に浸漬しても崩壊しないものになった。特に、300℃で、1時間処理して得られた無水石膏は、それよりも高い温度条件で熱処理して得た加熱処理物に比べて、4倍量以上の軟弱土壌を固化することができた。しかしながら、1時間の熱処理では、廃石膏ボードからの付着紙などの灰化が十分ではなく、この点から、本発明で規定する加熱工程(B)では、300℃で2時間以上、ないしは、350℃で1時間程度の加熱処理を行うことが好ましいことがわかった。 From the state of solidification in the above test, a heat treatment test was performed using waste concrete and waste gypsum board respectively. As a result, the anhydrous gypsum obtained as a result of heat treatment at 300 ° C., 350 ° C., 400 ° C., and 500 ° C. for 1 hour has strong hydraulic properties. All the solidified bodies did not collapse even when immersed in water after 24 hours. In particular, anhydrous gypsum obtained by treatment at 300 ° C. for 1 hour can solidify 4 times or more amount of soft soil compared to heat-treated products obtained by heat treatment at higher temperature conditions. It was. However, in the heat treatment for 1 hour, the ashing of the adhered paper from the waste gypsum board is not sufficient, and in this respect, in the heating step (B) defined in the present invention, at 300 ° C. for 2 hours or more, or 350 It was found that it is preferable to perform a heat treatment at about 1 hour for about 1 hour.
また、加熱処理温度を上昇させると、無水セメントの硬化能は向上するが、無水石膏の硬化能は逆に低下することもわかった。例えば、廃石膏ボードを700℃で1時間熱処理して得た無水石膏は、水硬性が低く、900℃以上で、1時間加熱処理した無水石膏は、700℃のそれよりも水硬性に劣ることがわかった。恐らく、900℃以上の高温で、1時間加熱処理した無水石膏は、水和し難い無水石膏になり、水硬性が下がったと考えられる。上記のことから、廃石膏ボードが主体の瓦礫では、熱処理温度を700℃以下とすることが好ましく、廃コンクリート主体の瓦礫では、加熱処理温度を700℃以上とすることが好ましいことがわかった。 It was also found that when the heat treatment temperature was raised, the hardening ability of anhydrous cement was improved, but the hardening ability of anhydrous gypsum was decreased. For example, anhydrous gypsum obtained by heat treating waste gypsum board at 700 ° C. for 1 hour has low hydraulic properties, and anhydrous gypsum heated at 900 ° C. or higher for 1 hour is inferior to hydraulic properties at 700 ° C. I understood. Presumably, anhydrous gypsum that was heat-treated for 1 hour at a high temperature of 900 ° C. or higher turned into anhydrous gypsum that was difficult to hydrate, and hydraulic properties were lowered. From the above, it was found that the heat treatment temperature is preferably 700 ° C. or lower for the rubble mainly composed of waste gypsum board, and the heat treatment temperature is preferably 700 ° C. or higher for the rubble mainly composed of waste concrete.
また、加熱工程(B)で、廃石膏ボードを含む瓦礫を、上記で検討した加熱処理温度よりも低くした場合についても検討した。その結果、加熱工程(B)における加熱温度を、70℃以上220℃以下とすると、加熱処理物として半水石膏が得られるが、加熱処理物として、このようにして得た半水石膏を用いた場合も、前記した石膏−トバモライト系素材を得ることができることを見出した。勿論、加熱処理物として、無水石膏と半水石膏の混合物を用いた場合も同様に、良好な石膏−トバモライト系素材を得ることができる。したがって、瓦礫の種類によっては、高温での加熱処理をすることなく、有用な再生廃材組成物を得ることが可能になる。 Moreover, the case where the debris containing a waste gypsum board was made lower than the heat processing temperature examined above by the heating process (B) was also examined. As a result, when the heating temperature in the heating step (B) is set to 70 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, hemihydrate gypsum is obtained as the heat-treated product. It was found that the above-mentioned gypsum-tobermorite-based material can also be obtained. Of course, when a mixture of anhydrous gypsum and hemihydrate gypsum is used as the heat-treated product, a good gypsum-tobermorite material can be obtained in the same manner. Therefore, depending on the type of rubble, a useful recycled waste material composition can be obtained without heat treatment at a high temperature.
[検討例2−後工程(C)として、結合材の添加(c1)についての検討]
ここで、瓦礫に含まれる廃コンクリート由来のセメントモルタルの含有量は、15質量%以下と量的に少ない。そのため、先に述べたように、瓦礫の加熱処理物は水硬性を示すが、その水硬性には限界がある。この問題に対しては、固化性を補うために、加熱処理物に、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(c1)することが有効である。これらの物質は、単独で添加してもよいが、上記した中から2種以上を選択して任意の割合の混合物として添加してもよいが、いずれの場合も結合材として機能する。先に述べたように、廃石膏ボードの場合は、300℃で2時間以上、ないしは、350℃で1時間程度の加熱処理することが好ましく、700℃で熱処理した場合は水硬性に劣る。これに対し、廃石膏ボードを主体とする瓦礫においても、瓦礫にアスベストが混在するような場合には、その無害化のため700℃以上で処理する必要が生じる。700℃以上で熱処理した場合は、無水石膏による固化性能が低くなるので、これを補う手段として、加熱処理物に上記した結合材として機能する物質を添加(c1)することが、極めて有効になる。具体的には、例えば、加熱処理物に含まれる無水石膏と同量の消石灰を添加すると、固化性能は著しく向上し、消石灰を添加しない場合の5倍量以上の軟弱土壌を固化することができるようになる。そして、得られる固化体は、水に浸漬しても崩壊することはなく、有効な固化材となる。本発明者らの検討によれば、このような消石灰の添加効果は、上記の無水石膏を無水セメントに替えても、無水セメントと無水石膏の任意の割合の混合物に替えても同様に発現する。また、本発明で規定する、生石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムに替えても、同様の効果を示すことが確認された。
[Examination Example 2—Examination of addition of binder (c1) as a post-process (C)]
Here, the content of cement mortar derived from waste concrete contained in the rubble is quantitatively as low as 15% by mass or less. Therefore, as described above, the rubble heat-treated product exhibits hydraulic properties, but the hydraulic properties are limited. To compensate for this problem, at least one selected from the group consisting of quicklime, slaked lime, digested dolomite, magnesium oxide and magnesium hydroxide is added to the heat-treated product (c1). Is effective. These substances may be added alone, or two or more of them may be selected from the above and added as a mixture in an arbitrary ratio, but in any case, they function as a binder. As described above, in the case of waste gypsum board, heat treatment is preferably performed at 300 ° C. for 2 hours or more, or at 350 ° C. for about 1 hour, and when heat treated at 700 ° C., the hydraulic properties are inferior. On the other hand, in the case of rubble mainly composed of waste gypsum board, when asbestos is mixed in the rubble, it is necessary to treat it at 700 ° C. or higher for detoxification. When the heat treatment is performed at 700 ° C. or higher, the solidification performance by anhydrous gypsum is lowered. Therefore, it is extremely effective to add (c1) a substance that functions as a binder to the heat-treated product as a means to compensate for this. . Specifically, for example, when the same amount of slaked lime as the anhydrous gypsum contained in the heat-treated product is added, the solidification performance is remarkably improved, and soft soil more than 5 times the amount when no slaked lime is added can be solidified. It becomes like this. And the obtained solidified body does not collapse even if immersed in water, and becomes an effective solidified material. According to the study by the present inventors, such an effect of adding slaked lime is similarly exhibited even when the above anhydrous gypsum is replaced with anhydrous cement or a mixture of anhydrous cement and anhydrous gypsum in an arbitrary ratio. . Moreover, it was confirmed that the same effect was exhibited even when replaced with quicklime, digested dolomite, magnesium oxide and magnesium hydroxide as defined in the present invention.
実際の瓦礫の構成は一様ではなく、種々雑多な夾雑物の混在物やその他の原因で、本発明で規定する温度で瓦礫を加熱した加熱処理物であっても、所望の固化性能が実現できない場合があることが考えられる。このような理由で、得られる加熱処理物の固化性能が低い時にも、上記した結合材の添加(c1)を行う構成とすることが好ましい。本発明者らの検討によれば、例えば、加熱処理物と軟弱土壌との質量比が1:1である混合物が固化しないような場合でも、加熱処理物に対して10質量%程度の消石灰などの本発明で規定する結合材を添加すると、容易に固化するようになる。本発明で規定する結合材の中でも消石灰の添加は、効果的である。その理由は、添加することで、水素結合の形成や、或いは、極微細なエトリンガイトないしはモノサルフェートを形成する可能性があり、それが固化に関わっていると考えられる。なお、X線回折では、エトリンガイトやモノサルフェートのピークは確認されなかったので、それらが形成していたとしても極微細なものである可能性が高い。 The actual composition of rubble is not uniform, and the desired solidification performance can be achieved even with heat-treated rubble heated at the temperature specified by the present invention due to various miscellaneous contaminants and other causes. It may be impossible. For this reason, it is preferable to add the binder (c1) as described above even when the heat-treated product obtained has a low solidification performance. According to the study by the present inventors, for example, even when a mixture in which the mass ratio of the heat-treated product to the soft soil is 1: 1 does not solidify, slaked lime of about 10% by mass with respect to the heat-treated product, etc. When the binder defined in the present invention is added, it easily solidifies. Among the binders defined in the present invention, addition of slaked lime is effective. The reason for this is that the addition of hydrogen bonds or the formation of fine ettringite or monosulfate may be involved in solidification. In addition, since the peak of ettringite and monosulfate was not confirmed by X-ray diffraction, even if they are formed, there is a high possibility that they are extremely fine.
[検討例3−前工程(A)についての検討]
本発明者らの検討によれば、瓦礫に、炭酸カルシウム、ドロマイト及び炭酸マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれかを添加・混合し、この混合物を前記した加熱工程(B)で加熱処理してなる加熱処理物も、軟弱土壌を固化できるものになることがわかった。具体的には、廃コンクリート、廃石膏ボード、炭酸カルシウムを、1:1:1の質量比に調整した混合物に、廃コンクリートに対して、質量基準で、0.2程度の比率の木片、0.1程度の比率の紙を有するものを模擬瓦礫とし、これを、900℃で1時間、空気中で加熱処理し、炉内放冷後に粉砕して加熱処理物を得た。この加熱処理物は、前記廃コンクリートの4倍以上の重量の軟弱土壌を固化できることがわかった。そして、得られた固化体を水に浸漬しても、崩壊しないことを確認した。
[Examination Example 3—Examination of Preprocess (A)]
According to the study by the present inventors, at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, dolomite and magnesium carbonate is added to and mixed with the rubble, and this mixture is heated in the heating step (B) described above. It was found that the heat-treated product can also solidify the soft soil. Specifically, a mixture of waste concrete, waste gypsum board, and calcium carbonate adjusted to a mass ratio of 1: 1: 1 to a piece of wood having a ratio of about 0.2 on a mass basis with respect to waste concrete, 0 A paper having a ratio of about 1 was used as simulated rubble, which was heat-treated at 900 ° C. for 1 hour in the air, allowed to cool in the furnace and pulverized to obtain a heat-treated product. This heat-treated product was found to be able to solidify soft soil having a weight four times or more that of the waste concrete. And even if the obtained solidified body was immersed in water, it confirmed that it did not collapse.
また、廃コンクリート、廃石膏ボード、ドロマイト1:1:1の質量比の混合物に、質量基準で0.1程度の比率の木片を加え、700℃で1時間、空気中で加熱処理し、炉内で放冷後に粉砕して加熱処理物を得た。この加熱処理物は、前記廃コンクリートの3倍以上の重量の軟弱土壌を固化できた。また、固化体を水に浸漬しても崩壊しなかった。 In addition, a piece of wood with a ratio of about 0.1 on a mass basis is added to a mixture of waste concrete, waste gypsum board, and dolomite in a mass ratio of 1: 1: 1, followed by heat treatment in air at 700 ° C. for 1 hour, The mixture was allowed to cool and then pulverized to obtain a heat-treated product. This heat-treated product was able to solidify soft soil having a weight more than three times that of the waste concrete. Moreover, even if the solidified body was immersed in water, it did not collapse.
以上のように、検討例2の後工程(c1)による添加、検討例3の前工程(A)による添加、のいずれの方法であるかにかかわらず、カルシウム分やマグネシウム分を含有させた瓦礫の加熱処理物の固化体は、軟弱土壌の固化材などとして効果的に利用できるものになることが確認された。また、消石灰、生石灰、消化ドロマイトなどを含有する加熱処理物を水に浸漬させた上澄み液は、pHが12〜13の範囲にあり、アルカリ性であるため、防草材や酸性土壌の中和材として有効に利用することもできる。 As described above, rubble containing calcium or magnesium is added regardless of the method of addition in the post-process (c1) of Study Example 2 or addition in the pre-process (A) of Study Example 3. It was confirmed that the solidified product of the heat-treated product can be effectively used as a solidified material for soft soil. Moreover, since the supernatant liquid obtained by immersing a heat-treated product containing slaked lime, quicklime, digested dolomite, etc. in water has a pH in the range of 12 to 13 and is alkaline, it is a neutralizer for herbicides and acidic soils. It can also be used effectively.
[検討例4−有害物質の固定化についての検討]
ゼオライトや炭素粉が、イオン交換ないしは吸着で有害物質を固定化できることは知られている。従って、先に述べたようにして得られる瓦礫の加熱処理物に、ゼオライトや炭素粉を含有させた形態とすれば、放射性セシウム、アンモニウムイオン、重金属イオンなどの有害物質を固定化し得ると考えられる。
[Examination Example 4-Examination of immobilization of hazardous substances]
It is known that zeolite and carbon powder can immobilize harmful substances by ion exchange or adsorption. Therefore, it is considered that harmful substances such as radioactive cesium, ammonium ions, and heavy metal ions can be immobilized if the debris heat-treated product obtained as described above has a form containing zeolite or carbon powder. .
本発明者らは、この点について検討試験を行った。その結果、有害物質を固定化の効果を得るために必要な、瓦礫の加熱処理物に対するゼオライトや炭素粉の添加量は10%〜50%程度で足り、添加量が比較的少なくてすむので、加熱処理物の固化性能の良否は問題にはならないことが確認された。具体的には、例えば、前記した廃石膏ボード主体の瓦礫の加熱処理物に、ゼオライトや炭素粉と共に消石灰を後添加して固化体としてもよく、或いは、廃石膏ボード主体の瓦礫に、前工程(A)で、炭酸カルシウムなどと共にゼオライトや炭素粉を添加混合し、それらが熱的に安定な300℃〜500℃で加熱処理し、その固化体を利用してもよい。 The present inventors conducted an examination test on this point. As a result, the amount of zeolite or carbon powder added to the heat-treated rubble required to obtain the effect of immobilizing harmful substances is about 10% to 50%, and the amount added is relatively small. It was confirmed that the solidification performance of the heat-treated product was not a problem. Specifically, for example, the above-described waste gypsum board-based rubble heat-treated product may be solidified by adding slaked lime together with zeolite or carbon powder, or the waste gypsum board-based rubble, In (A), zeolite or carbon powder may be added and mixed together with calcium carbonate or the like, and heat-treated at 300 ° C. to 500 ° C. where they are thermally stable, and the solidified product may be used.
本発明者らの検討によれば、例えば、廃石膏ボードを300℃で1時間加熱処理して得た無水石膏の単独、或いは、上記で得た無水石膏と、廃コンクリートを500℃以上で1時間加熱処理して得た無水セメントとの任意の割合の混合物からなる加熱処理物10部に対して、3部のゼオライトA(Na12[(AlO2)12(SiO2)12]27H2O)を混合し、水練して固化する。この固化物は水に浸漬しても崩壊せず安定である。この場合も、加熱処理物に対して3部以下の、先に述べた消石灰などの結合材を後添加すれば、さらに安定な固化物となる。この場合に、ゼオライトAをその他のゼオライトや炭素粉に替えても、或いは、ゼオライトAと炭素粉の混合物に替えても、水練して得た固化体は安定であった。 According to the study by the present inventors, for example, anhydrous gypsum obtained by heat treating a waste gypsum board at 300 ° C. for 1 hour, or anhydrous gypsum obtained above and waste concrete at 1 ° C. at 500 ° C. or higher. 3 parts of zeolite A (Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] 27H 2 O) with respect to 10 parts of the heat-treated product composed of an arbitrary proportion of a mixture with anhydrous cement obtained by heat treatment for a period of time ) And kneaded with water to solidify. This solidified product does not collapse even when immersed in water and is stable. Also in this case, if a binder such as slaked lime described above is added in an amount of 3 parts or less to the heat-treated product, a more stable solidified product is obtained. In this case, the solidified product obtained by water kneading was stable even if the zeolite A was replaced with other zeolite or carbon powder, or a mixture of zeolite A and carbon powder.
上記したゼオライトや炭素粉を含有させた加熱処理物(固化体)の利用法について、下記の検討を行った。上記で得た固化体を柱状管に充填し、管底から管上に向けて、アンモニウムイオン、重金属イオン、リン酸イオン、硫化水素など含有の水溶液を流入させた。その結果、アンモニウムイオンや重金属イオンなどに対しては、ゼオライトによるイオン交換で、有機物は炭素粉による吸着で、リン酸イオンは、併用した消石灰と反応して水酸アパタイトになり固定化されることが確認された。この種の固化体を、石膏ボードと同様に建材などとして利用すれば、シックハウス症候群の原因物質を吸着固定化する壁材などとして機能すると考えられ、その使用が期待される。 The following examination was performed about the utilization method of the heat processing thing (solidified body) containing the above-mentioned zeolite and carbon powder. The solidified body obtained above was filled into a columnar tube, and an aqueous solution containing ammonium ions, heavy metal ions, phosphate ions, hydrogen sulfide, or the like was allowed to flow from the tube bottom toward the tube. As a result, ammonium ions and heavy metal ions are ion exchanged with zeolite, organic substances are adsorbed with carbon powder, and phosphate ions react with the combined slaked lime to become hydroxyapatite and be immobilized. Was confirmed. If this kind of solidified body is used as a building material, like gypsum board, it is considered to function as a wall material for adsorbing and fixing the causative substance of sick house syndrome, and its use is expected.
質量基準で、廃石膏ボード1に対し、生石灰0.5とゼオライト(クリノプチロライト)0.5の比率で添加混合し、400℃で1時間、空気中で加熱処理し炉内放冷した。この加熱処理物に、水を1.5の比率で添加混合して24時間放置して固化させた。得られた加熱処理物のX線回折は、二水石膏、消石灰、クリノプチロライトからなる混合物であった。この加熱処理物を用いて、下記の試験を行った。上記で得た加熱処理物に対して0.1%の非放射性塩化セシウム含有の水溶液に懸濁させ、24時間振とう(80rpm)して固液分離し、分離した液を500倍に希釈して測定用試料とし、原子吸光光度計でセシウム濃度を測定した。その結果、セシウムの吸着量は23mg/g〜27mg/gであり、加熱処理物がセシウムイオンを固定化したことが確認された。 Addition and mixing of quick lime 0.5 and zeolite (clinoptilolite) 0.5 to waste gypsum board 1 on a mass basis, heat treatment in air at 400 ° C. for 1 hour, and cool in the furnace . To this heat-treated product, water was added and mixed at a ratio of 1.5 and left to solidify for 24 hours. X-ray diffraction of the heat-treated product obtained was a mixture composed of dihydrate gypsum, slaked lime, and clinoptilolite. The following test was conducted using this heat-treated product. The heat-treated product obtained above is suspended in an aqueous solution containing 0.1% non-radioactive cesium chloride, shaken for 24 hours (80 rpm), solid-liquid separated, and the separated liquid is diluted 500 times. Then, the cesium concentration was measured with an atomic absorption photometer. As a result, the adsorption amount of cesium was 23 mg / g to 27 mg / g, and it was confirmed that the heat-treated product fixed cesium ions.
以上のように、ゼオライトや炭素粉を含有させた瓦礫の加熱処理物の固化体は、有害物質の固定化材として有用に利用されることが期待される。 As described above, the solidified product of the heat-treated rubble containing zeolite or carbon powder is expected to be usefully used as a fixing material for harmful substances.
[検討例5−加熱処理物の利用についての検討1]
廃石膏ボード主体の瓦礫を、300℃で1時間処理して加熱処理物を得た。得られた加熱処理物を50部、硫酸バリウムを30部、水酸化カルシウムを20部、ウォラストナイト5部、カラギーナン2部に水を添加して泥漿として、石膏板に塗布した。その結果、ひび割れのないスムースな表面の漆喰様になることが確認された。上記で使用した加熱処理物を30部、硫酸バリウム40部、水酸化カルシウム20部、ウォラストナイト5部、カラギーナン2部に水添して泥漿とし、石膏板上に塗布した。この場合も、ひび割れのないスムースな表面の漆喰様になった。上記配合を、水酸化カルシウムを全部又は部分的に水酸化マグネシウムや水酸化ドロマイトに替えても同様の結果が得られた。
[Examination example 5-Examination 1 about utilization of heat-treated product]
The debris mainly composed of waste gypsum board was treated at 300 ° C. for 1 hour to obtain a heat-treated product. 50 parts of the obtained heat-treated product, 30 parts of barium sulfate, 20 parts of calcium hydroxide, 5 parts of wollastonite and 2 parts of carrageenan were added with water as a slurry to apply it to a plaster board. As a result, it was confirmed that the plaster-like surface had a smooth surface without cracks. 30 parts of the heat-treated product used above, 40 parts of barium sulfate, 20 parts of calcium hydroxide, 5 parts of wollastonite, and 2 parts of carrageenan were hydrogenated to form a slurry and applied on a gypsum board. Also in this case, the surface became plaster like a smooth surface without cracks. Similar results were obtained even when the calcium hydroxide was completely or partially replaced with magnesium hydroxide or dolomite hydroxide.
上記試験で、糊材として使用したカラギーナンの代わりに、2%程度の膠を熱湯に溶かして使用しても良好な結果が得られた。また、上記した場合に、麻スサやそれに代わる布片を少々添加するのも、表面のひび割れ防止に効果的である。 In the above test, good results were obtained even when about 2% glue was dissolved in hot water instead of carrageenan used as a paste material. In the case described above, it is also effective to prevent cracking of the surface by adding a little hemp grass or a cloth piece instead of it.
上記で行った廃石膏ボード主体の瓦礫の代わりに、廃コンクリートを主体とする瓦礫を用い、上記と同様にして得た加熱処理物を使用した場合も、上記と同様の結果が得られた。このことは、含まれる無水石膏と無水セメントの割合が様々になると予想される実際の瓦礫から得られる加熱処理物を使用しても、同様な漆喰様の塗膜が得られることを意味する。上記のようにして得られる本発明で規定する加熱処理物を利用した硫酸バリウム系の漆喰の塗布膜は、放射線遮蔽機能を有するので、放射線遮蔽材としての利用も期待される。 When the heat-treated product obtained in the same manner as described above was used instead of the rubble mainly composed of waste gypsum board as described above, the same result as above was obtained. This means that a similar plaster-like coating film can be obtained even if a heat-treated product obtained from actual rubble, which is expected to contain various proportions of anhydrous gypsum and anhydrous cement, is used. Since the barium sulfate-based plaster coating film using the heat-treated product defined in the present invention obtained as described above has a radiation shielding function, it is expected to be used as a radiation shielding material.
[検討例6−加熱処理物の利用についての検討2]
廃石膏ボードを主体とする瓦礫ないしは廃コンクリートを主体とする瓦礫を、それぞれ、500℃で1時間加熱処理して、無水石膏ないしは無水セメント主体の加熱処理物をそれぞれ得た。得られた加熱処理物のそれぞれに、酸化ケイ素成分として、酸化ケイ素そのものの他に、抗火石と、前記した表土を用い、また、酸化カルシウム成分として、消石灰を用い、これらを添加して、無水石膏−酸化ケイ素−消石灰系、無水セメント−抗火石−消石灰系、無水セメント−表土−消石灰系の3種の固化体を得た。
[Examination example 6-Examination 2 about utilization of heat-processed material]
The debris mainly composed of waste gypsum board or the debris mainly composed of waste concrete was heat-treated at 500 ° C. for 1 hour, respectively, to obtain heat-treated products mainly composed of anhydrous gypsum or anhydrous cement. In each of the obtained heat-treated products, as a silicon oxide component, in addition to silicon oxide itself, anti-fluorite and the above-mentioned topsoil are used, and as a calcium oxide component, slaked lime is used, and these are added to be anhydrous. Three types of solidified bodies were obtained: gypsum-silicon oxide-slaked lime system, anhydrous cement-anti-fluorite-slaked lime system, and anhydrous cement-topsoil-slaked lime system.
上記の固化体をそれぞれ、180℃(〜10気圧)で7日間水熱処理して、固化体中の酸化ケイ素分と酸化カルシウム分を水熱反応させた。図1に、得られた反応生成物のX線回折図(XRD図)を示した。回折線は、いずれの場合も、トバモライト(C5S6H5)と推定されるピークを示し、トバモライトの生成を強く示唆している。なお、上記で使用した抗火石の酸化ケイ素分は、分析から略76%とし、表土の酸化ケイ素分としては、カオリナイト鉱物を主成分とする堆積粘土の木節粘土と同様に、略65%と仮定して、上記固化体の合成に供した。酸化ケイ素分と消石灰の配合比は、いずれの場合もモル比で、1:1の割合とした。 Each of the above solidified bodies was hydrothermally treated at 180 ° C. (−10 atm) for 7 days to cause hydrothermal reaction between the silicon oxide content and the calcium oxide content in the solidified body. FIG. 1 shows an X-ray diffraction diagram (XRD diagram) of the obtained reaction product. In each case, the diffraction line shows a peak presumed to be tobermorite (C 5 S 6 H 5 ), which strongly suggests the production of tobermorite. The silicon oxide content of the anti-fluorite used above is approximately 76% from the analysis, and the silicon oxide content of the topsoil is approximately 65%, similar to the knot clay of the sedimentary clay mainly composed of kaolinite mineral. It was used for the synthesis | combination of the said solidified body. The mixing ratio of silicon oxide and slaked lime was a molar ratio of 1: 1 in each case.
図2は、上記で得た無水石膏−抗火石−消石灰系の固化体を、180℃で7日間水熱反応させたSEM写真である。燐片状や針状の粒子は、トバモライトの生成を示唆している。また、エネルギー分散型X線分析(EDX分析)の結果によれば、カルシウムとケイ素の存在箇所が完全に一致しており、燐片状の粒子がトバモライトであることを示している。抗火石を木節粘土や大谷石に代えても全く同様の結果が得られた。ただ、水熱処理物の組織を詳細に観察すると、部分的には板状ではなく粒子状の組織も局所的には観察される。これは、恐らく、原料の混合の不均一性によるもので、水熱処理には均一混合が極めて重要なことを示している。得られた固化体の水熱反応物は非常に強固であり、板状・針状の結晶が絡み合った強固な構造体になっており、建材などへの利用が期待される。 FIG. 2 is an SEM photograph in which the anhydrous gypsum-anti-fluorite-slaked lime solidified body obtained above was hydrothermally reacted at 180 ° C. for 7 days. Scaly or acicular particles suggest the production of tobermorite. Further, according to the result of energy dispersive X-ray analysis (EDX analysis), the locations where calcium and silicon are present are completely coincident with each other, indicating that the scaly particles are tobermorite. The same results were obtained even when the firestone was replaced with Kibushi clay or Otani stone. However, when the structure of the hydrothermally treated product is observed in detail, a part of the particle-like structure is observed locally instead of a plate-like shape. This is probably due to the non-uniformity of the mixing of the raw materials, indicating that uniform mixing is extremely important for hydrothermal treatment. The obtained hydrothermal reaction product of the solidified body is very strong and has a strong structure in which plate-like and needle-like crystals are entangled, and is expected to be used for building materials.
セメント(普通ポルトランドセメント)の組成は、SiO2が22%程度、Al2O3が5%程度、Fe2O3が3%程度、CaOが65%程度、SO2が2%程度、(Na,K)2Oが0.8%程度である。他方、コンクリートの配合組成は、セメントが13%程度、水が27%程度、骨材が60%程度である。骨材が酸化ケイ素の砂であると仮定し、トバモライトの合成に必要な酸化ケイ素と酸化カルシウムの当量比を計算すると、廃コンクリートの加熱処理物中の酸化ケイ素に対しては酸化カルシウムが量的に不足する。そこで、この不足分を補填して水熱合成を試みた。その結果、トバモライトの燐片状の粒子が得られた。このことは、トバモライトの合成には、酸化ケイ素を含有する物質であれば特に問題はなく、それと消石灰を無水石膏と共に固化して水熱反応すればよいことを示しており、本発明で規定する加熱処理物を利用することで、簡便で容易な方法で、建材などへの利用が期待されるトバモライトが形成された固化体を得ることができることが確認された。 The composition of the cement (ordinary Portland cement) is, SiO 2 is about 22%, Al 2 O 3 is about 5%, Fe 2 O 3 is about 3%, CaO about 65%, SO 2 is about 2%, (Na , K) 2 O is about 0.8%. On the other hand, the composition of concrete is about 13% for cement, about 27% for water, and about 60% for aggregate. Assuming that the aggregate is sand of silicon oxide and calculating the equivalent ratio of silicon oxide to calcium oxide required for the synthesis of tobermorite, calcium oxide is quantitative for silicon oxide in the heat-treated waste concrete. Shortage. Therefore, hydrothermal synthesis was attempted by making up for this shortage. As a result, flaky particles of tobermorite were obtained. This indicates that there is no particular problem in the synthesis of tobermorite as long as it is a substance containing silicon oxide, and that slaked lime may be solidified with anhydrous gypsum and hydrothermally reacted, and is defined in the present invention. It was confirmed that by using the heat-treated product, a solidified body on which tobermorite expected to be used for building materials can be obtained by a simple and easy method.
上記した水熱反応を進行させるには、酸化ケイ素の溶解を促進するので、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ成分の添加が、反応速度を高める意味からは好ましい。しかし、消石灰などのカルシウム化合物が反応の端成分であり、それを若干過剰にして反応液をアルカリ性に保持すればよく、Ca/Si比を化学量論組成の0.83よりもアルカリ側の組成割合にすれば特に問題はない。 In order to promote the hydrothermal reaction described above, dissolution of silicon oxide is promoted, so the addition of an alkali component such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide is preferable from the viewpoint of increasing the reaction rate. However, a calcium compound such as slaked lime is an end component of the reaction, and it may be sufficient to keep it slightly alkaline to keep the reaction solution alkaline. There is no particular problem in terms of ratio.
以上のように、廃石膏ボード及び/又は廃コンクリートを含む瓦礫の加熱処理物による固化体中に含有させたカルシウム分と酸化ケイ素分を水熱反応させることで、固化体中に、建材などに利用可能なトバモライトを部分的に製造することができ、その結果、従来、その大半が廃棄されていた廃建材である廃石膏ボードや廃コンクリートを貴重な資源として再利用することが可能になる。 As described above, by hydrothermal reaction of calcium and silicon oxide contained in the solidified body by heat-treated rubble containing waste gypsum board and / or waste concrete, in the solidified body, building materials, etc. Usable tobermorite can be partially produced, and as a result, waste gypsum board and waste concrete, which have been mostly discarded, can be reused as valuable resources.
[検討例7−石膏−トバモライト系素材の生成についての検討]
廃石膏ボードを主体とする瓦礫を、加熱処理して、無水石膏主体の加熱処理物を得た。得られた加熱処理物に、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、カルシウム成分を含有する水洗ケーキ由来の材料とを添加混合して、固化体を得た。その際、各材料を、自動撹拌機で粉砕混合して、材料を微細化すると同時に均一に混合した混合粉を用いて固化体を作製した。固化体は、上記のようにして得た混合粉に水を少量添加して成形し、次の水熱処理に用いた。固化体は、成形圧を5MPaとし、水を滴下して固化を促し、1日放置して成形した。また、固化体の形成原料である混合粉中における、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、水洗ケーキ由来のカルシウム成分を含む材料との混合割合を、有効成分のSi成分/Ca成分のモル比が1.2となるようにした。加熱処理物である無水石膏の量は、混合粉中に15質量%となるようにして用いた。
[Examination Example 7-Examination on generation of gypsum-tobermorite-based material]
The debris mainly composed of waste gypsum board was heat-treated to obtain a heat-treated product mainly composed of anhydrous gypsum. A raw material powder containing a silicon oxide component and a material derived from a washed cake containing a calcium component were added to and mixed with the obtained heat-treated product to obtain a solidified product. At that time, each material was pulverized and mixed with an automatic stirrer to refine the material, and at the same time, a solidified body was produced using the mixed powder that was uniformly mixed. The solidified body was molded by adding a small amount of water to the mixed powder obtained as described above, and used for the next hydrothermal treatment. The solidified body was molded at a molding pressure of 5 MPa and water was added dropwise to promote solidification and left for 1 day. Moreover, the mixing ratio of the raw material powder containing the silicon oxide component and the material containing the calcium component derived from the water-washed cake in the mixed powder, which is the raw material for forming the solidified body, is the molar ratio of the Si component / Ca component of the active ingredient. Was set to 1.2. The amount of anhydrous gypsum as a heat-treated product was used so as to be 15% by mass in the mixed powder.
酸化ケイ素成分を含有する原料粉として、産業廃棄物となっている、抗火石の加工屑粉を用いた場合と、大谷石の加工屑粉を用いた場合と、珪藻土の加工屑粉を用いた場合と、カオリンの加工屑粉を用いた場合と、木節粘土を用いた場合と、廃セメントの粉を用いた場合について検討した。カルシウム成分を含有する材料として、いずれも、水洗ケーキ由来の消石灰を用いた。 As raw material powder containing silicon oxide component, when using anti-fluorite processing waste powder, which is industrial waste, when using Otani stone processing waste powder, and using diatomaceous earth processing waste powder The case of using kaolin processing waste powder, the case of using Kibushi clay, and the case of using waste cement powder were examined. As a material containing a calcium component, slaked lime derived from a water-washed cake was used for all.
(無水石膏−抗火石−消石灰の例)
使用した抗火石のEDX分析値は、SiO2が78.0%、Al2O3が12.2%、Fe2O3が1.1%、CaOが1.7%、MgOが1.3%、K2Oが3.2%、Na2Oが2.5%であった。また、完全なトバモライトにおけるSi/Ca比は1.2であるので、上記EDX分析値を利用して、固化体の形成に使用する混合粉を構成する各材料の使用量を決定し、調合した。具体的には、400℃で2時間加熱処理した廃石膏10部に、抗火石30部と、使用した抗火石の酸化ケイ素成分と反応するカルシウム成分の量が、トバモライトを形成できるように、Si成分/Ca成分のモル比が1.2となる量の消石灰を用いて調合した。そして、これらの材料を自動撹拌機で30分粉砕混合して、均一混合して固化体の成形に用いる混合粉を得、得られた混合粉を用い、先に述べたようにして水添成形して固化体を作製した。
(Anhydrous gypsum-anti-fluorite-slaked lime example)
EDX analysis of the anti-fire stone used is, SiO 2 is 78.0%, Al 2 O 3 is 12.2%, Fe 2 O 3 is 1.1%, CaO is 1.7%, MgO 1.3 %, K 2 O was 3.2%, and Na 2 O was 2.5%. In addition, since the Si / Ca ratio in the complete tobermorite is 1.2, the amount of each material constituting the mixed powder used for the formation of the solidified body is determined and formulated using the EDX analysis value. . Specifically, 10 parts of waste gypsum heat-treated at 400 ° C. for 2 hours, 30 parts of anti-fluorite, and the amount of calcium component that reacts with the silicon oxide component of the used anti-fluorite can form tobermorite. The slaked lime was prepared in such an amount that the component / Ca component molar ratio was 1.2. Then, these materials are pulverized and mixed for 30 minutes with an automatic stirrer, and mixed uniformly to obtain a mixed powder used for forming a solidified body. Using the obtained mixed powder, hydrogenation molding is performed as described above. Thus, a solidified body was produced.
上記で得た固化体を用い、温度と時間を変えて水熱処理を行った。具体的には、170℃で48時間と96時間、175℃で48時間と96時間、180℃で、24、48、120、168時間、190℃で24と48時間の各条件で水熱処理した。その結果、いずれの条件の場合も、SEMで鱗片状や針状の粒子が観察され、X線回折で、これらの粒子がトバモライトであることを確認した。SEM観察の結果から、トバモライトの粒成長には、反応時間よりも反応温度の上昇の方が効果的であり、170℃及び175℃よりも、180℃及び190℃の方が好ましいことがわかった。反応時間は、48〜96時間程度とすることが好ましいことがわかった。得られた素材は、嵩比重が、いずれも1.68g/cm3であった。水熱反応による素材の収縮は殆どなかった。 Using the solidified material obtained above, hydrothermal treatment was performed at different temperatures and times. Specifically, hydrothermal treatment was performed at 170 ° C. for 48 hours and 96 hours, 175 ° C. for 48 hours and 96 hours, 180 ° C. for 24, 48, 120, 168 hours, and 190 ° C. for 24 and 48 hours. . As a result, under any condition, scaly and needle-like particles were observed by SEM, and it was confirmed by X-ray diffraction that these particles were tobermorite. From the results of SEM observation, it was found that the increase in the reaction temperature was more effective than the reaction time for grain growth of tobermorite, and 180 ° C. and 190 ° C. were preferable to 170 ° C. and 175 ° C. . It was found that the reaction time is preferably about 48 to 96 hours. All of the obtained materials had a bulk specific gravity of 1.68 g / cm 3 . There was almost no shrinkage of the material by the hydrothermal reaction.
図3に、190℃で48時間水熱処理して得られた、石膏−トバモライト系素材のSEM写真の図を示した。図3では、得られた素材の異なる4箇所におけるSEMの図を示した。図3の右上の図から、鱗片状粒子が、粒子間を満たすように成長していることがわかる。図3の右下の図の柱状粒子は石膏である。石膏は、合成過程で、溶解と析出を繰り返して、アスペクト比の高い板状粒子に変わっていくことが確認できた。石膏は安定で、石膏−トバモライト系素材の骨材として、また、トバモライトの核生成のサイトとして機能し、石膏の上にトバモライトが成長していた。 FIG. 3 shows an SEM photograph of a gypsum-tobermorite material obtained by hydrothermal treatment at 190 ° C. for 48 hours. In FIG. 3, the figure of SEM in four places from which the obtained raw material differs was shown. It can be seen from the upper right diagram in FIG. 3 that the scaly particles are growing so as to fill the space between the particles. The columnar particles in the lower right diagram of FIG. 3 are gypsum. It was confirmed that gypsum was transformed into plate-like particles with a high aspect ratio by repeating dissolution and precipitation during the synthesis process. The gypsum was stable and functioned as an aggregate of a gypsum-tobermorite-based material and a nucleation site of tobermorite, and the tobermorite grew on the gypsum.
図4に、190℃で24時間水熱処理して得られた、石膏−トバモライト系素材のX線回折図である。石膏と、トバモライトの結晶が成長していることが確認できる。図4中にBで示したように、トバモライトのX線回折ピークは分裂していたが、これは、トバモライトのSi4+やCa2+イオンサイトに、Al3+やNa+やK+などが置換固溶するためで、格子間隔の異なる物質の生成のためである。また、EXD分析で、局所の元素分析したところ、試料ごとにSi/Caの比が異なっており、場所の依存性があることが確認された。 FIG. 4 is an X-ray diffraction diagram of a gypsum-tobermorite material obtained by hydrothermal treatment at 190 ° C. for 24 hours. It can be confirmed that the gypsum and tobermorite crystals are growing. As indicated by B in FIG. 4, the X-ray diffraction peak of tobermorite was split. This is due to Al 3+ , Na + , K +, etc. at the Si 4+ and Ca 2+ ion sites of tobermorite. Is due to the formation of substances with different lattice spacing. Moreover, when local elemental analysis was performed by EXD analysis, the Si / Ca ratio was different for each sample, and it was confirmed that there was location dependence.
(無水石膏−大谷石−消石灰の例)
大谷石のEDX分析値は、SiO2が74.5%、Al2O3が14.2%、Fe2O3が1.3%、CaOが1.0%、MgOが0.2%、K2Oが3.4%、Na2Oが5.4%であった。先に行った抗火石を使用した例と同様の方法で固化体を作製し、抗火石を使用した例と同様の各条件で水熱処理した。その結果、抗火石を使用した例とほぼ同様の結果が得られた。400℃で2時間加熱処理した廃石膏10部に、大谷石30部と、使用した大谷石の酸化ケイ素成分と反応するカルシウム成分の量が、トバモライトを形成できるように、Si/Caのモル比が1.2となる量で消石灰を用いて、均一に撹拌混合した混合粉を調合した。図5に、調合した混合粉で固化体を形成し、該固化体を190℃で48時間水熱処理して得られた石膏−トバモライト系素材のSEMの図を示した。図示しなかったが、X線回折で、いずれの場合も、29°付近に、トバモライトの(220)面の回折ピークが認められた。また、抗火石を用いた場合と同様に、ピークが分裂していた。大谷石に含まれる鉱物は、珪石、斜長石、曹長石、モルデナイトやクリノプチライトのゼオライトであり、その他はアモルファスの酸化ケイ素である。この中で、珪石、曹長石、アモルファスの酸化ケイ素が消石灰と反応してトバモライトを生成すると考えられる。斜長石は繊維状になり易く、石膏やトバモライトとともに物理的な絡み合いに利用されて、素材の強度発現に寄与していると考えられる。
(Anhydrous gypsum-Oya stone-slaked lime example)
EDX analysis of Oya is, SiO 2 is 74.5% Al 2 O 3 is 14.2% Fe 2 O 3 is 1.3% CaO is 1.0% MgO 0.2% K 2 O was 3.4% and Na 2 O was 5.4%. A solidified body was prepared in the same manner as in the example using the anti-fluorite, and hydrothermally treated under the same conditions as in the example using the anti-fluorite. As a result, almost the same results as in the case of using anti-fluorite were obtained. Si / Ca molar ratio so that 10 parts of waste gypsum heat treated at 400 ° C. for 2 hours, 30 parts of Oya stone, and the amount of calcium component that reacts with the silicon oxide component of Oya stone used can form tobermorite. A mixed powder that was uniformly stirred and mixed was prepared using slaked lime in an amount of 1.2. FIG. 5 shows an SEM diagram of a gypsum-tobermorite-based material obtained by forming a solidified body from the prepared mixed powder and hydrothermally treating the solidified body at 190 ° C. for 48 hours. Although not shown, X-ray diffraction showed a diffraction peak on the (220) plane of tobermorite in the vicinity of 29 °. Further, the peak was split as in the case of using anti-fluorite. Minerals contained in Otani are silica, plagioclase, feldspar, mordenite and clinoptlite zeolite, and the others are amorphous silicon oxide. Among them, silica, feldspar, and amorphous silicon oxide are considered to react with slaked lime to produce tobermorite. Plagioclase is likely to become fibrous and is used for physical entanglement with gypsum and tobermorite, and is thought to contribute to the development of strength of the material.
(その他の原料粉を使用した例)
原料粉の組成の違いにより、得られる石膏−トバモライト系素材の組成への影響を調べた。下記の各材料からなる原料粉について検討した。
・カオリン:Al2Si2O5(OH)4
・珪藻土:SiO2が77.10%、Al2O3が14.50%、Fe2O3が4.56%、CaOが0.16%、MgOが1.50%、K2Oが1.51%、Na2Oが0.64%
・木節粘土:SiO2が47.69%、Al2O3が33.60%、Fe2O3が1.26%、CaOが0.60%、MgOが0.65%、K2Oが1.12%、Na2Oが0.10%、TiO2が0.94%、H2Oが15.26%
・廃コンクリート:普通ポルトランドセメントの組成は、SiO2が〜22%、Al2O3が〜5%、Fe2O3が〜3%、CaOが〜65%、SO2が〜2%、(Na、K)2Oが〜0.8%であり、コンクリートの配合組成が、セメント〜13%、水〜27%、骨材〜60%であるので、廃コンクリート中の酸化ケイ素量は計算される。
(Examples using other raw material powders)
The influence on the composition of the gypsum-tobermorite-based material obtained by the difference in the composition of the raw material powder was examined. The raw material powder which consists of the following each material was examined.
・ Kaolin: Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
Diatomaceous earth: SiO 2 77.10%, Al 2 O 3 14.50%, Fe 2 O 3 4.56%, CaO 0.16%, MgO 1.50%, K 2 O 1 51%, Na 2 O 0.64%
Kibushi clay: SiO 2 47.69%, Al 2 O 3 33.60%, Fe 2 O 3 1.26%, CaO 0.60%, MgO 0.65%, K 2 O 1.12%, Na 2 O 0.10%, TiO 2 0.94%, H 2 O 15.26%
- waste concrete: The composition of the ordinary Portland cement, SiO 2 is through 22%, Al 2 O 3 is to 5%, Fe 2 O 3 is to 3%, CaO is to 65%, SO 2 is 2%, ( Since Na, K) 2 O is ~ 0.8% and the concrete composition is cement ~ 13%, water ~ 27%, aggregate ~ 60%, the amount of silicon oxide in the waste concrete is calculated The
上記の各原料粉を用い、前記した抗火石を使用して行ったと同様にして、水熱処理を、190℃で96時間の条件で、石膏−トバモライト系素材を得た。そして、前記したと同様にして得られた素材の性状を調べた。その結果、珪藻土粉を用いた場合、珪藻土の殻に鱗片状のトバモライトが生成していることを確認した。また、カオリンを使用した場合は、図6のSEMの図に示したように、トバモライト特有の鱗片状粒子と、針状粒子が混在した素子が得られた。木節粘土を使用した場合は、前記した抗火石及び大谷石を使用した場合と同様に、トバモライトの鱗片状粒子に混在した石膏の板状粒子が散見された(不図示)。廃セメントを用いた例では、繊維状と板状の粒子が特徴的であり、廃セメントの特徴を反映していた(不図示)。いずれの材料を用いた場合も、建材に利用可能な石膏−トバモライト系素材を合成できることを確認した。 A gypsum-tobermorite-based material was obtained using each of the above raw material powders in the same manner as described above using hydrofluoric acid and hydrothermal treatment at 190 ° C. for 96 hours. Then, the properties of the materials obtained in the same manner as described above were examined. As a result, when diatomaceous earth powder was used, it was confirmed that scaly tobermorite was generated in the diatomaceous earth shell. Moreover, when kaolin was used, as shown in the SEM diagram of FIG. 6, a device in which scaly particles peculiar to tobermorite and acicular particles were mixed was obtained. When Kibushi clay was used, plaster particles of gypsum mixed with tobermorite scaly particles were found (not shown), similar to the case of using anti-fluorite and Otani stone. In the example using waste cement, fibrous and plate-like particles are characteristic, reflecting the characteristics of waste cement (not shown). It was confirmed that a gypsum-tobermorite-based material that can be used for building materials can be synthesized in any case.
Claims (29)
前記加熱工程(B)における加熱温度を200℃以上1200℃以下とし、該工程(B)で加熱処理物として無水石膏を得、
前記添加材料の添加工程(A)で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料とを添加し、これらの混合粉で固化体を得、
前記後工程(C)で、前記固化体を120℃以上350℃以下の温度で水熱処理して、石膏−トバモライト系素材を得ることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 A heating step (B) for heating the waste gypsum board to obtain a heat-treated product, a post-step (C) performed after the heating step (B), before the heating step (B), or the heating step ( A method for producing a recycled waste material composition for obtaining a gypsum-tobermorite-based material after B) and before the post-process (C), wherein the additive material is added (A). And
The heating temperature in the heating step (B) is 200 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and anhydrous gypsum is obtained as a heat-treated product in the step (B).
A material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board that reacts with the raw material powder containing the silicon oxide component and the silicon oxide component in the raw material powder in the addition step (A) of the additive material To obtain a solidified body with these mixed powders,
In the subsequent step (C), the solidified body is hydrothermally treated at a temperature of 120 ° C. or higher and 350 ° C. or lower to obtain a gypsum-tobermorite-based material.
前記加熱工程(B)における加熱温度を70℃以上220℃以下とし、該工程(B)で加熱処理物として半水石膏を得、
前記添加材料の添加工程(A)で、酸化ケイ素成分を含有する原料粉と、該原料粉中の酸化ケイ素成分と反応する、前記廃石膏ボードとは別の材料由来のカルシウム成分を含有する材料とを添加し、これらの混合粉で固化体を得、
前記後工程(C)で、前記固化体を120℃以上350℃以下の温度で水熱処理して、石膏−トバモライト系素材を得ることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 A heating step (B) for heating the waste gypsum board to obtain a heat-treated product, a post-step (C) performed after the heating step (B), before the heating step (B), or the heating step ( A method for producing a recycled waste material composition for obtaining a gypsum-tobermorite-based material after B) and before the post-process (C), wherein the additive material is added (A). And
The heating temperature in the heating step (B) is 70 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and hemihydrate gypsum is obtained as a heat-treated product in the step (B).
A material containing a calcium component derived from a material different from the waste gypsum board that reacts with the raw material powder containing the silicon oxide component and the silicon oxide component in the raw material powder in the addition step (A) of the additive material To obtain a solidified body with these mixed powders,
In the subsequent step (C), the solidified body is hydrothermally treated at a temperature of 120 ° C. or higher and 350 ° C. or lower to obtain a gypsum-tobermorite-based material.
前記加熱工程(B)における加熱温度が、200℃以上1200℃以下であり、
前記後工程(C)で、前記加熱処理物100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、結合材として、生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(c1)する、又は、前記加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えた固化体を水熱処理(c2)することを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 At least a heating step (B) for obtaining a heat-treated product by heating debris containing waste material composed of waste gypsum board and / or waste concrete, and a post-step (C) performed after the heating step (B),
The heating temperature in the heating step (B) is 200 ° C. or more and 1200 ° C. or less,
In the post-process (C), quick lime, slaked lime, digested dolomite, oxidized as a binder to the heat-treated product within a range of 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the heat-treated product. At least one selected from the group consisting of magnesium and magnesium hydroxide is added (c1), or a solidified product obtained by adding a silicon oxide component and a calcium oxide component to the heat-treated product is subjected to hydrothermal treatment (c2 A method for producing a recycled waste material composition.
前記後工程(D)で、前記加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト、水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(d1)、及び/又は、硫酸バリウムを添加(d2)する請求項14に記載の再生廃材組成物の製造方法。 Furthermore, it has the post-process (D) performed after the said heating process (B) different from the said post-process (C),
In the post-process (D), within a range of 10 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the heat-treated product, activated carbon, zeolite, and hydroxyapatite are used as the adsorbent. The method for producing a recycled waste material composition according to claim 14, wherein at least one selected from the group consisting of: (d1) and / or barium sulfate is added (d2).
前記前工程(A)で、前記瓦礫に、炭酸カルシウム、ドロマイト及び炭酸マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれかを混合し、且つ、
前記加熱工程(B)における加熱温度が、200℃以上1200℃以下であることを特徴とする再生廃材組成物の製造方法。 A heating step (B) for obtaining a heat-treated product by heating debris containing waste materials composed of waste gypsum board and / or waste concrete, and a pre-step (A) performed before the heating step (B),
In the previous step (A), the rubble is mixed with at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, dolomite and magnesium carbonate, and
The method for producing a recycled waste material composition, wherein a heating temperature in the heating step (B) is 200 ° C or higher and 1200 ° C or lower.
前記後工程(C)で、前記加熱処理物に、酸化ケイ素成分と酸化カルシウム成分とを加えた固化体を水熱処理(c2)する請求項16に記載の再生廃材組成物の製造方法。 Furthermore, it has the post-process (C) performed after the said heating process (B),
The method for producing a recycled waste material composition according to claim 16, wherein in the subsequent step (C), a solidified product obtained by adding a silicon oxide component and a calcium oxide component to the heat-treated product is subjected to hydrothermal treatment (c2).
前記後工程(D)で、いずれの場合も、前記加熱処理物100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の範囲内で、前記加熱処理物に、吸着材として、活性炭素、ゼオライト及び水酸アパタイトからなる群より選択される少なくともいずれか1種を添加(d1)する、及び/又は、硫酸バリウムを添加(d2)する請求項16〜18のいずれか1項に記載の再生廃材組成物の製造方法。 Furthermore, as a post-process (D) performed after the heating process (B),
In any of the post-processes (D), activated carbon, zeolite, or adsorbent is used as an adsorbent in the range of 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product. And / or at least any one selected from the group consisting of hydroxyapatite is added (d1) and / or barium sulfate is added (d2). A method for producing the composition.
生石灰、消石灰、消化ドロマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくともいずれか1種の結合材と、を含み、且つ、
前記加熱処理物100質量部に対して、前記結合材を10質量部以上100質量部以下の範囲で含むことを特徴とする再生廃材組成物。 Heat-treated rubble containing waste material composed of waste gypsum board and / or waste concrete;
And at least one selected from the group consisting of quicklime, slaked lime, digested dolomite, magnesium oxide and magnesium hydroxide, and
A recycled waste material composition comprising the binder in a range of 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product.
前記加熱処理物100質量部に対して、前記吸着材を5質量部以上50質量部以下の範囲で含む請求項25又は26に記載の再生廃材組成物。 And further comprising at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, zeolite and hydroxyapatite, and
27. The recycled waste material composition according to claim 25 or 26, wherein the adsorbent is contained in a range of 5 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-treated product.
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