JPH1036149A - 石膏ボード廃材の有効活用方法 - Google Patents

石膏ボード廃材の有効活用方法

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JPH1036149A
JPH1036149A JP8193122A JP19312296A JPH1036149A JP H1036149 A JPH1036149 A JP H1036149A JP 8193122 A JP8193122 A JP 8193122A JP 19312296 A JP19312296 A JP 19312296A JP H1036149 A JPH1036149 A JP H1036149A
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gypsum
gypsum board
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cement
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JP8193122A
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Kazuhiko Ichikawa
枚彦 市川
Muneteru Kanetani
宗輝 金谷
Masao Sekiguchi
昌男 関口
Katsuyuki Sakamaki
克之 酒巻
Izumi Fujimoto
泉 藤本
Hiroshi Nakanishi
博 中西
Tadashi Sueoka
忠士 末岡
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00Calcium sulfate cements
    • C04B11/05Calcium sulfate cements obtaining anhydrite, e.g. Keene's cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00Calcium sulfate cements
    • C04B11/26Calcium sulfate cements strating from chemical gypsum; starting from phosphogypsum or from waste, e.g. purification products of smoke

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 石膏ボード廃材を600〜1100℃に
加熱し、該廃材中の紙類及び有機混和材を燃焼、除去
し、セメント組成物配合に適したII型無水石膏とする石
膏ボード廃材の有効活用方法、ならびに石膏ボード廃材
を含む原料を1200〜1400℃に加熱し、アーウィ
ン系セメントクリンカーを製造する石膏ボード廃材の有
効活用方法。 【効果】 大部分が廃棄処分されている石膏ボード廃材
を有効活用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石膏ボード廃材の
有効活用方法に関するものである。さらに詳しくは、石
膏ボード廃材中に含まれる紙類ならびに有機混和剤等の
不純物を除去し、石膏ボード廃材をセメント組成物用石
膏等へ有効活用する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】石膏ボード廃材は具体的な処理方法や活
用方法がないため、従来は埋め立て等により廃棄処分さ
れていた。
【0003】しかし、近年、環境保全の観点から資源リ
サイクルの必要性が生じ、石膏ボード廃材の一部が石膏
ボードの原料として活用され始めてきた。しかし、石膏
ボードの原料として活用されるのは、石膏ボード廃材の
内わずか数%であり、この廃材の大部分は、いまだ廃棄
処分されているのが現状である。従って、石膏ボード廃
材を石膏ボード原料以外の用途、すなわちセメント組成
物用石膏等に有効活用する方法が望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、石膏ボード廃
材中には石膏ボードを製造する過程で用いられた紙類な
らびに有機混和剤等の不純物が含まれているため、この
廃材をセメント組成物用石膏等に利用する場合、セメン
ト中にこれら不純物が混入する。
【0005】このようなセメントを用いたモルタルやコ
ンクリートは、有機混和剤が空気連行性を有するため、
供試体重量の低下による著しい強度低下が生じたり、紙
類による左官性、流動性の低下が起こり、問題であっ
た。
【0006】従って本発明の目的は、石膏ボード廃材中
に含まれる紙類ならびに有機混和剤等の不純物を除去す
ることによって石膏ボード廃材をセメント組成物用等に
適した石膏に改質し、石膏ボード廃材の有効活用を図る
方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】斯かる実状に鑑み本発明
者は鋭意研究を行った結果、石膏ボード廃材を600〜
1100℃に加熱するだけで、当該廃材中に含まれる紙
類及び有機混和剤を燃焼、除去でき、セメント組成物配
合に適したII型無水石膏(以下、無水石膏と呼ぶ。)が
得られること、ならびに石膏ボード廃材、石灰質原料、
珪酸塩質原料及びアルミ質原料を含有する原料を120
0〜1400℃に加熱するだけで当該廃材中に含まれる
紙類及び有機混和剤が燃焼、除去された、アーウィン系
セメントクリンカーが得られることを見出し本発明を完
成した。
【0008】すなわち本発明は、石膏ボード廃材を60
0〜1100℃に加熱することにより当該廃材中に含ま
れる紙類及び有機混和剤を燃焼させて除去し、セメント
組成物配合に適した無水石膏とすることを特徴とする石
膏ボード廃材の有効活用方法の第一の発明を提供するも
のである。
【0009】また、本発明は、石膏ボード廃材、石灰質
原料、珪酸塩質原料及びアルミ質原料を含有する原料を
1200〜1400℃に加熱することにより当該廃材中
に含まれる紙類及び有機混和剤を燃焼させて除去し、か
つアーウィン系セメントクリンカーを製造することを特
徴とする石膏ボード廃材の有効活用方法の第二の発明を
提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】上記第一の発明において、石膏ボ
ード廃材を単独で加熱処理する場合の温度は600〜1
100℃の範囲である。この加熱処理温度が600℃未
満であると、短時間での紙類や有機混和剤等の除去が不
十分であると共に、短時間で大量に石膏ボード廃材中の
二水石膏を土壌用固化材に適した無水石膏にすることが
できず、廃材の有効利用が図れない。一方、加熱処理温
度が1100℃を超えると、セメントに処理廃材を用い
る場合、石膏によるセメントの初期水和速度の抑制(凝
結時間の調整)機能が損なわれることがあり、モルタ
ル、コンクリートのワーカビリティーに支障をきたすこ
とがあり好ましくない。特に好ましい温度範囲は、60
0〜800℃である。これは、800℃を超えると石膏
ボード廃材からのSOx 発生が生じ、これを処理する設
備が必要となるからである。また加熱時間は、10〜1
00分間、特に30〜100分間程度とすることが好ま
しい。
【0011】一方、第二の発明において、石膏ボード廃
材及び他のセメント原料を加熱し、アーウィン系セメン
トクリンカーを製造するときの温度は1200〜140
0℃が好ましい。この温度が1200℃未満であるとア
ーウィンの生成が不十分となり、1400℃を超えると
アーウィンが分解しやすくなり、いずれも好ましくな
い。また加熱時間は15〜100分間、効率的には15
〜60分間程度とすることが好ましい。アーウィン系セ
メントクリンカーの製造に用いる石膏ボード廃材以外の
原料のうち、石灰質原料としては石灰石、貝殻、下水汚
泥乾粉(下水汚泥に生石灰を添加し、搬送を容易にした
もの)等が挙げられ、珪酸塩質原料としては、粘土、珪
石、下水汚泥等が挙げられ、アルミ質原料としてはボー
キサイト、アルミスラッジ等が挙げられる。また必要に
より、赤泥、銅ガラミ等の鉄原料を加えてもよい。な
お、石膏ボード廃材及びその他の成分の配合比は、アー
ウィン系セメントクリンカーが製造できる範囲であれ
ば、特に制限はない。すなわち、アーウィン(3CaO
・3Al23・CaSO4)がクリンカーの鉱物組成の
主体となり、ビーライト、フェライト固溶体、セッコ
ウ、カルシウムアルミネートから選ばれる鉱物が必要量
含まれればよい。
【0012】
【実施例】以下に、石膏ボード廃材を様々な条件で加熱
処理した無水石膏を用いて試製したポルトランドセメン
ト及びアーウィン系クリンカーを用いて試製した土壌固
化材の性能に関する実験例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。
【0013】実施例1 石膏ボード廃材を破砕後600℃及び800℃で各1時
間キルンにて加熱処理した。表1に未処理ならびに加熱
処理した石膏をポルトランドセメント用添加石膏の代替
として用いたセメントの凝結ならびにモルタル強さ試験
結果(JISR 5201)を示す。セメントのブレー
ン比表面積は3200cm2/g、SO3 は2.0wt%と
した。詳細な配合は次の通りである。
【0014】 1.ポルトランドセメントクリンカー用原料の配合 石灰石 1200kg/tクリンカー 珪酸塩質原料 250 鉄原料 30 その他 50
【0015】 2.ポルトランドセメントの配合 ポルトランドセメントクリンカー 97〜97.5wt% 石膏 2.5〜3.0wt%
【0016】なお、ここで言う加熱温度はキルン内にお
ける試料の最高温度であり、加熱時間はキルンに投入さ
れてから排出されるまでの時間である。いずれの石膏を
通常使用されている排脱石膏と25wt%あるいは10
0wt%置換させても、それに伴うモルタル強さの低下
は全く認められなかった。
【0017】
【表1】
【0018】実施例2 実施例1の石膏(未処理品を含む)の土壌用固化材用石
膏としての性能を評価した。各石膏を用いて試製した固
化材の土壌固化強度を表2に示す。固化材は、いずれも
ポルトランドセメントクリンカーに固化材のSO3
7.5%となるように石膏を添加してブレーン比表面積
4500cm2/gまで粉砕した。試料土は、砂質土(含
水比39%)、シルト(含水比57%)及びローム(含
水比135%)とした。各試料土に対する固化材の添加
量は、湿潤重量比でそれぞれ4%、5%、13%とし
た。固化材と試料土を5分間攪拌混合した後、5φ×1
0cmのモールドに成型、所定期間養生してその一軸圧縮
強さ(JIS A 1216に準拠)を求めた。
【0019】3.固化材の配合割合 ポルトランドセメントクリンカー 87〜90wt% 石膏 10〜13wt%
【0020】
【表2】
【0021】石膏ボード廃材の加熱処理品を用いた固化
材は、加熱温度に係わらず通常用いられているフッ酸無
水石膏を用いた固化材と比較して同等の強度を発現し
た。一方、未処理品を用いた固化材の強度は低下傾向に
あり、特にロームにおいては1割強低下した。なお、未
処理品の石膏は大部分二水石膏であるが、加熱処理によ
り無水石膏に変化していた。一般に固化材用の石膏は、
二水石膏よりも無水石膏において優れた性能を示す。従
って、加熱処理による効果には紙類ならびに有機混和材
等の除去に加えて、無水化の効果も含まれている。
【0022】実施例3 原料の一部に石膏ボード廃材を用いて1300℃にて6
0分間加熱することにより、構成鉱物として約60%の
アーウィンを含むクリンカーを得た。
【0023】アーウィン系クリンカー用原料の配合 石灰石 700kg/tクリンカー 珪酸塩質原料 60 石膏 150〜160(他原料のSO3含有
量や石膏の純度による) アルミ質原料 470
【0024】また比較として通常使用されている石膏を
用いたクリンカーも準備した。これらを基材として用い
た高含水・高有機土(ヘドロ)用固化材を試製し、その
性能を評価した。結果を表3に示す。
【0025】ヘドロ用固化材の配合割合 アーウィン系クリンカー 30wt% ポルトランドセメントクリンカー 40〜45wt% 石膏 25〜30wt%
【0026】固化材は、上記アーウィン系クリンカーに
ポルトランドセメントクリンカー及び石膏を添加して、
ブレーン比表面積5000cm2/g、SO3 18%とな
るように調製した。石膏には実施例2の石膏ボード廃材
を600℃にて1時間加熱処理したものと通常用いられ
ているフッ酸無水石膏を使用した。試料土は、河川ヘド
ロ(含水比156%)及び湖沼ヘドロ(含水比224
%)とし、試料土に対する固化材添加量は、湿潤重量比
で15%とした。固化材と試料土を5分間攪拌混合した
後、5φ×10cmのモールドに成型、所定期間養生して
その一軸圧縮強さ(JIS A 1216に準拠)を求
めた。
【0027】
【表3】
【0028】石膏ボード廃材を原料の一部としているア
ーウィン系クリンカーを用いた固化材は、通常用いられ
ている石膏を原料の一部としているアーウィン系クリン
カーを用いた固化材と比較して何等遜色のない結果を得
た。また固化材粉砕時に後添加する石膏として、石膏ボ
ード廃材を600℃にて1時間加熱処理したものを用い
ても、その性能に変化は認められなかった。なお、アー
ウィン系クリンカーは固化材としての用途の他に、建材
用等のセメントに使われている。また多くの場合、これ
らのセメントには無水石膏が添加される。石膏ボード廃
材を原料の一部に使用したアーウィン系クリンカーや石
膏ボード廃材を加熱処理した石膏は、これらのセメント
の性能に変化を与えることなく使用できることを確認し
た。
【0029】
【発明の効果】本発明は、現状ほとんど廃棄処分されて
いる石膏ボード廃材を加熱処理することによって、セメ
ント用添加石膏やアーウィン系クリンカーの一原料とし
て有効に活用することを可能にしたものであり、資源な
らびに環境保護に貢献するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒巻 克之 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 藤本 泉 埼玉県熊谷市月見町二丁目1番1号 秩父 小野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 中西 博 埼玉県熊谷市月見町二丁目1番1号 秩父 小野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 末岡 忠士 山口県小野田市大字小野田6276番地 秩父 小野田株式会社環境技術開発センター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石膏ボード廃材を600〜1100℃に
    加熱することにより当該廃材中に含まれる紙類及び有機
    混和剤を燃焼させて除去し、セメント組成物配合に適し
    たII型無水石膏とすることを特徴とする石膏ボード廃材
    の有効活用方法。
  2. 【請求項2】 石膏ボード廃材、石灰質原料、珪酸塩質
    原料及びアルミ質原料を含有する原料を1200〜14
    00℃に加熱することにより当該廃材中に含まれる紙類
    及び有機混和剤を燃焼させて除去し、かつアーウィン系
    セメントクリンカーを製造することを特徴とする石膏ボ
    ード廃材の有効活用方法。
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