JPH0477336A - 生コンクリート等の洗い残渣再利用法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、生コンブラントで運搬車やプラントミキサー
等を洗ったときに発生する生コンクリート又はモルタル
（以下、生コンクリート等という）の洗い残渣を再利用
する技術に関する。更に詳しくは、生コンクリート等の
洗い残渣から得られた濃縮スラッジに含まれるセメント
の未水和率を測定した上でこの濃縮スラッジを所定量加
えて新規な生コンクリート等を調製する技術に関するも
のである。

［従来の技術］ 生コンクリート工場等において発生する生コンクリート
の洗い残渣はアルカリ度が高く６価クロム等の有害物質
を含むため、主として僻地に投棄し埋めている。

従来この洗い残渣を敢えて投棄するのは、洗い残渣をそ
のまま新規な生コンクリート中に混合使用しても、コン
クリートの強度が低下しその乾燥収縮率が増大する等の
品質上の問題が発生するためである。

本出願人は、この問題を解決して資源の有効利用を図る
ため、生コンクリートの洗い残渣からセメント未水和物
を乾燥することなく取り出して、これを新規な生コンク
リートと混ぜ合わせることにより高品質のコンクリート
を製造し得る生コンクリートの洗い残渣の再生方法及び
その装置について提案した（特開昭６２−２０４８６７
）。

この再生方法では、最初に分級機により生コンクリート
の洗い残渣を湿式分級し、砂利、砂等の骨材を除去して
セメントスラッジを取り出す。次いで濃縮機によりこの
セメントスラッジを濃縮した後、濃度調整槽によりこの
濃縮スラッジの濃度を更に高めて所定濃度に調整したセ
メントスラッジを得る。そして最後にこのセメントスラ
ッジを振動ボール・ミルにより振動微粉砕してセメント
未水和物が表面に出現したスラッジ微粒子を分散相とす
るスラッジを得るものである。

［発明が解決しようとする課題］ 使用済みの生コンクリート等の洗い残渣は材令に応じて
セメントの未水和率が減少する。このため、上記方法で
微粉砕したスラッジに含まれるセメントの未水和率を一
定なものとしてその添加量を画一的に定め、このスラッ
ジを新規な生コンクリート等に混合した場合には、新規
な生コンクリート等が硬化したときの強度や乾燥収縮率
にばらつきが依然として生じる不具合があった。

本発明の目的は、公害発生源となる生コンクリート等の
洗い残渣を有効に利用し得る方法及びその装置を提供す
ることにある。

本発明の別の目的は、生コンクリート等の洗い残渣から
得た濃縮スラッジを添加して調製された新規な生コンク
リート等の硬化強度、乾燥収縮率等の品質を更に向上し
得る生コンクリート等の洗い残渣再利用法及びその装置
を提供することにある。

また本発明の更に別の目的は、セメントスラッジの未水
和率を簡便に測定する方法及びその装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の生コンクリート等
の洗い残渣再利用法は、第１図に示すように使用済みの
セメントスラッジを所定濃度のスラッジに濃縮する工程
１と、この濃縮したスラッジを貯留する工程２と、この
貯留したスラッジをサンプリングしてそのスラッジに含
まれるセメントの未水和率を測定する工程３と、新規な
生コンクリート又はモルタルを調製するためにこの未水
和率に応じて濃縮したスラッジを計量する工程４とを含
むことを特徴とする。この計量工程４の次には生コンク
リート等の調製工程５か続く。なお上記方法ではスラッ
ジ濃縮工程１の次に濃縮したスラッジを微粉砕する微粉
砕工程６を設けて、微粉砕したスラッジについてセメン
ト未水和率測定を行うことが好ましい。

また本発明の生コンクリート等の洗い残渣再利用装置は
、第２図に示すように使用済みのセメントスラッジ１２
を所定濃度のスラッジ４９に濃縮する濃縮機１０と、濃
縮したスラッジ４９を貯留する濃縮スラッジ貯留槽２０
と、この貯留槽２０に貯留したスラッジ４９をサンプリ
ングしてそのスラッジ４９に含まれるセメントの未水和
率を測定する未水和率測定器３０と、新規な生コンクリ
ート又はモルタルを調製するためにこの未水和率に応じ
て貯留槽２０に貯留したスラッジ４９を計量するスラッ
ジ計量機４０とを含むことを特徴とする。なお上記装置
は貯留槽２０に貯留したスラッジ４９を微粉砕する微粉
砕機６０と、この微粉砕したスラッジ６７を貯留する粉
砕スラッジ貯留槽７０と、この貯留槽７０に貯留したス
ラッジ６７をサンプリングしてそのスラッジに含まれる
セメントの未水和率を測定する未水和率測定器３０と、
新規な生コンクリート又はモルタルを調製するためにこ
の未水和率に応じて貯留槽７０に貯留したスラッジ６７
を計量するスラッジ計量機４゜とを含むことが好ましい
。

［作　用］ 所定濃度に濃縮したスラッジ４９又は６７に含まれるセ
メントの未水和率を測定することにより、新規な生コン
クリート等に混合したときのスラッジ４９又は６７がセ
メントとして寄与する割合及び骨材として寄与する割合
をそれぞれ的確に把握することができ、新規な生コンク
リート等を調製するときにこの測定値に基づいてスラッ
ジ４９又は６７を計量して供給すれば、精度よく所望の
コンクリート等の硬化強度、乾燥収縮率等が得られる。

［実施例］ 次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳しく説明する
。

第２図及び第３図に示すように、生コンクリートミキサ
ー車１１を洗ったときに発生する生コンクリートの洗い
残渣、即ちセメントスラッジ１２が回収槽１３に回収さ
れ、この回収槽１３の底部に設けられたポンプ１３ａに
より管路１４を通ってウェッジフィルタ１５に供給され
る。フィルタ１５により砂利１６が除去され、チャンバ
１５ａに貯蔵される。砂利１６を除去したスラッジ１２
はスパイラルクラシファイヤ１７に供給される。

クラシファイヤ１７により砂２３が除去され、チャンバ
１７ａに貯蔵される。フィルタ１５とクラシファイヤ１
７は分級機１８を構成する。クラシファイヤ１７に残っ
たスラッジ１２は管路１９を通って回収槽１３に戻され
る。

回収槽１３のスラッジ１２が所定のレベルに達すると、
液面スイッチ１３ｃが閉じてポンプ１３ｂを作動する。

ポンプ１３ｂによりスラッジ１２が管路２１及びサイク
ロン２２を通ってスラッジ貯留槽２４に送られる。サイ
クロン２２でスラッジに残存していた砂が分離されクラ
シファイヤ１７に戻される。スラッジ貯留槽２４のスラ
ッジ１２は水を分散媒としセメント水和物及びセメント
未水和物を分散相とする懸濁液である。このスラッジ１
２は濃度が５％程度であって、硬化を防ぐため攪拌機２
４ａで緩やかに攪拌される。スラッジ１２が所定のレベ
ルに達すると、液面スイッチ２４ｂが閉じてポンプ２５
を作動する。ポンプ２５によりスラッジ１２が管路２６
を通って濃縮機１０に送られる。

濃縮機１０は外胴ボウル３１と内胴スクリュー３４とフ
ィードパイプ３７とギヤボックス３８とケーシング３９
を備えた遠心分離機により構成される。外胴ボウル３１
は円筒部３２及び円錐部３３が一体的に形成され、その
両端が軸受４１及び４２により回転可能に支持され、か
つ大径側に排出口４３と小径側に排出口４４とがそれぞ
れ設けられる。内胴スクリュー３４はスクリュー羽根３
５と吐出口３６を備え、円筒部３２と円錐部３３の内部
に回転可能に支持される。

またフィードパイプ３７はこのスクリュー３４内に配置
され、管路２６から送られてきたスラッジを内胴スクリ
ュー３４内に導入する。ケーシング３９は外胴ボウル３
１を被包し、排出口４３側に分離液出口４６と排出口４
４側に濃縮スラッジ出口４７がそれぞれ設けられる。

ギヤボックス３８はプーリ４８により駆動される遊星歯
車装置からなる。このギヤボックス３８は外胴ボウル３
１と内胴スクリュー３４とを内胴スクリュー３４の回転
速度が外胴ボウル３１の回転速度より若干小さくなるよ
うに回転差を与えながら同一回転方向に駆動する。ここ
で外胴ボウル３１と内胴スクリュー３４の回転により発
生する遠心力は１００〜４０００　Ｇの範囲にあること
が好ましい。特に好ましくは８００〜１５００Ｇである
。１００Ｇ未満であると、スラッジ１２を濃縮スラッジ
４９と後述する分離液５１とに分離するのが困難になる
。４０００Ｇを越えると濃縮スラッジ４９が円筒部３２
又は円錐部３３の各内側に付着して容易に排出されなく
なる。

第４図に詳しく示すようにギヤボックス３８の駆動中に
ポンプ２５により送られたスラッジを濃縮機１０のフィ
ードパイプ３７から内胴スクリュー３４内に導入すると
、スラッジ中の比重の大きいセメント未水和物を主成分
とする濃縮スラッジ４９は遠心力により外胴ボウル３１
の円筒部３２の内壁面に堆積する。この濃縮スラッジ４
９は内胴スクリュー３４のスクリュー羽根３６の回転に
より矢印に示すように円錐部３３に移行し、排出口４４
を通って出口４７より排出される。排出される濃縮スラ
ッジ４９は濃度が６０〜７０％である。

一方、内胴スクリュー３４内のスラッジの中で比重の小
さい分離液５１は排出口４３を通って出口４６から吐出
され、管路５２を通って分離液貯留槽５３に送られる。

この分離液５１はセメントの水和成分及び水和しないと
思われる成分を懸濁物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　５ｏｌ
ｉｄ）として５〜１５％程度含有する。貯留槽５３の分
離液５１はポンプ５４により管路５５を通って生コンク
リートミキサー車１１の生コンクリート付着物の洗浄に
使用される。ここで分離液５１に含まれるセメントの水
和成分及び水和しないと思われる成分は砂利、砂に吸着
してそれぞれチャンバ１５ａ又は１７ａ内に貯蔵される
。

出口４７より排出された濃縮スラッジ４９は導管５６に
より案内されて、出口４７の直下に配置された濃縮スラ
ッジ貯留槽２０に貯蔵される。分離液貯留槽５３の分離
液５１がポンプ５７により管路５８を通って貯留槽２０
に供給される。分離液５１の供給と攪拌機２０ａの攪拌
により濃縮スラッジ４９が所定濃度になるように希釈さ
れる。

この例ではスラッジ濃度が３０〜４０％の範囲内に調整
される。貯留槽２０にはサンプリング管２０ｂが接続さ
れ、管２０ｂの途中にはバルブ２０ｃが設けられる。３
０ａはサンプリングしたスラッジを入れる容器である。

所定の濃度の濃縮スラッジ４９はポンプ５９により切換
弁６１を介して管路６２又は６３に送出される。管路６
２に送出された濃縮スラッジは切換弁６４を介して管路
６５又は６６に送出される。

管路６３に送出された濃縮スラッジはスラッジ計量機４
０のタンク４０ａに送られる。タンク４０ａの下端には
排出弁４０ｂが設けられる。排出弁４０ｂの下方には図
示しないがプラントミキサーが配置され、排出弁４０ｂ
を開くとスラッジが自重でプラントミキサーに供給され
るようになっている。

貯留槽２０の濃縮スラッジ４９を後述する微粉砕機６０
を通さずにスラッジ計量機４０に供給するときには、切
換弁６１が管路６３側に切換わり濃縮スラッジ４９を所
定量供給すると、管路６２側に切換わりかつ切換弁６４
が管路６５側に切換わって余剰の濃縮スラッジを貯留槽
２０に戻す。

貯留槽２０の濃縮スラッジ４９を微粉砕機６０を通すと
きには、切換弁６１が管路６２側に切換弁６４が管路６
６側にそれぞれ切換わる。管路６６を通って微粉砕機６
０に送られた濃縮スラッジ４９はここで微粉砕される。

この例では微粉砕機６０は振動ボール・ミルにより構成
され、第１段のミル６０ａと第２段のミル６０ｂを備え
る。振動により微粉砕された粉砕スラッジ６７は粉砕ス
ラッジ貯留槽７０に送られ、攪拌機７０ａで硬化を防ぎ
ながら貯えられる。この粉砕スラッジ６７の分散相はセ
メント未水和物の含有率のより高いスラッジ微粒子にな
る。貯留槽７０にはサンプリング管７０ｂが接続され、
管７０ｂの途中にはバルブ７０ｃが設けられる。３０ａ
はサンプリングしたスラッジを入れる容器である。

貯留槽７０の粉砕スラッジ６７はポンプ７１により切換
弁７２を介して管路７３又は７４に送出される。貯留槽
７０の粉砕スラッジ６７をスラッジ計量機４０に供給す
るときには、切換弁７２が管路７４側に切換わり粉砕ス
ラッジ６７を所定量供給すると、管路７３側に切換わり
余剰の粉砕スラッジを貯留槽７０に戻す。

ミキサー車１１の洗い残渣の材令が小さいときにはセメ
ントの未水和成分が多いため、微粉砕機６０を通さずに
管路６３により濃縮スラッジ４９を計量機４０のタンク
４０ａに供給する。反対にミキサー車１１の洗い残渣の
材令が小さくないときにはセメントの水和成分が多いた
め、微粉砕機６０を通し、ここで濃縮スラッジを微粉砕
してセメント未水和物が表面に出現したスラッジ微粒子
を分散相とする粉砕スラッジ６７を管路７４により計量
機４０のタンク４０ａに供給する。

次に上記スラッジ４９又は６７の供給量を定めるために
スラッジ４９又は６７に含まれるセメント未水和率の測
定方法について第５図に基づいて説明する。

先ず、符号１００で示すように容器３０ａに入れたスラ
ッジ４９又は６７を試験管に所定容積Ａ１例えば２２ｍ
、Ｑ採取する。この試験管は所定の容積及び形状のもの
を用いる。符号１１０で示すようにこの試験管内のスラ
ッジの重量Ｗ（ｇ）を量る。

このためにそれぞれの試験管の重量を予め測定しておく
。符号１２０に示すようにこの試験管のスラッジを所定
の遠心力、例えば３０００　Ｇで所定時間、例えば５分
間遠心分離して含水スラッジ固形分と水分とに分離する
。この分離により試験管内に水相と固体相が形成される
。符号１３０に示すようにこの試験管内の遠心分離後の
スラッジを光学分析してこの試験管中の固体相の含水ス
ラッジ固形分容積Ｂ　（ｃｍ”）を計測する。符号１４
０に示すように次式（１）によりこの含水スラッジ固形
分の比重ρを算出する。

最後に、符号１５０に示すように予めこの比重と未水和
率との関係を求めておいた表、例えば第１表に基づいて
この比重の値に応じてスラッジ４９又は６７の未水和率
を求める。

（以下、本頁余白） 第　　１ 表 第１表は、水和履歴の判明しているスラッジの比重を繰
返し計測し、その平均値より材令２時間を未水和率１０
０％とし、材令２８日を未水和率０％とし、これらの数
値を比例配分してその間の未水和率を定めた表の一例で
ある。

第６図は未水和率測定器３０の構成図である。

測定器３０のハウジング７５内には試験管７６を固定す
る基台７７が設けられる。試験管７６、内には予め２２
ｍ＋Ｊｌのセメントスラッジが遠心力により含水スラッ
ジ固形分７６ａと水分７６ｂとに分離されている。基台
７７の両側壁７８及び７９にはねじ軸８０が回転可能に
架設され、この軸８０に平行に案内ロッド８１が固着さ
れる。軸８０には光センサ８２が螺合し、ロッド８１に
はスライダ８３が摺動可能に設けられる。

光センサ８２は試験管７６の側面に赤外線を発する発光
器８２ａとこの側面から反射した光を受ける受光器８２
ｂを有する。軸８０の下端には被動ギヤ８４が固着され
、このギヤ８４に噛合する駆動ギヤ８５はステッピング
モータ８６の軸８７に固着される。モータ８６はベース
８８に固定される。光センサ８２はモータ８６が回転す
るとロッド８１に案内されて試験管７６の下端から上端
にかけて移動するように構成される。ハウジング７５の
上部には試験管７６を出し入れする蓋８９が枢着される
。

光センサ８２の検出出力及び入力部９０の出力はマイク
ロコンピュータ９１の入力インタフェース９２を介して
ＣＰＵ９３に接続される。ＣＰＵ９３にはメモリ９４が
接続され、メモリ９４にはスラッジの所定容積Ａ（例え
ば２２ｍ１　）と光センサ８２の移動量に応じた含水ス
ラッジ固形分の容積Ｂ　（ｃｍ”）と前述した比重を求
める式（１）が記憶されている。ＣＰＵ９３の出力は出
力インタフェース９５を介してステッピングモータ８６
と液晶表示パネル９６とプリンタ９７に接続される。

入力部９０から試験管７６に入れたスラッジの重量Ｗ　
（ｇ）を人力した後、モータ８６を起動すると光センサ
８２が試験管７６の下端を基点としてその上端に向って
移動する。光センサ８２の走査によって検出される固体
相と水相との赤外線反射率の差から固体相、即ち含水ス
ラッジ固形分の長さＬ　（ｍｍ）がマイクロコンピュー
タ９１に入力される。コンピュータ９１はこの長さＬ　
（ｍｍ）から含水スラッジ固形分７６ａの容積Ｂ　（ｃ
ｍ”）をメモリ９４から読出し、この容積Ｂと最初に入
力したスラッジの重量Ｗと前記式（１）に基づいて含水
スラッジ固形分７６ａの比重ρを算出する。これらの数
値は液晶表示パネル９６に表示され、同時にプリンタ９
７により記録紙に印字される。

この比重の値に基づいて例えば前記第１表を参照するこ
とにより試験管７６に入れたスラッジ、換言すればサン
プリングしたスラッジ４９又は７６の未水和率を推定す
ることができる。

なお、コンピュータ９１のメモリ９４に第１表を記憶さ
せ、自動的に未水和率を液晶表示パネル９６に表示し、
かつプリンタ９７により印字するようにしてもよい。反
対に、コンピュータ９１には含水スラッジ固形分７６ａ
の容積Ｂ又はスラッジに対する含水スラッジ固形分７６
ａの容積比すのみを演算させて、この値を前記式（１）
又は次式（２）に代入して、手計算で求めてもよい。

上記未水和率測定器３０の測定結果に基づいてスラッジ
４９又は６７の新規なセメントへの混ぜ合わせ量を定め
る。この量を第３図に示したタンク４０ａに供給するよ
うに切換弁６１又は７２を切換える。この切換えは計量
機４０の計量値により制御される。計量後タンク４０ａ
の排出弁４０ｂを開くと、自重によりスラッジ４９又は
６７がプラントミキサーに供給され、ここでスラッジ４
９又は６７は新規な生コンクリートと混ぜ合わされる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明はセメント粒子が水和によっ
て比重が小さくなる事実を利用して、水和履歴が不明な
生コンクリート等の洗い残渣であっても、この洗い残渣
に未水和率を容易に知ることができ、これによりこの洗
い残渣から得た濃縮スラッジが新規な生コンクリート等
に混合したときにセメントとして寄与する割合及び骨材
として寄与する割合をそれぞれ的確に把握することがで
きる。

その結果、新規な生コンクリート等を調製するときに濃
縮スラッジの未水和率に基づいて濃縮スラッジを計量し
て供給すれば、精度よく所望のコンクリート等の硬化強
度、乾燥収縮率等が得られ、公害発生源となる生コンク
リート等の洗い残渣を有効に利用することができる。

また、本発明のセメント未水和率の測定は、簡便で短時
間に正確な測定値が得られる利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明生コンクリート等の洗い残渣再利用法を
説明するためのブロック図。 第２図はその再利用装置の概略図。 第３図は本発明実施例の生コンクリート等の洗い残渣再
利用装置の構成図。 第４図はその濃縮機の要部拡大断面図。 第５図はそのセメント未水和率測定方法を説明するため
のブロック図。 第６図はそのセメント未水和率測定装置の構成図。 １０：濃縮機、 １２：濃縮前のセメントスラッジ、 ２０：濃縮スラッジ貯留槽、 ３０：セメント未水和率測定器、 ４０：スラッジ計量機、 ４９：濃縮スラッジ、 ６０：微粉砕機、 ６７：粉砕スラッジ、 ７０：粉砕スラッジ貯留槽、 ７６：試験管、 ７７：基台、 ８２：光センサ、 ８２ａ：発光器、 ８２ｂ：受光器、 ８６：ステッピングモータ（センサ移動手段）、９１：
マイクロコンピュータ（コントローラ）、９４：メモリ
、 ９６：液晶表示パネル（記録表示器）、９７：プリンタ
（記録表示器）。 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）使用済みのセメントスラッジを所定濃度のスラッジ
   に濃縮する工程と、 前記濃縮したスラッジを貯留する工程と、 前記貯留したスラッジをサンプリングしてそのスラッジ
   に含まれるセメントの未水和率を測定する工程と、 新規な生コンクリート又はモルタルを調製するために前
   記未水和率に応じて前記濃縮したスラッジを計量する工
   程と を含む生コンクリート等の洗い残渣再利用法。 ２）スラッジ濃縮工程の次に濃縮したスラッジを微粉砕
   する微粉砕工程が設けられ、セメント未水和率測定が微
   粉砕したスラッジについて行われる請求項１記載の生コ
   ンクリート等の洗い残渣再利用法。 ３）使用済みのセメントスラッジを所定濃度のスラッジ
   に濃縮する濃縮機と、 前記濃縮したスラッジを貯留する濃縮スラッジ貯留槽と
   、 前記貯留槽に貯留したスラッジをサンプリングしてその
   スラッジに含まれるセメントの未水和率を測定する未水
   和率測定器と、 新規な生コンクリート又はモルタルを調製するために前
   記未水和率に応じて前記貯留槽に貯留したスラッジを計
   量するスラッジ計量機と を含む生コンクリート等の洗い残渣再利用装置。 ４）請求項３記載の濃縮スラッジ貯留槽に貯留したスラ
   ッジを微粉砕する微粉砕機と、 前記微粉砕したスラッジを貯留する粉砕スラッジ貯留槽
   と、 前記粉砕スラッジ貯留槽に貯留したスラッジをサンプリ
   ングしてそのスラッジに含まれるセメントの未水和率を
   測定する未水和率測定器と、新規な生コンクリート又は
   モルタルを調製するために前記未水和率に応じて前記粉
   砕スラッジ貯留槽に貯留したスラッジを計量するスラッ
   ジ計量機と を含む生コンクリート等の洗い残渣再利用装置。 ５）所定の試験管にセメントスラッジを所定容積（Ａ）
   だけ採取した後この試験管内の前記スラッジの重量（Ｗ
   ）を秤量し、 前記試験管のスラッジを所定の遠心力で所定時間遠心分
   離して水分と含水スラッジ固形分とに分離し、 前記試験管内の遠心分離後のスラッジを光学分析してこ
   の試験管中の含水スラッジ固形分容積（Ｂ）を計測し、 次式（１）により前記含水スラッジ固形分の比重（ρ）
   を算出してこの比重の値に応じて前記スラッジの未水和
   率を求めるセメント未水和率の測定方法。 Ｗ−（Ａ−Ｂ）／Ｂ＝ρ・・・・・・（１）６）所定容
   積のセメントスラッジを入れて遠心力により水分と含水
   スラッジ固形分とに分離した所定の試験管を固定する基
   台と、 前記試験管の側面に光を発する発光器及び前記側面から
   反射した光を受ける受光器を有する光センサと、 前記光センサを前記基台に固定された試験管の下端から
   上端にかけて移動するセンサ移動手段と、前記試験管の
   下端からの移動量に応じた前記試験管の内部容積を記憶
   するメモリを有し、前記光センサの検出値に基づいて前
   記メモリから前記試験管の内部容積を読出して前記含水
   スラッジ固形分容積を出力するコントローラと、 前記コントローラの出力を印字又は表示する記録表示器
   とを備えたセメント未水和率の測定装置。