JP5228230B2 - ブレーキフルードの処理方法及びセメント系材料の粉砕助剤 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みのブレーキフルードを資源として有効に利用できるブレーキフルードの処理方法、及びブレーキフルードを用いたセメント系材料の粉砕助剤に関する。

セメント工場においては、セメント原料、セメントクリンカー、又はセメント製品等を粉砕する際の粉砕助剤として、エチレングリコールやジエチレングリコール等のグリコール類、トリエタノールアミンやトリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン類が使用されている。

従来、セメント製品の製造コスト低減や自然環境保護の観点から、前記粉砕助剤として、半導体工場や機械工場から排出される排水を利用すること（特許文献１）や、自動車等から取り出された使用済みの廃クーラント液を使用すること（特許文献２）などが提案されている。

日本国特開２００３−２７０６号公報 日本国特開２００４−１６７８８５号公報

しかしながら、上記従来技術においては、工場排水や廃クーラント液のグリコール類濃度が一定しておらず、グリコール類濃度を予め調整するか、或いは、グリコール類濃度に応じて添加量を調整することが必要であり、これらの作業に手間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、資源の有効利用を図りつつ、上記のようなセメント系材料の製造設備における煩雑な作業を可及的に低減することを一の課題とする。

本発明者らは、自動車の車検時や解体時に取り出される使用済みのブレーキフルードに着目し、該ブレーキフルードのうちグリコール系のものが、セメント系材料の粉砕助剤として適したものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、セメント系材料の製造設備において、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードをセメント系材料に添加し、該セメント系材料を粉砕することを特徴とするブレーキフルードの処理方法を提供する。
また、本発明は、前記回収されたグリコール系ブレーキフルードに、ジエチレングリコールを混合することを特徴とする前記ブレーキフルードの処理方法を提供する。

さらに、本発明者らは、該グリコール系ブレーキフルードが、前記セメント系材料の使用時における粉塵の発生とその飛散を防止する粉塵飛散抑制剤としても適しており、さらに前記セメント系材料に混合することで硬化後の強度を増進させる強度増進剤としても適していることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードを、セメント系材料に添加することを特徴とするブレーキフルードの処理方法を提供する。

また、本発明は、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードと、ジエチレングリコールとが混合されてなることを特徴とするセメント系材料の粉砕助剤を提供する。

車両より回収されるグリコール系ブレーキフルードは、水をほとんど含まず且つ非常に高濃度のグリコール類から構成されたものであるため、該ブレーキフルードを用いることにより、回収されたフルード毎に濃度の調整や添加量の調整などを行うといった煩雑な作業を行うことなく、また、水と分離する工程を必要とすることがない。
よって、該ブレーキフルードを上記のような粉砕助剤として、又はセメント系材料に添加して粉塵飛散抑制として利用することにより、セメント系材料の製造設備における煩雑な作業を低減しつつ、資源の有効利用を図ることが可能となる。

また、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードと、ジエチレングリコールとが混合されてなるセメント系材料の粉砕助剤は、セメント系材料の粉砕効率を高めうるのみならず、該粉砕助剤を用いて製造されたセメント組成物の短期強度と長期強度をともに改善しうるという格別の効果を奏するものとなる。

さらに、本発明に係るブレーキフルードの処理方法及びセメント系材料の粉砕助剤によれば、得られたセメント系材料を硬化させた際の乾燥収縮低減作用も奏されるという効果も奏するものとなる。

本発明に係るブレーキフルード処理方法の一実施態様を示した概略図。 グリコール系ブレーキフルードの添加によって粉砕効率に及ぼされる影響を示したグラフ（シリーズ１の場合）。 グリコール系ブレーキフルードの添加によって粉砕効率に及ぼされる影響を示したグラフ（シリーズ２の場合）。

符号の説明

１ セメント製造設備
２ セメント原料貯蔵庫
３ 原料粉砕機
４ サイクロン
５ 電気集塵機
１１ サスペンションプレヒータ（予熱装置）１１
１２ 仮焼炉
１３ ロータリーキルン（回転窯）
１４ クリンカクーラ（冷却機）
１５ バーナー（燃焼装置）
１６ 石炭粉砕機
２１ クリンカサイロ
２２ 仕上げ粉砕機
２３ セメントサイロ

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るブレーキフルード処理方法をセメント製造設備において実施する場合の一実施態様を示した概略図である。図１に示されたように、該セメント製造設備１は、一般的なセメント製造設備と同様、セメント原料の粉砕を行う原料粉砕工程と、該原料粉砕工程において調製されたセメント原料の焼成を行うセメント焼成工程と、焼成されたセメントクリンカーの仕上を行う仕上工程の主として３つの工程より構成される。

原料粉砕工程は、図１に示したように、具体的には、石灰石、粘土、珪石、酸化鉄などのセメント原料を貯蔵するセメント原料貯蔵庫２と、該セメント貯蔵庫２より供給されたセメント原料を乾燥及び粉砕する原料粉砕機３と、該原料粉砕機３にて粉砕されたセメント原料とガスとを分離するサイクロン４と、分離されたガスを処理する電気集塵機５等を備えて構成されている。

また、セメント焼成工程は、サスペンションプレヒータ（予熱装置）１１、仮焼炉１２、ロータリーキルン（回転窯）１３及びクリンカクーラ（冷却機）１４を備え、さらに、石炭を粉砕する石炭粉砕機１６と、粉砕された微粉状の石炭を燃料とともに燃焼させて前記ロータリーキルン内を所定温度に加熱するバーナー（燃焼装置）１５を備えて構成されている。

さらに、仕上工程は、製造されたセメントクリンカを貯留するクリンカサイロ２１と、該クリンカサイロ２１より供給されたセメントクリンカと石膏等の他のセメント原料とを混合してなるセメント製品を所定粒度にまで粉砕する仕上げ粉砕機２２と、該仕上げ粉砕機２２によって調製されたセメント製品を貯留するセメントサイロ２３とを備えて構成されている。

本実施形態においては、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードは、前記原料粉砕機３、石炭粉砕機１６、及び仕上げ粉砕機２２に添加されるように構成されている。

該グリコール系ブレーキフルードは、シリコン系ブレーキフルードとは区別されるものであり、通常、使用前にはグリコール類を約９８重量％含有し、使用後に回収される際においても、通常、該グリコール類を９５重量％以上含有したものが多い。
即ち、回収されたグリコール系ブレーキフルードを採用することにより、廃クーラントのような多量の水分を含むものを用いる場合のように水との分離に多大の労力と時間を必要とせず、そのままの状態でも使用することができるという利点がある。
また、含有するグリコール類の濃度が略一定であるため、グリコール類濃度の調整や粉砕機への添加量の調整も極めて容易になるという利点がある。

該グリコール系ブレーキフルードに含まれる該グリコール類としては、例えば、グリコール、グリコ−ルエーテル、ポリグリコール、ポリグリコールエーテルまたは、それらのホウ酸エステル等を挙げることができる。中でも、エチレングリコールやジエチレングリコールが殆ど含まれず、多くとも５％以下であり、ポリグリコールエーテルと分子量２００以上のポリグリコールとを主成分（即ち、最も含有量の多い成分）とするものを好適に使用できる。

グリコール系ブレーキフルードを前記原料粉砕機３、石炭粉砕機１６、及び仕上げ粉砕機に添加すると、該グリコール系ブレーキフルードに含まれるグリコール類は、従来、粉砕助剤として添加されていたジエチレングリコールと同様の作用を発揮し、これらセメント原料、石炭、及びセメント製品等の粉砕効率を高めることができる。即ち、添加されたグリコール系ブレーキフルードは、セメント粒子等の分散性を向上させ、粒子の凝集を抑制するとともに、粉砕機の内壁や粉砕媒体へのコーチングを防止することにより、これらの粉砕効率を高めるものと考えられる。また、該グリコール系ブレーキフルードは、水分をほとんど含まないものであるため、セメントやその他の水硬性材料と水和反応を起こすこともない。

さらに、本発明においては、グリコール系ブレーキフルードとジエチレングリコールとを混合して粉砕助剤とすることが好ましい。グリコール系ブレーキフルードとジエチレングリコールとを混合することにより、グリコール系ブレーキフルード単体を粉砕助剤として用いる場合と比較して、セメント硬化体の短期強度を高めることができ、また、ジエチレングリコール単体を粉砕助剤として用いる場合と比較して、セメント硬化体の長期強度を高めることができる。
しかも、本発明によるこのような効果は、前記グリコール系ブレーキフルードや前記ジエチレングリコールを単体で使用する場合と比較して、粉砕助剤の総量が同じ（即ち、各単体については量が少ない場合）であっても発揮される。

グリコール系ブレーキフルードとジエチレングリコールとの混合割合は、３０：７０〜７０：３０の質量比率とすることが好ましく、４０：６０〜６０：４０の質量比率とすることがより好ましく、４５：５５〜５５：４５の質量比率とすることが特に好ましい。

また、斯かるグリコール系ブレーキフルードとジエチレングリコールとが混合されてなる粉砕助剤についても、粉砕対象となるセメント等の混合物に対する添加量は従来と同程度でよく、例えばセメント等の混合物１００重量部に対して、０．０１〜０．０５重量部としうる。

尚、前記実施形態においては、セメント系材料の製造設備としてセメント製造設備を例に挙げて説明したが、本発明はセメントの製造設備に限定されず、他のセメント系材料の製造設備においても適用することができる。

また、該グリコール系ブレーキフルードは、セメント系材料の製造設備において製造されるセメント系材料に添加することにより、該セメント系材料の粉塵発生抑制剤や、さらに前記セメント系材料に混合することで硬化後の強度を増進させる強度増進剤としても使用することが可能である。
セメント系材料としては、セメント又は水硬性材料を含有してなる粉体製品であれば特に限定されず、具体的には、普通、早強、超早強、白色、耐流酸塩、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュ等を混合してなる混合セメント、ジェットセメント、アルミナセメントなどの特殊セメント、或いはセメント系固化材等を例示することができる。
特に、地盤改良に用いられるセメント系固化材においては、前記グリコール系ブレーキフルードを添加しておくことにより、該セメント系固化材を用いて表層地盤の地盤改良を行う際の粉塵発生を効果的に防止することが可能となる。

[セメントの粉砕効率の測定]
＜シリーズ１＞
（実施例１）
粉砕したポルトランドセメントと、排煙脱硫装置にて副生された二水石膏とを、ＳＯ_３の含有量が２．０重量％となるように混合した。さらに、該混合物に、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードを、グリコール類の添加量が該混合物１００重量部に対して０．０３重量部となるように添加した。
得られた混合物をボールミルで粉砕し、粉砕時間と粉末度との関係を求めた。

（比較例１）
グリコール系ブレーキフルードの代わりにジエチレングリコールを同じ割合で添加することを除き、実施例１と同様にして粉砕試験を行った。

（比較例２）
グリコール系ブレーキフルードを添加しないことを除き、他は実施例１と同様に粉砕試験を行った。
結果を図２に示す。

図２によれば、粉砕助剤として車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードを用いた実施例１の粉砕効率は、粉砕助剤を添加しない比較例２よりも大幅に向上しており、通常、粉砕助剤として使用されているジエチレングリコールを添加した比較例１と略同様の効果が得られていることが認められる。

＜シリーズ２＞
（実施例２、比較例３、４）
ロットの異なるポルトランドセメントクリンカーを用いたことを除き、他はそれぞれシリーズ１の実施例１、比較例１、２と同様にして、粉砕時間と粉末度との関係を求めた。

（実施例３）
さらに、粉砕助剤として、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルード（ＢＦ）と、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とを５０：５０の重量比で混合したものを使用して、同様に粉砕時間と粉末度との関係を求めた。
結果を図３に示す。

図３によれば、粉砕助剤として車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードを用いた実施例２の粉砕効率は、粉砕助剤を添加しない比較例４よりも大幅に向上しており、通常、粉砕助剤として使用されているジエチレングリコールを添加した比較例３と略同様の効果が得られていることが認められる。
また、前記グリコール系ブレーキフルードと、ジエチレングリコールとを等量混合した実施例３についても、ジエチレングリコールを単独で添加した比較例３と略同様の効果が得られていることが認められる。

[強度増進作用の測定]
（比較例５）
ポルトランドセメントクリンカーと、排煙脱硫装置にて副生された二水石膏とを、ＳＯ_３の含有量が２．０重量％となるように混合し、得られた混合物をボールミルで３０分間粉砕し、ブレーン比表面積が３３００ｃｍ^２／ｇのセメント組成物を得た。
さらに、該セメント組成物について、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定された試験方法に基づき、水量２７．８％で調製したセメントペーストについて、始発時間および終結時間、並びに材齢３日、７日及び２８日における圧縮強さを測定した。結果を表１に示す。

（比較例６）
上記比較例５で得られたセメント組成物１００重量部に対して、ジエチレングリコール０．０３重量部となるように混合し、比較例５と同様の測定を行った。

（実施例４）
上記比較例５で得られたセメント組成物１００重量部に対して、車両より回収されたグリコール系ブレーキフルード（ＢＦ）を、グリコール類の添加量が０．０３重量部となるように混合し、比較例５と同様の測定を行った。

（実施例５）
車両より回収されたグリコール系ブレーキフルード（ＢＦ）と、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とを７０：３０の重量比で混合したものを使用することを除き、他は実施例４と同様にして試験を行った。

（実施例６）
車両より回収されたグリコール系ブレーキフルード（ＢＦ）と、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とを５０：５０の重量比で混合したものを使用することを除き、他は実施例４と同様にして試験を行った。

（実施例７）
車両より回収されたグリコール系ブレーキフルード（ＢＦ）と、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とを３０：７０の重量比で混合したものを使用することを除き、他は実施例４と同様にして試験を行った。

表１によれば、ジエチレングリコールのみを混合した比較例６の場合には、初期強度（３日強度）の増進を図ることは可能であるが、未添加の比較例４と比べて長期強度（２８日強度）が低下してしまうことが認められる。これに対し、ブレーキフルードとジエチレングリコールとの混合物を混合した実施例５〜７の場合には、ブレーキフルードのみを混合した実施例４の場合と同程度の長期強度（２８日強度）を維持しつつ、初期強度（３日強度）の増進を図ることが可能であることが認められる。

また、何れの実施例も凝結時間については比較例５とほぼ同様であり、凝結に悪影響を及ぼすことなく短期強度の増進を図ることが可能であることが認められる。

[乾燥収縮低減作用の測定]
（実施例８及び比較例７）
下記表２に示す材料を用い、下記表３に示す配合で廃ブレーキフルード（ＢＦ）を添加した実施例８のコンクリートと、廃ブレーキフルードを添加しない比較例７のコンクリートを調製した。

得られた実施例８及び比較例７のコンクリートに関し、ＪＩＳ Ａ １１２９−２「モルタル及びコンクリートの長さ試験方法 第２部コンタクトゲージ法」に基づき、コンクリートの性状（スランプ、空気量及び長さ変化）を測定した。結果を下記表４に示す。

表４に示すように、廃ブレーキフルードが添加されてなる実施例８のコンクリートは、廃ブレーキフルードが添加されていない比較例７のコンクリートと比較して、硬化後の長さ変化が大きく低減されたものとなっている。

[粉塵抑制作用の測定]
（実施例９）
普通ポルトランドセメント３０ｋｇと廃ブレーキフルード４５０ｇ（セメントに対して１．５重量％）とを容量１００リットルのＶ型混合機へ投入し、３０分間攪拌することにより実施例９のセメントを調製した。
得られたセメント１００ｇを、幅３０ｃｍ×奥行き３０ｃｍ×高さ１００ｃｍの四角柱型容器の上面中央部に設けた直径３ｃｍの穴から、パイプを介して該容器内へと落下させ、底面から高さ２０ｃｍの位置にある側面の穴から０．３リットル／分で容器内の空気を吸引し、粉塵計へと導いて直径０．５μｍ以上の粒子を計数することにより、粉塵濃度を測定した。

（比較例８）
廃ブレーキフルードを添加しないことを除き、他は同様にして比較例８のセメントを調製し、同様の試験を行った。
結果を表５に示す。

表５に示すように、廃ブレーキフルードが添加された実施例９のセメントは、廃ブレーキフルードが添加されていない比較例８のセメントと比較して、粉塵濃度が大幅に低減されており、セメント取り扱い時における粉塵の発生を効果的に抑制しうることが認められる。

Claims (4)

1. 車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードをセメント系材料に添加し、該セメント系材料を粉砕することを特徴とするブレーキフルードの処理方法。
2. 車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードを、セメント系材料に添加することを特徴とするブレーキフルードの処理方法。
3. 前記回収されたグリコール系ブレーキフルードに、ジエチレングリコールを混合することを特徴とする請求項１又は２記載のブレーキフルードの処理方法。
4. 車両より回収されたグリコール系ブレーキフルードと、ジエチレングリコールとが混合されてなることを特徴とするセメント系材料の粉砕助剤。

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