JP2719629B2 - 無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方法 - Google Patents

無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方
法に関し、例えば石綿のごとき無機繊維を含有する建材
を解体して得られた建材廃棄物をセメントで固化して無
害化する方法に関する。
(従来の技術) 昨今、既存の古いビル等のコンクリート建造物、家屋
等において、石綿等の無機繊維が加配された側壁、天井
等の建材から、石綿等が空中に徐々に飛散することが問
題となっている。
前記のごとく、石綿等を含有する断熱、吸音性建材が
既に多く存在するが、こうした建材中の石綿(アスベス
ト)が粉塵化して飛散すると人体内に侵入して健康を害
し、疾病に至る危険も招来するため、その有効な対策が
期待されている。
このため、既存の石綿含有建材に飛散防止処理を施し
て後解体し、得られた解体廃棄物をセメントで固化して
無害化することが行われている。
具体的には、石綿含有建材廃棄物の処分は、通常二重
袋で密閉し産業廃棄物として処分されるが、その後再開
発により掘り返される場合もあり、その際に再度石綿粉
塵の発生する危険があるので、これをセメントで固化し
て廃棄することが試みられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記従来の無機繊維含有建材廃棄物の
セメント固化方法では、廃棄物の処理及び清掃に関す
る法律施行令に基づく、「金属等を含む廃棄物の固型化
に関する基準」(昭和52年環境庁告示第5号)に規定さ
れた、圧縮強度10kg/cm2以上の固型化物を得ることが難
しいこと、セメントペーストで固化する際に、ブリー
ジング水が多量に生じるため、石綿繊維が表面に分離し
てきて、乾燥後に石綿繊維が飛散する危険があること、
そしてセメントペーストで固化する際に石綿繊維の分
散法が悪いため、各石綿繊維を完全に被覆封止すること
ができなく、固型化物に低強度部分が存在し、そこから
破壊が生じ、その結果石綿繊維の飛散を招くことなどの
問題点があった。
(課題を解決するための手段) 本発明者は前記課題を解決すべく種々研究した結果、
石綿等無機繊維含有建材廃棄物をセメントで固化して無
害化する際に、セメントペーストに一定量の高性能減水
剤及び流動化剤を混和することにより前記各問題点を解
決することに成功した。
即ち本発明は、無機繊維含有建材廃棄物をセメントで
固化するに際して、高性能減水剤及び流動化剤を混和し
てこれを行うことを特徴とする無機繊維含有建材廃棄物
のセメント固化方法である。
なお、本発明においては、無機繊維含有建材が、無機
繊維を10〜90重量%含有するものであり、セメントペー
ストが、セメント1重量部に対して水0.25〜1重量部、
高性能減水剤0.001〜0.03重量部、流動化剤0.001〜0.03
重量部を混合してなるものであること、また無機繊維含
有建材廃棄物に対するセメントペーストの配合割合が、
無機繊維含有建材1重量部に対して、セメントペースト
を0.5〜2.0重量部であること、そしてまた無機繊維が石
綿であること、さらに無機繊維含有建材廃棄物が、無機
繊維含有建材にポリビニルアルコール水溶液を含浸させ
た後、解体して得られたものであることなどは好ましい
態様例である。
上記無機繊維含有建材1重量部に対するセメントペー
スト配合量の数値範囲の設定理由は、セメントペースト
が0.5重量部より少ないと、石綿を固化し難く、また2.0
重量部を越えると、必要セメントペースト量以上とな
り、コスト上見合わないものとなるためである。
上記セメントペーストのセメント1重量部に対する各
成分の数値範囲の設定理由については、セメント1重量
部に対して、水が0.25重量部より少なくなると、セメン
トを確実に水和させることができなくなり、また1重量
部を越えると、固化後にブリージング水が残存するので
好ましくなく、高性能減水剤が0.001重量部より少ない
と、減水効果が出なくなり、また0.03重量部を越える
と、減水効果はそれ以上あがらず水和の遅延性を示して
しまい、流動化剤が0.001より少ないと、所要の流動性
を生じず、また、0.03重量部を越えると、もはやそれ以
上の流動性の向上はなくなる。
結局、セメント1重量部に対して水0.25〜1重量部、
高性能減水剤0.001〜0.03重量部、流動化剤0.001〜0.03
重量部の範囲に特定してなる成分組成のセメントペース
トは、石綿等無機繊維が有建材廃棄物を固化するに際し
て、固化物の強度を大幅に高めることができ、ブリージ
ング水の発生を抑制でき、かつ石綿等繊維の固化物中で
の分散性を向上させることができるため、好まし範囲の
ものである。
なお本発明に係る無機繊維含有建材としては、代表的
には石綿繊維含有建材、例えば石綿含有コンクリート
壁、耐火被覆材等が挙げられるが、ロックウール等の人
造無機繊維を含むものにも適用される。
(実施例) 次に本発明の実施例を説明する。
本発明者は既設建造物の石綿含有建材に石綿飛散防止
処理を施した後、解体して得られた石綿含有建材廃棄物
にセメントペーストを混合して実験を行った。
なお、市販の石綿含有建材は通常、石綿10〜90重量
部、ポルトランドセメント10〜90重量部からなるもの
で、吸音用、断熱用等に使用されるものである。
実験は、市販の石綿含有建材に、変性ポリビニルアル
コール0.9〜2.3重量%含有水溶液を含浸させて、石綿繊
維の飛散防止処理を施したものを使用した。この石綿繊
維の飛散防止処理に関しては、先に本発明者等は無機繊
維含有建材にポリビニルアルコール系水溶液を含浸させ
ることにより建材の粉塵化を容易に、かつ低コストで阻
止できる方法を開発し、特願昭62−195274号及び特願昭
62−327162号として提案している。
すなわちポリビニルアルコールはその水溶性をそのま
ま適用できるものであり、建材としての石綿等無機繊維
含有被覆材への浸透性が優れており、接着剤としての接
着硬化も優れているため、被覆材建材中の無機繊維の粉
塵化防止剤として好適なものであるとの発見から、ポリ
ビニルアルコール水溶液を粉塵化防止剤として提案した
ものである。
特願昭62−195274号では、ポリビニルアルコールのみ
あるいは更に微量の界面活性剤をも添加した水溶液を無
機繊維の飛散防止処理として使用し、また特願昭62−32
7162号では、スルホン酸、マレイン酸等で変性した変性
ポリビニルアルコールを使用している。
前記ポリビニルアルコール水溶液含浸による石綿繊維
の飛散防止処理された石綿繊維含浸建材を解体し、1回
に0.25m3の塊状物とした廃棄物を用意した。
実験1: まず、上記廃棄物にセメント及び水を加え混合して、
セメント/石綿比(C/A)に関する実験をした。
水/セメント比(W/C)を0.7とした時の、C/Aと圧縮
強度の関係をテストし、第1図に示した。
第1図からみて、セメント固型化物の所要の圧縮強度
が10kg/cm2以上であるとすると、C/A=1とすれば、十
分にこれを達成できることが判る。また、C/Aが大きく
なると共に圧縮強度も増加し、C/A=2の場合では圧縮
強度は材令4週のもので200kg/cm2以上を示すことが判
る。
実験2: 次に、水/セメント比(W/C)について実験した。
石綿含有建材の解体、除去後の含水量は、飛散防止処
理剤の含浸処理による関係から、16〜65重量%と広範囲
に分布しているため、高周波水分計を用い又は重量法に
よってW/C管理を行った。第2図は、C/A=1とした時の
W/Cと圧縮強度の関係を示すものである。なお、W/Cが1
以上の場合でも10kg/cm3以上の圧縮強度が得られるが、
石綿を含んだブリージング水が多量に生じるため、W/C
≦1にすることが好ましいことが判る。
実験3: 混和剤としての高性能減水剤と流動化剤を添加したセ
メントペーストで固化した場合と、これらを添加しない
で固化した場合について実験した。
混和剤添加の試験体は、W/C=0.7、C/A=1.5、のセメ
ントペーストに高性能減水剤(「マイティ150」:商品
名、(花王株式会社製のβ−ナフタリンスルホン酸高縮
合物のナトリウム塩系))をセメントに対して0.3重量
%添加し、さらに流動化物(「マイティ2000MW」:商品
名(花王株式会社製のβ−ナフタリンスルホン酸高縮合
物のナトリウム塩系))をセメントに対して1重量%添
加して混合したものである。
その結果は、第3図に示すとおりであり、該図からみ
て、添加のもの固化物は無添加の固化物に比較して、約
2倍の圧縮強度を示すに至ることが判る。
なお、ポリビニルアルコール水溶液からなる石綿飛散
防止処理剤は、そのポリビニリアルコール濃度が高いほ
ど、セメント固化物の強度及び石綿の分散性が向上する
ことを実験で確認している。
次に、強度試験後の供試体についてその割裂面を観察
図を第4図に示す。
上記高性能減水剤と流動化剤を添加して得られたセメ
ント固化物は、第4図(a)図示のとおり、細かい石綿
含有建材廃棄物Aが均質に分散されているのに対して、
それらの無添加のものは第4図(B)図示のとおり、い
くつかの大きな塊状の石綿含有建材廃棄物A′が残存し
ていることが判る。
また、走査型電子顕微鏡における観察において、マグ
ネシウムのカラーマッピングを行ったところ、上記添加
の固化物の場合はクリソタイル(温石綿)に含有される
マグネシウムが均一に分布されているのに対して、無添
加の固化物の場合はクリソタイルの塊が散在しているこ
とを確認した。
上記のとおり本発明によれば、固化物は石綿等繊維が
均質に分散された状態でそれぞれがセメントにより被覆
封止されており、かつ高圧縮強度を有するが、その理由
は本発明に係るセメントペーストは石綿等無機繊維の間
に容易に侵入して行くものであり、かつブリージング水
を抑制するものであるためであると推論される。
すなわち、毛細管内を流れる流体の浸透速度の関係式 ただし、u :浸漬速度、η:流体の年度、 p :毛細管圧力、 pt:時間tにおける水力学的圧力、 h :時間tにおける流体の浸透距離 から、毛細管(石綿)に流体(この場合、セメントペー
スト)が浸漬して行く速度uは、η(粘度)が小さいほ
ど大きくなる。
したがって、セメントペーストの粘度を低くすること
ができれば、石綿内にセメントペーストが入り易くな
る。
セメントペーストの粘度は測定できないが、これを通
常のスランプ試験を行ったときのスランプフローは、流
動化前で25cm程度、流動化後は75cm程度となる。このス
ランプの片側で動みをみると、流動化前2.5cmに対し
て、流動化後27.5cmとなり、約10倍位の流動性を持つこ
とになる。
これを粘度の逆数と仮定すれば、上記式では、石綿に
対して10倍の浸透速度を持つことになる。
このようにして、本発明に係るセメントペーストは石
綿等無機繊維含有建材廃棄物内に容易に浸透して、それ
らを十分に固化する作用を発揮する。
なお、流動化剤や高性能減水剤は、通常の界面活性剤
と同様の働き(分散性)があり、したがってセメント粒
子の分散だけでなく、石綿繊維の分散性をも向上させる
ものと考えられる。
以上実験等の結果から、石綿等無機繊維含有建材廃棄
物をセメントにより固化するに際して、固化物の強度を
大幅に高め、ブリージング水を抑制し、かつ石綿等繊維
の固化物中での分散性を向上せさるためには、(1)石
綿等無機繊維含有建材廃棄物をセメントペーストで固化
するに際して、石綿等無機繊維含有建材廃棄物:セメン
ト:水≒10:8〜12:6〜8(重量比)の配合比とし、かつ
セメントに対して高性能減水剤と流動化剤を、それぞれ
0.2〜0.4重量%と、0.8〜1.2重量%添加混合してこれを
行うことが好ましくまた特に(2)石綿:セメント:水
≒10:10:7(重量比)の配合比とし、かつセメントに対
する高性能減水剤と流動化剤の添加量を、それぞれ約0.
3重量%と、約10:10:7重量%とすることが最も好適であ
ることを知った。
(発明の効果) 以上に説明したとおり、本発明方法によれば、石綿等
無機繊維含有建材廃棄物をセメントにより固化するに際
して、固化物の強度を大幅に高めたものとなすことがで
き、固化時にブリージング水の発生を抑制できるため、
固化物表面へ石綿が分離してきて飛散する危険がなく、
かつ石綿等繊維の固化物中での分散性を向上させること
ができるため、石綿等繊維のそれぞれがセメントで完全
に被覆封止され、固化物が破壊しても石綿等繊維が飛散
しない。
よって、本発明は建材廃棄物を高強度のセメント固化
物となし、かつ固化物から石綿等無機繊維が飛散する危
険を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、セメント/石綿(C/A)比と固化物の圧縮強
度との関係を示すグラフ図、第2図は水/セメント(W/
C)比と固化物の圧縮強度との関係を示すグラフ図、第
3図は本発明実施例に係るセメント固化物と比較例セメ
ント固化物の圧縮強度を示すグラフ図、第4図(a)及
び第4図(b)は本発明実施例に係るセメント固化物と
比較例セメント固化物の割裂面の状態図を示す。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機繊維含有建材廃棄物をセメントペース
    トで固化するに際して、高性能減水剤及び流動化剤を混
    和してこれを行うことを特徴とする無機繊維含有建材廃
    棄物のセメント固化方法。
  2. 【請求項2】無機繊維含有建材廃棄物が、無機繊維を10
    〜90重量%含有するものであり、セメントペーストが、
    セメント1重量部に対して水0.25〜1重量部、高性能減
    水剤0.001〜0.03重量部、流動化剤0.01〜0.03重量部を
    混合してなるものであることを特徴とする請求項1記載
    の無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方法。
  3. 【請求項3】無機繊維含有建材廃棄物に対するセメント
    ペーストの配合割合が、無機繊維含有建材1重量部に対
    して、セメントペーストを0.5〜2.0重量部であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の無機繊維含有建材廃棄
    物のセメント固化方法。
  4. 【請求項4】無機繊維含有建材廃棄物が、無機繊維含有
    建材にポリビニルアルコール水溶液を含浸させた後、解
    体して得られたものであることを特徴とする請求項1な
    いし3のいずれか1項に記載の無機繊維含有建材廃棄物
    のセメント固化方法。
  5. 【請求項5】無機繊維含有建材廃棄物の無機繊維が、石
    綿であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
    1項に記載の無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方
    法。
  6. 【請求項6】ポリビニルアルコールが変性ポリビニルア
    ルコールであることを特徴とする請求項4又は5記載の
    無機繊維含有建材廃棄物のセメント固化方法。
  7. 【請求項7】石綿等無機繊維含有建材廃棄物をセメント
    ペーストで固化するに際して、石綿等無機繊維含有建材
    廃棄物:セメント:水≒10:8〜1:2:6〜8(重量比)の
    配合比とし、かつセメントに対して高性能減水剤と流動
    化剤を、それぞれ0.2〜0.4重量%と、0.8〜1.2重量%添
    加混合してこれを行うことを特徴とする無機繊維含有建
    材廃棄物のセメント固化方法。
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