JP3923564B2 - 篩分機兼用混合機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、篩分機兼用混合機に関するものであり、詳しくは、例えば、上下水道工事、道路工事、宅地造成工事などの一般の土木・建設工事に伴って発生する残土（以下、建設残土と略記する）等の含水土壌を改良して粒状改良土を製造するプロセスにおいて好適に使用される簡便な篩分機兼用混合機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設残土の殆どは再利用できず、その一部は埋立て処分されているものの、不法投棄や環境への影響が問題になってきている。斯かる問題を解決するため、近時、プラントにおける建設残土の石灰処理による再生利用が検討されつつある。その背景は次の通りである。すなわち、従来、道路工事の掘り起こし現場の埋め戻しには山砂が使用されていたが、山砂採取場所でも環境破壊の問題が起こるため、建設残土を石灰で処理して改良土とし、山砂の代りに使用する必要があるからである。
【０００３】
しかしながら、上記の石灰混合法は、含水比の低い良質な建設残土のみを対象としているため、含水比の高い建設残土が持ち込まれた場合は、石灰処理前に建設残土の天日乾燥を行わねばならず、それがために広大な敷地を必要とする欠点がある。斯かる欠点を解消するため、本発明者の一人は、先に、特開平６−１７５０２号公報において、建設残土を天日乾燥せずにそのままプラントで粒状にし得る改良土の製造方法を提案した。この方法で得られる改良土は、道路の配管埋め戻しの用途においては、山砂より作業性が良好であり、施工後の物性も優れていることが立証されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の改良土の製造方法においては、前述の石灰混合法に比し、建設残土に水溶性重合体粉末を添加・混合して粒状化土とした後、更に生石灰などの固化剤粉末と混合し、その後、用途に合せた粒度に篩分する必要があるため、プロセスが複雑化すると言う問題がある。本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目的は、含水土壌を改良して粒状改良土を製造するプロセス等において好適に使用し得る簡便な篩分機兼用混合機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、石などの大塊を除去しつつ、水溶性重合体粉末によって粒状化された粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子の表面に固化剤粉末を付着混合させると共にこれらを用途に合せた粒度に篩分する篩分機兼用混合機であって、金網で構成された回転円筒体を内筒として備え且つ出口側周面だけが上記の金網より目開きの小さな金網で構成されている回転円筒体を外筒として備え、外筒の金網で構成された出口側周面の長さが外筒全長の１／２〜１／４とされ、内筒が外筒よりも長く形成されて外筒の出口から外側に突出し、各回転円筒体の軸線が入口側から出口側に向うに従って漸次低くなる様に傾斜して配置され、そして、石などの大塊を内筒で分離し、粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子と固化剤粉末とを外筒の入口側周面で混合し、固化剤粉末が付着した粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子を外筒の出口側周面で篩分する様になされていることを特徴とする篩分機兼用混合機に存する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の篩分機兼用混合機が好適に使用される粒状改良土製造プロセスの一例の説明図、図２は、本発明の篩分機兼用混合機の一例の側面説明図、図３は、図２に示す篩分機兼用混合機の同図に示すIII-III 線に沿った断面説明図である。
【０００７】
先ず、説明の便宜上、本発明の篩分機兼用混合機が好適に使用される粒状改良土製造プロセスの概要について説明する。このプロセスの一例においては、含水土壌と水溶性重合体粉末とを混合処理することにより粒状土壌とした後、その流れから必要に応じて金属異物を除去し、次いで、石などの大塊を除去しつつ粒状土壌の表面に固化剤粉末を付着混合させると同時に固化剤粉末を付着した粒状土壌を用途に合せた粒度に篩分する。
【０００８】
上記の含水土壌としては、特に制限されないが、前述の建設残土が代表的に使用される。土質の改良が期待できる建設残土の含水比の範囲は、土質によって異なるが、例えば関東ロームの場合は、通常４０〜２００％、好ましくは５０〜１５０％である。一方、水溶性重合体としては、含水土壌を団粒化する機能を有する一般的な水溶性重合体が制限なく使用できるが、カルボキシル基含有重合体が好適に使用される。
【０００９】
カルボキシル基含有重合体としては、例えば、アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、アルギン酸塩類などの天然酸性多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルハイドロキシエチルセルロース等の半合成の水溶性高分子物質、グアーガム、ローカストビーンガム等の中性多糖類変性物、ポリアクリル酸塩類などの合成水溶性高分子物質が例示されるが、これらの中では、ポリアクリル酸塩類などの合成水溶性高分子物質が好適である。
【００１０】
上記のポリアクリル酸塩類の具体例としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニルとの共重合体、イタコン酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体などが挙げられるが、これらの中では、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体が好適である。
【００１１】
上記の（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体としては、（メタ）アクリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドを共重合したものの他、（メタ）アクリルアミドの単独重合体を部分加水分解したものでもよい。また、上記の単量体を組合せた共重合体の他、共重合可能なアクリル又はビニル単量体などを一緒に共重合させたものでもよい。
【００１２】
合成水溶性重合体の場合、全単量体単位に対するカルボキシル基含有単量体の割合は、通常１〜１００モル％、好ましくは５〜６０モル％の範囲とされる。カルボキシル基は、遊離酸または塩の何れの形ので存在していてもよい。なお、上記の水溶性重合体は、何れも、粉末として使用されるが、その平均粒径は、通常０．４ｍｍ以下とされる。
【００１３】
粒状改良土製造プロセスにおいては、先ず、含水土壌（Ａ）と水溶性重合体粉末（Ｂ）とを撹拌混合槽（１）に供給して処理することにより粒状土壌（Ｃ）とする。撹拌混合槽（１）には、モルタルミキサー、ニーダー、一軸撹拌混合槽、二軸撹拌混合槽などが使用される。
【００１４】
撹拌混合槽（１）において、計量された含水土壌（Ａ）は、ホッパー（１１）より供給され、水溶性重合体粉末（Ｂ）が添加された後、所定時間処理されて造粒される。水溶性重合体粉末（Ｂ）の添加量は、含水土壌（Ａ）の含水比により異なるため一概に決定し得ないが、含水土壌（Ａ）に対し、通常０. ００１〜１重量％、好ましくは０. ０１〜０. ５重量％とされる。
【００１５】
得られた粒状土壌（Ｃ）は、排出口（１２）が開放することにより、落下して排出され、必要に応じて磁選機（２）により金属異物（Ｅ）が除去され、次の本発明の篩分機兼用混合機に供給される。
【００１６】
本発明の篩分機兼用混合機は、上記の様な粒状改良土製造プロセスにおいて、石などの大塊を除去しつつ粒状土壌（Ｃ）の表面に固化剤粉末（Ｄ）を付着混合させると同時に固化剤粉末（Ｄ）を付着した粒状土壌（Ｃ）を用途に合せた粒度に篩分するために使用され、金網で構成された回転円筒体（３１）を内筒として備え且つ出口側周面（３２ａ）が上記の金網よりも細めの金網で構成されている回転円筒体（３２）を外筒として備えた構造を有する。そして、本発明の篩分機兼用混合機は、傾斜して配置され、その下端側が排出口として利用される。
【００１７】
上記の篩分機兼用混合機（３）において、粒状土壌（Ｃ）は、固化剤粉末（Ｄ）と共に、図２に示す供給口（３３）から供給され、転動処理により、その表面に固化剤粉末（Ｄ）が付着させられ、下方側に移動しつつ篩分処理される。すなわち、粒状土壌（Ｃ）に同伴された石などの大塊（Ｆ）は、内筒を素通りしてその出口開放端の回収口（３４）から連続的に排出され、内筒を通過し且つ表面に固化剤粉末（Ｄ）を付着した粒状土壌（Ｃ）は、外筒の出口開放端の回収口（３５）と金網にて構成された回収口（３６）とから中粒（Ｇ）及び細粒（Ｈ）の粒状改良土として連続的に排出される。
【００１８】
内筒は上記の様に石などの大塊を分離する機能を有する。従って、内筒を構成する回転円筒体（３１）の金網の目開きは、粒状土壌（Ｃ）を通過させることにより石などの大塊を分離し得る限り特に制限されないが、通常２０〜６０ｍｍ、好ましくは４０ｍｍ前後とされる。一方、外筒は、上記の様に、内筒を通過した粒状土壌（Ｃ）の表面に固化剤粉末（Ｃ）を付着させると共にその出口側周面（３２ａ）の金網により使用目的に合せた粒度に篩分する機能を有する。従って、外筒の出口側周面（３２ａ）を構成する金網の目開きは、目的とする粒度に従って適宜選択されるが、その一例としては１３ｍｍが挙げられる。また、金網で構成する出口側の長さは、通常、外筒の全長の１／２〜１／４程度とされる。
【００１９】
本発明の篩分機兼用混合機（３）においては、粒状土壌（Ｃ）の表面に固化剤粉末（Ｃ）を効率的に付着させるため、外筒の内側に掻き上げ羽根（３７）を設けるのが好ましい。掻き上げ羽根（３７）は、通常、回転円筒体（３２）の入口から出口に至る長尺体として設けられ、その形状は、外筒の回転に従って粒状土壌（Ｃ）を掻き上げる機能を有する限り、特に制限されず、単なる板状体であってもよい。また、掻き上げ羽根（３７）の個数は、任意に選択することが出来るが、通常は、外筒の１８０°異なる位置に２個設ければ十分である。
【００２０】
また、掻き上げ羽根（３７）は、それ自体に粒状土壌（Ｃ）が付着するのを防止するため、外筒の内側に可動固定具（図示せず）で固定し、重力で可動する機構を備えているのが好ましい。更に、粒状土壌（Ｃ）の混合効率を高めるため、掻き上げ羽根（３７）は螺旋状に設置してもよい。なお、図２及び図３中、符号（３８）はモータ、（３９ａ）は軸受け、（３９ｂ）は回転軸、（４０ａ）はローラ、（４０ｂ）はガイドである。
【００２１】
上記の様な篩分機兼用混合機（３）によれば、粒状土壌（Ｃ）に大きな負荷を掛けることなくその表面に固化剤粉末（Ｄ）を付着させることが出来る。その結果、粒状土壌（Ｃ）の表面が剥離されることなく、透水性に優れ、浸出水が濁ることのない優れた性能の粒状改良土（Ｇ）及び（Ｈ）が得られる。更に、上記の様な篩分機兼用混合機（３）によれば、粒状土壌（Ｃ）と固化剤粉末（Ｄ）との混合処理と同時に篩分された粒状改良土（Ｇ）及び（Ｈ）が得られるため、別途の篩分機が不要となる。
【００２２】
前記の固化剤粉末（Ｄ）は、粒状土壌（Ｃ）の表面に均一に付着させるのが好ましく、従って、斯かる観点から、平均粒径が１ｍｍ以下の粉末を使用するのが好ましい。固化剤粉末（Ｄ）としては、例えば、生石灰、消石灰、水硬性セメント、石灰系改良材、セメント系改良材などが挙げられるが、脱水および硬化反応の速い生石灰系の粉末が好適に使用される。固化剤粉末（Ｄ）の添加量は、土壌に対し、通常０. ２〜２０重量％、好ましくは０. ５〜１０重量％とされる。粒状改良土（Ｇ）及び（Ｈ）は、必要に応じて更に篩分し、通常２〜３日、好ましくは６〜７日養生した後に使用される。
【００２３】
なお、以上の説明においては、本発明の篩分機兼用混合機の適用例として粒状改良土製造プロセスを挙げたが、本発明の篩分機兼用混合機は、採石場、砕石場または石切場における石粉の排水処理プロセスから回収され、その処理が問題となっている石粉脱水ケーキから石粉粒状体を製造するプロセスにおいても好適に使用され、水溶性重合体粉末または水溶性重合体粉末と水硬性セメントとを混合して得られた石粉脱水ケーキ粒子の表面に固化剤粉末を付着させる場合に使用することが出来る。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した本発明の篩分機兼用混合機は、装置構成がコンパクトであり、しかも、回転円筒型であるため、混合および篩分効率が高い。従って、本発明の篩分機兼用混合機の利用により、粒状改良土製造用プラント全体は、非常にコンパクト化され、これ迄の定地型プラントの他、仮設移動型、車上型プラントの実現も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の篩分機兼用混合機が好適に使用される粒状改良土製造プロセスの一例の説明図
【図２】本発明の篩分機兼用混合機の一例の側面説明図
【図３】図２に示す篩分機兼用混合機の同図に示すIII-III 線に沿った断面説明図
【符号の説明】
Ａ：含水土壌
Ｂ：水溶性重合体粉末
Ｃ：粒状土壌
Ｄ：固化剤粉末
Ｅ：金属異物
Ｆ：大塊
Ｇ：粒状改良土（中粒）
Ｈ：粒状改良土（細粒）
１：攪拌混合槽
２：磁選機
３：篩分機兼用混合機
３１：回転円筒体（内筒）
３２：回転円筒体（外筒）
３２ａ：出口側周面
３３：供給口
３４：排出口
３５：排出口
３６：排出口
３７：掻き上げ羽根

Claims (1)

1. 石などの大塊を除去しつつ、水溶性重合体粉末によって粒状化された粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子の表面に固化剤粉末を付着混合させると共にこれらを用途に合せた粒度に篩分する篩分機兼用混合機であって、金網で構成された回転円筒体を内筒として備え且つ出口側周面だけが上記の金網より目開きの小さな金網で構成されている回転円筒体を外筒として備え、外筒の金網で構成された出口側周面の長さが外筒全長の１／２〜１／４とされ、内筒が外筒よりも長く形成されて外筒の出口から外側に突出し、各回転円筒体の軸線が入口側から出口側に向うに従って漸次低くなる様に傾斜して配置され、そして、石などの大塊を内筒で分離し、粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子と固化剤粉末とを外筒の入口側周面で混合し、固化剤粉末が付着した粒状土壌または石粉脱水ケーキ粒子を外筒の出口側周面で篩分する様になされていることを特徴とする篩分機兼用混合機。

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