JP2006043680A - 建設廃棄物の選別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不純物と再生骨材が混合された建設廃棄物の再活用の目的で、前処理で所定大きさに破砕された建設廃棄物を比重差により分離選別して、優れた再生骨材のみを回収する建設廃棄物の選別方法を提供する。
【解決手段】所定サイズに破砕された建設廃棄物を沈殿槽内の液体に投入して、比重差により分離するが、前記液体の比重を回収対象要素の比重よりは小さくほかの要素の比重よりは大きい基準比重値となるようにして、回収対象要素のみを前記沈殿槽の下部に沈殿させて選別する。
【選択図】図２

Description

本発明は建設廃棄物の選別方法に係り、より詳しくはアスコン、赤レンガ、タイル、木材屑、セメントペースト塊などの不純物と再生骨材が混合された建設廃棄物の再活用の目的で分離選別するための方法であって、特に前処理で所定大きさに破砕された建設廃棄物を比重差により分離選別する方法に関するものである。

最近、都市地域の再開発及び老巧なアパートの大規模再建築などが活発に行われるにしたがい、多量の建設廃棄物が毎年発生しており、これからもこのような建設廃棄物の発生はさらに増加すると予想される。

しかし、このような建設廃棄物は大部分そのまま地中に埋め立てられるか、又は無断に投げ捨てられているため、深刻な土壌汚染を誘発している実情である。この点に鑑みて、建設廃棄物の再活用が多角度に試されているが、その再活用頻度が極めて少なくて、極小量のみが道路工事の路盤組成材又は充填組成材として再活用されているのが実状である。

従来の建設廃棄物選別工程の一例を取ると、つぎのような多くの工程により最終に再生骨材を回収している。

即ち、収集した建設廃棄物をジョークラッシャーで１次に破砕し、破砕された建設廃棄物に混在する鉄筋などの金属不純物は磁力選別工程で除去する。

また、ビニル、紙、発泡スチレン、木材屑などの不純物は風力選別工程により除去し、選別された建設廃棄物はコーンクラッシャー、ロールクラッシャー及びインパクトクラッシャーにより２次及び３次に破砕する工程を経ることになる。

このような工程の中には、破砕物をスクリーンで粒度別に分類する工程が含まれ、水を入れた曝気水槽により、水に浮かぶ不純物をもう一度分離して再生骨材のみを選別する曝気水槽選別工程などが最終段階に含まれる。

しかし、曝気水槽による選別工程を経る場合にも、一部木材屑、赤レンガ、タイル、アスコン、セメントペースト塊などは水の比重である１より大きいため、水を用いる比重分離が不可能であるという限界があった。

その結果、回収された再生骨材にはアスコン、赤レンガ、タイル、木材屑などの不純物とともにセメントペースト塊の量があまり多くて吸水率が高くなり、比重が小さくて強度低下の原因となるなどの問題点があったから、再生骨材は低級の骨材と見なされ、成土用あるいは道路基層材などに使用される程度にその用途が限定された。

故に、建設廃棄物内に含まれたアスコン、赤レンガ、タイル、セメントペースト塊と再生骨材を正確に分離選別して、優れた再生骨材のみを回収可能な選別方法の開発が切実に要求されている。

したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、アスコン、赤レンガ、タイル、木材屑、セメントペースト塊などの不純物と再生骨材が混合された建設廃棄物の再活用の目的で分離選別するための方法であって、特に前処理で所定大きさに破砕された建設廃棄物を比重差により分離選別して、優れた再生骨材のみを回収する建設廃棄物の選別方法を提供することをその目的とする。

前記のような目的を達成するため、本発明は、所定サイズに破砕された建設廃棄物を沈殿槽内の液体に投入して、比重差により分離する方法であって、前記液体の比重を回収対象要素の比重よりは小さくほかの要素の比重よりは大きい基準比重値となるようにして、回収対象要素のみを前記沈殿槽の下部に沈殿させて選別する建設廃棄物の選別方法を提供する。

前記液体は、重液の試薬を希釈して基準比重値に作ったことであり、前記試薬はテトラブロモエタンであって、アルコールを利用して希釈することが好ましい。

前記液体は、重い媒質を水に分散させて基準比重値にした懸濁液であり、前記媒質は、磁鉄鉱粉末、珪素鉄粉末、赤鉄鉱粉末、及び方鉛鉱粉末のいずれか一種又はその混合物であることが好ましい。

前記回収対象要素は再生骨材であり、ほかの要素は再生骨材より小さい比重を有する不純物であることが好ましい。

前記液体の基準比重値を決定するための建設廃棄物各要素の比重値は、各要素が内部に水を十分に含有した状態の表乾密度を基準とし、前記液体の基準比重値は２．３５〜２．５の範囲であることが好ましい。

沈殿槽内の液体に投入される前記建設廃棄物各要素は１０〜５０ｍｍの粒度に破砕されたものであることが好ましい。

前記液体が均一な比重状態を維持するよう、沈殿槽の液体を攪拌する工程をさらに含むことが好ましい。

沈殿槽内液体の比重を測定し、測定された比重値が前記基準値より小さいと媒質を補充し、基準比重値より大きいと水を補充する工程をさらに含むことが好ましい。

以上のような本発明によると、簡単な工程により、建設廃棄物内に含まれた高品質の再生骨材をほかの不純物から容易に分離、選別できるようにし、特に分離用液体の基準比重値を適切に調節して、従来の曝気水槽による選別工程とは異なり、水より重い不純物（タイル、赤レンガ、アスコン、セメントペースト塊など）からも高品質の再生骨材を容易に選別することができる。

また、分離用液体として懸濁液を使用する場合、比較的安価で多量の再生骨材を生産することができるので、経済性の面でも優れた効果を提供する。

したがって、一般構造用骨材として使用可能な程度の優れた再生骨材を建設廃棄物から低費用で生産することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施例による選別方法を示す選別工程フローチャートである。

一般的な建設廃棄物からの再生骨材生産過程において、ジョークラッシャーによる１次破砕とコーンクラッシャーにより２次破砕過程が行われるが、その中途に、篩により粒度を分離し粒形を調整する過程で、不純物（ビニル、紙、発泡スチレン、木材屑など）を除去するための風力選別と、鉄筋などを除去するための磁力選別が行われる。また、水を入れた曝気水槽により、水に浮かぶ不純物をもう一度分離、選別する曝気水槽選別が行われる。

この過程により、粒度１０〜５０ｍｍ程度の再生骨材が最終的に生産されるが、この再生骨材には、純粋骨材成分のほかにも、アスコン、赤レンガ、セメントペースト塊、タイルなどの不純物が含まれている。

建設廃棄物内に含まれた再生骨材内のセメントペースト塊、赤レンガ、アスコン、タイルの一般的な物性を調査した結果は下記の表１の通りである。

表１には、建設廃棄物に含まれた各要素の純粋比重である真比重を調査して得た真密度と、再生骨材と各種不純物要素（セメントペースト塊、赤レンガ、アスコン、タイルなど）を乾燥機で完全に乾燥させた状態の絶乾密と、各要素の内部に水を十分に含有した状態の表乾密度とが記載されている。

骨材の比重とは実際比重でなく、内部の微細な罅及び表面の細い擦り傷を含む状態の比重（見かけ比重）を意味する。したがって、骨材の含水状態によって比重値が変わる。

骨材の内部と表面の傷は水で満たされたが、表面に余計な水は持っていない状態（表面乾燥、内部包水状態）を表乾状態といい、表乾状態は特にコンクリートの配合設計における基準状態となる。前記表乾密度はこのような表乾状態の密度を意味する。

表１から分かるように、建設廃棄物内に含まれた不純物要素は水より大きい比重を有するため、既存の風力選別、又は曝気水槽による選別などによっては再生骨材からの確かな分離が不可能なものであった。

この実施例においては、建設廃棄物内の再生骨材と不純物要素を比重差により分離するが、前記表１に記載された表乾密度の試料を参照して、分離用液体の基準比重値を決める。また、分離用液体に基準比重値を持たせるため、比重２．５以上の重液を希釈する方式を用いる。

即ち、分離用液体の比重を２．４５程度に高くして、再生骨材は沈殿させる一方で、アスコン、タイル、赤レンガ、木材屑、セメントペースト塊のような不純物要素は浮かべて分離させる。

このため、この実施例においては、重液の試薬であるテトラブロモエタン（Ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｅｔｈａｎｅ）溶液（比重：２．９６４）をアルコールに希釈して比重２．４５程度の分離用液体を製造し、分離用液体の貯蔵された沈殿槽内に建設廃棄物を投入することで、分離用液体より大きい比重値を有する再生骨材は沈殿させ、低い比重値を有するアスコン、タイル、赤レンガ、セメントペースト塊などを浮かべて分離させる。

つぎに、本発明のほかの実施例を説明する。

前述した実施例と同様な前処理工程により、１０〜５０ｍｍ程度の建設廃棄物（再生骨材と不純物の混合状態）を用意する。

この実施例においては、分離用液体としての水に重い媒質を分散させて見かけ比重を高めた懸濁液を使用する。

即ち、沈殿槽内の水に重い媒質を分散させて懸濁液状態にするが、懸濁液の見かけ比重を２．４５にして、再生骨材は沈殿させて分離、選別し、アスコン、タイル、赤レンガ、セメントペースト塊などは浮かべて分離させる。

一般に、水に重い媒質を分散させると、水の実際比重は増加しないが、重い媒質が分散されている懸濁液は比重の大きい重液のような役割をする。このような懸濁液の比重を見かけ比重と表現する。

水に分散される重い媒質としては、磁鉄鉱粉末、珪素鉄粉末、赤鉄鉱粉末、方鉛鉱粉末などを使用することが好ましいが、その混合物を使用することもできる。

図２は本発明の実施例による選別方法を適用した選別装置の概略図である。この実施例による選別方法は例示のような装置を用いて実施することができる。

水に重い媒質（磁鉄鉱粉末又は珪素鉄粉末など）を分散させて、見かけ比重２．４５程度の懸濁液（Ｓ）状態にし、円筒状の沈殿槽１００を駆動部２００で回転させながら懸濁液を攪拌させることで、分散された媒質が沈殿されなく、安定した懸濁液（Ｓ）状態を維持するようにする。

この過程において、必要によっては、沈殿槽１００の下部側で懸濁液（Ｓ）を圧力水にして供給し続けるか、又は圧力空気をともに供給することもできる。比重測定装置（図示せず）により懸濁液（Ｓ）の見かけ比重を測定し、その値が低まると媒質粉末を補充して供給し、その値が高まると水を補充して供給することが好ましい。

懸濁液（Ｓ）の媒質として使用される各物質の物性は下記の表２の通りである。

前記のような物性を有する媒質は、例えば１００メッシュ程度の粒子状態で水に分散されて懸濁液（Ｓ）をなす。

また、下記の数学式１により、懸濁液の見かけ比重を要求される基準比重値（この実施例では２．４５）にする。

（前記式で、Ｗ：懸濁液１００ｇ中の媒質ｇ数、Ｍ：媒質の比重、Ｌ：懸濁液の見かけ比重）

沈殿槽１００内に１０〜５０ｍｍ程度に破砕された建設廃棄物（再生骨材と不純物要素の混合状態）を投入すると、再生骨材１０は槽の底に沈殿した後、沈殿槽の内壁に取り付けられた回転板１１０により掻き揚げられ、中央部に位置する再生骨材回収部１２０に落下する。落下した再生骨材１０はコンベヤ（図示せず）などの移送手段により沈殿槽の外部へ排出される。この再生骨材１０は懸濁液（Ｓ）の見かけ比重より大きい比重を有するもので、セメントペーストがないか又は少量付着されている状態の骨材である。

一方、懸濁液（Ｓ）の見かけ比重より小さい比重を有する不純物要素２０（アスコン、タイル、赤レンガ、セメントペースト塊、木材屑など）は懸濁液（Ｓ）の上部に浮上し、ガイド板１３０の案内により中央側に集まり、この状態で別途の排出手段（図示せず）により沈殿槽の外部へ分離、排出される。

再生骨材と不純物要素の分離用液体として、この実施例のように懸濁液を使用する場合、媒質の価格が比較的に低廉であるので、特に経済性の面で優れた利点がある。

前記実施例において、再生骨材と不純物が分離用液体（希釈液や懸濁液）中で選別されるため、分離用液体の基準比重値を決定するための建設廃棄物各要素の比重値は、各要素が内部に水を含有している状態である表乾密度を基準とする。

前記実施例において、分離用液体の基準比重値としては２．４５を例示したが、表１に記載した建設廃棄物各要素の比重値に鑑みると、分離用液体の基準比重値は２．３５〜２．５の範囲内で適宜調節することができる。

また、沈殿槽内の液体に投入される建設廃棄物各要素は、前処理過程でおよそ１０〜５０ｍｍの粒度に破砕されることが、比重差による分離効果の面でも全体工程の運用の面でも好ましい。

一方、前記例示した選別装置は、懸濁液を用いる場合だけでなく、重液を用いる場合にも使用可能である。

以上説明した本発明は、その技術的思想及び主要特徴から逸脱なしで、前記実施例以外の多様な形態に実施可能なものである。したがって、前記実施例は単なる例示にすぎないもので、限定的に解釈されてはいけない。

例えば、本発明においては、最高比重の再生骨材を回収対象要素とし、ほかの要素を廃棄処分すべき不純物として処理したが、比重値の小さい特定要素を分離回収しようとする場合は、前記実施例の反対概念で工程を運用するか、あるいは前記実施例による工程を、多くの比重値を有する分離用液体を多段に通過させるなどの工程で構成して、ほかの選別効果を得ることもできる。

本発明の一実施例による選別方法の選別工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による選別方法を適用した選別装置の概略断面図である。

符号の説明

１０ 再生骨材
２０ 不純物要素
１００ 沈殿槽
１１０ 回転板
１２０ 再生骨材
１３０ ガイド板
２００ 駆動部
Ｓ 懸濁

Claims (11)

1. 所定サイズに破砕された建設廃棄物を沈殿槽内の液体に投入して、比重差により分離する方法であって、前記液体の比重を回収対象要素の比重よりは小さくほかの要素の比重よりは大きい基準比重値となるようにして、回収対象要素のみを前記沈殿槽の下部に沈殿させて選別することを特徴とする建設廃棄物の選別方法。
2. 前記液体は、重液の試薬を希釈して基準比重値に作ったことであることを特徴とする請求項１に記載の建設廃棄物の選別方法。
3. 前記試薬はテトラブロモエタンであり、アルコールを利用して希釈することを特徴とする請求項２に記載の建設廃棄物の選別方法。
4. 前記液体は、重い媒質を水に分散させて基準比重値にした懸濁液であることを特徴とする請求項１に記載の建設廃棄物の選別方法。
5. 前記媒質は、磁鉄鉱粉末、珪素鉄粉末、赤鉄鉱粉末、及び方鉛鉱粉末のいずれか一種又はその混合物であることを特徴とする請求項４に記載の建設廃棄物の選別方法。
6. 前記回収対象要素は再生骨材であり、ほかの要素は再生骨材より小さい比重を有する不純物であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の建設廃棄物の選別方法。
7. 前記液体の基準比重値を決定するための建設廃棄物各要素の比重値は、各要素が内部に水を十分に含有した状態の表乾密度を基準とすることを特徴とする請求項６に記載の建設廃棄物の選別方法。
8. 前記液体の基準比重値は２．３５〜２．５の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の建設廃棄物の選別方法。
9. 沈殿槽内の液体に投入される前記建設廃棄物各要素は１０〜５０ｍｍの粒度に破砕されたものであることを特徴とする請求項６に記載の建設廃棄物の選別方法。
10. 前記液体が均一な比重状態を維持するよう、沈殿槽の液体を攪拌する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の建設廃棄物の選別方法。
11. 沈殿槽内液体の比重を測定し、測定された比重値が前記基準値より小さいと媒質を補充し、基準比重値より大きいと水を補充する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の建設廃棄物の選別方法。

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