江木・高橋・中島：古瓦の利活用に向けた基礎性状評価－溶出試験を中心として－資料

古瓦の利活用に向けた基礎性状評価－溶出試験を中心として－江木

1．目俊雄＊・高橋

青磁＊・中島剛＊が現状である．古瓦が全て再生利用されると，がれき類の的再生利用率がさらに向上し，最終処分場の延命に少なから

石州瓦は，島根県の石見地域に広く分布している耐火度ず寄与できる．

が高い津野津層の粘土を原料とし，1200℃近傍での焼成に石州瓦工業組合は，規格外瓦と同様に古瓦の利活用を目より製造されている．この石州瓦を代表する赤茶色の来待指し，島根県の平成 23 年度市場創出支援事業「環境・リ色瓦は，松江市宍道町で採れる来待石を主な釉薬原料としサイクル技術等の開発」を活用して，古瓦の安全性を確認ている．来待石は，主として酸化ケイ素，酸化アルミニウするために「解体，屋根瓦葺き替え工事現場から排出されム，アルカリおよびアルカリ土類金属の酸化物から構成さた古瓦の溶出試験」を実施した．著者らは，得られた溶出れ，単味の来待石が石州瓦特有の赤茶色を発色するために試験結果について解析を行い，さらに古瓦の利活用の用途は 1300℃前後の焼成が必要とされている．塩村らは，昭を模索するために基礎的な物性試験を行った．これらの結和 52 年当時は SK26 ～ SK27 あった坏土の耐火度が，昭果について以下に報告する．

和 56 年には良質な粘土の枯渇により大半が SK20 以下と2．方なったと報告している 1）．この坏土の耐火度の低下に合わせて瓦の焼成温度は 30 ～ 50℃低下し，現行とほぼ等しい2.1法

古瓦の収集

1200℃近傍での焼成が昭和 56 年頃から始まった．焼成温石州瓦工業組合に所属している瓦会社 7 社が，屋根瓦の度が低下すると，来待石釉薬のみならず従来から使用してリフォーム時に発生する古瓦を 61 軒（61 検体）から収集いた各種釉薬の溶融温度も低下させる必要があり，釉薬した．内訳は，53 軒が島根県内で排出された石州瓦（以降，メーカーによると，同時期頃から釉薬の融剤として酸化鉛石州古瓦と表記する），残りの 8 軒（8 検体）は広島県内が使用された．その後の釉薬の改良により，現在は大半ので排出された他産地で製造された瓦（以降，他産地古瓦と釉薬で酸化鉛は使用されていないが，未だ一部の製品には表記する）であった．併せて屋根が施工された時期を確認

使用されており，瓦産地として鉛フリー化は達成されていし，石州古瓦については 48 軒の，他産地古瓦についてはない．他方，愛知県産の三州瓦は，石州瓦よりも耐火度が全数の施工時期が判明している．県内で収集された石州古低い坏土を利用しているために，いぶし瓦や塩焼瓦から釉瓦の釉薬色は，茶（来待色），黒，赤の 3 種類で，広島県薬瓦に移行が始まった昭和 40 年頃から融剤として，鉛や内で収集された他産地古瓦の釉薬色は，銀黒，黒，銀，橙，ほう素を添加しガラス化したフリットを利用していたが，青緑と多様であった． また，石州古瓦は全てが桟瓦であっ数年前から瓦産地として釉薬の鉛フリー化を宣言していたが，広島県内分の 1 検体のみが雁ぶり瓦（のし瓦の上かる．

ら被せて固定する瓦）であった．

平成 21 年度島根県産業廃棄物実態調査報告書（平成 202.2

古瓦の溶出試験年度実施）の中で，県内における産業廃棄物総排出量の内，古瓦の溶出試験は，石州瓦工業組合が（財）島根県環境

古瓦が含まれるがれき類は 34.3% を占める 552 千トン / 年

保健公社に委託し，環境庁告示第 46 号（土壌の汚染に係2）で，その再生利用率は 94%，最終処分率は 6% と記され ，る環境基準）の方法に従って行なわれた．分析対象とした他の廃棄物の再生利用率と比較して高い．平成 22 年度

成分は，平成 21 年 3 月 31 日付けで島根県が示した廃第に島根県産業振興課が実施した調査によると，屋根のリ809 号（廃瓦破砕物の土木資材としての再生利用に係る取フォームにより発生した古瓦の推定量は 16 千トン / 年に扱いについて）の 3 品質，（1）有害物質の溶出量の項に記上る．石州瓦では，昭和 56 年頃から約 30 年余り釉薬に酸されているカドミウム，鉛，六価クロム，ひ素，総水銀，化鉛が使用されており，釉薬に含まれる鉛が溶出し，周辺セレン，ふっ素，ほう素とした．

環境の悪化が懸念されることから，昭和 56 年以前のもの

2.3を含む古瓦の大半が，最終処分場で埋立処理されているの＊無機材料・資源グループ

古瓦釉薬面の蛍光 X 線分析

古瓦から直径が約 40mm の円板状試験体を切り出し，波長分散型蛍光 X 線装置（㈱ Rigaku 製 ZSX PrimusII）－ 27 －島根県産業技術センター研究報告を使用して，釉薬層を構成する元素の定性分析を行うとと20もに，FP 法により半定量値を求めた．

石州古瓦

古瓦の吸水率測定およびすり減り試験

他産地古瓦

15JIS A 5208：1996 粘土がわらに従って，全ての古瓦の検体の数（枚）吸水率を測定した．
すり減り試験は吸水率が 5% 未満と 5% 以上に分別した
2 種類の石州古瓦と，比較のために平成 23 年度に製造された吸水率が 1.2% と 4.7% の石州瓦について行った．試験は JIS A 1121：2007 ロサンゼルス試験機による粗骨材のすり減り試験に従った．試験には大きさが 5 ～ 20mm の105た試験を実施し，粗粒率および粒度加積曲線図から粒度が施工時期（年）土木学会標準範囲内であることを確認した．なお，この試験を実施するに当たり必要となる，JIS A 1110：2006 粗骨図1

材の密度および試験方法に従った試験も併せて行った．

3．結3.1

S60年〜S63年

砕物は JIS A 1102：2006 骨材のふるい分け試験方法に従っ

S50〜S59年

S29年以前後，ふるいを用いて 5 ～ 20mm に調整した．調整後の瓦粉

S40〜S49年

0

古瓦粉砕物を使用し，ジョークラッシャーで瓦を粉砕した

S30〜S39年

2.4

第49号（2013）

収集された古瓦の施工年代別検体数

材としての再生利用に係る取扱いについて）に規定する分果

析対象成分の溶出基準値と，分析手法による定量下限値を古瓦の溶出試験結果示す．この表から総水銀量は溶出基準値と定量下限値が等3.1.1 古瓦の施工時期と検体数

しく，他の成分では定量下限値の方が溶出基準値の半分以

表 1 に島根県が示した廃第 809 号（廃瓦破砕物の土木資下となっている．
図 1 に収集された石州古瓦と他産地古瓦の施工年代別の表1

分析対象成分と定量下限値および溶出基準値

分析対象成分
カドミウム鉛六価クロム化合物
ヒ素及びその化合物
総水銀
セレン及びその化合物
ふっ素
ほう素及びその化合物

定量下限値 溶出基準値(mg/L)(mg/L)

検体数を示す．なお，石州古瓦のうち 5 検体については施工時期が不明だったため，これらは図 1 に含めていない．
収集された瓦は桟瓦で一般的に流通した釉薬色であったことから，施工時期と瓦の製造時期は同年，もしくは 1 年程

0.001
0.005

0.01未満
0.01未満0.01

0.05未満

0.005

0.01未満きな偏りがないことが分かる．しかしながら，昭和 60 年

0.00050.0005未満

以降の古瓦は 1 検体しかなく，今回実施された石州古瓦の0.005

0.01未満0.080.8未満

0.02

1.0未満
表2

度の違いと考えられる．図 1 から溶出試験を行った石州古瓦では，昭和 29 年以前および昭和 30 年代～ 50 年代までの間において施工年代別の検体数が各 10 検体前後で，大溶出試験結果は，昭和 60 年以前に施工された石州瓦に対してのみ意味がある．他方，他産地古瓦は年代毎の瓦の数が少ないことから，溶出試験結果は参考程度と考えられる．

石州古瓦の施工年代別の溶出試験結果（数値は定量下限値を超えた検体の枚数を示す．また（ ）は，その内溶出基準値を超えた検体の数を示す．）

分析対象成分カドミウム
鉛
六価クロム化合物
ヒ素及びその化合物
総水銀
セレン及びその化合物
ふっ素
ほう素及びその化合物

S29年以前 S30〜S39年 S40〜S49年 S50〜S59年 S60〜S63年
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
1(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
0(0)
1(0)
0(0)
3(0)
3(0)
0(0)
0(0)
2(0)
0(0)
1(0)
0(0)
－ 28 －

江木・高橋・中島：古瓦の利活用に向けた基礎性状評価－溶出試験を中心として－
3.1.2 石州古瓦の溶出試験結果

で開始されなかった，酸化鉛の添加量が少なかった，ある

表 2 に施工時期が明らかな石州古瓦 48 検体の溶出試験

いは 1200℃近傍での高温焼成により鉛が蒸発し，釉薬層において，分析対象成分が，定量下限値を超えた検体数に残留していないことが推測される．釉薬層に含まれる鉛を示す．なお，溶出基準値を超えた検体は無かったため，の溶出量については，昭和 56 年以降に製造された石州古（ ）内の数は全て 0 となっている．この表から，鉛，ふっ素，瓦からの鉛の溶出性と釉薬層に残存する鉛量の関係をさら

ほう素の 3 種類が定量下限値を超え，鉛は昭和 50 年代のに調査する必要があり，本報では結論づけられない．

1 検体だけであったが，ふっ素，ほう素に関しては数検体

3.1.3 石州古瓦の形状と釉薬への鉛添加の開始時期が超えていた．鉛の定量下限値を超えた検体の鉛溶出量は，

J 形の石州瓦の形状は屋根の施工方法の影響を受け，尻溶出基準値を超えてはいなかったが，0.009mg/L と溶出基部裏面の形状が変化してきた．野地板の上に土を葺き，そ準値に非常に近い値を示した．この石州古瓦は昭和 59 年の上に瓦を載せる工法の時代には，図 2（a）に示す通り，に施工されたものであり，釉薬メーカーによると石州瓦で瓦の尻部に出っ張りが無い．野地板に桟木を打ち付け，そは昭和 56 年頃から，釉薬の溶融温度を低下させるために融剤として酸化鉛を使用したとの事から，検出された鉛は釉薬由来と考えられる．また，素地の色が透けないように乳濁剤としてふっ化カルシウムを利用したとの事から，検出されたふっ素も釉薬由来と判断される． 昭和 30 年代に施工された瓦のほう素に関しては，検出量が最大で 0.03
㎎ /L と定量下限値に近く，かつ瓦の焼成温度が 1300℃近傍と高いことから，意図的に配合したのではなく，釉薬の原料鉱物に由来した可能性が高い．
収集された石州古瓦の中には昭和 50 年以降に施工された瓦が 10 検体あり，これらの釉薬層に鉛が含まれているかを蛍光 X 線分析により調べた．表 3 に収集された石州古瓦の施工時期，釉薬色および FP 法により算出した酸化図 2（a） 尻剣が無い瓦（土葺き工法で使用）（昭和 40 年頃以前）

鉛の含有量を示す．表中の「検出」は，Pb-Lαに帰属されるピークが他の元素のピークと重なり，Pb-Lβに帰属されるピークもノイズの 2 倍程度と非常にピーク強度が低いことから，表中に数値で記載した鉛の定量値よりも低い含有量であることを示している．この表において釉薬層に含まれる酸化鉛の含有量が多いのは，表 2 において定量下限値を超えた昭和 59 年に施工された石州古瓦だけで，酸化鉛が使用され始めた昭和 56 年頃以降の他の 2 検体の石州古瓦の含有量は少ない．この理由については，釉薬への酸化鉛の添加が同時期に全ての瓦会社（あるいは釉薬メーカー）

表3

図 2（b） 尻剣 ( 矢印部 ) を付与した瓦（昭和 40 年頃以降）

石州古瓦の施工時期，釉薬色，酸化鉛の含有量

施工時期
（年）
S50
S50
S50
S52
S54
S55
S55
S56
S59
S60

釉薬色
黒黒赤黒来待赤黒
赤来待
赤

酸化鉛の含有量(mass%)
検出
未検出0.0070
検出
検出0.0081
検出0.0055
6.72000.0049図 2（c） 安定駒（矢印部）を付与した瓦（昭和 56 年以降）
－ 29 －

島根県産業技術センター研究報告第49号（2013）の桟木に瓦を固定する工法に移行すると図 2（b）に示す通

他の検体の釉薬層での酸化鉛の含有量は 0.1 wt% 前後で，り，瓦の尻部に尻剣が付与された．その後，桟木に瓦を乗鉛の溶出量は定量下限値未満となった．溶出基準値を満たせた状態で，瓦の上を歩いても瓦が動かないよう図 2（c）

す釉薬層中の鉛含有量を推定するには，鉛溶出量と釉薬層に示す安定駒が付与された．図 2（b）の尻剣は昭和 40 年頃に残存する鉛含有量の関係をさらに調査する必要があり，から付与され始め，他方，釉薬への酸化鉛の使用は昭和本報では結論づけられない．

56 年前後以降であることから，尻剣が付与されていない

3.2吸水率測定結果

図 2（a）の形状の尻部を持つ古瓦は，釉薬に酸化鉛が使用

図 3 に施工年代別の石州古瓦の平均吸水率を示す．このされていない時代の製品と判断出来る．また安定駒が出始図から昭和 40 年代以降に施工された瓦の吸水率が全体的めた時期は昭和 56 年以降であり，釉薬に酸化鉛が使用さに低くなり，石州瓦性能読本に記載されている平成 17 年れ始めた時期と良く一致している．そこで全ての石州古瓦

3）度の業界平均値の 4.88% よりもやや低い値を示すことがについて，尻剣と安定駒の有無を確認した．その結果，尻分る．他方，8 枚の他産地古瓦の中で最も低い吸水率は 6.4%

剣は昭和 40 年以降施工の瓦に全て付与されていた．他方，で，8 枚の平均吸水率は 7.4% であった．

安定駒は昭和 50 年代～ 60 年代施工の全ての瓦に付与され3.3

すり減り試験結果ていなかった．石州瓦工業組合によると，安定駒の本格的

図 4，5 にそれぞれ全形の吸水率が 5% 未満と 5% 以上な普及は昭和 61 年以降に進んだとの事で，そのため今回に区分した 2 種類の石州古瓦と平成 23 年度に製造されたの検体には含まれなかったと考えられる．

吸水率が 1.2% と 4.6% の現行石州瓦について，ジョークラッ以上のことから，釉薬に酸化鉛が添加された石州古瓦をシャーで粉砕し 5 ～ 20mm に粒度をそろえた粉砕物の絶外観から判断する方法として尻剣の有無が挙げられ，尻剣乾密度と吸水率を示す．これらの図から全形吸水率が異なが無ければ酸化鉛の添加無しと断定できるが，安定駒は本る古瓦について比較すると，吸水率が 5% 未満の瓦の方が格的な普及が昭和 61 年以降のため，釉薬への鉛添加の有絶乾密度が大きく，また粉砕後の吸水率は，全形での吸水無の判断基準にはならない．

率が 5% 以上の石州古瓦であるにもかかわらず，粉砕後の3.1.4 他産地古瓦の溶出試験結果吸水率が 7.2% と比較的低い値を示すことが分かった．他

表 4 に他産地古瓦 8 検体の溶出試験において，分析対象方，全形吸水率が異なる 2 種類の現行石州瓦では，吸水率成分がそれぞれ定量下限値と溶出基準値を超えた検体数を示す．これらの表から，カドミウム，鉛，ふっ素，ほう素

表 4 他産地古瓦の施工年代別の溶出試験結果（数値は定量下限値を超えた検体の枚数を示す．また（ ）は，その内溶出基準値を超えた検体の数を示す．）

及びその化合物の 4 成分で溶出が確認され，ほう素は 8 検体全てで溶出が確認され，その内の 1 検体が溶出基準値を超えた．ふっ素に関しては，6 検体から溶出が確認された．

分析対象成分 S40〜S49年 S50〜S59年 S60〜S63年
0(0)
1(0)
1(0)
カドミウム0(0)
1(1)
0(0)
鉛
六価クロム
0(0)
0(0)
0(0)
化合物
ヒ素及び
0(0)
0(0)
0(0)
その化合物
0(0)
0(0)
0(0)
総水銀
セレン及び0(0)
0(0)
0(0)
その化合物
1(0)
3(0)
2(0)
ふっ素
ほう素及び
2(0)
4(0)
2(1)
その化合物

また，これら 2 成分の溶出は施工の年代と相関が無く，継続的に釉薬に配合されていたと考えられる．定量下限値を超えるカドミウムは 2 検体で確認されたが，その溶出量は0.002mg/L と少ない値であった．鉛は 1 検体で確認され，表 4 に示した通り溶出基準値を上回った．他産地古瓦は石州古瓦と比較して焼成温度が低いため，融剤として酸化鉛，あるいはほう素を使用していたことから，その使用量が多い検体が，溶出基準値を超えたと考えられる．
表 5 に他産地古瓦の全 8 検体のうち形状制約のない 6 検体について蛍光 X 線分析を行い，FP 法により算出した酸化カドミウムと酸化鉛の分析結果を示す．なお，溶出試験においてカドミウムが定量下限値を超えた 2 検体は，ともに分析結果に含まれている．この表から，全ての他産地古

表5瓦の釉薬層からは酸化カドミウムが検出されなかったことが確認された．このことから，カドミウムの溶出量が定量下限値を超えた要因として，釉薬層ではなく瓦素地からの酸化カドミウムの溶出が推測される．また表 4 において鉛の溶出量が溶出基準値を超えた瓦は，釉薬層に含まれる酸化鉛の含有量が 7.8 wt% と非常に多いことから，釉薬層から多量の鉛が溶出し，基準値を超えたと考えられる．その－ 30 －他産地古瓦の施工時期，釉薬色，酸化カドミウムと酸化鉛の含有量

施工時期
（年）

釉薬色

酸化カドミウムの含有量(mass%)

酸化鉛の含有量(mass%)

S40
S50
S54S58S62S63

黒銀銀銀黒銀
橙

未検出
未検出
未検出
未検出
未検出
未検出

0.15500.00960.01027.84000.10000.0704

江木・高橋・中島：古瓦の利活用に向けた基礎性状評価－溶出試験を中心として－が 1.2% の瓦は高い絶乾密度と低い粉砕後吸水率を示したと考えられる．

が，吸水率が 4.6% の瓦は粉砕後の吸水率の増加が大きく，3.4まとめ全形での吸水率が 5% 以上の石州古瓦と同程度となった．

島根県と広島県において屋根のリフォームで発生した石

このことから現行の石州瓦は古瓦に比較して，破砕加工に州および他産地の古瓦について，溶出試験を行うとともに，よる粉砕後の吸水率の増加が大きい可能性がある．

蛍光 X 線分析により釉薬層に含まれる有害物質の含有量を測定し，溶出量との関係を評価した．また，古瓦の活用石州瓦は，島根県が定めた廃瓦を再生クラッシャーラン（下の可能性を検討するために，JIS 規格に従った吸水試験，層路盤材）で再生利用する場合の品質管理基準の 1 項目ですり減り試験を実施した．以下に得られた結果を示す．

ある，すり減り率 50% 以下を，古瓦か現行瓦かによらず

1）石州古瓦の溶出試験において全ての分析対象成分は，4 種類全てが満たすことが分かる．古瓦と現行瓦のすり減

島根県が示した廃第 809 号（廃瓦破砕物の土木資材としてり率を比較すると，2 種類の現行瓦の方が少なく，古瓦のの再生利用に係る取扱いについて）の 3 品質，（1）有害物方が多い．この差異は，25 年以上の屋外環境暴露による質の溶出量に規定する項目を全て満足した．ただし，釉薬古瓦の素地自体の劣化が少なからず影響していると推測さに酸化鉛が使用され始めた昭和 56 年頃以降の石州瓦では，れる．このことから古瓦を利用する場合は，利用有姿によ

鉛の溶出量が溶出基準値内ではあるが定量下限値より高いる吸水率の測定やすり減り試験を行い，品質の確認が必要値を示すものがあった．

8.08.06.06.0

吸水率（%）（%）
吸水率

図 6 に 4 種類の石州瓦のすり減り率を示す．この図から

4.0

4.02.02.00.0

図3

S60年以降S50〜S59年

S40〜S49年

S30〜S39年

S29年以前0.0

石州古瓦の施工年代別の平均吸水率

図5402.5

すり減り率（%）

2.0
絶乾密度（g/cm3）

吸水率が異なる石州古瓦と現行瓦の粉砕後の吸水率

1.5
1.0

3020100.500.0

図4

吸水率が異なる石州古瓦と現行瓦の絶乾密度

図6－ 31 －

吸水率が異なる石州古瓦と現行瓦のすり減り率

島根県産業技術センター研究報告
2）釉薬に酸化鉛が使用される以前の石州古瓦では，ふっ第49号（2013）

謝素とほう素及びその化合物以外の分析対象成分（6 成分）

辞

本報告は，平成 23 年度資源循環型技術基礎研究実施事の溶出量は，定量下限値未満であった．
3）瓦の尻部の尻剣は，昭和 40 年以降の石州古瓦に全て付業による研究成果の一部を取りまとめたものである．なお，

与されていた．釉薬への酸化鉛の使用は昭和 56 年頃以降

本報告の溶出試験結果は，石州瓦工業組合から提供されまであることから，尻剣が付いていない石州古瓦は，溶出基した．また釉薬に関する情報は，釉薬製造メーカーから提準値を超える鉛の溶出は考え難い．

供されました．ここに記して謝意を表します．

4）吸水率が高い石州古瓦は，吸水率が低い石州古瓦より文もすり減り率が大きい．利活用の用途に応じて，吸水率やすり減り率などの品質を確認する必要がある．
5）他産地古瓦の溶出試験において，鉛とほう素及びその化合物の 2 成分が島根県が示した廃第 809 号（廃瓦破砕物の土木資材としての再生利用に係る取扱いについて）の 3
品質，（1）有害物質の溶出量に規定する項目の溶出基準値

献1） 塩村隆信 , 大西亜城 , 永島晴夫 , 長野和秀 , 若槻和郎 . 石州瓦坏土の基本特性 . 島根県立工業技術センター研究報告 . 1981,
18, p.64-68.
2） 島根県環境生活部廃棄物対策課 . 平成 21 年度島根県産業廃棄物実態調査報告書 . 2010, p.15-19.
3） 石州瓦工業組合 . 石州瓦性能読本 . 2009, p.12.

を満足しなかった．

－ 32 －