JP4627935B2 - 調湿材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物解体現場等から発生する炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート（以下、ＡＬＣという）廃材を再利用した調湿材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＡＬＣは、珪酸質原料として天然の珪石や珪砂と、石灰質原料としての天然原料から直接製造される石灰石やセメントを主原料とし、副原料として石膏の他、オートクレーブ前のＡＬＣ切断屑などの繰り返し原料を添加し、その配合物に水を加えて混合スラリーとし、これらのスラリーを発泡硬化させた後、水蒸気養生することによって得られる。得られたＡＬＣは、所定寸法に切削加工することによって、パネルなどの建築材料などとなる。建築材料としてのＡＬＣパネルは、鉄筋造やＲＣ造などの外壁、屋根、床などの材料として広く用いられる。
【０００３】
ところで、ＡＬＣ製造工場やＡＬＣの建築施工現場、建築物解体現場等からは、ＡＬＣ廃材が多量に発生する。製造工程から発生するＡＬＣ廃材に関しては、上記のように繰り返し原料として再利用しており、バージン原料に対する割合が大きくなると強度低下の原因となるため、添加量が制限されるという問題はあるものの、工程内でのリサイクル化が進んでいる。しかしながら、ＡＬＣ建設施工現場や建築物解体現場からのＡＬＣ廃材に関しては産業廃棄物として処理するだけで、リサイクル化が進んでいない状況である。ＡＬＣ廃材を産業廃棄物として処理するには、多額の費用が必要になるため製品のコストが上昇する。そのためＡＬＣ建設施工現場や建築物解体現場からのＡＬＣ廃材の有効利用が望まれている。
【０００４】
一方、従来からＡＬＣを利用した二次製品が各種知られており、その中でＡＬＣを利用した調湿材としては、以下に記載するものが知られている。ＡＬＣ製造工程で発生する不良品や建築中に発生する端材などを粉砕したＡＬＣの粉末そのものを調湿材とするもの（特開平６−９９０６３号公報等参照）、前記ＡＬＣ粉末を炭酸ガスで炭酸化させることにより生成されるものを調湿材とするもの、さらに前記ＡＬＣ粉末に水等を添加、造粒して、その造粒物を炭酸ガスで炭酸化させた後、乾燥させてなる調湿材（特開平１０−３３９７９号公報等参照）などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＡＬＣ粉末そのものを調湿材としたものについては、炭酸化したものと比べ比表面積が小さいため吸放湿量が少なく、また使用中に炭酸化が進行するとトバモライト結晶が反応して水が放出され、調湿材としての機能が低下するという難点がある。
また、ＡＬＣ粉末を炭酸化した調湿材についても、炭酸化によって比表面積は増大するが、粉末であることにより調湿能力が低く、十分な調湿機能が得られない上、ハンドリング時や床等に散布する場合に風で粉末が飛散したりして取り扱い上も不利な面が多かった。
さらに、ＡＬＣ粉末を造粒後に炭酸化、乾燥させた調湿材の場合は、炭酸化により調湿機能は優れているが、炭酸化に多くの手間と時間を要し、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、低コストで優れた調湿機能を有する調湿材を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る調湿材は、ビルや家屋の建て替え、リフォーム、補修の対象となる建物から発生するＡＬＣ廃材を有効利用するものであり、その要旨は、炭酸化飽和したＡＬＣ廃材からなることを特徴とし、また、炭酸化飽和したＡＬＣ廃材を磁選機などで鉄筋を取り除いた後、それを破砕して得られた粒径３〜３０ｍｍの破砕物からなることを特徴とし、さらに、炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート廃材を磁選機などで鉄筋を取り除いた後、それを３ｍｍ以下の大きさに粉砕し、該粉砕物を粒径３〜３０ｍｍに造粒し、乾燥させて得られたものからなることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、ＡＬＣの炭酸化とは、ＡＬＣの主要鉱物であるトバモライトが、炭酸ガスと水分が存在する環境下で、シリカゲルと炭酸カルシウムに分解する反応であり、仕上げ等の施工が適切に施された場合にも、徐々に進行することが知られている。また、炭酸化することによりＡＬＣは収縮し（炭酸化収縮）、さらに炭酸化したＡＬＣは乾燥収縮率が大きくなり、乾燥収縮と湿潤膨張の繰り返しによるひび割れの発生やパネル強度の低下につながることが知られている。それと同時に、ＡＬＣは炭酸化することによって比表面積が増大し、吸放湿量の優れたものとなることも知られている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において使用するＡＬＣは、炭酸化したＡＬＣ廃材であって、炭酸化度が６０％以上のものが好ましい。ＡＬＣの炭酸化の進行と劣化の関係は図１に示すごとく、炭酸化度は経過年数に比例し、５０％までは比例関係で増加し、６０％で飽和することか知られている（特開２０００−２８３８９５号公報等参照）。つまり、炭酸化度が６０％に達すると、耐用年数を超過したと考えられる。このことから、６０％を下回る炭酸化度のＡＬＣ廃材の場合、炭酸化が未飽和のため、さらに炭酸化が進行すると、トバモライト結晶が反応して水が放出され、調湿材としての機能は低いものとなる。したがって、本発明の調湿材としては、炭酸化度が６０％以上のものが好適である。
【００１０】
また、回収したＡＬＣ廃材に含まれる鉄筋は磁選機などで取り除いた後、このＡＬＣ廃材を破砕し、その破砕物の粒径を３〜３０ｍｍとしたのは、３ｍｍ未満ではハンドリング時や床等に散布する場合に風で粉末が飛散し、他方、３０ｍｍを超えると塊状物となり調湿材として適さないためである。したがって、調湿材として用いる場合の粒径としては、取り扱い上にも散布する上でも３〜３０ｍｍが好ましい。
【００１１】
さらに、磁選機などで鉄筋を取り除いたＡＬＣ廃材を３ｍｍ以下の大きさに粉砕した後、該粉砕物を粒径３〜３０ｍｍに造粒したものからなる調湿材の場合の造粒手法としては、半乾式低水分のペレッティングプレス造粒、またはローループレス造粒などの方法が適しており、使用するＡＬＣ粉末の粒径は３ｍｍ以下のものが使用できる。ＡＬＣ粉末の含水率は水添加により１０〜５０％に調整するのが好ましい。また場合によっては澱粉質や糖蜜などのバインダーを添加してもかまわない。
【００１２】
造粒して得られる調湿材、あるいは破砕して得られる調湿材は、所定の粒径であれば、形状が歪んであっても構わない。
【００１３】
このようにＡＬＣ廃材、ＡＬＣ廃材を破砕あるいは造粒したものを調湿材に用いることで、建築廃材の有効利用がはかられ、環境上も好ましいという優れた効果が得られるのみならず、利用するＡＬＣ廃材は、前記したごとく良好な調湿性能をすでに有しているので、あらためて炭酸化処理を施す必要がなく、そのまま利用できる利点もある。
【００１４】
【実施例】
表１に示す炭酸化度、形状およびかさ比重のＡＬＣ廃材の調湿性能を調べた。
調湿性能は、恒温恒湿槽の中に試料を静置して重量変化を調べることによって評価した。その時の試験条件は、温度２０℃一定、４０％ＲＨ状態から１時間で８０％ＲＨまで増湿し、８０％ＲＨにて１１時間保持した後、１時間で４０％ＲＨに湿度を落とし、４０％ＲＨに１１時間保持し、これを２回繰り返した。その結果は水分の増加減少量を質量％にて図２に示す。
図２の結果より明らかなごとく、本発明例１の調湿材は、良好な値を示したのに対し、炭酸化度が６０％未満の調湿材（比較例１．２．３）の場合は、調湿性能が劣っている。なお、比較例４は、質量当たりで換算すると、本発明例１の９割程度の吸放出特性を示したが、カサ比重が大きく低いため、散布した場合を考えると体積当たりでは、極めて調湿効率が悪いといえる。なお、ここでは本発明例１のみの結果を示したが、残りの本発明例２．３についても同様の結果が得られることはいうまでもない。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の調湿材は、すでに炭酸化飽和したＡＬＣ廃材を原料とするため、建築廃材の有効利用がはかられ、環境上も好ましいという優れた効果が得られるのみならず、利用するＡＬＣ廃材は、良好な調湿性能をすでに有しているので、あらためて炭酸化処理を施す必要がなく、そのまま利用できる利点があり、従来の調湿材に比べ製造コストも安価につく。また、ＡＬＣと調湿性能が大きく異なる天然素材を組み合わせることにより、吸放出特性を制御・向上させたＡＬＣ基の複合調湿材を提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＬＣの炭酸化の進行と劣化の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例における調湿材の調湿性能を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物解体現場等から発生する炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート（以下、ＡＬＣという）廃材を再利用した調湿材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＡＬＣは、珪酸質原料として天然の珪石や珪砂と、石灰質原料としての天然原料から直接製造される石灰石やセメントを主原料とし、副原料として石膏の他、オートクレーブ前のＡＬＣ切断屑などの繰り返し原料を添加し、その配合物に水を加えて混合スラリーとし、これらのスラリーを発泡硬化させた後、水蒸気養生することによって得られる。得られたＡＬＣは、所定寸法に切削加工することによって、パネルなどの建築材料などとなる。建築材料としてのＡＬＣパネルは、鉄筋造やＲＣ造などの外壁、屋根、床などの材料として広く用いられる。
【０００３】
ところで、ＡＬＣ製造工場やＡＬＣの建築施工現場、建築物解体現場等からは、ＡＬＣ廃材が多量に発生する。製造工程から発生するＡＬＣ廃材に関しては、上記のように繰り返し原料として再利用しており、バージン原料に対する割合が大きくなると強度低下の原因となるため、添加量が制限されるという問題はあるものの、工程内でのリサイクル化が進んでいる。しかしながら、ＡＬＣ建設施工現場や建築物解体現場からのＡＬＣ廃材に関しては産業廃棄物として処理するだけで、リサイクル化が進んでいない状況である。ＡＬＣ廃材を産業廃棄物として処理するには、多額の費用が必要になるため製品のコストが上昇する。そのためＡＬＣ建設施工現場や建築物解体現場からのＡＬＣ廃材の有効利用が望まれている。
【０００４】
一方、従来からＡＬＣを利用した二次製品が各種知られており、その中でＡＬＣを利用した調湿材としては、以下に記載するものが知られている。ＡＬＣ製造工程で発生する不良品や建築中に発生する端材などを粉砕したＡＬＣの粉末そのものを調湿材とするもの（特開平６−９９０６３号公報等参照）、前記ＡＬＣ粉末を炭酸ガスで炭酸化させることにより生成されるものを調湿材とするもの、さらに前記ＡＬＣ粉末に水等を添加、造粒して、その造粒物を炭酸ガスで炭酸化させた後、乾燥させてなる調湿材（特開平１０−３３９７９号公報等参照）などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＡＬＣ粉末そのものを調湿材としたものについては、炭酸化したものと比べ比表面積が小さいため吸放湿量が少なく、また使用中に炭酸化が進行するとトバモライト結晶が反応して水が放出され、調湿材としての機能が低下するという難点がある。
また、ＡＬＣ粉末を炭酸化した調湿材についても、炭酸化によって比表面積は増大するが、粉末であることにより調湿能力が低く、十分な調湿機能が得られない上、ハンドリング時や床等に散布する場合に風で粉末が飛散したりして取り扱い上も不利な面が多かった。
さらに、ＡＬＣ粉末を造粒後に炭酸化、乾燥させた調湿材の場合は、炭酸化により調湿機能は優れているが、炭酸化に多くの手間と時間を要し、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、低コストで優れた調湿機能を有する調湿材を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る調湿材は、ビルや家屋の建て替え、リフォーム、補修の対象となる建物から発生するＡＬＣ廃材を有効利用するものであり、その要旨は、炭酸化飽和したＡＬＣ廃材からなることを特徴とし、また、炭酸化飽和したＡＬＣ廃材を磁選機などで鉄筋を取り除いた後、それを破砕して得られた粒径３〜３０ｍｍの破砕物からなることを特徴とし、さらに、炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート廃材を磁選機などで鉄筋を取り除いた後、それを３ｍｍ以下の大きさに粉砕し、該粉砕物を粒径３〜３０ｍｍに造粒し、乾燥させて得られたものからなることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、ＡＬＣの炭酸化とは、ＡＬＣの主要鉱物であるトバモライトが、炭酸ガスと水分が存在する環境下で、シリカゲルと炭酸カルシウムに分解する反応であり、仕上げ等の施工が適切に施された場合にも、徐々に進行することが知られている。また、炭酸化することによりＡＬＣは収縮し（炭酸化収縮）、さらに炭酸化したＡＬＣは乾燥収縮率が大きくなり、乾燥収縮と湿潤膨張の繰り返しによるひび割れの発生やパネル強度の低下につながることが知られている。それと同時に、ＡＬＣは炭酸化することによって比表面積が増大し、吸放湿量の優れたものとなることも知られている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において使用するＡＬＣは、炭酸化したＡＬＣ廃材であって、炭酸化度が６０％以上のものが好ましい。ＡＬＣの炭酸化の進行と劣化の関係は図１に示すごとく、炭酸化度は経過年数に比例し、５０％までは比例関係で増加し、６０％で飽和することか知られている（特開２０００−２８３８９５号公報等参照）。つまり、炭酸化度が６０％に達すると、耐用年数を超過したと考えられる。このことから、６０％を下回る炭酸化度のＡＬＣ廃材の場合、炭酸化が未飽和のため、さらに炭酸化が進行すると、トバモライト結晶が反応して水が放出され、調湿材としての機能は低いものとなる。したがって、本発明の調湿材としては、炭酸化度が６０％以上のものが好適である。
【００１０】
また、回収したＡＬＣ廃材に含まれる鉄筋は磁選機などで取り除いた後、このＡＬＣ廃材を破砕し、その破砕物の粒径を３〜３０ｍｍとしたのは、３ｍｍ未満ではハンドリング時や床等に散布する場合に風で粉末が飛散し、他方、３０ｍｍを超えると塊状物となり調湿材として適さないためである。したがって、調湿材として用いる場合の粒径としては、取り扱い上にも散布する上でも３〜３０ｍｍが好ましい。
【００１１】
さらに、磁選機などで鉄筋を取り除いたＡＬＣ廃材を３ｍｍ以下の大きさに粉砕した後、該粉砕物を粒径３〜３０ｍｍに造粒したものからなる調湿材の場合の造粒手法としては、半乾式低水分のペレッティングプレス造粒、またはローループレス造粒などの方法が適しており、使用するＡＬＣ粉末の粒径は３ｍｍ以下のものが使用できる。ＡＬＣ粉末の含水率は水添加により１０〜５０％に調整するのが好ましい。また場合によっては澱粉質や糖蜜などのバインダーを添加してもかまわない。
【００１２】
造粒して得られる調湿材、あるいは破砕して得られる調湿材は、所定の粒径であれば、形状が歪んであっても構わない。
【００１３】
このようにＡＬＣ廃材、ＡＬＣ廃材を破砕あるいは造粒したものを調湿材に用いることで、建築廃材の有効利用がはかられ、環境上も好ましいという優れた効果が得られるのみならず、利用するＡＬＣ廃材は、前記したごとく良好な調湿性能をすでに有しているので、あらためて炭酸化処理を施す必要がなく、そのまま利用できる利点もある。
【００１４】
【実施例】
表１に示す炭酸化度、形状およびかさ比重のＡＬＣ廃材の調湿性能を調べた。
調湿性能は、恒温恒湿槽の中に試料を静置して重量変化を調べることによって評価した。その時の試験条件は、温度２０℃一定、４０％ＲＨ状態から１時間で８０％ＲＨまで増湿し、８０％ＲＨにて１１時間保持した後、１時間で４０％ＲＨに湿度を落とし、４０％ＲＨに１１時間保持し、これを２回繰り返した。その結果は水分の増加減少量を質量％にて図２に示す。
図２の結果より明らかなごとく、本発明例１の調湿材は、良好な値を示したのに対し、炭酸化度が６０％未満の調湿材（比較例１．２．３）の場合は、調湿性能が劣っている。なお、比較例４は、質量当たりで換算すると、本発明例１の９割程度の吸放出特性を示したが、カサ比重が大きく低いため、散布した場合を考えると体積当たりでは、極めて調湿効率が悪いといえる。なお、ここでは本発明例１のみの結果を示したが、残りの本発明例２．３についても同様の結果が得られることはいうまでもない。
【００１５】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の調湿材は、すでに炭酸化飽和したＡＬＣ廃材を原料とするため、建築廃材の有効利用がはかられ、環境上も好ましいという優れた効果が得られるのみならず、利用するＡＬＣ廃材は、良好な調湿性能をすでに有しているので、あらためて炭酸化処理を施す必要がなく、そのまま利用できる利点があり、従来の調湿材に比べ製造コストも安価につく。また、ＡＬＣと調湿性能が大きく異なる天然素材を組み合わせることにより、吸放出特性を制御・向上させたＡＬＣ基の複合調湿材を提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＬＣの炭酸化の進行と劣化の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例における調湿材の調湿性能を示す図である。
Claims (2)
- 鉄筋を取り除いた、既に炭酸化度６０％以上で炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート廃材を破砕して得られた粒径３〜３０ｍｍの破砕物からなることを特徴とする調湿材。
- 鉄筋を取り除いた、既に炭酸化度６０％以上で炭酸化飽和した軽量気泡コンクリート廃材を３ｍｍ以下の大きさに粉砕し、該粉砕物を粒径３〜３０ｍｍに造粒し、乾燥させて得られたものからなることを特徴とする調湿材。
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