JP2003033798A - 建設汚泥のリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設工事に係る掘削工事に伴って排出される
建設汚泥を、路盤材として利用可能な再生クラッシャラ
ンや再生粒度調整砕石として再生することができる建設
汚泥のリサイクル方法を提供すること。 【解決手段】 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
生粒度調整砕石を得ることを特徴とする建設汚泥のリサ
イクル方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建設汚泥のリサイク
ル方法に関し、より詳しくは建設汚泥を路盤材として再
利用することを可能とする建設汚泥の有効なリサイクル
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設工事に係る掘削工事にて排出され
る、水分を多量に含んだ微細な粒子からなる建設汚泥
は、産業廃棄物として取り扱われており、従来、排出さ
れた建設汚泥は脱水して含水率を下げた後にそのまま埋
め立て処分されていた。しかしながら、埋め立て処分場
の確保は年々困難となっており、特に建設汚泥排出量の
多い大都市圏では埋め立て処分場が確保できないため、
遠方の処分場まで輸送しなければならず処理コストの高
騰を招いていた。そこで、近年、建設汚泥にセメントや
生石灰等を混合して固化することにより、建設汚泥を再
生資源としてリサイクルしようとする試みもなされてい
る。しかしながら、このようにして得られた再生材は、
埋め戻し材や盛り土などにしか使用することができず、
その用途が限定されて利用価値も低いことから、排出さ
れる膨大な建設汚泥の処理方法としては必ずしも有効な
リサイクル方法とは言えなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる実情に
鑑みてなされたものであって、建設工事に係る掘削工事
に伴って排出される建設汚泥を、路盤材として利用可能
な再生クラッシャランや再生粒度調整砕石として再生す
ることができる建設汚泥のリサイクル方法を提供せんと
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、請求項１に係る発明では、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を得ることを特徴と
する建設汚泥のリサイクル方法とした。請求項２に係る
発明では、前記所定粒度範囲よりも大径の造粒物を前記
コンクリート殻と共に破砕処理して所定粒度範囲の造粒
物とし、所定粒度範囲以下の小径の造粒物を再生砂とし
て回収することを特徴とする請求項１記載の建設汚泥の
リサイクル方法とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る建設汚泥のリ
サイクル方法の実施形態について図面を参照しつつ説明
する。図１は、本発明に係る建設汚泥のリサイクル方法
の好適な実施形態を示すフローチャートである。本発明
において原料となる建設汚泥の種類は特に限定されず、
泥水式シールド工法、連続地中壁工法、アースドリル工
法等により排出される泥水状汚泥、泥土圧シールド工法
やアースドリル工法等により排出される泥土状汚泥、高
圧噴射攪拌工法やソイルセメント壁工法等により排出さ
れる自硬性汚泥のいずれもが使用できる。

【０００６】これらの建設汚泥は、先ず脱水処理される
ことにより脱水ケーキとされる。脱水処理に際しては、
通常の汚泥の脱水処理に使用される装置を使用すること
ができ、例えば真空ろ過機、加圧ろ過機、重力ろ過機等
を使用することができる。また、機械式脱水が困難な泥
土状汚泥の場合には、天日乾燥により脱水ケーキとして
もよい。この脱水処理の際、汚泥中に礫などの不要物が
混入している場合には、破砕装置により礫を取り除いて
おく。

【０００７】次いで、脱水処理して得られた脱水ケーキ
に、固化剤と水と添加剤を加えて混練することにより造
粒する。本発明においては、固化材としてセメントが使
用され、添加剤としては鉱滓が使用される。混練処理
は、造粒機に脱水ケーキとセメントと水と鉱滓を投入す
ることにより行われ、この造粒機への各材料の投入は、
先ず脱水ケーキを造粒機に投入して計量ミキサーにより
重量を測定し、投入重量が設定値に達すると自動的に予
め定められた量のセメントと水と鉱滓とが更に投入され
るように制御される。造粒機としては、汚泥の造粒のた
めに使用されている公知の造粒機がいずれも好適に使用
可能であり、例えば円筒内に螺旋状の攪拌羽根を備えた
トルネードフィン型の造粒機等を使用することができ
る。この造粒機による混練処理は例えば３〜６分間程度
行われ、その結果、投入された汚泥はその粒径を増し、
粒状の生成物（造粒物）としてベルトコンベアから順次
取り出される。

【０００８】造粒機による混練処理にて得られた生成物
は、プール内にて水中で一定期間、例えば１週間程度養
生される。この水中での一定期間の養生によって固化材
として配合されたセメントが水を吸収し、これによって
生成物の強度を向上させることができる。一定期間養生
された生成物は、次いで１日程度かけて自然乾燥（風
乾）され、含有水分がとばされる。

【０００９】乾燥後の生成物は、分級機によって所定の
粒度別に分級される。分級機としては、例えば振動ふる
い機が使用される。この振動ふるい機においては、投入
された生成物は先ず粒径４０ｍｍを超える成分と４０ｍ
ｍ以下の成分とに分別され、次いで４０ｍｍ以下の成分
は更に複数の粒度範囲からなる成分に分別される。この
分別の粒度範囲は、例えば０〜３ｍｍ、３〜１０ｍｍ、
１０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍとされるが、分別され
る粒度範囲は特にこの大きさに限定されるものではな
く、各粒度範囲を異ならせて分別してもよい。そして、
複数の粒度範囲に分別された４０ｍｍ以下の成分のう
ち、最も粒径が小さい成分（上記の例では０〜３ｍｍの
成分）は再生砂として回収され、これ以外の成分は後述
するように再生クラッシャラン及び再生粒度調整砕石の
製造に供される。ここで、最も粒径が小さい成分を再生
クラッシャラン及び再生粒度調整砕石の製造のために使
用しないのは、このような小径成分を使用すると、再生
クラッシャラン及び再生粒度調整砕石としての粒度分布
を満たさなくなる可能性が高いためである。

【００１０】本発明は、このようにして得られた建設汚
泥からの生成物をそのまま再生材として使用せずに、コ
ンクリート殻から得られる再生骨材と混合することによ
って再生クラッシャラン及び再生粒度調整砕石を得るこ
とを特徴とするものであって、建設汚泥からの生成物と
混合される再生骨材は、例えば以下のようにして得るこ
とができる。

【００１１】先ず、建築物の解体等によって排出された
コンクリート殻を、ジョークラッシャーからなる１次破
砕設備にて１次破砕し、次いでインペラー等のインパク
トクラッシャーからなる２次破砕設備により２次破砕す
ることで粒径を４０ｍｍ以下とする。ここで、上記した
建設汚泥からの生成物のうち、４０ｍｍを超える成分は
２次破砕設備に供給されて破砕されることによって４０
ｍｍ以下の粒径とされる。

【００１２】２次破砕設備によって４０ｍｍ以下とされ
たコンクリート殻及び建設汚泥からの生成物は、振動ふ
るい機等の分級機によって所定粒度別に分級される。こ
の分級は、前記した建設汚泥からの生成物の分級と同じ
粒度範囲となるように行われ、例えば０〜３ｍｍ、３〜
１０ｍｍ、１０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍの４つの成
分に分別される。尚、図１中では０〜３ｍｍの成分を再
生砂、３〜１０ｍｍ、１０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍ
の成分を再生砕石と表している。

【００１３】分級により得られた４つの成分は、前記し
た建設汚泥からの生成物のうち３〜１０ｍｍ、１０〜２
５ｍｍ、２５〜４０ｍｍの３つの成分と混合される。こ
のような混合を行うことによって、下層路盤材として使
用可能な再生クラッシャラン（ＲＣ−４０）及び上層路
盤材として使用可能な再生粒度調整砕石（ＲＭ−３０）
を得ることができる。

【００１４】上記したように本発明は、建設汚泥からの
生成物をそのまま再生資源として利用するのではなく、
コンクリート殻から得られる再生骨材と混合することに
よって、より利用価値の高い再生資源（再生路盤材）を
得ることを可能としたものである。

【００１５】

【試験例】以下、本発明に係る方法において得られる建
設汚泥からの生成物及び最終的に得られる再生骨材につ
いての試験結果を示すことにより、本発明の効果をより
明確なものとする。

【００１６】１）ふるい分け試験 造粒機による造粒前（混練工程前）の建設汚泥（以下、
汚泥又は建設汚泥という）と造粒後（混練工程後）の生
成物（以下、造粒物という）の両方について、ふるい分
けを行ってその粒度分布を調べた。試験方法は「土の粒
度試験」（JISA 1204）に準拠して行った。試験結果を
表１及び図２に示す。

【表１】 表１及び図２から、混練工程を経ることによって、汚泥
の細粒分が造粒されて粒度分布が粒径の大きい礫や砂の
性状へと変化していることが分かる。これは、セメント
の固化による粒体の凝集作用によるものと考えられる。

【００１７】２）透水性試験 建設汚泥と造粒物の両方について、透水性試験を行っ
た。試験方法は「土の透水試験（変水位）」（JIS A 12
18）、「土の透水試験（定水位）」（JIS A 1218）に従
って行い、供試体の締固めは水締めを行った。試験結果
を表２に示し、土の種類別の透水係数を図3に示す。

【表２】 表２及び図３から明らかなように、汚泥は微細砂やシル
ト等と同等の透水係数であったのに対し、造粒物は砂と
同等であった。このことから、本発明の方法によって建
設汚泥は透水性の良いものに改良されたことが分かる。

【００１８】３）比重及び吸水率試験 造粒物について、比重及び吸水率を測定した。試験方法
は「細骨材の比重および吸水率試験」（JIS A 1109）に
準拠して行った。試験結果を表３に示す。

【表３】 表３から分かるように、造粒物は吸水率が27.11％と高
かった。

【００１９】４）すりへり減量試験 造粒物が積み込みや敷き均しの際に細粒化を起こさない
かを調べるためにすりへり減量試験を行った。試験方法
は製造後７日目に２．５〜５ｍｍの粒度成分を試料とし
て「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」
（JIS A 1121）により行った。尚、養生条件が変わる恐
れがあるため、水洗・乾燥の過程を省略した。試験結果
を表４に示す。

【表４】 表４に示されるように、造粒物のすりへり減量は25.6％
であった。再生骨材はすりへり減量が５０％以下とされ
ているため、造粒物は再生骨材として使用可能なすりへ
りに対する抵抗性があり、細粒化しにくいと考えられ
る。

【００２０】５）溶出試験 造粒物の安全性を確認するために、造粒物の溶出試験を
行った。試験方法は製造後７日目の試料を用いて「産業
廃棄物に含まれる金属等の検定方法」に準拠して行なっ
た。試験結果を表５に示す。表中の「基準値」とは、
「金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める総理
府令」に定める数値を示す。

【表５】 表５に示されるように、造粒物は全ての基準値を満たし
ていた。

【００２１】６）コーン指数 「建設廃棄物処理指針」では汚泥のコーン指数は200ｋN
／ｍ^２以下とされている。そこで、造粒物の強度を調べ
た。試験方法は「締固めた土のコーン指数試験」（JGS
0716,25回／３層）に準拠して行った。試験結果を表６
に示し、土質区分基準を表７に示す。

【表６】

【表７】 表６及び表７に示す結果から、造粒物のコーン指数は第
２種改良土の規格値を超えており、砂、礫状を呈してい
ることから、第１種改良土に該当すると考えられる。

【００２２】７）ＣＢＲ試験 造粒物とコンクリート殻から得られた再生骨材（図１の
フローチャートにより得られたもの）とを混合し粒度調
整して得られたＲＣ−４０についてＣＢＲ試験を行っ
た。試験方法は「突固め試験」（JIS A 1210）、「修正
ＣＢＲ試験」（JIS A 1211 舗装道路便覧）に基づいて
行った。試験結果を表８に示し、規格値を表9に示す。

【表８】

【表９】 表８及び表９に示す結果から、ＲＣ−４０の規格値もＲ
Ｍの規格値も満たしていることが分かった。このことか
ら、本発明に係る方法により得られた最終製品である再
生骨材は、路盤材として充分に使用可能であると言え
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明は、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
整砕石を得ることを特徴とする建設汚泥のリサイクル方
法であるから、従来その一部が埋め戻し材や盛り土とし
て再利用されているに過ぎなかった建設汚泥を、より利
用価値の高い路盤材としても再利用することが可能とな
り、建設汚泥のリサイクルに大きく貢献することができ
る。

【００２４】請求項２に係る発明は、前記所定粒度範囲
よりも大径の造粒物を前記コンクリート殻と共に破砕処
理して所定粒度範囲の造粒物とし、所定粒度範囲以下の
小径の造粒物を再生砂として回収することを特徴とする
請求項１記載の建設汚泥のリサイクル方法であるから、
処理効率を高めることができるとともに最終的に得られ
る再生骨材の品質を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設汚泥のリサイクル方法の好適
な実施形態を示すフローチャートである。

【図２】ふるい分け試験の結果を示すグラフである。

【図３】土の種類別の透水係数を示す図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、請求項１に係る発明では、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
と鉱滓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を得て、前記所定粒度
範囲よりも大径の造粒物を前記コンクリート殻と共に破
砕処理して所定粒度範囲の造粒物とし、所定粒度範囲以
下の小径の造粒物を再生砂として回収することを特徴と
する建設汚泥のリサイクル方法とした。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、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
る固化剤と水と鉱滓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を得る
ことを特徴とする建設汚泥のリサイクル方法であるか
ら、従来その一部が埋め戻し材や盛り土として再利用さ
れているに過ぎなかった建設汚泥を、より利用価値の高
い路盤材としても再利用することが可能となり、建設汚
泥のリサイクルに大きく貢献することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】さらに本発明は、前記所定粒度範囲よりも
大径の造粒物を前記コンクリート殻と共に破砕処理して
所定粒度範囲の造粒物とし、所定粒度範囲以下の小径の
造粒物を再生砂として回収することを特徴とする建設汚
泥のリサイクル方法であるから、処理効率を高めること
ができるとともに最終的に得られる再生骨材の品質を高
めることが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D052 AA04 AA05 AA15 AC04 BA01 BA03 BA05 BA08 BA11 4D021 CA03 EA10 4D059 AA30 BD18 BE13 BE14 BE15 BE37 BK08 BK11 BK30 CB04 CC04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   生粒度調整砕石を得ることを特徴とする建設汚泥のリサ
   イクル方法。
2. 【請求項２】 前記所定粒度範囲よりも大径の造粒物を
   前記コンクリート殻と共に破砕処理して所定粒度範囲の
   造粒物とし、所定粒度範囲以下の小径の造粒物を再生砂
   として回収することを特徴とする請求項１記載の建設汚
   泥のリサイクル方法。