JP2005262158A

JP2005262158A - コンクリート再生微粉末及び中和処理方法

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Publication number: JP2005262158A
Application number: JP2004081872A
Authority: JP
Inventors: Shin Uchiyama; 伸内山; Yusaku Osaki; 雄作大崎
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】工場廃水中の廃酸等を、安価なリサイクル製品としてのアルカリ中和材を用いて中和処理ないし高アルカリ化処理する。
【解決手段】コンクリート廃材を加熱、磨砕して分級する工程を経て得られた粒径１５０μm以下のコンクリート再生微粉末であって、このコンクリート再生微粉末を、廃酸等の処理工程において、廃酸等の酸性材料に対して中和処理を行ったり、アルカリ化処理材として、処理後の目標ｐＨに応じて５〜５０kg/m³程度、添加して中和処理ないしアルカリ化処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明はコンクリート再生微粉末及び中和処理方法に係り、工場廃水中の廃酸等を中和処理ないし高アルカリ化処理に用いることができる、コンクリート解体時に副産される微粉状のコンクリート再生微粉末と、同材料を用いて中和処理を行う方法に関する。

各種の工場からの廃水や鉱山からの廃水は、廃棄物処理法において廃酸、あるいは廃アルカリとして分類され、所定の中和処理を施すことが求められている。水溶液状廃棄物であってｐＨ７未満である酸性廃液を廃酸と呼ぶが、これらは所定の中和処理を要する。代表的な酸性中和処理剤（アルカリ材）としては、カセイソーダ（水酸化ナトリウム）、カセイカリ（水酸化カルシウム）等が良く用いられているが、たとえばカセイソーダは可溶性で、中和反応速度が速く、中和生成物である汚泥状物が比較的少ないが、強アルカリの劇薬であるため、輸送、保管、取り扱い等において十分な管理下におくことが求められている。その他のアルカリ材としては、水酸化カルシウムは中和反応に時間がかかり、また中和生成汚泥量が多かったり、中和反応によってはアンモニアガスの発生等のおそれもあるため、その材料の選定に当たっては注意が必要である。

ところで、材料リサイクルの観点から、生コンクリートプラントにおいて、コンクリート等が付着したプラント設備を洗浄する際に発生した洗浄廃水を、アルカリ中和剤として利用した技術がある（特許文献１参照）。

同発明には、洗浄廃水を沈殿槽に集水し、スラッジ分を沈殿させた上澄み水を用いて火山灰を中和したり、必要に応じて上澄み水を再度コンクリート混練り水として使用したり、酸性ガス除去施設のウォータースクラバーに用いる中和剤としたり等、種々の廃水リサイクルの方法が開示されている。

ところで、出願人は、解体コンクリートのリサイクル化に関しコンクリート資源循環システムを提案している（特許文献２）。特許文献２では、特に軟弱地盤を対象としたセメント系固化材としての用途について述べた。すなわち、解体コンクリート構造物から得られた破砕コンクリート廃材を、このコンクリート資源循環システムにおける再生骨材製造プラントの加熱塔において３００℃程度に加熱し、内部の残留水分を除去して脱水状態にし、内部の結合状態を脆弱にしてから磨砕することで粗骨材、細骨材を粒径ごとに分類でき、さらに微粉末を集塵することですべての材料を再利用の対象とすることができる。
特開平６−５６４９０号公報特開２００３−２０６５２７公報

上述の洗浄廃水は、各種プラントに付着したコンクリート、骨材等を洗い落とした後の廃水であるため、組成は安定せず、たとえば中和処理等においてはその中和反応の把握が困難であった。また、プラント洗浄に伴う発生材料であるため、中和処理作業を行うにあたって材料を安定供給できないおそれもある。

これに対して、特許文献２に示したコンクリート資源循環システムで得られた再生材料のうち、粗骨材、細骨材を取り除いた微粉末は、後述するように、セメント水和物を主成分とする安定した組成を示す強アルカリ材である。そこで、出願人は、この微粉末を廃酸の中和処理のためのアルカリ材として用いることを想起した。また、このアルカリ材は、中和処理に適用するのに限らず、所定のｐＨまでの範囲のアルカリ化処理材としても、従来のアルカリ材の代替材料として提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明はコンクリート廃材を加熱、磨砕して分級する工程を経て得られた微粉末であって、酸性材料に対して中和処理ないしアルカリ化処理材として所定量添加されることを特徴とする。

また、本発明は、コンクリート廃材を磨砕して分級する工程を経て得られた微粉末であって、酸性材料に対して中和処理ないしアルカリ化処理材として所定量添加されることを特徴とする。

このとき前記微粉末は、粒径１５０μm以下であることが好ましく、また対象酸性材料の種類や粒径範囲に応じて、また中和処理ないしアルカリ化処理後の目標ｐＨに応じて５〜５０kg/m³程度の範囲で添加されることが好ましい。

本発明によれば、コンクリート解体時のリサイクル副産物であるアルカリ性微粉末を用いて廃酸等の中和処理、アルカリ化処理を行うようにしたので、安価な材料による廃酸処理、アルカリ化処理が可能になるという効果を奏する。また、従来のアルカリ材との併用により従来材料の使用量の削減を図れる。さらに、アルカリ性微粉末がコンクリート解体時のリサイクル副産物であることから、環境負荷低減、材料コストダウン等の材料リサイクルに伴う種々の効果も期待できる。

以下、本発明のコンクリート再生微粉末の実施するための最良の形態について、実験例を示した実施例を用いて説明する。
［コンクリート再生微粉末の製造］
本発明では、前述のようにコンクリート廃材から再生され、他の骨材等と分別された微粉末を、コンクリート再生微粉末として使用する。このときコンクリート廃材からは、再生材料として粗骨材、細骨材、微粉末等の所望の再生材料を得るために、公知の再生骨材製造プラントで「加熱すりもみ法」を採用している。この加熱すりもみ法では、まず破砕したコンクリート廃材（いわゆるコンクリートがら）を加熱塔の炉内に投入し、約３００℃程度に加熱する。その後、特殊磨砕設備により物理的にすりもむ（擦り揉む）ことで磨砕し、さらに公知の分級装置を介して分級し、所望の再生微粉末（以下、単に微粉末とも記す。）として得たもので、通常のセメントより極めて細かい粒子である。その化学組成及び物性の一例を表−１に示す。同表からわかるように、微粉末は強アルカリを呈するため、通常の強アルカリ性材料と同様の取り扱いを行うことが好ましい。なお、このとき微粉末と分別された再生細骨材、再生粗骨材は、従来の骨材と同等の品質を有するため、一般の構造コンクリートの骨材として使用することができる。

本発明で使用する微粉末としては、上述の分粒工程に得られる粉末のうち、粒径１５０μm以下、比表面積５，０００〜６，０００cm²/g程度のものが、高アルカリ性を示し、また処理対象となる廃酸等との中和処理において好適である。なお、廃酸の酸性度や、含有する重金属等の酸性物質の種類に対応して、あるいは廃酸等との中和反応が緩速であってもよいような場合には、粒度が２mm以下の粒状材（細骨材）ないし粉末が混在した微粉末を使用することも可能である。その場合、各粒度の粒状材〜微粉末材料を好ましい粒度分布等でプレミックスした微粉末混合材料として提供することも好ましい。

なお、上述の工程と異なる再生工程によって製造された微粉末も利用可能である。たとえば、上記各工程のうち、加熱処理工程を省略したコンクリート破砕処理、摩砕処理工程時において得られたコンクリート粉塵、微粉末を集塵濾過して得た粉末や微粉末も品質を調整して使用ことができる。その場合にも微粉末の組成と物性は表−１の範囲となり、安定した材料特性を示す。

所定の再生工程によって得られた本発明のコンクリート再生微粉末を中和処理材として処理対象の廃酸等のｐＨに応じた中和処理を行う。微粉末の適正使用量を確認するために、あらかじめ対象となる廃酸のｐＨ測定あるいは公知の中和滴定を行うことが好ましい。ｐＨ測定、中和滴定には、公知の試験機や、公知の塩基の試薬としての水酸化ナトリウム、水酸化バリウムによる滴定が好適である。これにより、中和処理を行う廃酸のｐＨを精度良く測定し、中和処理時におけるコンクリート再生微粉末の使用量の決定することができる。なお、コンクリート再生微粉末に対しても、そのもとの解体コンクリートの種類の違いにより、再生される微粉末のｐＨが若干異なることもあるため、各微粉末はｐＨを測定し、品質を確認しておくことが好ましい。

また、このアルカリ性微粉末は、中和処理のみでなく、ｐＨ＝１１程度までのアルカリ化処理を行うためにも使用することとができる。すなわち、酸性材料を高アルカリ化処理するために従来のカセイソーダ等に代えて、本発明によるアルカリ性微粉末を使用することで安価な材料による同処理を実現することができる。この場合、従来と同様に処理材の一部をカセイソーダ等のアルカリ材で置き換えて中和処理ないしアルカリ化処理し、材料コストの低減を図ることも可能である。

（中和処理実験）
鉱山廃水における廃酸排水を模した酸性液（適量の硫酸、硫酸塩類を添加した水道水）（ｐＨ＝１．９）に対して、本発明のアルカリ性微粉末（ｐＨ＝１１．７）による中和処理を行った際の微粉末添加量とｐＨ測定結果を示し、中和処理の効果の確認実験を行った。図１に示したように、この酸性液をほぼ中性化処理するためには酸性液１．０m³に対してアルカリ性微粉末を約１０kg添加すればよい。また、４０〜５０kg程度において、添加したアルカリ性微粉末のｐＨ値に漸近するので、アルカリ化処理を想定した場合でも５０kg程度の添加を予定すればよい。なお、処理後液の目標ｐＨがアルカリ性微粉末のｐＨより高い場合には、公知のアルカリ処理材であるカセイソーダ、炭酸カルシウム、消石灰（水酸化カルシウム）を併用することもできる。

アルカリ性微粉末による酸性液の中和処理時の微粉末添加量とｐＨとの関係を示したグラフ。

Claims

コンクリート廃材を加熱、磨砕して分級する工程を経て得られた微粉末であって、酸性材料に対して中和処理ないしアルカリ化処理材として所定量添加されることを特徴とするコンクリート再生微粉末。
コンクリート廃材を磨砕して分級する工程を経て得られた微粉末であって、酸性材料に対して中和処理ないしアルカリ化処理材として所定量添加されることを特徴とするコンクリート再生微粉末。
前記微粉末は、粒径１５０μm以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンクリート再生微粉末。
前記添加量は、対象となる酸性材料の種類あるいは設定された処理後の目標ｐＨに応じて５〜５０kg/m³添加されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコンクリート再生微粉末。
コンクリート廃材を加熱、磨砕して分級する工程を経て得られたコンクリート再生微粉末を酸性材料に対して、所定量添加して中和処理することを特徴とする酸性材料中和処理方法。
前記微粉末は、粒径１５０μm以下であることを特徴とする請求項５に記載の酸性材料中和処理方法。
前記添加量は、対象となる酸性材料の種類あるいは処理後の目標ｐＨに応じて５〜５０kg/m³添加されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の酸性材料中和処理方法。