JP2750407B2 - モルタル系空洞充填材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、下水汚泥を有効利用したモルタル系空洞充
填材に関する。

〈従来の技術と問題点〉 現在、大量に回収された下水汚泥は焼却処分されてい
る場合が多い。

下水汚泥の焼却灰は埋立地等に処分しているが、最近
はその処分地の確保が困難になりつつある。

このような現状から、下水汚泥の焼却灰を廃棄処分せ
ずに有効な資源として活用できる技術の提案が望まれて
いる。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、下水汚泥
の焼却灰の有効利用が図れ、しかも品質の安定が図れる
空隙充填材を提供することを目的とする。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。

〈イ〉発明の背景 下水汚泥の焼却灰の中で石灰分の多い「生灰系」と呼
ばれる種類は特にセメント等のアルカリ刺激材（例えば
石灰等）と混練すると、急激に膨脹反応をする反応性に
富んだ性質を有することが知られている。

そこで、本発明の発明者は下水汚泥の焼却灰をモルタ
ルの組成材に利用することに着目した。

しかし、単にセメント及び水の混練物に下水汚染の焼
却灰を加えただけでは、モルタルの品質が下水汚泥の焼
却灰の性質に大きく影響を受け、利用することが困難で
ある。

本発明の発明者は、下水汚泥の焼却灰を骨材に代用す
るための手段として、モルタル中に適量の空気を混入す
ることで、下水汚泥の焼却灰の性質の影響を受けないで
品質の安定したモルタル（空洞充填材）を得ることに成
功した。

〈ロ〉下水汚泥の焼却灰 下水汚泥の焼却灰は、汚泥処理過程で生石灰を混入し
ない、所謂高分子系の他に、汚泥処理過程で生石灰を混
入した、所謂石灰系と呼ばれるものも使用できる。

特に高分子系は石灰系に比べて空気量の調節が簡単で
あり、セメントとの相性もよい。

〈ハ〉空気の混入効果の考察 下記配合のモルタル供試体における、目標空気量と単
位体積重量、実際の空気量と圧縮強度の関係を試験し
た。

供試体Ｉ類 焼却灰（Ｓ）：水（Ｗ）：セメント（Ｃ）＝1:1:0.15 供試体II類 焼却灰（Ｓ）：水（Ｗ）：セメント（Ｃ）＝1:1:0.20 〈ニ〉試験結果 供試体Ｉ類の試験結果を第１図に示し、供試体II類の
試験結果を第２図に示す。

尚、図中σは強度を意味する。

この試験結果から、モルタル中に気泡を混入すると、
次の効果を得られることが確認できた。

（ａ）モルタルが膨脹する性質を緩和できる （ｂ）焼却灰の性状が変動しても、モルタル全体が均一
化されて、モルタルの品質の変動を小さく抑えることが
できる。

〈ホ〉セメントの配合比について 本発明に係る空洞充填材は、現地地盤と同程度の強度
を有すればよい。

その程度の強度を付与するためには、下水汚泥の焼却
灰１に対しセメントを0.15乃至0.25の範囲内で混入すれ
ばよい。

〈ヘ〉水の配合比について 水の配合比が小さいと、空洞充填材の流動性が悪くな
る。

そのため、空洞充填材の流動性を考慮すると下水汚泥
の焼却灰１に対する水の配合比は、0.75が限界であり、
また水の配合比が1.25より大きいと流動性がきつくなる
場合がある。

従って、下水汚泥の焼却灰１に対する水の配合比が、
0.75乃至1.25の範囲であれば、空洞充填材としての良好
な流動性を確保できる。

〈ト〉空気量の考察 モルタル中に混入する空気量が10％より小さいと、ブ
リージング量が増加するうえに、空隙充填時における注
入抵抗が増すといった不都合がある。

また、モルタル中に混入する空気量が40％を越える
と、空気量の維持が難しくなることや、単体重量が小さ
くなることから品質を維持することが困難になるといっ
た問題を生じる。

モルタル中に混入する空気量が、10〜40％の範囲内で
あれば、上記したような不都合を回避できる。

〈ヘ〉利用例 上記した空気の混入したモルタルを空洞充填材に利用
する場合について述べる。

例えば軟弱地盤中に発生した空洞を解消するために充
填材を注入する場合がある。

このような用途の充填材には、次の性質が要求され
る。

（１）ブリージングが少なく流動性が良好であること。

（２）単位体積重量が水よりも若干大きいこと。

（３）圧縮強度が周辺地盤と殆ど同じであること。

この種の充填材料として、下水汚泥の焼却灰を用いる
と次の利点が得られる。

（ａ）下水汚泥の焼却灰の比重が2.4〜2.5と他の材料
（例えば石炭灰、ミクロサンド、関東ロームなど）と比
較して軽いので、空気量の混入が少なくて済むうえに、
分離が少ない。

（ｂ）焼却灰は乾燥状態で供給されるので、単位水量の
調節が不要である。

（ｃ）焼却灰が安価であり、しかも入手が容易である。

以下に充填材の配合例をm³配合で示す。

上記配合によれば、m³当たり70kg以下の少ないセメン
ト量で、下水汚泥の焼却灰を500kg程度利用できること
になる。

又、建築物下部の空洞充填に好適な充填材の配合を次
に示す。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得ら
れる。

〈イ〉適量の空気を混入することで、従来まで廃棄処分
していた下水汚泥の焼却灰を骨材の代用品として有効利
用が図れる。

〈ロ〉モルタル中に気泡を混入すると、モルタルの膨脹
する性質を緩和できる 〈ハ〉焼却灰の性状が変動しても、モルタル全体が均一
化されてモルタルの品質の変動を小さく抑えることがで
きる。

〈ニ〉土砂に代わる空洞充填材として最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図：供試体Ｉ類における目標空気量と単位体積重
量、実際の空気量と圧縮強度の試験結果の説明図 第２図：供試体II類における目標空気量と単位体積重
量、実際の空気量と圧縮強度の試験結果の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 18:06） 111:70 (72)発明者 石川 真 神奈川県横浜市港北区茅ケ崎南４―12― ５―203 (56)参考文献 特開 昭55−162470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−8624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−116824（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180288（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥した下水汚泥焼却灰及びセメント及び
   水の混練物中に空気を混入してなる、 モルタル系空洞充填材。
2. 【請求項２】下水汚泥焼却灰１に対し、 0.15乃至0.25のセメント及び 0.75乃至1.25の水の割合で混練した混練物中に、 10％乃至40％の空気を混入してなる、 モルタル系空洞充填材。