(57)【要約】【課題】建築物の建築現場や解体現場から発生するＡＬＣパネルやケイカル板等の珪酸カルシウム系廃棄物について、これらを有効に再利用するための処理方法及びその再利用方法を提供する。【解決手段】珪酸カルシウム系廃棄物を湿式でメカノケミカル処理することにより、微粉砕すると共に、含有される珪酸カルシウム系鉱物の一部又は全部を非晶質化する。この処理方法により得られた廃棄物微粉末は、セメントの硬化促進作用を有し、コンクリート、ＡＬＣ、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボードの珪酸カルシウム系原料として利用することができる。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸カルシウム系廃棄物を湿式でメカノケミカル処理することにより、微粉砕すると共に、含有される珪酸カルシウム系鉱物の一部又は全部を非晶質化することを特徴とする珪酸カルシウム系廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記珪酸カルシウム系廃棄物が、ＡＬＣパネル又はボード、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボードであることを特徴とする、請求項１に記載の珪酸カルシウム系廃棄物の処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法により得られた廃棄物微粉末を、セメントの硬化促進剤として利用することを特徴とする、珪酸カルシウム系廃棄物の再利用方法。
【請求項４】
前記廃棄物微粉末を、コンクリート、ＡＬＣ、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボードの珪酸カルシウム系原料として利用することを特徴とする、請求項３に記載の珪酸カルシウム系廃棄物の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）等の珪酸カルシウム系材料の廃棄物を、産業廃棄物として廃棄処分することなく、有効に再利用するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保全の観点から、産業廃棄物の減量が強く望まれている。建築現場やその解体現場から大量に発生する廃材、中でも建築材料として幅広く用いられているＡＬＣパネルや珪酸カルシウム板等の珪酸カルシウム系廃棄物の処理が重要な問題となっている。
【０００３】
また、今後、建築物の老朽化に伴い、珪酸カルシウム系廃棄物が急増することが必至である。特に、ＡＬＣは日本において建築材料としての使用が始まってから約３５年が経過しているため、今後の建築物の解体に伴って急増することが見込まれている。
【０００４】
しかしながら、これらの珪酸カルシウム系廃棄物は、有効な再利用方法が見つかっていないため、その極一部が破砕され、路盤材として埋め立て用にリサイクルされる以外、その大部分は産業廃棄物として廃棄処分されている。しかも、産業廃棄物処理場の余力は逼迫しているため、解体建築物等からの珪酸カルシウム系廃棄物の減量が強く望まれている。
【０００５】
一方で、コンクリート等に用いる珪酸カルシウム系原料として、天然の珪石、石灰等が利用されているが、これらの天然原料についても環境保護の面から採掘や利用には限界があるため、これに代わる珪酸カルシウム系原料の提供が望まれている現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
珪酸カルシウム系廃棄物の再利用の一例として、ＡＬＣ廃材の粉砕物が、ＡＬＣの主原料に添加する副原料として利用されている。しかし、ＡＬＣ廃材の粉砕物はオートクレーブ中で殆ど反応しないため、ＡＬＣの主成分であるトバモライトを生成することがない。そのため、副原料としての添加量は、粉末原料全体の約１５重量％程度が限界であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、建築造物の建築現場や解体現場から発生する珪酸カルシウム系廃棄物について、有効に再利用するための処理方法及びその再利用方法を提供し、産業廃棄物としての廃棄処分量を減らすと共に、天然原料に代わる珪酸カルシウム系原料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する珪酸カルシウム系廃棄物の処理方法は、珪酸カルシウム系廃棄物を湿式でメカノケミカル処理することにより、微粉砕すると共に、含有される珪酸カルシウム系鉱物の一部又は全部を非晶質化することを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の珪酸カルシウム系廃棄物の処理方法において、前記珪酸カルシウム系廃棄物としては、ＡＬＣパネル又はボード、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボード等がある。
【００１０】
また、本発明は、上記の珪酸カルシウム系廃棄物の処理方法により得られた廃棄物微粉末を、セメントの硬化促進剤として利用することを特徴とする、珪酸カルシウム系廃棄物の再利用方法を提供するものである。
【００１１】
この本発明の珪酸カルシウム系廃棄物の再利用方法においては、前記廃棄物微粉末を、コンクリート、ＡＬＣ、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボードの珪酸カルシウム系原料として利用することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明が対象とする珪酸カルシウム系廃棄物とは、例えば、ＡＬＣパネル又はボード、ケイ酸カルシウム板（ケイカル板とも言う）、又はサイディングボード等の建築物の建築現場や解体現場から発生する珪酸カルシウム系廃棄物である。また、これらの珪酸カルシウム系廃棄物に含まれる珪酸カルシウム系鉱物には、トバモライト、ゾノトライト等の結晶性の鉱物、並びにＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｈ２Ｏ系の低結晶性ないし非晶質の鉱物（一般にＣＳＨと称する）がある。
【００１３】
本発明においては、上記の建築物の解体現場等から回収された珪酸カルシウム系廃棄物に、湿式でメカノケミカル処理を施す。この湿式でのメカノケミカル処理によって、珪酸カルシウム系廃棄物が微粉砕されて粉末になると共に、その廃棄物中に含まれる珪酸カルシウム系鉱物が改質され、中でも結晶性の鉱物は少なくとも一部が非晶質化された状態となる。
【００１４】
湿式メカノケミカル処理の装置としては、ボールミル、遊星ミル、撹拌媒体式ミル等の微粉砕装置が利用できる。尚、メカノケミカルとは、機械的衝撃により物質が活性化されると同時に化学反応が生ずるものであって、本発明では化学反応を伴わないと考えられる単なる粉砕とは区別して用いる。
【００１５】
即ち、湿式のメカノケミカル処理によって珪酸カルシウム系鉱物の改質がなされたとの判定は、具体的には次の基準によるものとする。
（１）　ＡＬＣ、サイディングボード等のトバモライトを主成分とする珪酸カルシウム系廃棄物については、粉末Ｘ線回析（ＰＸＲＤ）で測定したトバモライトの００２面（Ｃｕｋα２θ＝７．８ｄｅｇ）のピーク高さが、湿式メカノケミカル処理後に低下していること。
（２）　ケイ酸カルシウム板等のゾノトライトを主成分とする珪酸カルシウム系廃棄物については、粉末Ｘ線回析で測定したゾノトライトの３２０面（Ｃｕｋα２θ＝２９．１ｄｅｇ）のピーク高さが、湿式メカノケミカル処理後に低下していること。
【００１６】
以上のように、珪酸カルシウム系廃棄物を湿式メカノケミカル処理して得られた廃棄物微粉末は、微粉砕されていることに加え、結晶性の珪酸カルシウム系鉱物の少なくとも一部が非晶質化されて化学的に活性化された状態になっている。従って、本発明の廃棄物微粉末は、セメントの水和反応時に生ずるＣＳＨの核として作用し、セメントの硬化促進剤として用いることができる。
【００１７】
即ち、セメントの水和は発熱と共にＣＳＨ及び消石灰の析出を伴うが、本発明に係わる上記廃棄物微粉末がＣＳＨの核として予め存在することによって、セメントの水和によるＣＳＨの析出が速やかになり、セメントの硬化を促進させる。更に、この廃棄物微粉末は、微粉であるためセメント水和物の間隙を埋めるフィラー効果もあり、セメント硬化体としての強度増加も発揮される。
【００１８】
廃棄物微粉末の具体的な再利用方法としては、コンクリート、ＡＬＣ、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボード等の製造に用いる原料のうち、珪酸カルシウム系原料として利用することができる。例えば、ＡＬＣの製造において、オートクレーブ養生前の生ケーキと呼ばれる半硬化体の製造過程でセメントの水和反応による硬化過程があり、本発明による廃棄物微粉末を原料として添加することによって、生ケーキの硬化時間を短縮することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
珪酸カルシウムウ系廃棄物として、ＡＬＣパネル（試料１）とケイ酸カルシウム板（試料２）を準備した。これらの珪酸カルシウム系廃棄物各５０ｇに対し５０ｇの水を加え、振動ミルによって湿式メカノケミカル処理を、それぞれ５分、３０分、３時間の３条件で行った。
【００２０】
得られた各珪酸カルシウム系廃棄物の微粉末について、湿式メカノケミカル処理の指標とする各成分の粉末Ｘ線回析装置（ＰＸＲＤ）によるピーク高さを測定し、その結果を下記表１に示した。尚、上記ＰＸＲＤ測定は、装置として（株）リガク製のＲＩＮＴ１１００を用い、管球Ｃｕ、管電圧４０ｋＶ、管電流３０ｍＡ、モノクロメータ使用で行った。
【００２１】
【表１】
2004082061.tif 000002
【００２２】
上記で得られた試料１（ＡＬＣパネル）及び試料２（ケイカル板）の各廃棄物微粉末を用い、セメントの水和反応試験を行った。即ち、セメント９ｇに対し、上記微粉末１ｇと水０．５ｇを加え、水和温度２０℃にて硬化させた。その際、水和反応による硬化過程のピークに対応する発熱の第２ピークまでの到達時間を、（株）東京理工製のコンダクションカロリーメータ（双子型伝導微少熱量計）により測定した。
【００２３】
また、上記で得られた試料１及び試料２の各廃棄物微粉末をＡＬＣの原料として用い、ＡＬＣ生ケーキの硬化試験を実施した。即ち、ＡＬＣ原料として重量組成で、珪石４０％、セメント２５％、生石灰５％、石膏５％、及び廃棄物微粉末２５％を水／固体比０．６５にて混合した後、鋳込温度４５℃で型枠に鋳込んだ。その際のＡＬＣ生ケーキの硬化時間として、直径４１ｍｍの鋼球を高さ５０ｍｍの位置から生ケーキ表面に落下させ、生じた窪みの直径を測定するボールテストにより、窪みの直径が２４ｍｍに達する時間を評価した。
【００２４】
尚、比較例の試料として、上記と同じＡＬＣパネルとケイ酸カルシウム板の廃棄物を、通常のローラーミルにより乾式で単に粉砕した微粉末についても、それぞれ上記と同様の試験を行った。上記セメントの水和反応試験の結果として第２ピーク到達時間を下記表２に、及びＡＬＣ生ケーキの硬化試験の結果として窪み径２４ｍｍ到達時間を下記表３に示した。
【００２５】
【表２】
2004082061.tif 000003
【００２６】
表２に示すセメントの水和反応試験の結果から、比較例の試料に対して、湿式メカノケミカル処理をした本発明の各廃棄物微粉末では、カロリーメータの第２ピーク到達時間が短縮されていることが分る。特に湿式メカノケミカル処理を３０分以上行った微粉末は、水和反応の促進効果が著しいことが分る。
【００２７】
【表３】
2004082061.tif 000004
【００２８】
上記表３のＡＬＣ生ケーキのボールテスト結果から、比較例の試料に対して、本発明の湿式メカノケミカル処理により得られた各廃棄物微粉末は、窪みの直径が２４ｍｍに到達する時間が短縮され、ＡＬＣ生ケーキの硬化が大幅に促進されたことが分る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、建築物の建築現場や解体現場から発生するＡＬＣ等の珪酸カルシウム系廃棄物を、湿式メカノケミカル処理によりセメントの硬化促進作用を有する微粉末とし、コンクリート、ＡＬＣ、ケイ酸カルシウム板、又はサイディングボードの製造に用いる珪酸カルシウム系原料として有効に再利用することができる。
【００３０】
従って、従来は産業廃棄物としての廃棄処分されていたＡＬＣ等の珪酸カルシウム系廃棄物を、有効に再利用することが可能となり、産業廃棄物を減らすと共に、天然原料に代わる珪酸カルシウム系原料を提供することができるので、産業上極めて有用である。