JP3147832U - 残コン処理材及び残コン処理体 - Google Patents

Abstract

【課題】スペースや時間を要することなく、且つ、労力及び経費を低減して、残コンを再資源化できる残コン処理材、及び、該残コン処理材によって再資源化された残コン処理体を提供する。【解決手段】使用されずに残った生コンクリートに投入される残コン処理材１０であって、水溶紙で袋状に形成された包装体１と、包装体１の内部に封入された粉末状または顆粒状の吸水性高分子体２とを具備する。残コン処理材１０による残コンの処理によって得られる残コン処理体は、骨材、及び、セメントと吸水性高分子体との混合物層を備え、骨材が混合物層によって被覆されている造粒体の複数からなる。【選択図】図１

Description

本考案は、使用されずに残った生コンクリートを処理する残コン処理材、及び、該残コン処理材によって再資源化された残コン処理体に関するものである。

建設現場などで使用されるコンクリートの多くは、コンクリート製造事業所からレディミクストコンクリート（生コンクリート）として出荷されるが、現場で使い切られず残ってしまった生コンクリート、いわゆる「残コン」は、多くの場合コンクリート製造事業所に返却される。このような残コンの発生は、建設会社などの発注者側が、現場でコンクリートが不足した場合に生じる施工工程上の不具合や再発注による時間的ロスを回避するために、量に余裕を持たせて発注することに主に起因していると言われている。そして、残コンが返却されたコンクリート製造事業所にとって、その処理のための手間や費用は大きな負担となっている。

従来、残コンの処理としては、産業廃棄物として廃棄する割合が最も高く、廃棄のためにコストがかかることに加え、資源として無駄となることが問題視されている。これに対して、残コンを何らかの形で有効利用しようとして行う処理としては、残コンが硬化する前に水で洗浄し骨材を回収して再使用する、ブロックや小型構造物など対象構造物以外の製品の製造に残コンを転用する、残コンを硬化させた後に破砕して路盤材として使用する等の処理が行われている。また、クエン酸を残コンに投入してセメントの硬化反応を阻害し、骨材を回収して再使用する方法も提案されている（特許文献１参照）。

特許第４０９９５８３号公報

しかしながら、残コンを水で洗浄して骨材を回収する場合は、骨材を選別するための分級設備が必要であると共に、大量の廃水が発生し、これを更に処理しなければならないという問題があった。また、対象構造物以外に残コンを転用する場合は、予め型枠を用意しておかなければならないことに加え、脱型、型の洗浄など、労力負担が大きいという問題があった。また、残コンを硬化させた後に破砕して路盤材とする場合は、コンクリートが硬化するまで長期間にわたり放置するスペースが必要であると共に、硬化したコンクリートを破砕するための破砕機などの装置が必要であり、労力負担も大きいという問題があった。

一方、クエン酸で硬化反応を阻害し骨材を回収する特許文献１の処理は、大量の廃水を発生させることなく骨材を回収できる利点はあったが、硬化させないコンクリートが乾燥し弱い結合力で凝固するまで一週間程度は放置しなければならず、そのためのスペースが長期間にわたり必要である点、凝固したコンクリートを非加圧破砕手段によって破砕する工程が必要であり手間を要する点で、実用的な処理とは言えなかった。

そこで、本考案は、スペースや時間を要することなく、且つ、労力及び経費を低減して、残コンを再資源化できる残コン処理材、及び、該残コン処理材によって再資源化された残コン処理体の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本考案にかかる残コン処理材は、「使用されずに残った生コンクリートに投入される残コン処理材であって、水溶紙で袋状に形成された包装体と、該包装体の内部に封入された粉末状または顆粒状の吸水性高分子体とを」具備している。

「コンクリート」は、セメントと砂・砂利・砕石等の骨材とを混合し、水で硬化させるセメントコンクリートを指している。

「水溶紙」は、水に入れると溶解または分散する紙であり、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、デンプン、プルラン等を使用した公知の水溶紙を使用することができる。

「吸水性高分子体」としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、アクリルアミド、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、スチレンスルホン酸塩、無水マレイン酸等の一種類の重合体、あるいは、二種類以上の共重合体を使用することができる。

上記構成の残コン処理材を残コンに投入すると、水溶紙で形成された包装体が残コン中の水に溶解または分散し、包装体に封入されていた吸水性高分子体が残コンと接触する。そして残コンが撹拌されると、残コンと混ざり合った吸水性高分子体が残コン中の水を吸収して膨潤し、三次元的な網目構造を有するゲルを形成すると共に、その網目とセメントペーストが絡み合い、骨材は吸水性高分子体とセメントの網目構造の中に取り込まれる。更に、撹拌によって残コンが練り混ぜられると、吸水性高分子体のゲルとセメントとの混合物層が骨材を核として成長し造粒されて、ほぼ球形の団子状の造粒体となる。なお、コンクリート製造事業所に残コンを持ち帰ったアジテータ車のドラム内の残コンに本考案の残コン処理材を投入すれば、他の設備を何ら要することなく、そのまま残コンと残コン処理材とを混合し撹拌することができる。

残コン処理材が投入されてから残コンが造粒体となるまでの時間は、残コンに対する残コン処理材の添加量が適量であれば、わずか数分である。そして、残コン中の水分は吸水性高分子体に保持され、団子状の造粒体は粘着性を有しないバラバラした状態となるため、アジテータ車のドラム内で処理を行った場合であっても、容易に造粒体をドラムから排出することができる。そして、造粒体中のセメントは、既に水和している水分及び吸水性高分子体に吸収されている水によって硬化し、造粒体全体が硬化する。このとき、それぞれの造粒体はいわば吸水性高分子体の網でくるまれている状態であるので、隣接した造粒体どうしがセメントの硬化によって結合してしまうことはほとんどない。また、個々の造粒体が硬化するのに要する時間は、残コン全体を硬化させるために必要な時間に比べて極めて短い。

本考案の残コン処理材による処理によって残コンから得られた上記の造粒体は、例えば路盤材として利用することができる。従来、残コンを路盤材として利用する場合は、上述のように残コンを長時間放置して硬化させ、破砕機などで破砕する必要があった。これに対し、本考案の残コン処理材によれば、残コンに投入し撹拌するだけで、セメントと吸水性高分子体との混合物層の中に骨材が取り込まれた造粒体を得ることができ、この造粒体をそのまま路盤材として使用することができる。これにより、破砕機などの設備を何ら要しないと共に、破砕の手間を要することもない。また、吸水性高分子体を用いた残コン処理材自体は、低廉に製造することができる。従って、本考案の残コン処理材によれば、労力や経費を低減して残コンを再資源化することができる。

加えて、従来、残コンを硬化させた後に破砕する場合や、クエン酸でセメントの硬化を阻害して骨材を回収する場合は、残コンを放置するためのスペースや硬化または凝固させるための長い時間が必要であった。これに対し、本考案の残コン処理材によれば、極めて短時間で残コンを再資源化することができると共に、処理のためのスペースを特に設けることなく、残コンを持ち帰ったアジテータ車を用いて処理を行うことが可能である。従って、本考案の残コン処理材によれば、スペースや時間を要することなく残コンを再資源化することができる。

本考案にかかる残コン処理材は、「前記包装体は、縦１５ｃｍ〜２５ｃｍ、横１０ｃｍ〜２０ｃｍの大きさの四方シール包装袋である」ものとすることができる。

吸水性高分子体は残コンに対して過不足なく投入され、均一に混合されることが望ましい。そのため、残コンの一部にまとめて投入されるのではなく、必要量が複数個所に分散して投入されることが望ましい。本考案の残コン処理材では、吸水性高分子体を封入する包装体の大きさが上記ように設定されており、且つ、包装体は四方シール包装袋であってマチがないため、一つの包装体に封入される吸水性高分子体が少量に限定される。そのため、残コンの複数個所に分散させて吸水性高分子体を投入し易いと共に、残コンの量に応じて吸水性高分子体の投入量を調整し易い。

また、包装体がマチのない薄型の袋で上記の大きさであるため、大人の手で持ち易く、包装体を把持して残コン中に投入する操作を、作業者が容易に行うことができる。

次に、本考案にかかる残コン処理体は、「使用されずに残った生コンクリートが上記に記載の残コン処理材により処理されて形成された残コン処理体であって、骨材、及び、セメントと前記吸水性高分子体との混合物層を備え、前記骨材が前記混合物層によって被覆されている造粒体の複数からなる」ものである。

既に述べたように、上記の残コン処理材を残コンに投入し撹拌することにより、セメントと吸水性高分子体との混合物層の中に骨材が取り込まれた造粒体が多数形成される。かかる構成の本考案の残コン処理体は、そのまま路盤材として使用することができる。従来、残コンを硬化させた後に破砕して得られた路盤材は、尖った角部を有する不定形で、大きさも比較的大きなものであった。そのため、路盤材として使用する際、密に充填することはできなかった。これに対し、本考案の残コン処理体は、複数の造粒体、すなわち丸みを帯びた球形に近い形状の塊からなるため、充填性が良い。

加えて、造粒体は骨材を核として造粒されるため、砂・砂利・砕石等の骨材の大きさに応じて種々の大きさに造粒される。従って、同一の径の球体を充填する場合に比べ、より充填性が良い。従って、本考案の残コン処理体は、極めて充填性が良く路盤材として有用である。

以上のように、本考案によれば、スペースや時間を要することなく、且つ、労力及び経費を低減して、残コンを再資源化できる残コン処理材、及び、該残コン処理材によって再資源化された残コン処理体であって路盤材として適した残コン処理体を、提供することができる。

以下、本考案の最良の一実施形態である残コン処理材及び残コン処理体について、図１乃至図４に基づいて説明する。本実施形態の残コン処理材１０は、図１（ａ）平面図及び図１（ｂ）Ｘ−Ｘ線断面図に示すように、水溶紙で袋状に形成された包装体１と、包装体１の内部に封入された吸水性高分子体２とを具備している。なお、図１（ｂ）では、構成を明確に示すため、水溶紙の厚さ及び包装体１の内部空間Ｓの大きさを誇張して図示している。

より詳細に説明すると、包装体１は、縦１５ｃｍ〜２５ｃｍ、横１０ｃｍ〜２０ｃｍの大きさの二枚の長方形の水溶紙を重ね合わせた上で、四方の周縁に沿ったシール部１ｈをヒートシールすることにより袋状に形成されており、内部に密閉された内部空間Ｓを有する。そして、包装体１の内部空間Ｓには、粉末状または顆粒状の吸水性高分子体２が１５０〜２５０ｇ封入されている。ここで、本実施形態では、吸水性高分子体２として、アクリル酸ナトリウム−アクリルアミド共重合体を使用している。

上記構成の残コン処理材１０は、次のように使用する。まず、残コンを収容したアジテータ車のドラム内に、残コン処理材１０を投入する。このとき、残コン０．２５ｍ^３に対し残コン処理材１０を一袋の割合で投入すると良い。そして、アジテータ車のドラムを回転させると、残コン中の水によって包装体１を構成する水溶紙が溶解して内部に封入されていた吸水性高分子体２が残コンと接触し、ドラムの回転に伴って残コンと混合し撹拌される。吸水性高分子体２は親水性の高い−ＣＯＯＮａ基を有しており、残コン中の水を速やかに吸収し、自らは膨潤してゲル化する。このとき、膨潤したゲルの中では水の吸収により−ＣＯＯＮａ基からナトリウムイオンが解離し、ゲルの外側より内側の方がイオン濃度が高くなる。その結果生じる浸透圧差により、ゲルの内部に更に水が吸収され、ゲルの三次元的な網目構造の中に保持される。これと同時に、水和したセメントのペーストがゲルの網目と絡み合い、その網目構造の中に、砂や砂利等の骨材２１が取り込まれる。

更に、アジテータ車のドラムの回転によりせん断力が作用し、残コンが練り混ぜられることにより、骨材２１を核としてセメントと吸水性高分子体との混合物層２２が雪だるま式に成長し、団子状に造粒される。これにより、アジテータ車のドラムの回転を開始してから、３分程度で水分はほぼ造粒体２０の内部に保持されて、造粒体２０の外部には水分が殆ど存在しない状態となり、ドラムから「ガラガラ」という音が聞こえ出す。この段階で、造粒体２０はべたつきのないバラバラした状態であるため、アジテータ車のドラムから容易に排出することができる。

その後、造粒体２０中のセメントが既に水和していた水分と吸水性高分子体２によって保持されている水分とによって硬化し、造粒体２０全体が硬くなる。

このようにして形成された造粒体２０は、図２に模式的な断面図を示すように、骨材２１、及びセメントと吸水性高分子体との混合物層２２とを備えており、混合物層２２によって骨材２１が被覆されている。そして、写真を図４に示すように、本実施形態の残コンン処理体を構成する個々の造粒体はほぼ球状であり、球近似の直径は１０ｍｍ〜４０ｍｍと種々である。このように造粒体の大きさが種々であるのは、造粒される際に核となる砂・砂利・砕石等の骨材の大きさに起因しているものと考えられる。

このような残コン処理体３０を路盤材として使用する場合、個々の造粒体２０がほぼ球形であることに加えて大きさが種々であるため、図３（ａ）に模式的に示すように、充填性が高い。なお、図３（ｂ）は、残コンを硬化させた後に破砕して得られた従来の路盤材であって、尖った角部を有する路盤材１００の充填性を対比して示す模式図である。

以上のように、本実施形態の残コン処理材１０によれば、残コンを持ち帰ったアジテータ車のドラム内の残コンに投入しドラムを回転させるだけで、短時間で残コン処理体３０を得ることができる。これにより、新たな設備投資を何ら要することなく、且つ、時間やスペースを要することなく、労力及び経費を低減して残コンを再資源化することができる。

また、本実施形態の残コン処理材１０の包装体１は、その大きさ及び形状により、作業者が手で投入し易く、且つ、吸水性高分子体２の投入量を残コンの量に対して適した量に調整し易いものとなっている。

そして、残コン処理材１０を用いた残コンの処理により得られた残コン処理体３０は、そのまま路盤材として利用することができるため、硬化させた残コンを破砕して路盤材とした従来とは異なり、破砕するための装置や労力を要しない。

また、本実施形態の残コン処理体３０は、ほぼ球形で大きさが種々である造粒体２０の多数からなるため、充填性が良く路盤材として有用である。

以上、本考案について好適な実施形態を挙げて説明したが、本考案は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本考案の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、包装体１を四方シール包装袋とし、マチのない薄型であることにより封入できる吸水性高分子体を少量とし、残コンへの投入量を調整し易くした場合を例示した。このような態様に加えて、包装体をマチを有するガゼット袋とし、より多くの吸水性高分子体を封入して、大量の残コン処理用の種類の残コン処理材とすることもできる。

また、上記では包装体１のシール部１ｈがヒートシールによって形成されている場合を例示したが、これに限定されず、接着剤によってシールすることもできる。また、包装体１が平面視で四角形の場合を例示したが、包装体の外形はこれに限定されず、例えば三角形とすることもできる。

本実施形態の残コン処理材の構成を示す（ａ）平面図、及び（ｂ）Ｘ−Ｘ線断面図である。 本実施形態の残コン処理体の造粒体の模式的な断面図である。 （ａ）本実施形態の残コン処理体の充填性を示す模式図であり、（ｂ）従来の路盤材の充填性を対比して示す模式図である。 本実施形態の残コン処理体の写真である。

符号の説明

１ 包装体
２ 吸水性高分子体
１０ 残コン処理材
２０ 造粒体
２１ 骨材
２２ 混合物層
３０ 残コン処理体

Claims (3)

1. 使用されずに残った生コンクリートに投入される残コン処理材であって、
   水溶紙で袋状に形成された包装体と、
   該包装体の内部に封入された粉末状または顆粒状の吸水性高分子体と
   を具備することを特徴とする残コン処理材。
2. 前記包装体は、縦１５ｃｍ〜２５ｃｍ、横１０ｃｍ〜２０ｃｍの大きさの四方シール包装袋であることを特徴とする請求項１に記載の残コン処理材。
3. 使用されずに残った生コンクリートが請求項１または請求項２に記載の残コン処理材により処理されて形成された残コン処理体であって、
   骨材、及び、セメントと前記吸水性高分子体との混合物層を備え、前記骨材が前記混合物層に被覆されている造粒体の複数からなることを特徴とする残コン処理体。

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