JP4466983B2 - Block product using silica-containing mud sludge and method for producing the same - Google Patents

Block product using silica-containing mud sludge and method for producing the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリカ(SiO2)含有泥土スラッジを用いたブロック製品並びにその製造方法に関するものである。なお、シリカ含有泥土スラッジとは、建設汚泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント(含む砂利プラント)で発生する濁水、同プラントで発生する石粉などのシリカ含有副産物を対象とし、これらのものから水を分離して得られた泥分、あるいは更に濃縮脱水して得られた泥土ケーキのことである。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
道路や建築用等の砕石,砕砂を生産する砕石プラントは、石切り場で発破した1m程度の大きさの石をプラント上流部分にある原料工場(破砕室)に投入し、破砕機により破砕し、篩で砕石の粒度別に篩分けし、規格外の大きな砕石については破砕と篩分け選別を繰り返して行き、最終的に規格粒度別に破砕選別された砕石、砕砂を製品として出荷するようにしたものであり、粒度5mm以下のコンクリート用細骨材を生産する製砂設備はプラント下流部分に設置されている。
【0003】
砕石プラントの製砂設備では、製品品質の向上を目的として付着泥分,不要微細石粒子などを除去すべく破砕品を水で洗浄するようにしている。特にコンクリート用細骨材(砕砂)では製品中に含まれる75μm以下の微細石粒子の含有量が制限されており、細骨材生産の際には、前記微細石粒子を除去するなどのために粒度5mmアンダーの破砕品の水洗が行われる。この水洗を行う湿式の設備での使用後の洗浄水は、75μm以下程度の微細な石粒子及び/又は泥分を重量で5〜10%程度含む泥水であり、「濁水」と呼ばれている。そして濁水は、シックナとフィルタプレス等の濃縮・脱水用の機械設備、あるいは沈殿池式設備により、水と分離された泥分が濃縮脱水されて、シリカを含有し水分を含む泥土スラッジである泥土ケーキにされる。なお、このような濁水の処理による泥土ケーキは「濁水ケーキ」と呼ばれており、例えばコンクリート用細骨材を生産する場合、重量で細骨材生産量の約10%程度発生する。
【0004】
そして近年、環境保全の観点から廃棄物の減少を図るべく、この泥土ケーキは生石灰、セメント等と単に混合されて、埋立て材、盛土材などの低強度材として利用されている。
【0005】
ところが、上記の方法で得られる製品の強度(一軸圧縮強度)は10kg/cm2程度以下と低く、用途が前述の埋立て材、盛土材など低強度の土木資材に限られてしまい、常時安定的に大量需要がなく利用量の拡大が期待できず、有効な廃棄物低減化になっていないのが実情である。
【0006】
次に、同じく砕石副産物である石粉(乾燥石粉)について説明する。砕石プラントの製砂設備では、粒度5mmアンダーの破砕品について、前述した75μm以下の微細石粒子を除去するためにエアセパレータ等の乾式分級機で分級し、しかる後、除去仕切れずに残った微細石粒子の除去を前述の水洗により行うという製砂工程を採用している設備もある。このような製砂工程の場合、前記エアセパレータ等による分級によって主に75μm以下の微細石粒子が副産物として発生する。この微細な石粒子は石粉(乾燥石粉)と呼ばれている。コンクリート用細骨材を生産する場合、石粉は重量で細骨材生産量の約10%程度発生する。
【0007】
また、砕石プラントにおいて製砂設備の上流部分には、前述したように粒度別に砕石を生産するための破砕機や篩装置などが備えられており、これらの装置では集塵機によって捕集される集塵ダストとして微細な石粒子(粒度:平均15μm)である石粉(乾燥石粉)が副産物として発生する。
【0008】
ところがこのような石粉についても、高流動コンクリートの混合材である石灰石粉の代替え品として利用すべく開発が進められているものの、現状ではこれ以外には用途がなく、実質的に廃棄物となっているのが実情である。なお、河川の岩石を原石とするいわゆる砂利プラントで副産物として発生する濁水,石粉についても、資源として利用されていないのが実情であり、ここではこの砂利プラントをも含めて砕石プラントという。
【0009】
また、他のシリカ含有副産物として、浚渫土処理濁水、建設汚泥がある。浚渫土処理濁水について説明すると、通常、浚渫土(湖沼、川、ダム湖などを浚渫する際に発生する土砂)は含水率が高く、ふるい分け機などによって浚渫土を大・中・小の石、砂などに分離する際には、水洗に伴う濁水が発生する。また、建設汚泥は、周知のように、地中連続壁工法、泥水式シールド工法、高圧噴射攪拌工法などの土木建設工事に伴って発生する含水率が高く粒子の微細な泥状の掘削物である。
【0010】
ところが、このような浚渫土処理濁水や建設汚泥については、その大部分が減容化のために泥土ケーキ(シリカ含有泥土スラッジ)にされているだけであり、環境保全の観点からも廃棄物の低減につながる有用なプロセスが強く希求されている。
【0011】
そこで、本出願人は、上述の如き建設汚泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント(含む砂利プラント)で発生する濁水、同プラントで発生する石粉などのシリカ含有副産物から得られる各泥土ケーキ(シリカ含有泥土スラッジ)を対象として、その用途の拡大を図るべく鋭意調査、研究を行い、先に、シリカ含有泥土スラッジの処理方法を開発し提案した(特願2000−2124号参照)。
【0012】
上記提案のシリカ含有泥土スラッジの処理方法の基本構成は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合して泥土質原料を得る混合工程と、前記泥土質原料を原料として造粒を行って造粒物を得る造粒工程と、前記造粒物を水熱処理により固化して固化物を得る水熱固化(オートクレーブ養生)工程とを備えてなるもので、この処理方法を泥土ケーキ(シリカ含有泥土スラッジ)に施して得られた固化物は、強度及び低吸水性に優れ、コンクリート用細骨材、道路用路盤材、園芸用資材など広い用途に利用可能となり、引いては廃棄物の減少化を図ることができた。
【0013】
そして、さらに用途の拡大を図ることを目的として鋭意調査、研究を行った結果、シリカ含有泥土スラッジの新たな用途として舗装用ブロック、園芸用ブロックなどのブロック製品への適用を見出したものである。
【0014】
ところで、近年、歩道や遊歩道、公園広場等の舗装材として様々な形状の舗装用ブロックが使用されている。この舗装用ブロックは、骨材、砂、セメントを原料とし、これに水を加えて混合した上で成形機にかけてブロック形状とし、更に自然養生、又は蒸気養生して製造される。その製造の際、デザイン性、意匠性を高めるために表面の層(表層:全体の重量比で約1/10)のみ顔料を混合し、多種多様な色彩のブロックとして生産されている。また、一般に表面の色は顔料の種類や添加割合の調整、表面の粗度(肌合)は混合する骨材の大きさや種類により調整される。
【0015】
しかし、上記のようにして製造された舗装用ブロックの表層は、骨材、砂、セメント、顔料の混合物であり表面に骨材の地肌が現れるため、その部分のみ骨材の色の影響で色むらが発生しやすい。またブロック製造直後の仕上がりは良好でも、舗装用ブロックの場合は必然的に摩耗が進行し、骨材の地肌の露出は避けられない。その場合、ブロック自体の機能は満足しても意匠性を著しく損なうことになる。
【0016】
本発明は、上記の事情に鑑みなしたものであって、その目的は、シリカ含有泥土スラッジを用いて外観はもとより強度などの製品品質が従来のブロック製品と同等あるいはそれ以上のブロック製品、及びそのブロック製品の製造方法を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明(請求項1)に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層と、このブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に形成された、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料の表層と、よりなるものである。シリカ含有泥土スラッジは、上述したように粒子が細かい(通常75μm以下)ためブロックに成形した場合、表面粗度が骨材を原料とした従来のブロックに比べて緻密にでき、またブロック成形直後はもとより使用で摩耗しても色むらの発生を抑えることができる。
【0018】
また、本発明(請求項3)シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料を表層として積層するとともに、この積層体を加圧成形してブロック製品素地となし、しかる後、このブロック製品素地を水熱固化処理(オートクレーブ養生)により固化してブロック製品を得るものである。
【0019】
また、上記製造方法においては、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料が、共に10〜25%の含水率に調整されるように混合されることが好ましい(請求項4)。その理由は、含水率が10%未満では泥土質原料の粒子同士の付着力が弱く加圧成形しても成形型から外すと型崩れして成形がし難くい、一方25%を超えると泥土質原料の流動性が高くなり、加圧成形の際に加圧すると成形型の隙間から水が噴出し、また成形圧の調整が困難となるためで、従って、泥土質原料の含水率は10〜25%の範囲内に調整することが好ましい。
【0020】
また、上記シリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品及びその製造方法においては、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料は、共に補強繊維が混合されてあってもよい。通常シリカ含有泥土スラッジを原料とした水熱固化成形品の強度を上げる場合、セメントの含有量を上げ、シリカ含有泥土スラッジの含有量を下げる必要があるが、補強繊維を混合することで、シリカ含有泥土スラッジの含有量を下げることなく強度の向上が図れる。この場合、補強繊維としては、アラミド繊維、グラスファイバー、カーボン繊維等のオートクレイブ養生を行っても品質の変化が少ない材質の繊維が望ましい。また、繊維長さとしては、十分な製品強度を得るためには0.2mm以上が好ましいが、混合中に繊維が絡まることにより均一分散が損なわれることを防ぐためにはその上限を5mmを超えない範囲とすることが望ましい。そして、より望ましくは0.2〜3mmがよく、この範囲であればスラッジ中の分散性が向上し強度のばらつきの減少が十分期待できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1、図2は、本発明に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法を適用した工程説明図であって、図1は上工程、図2は図1に続く下工程を示す。
【0022】
原料ホッパ1には、砕石プラント等で発生した75μm以下の微細な石粒子及び/又は泥分を含む泥水をフィルタプレス等で脱水して得た泥土ケーキ(シリカ含有泥土スラッジ)が原料として投入される。そして、泥土ケーキは、原料ホッパ1内で解砕スクリューにより、また切り出される際にはカットスクリューとフィードロールにより解砕され、コンベア2を介してミキサー3へと送給される。
【0023】
石灰タンク4にはセメントなどカルシウム化合物が貯蔵されている。そして、カルシウム化合物は、スクリューフィーダ5により所定量切り出されてサービスタンク6を介してミキサー3へと切り出されるようになっている。また同様に、顔料タンク7にはFe23を主成分とした顔料或いはその他の顔料が貯蔵されており、その顔料は、ベルトフィーダ8により所定量切り出されてサービスタンク6を介してミキサー3へと切り出されるようになっている。この場合、切り出し量(混合割合)はミキサー3に付属のロードセル、及びサービスタンク6に付属のロータリーフィダーにより任意に調整ができるようになっている。
【0024】
ミキサー3では、原料ホッパー1から切り出されたシリカ含有泥土スラッジと石灰タンク4から切り出されたカルシウム化合物を均一に混合したり、或いは原料ホッパー1から切り出されたシリカ含有泥土スラッジと石灰タンク4から切り出されたカルシウム化合物と更に顔料タンク7から切り出された顔料とを均一に混合することができる。
【0025】
ミキサー3でシリカ含有泥土スラッジとカルシウム化合物を混合したものは、ブロック製品の基層用泥土質原料として搬送コンベア9、更に可逆回転可能なコンベア10を介して基層材貯蔵サイロ11へと送給されて貯蔵される。他方、ミキサー3でシリカ含有泥土スラッジとカルシウム化合物と顔料とを混合したものは、ブロック製品の表層用泥土質原料として搬送コンベア9、更に可逆回転可能なコンベア10を介して表層材貯蔵サイロ12へと送給されて貯蔵される。
【0026】
基層材貯蔵サイロ11に貯蔵された基層用泥土質原料と表層材貯蔵サイロ12に貯蔵された表層用泥土質原料は、ブロック成形機13に付帯されている基層材フィーダ14と表層材フィーダ15とにコンベア16と17とを介してそれぞれ送給される。そして、ブロック成形機13においては、まず基層材フィーダ14から基層用泥土質原料の所定量が型内に供給され、続いてその上に表層材フィーダ15から所定量の表層用泥土質原料が供給された後、加圧成形し、ブロック製品素地18が成形される。このブロック製品素地18は、コンベア19を介して搬出され、パレットに載せて自動搬送システム装置20内の棚に載置、収納される。
【0027】
上記自動搬送システム装置20内に収納されたブロック製品素地18は、パレットに載せたままで水熱固化処理(オートクレーブ養生)用運搬台車21に積載され、オートクレーブ22内に搬入して所定条件のオートクレーブ養生が行われる。このオートクレーブ養生によりブロック製品素地18は固化しブロック製品23として製造される。オートクレーブ養生後、運搬台車21はオートクレーブ22内からを搬出され、ブロック製品23はパレットに載せたままで運搬台車21から自動搬送システム装置20内の棚に載置、収納され、必要の都度ブロック製品23として出荷される。
【0028】
上述したようにしてオートクレーブ養生を施して製造されたブロック製品23は、粒子が細かい通常75μm以下のシリカ含有泥土スラッジを主原料として、これにカルシウム化合物を混合してブロック基層を、またこれにカルシウム化合物と顔料を混合して表層を構成しているので、表面粗度が骨材を原料とした従来のブロックに比べて緻密であり、またブロック成形直後はもとより使用で摩耗しても色むらの発生が起こり難い。
【0029】
因みに、基層用泥土質原料としてA:含水率15%、B:含水率7%、C:含水率30%の3種類を、表層用泥土質原料としてD:含水率15%(顔料2%混合)を準備して、下記成形条件でプレス成形、振動成形を行った。
▲1▼プレス成形機:型に所定量の基層用泥土質原料を供給後、一次プレス(1秒)して表面を均す。次に表層用泥土質原料を供給し二次プレスする。
▲2▼振動成形機:テーブル(型枠)に基層用泥土質原料と表層用泥土質原料を供給後、型枠蓋(プレス)を降下させ、低い面圧をかける。その状態でテーブル部、プレス部をそれぞれ振動させ成形する。振動機は重りを交換することにより加振力の調整が可能になっている。
【0030】
上記の条件によるプレス成形結果を表1に、振動成形結果を表2にそれぞれ示す。なお、プレス成形では基層用泥土質原料重量:1848g、表層用泥土質原料重量:205gとし、振動成形では基層用泥土質原料重量:1663g、表層用泥土質原料重量:185gとした。
【0031】
【表1】
【0032】
表1から理解されるように、基層用泥土質原料の含水率が15%の試験No.1〜3のものは成形が良好に行えたが、含水率が7%の試験No.4のものは水分が少ないため型から外す際に型崩れが見られた。また、含水率が30%の試験No.5のものは水分が多すぎたため型からどろどろの原料が噴出し、面圧を上げることができず成形ができなかった。このようなことから基層用、表層用の何れの泥土質原料も含水率は10〜25%の範囲内に調整することが好ましい。
【0033】
【表2】
【0034】
表2から理解されるように、基層用泥土質原料の含水率が15%の試験No.6、7のものは成形が良好に行えたが、含水率が7%の試験No.8のものは水分が少ないため型から外す際に表面剥離や割れが多数認められた。また、含水率が30%の試験No.9のものは成形はできたものの、水分が多すぎたため型に付着し型離れが悪い。
【0035】
また、生石灰を10%添加した泥土質原料に、更に顔料を0%、4%、8%添加したブロックを製造して、顔料の使用による強度の変化について調査した。その結果、顔料が8%以下であれば、圧縮強度、引張強度とも、日本建築学会「建築工事標準仕様書」(JASS)における「JASS7M101」の規格を満たすとともにほとんど強度変化がなく、通常のコンクリート着色用顔料が使用可能であることが確認できた。
【0036】
なお、上述した実施形態は補強繊維を添加混合しない場合の例であるが、補強繊維を添加混合するのであれば、例えば、図1に示す石灰タンク4、顔料タンク7に併設して繊維タンクとベルトフィーダを配設し、これよりサービスタンク6に供給して添加混合させることができる。また、本発明のブロック製品の形状は、インターロッキングブロック等の直方体状のブロック形状に限られるものではなく、前記補強繊維を添加した場合には、未添加の場合に比べブロック製品の曲げ強度が格段に向上するため板状のブロック製品とすることもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明(請求項1)に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品によれば、粒子が細かい通常75μm以下のシリカ含有泥土スラッジを主原料として用い、これにカルシウム化合物を混合してブロック基層を、またこれにカルシウム化合物と顔料を混合して表層を構成しているので、表面粗度が骨材を原料とした従来のブロックに比べて緻密にできる。またブロック成形直後はもとより使用で摩耗しても色むらの発生が起こり難い。また、ブロックの強度も従来ブロックと変わらない。
【0038】
また、本発明(請求項3)に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法によれば、粒子が細かい通常75μm以下のシリカ含有泥土スラッジを主原料として用いて、表面粗度が骨材を原料とした従来のブロックに比べて緻密で、且つブロック成形直後はもとより使用で摩耗しても色むらの発生が起こり難い、従来ブロックと変わらない強度のブロック製品を製造することができ、引いてはシリカ含有泥土スラッジ(汚泥ケーキ)の有効活用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法を適用した工程説明図であって、上工程を示す。
【図2】本発明に係るシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法を適用した工程説明図であって、図1の上工程に続く下工程を示す。
【符号の説明】
1:原料ホッパ 2:コンベア 3:ミキサー
4:石灰タンク 5:スクリューフィーダ 6:サービスタンク
7:顔料タンク 8:ベルトフィーダ 9:搬送コンベア
10:コンベア 11:基層材貯蔵サイロ 12:表層材貯蔵サイロ
13:ブロック成形機 14:基層材フィーダ 15:表層材フィーダ
16,17:コンベア 18:ブロック製品素地 19:コンベア
20:自動搬送システム装置 21:運搬台車
22:オートクレーブ 23:ブロック製品
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a block product using a mud sludge containing silica (SiO 2 ) and a method for producing the block product. Silica-containing mud sludge refers to silica-containing by-products such as construction sludge, dredged turbid water, turbid water generated in a crushed stone plant (including gravel plant), and stone powder generated in the same plant. It is a mud cake obtained by separation or a mud cake obtained by further concentration and dewatering.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
A crushed stone plant that produces crushed stones and crushed sand for roads and buildings, etc. puts stones of about 1m size blasted at a quarry site into a raw material factory (crushing chamber) in the upstream part of the plant and crushes them with a crusher. , Sieving with crushed stone particle size with sieve, repeatedly crushed and sieving and sorting for large non-standard crushed stone, and finally shipped crushed stone and crushed sand sorted by standard particle size as products A sand making facility for producing fine aggregate for concrete having a particle size of 5 mm or less is installed in the downstream part of the plant.
[0003]
In the sand-making facility of the crushed stone plant, the crushed product is washed with water to remove adhered mud and unnecessary fine stone particles for the purpose of improving product quality. In particular, in concrete fine aggregate (crushed sand), the content of fine stone particles of 75 μm or less contained in the product is limited. For the production of fine aggregate, the fine stone particles are removed. The crushed product having a particle size of 5 mm or less is washed with water. The washing water after use in the wet equipment for performing this washing is muddy water containing about 5 to 10% by weight of fine stone particles and / or mud content of about 75 μm or less, and is called “turbid water”. . The muddy water is a mud sludge that is a mud sludge containing silica and containing water by concentrating and dewatering the mud separated from the water by a mechanical equipment for concentration / dehydration such as thickener and filter press, or a sedimentation basin type equipment. Made into a cake. The mud cake resulting from such muddy water treatment is called “turbid water cake”. For example, when producing fine aggregate for concrete, about 10% of the fine aggregate production is generated by weight.
[0004]
In recent years, in order to reduce waste from the viewpoint of environmental conservation, this mud cake is simply mixed with quick lime, cement, and the like, and is used as a low-strength material such as landfill material and embankment material.
[0005]
However, the strength (uniaxial compressive strength) of the product obtained by the above method is as low as about 10 kg / cm 2 or less, and its use is limited to low-strength civil engineering materials such as landfill materials and embankment materials, and is always stable. In fact, there is no large-scale demand, and it is not possible to expect an increase in usage.
[0006]
Next, stone powder (dry stone powder) which is also a crushed stone by-product will be described. In a sandmaking facility of a crushed stone plant, a crushed product having a particle size of 5 mm or less is classified by a dry classifier such as an air separator in order to remove the fine stone particles of 75 μm or less, and then the fine particles remaining without separation are removed. Some facilities employ a sand making process in which stone particles are removed by washing with water. In such a sand making process, fine stone particles of 75 μm or less are mainly generated as a by-product by classification with the air separator or the like. These fine stone particles are called stone powder (dry stone powder). When producing fine aggregate for concrete, about 10% of fine aggregate production is generated by weight.
[0007]
In addition, as described above, a crusher and a sieve device for producing crushed stone according to particle size are provided in the upstream portion of the sand making facility in the crushed stone plant, and in these devices, the dust collected by the dust collector is collected. Stone powder (dry stone powder) that is fine stone particles (particle size: average 15 μm) is generated as a by-product as dust.
[0008]
However, although such stone powder is also being developed to be used as a substitute for limestone powder, which is a mixture of high-fluidity concrete, it currently has no other use and is essentially waste. It is the actual situation. In addition, muddy water and stone powder generated as a by-product in a so-called gravel plant that uses river rocks as raw stones are not used as resources. Here, this gravel plant is also referred to as a crushed stone plant.
[0009]
Other silica-containing by-products include clay-treated muddy water and construction sludge. Explaining dredged muddy water, usually dredged soil (sediment generated when dredging lakes, rivers, dam lakes, etc.) has a high moisture content. When separating into sand and the like, muddy water is generated due to washing. As is well known, construction sludge is a high-moisture and fine-grained mud-like drilling that is generated during civil engineering construction such as underground wall construction, mud shield construction, and high-pressure jet agitation construction. is there.
[0010]
However, most of these dredged turbid water and construction sludge are simply made into mud cake (silica-containing mud sludge) for volume reduction. There is a strong need for useful processes that lead to reductions.
[0011]
Therefore, the present applicants have found that each mud cake (silica-containing) obtained from silica-containing by-products such as construction sludge as described above, muddy soil treatment muddy water, muddy water generated in a crushed stone plant (including gravel plant), and stone powder generated in the plant. In order to expand the use of the mud sludge), an extensive investigation and research have been conducted, and a method for treating silica-containing mud sludge has been developed and proposed (see Japanese Patent Application No. 2000-2124).
[0012]
The basic structure of the silica-containing mud sludge treatment method proposed above is a mixing step of mixing a calcium compound with a silica-containing mud sludge to obtain a mudaceous raw material, and granulating using the mudaceous raw material as a raw material And a hydrothermal solidification (autoclave curing) step of solidifying the granulated product by hydrothermal treatment to obtain a solidified product. This treatment method is a mud cake (silica-containing mud sludge). The solidified product obtained by applying to the surface is excellent in strength and low water absorption, and can be used for a wide range of applications such as fine aggregate for concrete, roadbed material, and horticultural materials, thereby reducing waste. I was able to.
[0013]
And as a result of earnest investigation and research for the purpose of further expanding the use, as a new use of silica-containing mud sludge, it was found to be applied to block products such as paving blocks and horticultural blocks. .
[0014]
By the way, in recent years, various shapes of paving blocks have been used as paving materials for sidewalks, promenades, park squares, and the like. This paving block is manufactured by using aggregate, sand, and cement as raw materials, adding water to this, mixing it, forming it into a block shape with a molding machine, and further natural curing or steam curing. During the production, pigments are mixed only in the surface layer (surface layer: about 1/10 of the total weight ratio) in order to improve design and design, and the block is produced in various colors. In general, the color of the surface is adjusted according to the type and addition ratio of the pigment, and the surface roughness (texture) is adjusted according to the size and type of the aggregate to be mixed.
[0015]
However, the surface layer of the paving block manufactured as described above is a mixture of aggregate, sand, cement, and pigment, and the surface of the aggregate appears on the surface, so only that part is colored by the influence of the aggregate color. Unevenness is likely to occur. In addition, even if the finish immediately after the block manufacture is good, in the case of a paving block, the wear inevitably progresses, and it is inevitable that the aggregate background is exposed. In that case, even if the function of the block itself is satisfied, the designability is remarkably impaired.
[0016]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to use a silica-containing mud sludge, which is a block product whose product quality such as strength as well as appearance is equal to or higher than that of a conventional block product, and It is to provide a manufacturing method of the block product.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a block product using a silica-containing mud sludge according to the present invention (Claim 1) includes a block base layer of a mudaceous raw material obtained by mixing a calcium compound in a silica-containing mud sludge, And a surface layer of a mudaceous material formed by mixing a calcium compound and a pigment in silica-containing mud sludge formed on at least one side of the front and back surfaces of the block base layer. As described above, silica-containing mud sludge has fine particles (usually 75 μm or less), so when formed into a block, the surface roughness can be made finer than that of a conventional block made from aggregates, and immediately after block formation. Even if it wears out in use, the occurrence of uneven color can be suppressed.
[0018]
Moreover, the manufacturing method of the block product using the silica-containing mud sludge according to the present invention (Claim 3) is provided on at least one surface of both sides of the block base layer of the mudaceous raw material obtained by mixing the calcium compound with the silica-containing mud sludge. The mud sludge containing calcium compound and pigment is layered as a surface layer on the mud sludge contained, and this laminate is pressed to form a block product base. Then, the block product base is hydrothermally solidified. Solidified by (autoclave curing) to obtain block products.
[0019]
Moreover, in the said manufacturing method, both the mud raw material which mixes a calcium compound and a silica compound-containing mud sludge and the siliceous raw material which mixes a calcium compound and a pigment with a silica-containing mud sludge contain 10-25% of water content. It is preferable to mix so that it may adjust to a rate (Claim 4). The reason for this is that when the water content is less than 10%, the adhesion between the particles of the mud material is weak, and even if it is molded by pressure, it is difficult to mold if it is removed from the mold, while if it exceeds 25%, mud This is because the fluidity of the raw material becomes high, and when pressure is applied during pressure molding, water is ejected from the gaps in the mold and it is difficult to adjust the molding pressure. It is preferable to adjust within a range of ˜25%.
[0020]
Further, in the block product using the silica-containing mud sludge and the manufacturing method thereof, the mud material that is obtained by mixing the calcium compound with the silica-containing mud sludge and the mud that is obtained by mixing the calcium compound and the pigment with the silica-containing mud sludge. The quality raw materials may be mixed with reinforcing fibers. Normally, when increasing the strength of hydrothermal solidified molded products made from silica-containing mud sludge, it is necessary to increase the cement content and lower the silica-containing mud sludge content. The strength can be improved without lowering the content of the contained mud sludge. In this case, as the reinforcing fiber, a fiber made of a material that hardly changes in quality even when autoclaving is performed, such as aramid fiber, glass fiber, and carbon fiber, is desirable. The fiber length is preferably 0.2 mm or more in order to obtain sufficient product strength, but the upper limit of 5 mm is not exceeded in order to prevent the uniform dispersion from being lost due to entanglement of fibers during mixing. A range is desirable. More desirably, the thickness is 0.2 to 3 mm. If the thickness is within this range, the dispersibility in the sludge is improved, and a reduction in variation in strength can be sufficiently expected.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are process explanatory diagrams to which the manufacturing method of a block product using the silica-containing mud sludge according to the present invention is applied. FIG. 1 shows an upper process and FIG. 2 shows a lower process following FIG. .
[0022]
In the raw material hopper 1, mud cake (silica-containing mud sludge) obtained by dehydrating muddy water containing fine stone particles of 75 μm or less and / or mud generated in a crushed stone plant with a filter press or the like is input as a raw material. The The mud cake is crushed by a crushing screw in the raw material hopper 1 and when cut out by a cut screw and a feed roll, and is fed to the mixer 3 via the conveyor 2.
[0023]
The lime tank 4 stores calcium compounds such as cement. A predetermined amount of calcium compound is cut out by the screw feeder 5 and cut out to the mixer 3 via the service tank 6. Similarly, a pigment tank 7 stores a pigment mainly composed of Fe 2 O 3 or other pigments, and the pigment is cut out by a belt feeder 8 and mixed through the service tank 6 to the mixer 3. It has come to be cut out. In this case, the cutout amount (mixing ratio) can be arbitrarily adjusted by a load cell attached to the mixer 3 and a rotary feeder attached to the service tank 6.
[0024]
In the mixer 3, the silica-containing mud sludge cut out from the raw material hopper 1 and the calcium compound cut out from the lime tank 4 are uniformly mixed, or the silica-containing mud sludge cut out from the raw material hopper 1 and the lime tank 4 are cut out. The calcium compound obtained and the pigment cut out from the pigment tank 7 can be mixed uniformly.
[0025]
A mixture of silica-containing mud sludge and calcium compound in the mixer 3 is fed to the base material storage silo 11 through the transport conveyor 9 and further as a reversibly rotatable conveyor 10 as the base material for the base layer of the block product. Stored. On the other hand, what mixed the silica containing mud sludge, the calcium compound, and the pigment with the mixer 3 is transferred to the surface layer material storage silo 12 via the conveyer 9 and the reversible rotatable conveyor 10 as the surface layer mud material for the block product. Are sent and stored.
[0026]
The base layer material silo raw material stored in the base layer material storage silo 11 and the surface layer mud material raw material stored in the surface layer material storage silo 12 include a base layer material feeder 14 and a surface layer material feeder 15 attached to the block molding machine 13. Are fed through conveyors 16 and 17, respectively. In the block molding machine 13, first, a predetermined amount of the base layer mud material is supplied from the base material feeder 14 into the mold, and then a predetermined amount of the surface layer mud material is supplied from the surface material feeder 15. Then, pressure molding is performed, and the block product substrate 18 is molded. The block product base 18 is unloaded via the conveyor 19 and placed on a pallet and placed on a shelf in the automatic transfer system device 20 and stored.
[0027]
The block product substrate 18 stored in the automatic transfer system device 20 is loaded on a hydrothermal solidification (autoclave curing) transport carriage 21 while being placed on a pallet, and is loaded into the autoclave 22 to be autoclave cured under predetermined conditions. Is done. By this autoclave curing, the block product substrate 18 is solidified and manufactured as a block product 23. After the autoclave curing, the transport cart 21 is unloaded from the autoclave 22, and the block product 23 is placed and stored on the shelf in the automatic transport system device 20 from the transport cart 21 while being placed on the pallet, and the block product 23 is stored whenever necessary. Will be shipped as.
[0028]
The block product 23 produced by autoclave curing as described above is mainly composed of silica-containing mud sludge having fine particles of usually 75 μm or less, mixed with a calcium compound, and a block base layer and calcium Since the surface layer is composed of a mixture of compound and pigment, the surface roughness is finer than that of the conventional block made of aggregate as a raw material. Occurrence is unlikely.
[0029]
Incidentally, three types of A: 15% moisture content, B: 7% moisture content, C: 30% moisture content as the base layer mud material, D: 15% moisture content (2% pigment mixed) ) And press molding and vibration molding were performed under the following molding conditions.
(1) Press molding machine: After supplying a predetermined amount of mud base material for base layer to the mold, the surface is leveled by primary pressing (1 second). Next, the surface mud material is supplied and secondarily pressed.
(2) Vibration molding machine: After supplying the base layer mudstone raw material and the surface layer mudstone raw material to the table (formwork), the mold cover (press) is lowered to apply a low surface pressure. In this state, the table part and the press part are respectively vibrated and molded. The vibration force can be adjusted by exchanging the weight.
[0030]
Table 1 shows the press molding results under the above conditions, and Table 2 shows the vibration molding results. In press molding, the base layer mudstone raw material weight: 1848 g and the surface layer mudstone raw material weight: 205 g, and in the vibration molding, the base layer mudstone raw material weight: 1663 g and the surface layer mudstone raw material weight: 185 g.
[0031]
[Table 1]
[0032]
As understood from Table 1, the test No. 1 in which the moisture content of the base layer mudstone raw material is 15%. 1 to 3 could be molded well, but test No. 1 with a moisture content of 7%. In the case of No. 4, there was little moisture, so that it was deformed when removed from the mold. Moreover, test No. with a moisture content of 30%. In No. 5, since there was too much moisture, a rough raw material was ejected from the mold, and the surface pressure could not be increased, and molding was impossible. For this reason, it is preferable to adjust the moisture content of the mud soil raw material for the base layer and the surface layer within the range of 10 to 25%.
[0033]
[Table 2]
[0034]
As can be seen from Table 2, the test No. 1 in which the moisture content of the base layer mudstone raw material is 15%. The samples Nos. 6 and 7 were able to be molded well, but test No. 7 having a moisture content of 7%. In the case of No. 8, since there was little moisture, many surface peelings and cracks were observed when removing from the mold. Moreover, test No. with a moisture content of 30%. Although No. 9 was molded, it was attached to the mold because of too much moisture and the mold separation was poor.
[0035]
In addition, a block in which 0%, 4%, and 8% of a pigment was further added to a mud soil material to which 10% of quicklime was added was examined, and changes in strength due to the use of the pigment were investigated. As a result, if the pigment is 8% or less, both compressive strength and tensile strength satisfy the standard of “JASS7M101” in the “Architecture Standard Specification” (JASS) of the Architectural Institute of Japan. It was confirmed that a coloring pigment can be used.
[0036]
In addition, although embodiment mentioned above is an example when not adding and mixing a reinforcing fiber, if a reinforcing fiber is added and mixed, for example, it will be attached to the lime tank 4 and the pigment tank 7 shown in FIG. A belt feeder can be provided and supplied to the service tank 6 to be added and mixed. In addition, the shape of the block product of the present invention is not limited to a rectangular parallelepiped block shape such as an interlocking block. When the reinforcing fiber is added, the bending strength of the block product is higher than when the reinforcing fiber is not added. A plate-like block product can also be obtained because it is remarkably improved.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the block product using the silica-containing mud sludge according to the present invention (Claim 1), a silica-containing mud sludge having a fine particle size of usually 75 μm or less is used as a main raw material, and a calcium compound is added thereto. Since the block base layer is mixed to form a surface layer by mixing the calcium compound and the pigment with this, the surface roughness can be made finer than that of a conventional block using aggregate as a raw material. In addition, color unevenness is unlikely to occur immediately after block molding, even if it is worn by use. Further, the strength of the block is not different from that of the conventional block.
[0038]
Further, according to the method for producing a block product using the silica-containing mud sludge according to the present invention (Claim 3), the silica-containing mud sludge having a fine particle size of usually 75 μm or less is used as a main raw material, and the surface roughness is bone. Compared to the conventional block made of material, it is dense, and it is possible to produce a block product with the same strength as the conventional block, which is less likely to cause color unevenness even if it wears after use as well as immediately after block molding, In other words, the silica-containing mud sludge (sludge cake) can be effectively utilized.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a process explanatory diagram to which a block product manufacturing method using a silica-containing mud sludge according to the present invention is applied, showing an upper process.
FIG. 2 is a process explanatory diagram to which the block product manufacturing method using the silica-containing mud sludge according to the present invention is applied, and shows a lower process following the upper process of FIG.
[Explanation of symbols]
1: Raw material hopper 2: Conveyor 3: Mixer 4: Lime tank 5: Screw feeder 6: Service tank 7: Pigment tank 8: Belt feeder 9: Conveyor 10: Conveyor 11: Base material storage silo 12: Surface material storage silo 13 : Block molding machine 14: Base material feeder 15: Surface material feeder 16, 17: Conveyor 18: Block product substrate 19: Conveyor 20: Automatic transport system device 21: Transport cart 22: Autoclave 23: Block product

Claims (5)

シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層と、このブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に形成された、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料の表層と、よりなることを特徴とするシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品。Block base layer of mud soil raw material obtained by mixing calcium compound with silica-containing mud sludge, and mud soil formed by mixing calcium compound and pigment with silica-containing mud sludge formed on at least one side of both sides of the block base layer Block product using silica-containing mud sludge, characterized by comprising a surface layer of raw materials. シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料が、共に補強繊維を混合してなる請求項1に記載のシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品。2. The silica according to claim 1, wherein a silty material obtained by mixing a calcium compound with a silica-containing mud sludge and a mud material obtained by mixing a calcium compound and a pigment with a silica-containing mud sludge are mixed with reinforcing fibers. Block product using contained mud sludge. シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料のブロック基層の表裏両面の少なくとも片面に、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料を表層として積層するとともに、この積層体を加圧成形してブロック製品素地となし、しかる後、このブロック製品素地を水熱固化処理により固化してブロック製品を得ることを特徴とするシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法。While laminating as a surface layer a mudaceous material obtained by mixing a calcium compound and a pigment in a silica-containing mud sludge on at least one side of the front and back surfaces of a block base layer of a mudaceous material obtained by mixing a calcium compound with silica-containing mud sludge, This laminated body is pressure-molded to form a block product base, and then the block product base is solidified by hydrothermal solidification to obtain a block product. Production method. シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料が、共に10〜25%の含水率に調整されてなる請求項3に記載のシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法。A mud raw material obtained by mixing a calcium compound with a silica-containing mud sludge and a mud raw material obtained by mixing a calcium compound and a pigment with a silica-containing mud sludge are both adjusted to a water content of 10 to 25%. 3. A method for producing a block product using the silica-containing mud sludge described in 3. シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合してなる泥土質原料及びシリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物と顔料を混合してなる泥土質原料が、共に補強繊維を混合してなる請求項3又は4に記載のシリカ含有泥土スラッジを用いたブロック製品の製造方法。5. The muddy raw material obtained by mixing a calcium compound with silica-containing mud sludge and the muddy material obtained by mixing a calcium compound and a pigment with silica-containing mud sludge are both formed by mixing reinforcing fibers. Of block product using silica-containing mud sludge.
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