JP7415231B2 - 地面被覆用材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[2]上記[1]の地面被覆用材料において、水硬性結合剤(c)が、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、高炉スラグ微粉末の中から選ばれる1種以上からなることを特徴とする地面被覆用材料。
[3]上記[1]又は[2]の地面被覆用材料において、脱水スラッジ(a)が河川浚渫土から砂又は/及び砂利を製造するプロセスで発生する脱水スラッジであることを特徴とする地面被覆用材料。
[4]上記[1]~[3]のいずれかの地面被覆用材料において、さらに、製鋼スラグ(b)以外の粒状材料(d)が、脱水スラッジ(a)と同量(質量%)以下の割合で配合されることを特徴とする地面被覆用材料。
[6]上記[5]の製造方法において、水硬性結合剤(c)が、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、高炉スラグ微粉末の中から選ばれる1種以上からなることを特徴とする地面被覆用材料の製造方法。
[7]上記[5]又は[6]の製造方法において、脱水スラッジ(a)が河川浚渫土から砂又は/及び砂利を製造するプロセスで発生する脱水スラッジであることを特徴とする地面被覆用材料の製造方法。
[9]上記[5]~[8]のいずれかの製造方法において、砂又は/及び砂利の製造プラントの近隣に設けられた製造拠点で、地面被覆用材料を製造することを特徴とする地面被覆用材料の製造方法。
[10]上記[1]~[4]のいずれかの地面被覆用材料で構成されることを特徴とする舗装。
[11]上記[1]~[4]のいずれかの地面被覆用材料を地面に敷均して転圧することにより舗装を形成することを特徴とする舗装の構築方法。
(i)従来、砂又は/及び砂利の製造プラントで発生する脱水スラッジ(砂又は/及び砂利の製造プロセスで発生する微粉分のスラッジを脱水処理したもの)は有効な使い道がなく、残土処分場で処分されていたが、これを有効活用することができる。特に、単体ではトラフィカビリティが低く、地面被覆用材料(舗装材料等)としての性能を満たさない脱水スラッジaに、骨格材として特定の製鋼スラグbを配合し、さらに水硬性結合剤cで補強することにより、十分なトラフィカビリティを確保することができ、地面被覆用材料(舗装材料等)として有効活用することができる。
(iii)適度の水分(脱水スラッジ由来の水分)と粒度分布をもつため、地面に敷均し、転圧するだけで施工可能であり、散水を行う必要もなく、特段の技術を要することなく施工することができる。
(iv)脱水スラッジaに対して製鋼スラグbと水硬性結合剤cを配合するだけであり、かつ使用する製鋼スラグbは水浸膨張比が1.0%以下であるため、鉄鋼スラグを利材化した従来のバラス舗装材料に比べて高アルカリ水の流出リスクが低い。
(vi)主たる原料が砂や砂利の製造プラントと製鉄所で発生する副産物であるため、製造原価を低く抑えることができ、安価である。
すなわち、本発明の地面被覆用材料は、砂又は/及び砂利の製造プロセスで発生する脱水スラッジaに対して、破砕と分級を経て得られる製鋼スラグであって、分級において目開き(JIS Z8801-1に規定する公称目開き。以下においても同様。)53mmの篩を通過する粒度を有し、JIS A5015の附属書Bで規定される水浸膨張試験による水浸膨張比が1.0%以下である製鋼スラグbが、質量比で0.7~1.5の割合で配合され、水硬性結合剤cを3~10質量%含む地面被覆用材料である。
一般に、脱水スラッジaは、細粒分含有率(脱水スラッジを構成する粒子のうちで目開き0.072mmの篩を通過する粒子の割合)が80質量%以上、含水比(脱水スラッジに含まれる粒子の乾燥質量に対する水分の質量%)が20~40%程度である。
脱水スラッジのなかでも河川浚渫土から砂又は/及び砂利を製造するプロセスで発生する脱水スラッジは発生量が特に多く、本発明により地面被覆用材料の原料とするメリットは特に大きい。
一方、砂又は/及び砂利の製造プラントは全国各地で稼働しており、したがって、各地域の砂又は/及び砂利の製造プラントの近隣に地面被覆用材料の製造拠点(製造プラントなど)を設けることにより、広い範囲(地域)で地面被覆用材料を供給することができる。
製鋼スラグは、鉄鋼製造プロセスの製鋼工程で発生するスラグであり、例えば、脱炭スラグ(転炉脱炭スラグ)、溶銑予備処理スラグ(脱珪スラグ、脱燐スラグなど)、造塊スラグ、溶融還元スラグ、電気炉スラグ等が挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。
脱水スラッジaに対する製鋼スラグbの配合量が質量比で0.7未満では、製鋼スラグbを配合することによるトラフィカビリティの向上が十分でなく、舗装に使用した場合に長期間経過すると轍などの発生するおそれがあり、また、防草効果も得られにくくなる。一方、脱水スラッジaに対する製鋼スラグaの配合量が質量比で1.5を超えると、非膨張性製鋼スラグであっても、雨水が接触することにより高アルカリの表面水が流出しやすい状態となるので好ましくない。
地面被覆用材料中での水硬性結合剤cの割合(含有量)が3質量%未満では、トラフィカビリティの向上が十分でなく、舗装に使用した場合に長期間経過すると轍などの発生するおそれがあり、また、防草効果も得られにくくなる。一方、水硬性結合剤cの割合(含有量)が10質量%を超えてもそれ以上の効果は期待できず、材料コストが増加するため却って経済性を損なう。
(1)製鋼スラグb(骨格材)が高比重の粒状物であり、しかも、製鋼スラグbの固結性と水硬性結合剤cの作用によって施工後に適度に固化するため、十分な防草効果(雑草が生えにくいこと)が得られる。
(2)適度の水分(脱水スラッジ由来の水分)と粒度分布をもつため、地面に敷均し、転圧するだけで施工可能であり、散水を行う必要もなく、特段の技術を要することなく施工することができる。
(3)脱水スラッジaに対して製鋼スラグbと水硬性結合剤cを配合するだけであり、かつ使用する製鋼スラグbは水浸膨張比が1.0%以下であるため、鉄鋼スラグを利材化した従来のバラス舗装材料に比べて高アルカリ水の流出リスクが低い。
(5)使用する原料はすべてばらつきの小さい工場生成物であるので品質変動を小さく抑えることが可能である。
(6)地面被覆用材料に期待する機能、例えば、「防草のみ(車両走行なし)」、「車両走行あり」等に応じて、脱水スラッジaに対する製鋼スラグbと水硬性結合剤cの配合割合を調整することが可能である。
(7)主たる原料が砂又は/及び砂利の製造プラントと製鉄所で発生する副産物であるため、製造原価を低く抑えることができ、安価である。
本発明の地面被覆用材料は、例えば、道路、道路路肩、歩道、宅地などの通路、駐車場、太陽光発電設備の敷地などのような地面の舗装材料として使用できるほかに、河川護岸面、盛土や切土による法面などのような地面を被覆する材料としても広く用いることができる。
本発明の地面被覆用材料を施工して舗装を構築するには、地面被覆用材料を地面に敷均し、振動ローラーやバックホー等の転圧手段で転圧するだけでよく、地面被覆用材料には脱水スラッジ由来の水分が含まれているため、散水を行う必要もない。
(1)脱水スラッジ
以下に示すような含水比、単位体積重量が異なる3種類の脱水スラッジA~Cを用いた。
*脱水スラッジA
・含水比:29%
・単位体積重量:1.940g/cm3(水分込みの重量)
*脱水スラッジB
・含水比:25.8%
・単位体積重量:1.982g/cm3(水分込みの重量)
*脱水スラッジC
・含水比:48%
・単位体積重量:1.715g/cm3(水分込みの重量)
(2)製鋼スラグ
・粒度:製鋼工程で発生した後、破砕と分級を経て得られた製鋼スラグであって、分級において全量が目開き53mmの篩を通過し、目開き2.36mmの篩を通過する割合が50質量%である粒度の製鋼スラグ
・見掛け密度:3.0g/cm3(乾燥重量)
(3)高炉セメント
・見掛け密度:3.05g/cm3(乾燥重量)
ダンプトラックの走行に必要なトラフィカビリティは、コーン指数で1200kN/m2以上である。表1によれば、脱水スラッジA~Cのコーン指数は330~432kN/m2であり、ダンプトラックの走行に必要なトラフィカビリティが確保できない。また、製鋼スラグの配合量が本発明条件に満たない比較例(No.7、No.8)の地面被覆用材料もコーン指数が低く、必要なトラフィカビリティが確保できない。これに対して本発明例(No.1~No.5)の地面被覆用材料は、コーン指数3945~11815kN/m2であり、十分なトラフィカビリティを確保できることが判る。また、No.6の本発明例は、No.4をベースとし、粒状材料dとして浚渫土を脱水スラッジaとほぼ同量使用して製造された地面被覆用材料であり、この地面被覆用材料もコーン指数2780kN/m2であり、十分なトラフィカビリティを確保できている。
本発明例(No.1~No.6)の地面被覆用材料を60m2の駐車場にそれぞれ5m×2mの範囲に施工して、1年間使用したところ、年間を通じて雑草の生育は見られず、除草作業を行う必要がなかった。
Claims (11)
- 砂又は/及び砂利の製造プロセスで発生する脱水スラッジ(a)に対して、破砕と分級を経て得られる製鋼スラグであって、分級において目開き53mmの篩を通過する粒度を有し、JIS A5015の附属書Bで規定される水浸膨張試験による水浸膨張比が1.0%以下である製鋼スラグ(b)が、質量比で0.7~1.5の割合で配合され、水硬性結合剤(c)を3~10質量%含むことを特徴とする地面被覆用材料。
- 水硬性結合剤(c)が、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、高炉スラグ微粉末の中から選ばれる1種以上からなることを特徴とする請求項1に記載の地面被覆用材料。
- 脱水スラッジ(a)が河川浚渫土から砂又は/及び砂利を製造するプロセスで発生する脱水スラッジであることを特徴とする請求項1又は2に記載の地面被覆用材料。
- さらに、製鋼スラグ(b)以外の粒状材料(d)が、脱水スラッジ(a)と同量(質量%)以下の割合で配合されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の地面被覆用材料。
- 砂又は/及び砂利の製造プロセスで発生する脱水スラッジ(a)に対して、破砕と分級を経て得られる製鋼スラグであって、分級において目開き53mmの篩を通過する粒度を有し、JIS A5015の附属書Bで規定される水浸膨張試験による水浸膨張比が1.0%以下である製鋼スラグ(b)が、質量比で0.7~1.5の割合で配合された原料に、水硬性結合剤(c)を3~10質量%の含有量となるように添加し、ミキサーで混合することを特徴とする地面被覆用材料の製造方法。
- 水硬性結合剤(c)が、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、高炉スラグ微粉末の中から選ばれる1種以上からなることを特徴とする請求項5に記載の地面被覆用材料の製造方法。
- 脱水スラッジ(a)が河川浚渫土から砂又は/及び砂利を製造するプロセスで発生する脱水スラッジであることを特徴とする請求項5又は6に記載の地面被覆用材料の製造方法。
- さらに、製鋼スラグ(b)以外の粒状材料(d)が、脱水スラッジ(a)と同量(質量%)以下の割合で配合された原料に、水硬性結合剤(c)を添加し、ミキサーで混合することを特徴とする請求項5~7のいずれかに記載の地面被覆用材料の製造方法。
- 砂又は/及び砂利の製造プラントの近隣に設けられた製造拠点で、地面被覆用材料を製造することを特徴とする請求項5~8のいずれかに記載の地面被覆用材料の製造方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の地面被覆用材料で構成されることを特徴とする舗装。
- 請求項1~4のいずれかに記載の地面被覆用材料を地面に敷均して転圧することにより舗装を形成することを特徴とする舗装の構築方法。
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