JP2003126895A

JP2003126895A - 発生土処理方法並びに処理装置

Info

Publication number: JP2003126895A
Application number: JP2001330278A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Arikawa; 究有川; Kiyomi Sasaki; 清美佐々木; Isao Ishida; 勲石田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-07

Abstract

(57)【要約】【課題】発生土処理方法並びに処理装置において、使
用目的にあった所望の粒状体の処理土を生成可能とす
る。【解決手段】回転ドラム１６内に投入される建設泥土
に対して、粒状化によって生成される生成物の所望の強
度に応じてセメントの添加量を設定すると共に、粒状化
によって生成される生成物の所望の粒径に応じて水ガラ
スの添加量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設土木工事で発
生する建設発生土や掘削工事で発生する建設汚泥などの
発生土を粒状化する発生土処理方法並びに処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発生土処理にあっては、一次処理
系にて、建設現場、例えば、シールド掘削機によるトン
ネル掘削作業現場で発生した発生土を分級機によって砂
礫成分（粒径＞７４μｍ）を分別し、ポンプによって二
次処理系に搬送する。この二次処理系では、砂礫成分が
分別された発生土に対して凝集剤添加装置によって凝集
剤を添加し、脱水機によって脱水処理することで、粘土
シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキが生成され
る。そして、一次処理系で分別された砂礫成分は埋め戻
し材などとして再利用され、二次処理系で生成された脱
水ケーキは産業廃棄物として処理場に搬送し、廃棄処分
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
発生土処理装置では、一次処理系での砂礫成分は埋め戻
し材などとして再利用されるものの、二次処理系での脱
水ケーキは産業廃棄物として処理される。これはシール
ド掘削機によるトンネル掘削作業現場にて、泥水や泥土
に流動性を与えて切羽の安定を確保するために、ベント
ナイト（粘土）を添加している。そのため、脱水ケーキ
はこのベントナイトを含有してスラリー状となってお
り、埋め戻し材などとして再利用することができない。
この場合、脱水ケーキを産業廃棄物処理場まで輸送する
運送費や、処分そのものの費用が多大なものとなり、施
工コスト全体が上昇してしまうという問題が生じると共
に、最終処分場の不足や不法投棄などの社会問題となっ
ている。

【０００４】そこで、本出願人は、特願平10−049269号
の「発生土処理装置」にて、脱水ケーキを産業廃棄物と
せずに粒状化処理することで、埋め戻し材などとして再
利用することを提案している。この「発生土処理装置」
では、二次処理系で処理された脱水ケーキに水ガラス及
びセメントを添加すると共に回転ドラム内で脱水ケーキ
に水ガラスとセメントとを攪拌し、且つ、解砕、分散し
ながら搬送し、内部物質を分断しながら粒子化させるこ
とで粒状体を生成している。

【０００５】この技術では、所定量の水ガラスとセメン
トを添加した発生土（脱水ケーキ）を多数の回転翼によ
り攪拌、解砕、分散しながら搬送して内部物質を分断し
ながら粒子化し、生成した粒状体を排出している。この
場合、発生土に対する水ガラスとセメントの添加量は、
処理された粒状体の品質や処理効率等に大きな影響を与
えることから適正に設定する必要があり、一般には、処
理する発生土の水分量などに基づいて設定している。と
ころが、処理された粒状体からなる処理土は、その用途
により品質が異なるものであり、発生土の水分量に基づ
いて水ガラスとセメントの添加量を設定した場合には、
所望の処理土を生成することができず、用途が限定され
てしまう。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、使用目的にあった所望の粒状体の処理土を生成
可能とした発生土処理方法並びに処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の発生土処理方法は、回転ドラム内
に発生土を投入すると共に吸水剤及び固化剤を添加し、
該回転ドラム内で攪拌混合してゲル化し、ゲル化した発
生土の内部物質を分断して粒状化させる発生土処理方法
において、前記粒状化による生成物の所望の強度に応じ
て前記固化剤の添加量を設定すると共に、前記生成物の
所望の硬さに応じて前記吸水剤の添加量を設定すること
を特徴とするものである。

【０００８】請求項２の発明の発生土処理方法では、前
記固化剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入される発
生土に対する固化剤の割合を表す固化剤の添加率とし、
該固化剤の添加率を下記数式（１）処理土の強度＝（Ａ×固化剤の添加率／水分量）＋Ｂ・・（１）Ａ：土質影響係数Ｂ：処理前の発生土の強度により設定することを特徴としている。

【０００９】請求項３の発明の発生土処理方法では、前
記処理土の強度をコーン指数、ＣＢＲ、一軸強度などの
地盤強度としたことを特徴としている。

【００１０】請求項４の発明の発生土処理方法では、前
記吸水剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入される発
生土に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率とし、
該吸水剤の添加率を下記数式（２）処理土の硬さ＝Ｅ−｛Ｆ×（Ｗ′−Ｇ）／吸水剤の添加率ⁿ｝・・（２）Ｅ：処理土の硬さの最大値Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数により設定することを特徴としている。

【００１１】請求項５の発明の発生土処理方法では、前
記吸水剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入される発
生土に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率とし、
該吸水剤の添加率を下記数式（３）処理土の硬さ＝｛Ｆ×吸水剤の添加率ⁿ／（Ｗ′−Ｇ）｝＋Ｈ・・（３）Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数Ｈ：処理土の硬さの最小値により設定することを特徴としている。

【００１２】請求項６の発明の発生土処理方法では、前
記処理土の硬さを前記生成物の粒径コントロール因子と
したことを特徴としている。

【００１３】請求項７の発明の発生土処理方法では、前
記回転ドラムに対して発生土、吸水剤、固化剤の順に投
入することを特徴としている。

【００１４】請求項８の発明の発生土処理方法では、前
記回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持
すると共に、該回転ドラム内に複数の回転翼を有するア
ジテータを回転自在に支持し、該アジテータの駆動トル
クに応じて固化剤及び吸水剤の添加量を増減するように
微調整することを特徴としている。

【００１５】請求項９の発明の発生土処理方法では、前
記回転ドラムから排出される生成物の粒径に応じて固化
剤及び吸水剤の添加量を増減するように微調整すること
を特徴としている。

【００１６】また、請求項１０の発明の発生土処理装置
は、一方に発生土の投入口が設けられると共に他方に処
理土の排出口が設けられた中空円筒形状をなす回転ドラ
ムと、該回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在
に支持する回転ドラム支持手段と、前記回転ドラム内を
水平に貫通する回転軸に放射状をなす複数の回転翼が螺
旋方向に沿って装着されたアジテータと、該アジテータ
を回転駆動するアジテータ駆動手段と、前記投入口の近
傍に設けられて前記回転ドラム内に吸水剤を添加する吸
水剤添加手段と、前記投入口の近傍に設けられて前記回
転ドラム内に固化剤を添加する固化剤添加手段と、前記
粒状化による生成物の所望の強度に応じて前記固化剤添
加手段を制御すると共に前記生成物の所望の硬さに応じ
て前記吸水剤添加手段を制御する制御手段とを具えたこ
とを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１８】ここで説明する実施形態にて取扱う発生土
は、建設発生土と建設汚泥からなるものである。この建
設発生土は、建設工事に伴って発生する土砂であって、
港湾、河川の浚渫に伴って生ずる土砂、その他に類する
浚渫土と、この浚渫土以外のものからなる。また、建設
汚泥は、浚渫以外の建設工事等に係る掘削工事に伴って
排出されるもののうち、標準ダンプトラックに山積みが
できず、また、その上を人が歩けない状態のものであ
る。

【００１９】図１に本発明の一実施形態に係る発生土処
理装置の概略構成、図２に本実施形態の発生土処理装置
の概略断面、図３に本実施形態の発生土処理装置の一部
切欠側面視、図４に図２のIV−IV断面、図５に図４のＶ
−Ｖ断面を示す。

【００２０】本実施形態の発生土処理装置は、建設工事
に伴って発生する建設泥土を処理するものであって、ま
ず、建設泥土に対して吸水剤としての水ガラス（珪酸ソ
ーダの粉末でもよい）を添加（数μｍ以下の粘土の微粒
子成分の５〜１５％）し、次に、固化剤としてのセメン
トを添加（珪酸ソーダの４〜１０倍）し、水ガラスとセ
メントとが添加された建設泥土を攪拌混合しながら、内
部物質を分断して粒子化させることで粒状体を生成する
ものである。

【００２１】具体的に説明すると、図１乃至図４に示す
ように、床面１１上には架台１２が設置されており、こ
の架台１２上には前後の支持壁１３，１４が立設される
と共に後部支持壁１４には排出シュート１５が取付けら
れており、この前記支持壁１３と排出シュート１５（後
部支持壁１４）との間に中空円筒形状をなす回転ドラム
１６が配設されている。また、この架台１２上には回転
ドラム１６の下方に位置して左右一対の駆動軸１７，１
８が軸受１９，２０により略並行をなして回転自在に支
持されており、この各駆動軸１７，１８の軸方向各端部
には駆動ローラ２１，２２が固結されおり、この左右の
駆動ローラ２１，２２上に回転ドラム１６が載置されて
いる。そして、架台１２内には回転ドラム支持手段とし
てのドラム駆動モータ２３が設置され、出力軸に駆動プ
ーリ２４が固結される一方、各駆動軸１７，１８の中間
部には従動プーリ２５，２６が固結されており、駆動プ
ーリ２４と各従動プーリ２５，２６との間には無端の駆
動伝達ベルト２７，２８が掛け回されている。

【００２２】また、回転ドラム１６の外周部には前後に
位置して支持リング２９，３０が固定される一方、架台
１２には回転ドラム１６を取り囲むように各支持リング
２９，３０に対向して支持フレーム３１，３２が取付け
られており、この各支持フレーム３１，３２の上部には
各支持リング２９，３０の外周面に転動する支持ローラ
３３，３４が装着されている。更に、架台１２には回転
ドラム１６の下方に位置して前後一対の支持ローラ３
５，３６が枢着されており、前部支持リング２９の端面
がこの支持ローラ３５，３６により挾持されている。な
お、回転ドラム１６は、一端部のフランジ部が図示しな
いシール部材を介して前部支持壁１３に摺接する一方、
他端部のフランジ部が図示しないシール部材を介して排
出シュート１５に回転自在に嵌合しており、回転ドラム
１６と前部支持壁１３の摺接部からの建設泥土の漏れを
抑制している。

【００２３】従って、駆動モータ２３を駆動すると、そ
の駆動力が駆動プーリ２４、駆動伝達ベルト２７，２
８、従動プーリ２５，２６を介して各駆動軸１７，１８
に伝達され、左右の駆動ローラ２１，２２が同方向に回
転駆動することで、回転ドラム１６を図３にてＡ方向に
回転することができる。このとき、回転ドラム１６は上
部が各支持リング２９，３０を介して各支持ローラ３
３，３４に支持されており、駆動ローラ２１，２２の駆
動を回転ドラム１６に適正に伝達できる。また、回転ド
ラム１６は前部支持リング２９が支持ローラ３５，３６
に挾持されており、軸方向の移動が拘束されてがたつき
を抑制できる。

【００２４】前部支持壁１３には回転ドラム１６内の上
方に貫通して建設泥土、吸水剤、固化剤をそれぞれ投入
するための３つの投入口３７，３８，３９が形成されて
いる。一方、架台１２上には前部支持壁１３に隣接して
支持台４０により泥土投入用ホッパ４１が取付けられて
おり、このホッパ４１の下部には建設泥土を所定量回転
ドラム１６内に投入できるように回転数を制御可能なモ
ータ４２を有するスクリューフィーダ４３が取付けら
れ、このスクリューフィーダ４３の先端部が投入口３７
を挿通して回転ドラム１６に位置している。また、ホッ
パ４１の上部には大礫、木材、金属片などの異物を排除
する仕分手段としての振動式篩４４が装着され、この振
動式篩４４に隣接して排除された異物を受け取る排出コ
ンベヤ４５が配設されている。更に、ホッパ４１には振
動式篩４４の下方に位置して礫を破砕する破砕手段とし
てのクラッシャ４６が装着されている。そして、ホッパ
４１の上方には建設泥土を搬送してこのホッパ４１に投
入するスクリューコンベヤ４７が延設されている。

【００２５】また、架台１２上には泥土投入用ホッパ４
１に並んで支持台４８により固化剤投入用ホッパ４９が
取付けられており、このホッパ４９の下部には固化剤送
りフィーダ５０を介して固化剤を所定量回転ドラム１６
内に投入できるように回転数を制御可能なモータ５１を
有するスクリューフィーダ（固化剤添加手段）５２が取
付けられ、このスクリューフィーダ５２の先端部が投入
口３８を挿通して回転ドラム１６に位置している。更
に、各ホッパ４１，４９の間に位置して吸水剤供給管
（吸水剤添加手段）５３が配管されており、吸水剤供給
管５３の基端部には吸水剤を所定量回転ドラム１６内に
投入できるように流量調整弁５４及び回転数を制御可能
なモータ５５を有する供給ポンプ５６が装着される一
方、吸水剤供給管５３の先端部が投入口３９を挿通して
回転ドラム１６に位置している。

【００２６】前後の支持壁１３，１４、排出シュート１
５、回転ドラム１６を水平に貫通する回転軸５７が配設
され、この回転軸５７は各支持壁１３，１４の軸受５
８，５９により回転自在に支持される一方、後部支持壁
１４の外面にはアジテータ駆動手段としての駆動モータ
６０が取付けられており、この駆動モータ６０の出力軸
と回転軸５７とがカップリング６１により連結されてい
る。この回転軸５７は回転ドラム１６の回転中心から側
方及び下方にずれた位置にあって、外周部に放射状をな
す複数の回転翼６２が螺旋方向に沿って９０度間隔で取
付けられることでアジテータ６３を構成している。そし
て、排出シュート１５の下部には粒子化した粒状体を排
出する排出口６４が形成され、この排出口６４の下方に
は搬出用コンベヤ６５が設置されている。

【００２７】従って、駆動モータ６０を駆動すると、回
転軸５７が回転して各回転翼６２を回転ドラム１６の回
転方向Ａと異なるＢ方向に回転することができ、アジテ
ータ６３により回転ドラム１６内の建設汚泥、固化剤、
吸水剤を攪拌混合しながら図１にて右方に搬送し、粒状
体を排出口６４から排出して搬出用コンベヤ６５により
搬送することができる。

【００２８】また、回転ドラム１６内の上方には上部ス
クレーパ６６が長手方向に沿って配設されており、一端
部が前部支持壁１３に固定されて他端部が排出シュート
１５に固定されている。この上部スクレーパ６６は各回
転翼６２と対向して設けられており、回転ドラム１６の
回転力によって掻き上げられた吸水剤及び固化剤を含む
建設泥土をこの上部スクレーパ６６の下面に衝突させる
ことで、各回転翼６２側に導くものである。一方、回転
ドラム１６内における各投入口３７，３８，３９の下方
には下部スクレーパ６７が傾斜して配設されており、一
端部が前部支持壁１３に固定されて他端部が自由端とな
っている。この下部スクレーパ６７は前端側の各回転翼
６２と対向して設けられており、各投入口３７，３８，
３９から投入されて回転ドラム１６の回転力によって周
方向に移動する吸水剤及び固化剤を含む建設泥土をこの
下部スクレーパ６７に衝突させることで、排出口６４側
に導くものである。なお、この回転ドラム１６内には上
部スクレーパ６６や下部スクレーパ６７の他に、側部ス
クレーパを設けて攪拌、混合性を向上させるようにして
もよい。

【００２９】排出シュート１５内には回転ドラム１６と
ほぼ同径の円板形状をなす調整板６８が鉛直をなして配
設されており、排出シュート１５の側壁を貫通した複数
の調整ねじ６９の先端部がこの調整板６８に固定されて
おり、各調整ねじ６９の基端部には排出シュート１５に
回転自在に支持されたナット７０が螺合している。従っ
て、各ナット７０を回転して調整ねじ６９を介して調整
板６８を移動すると、排出口６４の開口量を調整するこ
とができ、これによって排出口６４からの排出される粒
状体の排出量を増減し、回転ドラム１６内での粒状体の
滞留時間、つまり、吸水剤と固化剤と建設泥土との攪拌
や混合等を行う処理時間を調整することができる。

【００３０】なお、床面１１上には架台１２の各隅部に
位置して傾斜用油圧ジャッキ７１が設置されている。従
って、この各傾斜用油圧ジャッキ７１を伸縮し、架台１
２等を介して回転ドラム１６を傾斜させることで、前述
した調整板６８と同様に、回転ドラム１６内での粒状体
の滞留時間、つまり、建設泥土の処理時間を調整するこ
とができる。

【００３１】このように構成された本実施形態の発生土
処理装置では、回転ドラム１６内に投入される建設泥土
に対する水ガラス及びセメントの添加量を、粒状化によ
って生成された生成物の所望の強度や所望の硬さなどに
応じて設定することで、使用目的にあった所望の粒状体
の処理土を生成可能としている。

【００３２】即ち、図１に示すように、泥土投入用ホッ
パ４１内の建設泥土はスクリューフィーダ４３により投
入口３７から回転ドラム１６に投入されるものであり、
モータ４２の回転数を制御することで、このスクリュー
フィーダ４３による回転ドラム１６への建設泥土の投入
量を調整することができる。また、固化剤投入用ホッパ
４９内のセメントはスクリューフィーダ５２により投入
口３８から回転ドラム１６に添加されるものであり、モ
ータ５１の回転数を制御することで、このスクリューフ
ィーダ５２による回転ドラム１６へのセメントの添加量
を調整することができる。更に、水ガラスは供給ポンプ
５６により吸水剤供給管５３を通して投入口３９から回
転ドラム１６に添加されるものであり、モータ５５の回
転数を制御することで、この供給ポンプ５６による回転
ドラム１６への水ガラスの添加量を調整することができ
る。そして、この各モータ４２，５１，５５は制御装置
８１により制御可能となっている。

【００３３】従って、制御装置８１は、処理する建設泥
土の状態と所望する処理土（再生土）の種類に応じて各
モータ４２，５１，５５を制御し、建設泥土の投入量、
セメントの添加量、水ガラスの添加量を調整している。
具体的に、セメントの添加量と水ガラスの添加量は下記
数式（１）（２）に基づいて設定されている。

【００３４】セメントの添加量を回転ドラム１６内に投
入される発生土に対するセメントの割合を表すセメント
添加率とすると、下記数式（１）が成り立つ。処理土の強度＝（Ａ×固化剤の添加率／水分量）＋Ｂ・・（１）ここで、処理土の強度とは、所望する再生土の種類に応
じた強度であり、第１種から第４種、泥土、汚泥に分類
され、それぞれ強度が下記表（１）のように設定されて
おり、一般に、コーン指数を用いる。

【００３５】

【表１】

【００３６】また、Ａは土質影響係数である。固化を阻
害する要因は主に活性粘土や有機分であり、土質影響係
数Ａはこれらの成分によって決定される係数であって、
建設汚泥に含有する活性粘土や有機分の量が多くなるほ
ど小さくなる。また、Ｂは処理前の建設泥土の強度であ
り、上記表（１）に基づいて設定される。

【００３７】水ガラスの添加量を回転ドラム１６内に投
入される発生土に対する水ガラスの割合を表す水ガラス
添加率とすると、下記数式（２）あるいは（３）が成り
立つ。処理土の硬さ＝Ｅ−｛Ｆ×（Ｗ′−Ｇ）／吸水剤の添加率ⁿ｝・・（２）処理土の硬さ＝｛Ｆ×吸水剤の添加率ⁿ／（Ｗ′−Ｇ）｝＋Ｈ・・（３）

【００３８】ここで、処理土の硬さとは、所望する混合
直後の処理土の硬さであり、この硬さをコントロールす
ることで粒径コントロールが可能となる。また、Ｅ及び
Ｈは、試験方法によって決定される硬さの最大値及び最
小値で、処理土の種類（処理土の粒径）によって決定さ
れる。この数式（２）及び（３）は、泥土及び吸水剤の
種類や再生土の品質によって選択して使い分ける。更
に、Ｆは土の吸水性と硬さの関係の係数であり、試験方
法によって決定されるものであって、吸水性の微粒子を
含むものほど小さくなる傾向がある。Ｗ′はセメントの
添加による水分の吸着分を考慮した見掛け水分量であ
る。Ｇは土の保水性（吸水性）などに係る係数であっ
て、保水性の高いもの程大きくなる。ｎは水ガラスの吸
水ゲル化特性に係る係数であって、吸水ゲル化特性の大
きいもの程大きくなる。

【００３９】なお、建設泥土の状態（土質影響係数Ａ、
建設泥土の強度Ｂ、土の吸水性と硬さの関係の係数Ｆ、
見掛け水分量Ｗ′、土の保水性による係数Ｇ、吸水ゲル
化特性の係数ｎ）は、予め処理現場にて建設泥土を分
析、評価しておく。

【００４０】また、建設泥土の状態は、処理の進行に応
じて変化していくことが考えられるため、処理状態に応
じて建設泥土の投入量、セメントの添加量、水ガラスの
添加量を調整する必要がある。

【００４１】即ち、アジテータ６３を駆動する駆動モー
タ６０には、その駆動トルクを検出するトルクセンサ８
２が設けられており、検出したアジテータ６３の駆動ト
ルクを制御装置８１に出力している。建設泥土の粒状化
が進行すると駆動トルクが減少するものであるが、建設
泥土の土質が変化して、例えば、水分が多くなると駆動
モータ６０の負荷が大きくなる。制御装置８１はアジテ
ータ６３の駆動トルクを常時チェックしており、所定時
間内で駆動トルクが小さくならなかったらセメントの添
加量を微増する。一方、所定時間よりも早く駆動トルク
が小さくなったらセメントの添加量を微減する。

【００４２】また、搬出用コンベヤ６５の上方には回転
ドラム１６から排出された粒状体の粒径を計測する計測
センサ８３が設けられており、検出した粒状体の粒径を
制御装置８１に出力している。所望する粒状体の粒径は
予め設定されているが、建設泥土の土質が変化して、例
えば、水分が多くなると粒状体の粒径が大きくなる。制
御装置８１は粒状体の粒径を常時チェックしており、所
望する粒状体の粒径に対して実際の粒状体の粒径が大き
くなったらセメントあるいは水ガラスの添加量を微増す
る。一方、粒状体の粒径が小さくなったらセメントある
いは水ガラスの添加量を微減する。また、制御装置８１
は粒状体の粒径に基づいて建設泥土の投入量を調整して
もよい。なお、計測センサ８３は、例えば、生成された
粒状体を篩にかけてその重量比により計測したり、撮影
した映像を画像処理して計測するものである。

【００４３】ここで上述した本実施形態の発生土処理装
置による建設泥土の処理方法について説明する。

【００４４】図１乃至図３に示すように、建設現場で発
生した建設泥土は図示しない油圧ショベルによりスクリ
ューコンベヤ４７に投入され、このスクリューコンベヤ
４７から泥土投入用ホッパ４１に投入される。この泥土
投入用ホッパ４１では、振動式篩４４が建設泥土から大
礫、木材、金属片などの異物を排除して排出コンベヤ４
５に送出し、クラッシャ４６が振動式篩４４を通過した
建設泥土に含まれる礫を破砕する。そして、モータ４２
により駆動するスクリューフィーダ４３により建設泥土
が投入口３７から回転ドラム１６内に投入される。

【００４５】また、モータ５５により供給ポンプ５６を
駆動し、流量調整弁５４により供給量が調整された吸水
剤としての水ガラスが吸水剤供給管５３を通して投入口
３９から所定量回転ドラム１６内に投入される。更に、
固化剤投入用ホッパ４９には定期的に固化剤としてのセ
メントが供給されており、固化剤送りフィーダ５０及び
モータ５１によりスクリューフィーダ５２を駆動し、固
化剤としてのセメントが投入口３８から回転ドラム１６
に投入される。この場合、水ガラスとセメントの各添加
量は、前述した数式（１）（２）に基づいて設定されて
おり、回転ドラム１６内に投入された建設泥土の状態や
投入量に最適な量の水ガラス及びセメントが添加され
る。

【００４６】この回転ドラム１６内にて、建設泥土に対
して、まず、吸水剤（水ガラス）を添加し、次に、固化
剤（セメント）を添加し、この水ガラスとセメントが添
加された建設泥土を各添加物が均等に分布するまで攪拌
混合するが、このとき、水ガラスとセメントとの反応に
より、建設泥土のベントナイトの微粒子同志が拘束し合
うと共に水分を吸収してゲル化する。そして、ゲル化し
た建設泥土は回転翼６２によって内部の物質を分断、粒
子化されることで粒状体を生成する。

【００４７】即ち、水ガラスはセメントなどと反応して
建設泥土中の微粒子間に珪酸塩を形成し、微粒子を拘束
すると共に、建設泥土中の自由水を取り込みゲル化させ
る。これにより、建設泥土の粘性が増加し、分散粒状化
が可能となる。また、セメントは水硬性を保有してお
り、粒状体の内部に混合されており、内部に取り込まれ
た水分などと反応し、数時間から数日で水和物を生成し
て安定固化する。建設泥土中の微粒子は、水ガラスによ
って拘束された状態で硬化するために大粒化しており、
粒状体は微粒子成分が低減している。

【００４８】ここで回転ドラム１６内での建設泥土の粒
子化処理を具体的に説明すると、前述したように、建設
泥土がスクリューフィーダ４３により投入口３７から回
転ドラム１６内に投入され、水ガラスが供給ポンプ５６
により吸水剤供給管５３を通して投入口３８からドラム
１６内に投入され、セメントがスクリューフィーダ５２
により投入口３８から回転ドラム１６に投入される。こ
のように建設泥土に対して水ガラス、セメントの順で回
転ドラム１６に投入されると、回転ドラム１６内の前端
側（図１にて左側）に位置する投入直後の建設泥土は下
部スクレーパ６７に衝突し、この下部スクレーパ６７に
よって排出口６４側に導びかれる。そして、建設泥土は
回転する回転ドラム１６によって掻き上げられて上部ス
クレーパ６６に衝突し、この上部スクレーパ６６によっ
て下降して回転ドラム１６とは逆に回転するアジテータ
６３に導かれ、各回転翼６２によって解砕されて分散さ
れながら、排出口５６側へ搬送される。

【００４９】このように建設泥土がアジテータ６３の各
回転翼６２によって解砕分散されながら移動することに
より、表面乾燥がなされて次第に粒状体となり、且つ、
小径化していく。そして、この粒状体が所定粒径まで粒
子化されると、回転翼６２によって回転ドラム１６内を
飛翔し、排出口６４から搬出コンベヤ６５上に排出され
る。

【００５０】また、回転ドラム１６内での粒状化処理中
には、トルクセンサ８２がアジテータ６３の駆動トルク
を検出して制御装置８１に出力しており、制御装置８１
はこの駆動トルクの変化に応じてセメント及び水ガラス
の添加量を増減している。また、計測センサ８３は粒状
体の粒径を検出して制御装置８１に出力しており、制御
装置８１は所望する粒状体の粒径に対して実際の粒状体
の粒径の大きさを比較し、その変化に応じてセメント及
び水ガラスの添加量を増減している。なお、制御装置８
１はアジテータ６３の駆動トルクの変化や粒状体の粒径
の変化に応じて建設泥土の投入量を調整してもよい。

【００５１】なお、ここで粒状体とは、土の品質区分で
第１種の発生土に相当するもので、埋戻しや盛り土など
に適用できるものである。具体的には、以下を満たすも
のである。粒度：７４μｍ以下の微粒子分が１０％以下、最大粒
径：１３ｍｍ以下締め固め地盤支持力：ＣＢＲ１０％以上（砕石路盤と
の相対比較基準）排水中に指定有害物質を基準濃度以上含まない。などであるが、いずれも適用箇所や自治体によって多少
の相違がある。

【００５２】このように本実施形態の発生土処理装置に
あっては、無機系の材料を用いて生成された粒状体が強
度と安全性を保有しているため、建設資材として埋戻し
材や盛り土材など、良質土相当として再利用が可能とな
り、廃却処分などの費用を低減することが可能となる。
この場合、粒状体からなる建設資材は、軽量で透水性が
良好であるため、運動場や植木の土壌や造成地の盛土と
して最適であり、また、埋立地の排水ドレーン材として
使用することもできる。また、水ガラスとセメントを粒
子化剤とすることで処理費用が低減すると共に、処理作
業が容易となる。

【００５３】つまり、安全な無機材料である水ガラス
（珪酸ソーダ）と、セメントなど無機系の水硬性材料と
を併用する装置とすることで、安全性を確保できる。ま
た、水ガラスで吸水することにより、比較的高含水比の
泥土に対しても、分散造粒に必要な粘性の増加を可能と
すると共に、微粒子を拘束して大粒化することで粒状体
中の微粒成分を低減できる。更に、従来、処理でコスト
や時間が必要であった乾燥や脱水などの処理が不要とな
り、低コストで高効率に粒状化することができる。そし
て、固化剤を、水ガラスのゲル化反応剤と水和反応によ
る長期強度発現との２つの効果を１度に達成し、装置の
簡素化と低コスト化が図れる。

【００５４】また、本実施形態の発生土処理装置では、
回転ドラム１６内に投入される建設泥土に対する水ガラ
ス及びセメントの添加量を、粒状化によって生成される
生成物の所望の強度や所望の硬さなどに応じて設定して
いる。従って、どのような発生土であっても、使用目的
にあった所望の粒状体の処理土を生成することができ、
また、良質の粒状体を生成することができる。

【００５５】なお、上述した実施形態では、一般に効果
的である回転ドラム１６とアジテータ６３とを逆方向に
回転するようにしたが、泥土の種類によっては同方向に
回転させても処理することができる。また、ここでは、
安全性の面でメリットのある水ガラスとセメントを例に
挙げて説明したが、吸水剤としては、吸水性の高い有機
ポリマーなども同様に使用可能であり、固化材として
は、石灰系や石膏系などでも同様に使用可能である。更
に、発生土、吸水剤、固化材の添加順についても、発生
土の性状や再生品の品質によっては、添加の順番を入れ
替えても、あるいは同時添加でも同様の処理が可能であ
る。

【００５６】また、上述した実施形態において、建設泥
土を粒状化する設備はこの実施形態に限定されるもので
はなく、回転ドラム１６、アジテータ６３、ホッパ４
１，４９、吸水剤供給管５３などは、処理する建設泥土
の種類や処理現場等に応じて適宜最良のものを設定すれ
ばよい。

【００５７】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の発生土処理方法によれば、回転
ドラム内に発生土を投入すると共に吸水剤及び固化剤を
添加して攪拌混合してゲル化し、ゲル化した発生土の内
部物質を分断して粒状化させるとき、粒状化による生成
物の所望の強度に応じて固化剤の添加量を設定すると共
に、生成物の所望の硬さに応じて吸水剤の添加量を設定
するようにしたので、どのような種類の発生土であって
も、使用目的にあった所望の粒状体の処理土を生成する
ことができ、また、良質の粒状体を生成することができ
る。

【００５８】請求項２の発明の発生土処理方法によれ
ば、固化剤の添加量を回転ドラム内に投入される発生土
に対する固化剤の割合を表す固化剤の添加率とし、固化
剤の添加率を下記数式（１）処理土の強度＝（Ａ×固化剤の添加率／水分量）＋Ｂ・・（１）Ａ：土質影響係数Ｂ：処理前の発生土の強度により設定するようにしたので、発生土に対して最適量
の固化剤を添加することができる。

【００５９】請求項３の発明の発生土処理方法によれ
ば、処理土の強度をコーン指数、ＣＢＲ、一軸強度など
の地盤強度としたので、一般的な強度指数を用いること
で、最適な固化剤の添加量を簡単に設定することができ
る。

【００６０】請求項４の発明の発生土処理方法によれ
ば、吸水剤の添加量を回転ドラム内に投入される発生土
に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率とし、吸水
剤の添加率を下記数式（２）処理土の硬さ＝Ｅ−｛Ｆ×（Ｗ′−Ｇ）／吸水剤の添加率ⁿ｝・・（２）Ｅ：処理土の硬さの最大値Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数により設定するようにしたので、発生土に対して最適量
の吸水剤を添加することができる。

【００６１】請求項５の発明の発生土処理方法によれ
ば、吸水剤の添加量を回転ドラム内に投入される発生土
に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率とし、吸水
剤の添加率を下記数式（３）処理土の硬さ＝｛Ｆ×吸水剤の添加率ⁿ／（Ｗ′−Ｇ）｝＋Ｈ・・（３）Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数Ｈ：処理土の硬さの最小値により設定するようにしたので、発生土に対して最適量
の吸水剤を添加することができる。

【００６２】請求項６の発明の発生土処理方法によれ
ば、処理土の硬さを生成物の粒径コントロール因子とし
たので、粒状体の粒径コントロール因子を用いること
で、最適な吸水剤の添加量を簡単に設定することができ
る。

【００６３】請求項７の発明の発生土処理方法によれ
ば、回転ドラムに対して発生土、吸水剤、固化剤の順に
投入するようにしたので、発生土に含有する水分を吸水
剤によりゲル化させることで、粘性が増加して分散粒状
化が可能となり、残りの水分に対して固化剤が反応して
表面を硬化して安定固化することとなり、粒子化処理を
効率的に行うことができる。

【００６４】請求項８の発明の発生土処理方法によれ
ば、回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在に支
持すると共に、回転ドラム内に複数の回転翼を有するア
ジテータを回転自在に支持し、アジテータの駆動トルク
に応じて固化剤及び吸水剤の添加量を増減するように微
調整可能としたので、処理する発生土の土質変化に対応
して固化剤及び吸水剤の添加量を微調整することがで
き、使用目的にあった良質の粒状体の処理土を生成する
ことができる。

【００６５】請求項９の発明の発生土処理方法によれ
ば、回転ドラムから排出される生成物の粒径に応じて固
化剤及び吸水剤の添加量を増減するように微調整可能と
したので、処理する発生土の土質変化に対応して固化剤
及び吸水剤の添加量を微調整することができ、使用目的
にあった良質の粒状体の処理土を生成することができ
る。

【００６６】請求項１０の発明の発生土処理装置によれ
ば、投入口及び排出口が設けられた中空円筒形状をなす
回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持
し、この回転ドラム内に回転軸に放射状をなす複数の回
転翼が螺旋方向に沿って構成されたアジテータを駆動回
転可能に装着し、回転ドラム内に吸水剤を添加する吸水
剤添加手段と、回転ドラム内に固化剤を添加する固化剤
添加手段とを設け、制御手段は粒状化による生成物の所
望の強度に応じて固化剤添加手段を制御すると共に生成
物の所望の硬さに応じて記吸水剤添加手段を制御するよ
うにしたので、どのような種類の発生土であっても、使
用目的にあった所望の良質の粒状体の処理土を生成する
ことができ、粒子化処理を効率的に行うことができると
共に、自動的に連続して行うことができ、処理効率の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る発生土処理装置の概
略構成図である。

【図２】本実施形態の発生土処理装置の概略断面図であ
る。

【図３】本実施形態の発生土処理装置の一部切欠側面図
である。

【図４】図２のIV−IV断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【符号の説明】

１３，１４支持壁１５排出シュート１６回転ドラム２１，２２駆動ローラ２３ドラム駆動モータ（回転ドラム支持手段）３７泥土投入口３８固化剤投入口３９吸水剤投入口４１泥土投入用ホッパ４３スクリューフィーダ４９固化剤投入用ホッパ５２スクリューフィーダ（固化剤添加手段）５３吸水剤供給管（吸水剤添加手段）５６供給ポンプ５７回転軸６０駆動モータ（アジテータ駆動手段）６２回転翼６３アジテータ６４排出口６６上部スクレーパ６７下部スクレーパ８１制御装置８２トルクセンサ８３計測センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田勲兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内Ｆターム(参考） 2D054 FA03 4D004 AA32 BA02 CA14 CA42 CA45 CB28 CB46 CC13 DA03 DA10 4D059 AA09 BE53 BF16 BJ03 BK09 CB06 CC04 DA13 DA66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ドラム内に発生土を投入すると共に
吸水剤及び固化剤を添加し、該回転ドラム内で攪拌混合
してゲル化し、ゲル化した発生土の内部物質を分断して
粒状化させる発生土処理方法において、前記粒状化によ
る生成物の所望の強度に応じて前記固化剤の添加量を設
定すると共に、前記生成物の所望の硬さに応じて前記吸
水剤の添加量を設定することを特徴とする発生土処理方
法。
【請求項２】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記固化剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入さ
れる発生土に対する固化剤の割合を表す固化剤の添加率
とし、該固化剤の添加率を下記数式（１）処理土の強度＝（Ａ×固化剤の添加率／水分量）＋Ｂ・・（１）Ａ：土質影響係数Ｂ：処理前の発生土の強度により設定することを特徴とする発生土処理方法。
【請求項３】請求項２記載の発生土処理方法におい
て、前記処理土の強度をコーン指数、ＣＢＲ、一軸強度
などの地盤強度としたことを特徴とする発生土処理方
法。
【請求項４】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記吸水剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入さ
れる発生土に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率
とし、該吸水剤の添加率を下記数式（２）処理土の硬さ＝Ｅ−｛Ｆ×（Ｗ′−Ｇ）／吸水剤の添加率ⁿ｝・・（２）Ｅ：処理土の硬さの最大値Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数により設定することを特徴とする発生土処理方法。
【請求項５】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記吸水剤の添加量を、前記回転ドラム内に投入さ
れる発生土に対する吸水剤の割合を表す吸水剤の添加率
とし、該吸水剤の添加率を下記数式（３）処理土の硬さ＝｛Ｆ×吸水剤の添加率ⁿ／（Ｗ′−Ｇ）｝＋Ｈ・・（３）Ｆ：土の吸水性と硬さの関係の係数Ｗ′：見掛け水分量Ｇ：土の保水性による係数ｎ：吸水ゲル化特性の係数Ｈ：処理土の硬さの最小値により設定することを特徴とする発生土処理方法。
【請求項６】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記処理土の硬さを前記生成物の粒径コントロール
因子としたことを特徴とする発生土処理方法。
【請求項７】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記回転ドラムに対して発生土、吸水剤、固化剤の
順に投入することを特徴とする発生土処理方法。
【請求項８】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在
に支持すると共に、該回転ドラム内に複数の回転翼を有
するアジテータを回転自在に支持し、該アジテータの駆
動トルクに応じて固化剤及び吸水剤の添加量を増減する
ように微調整することを特徴とする発生土処理方法。
【請求項９】請求項１記載の発生土処理方法におい
て、前記回転ドラムから排出される生成物の粒径に応じ
て固化剤及び吸水剤の添加量を増減するように微調整す
ることを特徴とする発生土処理方法。
【請求項１０】一方に発生土の投入口が設けられると
共に他方に処理土の排出口が設けられた中空円筒形状を
なす回転ドラムと、該回転ドラムをほぼ水平な軸心をも
って回転自在に支持する回転ドラム支持手段と、前記回
転ドラム内を水平に貫通する回転軸に放射状をなす複数
の回転翼が螺旋方向に沿って装着されたアジテータと、
該アジテータを回転駆動するアジテータ駆動手段と、前
記投入口の近傍に設けられて前記回転ドラム内に吸水剤
を添加する吸水剤添加手段と、前記投入口の近傍に設け
られて前記回転ドラム内に固化剤を添加する固化剤添加
手段と、前記粒状化による生成物の所望の強度に応じて
前記固化剤添加手段を制御すると共に前記生成物の所望
の硬さに応じて前記吸水剤添加手段を制御する制御手段
とを具えたことを特徴とする発生土処理装置。