(57)【要約】【課題】将来的に大量に発生するＡＬＣ廃材を有効利用して、高い強度を有する造粒物を提供し、その造粒物を簡易に製造する方法を提供する。【解決手段】ＡＬＣ廃材を粒径０．００１〜１ｍｍの粒状に破砕したＡＬＣ粒状破砕物に、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑を加え、含水率を２０〜５０重量％に調整して十分混合し、その混合物を造粒した後、オートクレーブにて水蒸気養生することにより、ＡＬＣ粒状破砕物を団結した構造を有し、圧壊強度が２０ｋｇ以上の高強度造粒物が得られる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＬＣ廃材を粒状に破砕したＡＬＣ粒状破砕物と、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑とを原料とし、このケーキ状半硬化体が珪酸カルシウム水和物を生成して硬化することにより前記ＡＬＣ粒状破砕物を団結した構造を有し、圧壊強度が２０ｋｇ以上であることを特徴とする高強度造粒物。
【請求項２】
ＡＬＣ廃材を粒状に破砕したＡＬＣ粒状破砕物に、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑を加え、含水率を調整して十分混合し、その混合物を造粒した後、オートクレーブにて水蒸気養生することを特徴とする高強度造粒物の製造方法。
【請求項３】
前記ＡＬＣ粒状破砕物の粒径を０．００１〜１ｍｍとし、前記ケーキ状半硬化体屑を粒径２０ｍｍ以下に破砕して用いることを特徴とする、請求項２に記載の高強度造粒物の製造方法。
【請求項４】
前記混合物の含水率を２０〜５０重量％に調整することを特徴とする、請求項２又は３に記載の高強度造粒物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来廃棄処分されていたＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）廃材の再利用に関し、特に園芸用の鉢底石や路盤材として好適な高強度造粒物、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＬＣは軽量であり、耐火性、断熱性、施工性に優れているため、建築材料として広く使用されている。その反面、建築現場や建築物の解体現場から大量に発生するＡＬＣ廃材は、ごく一部が破砕されて埋め立て用にリサイクルされる以外は、その大部分が産業廃棄物として廃棄処分されている。
【０００３】
かかるＡＬＣを製造するには、珪酸質原料粉末、石灰質原料粉末、セメントを主とする固体原料粉末に、水などを混合撹拌して原料スラリーとし、発泡剤としてアルミニウム粉末を加え、必要に応じて補強鉄筋を配置した型枠に流し込み、発泡と同時に硬化させる。所定時間硬化させた後、得られたケーキ状半硬化体をピアノ線で所定の形状に切断し、オートクレーブに移して高温高圧で水蒸気養生を行うことにより、所定形状を有するＡＬＣが得られる。
【０００４】
このＡＬＣの製造過程において、オートクレーブ養生する前のケーキ状半硬化体は柔らかいため、取り扱い中の破損屑や所定形状に切断する際に切削屑が発生する。これらのケーキ状半硬化体屑は、ＡＬＣ製造に工程繰返し原料として再利用されているが、添加量が多くなると製品強度が低下するため原料全体への添加量に制限を受け、従ってその多くが廃棄処分されている。
【０００５】
現在、産業廃棄物の処分場の残余年数が縮小しているため、産業廃棄物の減量が望まれている。特に、建築時若しくは建築物の解体時に発生するＡＬＣ廃材は非常に多量であるうえ、将来的には更に大量の発生が見込まれるため、その再利用による用途開発が急務となっている。
【０００６】
そこで、ＡＬＣ廃材を破砕して粒状物とし、路盤材として再利用するほか、特定粒径範囲の粒状物が有する吸水性、保水性、軽量性を有効に利用して土壌改良材とするなど、一部で用途開発がなされてきた。しかしながら、これらの用途に用いられる粒状物は特定の粒径に限られているため、その範囲外の粒径、特に細かな粒径のものについても新たな用途の探索が望まれている。
【０００７】
例えば、細粒のＡＬＣ廃材を有効に利用する方法として、特開平３−７５２８７号公報には、粒径１ｍｍ以下のＡＬＣ粉末に硫酸マグネシウム含有物を添加して、肥料用の造粒物を提供することが記載されている。細かく破砕したＡＬＣ廃材は粉塵が舞うために造粒物とする必要がある反面、肥料として有効に機能するためには土中で容易に崩壊する必要もあるため、この肥料用の造粒物は低強度であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−７５２８７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、将来的に大量に発生するＡＬＣ廃材を有効利用して、高い強度を有する造粒物を提供すること、及びその造粒物を簡易に製造することができる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する高強度造粒物は、ＡＬＣ廃材を粒状に破砕したＡＬＣ粒状破砕物と、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑とを原料とし、このケーキ状半硬化体が珪酸カルシウム水和物を生成して硬化することにより前記ＡＬＣ粒状破砕物を団結した構造を有し、圧壊強度が２０ｋｇ以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明が提供する高強度造粒物の製造方法は、ＡＬＣ廃材を粒状に破砕したＡＬＣ粒状破砕物に、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑を加え、含水率を調整して十分混合し、その混合物を造粒した後、オートクレーブにて水蒸気養生することを特徴とする。
【００１２】
この本発明の高強度造粒物の製造方法においては、前記ＡＬＣ粒状破砕物の粒径を０．００１〜１ｍｍとし、前記ケーキ状半硬化体屑を粒径２０ｍｍ以下に破砕して用いることが好ましい。また、前記混合物の含水率を、２０〜５０重量％に調整することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、建築時や解体時に大量に発生し、また製造時や製品加工時にも発生するＡＬＣ廃材を主な原料とし、これを破砕したＡＬＣ粒状破砕物に、ＡＬＣ製造工程で発生するオートクレーブ養生前のケーキ状半硬化体屑を混合してオートクレーブ養生することにより、このケーキ状半硬化体が硬化してバインダーとして作用し、ＡＬＣ粒状破砕物を団結させて高強度の造粒物が得られるものである。
【００１４】
ＡＬＣの製造過程においては、セメントの反応で生成したセメント水和物がオートクレーブによる水蒸気養生により、トバモライトと呼ばれる珪酸カルシウム水和物を生成して、短時間に硬化して高い強度を得ることができる。本発明で用いるケーキ状半硬化体は、上記のオートクレーブ養生前であるため、十分に硬化しておらず、未反応のセメントを含んでいる。従って、このケーキ状半硬化体がＡＬＣ粒状破砕物と十分に混合された状態でオートクレーブ養生されることにより、硬化してＡＬＣ粒状破砕物のバインダーの役割を果たし、高強度の造粒物が得られるのである。
【００１５】
ＡＬＣ廃材としては、建築時や解体時に発生するものが主であるが、ＡＬＣの製造時や加工時に発生するものも使用できる。これらのＡＬＣ廃材を破砕してＡＬＣ粒状破砕物とするが、最終的な造粒物の粒径制御を考慮して、ＡＬＣ粒状破砕物の粒径を０．００１〜１ｍｍの範囲とすることが好ましい。尚、ＡＬＣ廃材の破砕には、ボールミル、撹拌媒体式ミルなどの通常の破砕装置を利用することができる。
【００１６】
また、一般的にＡＬＣ廃材の含水率は絶乾から４０重量％程度までさまざまであるが、それを破砕したＡＬＣ粒状破砕物については含水率を１〜４０重量％程度に調整しておくことが望ましい。例えば、解体時に粉塵対策の散水によって水濡れしたＡＬＣ廃材などは、乾燥によって含水率を調整する必要がある。
【００１７】
バインダーとして添加するケーキ状半硬化体屑は、そのままの状態で添加してもよいが、混合の効率を考慮すると、予め粒径２０ｍｍ以下に破砕しておくことが好ましい。尚、ケーキ状半硬化体屑は硬化が進んでいないため、後のＡＬＣ粒状破砕物との混合の際に、容易に０．００１〜１ｍｍ程度の細粒とすることができる。また、ケーキ状半硬化体屑の含水率としては、一般的に１〜４０重量％のものを用いることができるが、特にセメントの水和を抑制する必要がある場合には乾燥したものを用いてもよい。
【００１８】
これらのＡＬＣ粒状破砕物とケーキ状半硬化体屑は、好ましくはケーキ状半硬化体屑１００重量部に対し、ＡＬＣ粒状破砕物１００〜２００重量部の割合で混合する。バインダーとして作用するケーキ状半硬化体が均一に分散されていなければ、最終的な造粒物に十分な強度が得られないため、混合を十分に行う必要がある。また、混合物の含水率を２０〜５０重量％に調整することが好ましい。含水率が２０重量％未満では造粒が難しく、逆に５０重量％を超えると造粒の効率が低下し、造粒物の形状が不安定となるからである。
【００１９】
ＡＬＣ粒状破砕物とケーキ状半硬化体屑の混合物は、用途に応じた粒径に造粒する。例えば、造粒物の粒径としては２〜３０ｍｍが一般的であり、鉢底石、園芸用土、土壌改良材、路盤材などの用途に用いることができる。造粒手段は特に限定されないが、均一な混合を得やすい撹拌式又は回転式の造粒機が望ましい。尚、その他の手段として、ペレッティング造粒機、ロールプレス造粒機などを使用することもできる。
【００２０】
このようにして得られた造粒物は、ＡＬＣ製造のためのオートクレーブで水蒸気養生を実施することにより、優れた強度を有する造粒物とすることができる。この高強度造粒物は、ケーキ状半硬化体が珪酸カルシウム水和物を生成して硬化することによりＡＬＣ粒状破砕物を団結した構造を有しており、圧壊強度が２０ｋｇ以上である。また、高強度造粒物の粒径としては、広範な用途が望める２〜３０ｍｍ程度が好ましく、例えば鉢底石、園芸用土、土壌改良材、路盤材などとして好適に用いることができる。
【００２１】
【実施例】
ＡＬＣ廃材を破砕して１ｍｍ篩以下の細かい粒径にすると共に、その含水率を１０重量％に調整して、ＡＬＣ粒状破砕物とした。一方、ケーキ状半硬化体の切断屑は、その含水率を１０重量％、粒径を２０ｍｍ以下に調整した。このケーキ状半硬化体屑１００重量部に対し、ＡＬＣ粒状破砕物を１００〜２００重量部の範囲で変化させて添加し、それぞれ全体重量が２ｋｇの混合物とした。
【００２２】
これらの混合物を、回転式造粒機（三井鉱山（株）製、ヘンシェルミキサーＦＭ−２０）に投入し、７００ｒｐｍの高速撹拌で約１５分間混合した後、全体の含水率が３０重量％となるように水を加え、約２〜３０ｍｍの粒径に造粒した。得られた各造粒物をオートクレーブに装入し、１８０℃の飽和水蒸気圧にて８時間の水蒸気養生を実施した。
【００２３】
水蒸気養生後の造粒物について、試料ごとに粒径が６〜１３ｍｍのものを分取して、ＪＩＳ  Ｚ  ８８４１による造粒物の強度試験方法に従って圧壊強度を求めた。本発明の試料１〜５について得られた結果を、下記表１に示す。
【００２４】
【比較例】
比較例の試料６〜９を、下記のごとく準備した。試料６の造粒物は、ケーキ状半硬化体屑を用いない以外は実施例の試料１と同様にして製造した。試料７の造粒物は、オートクレーブによる水蒸気養生を実施しない以外は実施例の試料３と同様にして製造した。また、試料８としては市販の鉢底石用の軽石を、及び試料９としては市販の園芸用土用の軽石を用いた。
【００２５】
これら比較例の試料６〜９についても、試料ごとに粒径６〜１３ｍｍのものを分取して、上記実施例と同様に圧壊強度を測定した。得られた結果を、下記表１に併せて示した。
【００２６】
【表１】
2005008466.tif 000002
【００２７】
表１に示す結果から、本発明の試料１〜５の造粒物は、いずれも２０ｋｇ以上の十分高い圧壊強度を有することが分る。一方、比較例の試料６〜７では、バインダーとなるケーキ状半硬化体屑を用いないか、オートクレーブでの水蒸気養生を実施していないため、強度の向上がほとんど達成されなかった。
【００２８】
また、本発明の試料１〜５の造粒物は、市販の鉢底石用の軽石（試料８）や市販の園芸用土用の軽石（試料９）と同等又はそれ以上の圧壊強度を有することから、これら園芸用土用の軽石や比較的強度を求められる鉢底石用の軽石の代用品となるほか、土壌改良材や路盤材の代替ともなり得ることが分る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来は廃棄処分されていたＡＬＣ廃材を用い、その細かい粒径の破砕物を含めて全てを有効利用して、簡易な方法で高い強度を有する造粒物を得ることができる。よって、将来的に大量に発生するＡＬＣ廃材を、鉢底石、園芸用土、土壌改良材、路盤材、その他の用途に好適な高強度造粒物として、再資源化することが可能となる。