JP6985663B2 - How to recycle ceramic siding waste - Google Patents
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Description
本発明は、ポルトランドセメント含有の窯業系サイディング廃材の再生方法に関する。 The present invention relates to a method for regenerating ceramic siding scrap Portland cement containing.
(窯業系サイディングについて)
窯業系サイディングはポルトランドセメントに繊維質原料、混和剤および水を添加し、任意の形状に成形したもので、主に住宅外壁材に利用されている。このうち、ポルトランドセメントには主にケイ酸三カルシウム(エーライト、3CaO・SiO2)、ケイ酸二カルシウム(ビーライト、2CaO・SiO2)からなり、水と反応してケイ酸カルシウム水和物(以下、CSH)を形成することにより硬化する。
(About ceramic siding)
Ceramic siding is made by adding fiber raw materials, admixtures and water to Portland cement and molding it into an arbitrary shape, and it is mainly used for exterior wall materials of houses. Among primarily tricalcium silicate is Portland cement (alite, 3CaO · SiO 2), dicalcium silicate (belite, 2CaO · SiO 2) consists, react with calcium hydrate silicate with water It is cured by forming (hereinafter, CSH).
上述のようにして製造された窯業系サイディングは、耐震性や遮音性、防火性などに優れ、また、原綿や木片、樹脂等の有機化合物を混合することにより、その機械的強度や吸湿性の向上といった機能性向上やデザイン性の付与が可能である。このため、窯業系サイディングは近年様々な機能やデザインのものが上市されている。 Ceramic siding which is produced as described above, earthquake resistance and sound insulation, good like fire resistance, also, raw cotton and wood, by mixing the organic compound such as a resin, the mechanical strength and hygroscopicity It is possible to improve functionality such as improvement and add design. For this reason, ceramic siding has been put on the market in recent years with various functions and designs.
一方、埋設地の確保難や、資源の有効活用の観点から、建築物への施工、工場におけるプレカットで発生する窯業系サイディングの端材や粉末、また建築物の取り壊し等で発生する窯業系サイディング廃材について、再利用技術の確立が急務となっている。 On the other hand, ensure flame or embedding setting areas, from the viewpoint of effective utilization of resources, construction of the building, ceramic-based generated in demolition or the like of the end material and powder, also building ceramic siding generated in pre-cut in a factory There is an urgent need to establish reuse technology for siding waste materials.
しかし、窯業系サイディングには酸化カルシウムや水酸化カルシウムが含有され、水と接触する場合には高アルカリを呈し、放置すると水質汚染の一因となる。このため、一般的には表面には水がしみこまないように塗装処理して出荷されている。また、窯業系サイディングには機能性向上やデザイン性付与を目的に混合された有機化合物は分離が困難なことなどから、現状では、再利用が困難であり、そのほとんどが産業廃棄物として処分されているのが現状である。 However, ceramic siding contains calcium oxide and calcium hydroxide, and when it comes into contact with water, it exhibits high alkalinity, and if left untreated, it contributes to water pollution . For this reason, it is generally shipped after being painted so that water does not soak into the surface. In addition, organic compounds mixed for the purpose of improving functionality and imparting design are difficult to separate in ceramic siding, so it is currently difficult to reuse them, and most of them are disposed of as industrial waste. The current situation is that.
このような背景から、例えば、特許文献1に示されているように、コンクリートの廃材を破砕して微粉末化した後、500〜750℃で加熱することで、水和自硬性能を再生し、セメント組成物として再利用する技術が提案されている。
Against this background, for example, as shown in
しかしながら、窯業系サイディングには様々な有機化合物が混合されている。このため、熱処理により有機化合物が不完全燃焼した場合、有機化合物が十分に除去できないだけでなく、タール分や揮発性有機化合物を生成してしまう。また、有機化合物の不完全燃焼によりタール分が生成した場合、窯業系サイディングは茶色く変色してしまう。このような窯業系サイディングに付着したタール分は、分離が困難である。一方で、揮発性有機化合物が発生した場合、これを除去するための排気設備が必要となり、関連する設備のコストが嵩むことになる。 However, various organic compounds are mixed in the ceramic siding. Therefore, when the organic compound is incomplete combustion by heat treatment, the organic compound not only can not be sufficiently removed, resulting in generating tar or volatile organic compounds. Also, if the tar was produced by incomplete combustion of organic compounds, ceramic siding is discolored brown. Tar adhering to such ceramic siding, the separation is difficult. On the other hand, if the volatile organic compound occurs, it requires exhaust system for removing them, so that the costs increase associated equipment.
ここで、特許文献1に記載の熱処理工程に倣い、窯業系サイディングを破砕して微粉末化した後、急激に500〜750℃に温度上昇させると、CSHが著しく分解し、水和自硬性が再生されないという課題が浮上する。
Here, copying the heat treatment step described in
そこで、本発明は、上述のような問題点を解決しようとするため、タール分や揮発性有機化合物を発生させないように有機化合物を除去し、水和自硬性を再生させることが可能な窯業系サイディング廃材の再生方法を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention is to try to solve the problems as described above, tar or volatile organic compounds was removed and the organic compound so as not to generate, ceramic system capable of reproducing the hydrated self-hardening The purpose is to provide a method for recycling waste siding material.
上記目的を達成するための手段1として、
有機炭素の重量割合が1wt%以上40wt%以下の範囲の有機化合物を含有する窯業系サイディングの廃材を、JIS Z 8801に規定される目開き53mm、線形5mmのふるいを通過し、目開き4mm、線形1.4mmのふるいを通過しないサイズにする。
その後、空気、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループから選択される一種以上の支燃性ガスを、ガスの種類に応じて下記に示す範囲の流量で制御しながら供給燃焼させ、200℃以上350℃以下で熱処理する。
つづいて、空気、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループから選択される一種以上の支燃性ガスを、ガスの種類に応じて下記に示す範囲の流量で制御しながら供給燃焼させ、500℃以上600℃以下で熱処理することにより得られるポルトランドセメント含有の窯業系サイディング廃材の再生方法、を提供する。
なお、上述の支燃性ガスの送り量は、支燃性ガスが空気の場合、送り量が100aW/T〜900aW/Tの範囲にすることが好ましい。また、上述の支燃性ガスが酸素、オゾンまたは二酸化窒素の場合、送り量が20aW/T〜180aW/Tの範囲にすることが好ましい。さらに、上述の支燃性ガスが亜酸化窒素または一酸化窒素の場合、送り量が40aW/T〜360aW/Tの範囲にすることが好ましい。
ただし、上述の送り量の単位記号において、Wは、窯業系サイディングの重量(kg)を表し、aは、窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%) )を表し、Tは、熱処理時間(分)を表す。
As a
A waste material of ceramic siding containing an organic compound having a weight ratio of organic carbon in the range of 1 wt% or more and 40 wt% or less is passed through a sieve having a mesh size of 53 mm and a linear size of 5 mm specified in JIS Z8801, and has a mesh size of 4 mm. Make the size so that it does not pass through a linear 1.4 mm sieve.
After that, one or more combustion-supporting gases selected from the group of air, oxygen, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide are supplied while controlling the flow rate in the range shown below according to the type of gas. It is burned and heat-treated at 200 ° C or higher and 350 ° C or lower .
Subsequently, one or more combustible gases selected from the group of air, oxygen, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide are controlled at a flow rate in the range shown below according to the type of gas. Provided is a method for regenerating a ceramic siding waste material containing Portland cement, which is obtained by supplying and burning and heat-treating at 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
When the fuel-supporting gas is air, the feed amount of the above-mentioned fuel-supporting gas is preferably in the range of 100aW / T to 900aW / T. When the above-mentioned combustion-supporting gas is oxygen, ozone or nitrogen dioxide, the feed amount is preferably in the range of 20aW / T to 180aW / T. Further, when the above-mentioned combustion-supporting gas is nitrous oxide or nitric oxide, the feed amount is preferably in the range of 40aW / T to 360aW / T.
However, in the above-mentioned unit symbol of the feed amount, W represents the weight (kg) of the ceramic siding, a represents the weight ratio (wt%) of the organic carbon contained in the ceramic siding), and T represents. , Represents the heat treatment time (minutes).
このような窯業系サイディング廃材の再生方法では、支燃性ガスの送り量を種類に相応しい範囲で送りながらまず200℃以上350℃以下で熱処理することにより、CSHを脱水させることが可能になる。その上で、支燃性ガスの送り量を種類に相応しい範囲で送りながら500℃以上600℃以下で熱処理することにより有機化合物を熱分解除去が可能になる。同時に、水酸化カルシウムを脱水させることも可能になる。結果的に有機化合物を除去し、タール分や揮発性有機化合物を発生させず、また、水和自硬性も失うことなく再生させることが可能となるのである。 In such a method for regenerating ceramic siding waste material, CSH can be dehydrated by first heat-treating at 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower while feeding the amount of flammable gas in a range suitable for the type. Then, the organic compound can be thermally decomposed and removed by heat-treating at 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower while feeding the fuel-supporting gas in a range suitable for the type. At the same time, it becomes possible to dehydrate calcium hydroxide. As a result, it is possible to remove organic compounds, generate no tar content or volatile organic compounds, and regenerate without losing hydration self-hardness.
本発明の手段1の再生方法によれば、窯業系サイディングに含有される有機化合物を効率よく除去できるだけでなく、タール分や揮発性有機化合物が発生させないため、より高品質なポルトランドセメント含有の窯業系サイディングの廃材を再生させることができる。また、建築系廃棄物の低減も期待できる。
According to the regeneration method of
(課題を解決するためのその他の手段)
前記の上位概念の手段1における支燃性ガスには、例えば、空気、酸素、オゾンといった比較的手に入りやすいグループのガスを用いることができる。さらには、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループのガスを用いることができる。上述したような種々のガスを二種以上の成分を含有させた手段2のポルトランドセメント含有の窯業系サイディング廃材の再生方法、を提供する。
(Other means to solve the problem)
As the combustible gas in the
前記の上位概念の手段1における支燃性ガスが、例えば、支燃性ガスが空気、酸素、オゾンのグループから選択される一種類以上を使用した比較的に入手しやすく、取り扱い性もよく、低コスト化が可能な手段3のポルトランドセメント含有の窯業系サイディング廃材の再生方法を提供する。The combustible gas in
前記の上位概念の手段1における支燃性ガスが、例えば、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループから選択される一種類以上を含有し、空気よりも効率よく有機化合物を熱分解除去可能な手段4のポルトランドセメント含有の窯業系サイディング廃材の再生方法を提供する。
The combustible gas in the above-mentioned superordinate concept means 1 contains, for example, one or more selected from the group of nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide , and thermally decomposes and removes organic compounds more efficiently than air. A method for regenerating a ceramic siding waste material containing Portland cement according to a
本発明における好適な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明における特許請求の範囲に記載された内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。 A preferred embodiment of the present invention will be described. The embodiments described below do not limit the contents described in the claims of the present invention. Moreover, not all of the configurations described below are essential requirements of the present invention.
( 窯業系サイディングに含有する有機化合物の種類)
窯業系サイディングに含有する有機化合物はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、フェノール系樹脂、アクリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルメタクリレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドンといった合成高分子材料よりなる群から少なくとも1種類以上、絹、羊毛、羽毛よりなるタンパク質の群から少なくとも1種類以上、もしくは木材、木綿、麻、リヨセル、テンセル、パルプ、レーヨン、キュプラ、アセテート、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースよりなるセルロース系高分子材料の群から少なくとも1種類以上の成分を好ましく用いることができる。また、これらの合成高分子材料、タンパク質およびセルロース系高分子材料を2種以上混合していてもよい。
(Type of the organic compound you contained in ceramic siding)
Organic compound you contained in ceramic siding polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamides, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polycarbonate, phenol resin, acrylic, acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer, Polyacetal, polyphenylene ether, polylactic acid, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyphenylene sulfide, polyvinylidene chloride, polytetrafluoroethylene, polymethylmethacrylate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyurethane, polyvinyl alcohol, polyacrylic At least one type from the group consisting of synthetic polymer materials such as acid and polyvinylpyrrolidone, at least one type from the group consisting of proteins consisting of silk, wool and feathers, or wood, cotton, linen, lyocell, tencel, pulp, rayon and cupra. , At least one kind of component from the group of cellulose-based polymer materials composed of acetate, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose and hydroxyethyl cellulose can be preferably used. Further, two or more kinds of these synthetic polymer materials, proteins and cellulosic polymer materials may be mixed.
これらの有機化合物に関し、合成高分子材料が好ましく、タンパク質がより好ましく、セルロース系高分子材料がさらに好ましい。この理由は、セルロース系高分子材料は熱処理時におけるタール分の発生がタンパク質や合成高分子材料と比較して少なく、取り扱い性が良好なためである。またタンパク質には硫黄分が含有され、熱処理により硫黄酸化物が生成する懸念があるものの、熱処理時において溶融固まりを形成せず、取り扱い性が良好なためセルロース系高分子材料に次いで好ましい。合成高分子材料は、セルロース系高分子材料と比較して、タール分や一酸化炭素が発生しやすく、また熱処理時に溶融固まりを形成する懸念があるものの、セルロース系高分子材料やタンパク質と比較して発熱量が大きく、窯業系サイディングの熱処理に要する燃料コストの低減が期待できるからである。 With respect to these organic compounds, synthetic polymer materials are preferable, proteins are more preferable, and cellulosic polymer materials are even more preferable. The reason for this is that the cellulosic polymer material generates less tar during heat treatment than the protein or synthetic polymer material, and is easy to handle. Further, although the protein contains sulfur and there is a concern that sulfur oxides are generated by the heat treatment, it does not form a molten mass during the heat treatment and is easy to handle, so that it is preferable next to the cellulosic polymer material. Compared with cellulosic polymer materials, synthetic polymer materials are more likely to generate tar and carbon monoxide, and although there is a concern that they will form molten mass during heat treatment, they are compared with cellulose-based polymer materials and proteins. large heating value Te, the reduction of fuel cost required for the heat treatment of the ceramic siding can be expected.
(窯業系サイディングに含有されるポルトランドセメントの種類)
ポルトランドセメントの種類は、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントが好ましく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメントがより好ましく、普通ポルトランドセメントが最も好ましい。普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントは、カルシウムの割合が高く、より効率よく水和自硬性を付与できるためである。
(Type of Portland cement contained in ceramic siding)
Type of Portland cement, normal Portland cement, early-strength Portland cement, super high early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resisting portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, eco cement preferably , Ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement are more preferable, and ordinary Portland cement is most preferable. This is because Portland cement such as ordinary Portland cement and early-strength Portland cement has a high proportion of calcium and can impart hydration self-hardness more efficiently.
(窯業系サイディング廃材の好適なサイズ)
窯業系サイディング廃材のサイズは、JIS Z 8801に規定されている目開き53mm、線径5mmのふるいを通過し、目開き4mm、線径1.4mmのふるいを通過しないサイズが好ましく、目開き37.5mm、線径4.5mmのふるいを通過し、目開き8mm、線径2mmのふるいを通過しないサイズがより好ましく、目開き26.5mm、線径3.55mmのふるいを通過し、目開き16mm、線径3.15mmのふるいを通過しないサイズが最も好ましい。目開き4mm、線径1.4mmのふるいを通過するサイズの場合、セメント系廃材が加熱空気により飛散し、加熱筒内で滞留する懸念があり、一方、目開き53mm、線径5mmのふるいを通過しないサイズの場合には、窯業系サイディング内部が十分に加熱されず、有機化合物の除去効率、水酸化カルシウムの脱水反応効率が低下し、水和自硬性が阻害される懸念があるためである。
(Preferable size of ceramic siding waste)
The size of the ceramic siding waste material is preferably a size that passes through a sieve with a mesh size of 53 mm and a wire diameter of 5 mm specified in JIS Z 8801 and does not pass through a sieve with a mesh size of 4 mm and a wire diameter of 1.4 mm. A size that passes through a sieve having a mesh size of 5.5 mm and a wire diameter of 4.5 mm and does not pass through a sieve having a mesh size of 8 mm and a wire diameter of 2 mm is more preferable. The size that does not pass through a sieve of 16 mm and a wire diameter of 3.15 mm is most preferable. In the case of a size that passes through a sieve with a mesh size of 4 mm and a wire diameter of 1.4 mm, there is a concern that cement-based waste material may be scattered by the heated air and stay in the heating cylinder. This is because if the size does not pass through, the inside of the ceramic siding is not sufficiently heated, the efficiency of removing organic compounds and the efficiency of dehydration reaction of calcium hydroxide are lowered, and there is a concern that hydration self-hardness may be impaired. ..
(窯業系サイディング廃材の熱処理工程の概要)
窯業系サイディングの熱処理工程の概要について記載する。窯業系サイディングの熱処理工程は、窯業系サイディング中のCSHを脱水することを目的とした熱処理工程(以下、CSH脱水熱処理工程)と、その後の窯業系サイディング中の有機化合物を除去することを目的とした熱処理工程(以下、有機化合物除去熱処理工程)よりなる。
(Overview of heat treatment process for ceramic siding waste)
The outline of the heat treatment process of ceramic siding is described. The heat treatment step of the ceramic siding is a heat treatment step for the purpose of dehydrating the CSH in the ceramic siding (hereinafter referred to as a CSH dehydration heat treatment step) and a subsequent heat treatment step for the purpose of removing the organic compound in the ceramic siding. It comprises a heat treatment step (hereinafter referred to as an organic compound removal heat treatment step).
CSH脱水熱処理工程では、窯業系サイディングを200℃以上350℃以下で所定の時間熱処理する。その後の有機化合物除去熱処理工程では支燃性ガスを供給しながら500℃以上600℃以下で熱処理する。以下、CSH脱水熱処理工程および有機化合物除去熱処理工程について詳細を記載する。 In the CSH dehydration heat treatment step, the ceramic siding is heat-treated at 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower for a predetermined time. In the subsequent organic compound removal heat treatment step, the heat treatment is performed at 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower while supplying a flammable gas. Hereinafter, the CSH dehydration heat treatment step and the organic compound removal heat treatment step will be described in detail.
(CSH脱水熱処理工程における熱処理温度)
CSH脱水熱処理工程における熱処理温度は、200℃以上350℃以下が好ましく220℃以上290℃以下がより好ましく、260℃以上280℃以下が最も好ましい。200℃未満ではCSHの脱水が不十分となる懸念があり、350℃より高い温度ではCSHの脱水効果に違いは見られず、技術的意義が希薄になるためである。
(Heat treatment temperature in CSH dehydration heat treatment process)
Heat treatment temperature in CSH dehydration heat treatment step, more preferably 200 ° C. or higher 350 ° C. or less or less 290 ° C. preferably 220 ° C. or higher, most preferably 260 ° C. or higher 280 ° C. or less. This is because there is a concern that the dehydration of CSH will be insufficient at a temperature lower than 200 ° C., and there is no difference in the dehydration effect of CSH at a temperature higher than 350 ° C., and the technical significance is diminished.
(CSH脱水熱処理工程における熱処理時間)
CSH脱水熱処理工程における熱処理時間は、10分以上120分以下が好ましく、20分以上80分以下がより好ましく、50分以上70分以下が最も好ましい。熱処理時間が10分未満ではCSHの脱水が不十分となる懸念があるためである。また120分より長い熱処理時間ではCSHの脱水効果に変化は見られず、技術的意義が希薄になるためである。
(Heat treatment time in CSH dehydration heat treatment process)
CSH heat treatment time in the dehydration heat treatment step is preferably 10 minutes or more 120 minutes or less, more preferably at least 20
(有機化合物除去熱処理工程における熱処理温度)
有機化合物除去熱処理工程における熱処理温度は、500℃以上600℃以下が好ましく520℃以上550℃以下がより好ましく、525℃以上530℃以下が最も好ましい。500℃未満では有機化合物の熱分解除去や水酸化カルシウムの脱水反応が不十分となる懸念があり、600℃より高い温度では有機化合物の除去効果や水酸化カルシウムの脱水効果に違いは見られず、技術的意義が希薄になること、エーライトやビーライトの構造が一部変化し、水を添加して再硬化した際の強度が低下することといった懸念があるためである。
(Heat treatment temperature in the organic compound removal heat treatment process)
Heat treatment temperature in an organic compound removal heat treatment step, more preferably 500 ° C. or higher 600 ° C. or less or less 550 ° C. preferably 520 ° C. or higher, most preferably 525 ° C. or higher 530 ° C. or less. There is a concern that the thermal decomposition removal of organic compounds and the dehydration reaction of calcium hydroxide will be insufficient at temperatures below 500 ° C, and there is no difference in the removal effect of organic compounds and the dehydration effect of calcium hydroxide at temperatures higher than 600 ° C. This is because there is a concern that the technical significance will be diluted, and that the structure of slaked or belite will be partially changed and the strength when re-cured by adding water will be reduced.
(有機化合物除去熱処理工程における支燃性ガスの種類)
支燃性ガスは、空気、酸素、オゾンのグループおよび、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループの両グループの中から一種類以上で、一方もしくは双方のグループの中から選択されたガスが混合していてもよい。
(Types of flammable gas in the organic compound removal heat treatment process)
The combustion-supporting gas is one or more of the air, oxygen, and ozone groups and the nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide groups, and the gas selected from one or both groups. May be mixed.
有機化合物除去熱処理工程における支燃性ガスは、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素が好ましく、酸素がより好ましく、空気が最も好ましい。空気はコンプレッサーを用いて容易に供給可能で、かつ取り扱い性も良く、低コストなためである。また、酸素は入手が比較的容易で、効率よく窯業系サイディング中の有機化合物を熱分解除去できるため空気に次いで好ましい。さらにオゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素は腐食性ガスであり、熱処理装置の金属部材が腐食しやすい懸念があるものの、空気よりも効率よく窯業系サイディング中の有機化合物を熱分解除去できるというメリットがある。上記支燃性ガスはそれぞれ単独で供給しても良いし、二種類以上を混合して供給してもよい。 Combustion-supporting gas in the organic compound removal heat treatment step, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, nitrogen dioxide are preferred, oxygen, and most preferably from air. This is because air can be easily supplied using a compressor, is easy to handle, and is low in cost. In addition, oxygen is relatively easy to obtain and is preferable next to air because it can efficiently decompose and remove organic compounds in ceramic siding. Furthermore, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide are corrosive gases, and although there is a concern that the metal parts of the heat treatment equipment are easily corroded, organic compounds in ceramic siding are thermally decomposed and removed more efficiently than air. There is a merit that it can be done. The combustible gas may be supplied individually or may be supplied as a mixture of two or more types.
(有機化合物除去熱処理工程における支燃性ガス送り量)
有機化合物除去熱処理工程における支燃性ガスの送り量は、窯業系サイディングの重量、窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合、および熱処理時間により決定される。なお、窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合は以下の数1により定義される。aは窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%)、W1は窯業系サイディング重量(g)、W2は530℃の熱処理により有機化合物を除去した後の窯業系サイディング重量(g)、C1は窯業系サイディングに含有される全炭素の重量割合(wt%)およびC2は530℃の熱処理により有機化合物を除去した後の窯業系サイディングに含有される炭素の重量割合(wt%)をそれぞれ表す。
(Amount of flammable gas feed in the organic compound removal heat treatment process)
The feed amount of the flammable gas in the organic compound removal heat treatment step is determined by the weight of the ceramic siding, the weight ratio of the organic carbon contained in the ceramic siding, and the heat treatment time. The weight ratio of organic carbon contained in the ceramic siding is defined by the
有機化合物除去熱処理工程において、支燃性ガスとして空気を用いる場合、支燃性ガスの送り量は、以下の数2を満たすことが好ましい。なお、Aは支燃性ガス送り量(L/min)、Wは窯業系サイディングの重量(kg)、aは窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%)およびTは熱処理時間(分)をそれぞれ表す。
In the organic compound removal heat treatment step, if air is used as combustion supporting gas, the feed amount of combustion supporting gas preferably satisfies the
支燃性ガスの送り量が100aW/Tより少ない場合には、有機化合物が完全燃焼せず、窯業系サイディングから十分に除去されない懸念がある。一方900aW/Tより多い場合には、有機化合物の除去効果に変化は、無いが、窯業系サイディングや支燃性ガスの加熱に必要なエネルギーが大きくなり、処理コストの増大に繋がる懸念があるためである。 When the feed amount of the combustion sustaining gas is less than 100aW / T, the organic compound is not completely burned, concerns there Ru not sufficiently removed from the ceramic siding. On the other hand, when it is more than 900aW / T , there is no change in the effect of removing organic compounds, but the energy required for ceramic siding and heating of combustible gas increases, which may lead to an increase in processing cost. Is.
また、有機化合物除去の熱処理工程において、支燃性ガスとして酸素、オゾンまたは二酸化窒素のいずれかを用いる場合、支燃性ガスの送り量は、以下の数3を満たすことが好ましい。なお、式2と同様、Aは支燃性ガスの送り量(L/min)、Wは窯業系サイディングの重量(kg)、aは窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%)およびTは熱処理時間(分)をそれぞれ表す。
Further, in the heat treatment process of the organic compound removal, when using either oxygen, ozone or nitrogen dioxide as the combustion assisting gas, the feed amount of combustion supporting gas is preferably satisfy
支燃性ガスの送り量が20aW/Tより少ない場合には、有機化合物が完全燃焼せず、窯業系サイディングから十分に除去されない懸念がある。一方、支燃性ガスの送り量が180aW/Tより多い場合は、有機化合物の除去効果に変化が無く、また排気設備コストの増大に繋がる懸念があるためである。 When the feed amount of the combustion sustaining gas is less than 20AW / T, the organic compound is not completely burned, concerns there Ru not sufficiently removed from the ceramic siding. On the other hand , when the feed amount of the combustible gas is more than 180 aW / T, there is no change in the effect of removing the organic compound, and there is a concern that the cost of the exhaust equipment may increase.
さらに、有機化合物の除去のための熱処理工程において、支燃性ガスとして亜酸化窒素または一酸化窒素のいずれかを用いる場合、支燃性ガスの送り量は、以下の数4を満たすことが好ましい。なお、式2と同様、Aは支燃性ガスの送り量(L/min)、Wは窯業系サイディングの重量(kg)、aは窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%)およびTは熱処理時間(分)をそれぞれ表す。
Further, in the heat treatment process for the removal of organic compounds, the case of using any of nitrous oxide or a nitric oxide as a combustion-supporting gas, the feed amount of the combustion assisting gas, it is preferable to satisfy the having 4 or less .. As in
支燃性ガスの送り量が40aW/Tより少ない場合には、有機化合物が完全燃焼せず、窯業系サイディングから十分に除去されない懸念があり、一方360aW/Tより多い場合は、有機化合物の除去効果に変化が無く、また、排気設備コストの増大に繋がる懸念があるためである。 If the feed rate of the combustible gas is less than 40aW / T, there is a concern that the organic compound will not be completely burned and will not be sufficiently removed from the ceramic siding, while if it is more than 360aW / T, the organic compound will be removed. change in the effect is not, also, is because there is a concern that leads to exhaust equipment cost increase.
以下に、詳細な実施例の説明をする。これは本発明の主旨を正確に示すことを目的とするものであり、本発明を限定的に捉えることがあってはならない。 A detailed example will be described below. This is for the purpose of accurately showing the gist of the present invention, and the present invention should not be grasped in a limited manner.
(窯業系サイディング)
住宅外壁用窯業系サイディングの加工会社において、窯業系サイディングの裁断加工で発生した端材が収容された二つのコンテナ(以下、それぞれコンテナA、コンテナBとする)のうち、コンテナAからJIS Z 8801に規定されている目開き26.5mm、線径3.55mmのふるいを通過し、目開き16mm、線径3.15mmのふるいを通過しないサイズの窯業系サイディングの端材を選別し、これを、本実施例における窯業系サイディングとした。
(Ceramic siding)
In processing company housing exterior wall ceramic siding, two containers offcuts generated in cutting processing of ceramic siding is housed (hereinafter, respectively the container A, and the container B) of, the container A JIS Z 8801 Select the scraps of ceramic siding with a size that passes through a sieve with a mesh size of 26.5 mm and a wire diameter of 3.55 mm and does not pass through a sieve with a mesh size of 16 mm and a wire diameter of 3.15 mm. , The ceramic siding in this example.
(本実施例における窯業系サイディングに含有される有機化合物の分析)
本実施例における窯業系サイディングについて、熱分解装置(EGA/PY−3030D、フロンティア・ラボ製)およびガスクロマトグラフ質量分析装置(ガスクロマトグラフ:7890B、四重極型質量分析計:5977A、アジレント製)を用い、以下の条件で発生ガス分析を行った。
(Analysis of organic compounds contained in ceramic siding in this example)
For the ceramic siding in this embodiment, a pyrolysis device (EGA / PY-3030D, manufactured by Frontier Lab) and a gas chromatograph mass spectrometer (gas chromatograph: 7890B, quadrupole mass spectrometer: 5977A, manufactured by Agilent) are used. The generated gas was analyzed under the following conditions.
試料は、熱分解装置により室温から昇温速度20℃/minで600℃まで昇温した。GCの測定条件は注入温度300℃、注入口圧力16.1psiとし、カラムオーブン温度は40℃〜240℃(昇温20℃/min)、カラム流量は1.0ml/min、スプリット比は50:1に設定した。また、カラムは不活性キャピラリ管(Ultra Alloy DTM 2.5m, 0.15mm φi.d、フロンティア・ラボ製)を使用した。なお、キャリヤーガスはヘリウムを用いた。MSのイオン化電圧70eV、質量範囲(m/z)は29〜550とした。 The sample was heated from room temperature to 600 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min by a pyrolysis device. The GC measurement conditions are an injection temperature of 300 ° C., an injection port pressure of 16.1 psi, a column oven temperature of 40 ° C. to 240 ° C. (temperature rise of 20 ° C./min), a column flow rate of 1.0 ml / min, and a split ratio of 50 :. It was set to 1. In addition, an inert capillary tube (Ultra Alloy DTM 2.5 m, 0.15 mm φi.d, manufactured by Frontier Lab) was used as the column. Helium was used as the carrier gas. The ionization voltage of MS was 70 eV, and the mass range (m / z) was 29 to 550.
このようにして得られた窯業系サイディングのEGAサーモグラムを図1に示す。EGAサーモグラムで見られた354℃および433℃ピークについてMSスペクトルを解析したところ、それぞれ木綿およびスチレン・ブタジエンゴムに由来することが分かった。 The EGA thermogram of the ceramic siding thus obtained is shown in FIG. Analysis of the MS spectra for the 354 ° C and 433 ° C peaks seen on the EGA thermogram revealed that they were derived from cotton and styrene-butadiene rubber, respectively.
(窯業系サイディングの熱重量測定)
示差熱-熱重量同時測定装置(TG−DTA2000、ブルカーAXS製)を使用し、室温から600℃まで空気雰囲気下で昇温した。また、昇温速度は10℃/minとした。窯業系サイディングの熱重量曲線を図2に示す。室温から250℃、250℃から530℃の温度域で重量減少が見られた。また、250℃、530℃および600℃における重量残存率はそれぞれ92.2%、51.4%、および50.7%だった。室温から250℃の温度域で見られた重量減少は主にCSHの脱水、250℃から530℃の温度域で見られた重量減少は、主に有機化合物の熱分解およびCa(OH)2の脱水(Ca(OH)2→CaO+H2O)によるものと考えられた。
(Thermogravimetric measurement of ceramic siding)
Using a differential thermal-thermogravimetric simultaneous measuring device (TG-DTA2000, manufactured by Bruker AXS), the temperature was raised from room temperature to 600 ° C. in an air atmosphere. The rate of temperature rise was 10 ° C./min. The thermogravimetric curve of the ceramic siding is shown in FIG. Weight loss was observed in the temperature range of 250 ° C to 250 ° C and 250 ° C to 530 ° C from room temperature. The weight residual ratios at 250 ° C., 530 ° C. and 600 ° C. were 92.2%, 51.4% and 50.7%, respectively. The weight loss seen in the temperature range from room temperature to 250 ° C is mainly the dehydration of CSH, and the weight loss seen in the temperature range from 250 ° C to 530 ° C is mainly the thermal decomposition of organic compounds and Ca (OH) 2 . It was thought to be due to dehydration (Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O).
(窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合測定)
窯業系サイディング1gを磁性るつぼに入れ、電気炉を用いて530℃で2時間加熱して有機化合物を除去した。またこの熱処理により有機化合物を除去した後の窯業系サイディング(以下、有機化合物除去窯業系サイディング)の重量は0.51gだった。次に窯業系サイディングおよび有機化合物除去窯業系サイディングに含油される炭素重量割合は有機元素分析装置2400 2 CHNS/O(Perkin Elmer社製)を用いて定量した。燃焼管温度は950℃、還元管温度は640℃とし、3回測定した平均値を測定値とした。また、窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合は前述の式1により算出した。
(Measurement of weight ratio of organic carbon contained in ceramic siding)
1 g of ceramic siding was placed in a magnetic crucible and heated at 530 ° C. for 2 hours using an electric furnace to remove organic compounds. Further, the weight of the ceramic siding (hereinafter referred to as the organic compound removing ceramic siding) after removing the organic compound by this heat treatment was 0.51 g. Next, the weight ratio of carbon contained in the ceramic siding and the organic compound removal ceramic siding was quantified using an organic elemental analyzer 2400 2 CHNS / O (manufactured by Perkin Elmer). The combustion tube temperature was 950 ° C., the reduction tube temperature was 640 ° C., and the average value measured three times was used as the measured value. Further, the weight ratio of organic carbon contained in the ceramic siding was calculated by the
その結果、窯業系サイディングおよび有機化合物除去窯業系サイディングの炭素重量割合はそれぞれ23.2%および3.6%だった。このことから、窯業系サイディングに含有される有機化合物に由来する有機炭素の重量割合は21.4%だった。 As a result, the carbon weight ratios of the ceramic siding and the organic compound removal ceramic siding were 23.2% and 3.6%, respectively. From this, the weight ratio of organic carbon derived from the organic compound contained in the ceramic siding was 21.4%.
(窯業系サイディングの熱処理工程)
本実施例における窯業系サイディングの熱処理装置の模式図を図3に示す。窯業系サイディング1を石英ガラス管2に0.01kg入れ、中央部にφ1/4インチの穴の開いた耐熱ゴム栓3を石英ガラス管2の一端にはめ込んだ。φ1/4のSUS316製配管4を耐熱ゴム栓3の中央部にある穴に通した。本実施例では支燃性ガスは空気とし、コンプレッサー5(日立製 ベビコン0.2LE−8S)により、空気を送り量0.36L/minで石英ガラス管2内に供給した。その上でCSH脱水熱処理工程として電気炉6(光洋製、KTF030N1)を用いて窯業系サイディングを200℃で120分間加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)とした。その後さらに、有機化合物除去熱処理工程として電気炉6を用いて熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)を530℃で60分加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)とした。なお、石英ガラス管2からの排気ガスはダクト7を通じて屋外へと排出された。
(Heat treatment process for ceramic siding)
FIG. 3 shows a schematic diagram of the heat treatment apparatus for the ceramic siding in this embodiment. 0.01 kg of the
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図4に示す。600℃時点での重量残存率は96.0%であり、CSHの脱水や有機化合物除去とみられる重量減少は見られなかった。
(Thermogravimetric curve of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
The thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) is shown in FIG. The residual weight at 600 ° C. was 96.0%, and no weight loss, which was considered to be dehydration of CSH or removal of organic compounds, was observed.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、目視により表1に示す様な5段階評価を行った。その結果、本実施例の熱処理窯業系サイディングの外観評価は5だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
The appearance of the heat-treated ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) was visually evaluated on a 5-point scale as shown in Table 1. As a result, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding of this example was 5.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本実施例の熱処理工程により、CSHの脱水および有機化合物除去は十分に進行したと考えられた。 From the results of heat weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds), it was considered that the dehydration of CSH and the removal of organic compounds were sufficiently advanced by the heat treatment step of this example.
(水和自硬性評価)
本実施例により得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し混練した後、JIS R5201に記載された方法に準拠して圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ14.5N/mm2、24.5N/mm2および46.7N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たした。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this example, and the mixture was kneaded and then compressed according to the method described in JIS R5201. Was measured. As a result, 3 days after curing, each of the compressive strength after 7 days after and 28 days 14.5N / mm 2, a 24.5 N / mm 2 and 46.7N / mm 2, the reference defined by JIS R5210 Meet.
(総合評価)
以上の結果から、本実施例で総合評価は適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, the comprehensive evaluation was appropriate in this example.
(窯業系サイディング)
住宅外壁用窯業系サイディング加工会社において窯業系サイディングの裁断加工で発生した端材が収容された2つのコンテナ(以下、それぞれコンテナA、コンテナBとする)のうち、コンテナBから、JIS Z 8801に規定されている目開き26.5mm、線径3.55mmのふるいを通過し、目開き16mm、線径3.15mmのふるいを通過しないサイズの窯業系サイディングの端材を選別し、これを、本実施例における窯業系サイディングとした。
(Ceramic siding)
Of the two containers (hereinafter referred to as container A and container B, respectively) containing the scraps generated by the cutting processing of ceramic siding at a ceramic siding processing company for the outer wall of a house, from container B to JIS Z 8801. Select the scraps of ceramic siding with a size that passes through a sieve with a specified opening of 26.5 mm and a wire diameter of 3.55 mm and does not pass through a sieve with a mesh opening of 16 mm and a wire diameter of 3.15 mm. It was the ceramic siding in this example.
(本実施例における窯業系サイディングに含有される有機化合物種の分析)
本実施例における窯業系サイディングについて、実施例1に記載の方法で発生ガス分析を行った。
(Analysis of organic compound species contained in ceramic siding in this example)
For the ceramic siding in this example, the generated gas analysis was performed by the method described in Example 1.
本実施例における窯業系サイディングのEGAサーモグラムを図5に示す。EGAサーモグラムで見られた330℃および424℃ピークについてMSスペクトルを解析したところ、それぞれ木綿およびパルプに由来することが分かった。 The EGA thermogram of the ceramic siding in this embodiment is shown in FIG. Analysis of the MS spectra for the 330 ° C and 424 ° C peaks seen on the EGA thermogram revealed that they were derived from cotton and pulp, respectively.
(熱重量測定)
本実施例の窯業系サイディングについて、実施例1に記載の方法で熱重量測定を行った。図6に示すように、室温から250℃および250℃から530℃の温度域で重量減少が見られた。また、250℃、530℃および600℃における重量残存率はそれぞれ90.1%、72.2%、および71.2%だった。実施例1で用いた窯業系サイディングと同様、室温から250℃の温度域で見られた重量減少は主にCSHの脱水、250℃から530℃の温度域で見られた重量減少は、主に有機化合物の熱分解およびCa(OH)2の脱水(Ca(OH)2→CaO+H2O)によるものと考えられた。
(Thermogravimetric analysis)
For the ceramic siding of this example, thermogravimetric analysis was performed by the method described in Example 1. As shown in FIG. 6, weight loss was observed in the temperature range of 250 ° C. to 250 ° C. and 250 ° C. to 530 ° C. from room temperature. The weight residual ratios at 250 ° C., 530 ° C. and 600 ° C. were 90.1%, 72.2% and 71.2%, respectively. Similar to the ceramic siding used in Example 1, the weight loss observed in the temperature range from room temperature to 250 ° C. was mainly the dehydration of CSH, and the weight loss observed in the temperature range from 250 ° C. to 530 ° C. was mainly. It was thought to be due to pyrolysis and Ca organic compound (OH) 2 dehydration (Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O).
(有機炭素の重量割合測定)
本実施例における窯業系サイディングの有機炭素重量割合測定は実施例1に記載の方法で測定した。なお、窯業系サイディング1gを磁性るつぼに入れ、電気炉を用いて530℃で2時間加熱して得た有機化合物除去窯業系サイディングの重量は0.72gだった。
(Measurement of weight ratio of organic carbon)
The organic carbon weight ratio of the ceramic siding in this example was measured by the method described in Example 1. The weight of the organic compound-removed ceramic siding obtained by putting 1 g of the ceramic siding in a magnetic crucible and heating it at 530 ° C. for 2 hours using an electric furnace was 0.72 g.
その結果、窯業系サイディングおよび有機化合物除去窯業系サイディングの炭素重量割合はそれぞれ10.8%および2.3%だった。前述の式1により、本実施例の窯業系サイディングに含有される有機化合物に由来する有機炭素の重量割合は9.1%だった。
As a result, the carbon weight ratios of the ceramic siding and the organic compound removal ceramic siding were 10.8% and 2.3%, respectively. According to the
(窯業系サイディングの熱処理工程)
本実施例における窯業系サイディングの熱処理装置の模式図を図7に示す。窯業系サイディング1を石英ガラス管2に0.01kg入れた後、中央部にφ1/4インチの穴の開いた耐熱ゴム栓3を石英ガラス管2の一端にはめ込み、φ1/4のSUS316製配管4を耐熱ゴム栓3の中央部にある穴に通した。本実施例では支燃性ガスは酸素とし、支燃性ガス充填ボンベ8から圧力調整弁9およびマスフローコントローラー10を通じて酸素を送り量0.50L/minで石英ガラス管2内に供給した。その上でCSH脱水熱処理工程として電気炉6(光洋製、KTF030N1 )を用いて窯業系サイディングを260℃で50分間加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)とした。その後有機化合物除去熱処理工程として電気炉6を用いて熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)を600℃で10分加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)とした。なお、石英ガラス管2からの排気ガスはダクト7を通じて屋外へと排出された。
(Heat treatment process for ceramic siding)
FIG. 7 shows a schematic diagram of the heat treatment apparatus for the ceramic siding in this embodiment. After 0.01 kg of the
本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図8に示す。600℃時点での重量残存率は94.2%であり、CSHの脱水や有機化合物除去とみられる重量減少は見られなかった。 FIG. 8 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this example. The residual weight at 600 ° C. was 94.2%, and no weight loss, which was considered to be dehydration of CSH or removal of organic compounds, was observed.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は5だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this example was 5.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本実施例の熱処理工程により、CSHの脱水および有機化合物の除去は十分に進行したと考えられた。 From the results of heat weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds), it was considered that the dehydration of CSH and the removal of organic compounds were sufficiently advanced by the heat treatment step of this example.
(水和自硬性評価)
本実施例により得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し、混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ13.9N/mm2、25.1N/mm2および46.1N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たした。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water is added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this example, and after kneading, the compressive strength is adjusted by the method described in Example 1. It was measured. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 13.9 N / mm 2 , 25.1 N / mm 2 and 46.1 N / mm 2 , respectively, which are the standards specified in JIS R5210. Meet.
(総合評価)
以上の結果から、本実施例で総合評価は適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, the comprehensive evaluation was appropriate in this example.
(窯業系サイディング)
窯業系サイディングは実施例1と同様のものを用いた。
(Ceramic siding)
The same ceramic siding as in Example 1 was used.
(窯業系サイディングの熱処理工程)
支燃性ガスとして亜酸化窒素を使用し、また支燃性ガス送り量を1.0L/min、CSH脱水熱処理工程における熱処理時間を10分、有機化合物除去処理工程における熱処理温度を525℃、熱処理時間を55分とした以外は実施例2と同様の方法で熱処理を行った。
(Heat treatment process for ceramic siding)
Nitrous oxide is used as the fuel-supporting gas, the fuel-supporting gas feed rate is 1.0 L / min, the heat treatment time in the CSH dehydration heat treatment step is 10 minutes, the heat treatment temperature in the organic compound removal treatment step is 525 ° C., and the heat treatment is performed. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the time was set to 55 minutes.
さらに、本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図9に示す。600℃時点での重量残存率は97.8%であり、CSHの脱水や有機化合物除去とみられる重量減少は見られなかった。 Further, FIG. 9 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this example. The residual weight at 600 ° C. was 97.8%, and no weight loss, which was considered to be dehydration of CSH or removal of organic compounds, was observed.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は5だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this example was 5.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本実施例の熱処理工程により、CSHの脱水、有機化合物の除去は十分に進行したと考えられた。 From the results of heat weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds), it was considered that the dehydration of CSH and the removal of organic compounds were sufficiently advanced by the heat treatment step of this example.
(水和自硬性評価)
本実施例により得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ14.1N/mm2、25.6N/mm2および45.5N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たした。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this example and kneaded, and then the compressive strength was measured by the method described in Example 1. did. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 14.1 N / mm 2 , 25.6 N / mm 2 and 45.5 N / mm 2 , respectively, which are the standards specified in JIS R5210. Meet.
(総合評価)
以上の結果から、本実施例で総合評価は適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, the comprehensive evaluation was appropriate in this example.
(窯業系サイディング)
窯業系サイディングは実施例1と同様のものを用いた。
(Ceramic siding)
The same ceramic siding as in Example 1 was used.
(オゾン発生部の構造)
オゾン発生部4の模式図を図11に示す。直流電源111から10kVの電圧をかけることで、負極112および正極113間で放電し、SUS316製配管4を通じてオゾン発生部4内に導入された酸素の一部はオゾンに変化する。
(Structure of ozone generator)
A schematic diagram of the
(窯業系サイディングの熱処理工程)
本実施例における窯業系サイディングの熱処理装置の模式図を図10に示す。窯業系サイディング1を石英ガラス管2に0.01kg入れ、中央部にφ1/4インチの穴の開いた耐熱ゴム栓3を石英ガラス管2の一端にはめ込み、φ1/4のSUS316製配管4を耐熱ゴム栓3の中央部にある穴に通した。本実施例では支燃性ガスは空気とし、コンプレッサー5(日立製 ベビコン0.2LE−8S)により、空気を送り量0.30L/minでオゾン発生部11に導入し、オゾンと空気の混合ガスを生成した。このオゾンと空気の混合ガスをφ1/4のSUS316製配管4を通じて石英ガラス管2内へと供給した。その上でCSH脱水熱処理工程として電気炉6(光洋製、KTF030N1 )を用いて窯業系サイディングを350℃で60分間加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)とした。その後有機化合物除去熱処理工程として電気炉6を用いて熱処理窯業系サイディング(CSH脱水熱処理)を530℃で120分加熱し、これを熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)とした。なお、石英ガラス管2からの排気ガスはダクト7を通じて屋外へと排出された。
(Heat treatment process for ceramic siding)
FIG. 10 shows a schematic diagram of the heat treatment apparatus for the ceramic siding in this embodiment. 0.01 kg of the
本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図12に示す。600℃時点での重量残存率は97.1%であり、CSHの脱水や有機化合物除去とみられる重量減少は見られなかった。 FIG. 12 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this example. The residual weight at 600 ° C. was 97.1%, and no weight loss, which was considered to be dehydration of CSH or removal of organic compounds, was observed.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本実施例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は5だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this example was 5.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本実施例の熱処理工程により、CSHの脱水や有機化合物の除去は十分に進行したと考えられた。 From the results of heat weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds), it was considered that the dehydration of CSH and the removal of organic compounds were sufficiently advanced by the heat treatment step of this example.
(水和自硬性評価)
本実施例により得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ13.2N/mm2、25.0N/mm2および44.6N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たした。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this example and kneaded, and then the compressive strength was measured by the method described in Example 1. did. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 13.2 N / mm 2 , 25.0 N / mm 2 and 44.6 N / mm 2 , respectively, which are the standards specified in JIS R5210. Meet.
(総合評価)
以上の結果から、本実施例で総合評価は適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, the comprehensive evaluation was appropriate in this example.
(窯業系サイディング)
本比較例における窯業系サイディングは実施例1と同様のものを使用した。
(Ceramic siding)
The same ceramic siding as in Example 1 was used for the ceramic siding in this comparative example.
(窯業系サイディングの熱処理工程)
支燃性ガスである空気の送り量を0.005L/minとした以外は実施例1と同様の方法で熱処理工程を行った。
(Heat treatment process for ceramic siding)
The heat treatment step was carried out in the same manner as in Example 1 except that the feed rate of air, which is a combustion-supporting gas, was set to 0.005 L / min.
(熱重量測定)
さらに、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図13に示す。600℃時点での重量残存率は88.4%だった。
(Thermogravimetric analysis)
Further, FIG. 13 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this comparative example. The weight residual ratio at 600 ° C. was 88.4%.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は3だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this comparative example was 3.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)には有機化合物が残存したものと考えられた。 From the results of thermal weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (organic compound removal heat treatment), it was considered that the organic compound remained in the heat treatment ceramic siding (organic compound removal heat treatment) of this comparative example.
(水和自硬性評価)
本比較例で得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し、混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ7.4N/mm2、13.9N/mm2および25.1N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たさなかった。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this comparative example, and after kneading, the compressive strength was adjusted by the method described in Example 1. It was measured. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 7.4 N / mm 2 , 13.9 N / mm 2 and 25.1 N / mm 2 , respectively, which are the standards specified in JIS R5210. Did not meet.
(総合評価)
以上の結果から、本比較例における熱処理工程のように支燃性ガス送り量が少ない場合には窯業系サイディングに含有される有機化合物の除去が不十分となるため、本比較例で総合評価は不適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, when the amount of fuel-supporting gas feed is small as in the heat treatment step in this comparative example, the removal of organic compounds contained in the ceramic siding is insufficient, so the comprehensive evaluation is performed in this comparative example. It was unsuitable.
(窯業系サイディング)
本比較例における窯業系サイディングは実施例1と同様のものを使用した。
(Ceramic siding)
The same ceramic siding as in Example 1 was used for the ceramic siding in this comparative example.
(窯業系サイディングの熱処理工程)
CSH脱水熱処理工程における熱処理温度を250℃、熱処理時間を60分、有機化合物除去熱処理工程における熱処理温度を50℃とした以外は実施例1と同様の方法で熱処理を行った。
(Heat treatment process for ceramic siding)
The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature in the CSH dehydration heat treatment step was 250 ° C., the heat treatment time was 60 minutes, and the heat treatment temperature in the organic compound removal heat treatment step was 50 ° C.
(熱重量測定)
さらに、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図14に示す。600℃時点での重量残存率は59.2%だった。
(Thermogravimetric analysis)
Further, FIG. 14 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this comparative example. The weight residual ratio at 600 ° C. was 59.2%.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は2だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this comparative example was 2.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本比較例における熱処理工程では水酸化カルシウムの脱水や有機化合物の除去が不十分だったものと考えられた。 From the results of heat weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds), it was considered that the dehydration of calcium hydroxide and the removal of organic compounds were insufficient in the heat treatment step in this comparative example.
(水和自硬性評価)
本比較例で得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ8.2N/mm2、12.5N/mm2および22.7N/mm2であり、JISR5210で規定された基準を満たさなかった。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this comparative example and kneaded, and then the compressive strength was measured by the method described in Example 1. did. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 8.2 N / mm 2 , 12.5 N / mm 2 and 22.7 N / mm 2 , respectively, which were based on the standards specified in JIS R5210. Not satisfied.
(総合評価)
以上の結果から、本比較例における熱処理工程のように有機化合物除去熱処理時の熱処理温度が低い場合には水酸化カルシウムの脱水や有機化合物の除去が不十分であり、硬化した際の圧縮強度がJIS R5210で規定された基準を満たさなかったため、本比較例で総合評価は不適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, when the heat treatment temperature during the heat treatment for removing organic compounds is low as in the heat treatment step in this comparative example, the dehydration of calcium hydroxide and the removal of organic compounds are insufficient, and the compressive strength at the time of curing is high. Since the criteria specified in JIS R5210 were not met, the comprehensive evaluation was unsuitable in this comparative example.
(窯業系サイディング)
本比較例における窯業系サイディングは実施例1と同様のものを使用した。
(Ceramic siding)
The same ceramic siding as in Example 1 was used for the ceramic siding in this comparative example.
(窯業系サイディングの熱処理工程)
支燃性ガスの代わりに窒素ガスとした以外は実施例1と同様の方法で熱処理を行った。
(Heat treatment process for ceramic siding)
The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that nitrogen gas was used instead of the combustion-supporting gas.
(熱重量測定)
さらに、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量曲線を図15に示す。600℃時点での重量残存率は82.6%だった。
(Thermogravimetric analysis)
Further, FIG. 15 shows a thermogravimetric curve of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) of this comparative example. The weight residual ratio at 600 ° C. was 82.6%.
(熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価)
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観について、実施例1に記載の方法で評価した結果、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の外観評価は2だった。
(Appearance evaluation of heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds))
As a result of evaluating the appearance of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) by the method described in Example 1, the appearance evaluation of the heat-treated ceramic siding (organic compound removing heat treatment) of this comparative example was 2.
熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)の熱重量測定および外観評価の結果から、本比較例の熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)には有機化合物が残存したものと考えられた。 From the results of thermal weight measurement and appearance evaluation of the heat treatment ceramic siding (organic compound removal heat treatment), it was considered that the organic compound remained in the heat treatment ceramic siding (organic compound removal heat treatment) of this comparative example.
(水和自硬性評価)
本比較例で得られた熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)1重量部に対し、蒸留水を0.5重量部添加し、混練した後、実施例1に記載の方法で圧縮強さを測定した。その結果、硬化して3日後、7日後および28日後の圧縮強さはそれぞれ8.4N/mm2、11.5N/mm2および23.0N/mm2であり、JIS R5210で規定された基準を満たさなかった。
(Evaluation of hydration self-hardness)
0.5 part by weight of distilled water was added to 1 part by weight of the heat treatment ceramic siding (heat treatment for removing organic compounds) obtained in this comparative example, and after kneading, the compressive strength was adjusted by the method described in Example 1. It was measured. As a result, the compressive strengths after 3 days, 7 days and 28 days after curing were 8.4 N / mm 2 , 11.5 N / mm 2 and 23.0 N / mm 2 , respectively, which are the standards specified in JIS R5210. Did not meet.
(総合評価)
以上の結果から、本比較例における熱処理工程のように窯業系サイディングに供給するガス種を不燃性ガスである窒素とした場合、有機化合物の除去が不十分だったため、本実施例で総合評価は不適であった。
(comprehensive evaluation)
From the above results, when the gas type supplied to the ceramic siding was nitrogen, which is a nonflammable gas, as in the heat treatment process in this comparative example, the removal of organic compounds was insufficient, so the comprehensive evaluation was performed in this example. It was unsuitable.
実施例1〜4および比較例1〜3で行った窯業系サイディングの熱処理工程の条件を表2に、また熱処理工程前の窯業系サイディングについて熱重量測定を行った場合の600℃時点における重量残存率、熱処理工程前の窯業系サイディングの有機炭素の重量割合、熱処理窯業系サイディング(有機化合物除去熱処理)について熱重量測定を行った場合の600℃時点における重量残存率、外観評価、硬化処理後の圧縮強度および総合評価を表3にまとめて示す。 Table 2 shows the conditions of the heat treatment process of the ceramic siding performed in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, and the weight remaining at 600 ° C. when the thermal weight measurement was performed on the ceramic siding before the heat treatment process. Rate, weight ratio of organic carbon in ceramic siding before heat treatment process, weight residual ratio at 600 ° C when heat weight measurement was performed for heat treatment ceramic siding (heat treatment to remove organic compounds), appearance evaluation, after curing treatment The compression strength and overall evaluation are summarized in Table 3.
本発明の適用により、廃材となった窯業系サイディングに含有される有機化合物を除去し、タール分や揮発性有機化合物も発生させることなく水和自硬性を再生できる方法を提供した。このため、建築物への施工、工場におけるプレカットで発生する窯業系サイディングの端材や粉末、さらには建築物の取り壊し等で発生する窯業系サイディングの廃材を再利用させることが可能となる。 The application of the present invention, to remove the organic compound contained in the ceramic siding became waste, even tar or volatile organic compounds to provide a method that can play Rukoto without hydrated self-hardening is generated. Therefore, construction of the building, scraps and powder of ceramic siding generated in pre-cut in a factory, more that Do is possible to reuse the scrap ceramic siding generated at demolition or the like of a building.
1…窯業系サイディング、2…石英ガラス管、3…ゴム栓、4…φ1/4 SUS316配管、5…コンプレッサー、6…電気炉、7…ダクト、8…支燃性ガス充填ボンベ、9…圧力調整器、10…マスフローコントローラー、11…オゾン発生部、111…直流電源、112…負極、113…正極 1 ... Ceramic siding, 2 ... Quartz glass tube, 3 ... Rubber stopper, 4 ... φ1 / 4 SUS316 piping, 5 ... Compressor, 6 ... Electric furnace, 7 ... Duct, 8 ... Combustible gas-filled cylinder, 9 ... Pressure Regulator, 10 ... mass flow controller, 11 ... ozone generator, 111 ... DC power supply, 112 ... negative electrode, 113 ... positive electrode
Claims (1)
空気、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループから選択される一種以上の支燃性ガスを供給しながら、200℃以上350℃以下で熱処理する工程と、
さらに空気、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素のグループから選択される一種以上の支燃性ガスを供給しながら、500℃以上600℃以下で熱処理する工程と、
を有するポルトランドセメントを含有する窯業系サイディング廃材の再生方法であって、
選択される前記支燃性ガスが、空気の場合、送り量が100aW/T〜900aW/Tの範囲であり、
選択される前記支燃性ガスが、酸素、オゾンまたは二酸化窒素の場合、送り量が20aW/T〜180aW/Tの範囲であり、
選択される前記支燃性ガスが、亜酸化窒素または一酸化窒素の場合、送り量が40aW/T〜360aW/Tの範囲である、
ポルトランドセメントを含有する窯業系サイディング廃材の再生方法。
ただし、前記支燃性ガスの送り量の単位記号において、Wは、窯業系サイディングの重量(kg)を表し、aは、窯業系サイディングに含有される有機炭素の重量割合(wt%) を表し、Tは、熱処理時間(分)を表す。
The waste material of ceramic siding containing an organic compound having a weight ratio of organic carbon of 1 wt% or more and 40 wt% or less is passed through a sieve having a mesh size of 53 mm and a linear size of 5 mm specified in JIS Z 8801, and has a mesh size of 4 mm and a linear line of 1. The process of making the size so that it does not pass through the .4 mm sieve ,
A process of heat treatment at 200 ° C or higher and 350 ° C or lower while supplying one or more combustion-supporting gases selected from the group of air, oxygen, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide.
Further, a step of heat-treating at 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower while supplying one or more combustion-supporting gases selected from the group of air, oxygen, ozone, nitrous oxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide.
A ceramic siding scrap reproducing method comprising Portland cement having,
When the combustible gas selected is air, the feed rate is in the range of 100aW / T to 900aW / T.
When the combustible gas selected is oxygen, ozone or nitrogen dioxide, the feed rate is in the range of 20aW / T to 180aW / T.
When the combustible gas selected is nitrous oxide or nitric oxide, the feed rate is in the range of 40aW / T to 360aW / T.
How to recycle waste ceramic siding containing Portland cement.
However, in the unit symbol of the feed amount of the combustible gas, W represents the weight (kg) of the ceramic siding, and a represents the weight ratio (wt%) of the organic carbon contained in the ceramic siding. , T represent the heat treatment time (minutes).
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