JP4665259B2

JP4665259B2 - 建設汚泥の有効利用方法

Info

Publication number: JP4665259B2
Application number: JP2006213998A
Authority: JP
Inventors: 隆治大坪
Original assignee: 株式会社大坪砕石
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JP2008036532A

Description

本発明は、建設汚泥を有効に利用する方法に関する。

従来の建設汚泥を有効に利用する方法は、建設汚泥にコンクリート殻とセメントのみを練混ぜし、その練混ぜ物を乾燥させ、乾燥した練混ぜ物を破砕して路盤材として利用する方法（例えば、特許文献１参照）、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキにセメントからなる固化剤と水と添加剤を加えて混練することにより造粒し、養生、乾燥、分級して得られた所定粒度範囲の造粒物を、コンクリート殻の破砕処理物と混合することにより再生クラッシャランや再生粒度調整砕石として利用する方法（例えば、特許文献２参照）、ベントナイト系の汚泥又は汚水を含んでなる建設汚泥と、固化剤と、砕石とを混合して撹拌することにより、建設汚泥を固化し、所定期間養生した後、土木・建設用の資材ないし再生土として利用する方法（例えば、特許文献３参照）などがある。

以下、従来の技術について説明する。特許文献１の方法は、建設汚泥にコンクリート殻とセメントのみを練混ぜし、その練混ぜ物を乾燥させ、乾燥した練混ぜ物を破砕して路盤材を得る。コンクリート殻はコンクリート廃材を破砕したものが、表面積が大きく吸水性が良いので好ましく、普通セメントを用いる場合、配合割合は、建設汚泥１００：コンクリート殻９０〜１１０：セメント４０〜６０である。破砕後の粒径を０〜３０ｍｍあるいは０〜４０ｍｍとすると、路盤材として必要な圧縮強度が得られ、施工性も良好となる。

特許文献２の方法は、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキにセメントからなる固化剤と水と添加剤を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を水中にて一定期間養生した後に乾燥し、乾燥後の造粒物を分級して得られた所定粒度範囲の造粒物を、コンクリート殻を破砕処理した後に分級して得られた所定粒度範囲の破砕物と混合することにより再生クラッシャラン及び／又は再生粒度調整砕石として利用する方法である。

特許文献３の方法は、ベントナイト系の汚泥又は汚水を含んでなる建設汚泥（Ｘ）と、固化剤（Ｙ）と、砕石（Ｚ）とを、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１０：１〜２：１〜２の重量割合で混合して撹拌することにより、建設汚泥を固化し、所定期間養生した後、土木・建設用の資材ないし再生土として利用する際、６５〜７０重量％の酸化カルシウムと、１３〜１６重量％の二酸化ケイ素と、７〜９重量％の三酸化硫黄と、４〜６重量％の酸化アルミニウムとを主成分として含む固化剤を使用する。得られた汚泥固化物は、所定期間養生した後、土木・建設用の資材ないし再生土として用いうるように所要の大きさに破砕する方法である。

特開２００３−３４２９０２号公報特開２００３−３３７９８号公報特開平１０−２４４２９７号公報

上記の特許文献１に記載された従来の方法では、高含水建設汚泥の場合、コンクリート殻の投入だけでは水分の調整が不可能であり、また、配合割合は建設汚泥１００：コンクリート殻９０〜１１０：セメント４０〜６０であり、セメント量が多く、高価格の路盤材となる。特許文献２に記載された方法では、脱水処理装置を用いた建設汚泥の脱水処理が不可欠である。特許文献３に記載された方法では、建設汚泥、特殊な固化剤、砕石を混合しており、また、高含水建設汚泥の場合、砕石の投入だけでは水分の調整が不可能である。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、脱水処理装置を用いた脱水処理を省き、セメント量を少なく、かつ安価なセメントを使用して、低コストの処理、利用技術を実現することを目的とするものである。

そして、本発明は上記目的を達成するために、種々検討した。高含水建設汚泥の水分調整に、高い吸水能を有する材料を混合することにした。特許文献１に記載されたコンクリート殻の場合、低含水建設汚泥では若干の効果が認められたが、高含水建設汚泥では何らかの脱水処理が不可欠であった。種々検討の結果、建設廃材の一種で、その処理方法が確定していない瓦破砕殻を混合することにより本発明の目的が達成できることを見いだした。

第１の課題解決手段は、上記の瓦破砕殻の粒度を４０ｍｍ以下に調整することで本発明の目的の一つが達成できることを見いだした。また、第２の課題解決手段は、セメントとして高炉セメントを適用することで本発明の目的の一つが達成できることを見いだした。さらに、第３の課題解決手段は、セメントの配合割合を２０％以下にすることで本発明の目的の一つが達成できることを見いだした。

上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、高含水建設汚泥には水が５０〜９９％含まれている。粒度を４０ｍｍ以下に調整した瓦破砕殻の吸水能は、特許文献１に記載されたコンクリート殻の吸水能の２〜３倍である。この値は水分調整材として、利用することができる値である。

また、上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、本発明では普通ポルトランドセメント等の固化剤を使用することも可能であるが、より廉価な高炉セメントを使用することにより、低コストの処理を可能にすることができる。

さらに、上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、本発明では普通ポルトランドセメント等の固化剤よりも廉価な高炉セメントの使用とその配合割合を２０％以下にすることにより、さらに、低コストの処理を可能にすることができる。

上記したように本発明の建設汚泥の有効利用方法は、脱水処理装置を用いた脱水処理を省き、安価なセメントを使用して、かつ、セメント量を少なく、低コストの処理、利用技術を提供できる。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、各例中の配合成分の割合は質量％で表す。

縦３ｍ、横５ｍ、深さ２ｍのコンクリート製貯留槽に貯留した高含水建設汚泥に４０ｍｍ以下に調整した瓦破砕材を投入し、建設機械を用いて混合撹拌した。なお、上記の高含水建設汚泥には水が９９％含まれ、その混合比は、高含水建設汚泥１００重量部に対し、瓦破砕殻２００重量部であった。つぎに、建設機械を用いてホッパーに投入し、その下部からベルトコンベアーによりミキサーに搬送し、普通ポルトランドセメントを添加しながら混練した。その後、ミキサー下部のベルトコンベアーを用いて排出した。なお、セメントの添加量は、建設汚泥と瓦破砕殻の合量の２０％とした。

上記の排出物を山積みの状態で１週間保持し、脱水させながら自然養生を行うことにより固化させた。養生後、４０ｍｍ以下に破砕した。ＪＩＳＡ１１０２「骨材のふるい分け試験方法」による粒度試験結果を図１に示す。図１はＪＩＳＡ５００１「道路用砕石」に規定されているクラシャラン４０ｍｍ（Ｃ４０）の粒度範囲に適合していることを示している。また、ＪＩＳＡ１２１１によるＣＢＲ試験結果を図２に示す。図２の締固め度９０％における修正ＣＢＲ値の６３．３％は、社団法人日本道路協会発行の「舗装施工便覧（平成１８年版）」の７８ページ表−５．２．１「下層路盤材料の品質規格」に記載されている基準値の２０％以上の値であり、また、締固め度９５％における修正ＣＢＲ値の８９．９％は、同８４ページ表−５．３．１「上層路盤材料の品質規格」に記載されている基準値の８０％以上の値であり、実施例１は、締固め度に依存するが、上層路盤材、下層路盤材共に使用できることを示している。

瓦破砕殻の粒度を２５ｍｍ以下にし、普通ポルトランドセメントを高炉セメントに置き換え、セメントの添加量を建設汚泥と瓦破砕殻の合量の１０％とした以外は、実施例１記載の方法と全く同じ処理を行った。粒度試験結果を図３に示す。図３はＪＩＳＡ５００１「道路用砕石」に規定されているクラシャラン４０ｍｍ（Ｃ４０）の粒度範囲に適合していることを示している。また、ＣＢＲ試験結果を図４に示す。図４の締固め度９０％における修正ＣＢＲ値の４３．０％は、前記の「下層路盤材料の品質規格」に記載されている基準値の２０％以上の値であり、また、締固め度９５％における修正ＣＢＲ値の１１２．８％は、前記の「上層路盤材料の品質規格」に記載されている基準値の８０％以上の値であり、実施例２も、締固め度に依存するが、上層路盤材、下層路盤材共に使用できることを示している。

実施例２と同様に、瓦破砕殻の粒度を２５ｍｍ以下にし、普通ポルトランドセメントを高炉セメントに置き換え、さらに、セメントの添加量を建設汚泥と瓦破砕殻の合量の５％とした。実施例１記載の方法と同様の処理を行った。養生後の破砕粒度を１０ｍｍ以下とし、再生砂土とした。粒度試験結果を図３に示す。また、この再生砂土のコーン指数は２２５０ｋＮ／ｍ^２であった。この値は、社団法人地盤工学会発行の「土質試験の方法と解説（第一回改訂版）」の２６９ページ表−５．３．１「建設発生土に関連する土質区分基準表」では第２種建設発生土に分類され、工作物の埋戻し、道路（路床）盛土、土木構造物の裏込め、道路路体用盛土等の適用用途標準（同上、２７０ページ表−５．３．２（ａ））によると、全ての用途にそのままで使用可能なものに分類される値である。

有効利用が望まれている建設汚泥と建設廃材の瓦を全量利用でき、かつ、高強度の路盤材として利用できる。また、埋め立て材としても利用でき、環境保全にも役立つ。

実施例１のＪＩＳＡ１１０２による粒度試験結果である。実施例１のＪＩＳＡ１２１１によるＣＢＲ試験結果である。実施例２のＪＩＳＡ１１０２による粒度試験結果である。実施例２のＪＩＳＡ１２１１によるＣＢＲ試験結果である。実施例３のＪＩＳＡ１１０２による粒度試験結果である。

Claims

９０％以上の水を含有する高含水建設汚泥に１．５〜２．５倍量の４０ｍｍ以下の瓦破砕殻を投入し、混合したのち、配合割合が建設汚泥と瓦破砕殻の合量の２０％以下のセメントを練り混ぜ、得られた混練物を山積みの状態で１週間以上保持し、脱水させながら自然養生を行うことにより固化させたのち、４０ｍｍ以下に破砕し、路盤材や埋め立て材として利用することを特徴とする建設汚泥の有効利用方法。