JPH05185096A - 建設用廃泥水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設用廃泥水及びコンクリート廃材の有効利
用を図る。 【構成】 掘削作業により排出される廃泥水（Ｐ１）
を、混合脱水槽内に収容し、凝集剤としてコンクリート
粉粒状物（Ｐ２）を混入して、一定の脱水処理を行い
（Ｐ４）、泥漿を得る。そして、コンクリート粉粒状物
（Ｐ２）及び粉粒状スラグ（Ｐ３）を、上記泥漿に混合
し、養生する（Ｐ７，Ｐ８）。コンクリート粉粒状物
は、ＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 成分が主体であり、
物理的な吸水性も有するので、廃泥水の凝集剤及び吸水
材料として作用し、粘土粒子が凝集して団粒化すると共
にポゾラン反応が進行して水硬性を呈するようになり、
良質な再生土を得ることができ、土木材料等に有効利用
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベントナイト等の粘土
分を含む建設用廃泥水及びコンクリート廃材の有効利用
を図るようにした建設用廃泥水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば基礎建設工事における地盤の掘削
作業には、ベントナイト等の粘土分を含む掘削液が使用
され、これに伴い粘土分を含んだ廃泥水が排出される。
一般に、このような建設用廃泥水は、高分子系あるいは
無機系の凝集剤が添加されて脱水処理され、その後、埋
立て処分されていた。

【０００３】一方、建造物の取壊しなどにより排出され
るコンクリート廃材は、破砕されて５０mm以下の粒径の
粉粒状物とされ、このうち、５〜５０mmの比較的大きな
粒子のものは、再生骨材や砕石の代替材料として再生使
用されているが、５mm以下の細かい粒子のものは、やは
り埋立て処分されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では産
業廃棄物の増大に伴う埋立て処分場不足が深刻な問題と
なってきており、埋立て処分場を確保することが難しく
なってきている。そこで、上述のような建設用廃泥水や
コンクリート廃材においても、それらを埋立て廃棄する
のではなく、他の産業用材料として再生するといった有
効利用を図ることが求められてきているのである。

【０００５】しかしながら、上述のような脱水処理され
た建設用廃泥水は、含水比が６０％以上と高く極めて軟
弱なため、建設用材料としての利用は全く不可能であっ
た。また、５mm以下のコンクリート粉粒状物について
は、一部（０．１５〜５mmのもの）を砂の代替材料とし
て利用することが考えられているが、品質が低劣であっ
て使用に耐え得るものとはなっていなかった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、建設用廃泥水及びコンクリート廃
材の有効利用を図ることができる建設用廃泥水の処理方
法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の建設用廃泥水の
処理方法は、建設用廃泥水から一定の脱水を行って得ら
れた泥漿に、コンクリート廃材を破砕して得られたコン
クリート粉粒状物を添加し、混合，養生して再生土を生
成するところに特徴を有する。

【０００８】また、建設用廃泥水から一定の脱水を行っ
て得られた泥漿に、コンクリート廃材を破砕して得られ
たコンクリート粉粒状物に加え、粉粒状のスラグをも添
加し、混合，養生して再生土を生成するようにすればよ
り効果的である。

【０００９】

【作用】コンクリート廃材を破砕して得られるコンクリ
ート粉粒状物には、セメント水和物と砂とがおおよそ１
対３の割合で含まれ、化学組成としては、次の表１に示
すように、ＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 が主体となっ
ている。

【００１０】

【表１】

【００１１】このようなコンクリート粉粒状物は、それ
自体は水硬性を示さないが、セメントが水和して生成し
た３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・３Ｈ2 Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3・６Ｈ2 Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4
・３２Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 などが主成
分として含まれるため、ＰＨ＝１１以上の強アルカリ性
を呈する。また、コンクリート粉粒状物中には多孔性の
粒状物が含まれているため、物理的な吸水性も有してい
る。

【００１２】本発明者は、このようなコンクリート廃材
を破砕して得られるコンクリート粉粒状物の性質に着目
し、例えば５mm以下の粒子の細かいコンクリート粉粒状
物を、ベントナイト等の粘土分を含む建設用廃泥水の凝
集剤及び脱水，吸水材料として有効に利用することがで
きることを知見し、本発明を完成させたのである。

【００１３】即ち、まず、ベントナイト等の粘土分を含
む建設用廃泥水の一定の脱水処理を行う。この脱水処理
においては、建設用廃泥水中の粘土粒子を凝集させて例
えば沈降分離により水分と分離させ、水分を排出するこ
とにより、廃泥水の含水比が低下して塑性状化した泥漿
が得られる。

【００１４】この脱水の際には、凝集剤として、コンク
リート廃材を破砕して得られたコンクリート粉粒状物を
使用したり、それに加えて転炉スラグや電気炉スラグ等
の粉粒状のスラグを使用することも可能である。

【００１５】そして、得られた泥漿に、コンクリート廃
材を破砕して得られたコンクリート粉粒状物を添加して
混合，養生すると、コンクリート粉粒状物によるさらな
る物理的な脱水が行われると共に、コンクリート粉粒状
物中のカルシウムイオン等により、粘土粒子が凝集して
団粒化するようになり、さらに、シリカ，アルミナ成分
等によるポゾラン反応が進行して水硬性を呈するように
なる。

【００１６】これにより、粘土分が固化すると共に強度
が発現して土質の改良が行われ、以て、泥漿から再生土
を生成することができるのである。この再生土は、例え
ば良質土として利用できるほか、盛土材や道路の路床
材，路盤材等の土木材料に有効に利用することができ
る。

【００１７】この場合、本来埋立て処分されるコンクリ
ート粉粒状物の細かい粒子のものを、凝集剤，吸水剤と
して利用するものであるから、極めて安価に済ませるこ
とができる。また、処理の行程も、建設用廃泥水から一
定の脱水を行う行程や、コンクリート廃材を破砕する行
程、混合，養生する行程というように、簡単な行程で済
み、低コストで建設用廃泥水の再利用を図ることができ
る。

【００１８】一方、転炉スラグや電気炉スラグといった
スラグの成分は、ＣａＯ、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （β，γ
タイプ）、１２ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 、２ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、２ＣａＯ・ＭｇＯ・２Ｓｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 等であり、カルシア成分を多量
に含んでいる。

【００１９】従って、建設用廃泥水から一定の脱水を行
って得られた泥漿に、上記コンクリート粉粒状物に加え
て、転炉スラグや電気炉スラグといった粉粒状のスラグ
をも添加するようにすれば、即座に水和反応を起し、泥
漿の脱水，固化が行われると共に、粘土粒子や無機性微
生物の固粒化が図られるものである。この際の水和反応
の一例を次に示す。

【００２０】

【化１】

【００２１】また、長期的にも、粘土分のＳｉＯ2 やＡ
ｌ2 Ｏ3 と、スラグによるＣａ（ＯＨ）2 とがポゾラン
反応を起し、一層安定した再生土を得ることができるも
のである。また、ＣａＳＯ4 を含む材料を添加すると、
３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・３２Ｈ2 Ｏを生
成し、混合物の強度をより一層向上させることができ
る。

【００２２】この場合、スラグを建設用材料等に利用す
る際には、一般には、散水や雨水による長期間のエージ
ングの処理が行われるが、本発明においては、スラグの
エージング処理を行う必要はなく、やはり簡単な処理で
安価に済ませることができるものである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。本実施例に係る建設用廃泥水の処理の手
順は、図１の流れ図に示す通りであり、まず、この処理
手順の概略について述べる。

【００２４】例えばベントナイト等を含む掘削液を使用
した地盤の掘削工事が行われると、ベントナイト等の粘
土分を含む廃泥水が排出される（Ｐ１）。

【００２５】一方、建造物の取壊し工事が行われると、
コンクリート廃材が排出される。このコンクリート廃材
は、まず、クラッシャーにより例えば５０mm以下の大き
さに破砕され、コンクリート以外の異物が分離除去され
た後、例えば網目５mmによる篩分けが行われ、以て、５
mm以下の細かい粒子のコンクリート粉粒状物が得られる
のである（Ｐ２）。尚、５〜５０mmの比較的大きな粒子
のコンクリート破砕物は、例えば再生骨材や砕石の代替
材料として、上層路盤材等に利用される。

【００２６】さらに、転炉や電気炉等からは、転炉スラ
グや電気炉スラグといった粉粒状（例えば３０mm以下）
のスラグが得られる（Ｐ３）。このスラグはエージング
の処理を行う必要はない。

【００２７】さて、上記廃泥水は、混合脱水槽１内に収
容される。この混合脱水槽１は、図２に示すように、槽
体２と排水設備３とから構成されている。このうち、槽
体２は、槽外郭４の内側全体に例えば５mmの金網５を配
し、この金網５と槽外郭４の底面及び内側面との間に例
えば６号砕石６を７〜８cmの厚みに詰めて構成されてい
る。そして、排水設備３は、前記槽体２に連通する排水
管７や排水ポンプ８等から構成されている。

【００２８】このような混合脱水槽１内に収容された廃
泥水に対し、まず、一定の脱水処理を行う（Ｐ４）。こ
の脱水処理においては、廃泥水に凝集剤を添加し、粘土
粒子を凝集させて水分と分離させ、例えば一昼夜収容し
た後、排水ポンプ８により水分を排出する（Ｐ５，Ｐ
６）。これにより、廃泥水の含水比が低下して塑性状化
した泥漿が得られる。

【００２９】この脱水処理の際には、凝集剤として、コ
ンクリート粉粒状物を使用することも可能であり、この
場合、コンクリート粉粒状物は廃泥水重量に対して１０
〜２０wt％混入することが望ましい。また、場合によっ
ては、コンクリート粉粒状物に加えて粉粒状のスラグを
３〜７wt％混入するようにしても良い。

【００３０】次に、上記脱水処理により得られた泥漿に
対し、コンクリート粉粒状物を添加し、混合する混合処
理を行う（Ｐ７）。この混合処理は、そのまま混合脱水
槽１内にて行われ、混合脱水槽１内の泥漿に、コンクリ
ート粉粒状物を泥漿に対して２０〜５０wt％添加し、混
合することにより行われる。この際、凝集性が不足する
場合や水硬性を一層図りたい場合には、再生土の利用目
的に応じて、粉粒状のスラグを５〜２０wt％添加混入す
れば、より良質な再生土を得ることができるようにな
る。

【００３１】この混合処理の後、例えば１か月程度の養
生の行程を行うことにより（Ｐ８）、再生土が生成され
るものである（Ｐ９）。

【００３２】ここで、コンクリート廃材を破砕して得ら
れたコンクリート粉粒状物（Ｐ２）には、セメント水和
物と砂とがおおよそ１対３の割合で含まれ、化学組成と
しては、ＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 が主体となって
いる。このようなコンクリート粉粒状物は、それ自体は
水硬性を示さないが、セメントが水和して生成した３Ｃ
ａＯ・２ＳｉＯ2 ・３Ｈ2 Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・
６Ｈ2 Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・３２
Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 などが主成分とし
て含まれるため、ＰＨ＝１１以上の強アルカリ性を呈す
る。また、多孔性の粒状物が含まれているため、物理的
な吸水性も有している。

【００３３】従って、コンクリート粉粒状物を、ベント
ナイト等の粘土分を含む建設用廃泥水の凝集剤及び脱
水，吸水材料として利用することができるのである。即
ち、廃泥水にコンクリート粉粒状物を添加することによ
り、廃泥水中の粘土粒子を凝集させて水分と分離させ、
こののち水分を排出することにより、廃泥水の含水比が
低下して塑性状化した泥漿が得られる（Ｐ４，Ｐ５，Ｐ
６）。

【００３４】そして、得られた泥漿に、コンクリート粉
粒状物を添加して混合，養生すると（Ｐ７，Ｐ８）、コ
ンクリート粉粒状物によるさらなる物理的な脱水が行わ
れると共に、コンクリート粉粒状物中のカルシウムイオ
ン等により、粘土粒子が凝集して団粒化するようにな
り、さらに、シリカ，アルミナ成分等によるポゾラン反
応が進行して水硬性を呈するようになる。

【００３５】これにより、粘土分が固化すると共に強度
が発現して土質の改良が行われ、以て、泥漿から再生土
を生成することができるのである（Ｐ９）。この再生土
は、例えば良質土として利用できるほか、盛土材や道路
の路床材，路盤材等の土木材料に有効に利用することが
できる。

【００３６】また、転炉スラグや電気炉スラグといった
スラグの成分は、ＣａＯ、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （β，γ
タイプ）、１２ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 、２ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、２ＣａＯ・ＭｇＯ・２Ｓｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 等であり、カルシア成分を多量
に含んでいる。従って、泥漿に、上記コンクリート粉粒
状物に加えて、転炉スラグや電気炉スラグといった粉粒
状のスラグをも添加するようにすれば、即座に水和反応
を起し、泥漿の脱水，固化が行われると共に、粘土粒子
や無機性微生物の固粒化が図られるものである。

【００３７】さらに、長期的にも、粘土分のＳｉＯ2 や
Ａｌ2 Ｏ3 と、スラグによるＣａ（ＯＨ）2 とがポゾラ
ン反応を起し、一層安定した再生土を得ることができる
ものである。また、ＣａＳＯ4 を含む材料を添加する
と、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・３２Ｈ2 Ｏ
を生成し、混合物の強度をより一層向上させることがで
きる。

【００３８】次に、再生土の生成のいくつかの具体例に
ついて述べる。まず、２立方メートルのベントナイトを
含む廃泥水（含水比４００％）に、凝集剤としてコンク
リート粉粒状物を３００Ｋｇ及びエージングしない粉粒
状転炉スラグを６０Ｋｇ添加して１２時間放置後、脱水
を行った。その結果、含水比が１５０〜１３０％に低下
し、体積が約２／３（６７％）となった泥漿が得られ
た。この後、利用目的の相違により、次の処理を行っ
た。

【００３９】（１）埋立用土 ０．７立方メートルの泥漿に、コンクリート粉粒状物を
３５０Ｋｇ添加し、混合して１か月の養生を行った。こ
れにより、ＣＢＲ値が１〜２％の埋立用土を生成するこ
とができた。

【００４０】（２）埋戻し材または路床材 ０．３５立方メートルの泥漿に、コンクリート粉粒状物
を１７５Ｋｇ及び粉粒状スラグを８０Ｋｇ添加し、混合
して１か月の養生を行った。これにより、ＣＢＲ値が８
〜１０％の土に変化し、埋戻し材または路床材としての
使用が可能となった。

【００４１】（３）路盤材 ０．３５立方メートルの泥漿に、コンクリート粉粒状物
を１５０Ｋｇ及び粉粒状スラグを１００Ｋｇ添加し、混
合して１か月の養生を行った。これにより、ＣＢＲ値が
５０〜７０％の土に変化し、下層路盤材として利用可能
となった。

【００４２】このように本実施例によれば、建設用廃泥
水から一定の脱水を行って得られた泥漿に、コンクリー
ト廃材を破砕して得られたコンクリート粉粒状物及び粉
粒状のスラグを添加し、混合，養生することにより土木
材料等に利用が可能な再生土を生成することができた。
従って、従来では再利用が不可能で埋立て処分されてい
た建設用廃泥水や、やはり再利用に適していなかった５
mm以下のコンクリート粉粒状物を、資源として有効に利
用することができるものである。

【００４３】しかも、本来埋立て処分されるコンクリー
ト粉粒状物の細かい粒子のものを、凝集剤，吸水剤とし
て利用するものであるから、極めて安価に済ませること
ができ、また、処理の行程も、建設用廃泥水から一定の
脱水を行う行程や、コンクリート廃材を破砕する行程、
混合，養生する行程というように、簡単な行程で済み、
低コストで建設用廃泥水の再利用を図ることができるも
のである。

【００４４】また、コンクリート粉粒状物のみでは凝集
性が不足する場合や、水硬性を一層図りたい場合には、
コンクリート粉粒状物に加えて粉粒状のスラグを適量添
加することにより、より良質な再生土を得ることができ
るようになる。

【００４５】この場合、スラグを建設用材料等に利用す
る際には、一般には、散水や雨水による長期間のエージ
ングの処理が行われるが、本実施例にあっては、スラグ
のエージング処理を行う必要はなく、やはり簡単な処理
で安価に済ませることができるものである。

【００４６】この結果、従来なされていなかった建設用
廃泥水やコンクリート廃材の有効利用を図ることがで
き、近年の埋立て処分場不足の問題の解決に大いに寄与
することができるものである。

【００４７】尚、本発明は上記した各実施例に限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
て実施することができるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の建設用廃泥水の処理方法によれば、建設用廃泥水から
一定の脱水を行って得られた泥漿に、コンクリート廃材
を破砕して得られたコンクリート粉粒状物を添加し、混
合，養生して再生土を生成するようにしたので、建設用
廃泥水及びコンクリート廃材を低コストで有効に利用す
ることができるという優れた実用的効果を奏するもので
ある。

【００４９】また、泥漿に、コンクリート粉粒状物の他
に粉粒状のスラグをも添加するようにすれば、上記効果
に加えて、より一層良質な再生土を生成することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、建設用廃泥水
及びコンクリート廃材の処理手順を示す図

【図２】混合脱水槽を概略的に示す縦断面図

【符号の説明】

１は混合脱水槽、２は槽体、３は排水設備を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設用廃泥水から一定の脱水を行って得
   られた泥漿に、コンクリート廃材を破砕して得られたコ
   ンクリート粉粒状物を添加し、混合，養生して再生土を
   生成することを特徴とする建設用廃泥水の処理方法。
2. 【請求項２】 建設用廃泥水から一定の脱水を行って得
   られた泥漿に、コンクリート廃材を破砕して得られたコ
   ンクリート粉粒状物及び粉粒状のスラグを添加し、混
   合，養生して再生土を生成することを特徴とする建設用
   廃泥水の処理方法。