JP2002166294A - シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法 - Google Patents
シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法Info
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Landscapes
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Abstract
より強度などの製品品質が従来のブロック製品と同等あ
るいはそれ以上のブロック製品の製造方法を提供する。 【解決手段】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層の表裏両
面の少なくとも片面に、シリカ含有泥土スラッジにカル
シウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料を表層と
して積層するとともに、この積層体を加圧成形してブロ
ック製品素地となし、しかる後、このブロック製品素地
を水熱固化処理により固化してブロック製品を得る。
Description
O2)含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにそ
の製造方法に関するものである。なお、シリカ含有泥土
スラッジとは、建設汚泥、浚渫土処理濁水、砕石プラン
ト(含む砂利プラント)で発生する濁水、同プラントで
発生する石粉などのシリカ含有副産物を対象とし、これ
らのものから水を分離して得られた泥分、あるいは更に
濃縮脱水して得られた泥土ケーキのことである。
や建築用等の砕石,砕砂を生産する砕石プラントは、石
切り場で発破した1m程度の大きさの石をプラント上流
部分にある原料工場(破砕室)に投入し、破砕機により
破砕し、篩で砕石の粒度別に篩分けし、規格外の大きな
砕石については破砕と篩分け選別を繰り返して行き、最
終的に規格粒度別に破砕選別された砕石、砕砂を製品と
して出荷するようにしたものであり、粒度5mm以下の
コンクリート用細骨材を生産する製砂設備はプラント下
流部分に設置されている。
向上を目的として付着泥分,不要微細石粒子などを除去
すべく破砕品を水で洗浄するようにしている。特にコン
クリート用細骨材(砕砂)では製品中に含まれる75μ
m以下の微細石粒子の含有量が制限されており、細骨材
生産の際には、前記微細石粒子を除去するなどのために
粒度5mmアンダーの破砕品の水洗が行われる。この水
洗を行う湿式の設備での使用後の洗浄水は、75μm以
下程度の微細な石粒子及び/又は泥分を重量で5〜10
%程度含む泥水であり、「濁水」と呼ばれている。そし
て濁水は、シックナとフィルタプレス等の濃縮・脱水用
の機械設備、あるいは沈殿池式設備により、水と分離さ
れた泥分が濃縮脱水されて、シリカを含有し水分を含む
泥土スラッジである泥土ケーキにされる。なお、このよ
うな濁水の処理による泥土ケーキは「濁水ケーキ」と呼
ばれており、例えばコンクリート用細骨材を生産する場
合、重量で細骨材生産量の約10%程度発生する。
減少を図るべく、この泥土ケーキは生石灰、セメント等
と単に混合されて、埋立て材、盛土材などの低強度材と
して利用されている。
度(一軸圧縮強度)は10kg/cm2程度以下と低
く、用途が前述の埋立て材、盛土材など低強度の土木資
材に限られてしまい、常時安定的に大量需要がなく利用
量の拡大が期待できず、有効な廃棄物低減化になってい
ないのが実情である。
石粉)について説明する。砕石プラントの製砂設備で
は、粒度5mmアンダーの破砕品について、前述した7
5μm以下の微細石粒子を除去するためにエアセパレー
タ等の乾式分級機で分級し、しかる後、除去仕切れずに
残った微細石粒子の除去を前述の水洗により行うという
製砂工程を採用している設備もある。このような製砂工
程の場合、前記エアセパレータ等による分級によって主
に75μm以下の微細石粒子が副産物として発生する。
この微細な石粒子は石粉(乾燥石粉)と呼ばれている。
コンクリート用細骨材を生産する場合、石粉は重量で細
骨材生産量の約10%程度発生する。
流部分には、前述したように粒度別に砕石を生産するた
めの破砕機や篩装置などが備えられており、これらの装
置では集塵機によって捕集される集塵ダストとして微細
な石粒子(粒度:平均15μm)である石粉(乾燥石
粉)が副産物として発生する。
動コンクリートの混合材である石灰石粉の代替え品とし
て利用すべく開発が進められているものの、現状ではこ
れ以外には用途がなく、実質的に廃棄物となっているの
が実情である。なお、河川の岩石を原石とするいわゆる
砂利プラントで副産物として発生する濁水,石粉につい
ても、資源として利用されていないのが実情であり、こ
こではこの砂利プラントをも含めて砕石プラントとい
う。
土処理濁水、建設汚泥がある。浚渫土処理濁水について
説明すると、通常、浚渫土(湖沼、川、ダム湖などを浚
渫する際に発生する土砂)は含水率が高く、ふるい分け
機などによって浚渫土を大・中・小の石、砂などに分離
する際には、水洗に伴う濁水が発生する。また、建設汚
泥は、周知のように、地中連続壁工法、泥水式シールド
工法、高圧噴射攪拌工法などの土木建設工事に伴って発
生する含水率が高く粒子の微細な泥状の掘削物である。
設汚泥については、その大部分が減容化のために泥土ケ
ーキ(シリカ含有泥土スラッジ)にされているだけであ
り、環境保全の観点からも廃棄物の低減につながる有用
なプロセスが強く希求されている。
泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント(含む砂利プラン
ト)で発生する濁水、同プラントで発生する石粉などの
シリカ含有副産物から得られる各泥土ケーキ(シリカ含
有泥土スラッジ)を対象として、その用途の拡大を図る
べく鋭意調査、研究を行い、先に、シリカ含有泥土スラ
ッジの処理方法を開発し提案した(特願2000−21
24号参照)。
方法の基本構成は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウ
ム化合物を混合して泥土質原料を得る混合工程と、前記
泥土質原料を原料として造粒を行って造粒物を得る造粒
工程と、前記造粒物を水熱処理により固化して固化物を
得る水熱固化(オートクレーブ養生)工程とを備えてな
るもので、この処理方法を泥土ケーキ(シリカ含有泥土
スラッジ)に施して得られた固化物は、強度及び低吸水
性に優れ、コンクリート用細骨材、道路用路盤材、園芸
用資材など広い用途に利用可能となり、引いては廃棄物
の減少化を図ることができた。
的として鋭意調査、研究を行った結果、シリカ含有泥土
スラッジの新たな用途として舗装用ブロック、園芸用ブ
ロックなどのブロック製品への適用を見出したものであ
る。
等の舗装材として様々な形状の舗装用ブロックが使用さ
れている。この舗装用ブロックは、骨材、砂、セメント
を原料とし、これに水を加えて混合した上で成形機にか
けてブロック形状とし、更に自然養生、又は蒸気養生し
て製造される。その製造の際、デザイン性、意匠性を高
めるために表面の層(表層:全体の重量比で約1/10)
のみ顔料を混合し、多種多様な色彩のブロックとして生
産されている。また、一般に表面の色は顔料の種類や添
加割合の調整、表面の粗度(肌合)は混合する骨材の大
きさや種類により調整される。
用ブロックの表層は、骨材、砂、セメント、顔料の混合
物であり表面に骨材の地肌が現れるため、その部分のみ
骨材の色の影響で色むらが発生しやすい。またブロック
製造直後の仕上がりは良好でも、舗装用ブロックの場合
は必然的に摩耗が進行し、骨材の地肌の露出は避けられ
ない。その場合、ブロック自体の機能は満足しても意匠
性を著しく損なうことになる。
あって、その目的は、シリカ含有泥土スラッジを用いて
外観はもとより強度などの製品品質が従来のブロック製
品と同等あるいはそれ以上のブロック製品、及びそのブ
ロック製品の製造方法を提供することである。
めに、本発明(請求項1)に係るシリカ含有泥土スラッ
ジを用いたブロック製品は、シリカ含有泥土スラッジに
カルシウム化合物を混合してなる泥土質原料のブロック
基層と、このブロック基層の表裏両面の少なくとも片面
に形成された、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物と顔料を混合してなる泥土質原料の表層と、よりな
るものである。シリカ含有泥土スラッジは、上述したよ
うに粒子が細かい(通常75μm以下)ためブロックに
成形した場合、表面粗度が骨材を原料とした従来のブロ
ックに比べて緻密にでき、またブロック成形直後はもと
より使用で摩耗しても色むらの発生を抑えることができ
る。
スラッジを用いたブロック製品の製造方法は、シリカ含
有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土
質原料のブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に、
シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混
合してなる泥土質原料を表層として積層するとともに、
この積層体を加圧成形してブロック製品素地となし、し
かる後、このブロック製品素地を水熱固化処理(オート
クレーブ養生)により固化してブロック製品を得るもの
である。
有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土
質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物
と顔料を混合してなる泥土質原料が、共に10〜25%
の含水率に調整されるように混合されることが好ましい
(請求項4)。その理由は、含水率が10%未満では泥
土質原料の粒子同士の付着力が弱く加圧成形しても成形
型から外すと型崩れして成形がし難くい、一方25%を
超えると泥土質原料の流動性が高くなり、加圧成形の際
に加圧すると成形型の隙間から水が噴出し、また成形圧
の調整が困難となるためで、従って、泥土質原料の含水
率は10〜25%の範囲内に調整することが好ましい。
たブロック製品及びその製造方法においては、シリカ含
有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土
質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物
と顔料を混合してなる泥土質原料は、共に補強繊維が混
合されてあってもよい。通常シリカ含有泥土スラッジを
原料とした水熱固化成形品の強度を上げる場合、セメン
トの含有量を上げ、シリカ含有泥土スラッジの含有量を
下げる必要があるが、補強繊維を混合することで、シリ
カ含有泥土スラッジの含有量を下げることなく強度の向
上が図れる。この場合、補強繊維としては、アラミド繊
維、グラスファイバー、カーボン繊維等のオートクレイ
ブ養生を行っても品質の変化が少ない材質の繊維が望ま
しい。また、繊維長さとしては、十分な製品強度を得る
ためには0.2mm以上が好ましいが、混合中に繊維が
絡まることにより均一分散が損なわれることを防ぐため
にはその上限を5mmを超えない範囲とすることが望ま
しい。そして、より望ましくは0.2〜3mmがよく、
この範囲であればスラッジ中の分散性が向上し強度のば
らつきの減少が十分期待できる。
て図面を参照して説明する。図1、図2は、本発明に係
るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造
方法を適用した工程説明図であって、図1は上工程、図
2は図1に続く下工程を示す。
した75μm以下の微細な石粒子及び/又は泥分を含む
泥水をフィルタプレス等で脱水して得た泥土ケーキ(シ
リカ含有泥土スラッジ)が原料として投入される。そし
て、泥土ケーキは、原料ホッパ1内で解砕スクリューに
より、また切り出される際にはカットスクリューとフィ
ードロールにより解砕され、コンベア2を介してミキサ
ー3へと送給される。
化合物が貯蔵されている。そして、カルシウム化合物
は、スクリューフィーダ5により所定量切り出されてサ
ービスタンク6を介してミキサー3へと切り出されるよ
うになっている。また同様に、顔料タンク7にはFe2
O3を主成分とした顔料或いはその他の顔料が貯蔵され
ており、その顔料は、ベルトフィーダ8により所定量切
り出されてサービスタンク6を介してミキサー3へと切
り出されるようになっている。この場合、切り出し量
(混合割合)はミキサー3に付属のロードセル、及びサ
ービスタンク6に付属のロータリーフィダーにより任意
に調整ができるようになっている。
出されたシリカ含有泥土スラッジと石灰タンク4から切
り出されたカルシウム化合物を均一に混合したり、或い
は原料ホッパー1から切り出されたシリカ含有泥土スラ
ッジと石灰タンク4から切り出されたカルシウム化合物
と更に顔料タンク7から切り出された顔料とを均一に混
合することができる。
ルシウム化合物を混合したものは、ブロック製品の基層
用泥土質原料として搬送コンベア9、更に可逆回転可能
なコンベア10を介して基層材貯蔵サイロ11へと送給
されて貯蔵される。他方、ミキサー3でシリカ含有泥土
スラッジとカルシウム化合物と顔料とを混合したもの
は、ブロック製品の表層用泥土質原料として搬送コンベ
ア9、更に可逆回転可能なコンベア10を介して表層材
貯蔵サイロ12へと送給されて貯蔵される。
泥土質原料と表層材貯蔵サイロ12に貯蔵された表層用
泥土質原料は、ブロック成形機13に付帯されている基
層材フィーダ14と表層材フィーダ15とにコンベア1
6と17とを介してそれぞれ送給される。そして、ブロ
ック成形機13においては、まず基層材フィーダ14か
ら基層用泥土質原料の所定量が型内に供給され、続いて
その上に表層材フィーダ15から所定量の表層用泥土質
原料が供給された後、加圧成形し、ブロック製品素地1
8が成形される。このブロック製品素地18は、コンベ
ア19を介して搬出され、パレットに載せて自動搬送シ
ステム装置20内の棚に載置、収納される。
れたブロック製品素地18は、パレットに載せたままで
水熱固化処理(オートクレーブ養生)用運搬台車21に
積載され、オートクレーブ22内に搬入して所定条件の
オートクレーブ養生が行われる。このオートクレーブ養
生によりブロック製品素地18は固化しブロック製品2
3として製造される。オートクレーブ養生後、運搬台車
21はオートクレーブ22内からを搬出され、ブロック
製品23はパレットに載せたままで運搬台車21から自
動搬送システム装置20内の棚に載置、収納され、必要
の都度ブロック製品23として出荷される。
施して製造されたブロック製品23は、粒子が細かい通
常75μm以下のシリカ含有泥土スラッジを主原料とし
て、これにカルシウム化合物を混合してブロック基層
を、またこれにカルシウム化合物と顔料を混合して表層
を構成しているので、表面粗度が骨材を原料とした従来
のブロックに比べて緻密であり、またブロック成形直後
はもとより使用で摩耗しても色むらの発生が起こり難
い。
率15%、B:含水率7%、C:含水率30%の3種類
を、表層用泥土質原料としてD:含水率15%(顔料2
%混合)を準備して、下記成形条件でプレス成形、振動
成形を行った。 プレス成形機:型に所定量の基層用泥土質原料を供給
後、一次プレス(1秒)して表面を均す。次に表層用泥
土質原料を供給し二次プレスする。 振動成形機:テーブル(型枠)に基層用泥土質原料と
表層用泥土質原料を供給後、型枠蓋(プレス)を降下さ
せ、低い面圧をかける。その状態でテーブル部、プレス
部をそれぞれ振動させ成形する。振動機は重りを交換す
ることにより加振力の調整が可能になっている。
に、振動成形結果を表2にそれぞれ示す。なお、プレス
成形では基層用泥土質原料重量:1848g、表層用泥
土質原料重量:205gとし、振動成形では基層用泥土
質原料重量:1663g、表層用泥土質原料重量:18
5gとした。
原料の含水率が15%の試験No.1〜3のものは成形
が良好に行えたが、含水率が7%の試験No.4のもの
は水分が少ないため型から外す際に型崩れが見られた。
また、含水率が30%の試験No.5のものは水分が多
すぎたため型からどろどろの原料が噴出し、面圧を上げ
ることができず成形ができなかった。このようなことか
ら基層用、表層用の何れの泥土質原料も含水率は10〜
25%の範囲内に調整することが好ましい。
原料の含水率が15%の試験No.6、7のものは成形
が良好に行えたが、含水率が7%の試験No.8のもの
は水分が少ないため型から外す際に表面剥離や割れが多
数認められた。また、含水率が30%の試験No.9の
ものは成形はできたものの、水分が多すぎたため型に付
着し型離れが悪い。
に、更に顔料を0%、4%、8%添加したブロックを製
造して、顔料の使用による強度の変化について調査し
た。その結果、顔料が8%以下であれば、圧縮強度、引
張強度とも、日本建築学会「建築工事標準仕様書」(J
ASS)における「JASS7M101」の規格を満た
すとともにほとんど強度変化がなく、通常のコンクリー
ト着色用顔料が使用可能であることが確認できた。
混合しない場合の例であるが、補強繊維を添加混合する
のであれば、例えば、図1に示す石灰タンク4、顔料タ
ンク7に併設して繊維タンクとベルトフィーダを配設
し、これよりサービスタンク6に供給して添加混合させ
ることができる。また、本発明のブロック製品の形状
は、インターロッキングブロック等の直方体状のブロッ
ク形状に限られるものではなく、前記補強繊維を添加し
た場合には、未添加の場合に比べブロック製品の曲げ強
度が格段に向上するため板状のブロック製品とすること
もできる。
に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品に
よれば、粒子が細かい通常75μm以下のシリカ含有泥
土スラッジを主原料として用い、これにカルシウム化合
物を混合してブロック基層を、またこれにカルシウム化
合物と顔料を混合して表層を構成しているので、表面粗
度が骨材を原料とした従来のブロックに比べて緻密にで
きる。またブロック成形直後はもとより使用で摩耗して
も色むらの発生が起こり難い。また、ブロックの強度も
従来ブロックと変わらない。
有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法によれ
ば、粒子が細かい通常75μm以下のシリカ含有泥土ス
ラッジを主原料として用いて、表面粗度が骨材を原料と
した従来のブロックに比べて緻密で、且つブロック成形
直後はもとより使用で摩耗しても色むらの発生が起こり
難い、従来ブロックと変わらない強度のブロック製品を
製造することができ、引いてはシリカ含有泥土スラッジ
(汚泥ケーキ)の有効活用が図れる。
ブロック製品の製造方法を適用した工程説明図であっ
て、上工程を示す。
ブロック製品の製造方法を適用した工程説明図であっ
て、図1の上工程に続く下工程を示す。
3:ミキサー 4:石灰タンク 5:スクリューフィーダ
6:サービスタンク 7:顔料タンク 8:ベルトフィーダ
9:搬送コンベア 10:コンベア 11:基層材貯蔵サイロ 1
2:表層材貯蔵サイロ 13:ブロック成形機 14:基層材フィーダ 1
5:表層材フィーダ 16,17:コンベア 18:ブロック製品素地 1
9:コンベア 20:自動搬送システム装置 2
1:運搬台車 22:オートクレーブ 23:ブロック製品
Claims (5)
- 【請求項1】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層と、この
ブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に形成され
た、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料
を混合してなる泥土質原料の表層と、よりなることを特
徴とするシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製
品。 - 【請求項2】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラ
ッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原
料が、共に補強繊維を混合してなる請求項1に記載のシ
リカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品。 - 【請求項3】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層の表裏両
面の少なくとも片面に、シリカ含有泥土スラッジにカル
シウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料を表層と
して積層するとともに、この積層体を加圧成形してブロ
ック製品素地となし、しかる後、このブロック製品素地
を水熱固化処理により固化してブロック製品を得ること
を特徴とするシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック
製品の製造方法。 - 【請求項4】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラ
ッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原
料が、共に10〜25%の含水率に調整されてなる請求
項3に記載のシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック
製品の製造方法。 - 【請求項5】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラ
ッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原
料が、共に補強繊維を混合してなる請求項3又は4に記
載のシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000367019A JP4466983B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000367019A JP4466983B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002166294A true JP2002166294A (ja) | 2002-06-11 |
| JP4466983B2 JP4466983B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=18837531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000367019A Expired - Lifetime JP4466983B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4466983B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024771A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Yamatakagumi:Kk | 造粒物から成る土木工事用軽量基礎材の製造方法 |
| CN118060195A (zh) * | 2024-04-17 | 2024-05-24 | 四川凯驰环保工程有限公司 | 一种基于玄武岩纤维的干化污泥筛分装置 |
-
2000
- 2000-12-01 JP JP2000367019A patent/JP4466983B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024771A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Yamatakagumi:Kk | 造粒物から成る土木工事用軽量基礎材の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4466983B2 (ja) | 2010-05-26 |
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