JP6341818B2 - Manufacturing method of water shielding material - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、産業廃棄物や一般廃棄物等を最終処分するための廃棄物処分場の遮水層に使用される遮水材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a water shielding material used for a water shielding layer of a waste disposal site for final disposal of industrial waste, general waste, and the like, for example.
近年、産業廃棄物の排出量は益々増大する傾向にあり、これに伴い最終処分場の建設も、海面、陸上を問わず数多く推し進められている。ところで、この種の管理型最終処分場においては、廃棄物内に含まれる有害物質の処分場外への漏出をいかに抑えるかが重要な課題となっている。このため、従来一般には、処分場の外周側面には鋼矢板や鋼管矢板を打設したり、場内底面も含め、遮水シートを敷設したりして有害物質の漏出を抑えるようにしていた。しかしながら、鋼矢板や鋼管矢板は継手部内を確実に遮水することが課題であり、遮水シートは、局所的な破損を防ぐために、敷設面の不陸整正を行ったり、原地盤の不等沈下を起こさないように地盤改良を行う必要がある。 In recent years, the amount of industrial waste has tended to increase more and more, and along with this, the construction of final disposal sites has been promoted a lot regardless of whether it is at sea level or on land. By the way, in this type of managed final disposal site, how to suppress leakage of harmful substances contained in the waste to the outside of the disposal site is an important issue. For this reason, conventionally, steel sheet piles and steel pipe sheet piles have been placed on the outer peripheral side surface of the disposal site, and a water shielding sheet has been laid down including the bottom surface of the site to suppress leakage of harmful substances. However, steel sheet piles and steel pipe sheet piles have a problem of reliably shielding the inside of the joints, and the water shielding sheet is used to prevent unevenness of the laying surface or to prevent the ground from being damaged in order to prevent local damage. It is necessary to improve the ground so as not to cause subsidence.
このため、最近では、例えば、海面処分場においては、埋立処分域を囲む矢板式護岸を二重にしたり、その矢板の継手部内に遮水材を充填したりしている。また、処分域の底面に遮水材や固化処理土などを打設して遮水層を形成することが実施されている。一方、陸上処分場においては、処分域を囲む地中にコンクリートなどを打設して連続地中壁(遮水層)を形成し、あるいは処分域の底面に固化処理土やコンクリートを打設して遮水層を形成することが実施されるようになってきている。 For this reason, recently, for example, in a sea surface disposal site, a sheet pile type revetment surrounding a landfill disposal area is doubled, or a joint portion of the sheet pile is filled with a water shielding material. In addition, a water shielding layer is formed by placing a water shielding material, solidified soil, or the like on the bottom of the disposal area. On the other hand, in land disposal sites, concrete or the like is placed in the ground surrounding the disposal area to form a continuous underground wall (water-impervious layer), or solidified soil or concrete is placed on the bottom of the disposal area. Therefore, the formation of a water shielding layer has been implemented.
そこで、特許文献1には、廃棄物処分場の遮水構造物に用いる遮水材として、含水比が100〜250%である粘性土に、繊維状強化材を体積比で0.2〜2.0%、固化材を50〜150kg/m3それぞれ添加し、前記繊維状強化材として、繊維径が10〜400μmで、かつ繊維長が10〜50mmの短繊維を用いてなるものが開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, as a water-blocking material used for a water-blocking structure in a waste disposal site, a fibrous reinforcing material is 0.2 to 2 in volume ratio on viscous soil having a water content ratio of 100 to 250%. 0.0%, 50 to 150 kg / m 3 of a solidifying material is added, and the fibrous reinforcing material is disclosed using short fibers having a fiber diameter of 10 to 400 μm and a fiber length of 10 to 50 mm. ing.
しかしながら、特許文献1の発明に係る遮水材では、その製造方法として、主材となる含水比が100〜250%の粘性土に繊維状強化材を練り混ぜ機で混合させる際に、繊維状強化材を極少量ずつ投入しなければ、繊維状強化材を粘性土中に均一に混合することができない。そのため、遮水性や強度等の品質性能が要求される遮水材を一定量製造するためには時間を要する。その結果、一定時間内での製造量が低下し、そのため遮水材の製造単価が高騰することとなる。さらに、従来では、粘り気のある粘性土を主材として繊維状強化材を混合して撹拌して練り混ぜしているので、撹拌性能(撹拌するために必要な駆動力)の優れた高価な撹拌装置を備える必要があり、この点からもその製造方法を改善する必要がある。 However, in the water-impervious material according to the invention of Patent Document 1, as a manufacturing method thereof, when the fibrous reinforcing material is mixed with a kneaded material having a water content ratio of 100 to 250% as a main material with a kneader, a fibrous material is used. Unless the reinforcing material is added in a very small amount, the fibrous reinforcing material cannot be uniformly mixed in the clay. For this reason, it takes time to produce a certain amount of a water shielding material that requires quality performance such as water shielding and strength. As a result, the production amount within a certain time is reduced, and the production unit price of the water shielding material is soared. Furthermore, conventionally, the fiber-reinforced material is mixed and agitated by kneading viscous clay as the main material, and kneaded, so that the agitation is excellent and the agitation performance (driving force necessary for agitation) is excellent. It is necessary to provide an apparatus, and it is necessary to improve the manufacturing method also from this point.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、遮水材としての要求性能を確保しつつ、製造能力を向上させ、安価となる遮水材の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, It aims at providing the manufacturing method of the water shielding material which improves manufacturing capacity and becomes cheap, ensuring the performance required as a water shielding material. .
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明は、遮水層に使用される、水、繊維材、ベントナイト、フライアッシュ及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、前記水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトを混合して撹拌する第2混合ステップと、該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項1の発明では、まず、第1混合ステップにて、水と繊維材とを混合させることである。これにより、土中に繊維材を分散させる従来と比較して、より短時間で容易に、水中に繊維材を均一に分散させることができる。次に、第2混合ステップにて、繊維材が均一に分散した水にベントナイトを投入し撹拌して練り混ぜることである。これにより、繊維材が均一に分散したままで、次第にベントナイトが繊維材に絡み合った状態でベントナイトも均一に混合される。このとき、ベントナイトの投入した重量に応じて混合された遮水材のスラリー比重が大きくなり、粘性が高くなる。
また、第3混合ステップにおいて、繊維材及びベントナイトを含む水に固化材を混合させると水和反応により時間経過とともに粘性が増加して、一定の強度を発現するようになる。
さらに、第2混合ステップにて繊維材が分散した水にベントナイトを混合して撹拌しているが、ベントナイトは、主材となるフライアッシュよりも製造する遮水材全体の配合における重量比が小さく、フライアッシュよりも粒径が小さいので、繊維材を含む水にベントナイトを混合したものを撹拌する撹拌装置は高い撹拌能力(撹拌するために必要な駆動力)を必要としない。さらには、ベントナイトは、粒径が主に5μm未満であり、最終的に製造される遮水材を難透水性(遮水性)とする重要な材料である。このベントナイトを塊として水に投入した場合、塊となる粒子群の周りに水が覆うことになるが、このベントナイトは、粒子の間に水が浸透しにくく団粒化し易い性質(ダマになり易い性質)である。そのため、このベントナイトを水中に均一に分散させるためには、水をベントナイトの粒子間に浸透させる必要があり、水に繊維材を混合した直後の早い段階でベントナイトを混合させ、その後の他の構成部材の混合時間も含めて水の浸透時間を適切に確保することで、ベントナイトが局所的に偏らず団粒化を抑制して、ベントナイトを一様に分散させることができ、遮水性の観点からも有効となる。さらに、第4混合ステップでは、全体に対する重量比が最も大きい主材のフライアッシュを混合して撹拌するので、この第4混合ステップで使用される撹拌装置は、第2混合ステップで使用する撹拌装置及び第3混合ステップで使用する撹拌装置よりも、高い撹拌能力(撹拌するために必要な駆動力)を備える必要がある。撹拌能力が高い装置の機材費は高価であり、多くの材料を混合した上で、遮水材の時間あたりの製造数量を大きくするためには、撹拌能力の高い装置には撹拌負荷の大きな混合を連続して担うことが有効である。そして、第2混合ステップおよび第3混合ステップでは撹拌能力が低く安価な撹拌装置を使用して、第4混合ステップで使用する撹拌装置に供給するスラリーを事前に準備し、第4混合ステップにて主材で重量比の最も大きいフライアッシュを連続混合することが、時間あたりの製造量を向上させ、その結果として、遮水材の製造単価を安価とすることができる。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention described in claim 1 is the manufacture of a water shielding material including water, fiber material, bentonite, fly ash, and solidifying material used in the water shielding layer. A method comprising: a first mixing step of mixing the water and the fiber material; a second mixing step of mixing and stirring the bentonite after the first mixing step; and after the second mixing step . And a third mixing step of mixing and stirring the solidified material, and a fourth mixing step of mixing and stirring the fly ash after the third mixing step .
In the first aspect of the invention, first, water and fiber material are mixed in the first mixing step. Thereby, compared with the past which disperse | distributes a fiber material in soil, a fiber material can be uniformly disperse | distributed in water more easily in a short time. Next, in the second mixing step, bentonite is added to water in which the fiber material is uniformly dispersed, and is stirred and kneaded. Thus, the bentonite is uniformly mixed while the bentonite is gradually entangled with the fiber material while the fiber material is uniformly dispersed. At this time, the slurry specific gravity of the water shielding material mixed according to the weight of the bentonite is increased and the viscosity is increased.
In the third mixing step, when the solidified material is mixed with the water containing the fiber material and bentonite, the viscosity increases with time due to the hydration reaction, and a certain strength is developed.
Furthermore, the bentonite is mixed and stirred in the water in which the fiber material is dispersed in the second mixing step, but the bentonite has a smaller weight ratio in the blend of the entire water shielding material produced than the fly ash which is the main material. Since the particle size is smaller than that of fly ash, a stirring device that stirs a mixture of bentonite and water containing fiber material does not require high stirring ability (driving force necessary for stirring). Furthermore, bentonite is an important material whose particle size is mainly less than 5 μm and makes the finally produced water-impervious material water-impermeable (water-impervious). When this bentonite is put into water as a lump, water is covered around the particle group that becomes a lump, but this bentonite has a property that water does not easily permeate between particles and easily aggregates (it tends to be lumpy). Nature). Therefore, in order to disperse this bentonite uniformly in the water, it is necessary to permeate the water between the bentonite particles, and the bentonite is mixed at an early stage immediately after mixing the fiber material with water, and then other constitution By appropriately ensuring the water penetration time including the mixing time of the members, bentonite can be dispersed uniformly without locally biasing, and bentonite can be uniformly dispersed, from the viewpoint of water shielding Is also effective. Further, in the fourth mixing step, the fly ash of the main material having the largest weight ratio to the whole is mixed and stirred, so the stirring device used in the fourth mixing step is the stirring device used in the second mixing step. In addition, it is necessary to have a higher stirring ability (driving force necessary for stirring) than the stirring device used in the third mixing step. The equipment cost of the equipment with high stirring capacity is expensive, and in order to increase the production quantity of the water shielding material per hour after mixing many materials, the equipment with high stirring capacity is mixed with high stirring load. It is effective to bear these continuously. Then, in the second mixing step and the third mixing step, a slurry that is supplied to the stirring device used in the fourth mixing step is prepared in advance by using an inexpensive stirring device having a low stirring capacity, and in the fourth mixing step. Continuously mixing fly ash having the largest weight ratio with the main material improves the production amount per hour, and as a result, the unit price of the water shielding material can be reduced.
請求項2に記載した発明は、遮水層に使用される、水、繊維材、ベントナイト、フライアッシュ及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、前記ベントナイトの一部を含む水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトの残りを混合して撹拌する第2混合ステップと、該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項2の発明では、第1混合ステップにおいて、ベントナイトの一部を含む水に繊維材を混合させており、これは、水の粘性を若干大きくするために、ベントナイトの一部を若干量(例えば水1m3に対して10〜50kg程度、スラリー比重換算1.00〜1.05g/cm3)を水に混合させるようにしている。これにより、第1混合ステップにおいて、大量の水に繊維材が偏ることなく均一に分散した状態を創出することができ、残りのベントナイトを投入して撹拌した際に繊維材及びベントナイトがさらに均一に分散するようになる。
なお、請求項1及び2の発明で採用される水は、海水でもよいし、淡水でもよい。また、繊維材は、ポリプロピレン(PP)繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリエチレン(PE)繊維、グラスファイバー(GA)繊維等が採用される。
The invention described in
In the invention of
The water employed in the inventions of
請求項3に記載した発明は、請求項1または2に記載した発明において、前記第1混合ステップでは、充填された水または前記ベントナイトの一部を含む水に前記繊維材を投入することを特徴とするものである。
請求項3の発明では、撹拌装置内に充填された水(ベントナイトの一部を含む水)に繊維材を小分けにして順次投入することで、水中に繊維材が均一に分散するようになる。具体的には、第1混合ステップでは、まず、撹拌装置内に所定量の水(ベントナイトの一部を含む水)が充填され、その所定量の水に作業者が所定量の繊維材を極少量ずつ投入するのではなく、大まかに小分けにして複数回に分けて投入するようにしている。土中でなく、水中に投入するため、水中に繊維材がすみやかに均一に分散するようになる。
ところで、繊維材を一気に撹拌装置内の水に投入すると、繊維材の塊がほぐれて均一に分散するまでに撹拌時間を長くする必要がある。一方、所定量の繊維材を撹拌装置内に投入した後に、所定量の水を撹拌装置に入れた場合も同様に、繊維材がうまく分散せずに塊状となり、繊維材が撹拌装置の撹拌翼に絡まるようになる。なお、繊維材を土中に投入する場合においては、極少量ずつ小分けして投入するが、均一に混ぜるためには所定の全量を投入後20分程度の撹拌時間を要する場合がある。これに対して小分けした繊維材を水に混ぜる場合は投入後1分程度で均一に分散することができる。
The invention described in
In the invention of
By the way, when the fiber material is poured into the water in the stirring device at once, it is necessary to lengthen the stirring time until the lump of the fiber material is loosened and uniformly dispersed. On the other hand, when a predetermined amount of fiber material is put into the stirrer and then a predetermined amount of water is put into the stirrer, the fiber material does not disperse well but becomes a lump, and the fiber material is stirred by the stirring blade of the stirrer. Get tangled. When the fiber material is put into the soil, it is added in small portions, but in order to mix it uniformly, a predetermined total amount may require a stirring time of about 20 minutes. On the other hand, when the subdivided fiber material is mixed with water, it can be uniformly dispersed in about one minute after the addition.
請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のいずれかに記載した発明において、前記繊維材には、分散剤が塗布されていることを特徴とするものである。
請求項4の発明では、水と比重が異なった繊維材を用いても、分散剤により、繊維材が水中で均一に分散するようになる。しかも、この繊維材の製造時に分散剤を塗布することにより、繊維材を数十本単位の束にまとめて、所定の長さに切断することができ、梱包時や投入時の繊維材の取り扱いが容易となる。つまり、取り扱う繊維材が細く短いため、繊維が乾燥した状態では、梱包時や投入時に繊維材が気中に舞い上がり、取り扱いにくくなるが、製造時に分散剤を繊維材に塗布することで、取り扱いを容易にすることができる。
The invention described in
In the invention of
請求項5に記載した発明は、請求項1乃至4いずれかに記載した発明において、前記第4混合ステップでは、前記フライアッシュを複数回に分けて投入して、該フライアッシュの投入作業と撹拌作業とを交互に行うことを特徴とするものである。
請求項5の発明では、繊維材、ベントナイト、固化材及びフライアッシュを均一に分散させることができる。
The invention described in
In the invention of
請求項6に記載した発明は、請求項1乃至5いずれかに記載した発明において、前記固化材は、高炉セメントであり、前記フライアッシュの前記高炉セメントに対する重量比が、12〜9.6であることを特徴とするものである。
請求項6の発明では、重量比にて、フライアッシュ:高炉セメント=12〜9.6:1の割合で配合されるので、有害物質の溶出を抑制することができる。
The invention described in
In invention of
本発明に係る遮水材の製造方法によれば、繊維材及びベントナイトを均一に分散させて混合することができるので、所望の遮水性、強度及び変形時の靭性を確保することができる。また、従来よりも撹拌時間等を短縮することができ、その製造時間を大幅に短縮することができ、トータルコストを低減することができる。
According to the method for producing a water shielding material according to the present invention, since the fiber material and bentonite can be uniformly dispersed and mixed, desired water shielding properties, strength, and toughness during deformation can be ensured. Moreover, the stirring time etc. can be shortened compared with the past, the manufacturing time can be shortened significantly, and a total cost can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態を図1〜図3に基づいて詳細に説明する。
遮水材10は、例えば、産業廃棄物や一般廃棄物等を最終処分するための廃棄物処分場に備えた遮水層6に使用されるものである。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The
図1は、遮水層6を備えた海面処分場を示したものである。本海面処分場における埋立処分域1は、護岸2により外水域Aから締切られた内水域B内に設定されている。
護岸2は、ここではケーソン式護岸からなっており、海底地盤(ここでは、難透水性地盤)Gに造成した捨石マウンド3上に据付けられたケーソン4と、ケーソン4の背後に裏込石を投入して造成された裏込層5とからなっている。該裏込層5の、内水域B側の背面は法面となっており、この裏込層5の法面と埋立処分域1の底面上には、遮水材10が打設される遮水層6が連続して造成されている。遮水層6は、ここでは埋立処分域1の底面上での厚さt2が、裏込層5の法面上での厚さt1よりも厚くなるように造成されている。なお、前記厚さt1、t2は、一例としてt1=0.5m程度、t2=2.0m程度に設定される。また、所望により裏込層5の法面に予め遮水シートを敷設し、該遮水シート上に遮水層6を造成してもよい。
FIG. 1 shows a sea level disposal site provided with a
The
上述したように、遮水層6は、遮水材10が打設されることで造成されている。該遮水材10は、繊維材と、粒状材と、固化材と、海水とを所定の重量比(配合比)で混合して形成される。なお、本実施形態では、海面処分場における遮水層6に打設する遮水材10を形成するために海水を使用しているが、陸上処分場における遮水層6に打設する遮水材10を形成する場合は工業用水や河川の水等、淡水が使用される。
As described above, the
繊維材は、ポリプロピレン繊維(PP)が採用される。繊維材は、ポリプロピレン繊維の他、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリエチレン(PE)繊維、ポリアミド(PA)繊維、ビニロン繊維、グラスファイバ(GF)やテント布地の端材等を採用することができる。なお、ポリプロピレン繊維はその比重が0.9g/cm3であり水に浮く性質であり、一方、ポリビニルアルコール繊維はその比重が1.3g/cm3であり水に沈む性質であるため、これらポリプロピレン繊維とポリビニルアルコール繊維とを一緒に使用してもよい。繊維材は、その繊維径が10〜18μmで、かつ繊維長が9〜20mmのものを用いるほうがよい。 Polypropylene fiber (PP) is adopted as the fiber material. In addition to polypropylene fibers, for example, polyvinyl alcohol (PVA) fibers, polyethylene (PE) fibers, polyamide (PA) fibers, vinylon fibers, glass fibers (GF), tent fabric end materials, etc. may be employed as the fiber material. it can. Polypropylene fiber has a specific gravity of 0.9 g / cm 3 and floats in water, while polyvinyl alcohol fiber has a specific gravity of 1.3 g / cm 3 and sinks in water. Fibers and polyvinyl alcohol fibers may be used together. It is preferable to use a fiber material having a fiber diameter of 10 to 18 μm and a fiber length of 9 to 20 mm.
ポリプロピレン繊維には、該ポリプロピレン繊維を海水に投入した際に均一に分散させるために分散剤が塗布されている。該分散剤は、例えば、アミン系やパラフィン系の薬剤が採用される。なお、分散剤を塗布することにより、大気中では数十本単位の束にまとめることができ、梱包時や投入時等所定量のポリプロピレン繊維を移動させる際、ポリプロピレン繊維が気中に舞い上がることを抑制することができる。ひいては、分散剤をポリプロピレン繊維に塗布することにより、梱包時や投入時のポリプロピレン繊維の取り扱いが容易となる。 A dispersing agent is applied to the polypropylene fiber so as to uniformly disperse the polypropylene fiber when it is introduced into seawater. As the dispersant, for example, an amine-based or paraffin-based agent is employed. In addition, by applying a dispersing agent, it can be bundled into a bundle of dozens of units in the air, and when moving a predetermined amount of polypropylene fiber, such as when packing or at the time of loading, the polypropylene fiber soars in the air. Can be suppressed. As a result, by applying the dispersant to the polypropylene fiber, it becomes easy to handle the polypropylene fiber at the time of packing or at the time of charging.
粒状材は、ベントナイト及びフライアッシュが採用される。ベントナイトは、所謂粘土鉱物である。該ベントナイトはその粒径は主に5μm未満であり、塊状の場合には各粒子間に水が浸透しにくく、団粒化し易い性質を有している。該ベントナイトは、遮水性能を向上させるために遮水材10の構成要素として採用されている。
フライアッシュは、石炭を燃料として用いる火力発電所において、燃焼時に生成されるものである。フライアッシュの粒径は5μm〜75μmの範囲である。フライアッシュは、略同一粒径のために粒子間の間隙が大きく、水分が抜けやすいために振動等により液状化現象が発生する。すなわち、フライアッシュは、各粒子間の水分の保持効果が小さいために、各粒子が離れ易く団粒化しにくい性質を有している。
Bentonite and fly ash are adopted as the granular material. Bentonite is a so-called clay mineral. The particle size of the bentonite is mainly less than 5 μm, and in the case of a lump, water does not easily penetrate between the particles and has a property of being easily aggregated. The bentonite is employed as a component of the
Fly ash is generated at the time of combustion in a thermal power plant using coal as fuel. The particle size of fly ash is in the range of 5 μm to 75 μm. Since fly ash has substantially the same particle size, the gap between the particles is large, and moisture easily escapes, so that a liquefaction phenomenon occurs due to vibration or the like. In other words, fly ash has a property of retaining moisture between the particles, and thus has a property that the particles are easily separated and are not easily aggregated.
固化材は、高炉セメントが採用される。該高炉セメントは、海水と混合すると水和反応で時間経過とともに粘性が増加して、遮水材10の構成要素を一体的に固化させるものである。しかも、高炉セメントにより、フライアッシュに含まれる有害物質の溶出を抑制することができる。なお、本実施形態では、固化材として、高炉セメントを採用して最良の形態であるが、普通ポルトランドセメント等も採用することができる。
Blast furnace cement is used as the solidifying material. When the blast furnace cement is mixed with seawater, the viscosity increases with time due to a hydration reaction, and the components of the
遮水材10は、重量比にて、フライアッシュ:ベントナイト=9以下:1の割合で配合され、フライアッシュ:高炉セメント=12以下:1の割合で配合され、且つ(フライアッシュ+高炉セメント+ベントナイト):海水=略10:6の割合で配合されて構成される。また、ポリプロピレン繊維は、体積比で、全体の0.5%〜1.0%の割合で添加される。
The
なお、遮水材10の具体的な一配合例を次に示す。遮水材10は、全体が1516.5(kg/m3)の場合、フライアッシュを699.2(kg/m3)、ベントナイトを174.8(kg/m3)、高炉セメントを72.8(kg/m3)、ポリプロピレン繊維を5.4(kg/m3)、海水を564.3(kg/m3)にてそれぞれ配合している。
A specific blending example of the
次に、上述した遮水材10を製造するための製造設備20を、図2に基づいて簡単に説明する。
製造設備20は、遮水材10を打設する遮水層6の近傍に配置される。該製造設備20は、海水にポリプロピレン繊維及びベントナイトを混合する第1プラント施設21と、該第1プラント施設21からの混合物に高炉セメントを混合する第2プラント施設22と、該第2プラント施設22からの混合物にフライアッシュを混合する第3プラント施設23とを備えている。
Next, the
The
第1プラント施設21は、ベントナイトを計量するベントナイト用サイロ25と、該ベントナイト用サイロ25から投入されたベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌する第1撹拌装置(バッチ式ミキサー)26と、第1撹拌装置26と連通して、練り混ぜられたベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦貯蔵する第1アジテータ27と、該第1アジテータ27から混合物を第2プラント施設22の第2撹拌装置36に圧送する第1圧送ポンプ28とを備えている。第1撹拌装置26は海水用圧送ポンプ50に連通している。なお、第1アジテータ27は、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力(撹拌に必要な駆動力)を備えている。
The
第2プラント施設22は、高炉セメントを計量する高炉セメント用サイロ35と、該高炉セメント用サイロ35から投入された高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌する第2撹拌装置(バッチ式ミキサー)36と、第2撹拌装置36と連通して、練り混ぜられた高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦貯蔵する第2アジテータ37と、該第2アジテータ37から混合物を第3プラント施設23の第3撹拌装置46に圧送する第2圧送ポンプ38とを備えている。なお、第2アジテータ37も、第1アジテータ27と同様に、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力を備えている。
The
第3プラント施設23は、フライアッシュを計量するフライアッシュ用サイロ45と、該フライアッシュ用サイロ45から投入されるフライアッシュ、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌して遮水材10を形成する第3撹拌装置(バッチ式リボンミキサー)46と、第3撹拌装置46と連通して、練り混ぜられたフライアッシュ、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物(遮水材10)を一旦貯蔵する第3アジテータ47と、該第3アジテータ47から遮水材10を遮水層6に圧送する第3圧送ポンプ48とを備えている。なお、第3アジテータ47も、第1及び第2アジテータ27、37と同様に、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力を備えている。また、第3プラント施設23の第3撹拌装置46は、第1プラント施設21の第1撹拌装置26及び第2プラント施設22の第2撹拌装置36の撹拌能力よりも高い撹拌能力を有する。
The
次に、上述した製造設備20を使用した遮水材10の製造方法を、図3に示す製造フローに基づいて、図2も適宜参照しながら説明する。
まず、ステップS1では、海水用圧送ポンプ50により所定量の海水を第1プラント施設21の第1撹拌装置26に圧送する。
Next, a method for manufacturing the
First, in step S <b> 1, a predetermined amount of seawater is pumped to the
次に、ステップS2では、第1撹拌装置26が駆動され、作業者が、第1撹拌装置26内の海水に、繊維材として、所定量のポリプロピレン繊維を小分けにして複数回に分けて数分の時間をかけてゆっくり投入する。この時、所定量のポリプロピレン繊維を一気に投入するのではなく小分けにして複数回に分けて投入することで、ポリプロピレン繊維が塊状になるのを抑制することができる。ポリプロピレン繊維には、分散剤が塗布されているので、ポリプロピレン繊維が海中に投入された際に均一に分散、具体的には、ポリプロピレン繊維はその比重が0.9g/cm3であるために、海中の上部側に若干拡散するようになる。しかも、分散剤を塗布したことにより、出荷等の梱包時にはポリプロピレン繊維を数十本単位の束にまとめることができ、開梱時所定量のポリプロピレン繊維を取り出す際には、ポリプロピレン繊維が気中に舞い上がることを抑制することができる。要するに、分散剤により、大気中におけるポリプロピレン繊維の取り扱いが容易となり、しかも、海水に投入するとポリプロピレン繊維を均一に分散させることができる。なお、ステップS1及びステップS2が第1混合ステップに相当する。
Next, in step S2, the
次に、ステップS3では、投入するベントナイトをベントナイト用サイロ25にて計量して、所定量のベントナイトを第1プラント施設21の第1撹拌装置26内に数分の時間をかけてゆっくり投入して、ポリプロピレン繊維入りの海水にベントナイトを混合する。そして、第1撹拌装置26により、これらベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間(数分間)撹拌して練り混ぜる。当然であるが第1撹拌装置26はポリプロピレン繊維を投入する最初の時点からベントナイトを投入する間も駆動されている。ベントナイトは全体に対する重量比も適量であり、ベントナイトをこの段階で混合して撹拌することで、ベントナイトの各粒子間に海水を浸透させてベントナイトの団粒化を抑制でき、ベントナイト及びポリプロピレン繊維を均一に分散させることができる。これらベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦第1アジテータ27に貯蔵する。なお、ステップS3が第2混合ステップに相当する。
Next, in step S3, the bentonite to be charged is measured by the
次に、ステップS4では、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を所定量、第1圧送ポンプ28により第1プラント施設21の第1アジテータ27から第2プラント施設22の第2撹拌装置36に圧送する。
Next, in step S4, a predetermined amount of a mixture of bentonite, polypropylene fiber, and seawater is pumped from the
次に、ステップS5では、投入する高炉セメントを高炉セメント用サイロ35で計量して、この所定量の高炉セメントを第2プラント施設22の第2撹拌装置36に一気に投入して、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水に高炉セメントを混合する。このステップS5では製造時間の短縮のために高炉セメントを一気に投入するようにしている。そして、第2撹拌装置36によりこれら高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間(数分間)撹拌して練り混ぜる。当然であるが第2撹拌装置36は高炉セメントを投入している最中も駆動されている。その後、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦第2アジテータ37に貯蔵する。なお、ステップS5が第3混合ステップに相当する。
Next, in step S5, the blast furnace cement to be charged is weighed by the
次に、ステップS6では、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を所定量、第2圧送ポンプ38により第2プラント施設22の第2アジテータ37から第3プラント施設23の第3撹拌装置46に圧送する。
Next, in step S6, a predetermined amount of a mixture of blast furnace cement, bentonite, polypropylene fiber and seawater is fed from the
次に、ステップS7では、投入するフライアッシュ、すなわちフライアッシュの全重量の1/3相当分をフライアッシュ用サイロ45にて計量して、この所定量のフライアッシュを第3プラント施設23の第3撹拌装置46に数分の時間をかけて投入する。そして、第3撹拌装置46により、これらフライアッシュ(フライアッシュ全重量の1/3相当分)、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間T1で撹拌して練り混ぜる。当然であるが第3撹拌装置46はフライアッシュを投入している最中も駆動されている。
Next, in step S7, the fly ash to be charged, that is, a portion corresponding to 1/3 of the total weight of the fly ash, is measured by the
次に、ステップS8では、ステップS7と同様に、フライアッシュの全重量の1/3相当分をフライアッシュ用サイロ45にて計量して、この所定量のフライアッシュを第3プラント施設23の第3撹拌装置46に数分の時間をかけて投入する。そして、第3撹拌装置46により、これらフライアッシュ(フライアッシュ全重量の2/3相当分)、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間T2で撹拌して練り混ぜる。なお、ステップS8にて第3撹拌装置46による撹拌時間T2は、ステップS7にて第3撹拌装置46による撹拌時間T1と略同じである。
Next, in step S8, as in step S7, 1/3 of the total weight of the fly ash is measured by the
次に、ステップS9では、ステップS7及びS8と同様に、フライアッシュの全重量の1/3相当分をフライアッシュ用サイロ45にて計量して、この所定量のフライアッシュを第3プラント施設23の第3撹拌装置46に数分の時間をかけて投入する。そして、第3撹拌装置46により、これらフライアッシュ(フライアッシュ全重量)、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間T3で撹拌して練り混ぜて、遮水材10の製造が完了する。そして、遮水材10は、フライアッシュ、ベントナイト、高炉セメント及びポリプロピレン繊維が均一に分散して形成されるようになる。またこの時点では、遮水材10は固化しておらず流動性は確保された状態である。このように、遮水材10の製造工程における最終工程、すなわち、ステップS7〜S9にて、フライアッシュを混合しているが、フライアッシュは、遮水材10全体に対してその重量比が最も大きく、しかも、粒径は5μm〜75μmであり団粒化し難い性質を有しているために、最終工程にて混合することが最良の形態となる。その後、遮水材10を一旦第3アジテータ47に貯蔵する。
Next, in step S9, as in steps S7 and S8, 1/3 of the total weight of the fly ash is measured by the
なお、ステップS9の第3撹拌装置46による撹拌時間T3は、ステップS7(またはS8)の第3撹拌装置46による撹拌時間T1(またはT2)よりも長く設定される。詳細には、ステップS9の撹拌時間T3は、ステップS7(またはS8)の撹拌時間T1(またはT2)よりも3倍程度長く設定される。このステップS7〜S9が第4混合ステップに相当する。
The stirring time T3 by the
そして、ステップS10にて、遮水材10を第3圧送ポンプ48により第3アジテータ47から遮水層6に圧送して打設する。
In step S <b> 10, the
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、遮水層6に打設する遮水材10を、海水、ポリプロピレン繊維、ベントナイト、高炉セメント及びフライアッシュの順序で混合して形成するので、ポリプロピレン繊維、ベントナイト、高炉セメント及びフライアッシュを均一に分散させることができ、要求される遮水性、強度及び変形時の靭性を確保することができる。また、本製造方法によれば、従来よりもその製造時間を大幅に短縮することができ、さらには、第1撹拌装置26(ステップS1〜S3で使用)及び第2撹拌装置36(ステップS5で使用)は、高い撹拌能力(撹拌するために必要な駆動力)を備える必要はないので、トータルコストを低減することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
遮水材10には、特に、粒状材としてフライアッシュを含んでいるので、石炭を燃料として用いる火力発電所において、燃焼時に大量に生成される不要なフライアッシュを有効利用することができ、遮水材10自体のコストを低減することができる。また、遮水材10は、重量比にて、フライアッシュ:ベントナイト=9以下:1の割合で配合しているので、遮水材10の透水係数k=1×10−6cm/s以下を確保することができる。さらに、重量比にて、フライアッシュ:高炉セメント=12以下:1の割合で配合しているので、六価クロムの溶出を抑制するだけではなく、フライアッシュに含まれるその他の有害物質の溶出をも防ぐことができる。
In particular, since the
なお、本発明の実施形態では、ステップS3にて、粒状材としてベントナイトを混合しており最良の形態であるが、ステップS3にてベントナイトに代えてフライアッシュの一部を混合して、ベントナイトをステップS5にて高炉セメントと共に混合してもよい。但し、この形態は、フライアッシュ用サイロ45を1台加える必要があるなど設備が増加するために、コスト面の懸念がある。
In the embodiment of the present invention, bentonite is mixed as a granular material in step S3, which is the best mode. However, in step S3, a portion of fly ash is mixed instead of bentonite, and bentonite is mixed. You may mix with blast furnace cement in step S5. However, in this embodiment, there is a concern in terms of cost because the number of facilities increases, such as the need to add one
また、本発明の実施形態では、ステップS1において、海水用圧送ポンプ50により所定量の海水を第1プラント施設21の第1撹拌装置26に圧送して、ステップS2において、第1撹拌装置26内の海水に、所定量のポリプロピレン繊維を投入しているが、ステップS1において、海水用圧送ポンプ50により所定量の海水を第1プラント施設21の第1撹拌装置26に圧送したあと、ベントナイトの一部を若干量(例えば、水1m3に対して10〜50kg程度、スラリー比重換算1.00〜1.05g/cm3)海水に混合させ、その後、ステップS2にて所定量のポリプロピレン繊維を混合させても良い。この実施形態の場合、ステップS3にて、ステップS1で投入した分を除く残りの量のベントナイトを投入するようになる。これにより、ステップS2にて、大量の海水にポリプロピレン繊維が偏ることなく均一に分散した状態を創出することができる。そして、ステップS3にて、残りのベントナイトを混合して撹拌することで、ポリプロピレン繊維及びベントナイトをさらに均一に分散させることができる。
In the embodiment of the present invention, a predetermined amount of seawater is pumped to the
6 遮水層,10 遮水材,20 製造設備,21 第1プラント施設,22 第2プラント施設,23 第3プラント施設,25 ベントナイト用サイロ,26 第1撹拌装置,27 第1アジテータ,28 第1圧送ポンプ,35 高炉セメント用サイロ,36 第2撹拌装置,37 第2アジテータ,38 第2圧送ポンプ,45 フライアッシュ用サイロ,46 第3撹拌装置,47 第3アジテータ,48 第3圧送ポンプ,50 海水用圧送ポンプ 6 water shielding layer, 10 water shielding material, 20 production facility, 21 first plant facility, 22 second plant facility, 23 third plant facility, 25 bentonite silo, 26 first stirring device, 27 first agitator, 28 first 1 pressure feed pump, 35 silo for blast furnace cement, 36 2nd stirring device, 37 2nd agitator, 38 2nd pressure feeding pump, 45 fly ash silo, 46 3rd stirring device, 47 3rd agitator, 48 3rd pressure feeding pump, 50 Seawater pressure pump
Claims (6)
前記水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、
該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトを混合して撹拌する第2混合ステップと、
該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、
該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、
を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。 A method for producing a water shielding material including water, fiber material, bentonite, fly ash and solidified material used for a water shielding layer,
A first mixing step of mixing the water and the fiber material;
A second mixing step of mixing and stirring the bentonite after the first mixing step;
A third mixing step of mixing and stirring the solidified material after the second mixing step;
A fourth mixing step of mixing and stirring the fly ash after the third mixing step;
A method for producing a water shielding material, comprising:
前記ベントナイトの一部を含む水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、
該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトの残りを混合して撹拌する第2混合ステップと、
該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、
該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、
を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。 A method for producing a water shielding material including water, fiber material, bentonite, fly ash and solidified material used for a water shielding layer,
A first mixing step of mixing water containing a part of the bentonite and the fiber material;
A second mixing step of mixing and stirring the remainder of the bentonite after the first mixing step;
A third mixing step of mixing and stirring the solidified material after the second mixing step;
A fourth mixing step of mixing and stirring the fly ash after the third mixing step;
A method for producing a water shielding material, comprising:
前記フライアッシュの前記高炉セメントに対する重量比が、12〜9.6であることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の遮水材の製造方法。 The solidifying material is blast furnace cement;
The method for producing a water shielding material according to any one of claims 1 to 5 , wherein a weight ratio of the fly ash to the blast furnace cement is 12 to 9.6 .
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