JP2004322067A - 土と廃ガラス破砕粒を混合した人工砂 - Google Patents

Abstract

【課題】海砂採取は海の生態系を破壊するので、即中止すべき緊急課題とされている。現在、わが国での砂供給は主として海砂に依存しているので、今後砂の供給不足が益々深刻化する傾向にある。従って、この供給不足を代替砂で補うことが急務であるが、その代替砂には、それぞれ環境破壊などの問題がある。それで問題を伴わない代替砂の開発が緊急な課題である。
【解決手段】真砂士と廃ガラス破砕粒の７０：３０の混合比のものや５０：５０の混合比の本発明の人工砂は予期通りの良い材料試験結果を得ることができた。本発明の人工砂は図３に示す通り、環境保全対策が十分にとられているので、問題の伴わない代替砂といえる。更に、真砂土と再資源化に有益な廃ガラスを原材料とするので極めて安価でしかも、安定的に供給できる代替砂と言える。本発明の人工砂は埋設管の保護の土木資材に使用できるし、図３の製造装置での高品質の人工砂はコンクリート用細骨材に使用できる。
【選択図】 図３

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、真砂土の様な土と、廃棄ガラスの破砕粒を混ぜて埋設管の保護などの土木資材に使用するための人工砂に関するものである。
【発明が解決しようとする課題】
昔は良質な川砂の入手が容易であったけれど、昭和４０年代以降の建設工事の急増のため砂の供給が不足をきたし、海砂とか砕砂などで補われてきたが、現在も不足が続いている。
【０００１】
今まで不足を補ってきた海砂には問題点がある。海砂は塩分除去のため、大量水による水洗が必要であり塩害の原因となる。更に海砂採取は、海域環境破壊と海の生態系を破壊するので即中止すべき緊急な課題であり、すでに海砂採取全面禁止の県も多い。
【０００２】
現在、我が国での砂供給は主として海砂に依存しているので、今後、砂の供給不足が益々深刻化する傾向にある。従ってこの供給不足を代替砂で補うことが急務であるが、次の如くそれぞれに問題がある。
【０００３】
川砂、山砂、陸砂は品質面では問題ないが、供給量は現在砂全体の各々３％前後と少なく、しかも今後は減少傾向にあり、供給拡大は望めない。
【０００４】
砕砂は粘土などの微粒子、および、有機不純物を除去するため水で洗浄が必要であるが、この汚泥の捨て場所が問題となっている。砂供給量は海砂に次ぐ量で、更に、増加の傾向にあるものの、砕砂生産に伴うコストの縮減について、今後の大きな課題となっている。
【０００５】
高炉スラグは高温時に長期間貯蔵すると固結するので、固結防止剤を散布すると共に、１ケ月以内に使用しなければならない不便な面がある。埋設管の埋め戻しに使用の場合も固結して不便である。更に、高炉スラグはその供給事業所が限定されるため、供給はその地域に限定され、広域的な活用とはなりにくい問題がある。
【０００６】
銅スラグは鋭利な角があり、危険があると共に、供給量が十分あるかと言う問題と、安定供給が出来るかと言う問題がある。
【０００７】
最近は石炭灰を主原料とするものとか、下水汚泥焼却灰を主原料とする人工砂があるが、いづれも高価なセメントを必要とするとか、エネルギー消費の大きい焼成を必要とする問題がある。
【０００８】
輸入砂は為替レートの変動や、輸出国側の状況の変化などにより、長期的安定的な供給が出来るか問題である。
以上述べたとおり、それぞれに問題があるが、問題の伴わない代替砂の開発が緊急な課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
真砂土と廃ガラス破砕粒の７０：３０の混合比で、３ｍｍアンダーの本発明の人工砂は試験の結果、次に示す様な成績を得た。表１は液性・塑性試験、表２は突固め試験、表３はＣＢＲ試験、表４はふるい分け試験である。
【００１０】
【表１】

【表２】

締固め曲線は図５に示す。
【００１１】
【表３】

【００１２】
【表４】

粒度分布曲線は図６に示す。
【００１３】
真砂土と廃ガラス破砕粒の５０：５０の混合比で、３ｍｍアンダーの本発明の人工砂」は試験の結果、次にしめす様な成績を得た。表５は液性・塑性試験、表６は突固め試験、表７はＣＢＲ試験、表８はふるい分け試験である。
【００１４】
【表５】

【表６】

締固め曲線は図７に示す。
【００１５】
【表７】

【００１６】
【表８】

粒度分布曲線は図８に示す。
【００１７】
以上の通り本発明の人工砂は予期通りの良い試験結果を得ることが出来た。そして本発明の人工砂は真砂土の様な土と、廃ガラスの破砕粒を混ぜたものであるから海砂の様な塩害はないし、環境破壊もない。
【００１８】
そして、砕砂の様な水洗がないので汚泥がないし、高炉スラグの様な不便な点もない。しかも安定供給が出来るし、非常に安価である。他のものは、いろいろな問題を伴うが本発明の人工砂は問題の伴わない代替砂として評価できる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の実施例について、図１に従い説明する。真砂土１が搬送コンベヤ２で振動ふるい３に送られ、この振動ふるい３で３ｍｍオーバー分は受け箱４に、３ｍｍアンダーはコンベヤ５に送られる。そしてコンベヤ５により混合機１４に送られる。
【００２０】
一方、廃ガラス６は搬送コンベヤ７で破砕機８に送られ、破砕すると同時に角をとり、そのあと金属分別機９にかけられ瓶の王冠などの金属を受け箱１０に取り除く。金属を取り除かれた廃ガラス破砕粒は振動ふるい１１で３ｍｍオーバー分は受け箱１２に、３ｍｍアンダーはコンベヤ１３に送られる。
そしてこのコンベヤ１３により混合機１４に送られる。トロンメル型の混合機１４にて均一に混合され、人工砂１５が山積みされる。
【００２１】
本製造装置で人工砂のサイズは３ｍｍアンダーとしたが、ふるいの設定替えで５ｍｍアンダーとかその他任意のものが得られる。又、真砂土と廃ガラス破砕粒の混合比は７０：３０としたが、５０：５０その他任意の混合比にすることが出来る。
【００２２】
この実施例は図２に示す様に、下水道用の埋設管１６の基礎用材料１７に使用するものである。図２において全体を総称して埋め戻し材料と言うが、ここでは基礎用材料１７と埋め戻し用材料１８に区分して説明する。
【００２３】
埋設管１６は下水道用硬質塩化ビニル管である。この硬質塩化ビニル管の安全性を確保するために、管周辺部を均等に締固めて地盤反力を増大させ、管に発生する曲げ応力及びたわみを減少させることが特に重要である。
【００２４】
従って、細粒分の少ない砂質材料で、十分な締固め度が容易に、得られるものでなければならないが、本発明の真砂土と廃ガラス破砕粒の７０：３０の混合比で、３ｍｍアンダーの人工砂１５を使用した。
以上の通り本発明の人口砂１５で基礎用材料１７に使用した実施例を説明したが、図２に示す様に埋め戻し用材料１８に使用することも可能である。
【００２５】
更に、次に示す様にインターロッキング ブロックの下地材料に使用することが出来る。歩道や広場の舖装用に、さまざまな形状と色彩のインターロッキングブロックがある。周囲の景観にマッチする自由なデザインが出来るので評価が高い。住宅のエクステリアから公園や大型レジャー施設まで広く使用されているが雨天時、水溜りが出来ると障害となる。
【００２６】
このため雨天時の歩行の快適化とか街路樹などの生育のため透水性のインターロッキング ブロックがある。この透水性のインターロッキング ブロックの下地材料に適当な通水性と、適当な締固め強度を有する本発明の人工砂１５が適切である。
【００２７】
【第２の実施例】
次に本発明の第２の実施例について、図３に従い説明する。真砂土１が搬送コンベヤ２で乾燥機１９に送られ乾燥される。真砂土１が十分に自然乾燥されている場合はバーナーは着火されず乾燥機１９を通過する。次の振動ふるい３で３ｍｍオーバー分は受け箱４に、３ｍｍアンダーは風力分別機２０に送られる。
【００２８】
真砂土１がこの風力分別機２０の中を自重落下中に、送風機２２の吸引空気により、真砂土１の０．０７５ｍｍ以下のシルトや粘土の細粒分を分別し集塵機２１で除去する。集塵機２１のコニカルボトム部にロータリーバルブを取り付け、その下にバッグを取り付け、このバッグの中に細粒分を落とし込む方式としている。
【００２９】
風力分別された真砂土は溜ホッパー２３と、その下部に取り付けられたゲートバルブ２４を経て、計量コンベヤ２５に自重落下する。計量コンベヤ２５はゲートバルブ２４の自動開度調節をしながら、設定量の真砂土を混合機１４に送る。
【００３０】
一方、廃ガラス６は搬送コンベヤ７で粗砕機２６に送られる。粗砕された廃ガラス６は搬送コンベヤ２７で破砕機８に送られる。破砕機８は破砕すると同時に角を取り、そのあと金属分別機９で瓶の王冠などの金属を受け箱１０に取り除く。金属を取り除かれた廃ガラス破砕粒は、振動ふるい１１で３ｍｍオーバー分を受け箱１２に、３ｍｍアンダー分は風力分別機２８に送られる。
【００３１】
廃ガラス破砕粒がこの風力分別機２８の中を自重落下中に、送風機３０の吸引空気により、廃ガラス破砕粒中の０．０７５ｍｍ以下のガラス微細粒を分別し集塵機２９で除去する。尚、同時に廃ガラス破砕粒に混在する瓶のラベルの紙などの有機質不純物を除去する。集塵機２９の構成は真砂土用集塵機と同様である。
【００３２】
風力分別された廃ガラス破砕粒は、溜ホッパー３１とその下のゲートバルブ３２を経て計量コンベヤ３３に自重落下する。計量コンベヤ３３はゲートバルブ３２の自動開度調節をしながら、設定量の廃ガラス破砕粒を混合機１４に送る。そしてトロンメル型の混合機１４により均一に混合された人工砂３４が山積される。
【００３３】
本実施例でつくられた人工砂３４は真砂土と廃ガラス破砕粒の５０：５０の混合比で、３ｍｍアンダーのものである。図１の方式と異なる点は第１に真砂土、廃ガラス破砕粒共に０．０７５ｍｍ以下の微細粒を除去したこと、第２に廃ガラス破砕粒に混在する瓶のラベルの紙などの有機不純物を除去したこと、第３に計量コンベヤを使用して混合比の精度を高めた点であって、図１の方式の人工砂より高品質にしたものである。
【００３４】
本実施例は図４に示す様に水道用の埋設管３５の基礎用材料３６に使用するものである。埋設管の安全性を確保する点で前述の下水管で記載の通りであるが、水道管は圧力があるので下水管より厳しい配慮が必要である。水道管は管体の発生応力や継手の変形におよぼす影響が大きいので良質な基礎用材料が必要である。従って本発明の真砂土と廃ガラス破砕粒の５０：５０の混合比の、３ｍｍアンダーの高品質の人工砂３４を使用した。
【００３５】
以上の通り本発明の人工砂３４で基礎用材料３６に使用した実施例を説明したが、図４に示す様に埋め戻し用材料３７に使用することも可能である。更に、インターロッキング ブロック用材料や、セメントを練った成型品用骨材や、コンクリート用細骨材に使用することができる。
【００３６】
本発明の人工砂の製造装置において次の様な利点がある。下水管や水道管などの埋設工事で堀削された土砂の処理に苦慮することがあるが、建設残土の有効利用を図る目的で、本人工砂の製造装置において、真砂土の代わりに粘土分の少ないものなら現場発生土を使用することが可能である。又、本発明の人工砂は粒度サイズ、混合比、品質等級など任意に選ぶことができるのも利点である。
【００３７】
【発明の効果】
（１）砂の供給不足が益々深刻化する傾向にあり、代替砂で補うことが急務であるが、本発明の人工砂はその一つとして貢献できる。
（２）バグフイルターの集塵機を使用しているので大気汚染は皆無であるなど、環境保全対策を十分にとられているので、本発明の人工砂は問題の伴わない代替砂として評価できる。
【００３８】
（３）廃ガラスの再資源化に極めて有益に貢献できる。
（４）原材料が安価で製造プロセスも簡単なため、砕砂の半分以下の低廉な価格を確保することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工砂の製造装置
【図２】下水道用の埋設管の施工の断面図
【図３】本発明の人工砂の製造装置（高品質用）
【図４】水道用の埋設管の施工の断面図
【図５】混合比７０：３０の締固め曲線図
【図６】混合比７０：３０の粒度分布曲線図
【図７】混合比５０：５０の締固め曲線図
【図８】混合比５０：５０の粒度分布曲線図
【符号の説明】
１ 真砂土
３、１１ 振動ふるい
６ 廃ガラス
８ 破砕機
９ 金属分別機
１４ 混合機
１５、３４ 人工砂
１６ 下水管
１７、３６ 基礎用材料
１８、３７ 埋戻し用材料
１９ 乾燥機
２０、２８ 風力分別機
２１、２９ 集塵機
２５、３３ 計量コンベヤ
２６ 粗砕機
３５ 水道管

Claims (1)

1. ふるい分けした土と破砕し角をとりふるい分けした廃ガラス破砕粒を混合した人工砂

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