(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状の珪酸カルシウム廃材に水を加えてスラリー化し、前記珪酸カルシウム廃材中のＣａＯに対しＨ２ＳＯ４／ＣａＯモル比で０．１〜０．９となるように前記スラリーに硫酸を加え、続いて前記スラリーを珪酸カルシウム成形体原料中に添加し、所望の形状に成形し、オートクレーブ養生をすることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法。
【請求項２】
粉末状の珪酸カルシウム廃材に水を加えスラリー化し、前記珪酸カルシウム廃材中のＣａＯに対しＨ２ＳＯ４／ＣａＯモル比で０．１〜０．９となるように前記スラリーに硫酸を加え、続いて前記スラリーとあらかじめオートクレーブにより合成した珪酸カルシウム水和物と補強繊維、骨材、添加剤を混合し、所望の形状に成形後、オートクレーブ養生することを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用内装材、保温保冷材、断熱材として広く使用されている珪酸カルシウム成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
珪酸カルシウム成形体は、石灰質原料、珪酸質原料、補強繊維、骨材、添加剤等からなる珪酸カルシウム成形体原料を混練し、得られた混練物を所望の形状に成形し、オートクレーブ養生により硬化させ、製造されている。または、あらかじめオートクレーブにより合成した珪酸カルシウム水和物と補強繊維、骨材、添加剤等を混合し、所望の形状に成形後、オートクレーブ養生により硬化させ、製造されている。この製造工程および加工工程中において切断屑、研磨粉等が発生するが、これらは適当なサイズまで粉砕し、またはそのまま原料の一部として用いられていたが、その添加量は原料全体に対しせいぜい１０重量％が上限であり、それ以上の添加では、得られる珪酸カルシウム成形体の強度の低下が著しく大きくなってしまう。従って工場内で発生するこれらの切断屑、研磨粉等の大半は産業廃棄物とならざるを得なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
珪酸カルシウム成形体原料中に、粉末状の珪酸カルシウム廃材を添加し、成形し、オートクレーブ養生を行った場合、すでに一度オートクレーブ養生を受けている珪酸カルシウム廃材は強度発現に寄与しない為、多量に添加することにより成形体の強度低下を引き起こす。
従って工場内外で発生する珪酸カルシウム廃材の添加量には制限があり、多くは産業廃棄物となっていた。
近年、産業廃棄物の発生は大きな社会問題となっており、産業廃棄物の抑制は珪酸カルシウム工業の中でも重要な問題となりつつある。本発明は珪酸カルシウム工業における産業廃棄物の減少を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は、粉末状の珪酸カルシウム廃材に水を加えてスラリー化し、前記珪酸カルシウム廃材中のＣａＯに対しＨ２ＳＯ４／ＣａＯモル比で０．１〜０．９となるように前記スラリーに硫酸を加え、続いて前記スラリーを珪酸カルシウム成形体原料中に添加し、所望の形状に成形し、オートクレーブ養生をすることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法を提供するものである。
また本発明は、粉末状の珪酸カルシウム廃材に水を加えスラリー化し、前記珪酸カルシウム廃材中のＣａＯに対しＨ２ＳＯ４／ＣａＯモル比で０．１〜０．９となるように前記スラリーに硫酸を加え、続いて前記スラリーとあらかじめオートクレーブにより合成した珪酸カルシウム水和物と補強繊維、骨材、添加剤を混合し、所望の形状に成形後、オートクレーブ養生することを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明における珪酸カルシウム廃材は、例えばＪＩＳ  Ａ５４３０繊維強化セメント板に規定される珪酸カルシウム板、ＪＩＳ  Ａ５４１６に規定される軽量気泡コンクリートパネル（ＡＬＣパネル）、ＪＩＳ  Ａ９５１０無機多孔質保温材に規定される珪酸カルシウム保温材の廃材の他、鉄骨耐火被覆材、耐火間仕切り材として用いられる珪酸カルシウム板の廃材等が挙げられる。また、コンクリート建築物等の解体時に発生する珪酸カルシウム成形体の建築廃材等も挙げられる。
また、珪酸カルシウム成形体の製造時に発生する廃材も利用可能である。例えば、珪酸カルシウム成形体の表面研磨工程や研削工程で発生する研磨粉、原板を各種寸法に切断するときに発生する切断屑あるいは不良品等である。
【０００６】
上記珪酸カルシウム廃材を使用する際には、該廃材は粉末状、すなわち１ｍｍ以下の粒径であることが望ましい。１ｍｍのサイズを超える廃材は、適宜粉砕して用いるのがよい。好ましい廃材の平均粒径は、０．５ｍｍ以下である。
【０００７】
粉末状の珪酸カルシウム廃材は先にも述べたように珪酸カルシウム成形体原料全体に対して１０重量％程度までの添加量であれば製品強度を大幅に低下させることなく添加可能であるが、これ以上例えば３０重量％以上添加した場合には製品強度が大幅に低下する。
しかしながら、珪酸カルシウム廃材を硫酸処理することにより製品強度を大幅に低下させることなく該廃材を多量に添加することが可能となる。
珪酸カルシウム廃材は主としてＣａＯおよびＳｉＯ2からなり、これらを硫酸と反応させることにより二水石膏が生成すると共にＳｉＯ2が遊離するが、本発明においては化学量論的等量の硫酸と完全に反応させる必要はない。むしろ硫酸との反応が化学量論的等量に近づくに従い、ＳｉＯ2ゲルの生成量が増加し、これにより脱水成形性が損なわれ生産性が低下し珪酸カルシウム廃材の添加量が制限されるため好ましくない。
珪酸カルシウム廃材の硫酸処理は、例えば粉末状の珪酸カルシウム廃材に対し、３〜２０倍（重量比）の水を加えて流動性が得られる程度にスラリー化し、次にこのスラリーに珪酸カルシウム廃材に含まれるＣａＯに対してＨ2ＳＯ4／ＣａＯモル比で好ましくは０．１〜０．９となる様に硫酸を添加して撹拌することにより処理すればよい。
その際使用する硫酸の濃度は特に規定しないがＨ2ＳＯ4として５〜３０重量％に希釈することが好ましい。
【０００８】
なお、硫酸の添加割合を珪酸カルシウム廃材に含まれるＣａＯに対してＨ2ＳＯ4／ＣａＯモル比で０．１〜０．９に設定すれば、強度低下防止効果と生産性が一層高まり好ましいものである。さらに好ましいＨ2ＳＯ4／ＣａＯモル比は、０．２〜０．６である。
【０００９】
このようにして硫酸処理した珪酸カルシウム廃材は大幅な強度低下を来すことなく、珪酸カルシウム成形体原料に多量の添加が可能となる。また所望する強度によっては添加する珪酸カルシウム廃材の一部を上記の通り硫酸処理し、残分を未処理のまま添加することも可能である。
【００１０】
硫酸処理した珪酸カルシウム廃材を添加した珪酸カルシウム成形体原料は、常法によって珪酸カルシウム成形体に加工することができる。
すなわち、石灰質原料、珪酸質原料、必要に応じて補強繊維、骨材、添加材（剤）等からなる珪酸カルシウム成形体原料と、硫酸処理した珪酸カルシウム廃材と、水とを加えて混練し、得られた混練物を常法に従い脱水成形後オートクレーブ養生することにより、珪酸カルシウム成形体を製造することができる。
あるいは、硫酸処理した珪酸カルシウム廃材と、あらかじめオートクレーブにより合成した珪酸カルシウム水和物と補強繊維、骨材、添加剤等を混合し、所望の形状に成形後、オートクレーブ養生することにより、珪酸カルシウム成形体を製造することができる。
石灰質原料としてはセメント、消石灰、あるいは生石灰が用いられ、これらを単独または併用して使用することができる。珪酸質原料としては珪石粉、フライアッシュなどが使用され、また比重低減用珪酸質原料として珪藻土、シリカヒュム、ホワイトカーボンなどの非晶質珪酸原料も使用可能である。
珪酸質原料と石灰質原料の比率はＣａＯ／ＳｉＯ2モル比が０．４〜１．２の範囲とすることが好ましい。
また補強繊維としては、石綿、パルプ、ガラス繊維、炭素繊維、ポリプロピレン、レーヨン、アクリル等が挙げられる。
骨材としては、ワラストナイト、マイカ、炭酸カルシウム、タルク、パーライトが挙げられる。これら骨材は、増量剤あるいは寸法安定剤としての機能も果たすことができる。
また、上記以外の公知の各種添加材（剤）も必要に応じて配合することができる。いずれにしろ、必要に応じて配合される補強繊維、骨材、各種添加材（剤）は、目的に応じて適宜選択し、本発明の効果を損ねない範囲でその配合割合を決定すればよい。
【００１１】
本発明の珪酸カルシウム成形体の成形方法としては、従来から行われている方法を用いることができ、脱水プレス法、抄造法、流し込み法等が例示され各々の成形法に適したスラリー濃度に調整して成形することができる。
【００１２】
成形体のオートクレーブ養生温度は例えば１２０℃〜２２０℃、好ましくは１８０℃〜２００℃であり、養生時間は例えば３〜１５時間である。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明する。
（珪酸カルシウム廃材の硫酸処理例）
ＪＩＳ  Ａ５４３０に規定される珪酸カルシウム板タイプ２に相当する珪酸カルシウム板の製造時に発生した珪酸カルシウム廃材（反応性ＣａＯ３４．６重量％）を１ｍｍ以下の粒子径となるように粉砕し、これに１０重量倍の工業用水を加えてスラリー状とした。
次にこのスラリーに工業用硫酸（Ｈ2ＳＯ4濃度７２重量％）を工業用水で１２重量％の濃度まで希釈した溶液を上記スラリーに撹拌しながら添加し、さらに１時間撹拌を続けて硫酸処理を行った。
なお硫酸の添加割合は、珪酸カルシウム廃材に対しＨ2ＳＯ4として外割で６．７、１３．３、２６．６、３９．９、５３．２重量％の５水準とした。
この添加割合におけるＨ2ＳＯ4／ＣａＯ（反応性）モル比はそれぞれ０．１１、０．２２、０．４４、０．６６、０．８８である。
【００１４】
（実施例１〜１１）
表１に示した配合割合に従い、前記のようにして調製した硫酸処理廃材スラリーおよびその他の原料を秤量し、水中に分散して固形分濃度１０％に調整し原料スラリーを調整した後脱水プレス成形を行い２０ｃｍ×２０ｃｍ×６ｍｍの成形体を得た。
なお、珪酸カルシウム廃材の添加割合は硫酸処理前の珪酸カルシウム廃材重量を基準としている。
次に得られた成形体をオートクレーブ内で１８０℃で１０時間水熱養生を行った後、１０５℃で２４時間乾燥し珪酸カルシウム成形体を得た。
得られた成形体について曲げ強度を測定した。
また脱水成形性を評価するためＪＩＳ  Ｐ３８０１（第２種）に規定される濾紙を敷いたブフナーロートに原料スラリーを流し込み真空ポンプを使用して吸引濾過したときの単位時間当たりの脱水量（ｍｌ／ｓｅｃ）も併せて測定した。
この結果も併せて表１に示す。
【００１５】
（比較例１〜５）
廃材無添加および硫酸処理しない廃材を５〜２０重量％添加したものについても成形体を作製し実施例と同様の測定を行った。
この結果を表２に示す。
【００１６】
【表１】
0004249833.tif 000002
【００１７】
【表２】
0004249833.tif 000003
【００１８】
比較例１〜５から分かるように、廃材に対し硫酸処理をしない場合は廃材添加量が増加するに従い成形体の曲げ強度が大幅に低下する。
しかしながら、実施例１〜１１のとおり、硫酸処理した廃材を添加した場合には曲げ強度の低下はごくわずかである。とくに硫酸の添加比率がＨ2ＳＯ4／ＣａＯモル比として０．１〜０．９の範囲内であるとき、曲げ強度および生産性（脱水速度）が著しく良好となっている。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、従来強度低下の問題により配合割合が制限されていた珪酸カルシウム廃材を硫酸処理することにより、珪酸カルシウム成形体の強度低下を生じることなく、大幅な添加割合の増加を図ることが可能となる。
これにより、これまで廃棄することを余儀なくされていた珪酸カルシウム廃材を有効に使用することが可能となる。