(57)【要約】【課題】石綿含有建材のリサイクル処理として適用可能で、従来より低い温度での加熱による石綿の処理方法を提供し、また、石綿の持つ機能を維持するとともに、実質的に無害化された、モルタル混和材に使用できる短繊維珪酸マグネシウム組成物を提供する。【解決手段】石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して、非石綿化することを特徴とする石綿又は石綿含有蛇紋岩の処理方法。石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して得られた、非石綿化されたものであることを特徴とする短繊維珪酸マグネシウム組成物。短繊維珪酸マグネシウム組成物の保水率が１２０から１８０％であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して、非石綿化することを特徴とする石綿又は石綿含有蛇紋岩の処理方法。
【請求項２】
石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して得られた、非石綿化されたものであることを特徴とする短繊維珪酸マグネシウム組成物。
【請求項３】
請求項２記載の短繊維珪酸マグネシウム組成物の保水率が１２０から１８０％であることを特徴とするモルタル混和材用短繊維珪酸マグネシウム組成物。
但し、保水率は、容器に入れた試料（試料重量；Ｗ０）に水を滴下していき、容器を傾けたときに流動する状態になる最小量の水量（流動開始水量；Ｗ１）を求め、その水量を試料の重量で割った値（保水率＝Ｗ１／Ｗ０×１００（％））とする。
【請求項４】
請求項２記載の短繊維珪酸マグネシウム組成物とフィラー、又は粘土鉱物を一種又はそれ以上に配合し、保水率を１２０〜１８０％に調整したことを特徴とするモルタル混和材。
但し、保水率は、容器に入れた試料（試料重量；Ｗ０）に水を滴下していき、容器を傾けたときに流動する状態になる最小量の水量（流動開始水量；Ｗ１）を求め、その水量を試料の重量で割った値（保水率＝Ｗ１／Ｗ０×１００（％））とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石綿又は石綿含有蛇紋岩の処理方法、及び石綿又は石綿含有蛇紋岩を焼成して得られる短繊維珪酸マグネシウム組成物に関し、特に、モルタル塗布作業時の塗布作業性を確保し、かつモルタルの収縮を抑制してひび割れ抵抗性を向上させることができるモルタル混和材用短繊維珪酸マグネシウム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石綿及び石綿を含む蛇紋岩等の鉱物がモルタル混和材として使用されてきたが、呼吸器への吸入によって長年の潜伏期間を経て、中皮腫や肺がんを引き起こすことが明らかとなり使用が禁止されている。このため、石綿に替わる混和材として、種々の材料（タルク、クロライト、カオリン、パイロフィライト、ハロイサイト、ベントナイト、セピオライト、アタパルジャイト、スメクタイト、ヘクトライト、ブルーサイト等）が使用されている。
これらの材料は、保水能力の高いほど、塗布作業性に優れるものの、施工後の乾燥収縮が大きくなり、ひび割れや剥落などが発生することが多い。また、保水性が高いと、乾燥の遅延、硬化不良、白華現象を誘発し、作業性と施工後の品質を満足し得る材料が得られない。
また、石綿に替わる材料の中には、不純物として石綿を含有することが指摘されている鉱物や生体への影響が不明なものも多く、使用時の安全性についても、明確になっていないのが実情である。
【０００３】
従来から、アスベスト含有物（耐火被覆材、スレートや押出成形セメント板などの建材材料）の処理方法については、多数の技術が開発されている。しかしながら、これらの技術は、石綿含有物を高温で溶融したり、あるいは石綿含有建築材料を焼成するなどして、石綿を安全性の高い他の物質に変換するものが主なものであるが、そこで生成する物質が利用性が極めて低いものであった。そのため、石綿そのものの有害性を低減させると共に、併せて有用性の高い生成物を得て、利用を図る技術はほとんどなかった。
【０００４】
特許文献１には、石綿又は石綿含有蛇紋岩を９００〜１０５０℃の温度で焼成した後、粒度調整を行って得られた湿潤粘稠材用混和材が記載されている。この混和材は、石綿そのものを処理して得られるものであるが、その処理においては石綿が実質的にフォルステライトに変化しており、生体への影響は実質的に無害化されているものの、モルタルに混和材として添加した場合には、石綿に比べ若干の作業性の低下が避けられなかった。このため、このフォルステライトと他の添加剤を混合して不足する性能を補うしかなかった。また、焼成温度が９００〜１０５０℃と高温のため、石綿を処理するためとはいえ、多量のエネルギーを消費することが避けられない。
【特許文献１】特開２００４−７５５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、モルタルの塗布作業時の塗布作業性を確保し、かつモルタルの収縮を抑制してひび割れ抵抗性を得るために最適な材料である石綿について、石綿を原料としながら石綿の持つ前記特徴を保持するとともに石綿の有害性を消失させ、実質的に無害化されている材料を提供することを課題とするものである。さらには、石綿含有建材のリサイクル処方としても適用可能で、エネルギー消費を抑えることができる、従来法よりも低温での石綿の処理方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、石綿及び石綿を含む材料から短繊維を採取し、従来よりも低温で、かつ特定の温度で焼成して非石綿化することにより得られる短繊維珪酸マグネシウム組成物が保水性を発現し、モルタルに配合した時の塗布作業性に寄与するとともに耐クラック性を有すること、また、石綿の持つ有害性が消失し、実質的に無害化されていることを見出すことに基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は下記の手段によって上記の課題を解決した。
（１）石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して、非石綿化することを特徴とする石綿又は石綿含有蛇紋岩の処理方法。
（２）石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０の範囲に調整した後、６００〜９００℃未満の温度に加熱して得られた、非石綿化されたものであることを特徴とする短繊維珪酸マグネシウム組成物。
（３）前記（２）記載の短繊維珪酸マグネシウム組成物の保水率が１２０から１８０％であることを特徴とするモルタル混和材用短繊維珪酸マグネシウム組成物。
但し、保水率は、容器に入れた試料（試料重量；Ｗ０）に水を滴下していき、容器を傾けたときに流動する状態になる最小量の水量（流動開始水量；Ｗ１）を求め、その水量を試料の重量で割った値（保水率＝Ｗ１／Ｗ０×１００（％））とする。
（４）前記（２）記載の短繊維珪酸マグネシウム組成物とフィラー、又は粘土鉱物を一種又はそれ以上に配合し、保水率を１２０〜１８０％に調整したことを特徴とするモルタル混和材。
但し、保水率は、容器に入れた試料（試料重量；Ｗ０）に水を滴下していき、容器を傾けたときに流動する状態になる最小量の水量（流動開始水量；Ｗ１）を求め、その水量を試料の重量で割った値（保水率＝Ｗ１／Ｗ０×１００（％））とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、石綿又は石綿含有蛇紋岩を含む材料から、安全に使用が可能な短繊維材料を得ることにより、石綿や石綿を含む材料を実質的に無害化すると共に、モルタル混和材として有用に再生利用することが可能となる。又、従来法よりも低い温度での加熱により石綿又は石綿含有蛇紋岩を処理して無害化出来るので、エネルギー消費を抑えた石綿の処理方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に用いる石綿又は石綿含有蛇紋岩は、通常鉱山より産出される石綿又は石綿含有蛇紋岩や石綿鉱滓を用いてもよい。また、石綿含有建材や石綿製品の回収品から分離回収した石綿又は石綿含有蛇紋岩を用いることも可能である。この場合、石綿の分離は、石綿含有建材や石綿製品の回収品を粉砕後、水簸あるいはエアー分級する方法によって行う。この方法によって、石綿以外の成分が混入しないようにすることが可能となるが、石綿以外の成分が分別した石綿に対して５〜１０ｗｔ％程度含まれていても支障はない。尚、これらの点で問題がないときには、場合によっては、前記工程を省略しても良い。
【００１０】
石綿又は石綿含有蛇紋岩を粉砕し、エアー分級、篩い分け等の手法により、平均繊維長を２０〜１５０μｍ、好ましくは、４０〜８０μｍ、平均アスペクト比を２〜１０、好ましくは、３〜５の範囲に調整した短繊維とする。この短繊維は、例えば、廃石綿、石綿を含む蛇紋岩、石綿を含む建築材料等をボールミル、ローラーミル、振動ミル等の粉砕機とエアー分級、篩い分けを併用して、２０〜３０メッシ全通に粉砕することにより得られるものである。平均繊維長と平均アスペクト比は、粒度分布画像解析装置により計測した個数分布における中位の繊維長及びアスペクト比である。粉砕作業においては石綿を取り扱う関係上、粉塵が粉砕機の外部に漏れないよう、安全性に十分注意する必要がある。
【００１１】
このようにして得られた短繊維を、６００〜９００℃未満、好ましくは７００〜８００℃に加熱して、非石綿化する。この温度域では、石綿は結晶水が脱離して非晶質化されるとともに、フォルステライトヘの結晶化が始まっており、低結晶性の珪酸マグネシウム組成物となる。この珪酸マグネシウム組成物は、保水性を有し、短繊維状であって繊維形態を保持することから、モルタル混和材として好適な性能を発現するものである。
【００１２】
加熱処理に要する時間は、処理温度によって異なり、温度を高くなると所要時間は短くてよい。７００℃では６０分、８００℃では３０分程度であるが、石綿の結晶構造が消失する時間を確保することが必要である。この確認は、Ｊ１Ｓ  Ａ  １４１８に規定されたＸ線回折法および分散染色法によって分析した結果、石綿が検出されないことによって行う。なお、加熱に使用する設備としては、特に限定はなく、トンネル炉、シャフト炉、ロータリーキルン、ローラーハースキルン等が適用可能である。
【００１３】
前記の珪酸マグネシウムを８０〜１００％、各種のフィラー、粘土鉱物等を単独もしくは複合して０〜２０％配合し混和材とし、この混和材の保水率を１２０〜１８０％に調整する。保水率は、珪酸マグネシウム、フィラー又は粘土鉱物等の配合比率によって変更することができる。混和材の保水率が、１２０％を下回ると塗布作業性に劣り、１８０％を超えると、塗布後の収縮が大きくなりクラックが入り易くなる。
配合するのに適した上記フィラーとしては、ブルーサイト・ホワイトカーボン、フライアツシュ、微粒パーライト、炭カル；珪石粉、珪砂等を挙げることができる。また、粘土鉱物としては、タルク、クロライト、カオリン、パイロフィライト、ハロイサイト、ベントナイト、ヘクトライト、スメクタイト、セピオライト、酸性白土、アタパルジャイト等を挙げることができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はそれらに限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
＜材料１〜３（本発明）の調製＞
石綿を４５％含む蛇紋岩を振動ミルで粉砕し、エアー分級して２０メッシュ全通に調整し（この処理を「繊維化処理」ともいう）、電気炉に入れ、６５０℃で１２０分、７５０℃と８５０℃で６０分加熱した。
＜材料４（比較用材料）の調製＞
上記と同じ繊維化処理物を電気炉に入れて、１０００℃で３０分加熱した。
（材料１〜４の分析）
なお、石綿含有の有無についてはＪｌＳ  Ａ  １４１８により実施した。第１表に材料１〜３及び材料４の、石綿含有の有無、平均繊維長、平均アスペクト比及び保水率（％）についての分析結果を示す。
【００１６】
【表１】
2009078926.tif 000002
【００１７】
実施例２
＜モルタル混和材の調製＞
次に、短繊維珪酸マグネシウムからなる材料１、材料４及び他の材料（フィラー、粘土鉱物）を第２表のとおり配合して本発明、参考例の混和材を作成した。
＜モルタル混和材の試験＞
比較用の混和材として調製した石綿系混和材や粘土系の市販品混和材と比較して、次の、混和材の保水率、作業性及びクラック発生の有無の各項目につき試験を行った。
１）混和材の保水率測定
２）混和材を配合した塗布材料の作業性評価
セメント／混和材／軽量骨材／エマルジョン接着剤／メチルセルロース／水＝１００／１０／２／５／０．５／４５の比率で混練し、コンクリート壁面にコテを用いて塗布したときの作業性を評価した。
３）クラック発生の有無
コンクリート壁面にモルタルを２ｍｍ厚で塗布し、塗布面が６０℃となるよう赤外線ランプを照射し、塗布面のクラック発生の有無を観察した。（夏季の屋外での施工を想定）
【００１８】
【表２】
2009078926.tif 000003
【００１９】
混和剤の配合材として使用したフイラーは、炭酸カルシウム／フライアツシュ＝１／１の比率で添加し、粘土鉱物はベントナイト／酸性白土＝２／１の比率で添加した。
＜試験結果＞
試験結果を第３表に示す。
【００２０】
【表３】
2009078926.tif 000004
【００２１】
なお、混和材の保水率測定は、容器に入れた試料（試料重量；Ｗ０）に水を滴下していき、容器を傾けたときに流動する状態になる最小量の水量（流動開始水量；Ｗ１）を求め、その水量を試料の重量で割って保水率とする。
保水率＝Ｗ１／Ｗ０×１００（％）
【００２２】
作業性評価は石綿系材料を用いたときの作業性を評価基準とし、下記４段階の記号で評価した。
◎；石綿系と同等以上
Ｏ；石綿系に近い
△；石綿系より劣る
×；石綿系と大差あり
【００２３】
試験結果は第３表に示したが、本発明の材料１を使用し、保水率が１２０〜１８０％の範囲にある混和材Ａ、Ｃ及びＤは作業性及びひび割れ共に異常がなかった。しかし、粘土鉱物を３０％配合した混和材Ｅは保水率が２１２％あり、塗布後、微小なクラックが発生した。一方、比較用の材料４を用いた混和材Ｂ、市販の混和材１又は２は、作業性が悪かったり、大きいクラックが発生した。
【００２４】
尚、本発明の実施例によって得られた短繊維珪酸マグネシウムは、細胞毒性、染色体異常誘発性についての動物実験により、無機繊維状材料としては、最も毒性が低く、染色体異常誘発性は陰性、線維化が起きないことから、工業的に使用されている繊維材料の中でも生体影響が軽微であり、安全に使用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の低温処理により得られた石綿含有建築材料から短繊維珪酸マグネシウム材料は、石綿又は石綿を含む蛇紋岩、或いは石綿を含む建築材料を原料としながら、石綿の有害性を消失させた上で、モルタル用混和材としての使用が可能となる。又、本発明の低温処理方法は、エネルギー消費を抑えることが出来るので、石綿含有建築材料廃物からのリサイクルにおいて有用である。