JP5513697B1 - テストピース試験室の壁部構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】低温保存試験又は高温保存試験等の環境試験の実施に適しており、簡易に構成できるテストピース試験室の壁部構造体を提供する。
【解決手段】テストピース試験室の壁部構造体は、外部側から順に、外側コンクリート層７ａ，８ａ，９ａと、断熱層７ｃ，８ｃ，９ｃと、鋼板層７ｄ，８ｄ，９ｄと、内側コンクリート層７ｅ，８ｅ，９ｅとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、テストピースの試験室の壁部構造、特に、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの試験室の壁部構造に関する。

従来、有害物質や放射性物質等の有害な無機廃棄物の処理方法として、それらの無機廃棄物にセメントや添加剤を加えて混練して盛土材を製造し、その盛土材を埋め立てる処理方法が知られている。

そのような処理方法を評価する方法の一つとして、無機廃棄物とセメントに水と添加剤を加えたＣＳＧ（Cement Sand and Gravel）材料を混練し、混練したＣＳＧ材料を型枠に充填して成型し、その成型物をテストピースとして溶出試験等の各種試験を行う方法がある。

ここで、本願発明者は、従来のテストピースでは実際に最終処分場において無機廃棄物を埋め立てた状態を再現することが困難であることに鑑み、鋭意の研究により、その状態を簡易に再現することができるテストピースの製造システム及びテストピースの製造方法を確立している（例えば、特許文献１，２）。

特許第５１３５４９０号公報 特許第５１１１６７３号公報

ところで、そのようなＣＳＧ材料を用いて行われる試験としては、比重測定、土壌汚染に関わる環境基準による物質の溶出試験、放射性物質の溶出量試験等が主として行われている。

しかし、最終処分場の多くは、屋外において廃棄物を埋め立てるものであるので、そのような状況に鑑みて、ＣＳＧ材料を用いて行われる試験には、低温保存試験や高温保存試験等の環境試験も含むことが望ましい。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、低温保存試験又は高温保存試験等の環境試験の実施に適しており、簡易に構成できるテストピース試験室の壁部構造体及びテストピース試験室の壁部構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のテストピース試験室の壁部構造体は、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの低温保存試験又は高温保存試験を行う試験室本体と、試験室本体の内部空間の温度を調節する調温装置と、内部空間のモニタリング及び調温装置の制御を行う機械室とを備えているテストピース試験室の壁部構造体であって、試験室本体の外部側から順に、外側コンクリート層と、鋼板層と、硬質ウレタンフォーム又は発泡スチロールにより形成された断熱層と、鋼板層と、内部空間の温度を調整するための温水又は冷水が通る通水管が埋め込まれ、所定の間隔ごとに伸縮目地が形成された内側コンクリート層と、デッキプレートとを備え、試験室本体と機械室との境界を形成することを特徴とする。

このように、テストピース試験室の壁部構造体を、上記のような多層構造にすれば、テストピース試験室の内部空間に対する試験室本体の外部の気温や湿度による影響を、試験室のみで十分に遮断することができる。また、壁部構造内に配設されている通水管を通る温水又は冷水を利用して、容易に内部空間に低温環境や高温環境を実現し、且つ、安定した状態で維持することができる。さらに、この壁部構造体は、十分な強度を有している。その結果、通常は建物の内部に配置しなければならない試験室を、建物の外部に単体で設置することができる。そのため、本発明によれば、試験室を設置する建物を必要としない簡易な構成のテストピース試験室を得ることができる。

上記の多層構造を備えることによって、本発明の壁部構造体を備えたテストピース試験室は、試験室本体の外部から内部空間への熱の伝達を遮断するだけではなく、内部空間から外部へのテストピースが含む有害物質の漏出を防止することができる。

そのため、本発明の壁部構造体を備えたテストピース試験室では、テストピースとして、有害物質を含まない通常のテストピースの他、無機廃棄物等の有害物質を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースを用いることもできる。

本発明の実施形態の壁部構造体を備えたテストピース試験室の全体構成を示す斜視図。 図１のテストピース試験室を正面から見た断面図。 図１のテストピース試験室の天井部近傍を側方から見た断面図。

以下、図面を参照して、本発明の壁部構造体を備えたテストピース試験室の実施形態を説明する。なお、本実施形態のテストピース試験室は、低温保存試験又は高温保存試験を行うための試験室である。具体的には、例えば、４０℃で１週間保存する試験、−４０℃で１週間保存する試験、−４０℃〜４０℃の間で温度を定期的に変化させつつ保存する試験等を行うための試験室である。

図１に示すように、テストピース試験室は、内部空間にテストピースＴが配置される試験室１（試験室本体）と、試験室１の内部空間の温度を調節するためのユニットクーラー２（空調機（調温装置））と、内部空間の気圧を調節するためのリリーフ弁３と、内部空間の湿度を調節するための除湿・加湿装置（不図示）と、試験室１に併設された機械室４とを備えている。

試験室１は、内部空間へ出入りするための扉部５と、ステンレス製の屋根部６と、内部空間の天井部７と、側壁部８と、床部９と、側壁部８の外部側表面に張り付けられたタイル１０とを有している。

扉部５は、一対のアルミ製の板材と、その一対のアルミ製の板材の間に配置された断熱材とを積層して構成されている。断熱材としては、含水率が低い紛体のセメントが用いられている。扉部５はこのように構成されているので、試験中であっても、扉部５を介して、試験室１の外部から内部空間へ熱が伝わりにくく、また、内部空間から外部へ熱が逃げにくい。

図２に示すように、屋根部６は、天井部７の外部側表面を覆うとともに、側方の端部が側壁部８に沿って上方に折り曲げられたステンレス製の葺き板６ａと、側壁部８の上端部を覆うアルミ製の笠木６ｂとで構成されている。

天井部７は、外部側から順に、葺き板６ａの内側に配置されたＲＣ製の外側コンクリート層７ａと、ステンレス製の外側鋼板層７ｂと、硬質ウレタンフォーム又は建材用の発泡スチロールにより形成された断熱層７ｃと、ステンレス製の内側鋼板層７ｄと、ＲＣ製の内側コンクリート層７ｅと、デッキプレート７ｆとで構成された多層構造の壁部構造体となっている。

天井部７の壁部構造体の各層の厚さは、外側コンクリート層７ａが１５０ｍｍ、外側鋼板層７ｂが１ｍｍ、断熱層７ｃが１００ｍｍ、内側鋼板層７ｄが１ｍｍ、内側コンクリート層７ｅ（山部）が１５０ｍｍとなっている。

このような多層構造を持つ天井部７の壁部構造体の製造方法としては、まず、外側コンクリート層７ａを形成する。次に、その外側コンクリート層７ａの内側に、外側鋼板層７ｂを貼り付ける。次に、その外側鋼板層７ｂの内側に、断熱材である硬質ウレタンフォーム又は発泡スチロールを吹き付けて断熱層７ｃを形成する。次に、断熱層７ｃの内側に、内側鋼板層７ｄを貼り付ける。次に、内側鋼板層７ｄの内側に、内側コンクリート層７ｅを形成する。このような工程により、壁部構造体は容易に構成することができる。

天井部７の内側コンクリート層７ｅは、その内部に、温水又は冷水が流れる複数の通水管１１（調温装置）が埋め込まれている。この通水管１１は、ユニットクーラー２とともに、内部空間の温度を調節する。

また、内側コンクリート層７ｅは、所定の間隔（本実施形態では６００ｍｍ）ごとに、伸縮目地が形成されている。この伸縮目地が形成されていることにより、試験室１の内部空間が高温になり、内側コンクリート層７ｅが熱によって膨張した場合であっても、内側コンクリート層７ｅには破損が生じにくい。

なお、図３に示すように、屋根部６及び天井部７は、テストピース試験室の正面側（扉部５が形成されている側（図１参照））から反対側に向かって、傾斜するように形成されている。

図２に示すように、側壁部８は、外部側から順に、タイル１０の内側、又は、機械室４との境界位置に配置されたＲＣ製の外側コンクリート層８ａと、ステンレス製の外側鋼板層８ｂと、硬質ウレタンフォーム又は建材用の発泡スチロールにより形成された断熱層８ｃと、ステンレス製の内側鋼板層８ｄと、ＲＣ製の内側コンクリート層８ｅと、デッキプレート８ｆとで構成された多層構造の壁部構造体となっている。

側壁部８の壁部構造体の各層の厚さは、天井部７の壁部構造体と同一である。また、製造方法も、天井部７の壁部構造体と同一である。

側壁部８の内側コンクリート層８ｅは、その内部に、温水又は冷水が流れる複数の通水管１１（調温装置）が埋め込まれている。また、内側コンクリート層８ｅは、所定の間隔（本実施形態では６００ｍｍ）ごとに、伸縮目地が形成されている。

図２に示すように、床部９は、外部側から順に、ＲＣ製の外側コンクリート層９ａと、ステンレス製の外側鋼板層９ｂと、硬質ウレタンフォーム又は建材用の発泡スチロールにより形成された断熱層９ｃと、ステンレス製の内側鋼板層９ｄと、ＲＣ製の内側コンクリート層９ｅと、コンクリートプレート９ｆとで構成された多層構造の壁部構造体となっている。

床部９の壁部構造体の各層の厚さは、外側コンクリート層９ａが１５０ｍｍ、外側鋼板層９ｂが１ｍｍ、断熱層９ｃが１００ｍｍ、内側鋼板層９ｄが１ｍｍ、内側コンクリート層９ｅが１５０ｍｍとなっている。

床部９の内側コンクリート層９ｅは、その内部に、温水又は冷水が流れる複数の通水管１１（調温装置）が埋め込まれている。また、内側コンクリート層９ｅは、所定の間隔（本実施形態では６００ｍｍ）ごとに、伸縮目地が形成されている。

ユニットクーラー２は、内側コンクリート層７ｅ，８ｅ，９ｅに埋め込まれている通水管１１とともに、試験室１の内部空間の温度を調節する。

具体的には、試験室１の内部空間の冷却は、ユニットクーラー２により行われる。一方、内部空間の加熱は、内側コンクリート層７ｅ，８ｅ，９ｅに埋め込まれている通水管１１に、温水熱源機（不図示）から導入された熱水を通すことにより行われる。そして、内部空間の温度の維持は、ユニットクーラー２と通水管１１を通る温水又は冷水により行われる。

リリーフ弁３は、内部空間の温度変化に伴って、内部空間の気圧を調節するための調圧装置である。

機械室４は、内部空間のモニタリングや各装置の操作を行うための機器が設置されている。機械室４の天井部、側壁部及び床部は、壁部構造体が構成されておらず、コンクリート層のみで構成されている。

なお、試験室１の内部空間にテストピースＴを配置する場合には、床部９上に直接配置しても構わないが、図１に示すように、天板が網状に形成されたステンレス製の載置台１２上にテストピースを配置するようにしてもよい。

本実施形態のテストピース試験室は、天井部７、扉部５が形成された領域を除く側壁部８及び床部９、すなわち、扉部５が形成された領域を内部空間の全ての面に、上記のような多層構造の壁部構造体を備えている。

そのため、本実施形態のテストピース試験室は、簡易な構成でありながら、試験室１の内部空間に対する試験室１の外部の気温や湿度による影響を、試験室１のみで十分に遮断することができる。

したがって、本実施形態のテストピース試験室は、通常は建物の内部に配置しなければならない試験室１を、建物の外部に単体で設置することができる。

また、本実施形態のテストピース試験室において用いられるテストピースＴとして、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現したテストピースを用いることができる。

これは、本実施形態のテストピース試験室の壁部構造体が、試験室１の外部から内部空間への熱の伝達を遮断するだけではなく、内部空間から外部へのテストピースが含む有害物質の漏出を防止することができる程度に、十分な密閉性を有するためである。

また、本実施形態のテストピース試験室は、試験室１の内部空間の温度の調節に、ユニットクーラー２だけではなく、内側コンクリート層７ｅ，８ｅ，９ｅに埋め込まれており、温水又は冷水が通る通水管１１を用いている。

そのため、本実施形態のテストピース試験室は、容易に低温環境や高温環境を実現し、維持することができる。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態においては、扉部５の断熱材として含水率が低い紛体のセメントを用いている。しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば、扉部にも天井部、側壁部又は床部と同様の壁部構造体を備えるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、壁部構造体の外側に、屋根部６の葺き板６ａやタイル１０のみが存在している。しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではなく、壁部構造体の外側又は内側に他の層を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、床部９の壁部構造体に、コンクリートプレート９ｆが含まれている。しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば、コンクリートプレートを省略してもよいし、コンクリートプレートの代わりにデッキプレートを用いてもよい。

また、上記実施形態においては、外側コンクリート層７ａ，８ａ，９ａ及び内側コンクリート層７ｅ，８ｅ，９ｅをＲＣとしている。しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではなく、外側コンクリート層又は内側コンクリート層の材料として、他のコンクリートを用いてもよい。

また、上記実施形態においては、壁部構造体の各層の厚さを具体的に例示しているが、本発明の壁部構造体の各層の厚さは、上記の数値に限定されるものではなく、試験室内で行われる試験の条件や試験室が設置される場所の環境に応じて変化させてもよい。例えば、内側鋼板層や外側鋼板層が、０．４ｍｍ程度であっても、十分な強度を確保し得る。

また、上記実施形態においては、調圧装置及び除湿・加湿装置として、リリーフ弁３及び除湿・加湿装置を用いている。しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではなく、他の調圧装置や除湿・加湿装置を用いてもよい。

１…試験室（試験室本体）、２…ユニットクーラー（調温装置）、３…リリーフ弁、４…機械室、５…扉部、６…屋根部、６ａ…葺き板、６ｂ…笠木、７…天井部、７ａ，８ａ，９ａ…外側コンクリート層、７ｂ，８ｂ，９ｂ…外側鋼板層、７ｃ，８ｃ，９ｃ…断熱層、７ｄ，８ｄ，９ｄ…内側鋼板層、７ｅ，８ｅ，９ｅ…内側コンクリート層、７ｆ，８ｆ…デッキプレート、８…側壁部、９…床部、９ｆ…コンクリートプレート、１０…タイル、１１…通水管（調温装置）、１２…載置台、Ｔ…テストピース。

Claims (1)

1. 無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの低温保存試験又は高温保存試験を行う試験室本体と、前記試験室本体の内部空間の温度を調節する調温装置と、前記内部空間のモニタリング及び前記調温装置の制御を行う機械室とを備えているテストピース試験室の壁部構造体であって、
   前記試験室本体の外部側から順に、外側コンクリート層と、鋼板層と、硬質ウレタンフォーム又は発泡スチロールにより形成された断熱層と、鋼板層と、前記内部空間の温度を調整するための温水又は冷水が通る通水管が埋め込まれ、所定の間隔ごとに伸縮目地が形成された内側コンクリート層と、デッキプレートとを備え、
   前記試験室本体と前記機械室との境界を形成することを特徴とするテストピース試験室の壁部構造体。