JPH07237949A - 砕石スラッジの改質による骨材化方法 - Google Patents

砕石スラッジの改質による骨材化方法

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JPH07237949A
JPH07237949A JP5297994A JP5297994A JPH07237949A JP H07237949 A JPH07237949 A JP H07237949A JP 5297994 A JP5297994 A JP 5297994A JP 5297994 A JP5297994 A JP 5297994A JP H07237949 A JPH07237949 A JP H07237949A
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JP
Japan
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crushed stone
aggregate
sludge
granulation
cement
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JP5297994A
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Tadao Nakahara
忠男 中原
Kazumi Kato
和巳 加藤
Mitsuaki Arai
充明 新井
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YUUKOU KOGYO KK
Taiheiyo Cement Corp
Chichibu Engineering KK
Original Assignee
YUUKOU KOGYO KK
Chichibu Onoda Cement Corp
Chichibu Engineering KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 砕石スラッジを改質して骨材化に際し、有効
利用できるようにする。 【構成】 砕石生産時における含水分15〜35%のス
ラッジに対して、重量比で13〜30%のセメント又は
セメント系固化材と砕石集塵粉とを予め混合して、これ
らを2段階の混練機を介して混練し、更にそのローラ表
面の金型に所定形状の凹みを有する一対のローラ間に強
制的に押し込んで造粒するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は山砕石等からコンクリー
ト骨材を生産する場合に発生する砕石スラッジの改質に
よる骨材化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】山砕石等からコンクリート用骨材を生産
する場合には、一般に砕石等を水にて洗浄して泥分や微
粉を除去して使用する。特に細骨材(砕砂)は、水洗し
て微粒子を極力分級して使用している。こうした洗浄水
に含まれるスラッジは、沈澱させ脱水後に処分するか、
フィルタープレス等により機械的強制脱水してケーキ状
にして処分されている。
【0003】この種のスラッジは、一般に採石量の8〜
15%にも達する。そこで処分としては安定した表土と
混入させたり、あるいは表土と互層に埋立廃棄処理した
りしている。しかし、砕砂生産工場等においては大量に
スラッジが発生し、環境対策を含めて安定的な有効利用
が強く求められている。なお、従来技術としては、例え
ば特開平2−137750号に示されるように、砕石,
砕砂へ一部分混入して使用するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、含水分の多いスラッジにセメント粉末をどのように
して入れるか、あるいは100kgf/cm2 以上の高
圧にて加圧成型時にどのようにして水分による影響を除
去するのか等の未解決部分を残している。本発明は上記
事情に鑑みてなされたものであり、環境対策を含めて安
定的な有効利用の可能な砕石スラッジの改質による骨材
化方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の[請求項1]に
係る砕石スラッジの改質による骨材化方法は、砕石生産
時における含水分15〜35%のスラッジに対して、重
量比で13〜30%のセメント又はセメント系固化材と
砕石集塵粉とを予め混合して、これらをロッド式混練機
にて混練し、更にローラ表面に凹を有する一対のローラ
間に強制的に押し込み造粒し、その後養生するようにし
た。
【0006】本発明の[請求項2]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、[請求項1]において、造
粒時のスラッジとセメント材の混練した含水分を10〜
18%の範囲とした。
【0007】本発明の[請求項3]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、[請求項1]において、セ
メント等の粉体には、重量比で5%以下の繊維物を予め
混入しておくようにした。
【0008】本発明の[請求項4]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、[請求項1]において、造
粒品は成型造粒後に篩により造粒不良品及び小片を除去
し、除去材は造粒工程へ戻して再造粒するようにした。
【0009】本発明の[請求項5]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、[請求項1]において、造
粒,養生後の改質による骨材ペレットを破砕機により破
砕し、篩により粒度調整して、コンクリート用砕石の粒
度規格に合せた粒度分布とした。
【0010】本発明の[請求項6]及び[請求項7]に
係る砕石スラッジの改質による骨材化方法は、造粒時に
おける一対のローラの圧力設定に関するもので、改質す
るスラッジの含水分及び成型するサイズにより、予め定
めた圧力になるように強制的に押し込む量を調整するも
ので、造粒する圧力は接線方向の単位で150kgf/
cm〜1000kgf/cmの範囲で造粒するようにし
た。
【0011】
【作用】本発明の[請求項1],[請求項2],[請求
項3]に係る砕石スラッジの改質による骨材化方法は、
低強度コンクリート骨材として適当な程度に改質でき
た。
【0012】本発明の[請求項4]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、[請求項1]において、不
良品を再造粒できた。
【0013】本発明の[請求項5]に係る砕石スラッジ
の改質による骨材化方法は、造粒品を破砕調整し、単独
又は混合して砕石骨材として規格に合せた粒度分布とし
た。
【0014】本発明の[請求項6],[請求項7]に係
る砕石スラッジの改質による骨材化方法は、一対のロー
ラ間に強制的に押し込めるに際し、造粒圧力を接線方向
の単位で150kgf/cm〜1000kgf/cmと
した結果、品質の安定したものが得られた。
【0015】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明するが、基
本的な考え方としては、高含水の砕石スラッジにセメン
ト等を均一的に混入してスラッジを改質加圧造粒して骨
材化し、有効利用を図るものである。本発明の[請求項
1]に係る砕石スラッジの改質による骨材化方法の実施
例を説明する。図1は[請求項1]に係る実施例図であ
り、スラッジの含水分を15〜35%として使用するも
のである。先ず、スラッジの脱水を行なうが、一般的に
は中圧(ポンプ押込圧力10kgf/cm2 〜30kg
f/cm2 )押込みのフィルタープレス機を使用して低
含水分とする。
【0016】図1において投入工程(A)によりスラッ
ジケーキはホッパ1へ投入され、解砕後ベルトコンベア
2にて混練工程(C)−1のローラ転圧型混練機12に
移送される。この場合ベルトコンベア2の途中にある計
重機4にて移送量が計量され、その信号によって混合工
程(B)の固化材及び砕石集塵粉の量を決定して混合機
5にて混合される。そして、これがローラ転圧型混練機
12に移送されて混練される。なお、微小の水分調整は
セメント粉と共に砕石製造時に発生する集塵粉の添加に
よって行なわれる。
【0017】この場合、集塵粉(乾式,砕砂併用時は分
級した微粉)とセメント等の粉末を一定比率で予め混合
して使用し、少量添加するセメント粉の増量化を図り、
均一な分散性を高めるものとする。この場合、セメント
又はセメント系固化材は重量比で30%以下、好ましく
は13〜20%とする。次いで混練後の材料は造粒工程
(D)のブリケッター10によって造粒する。前記した
通りロール式造粒機としてブリケッターを用いるが、こ
れは豆炭や焼却灰,金属屑粉等を固める機械で、粉体の
含水分が低いもの(5%以下)を高圧力(5t/cm2
程度)で圧縮するのが適している。即ち、造粒時のスラ
ッジとセメント材の混練した含水分が10〜18%の範
囲で造粒できた。これが[請求項2]である。
【0018】ロッド式混練機3で混練後は押込みスクリ
ュー7にて強制的にブリケッター10に押し込み造粒す
る。又、造粒後は振動篩機8にて粒度調整し、不良品は
不良品戻しコンベアにて再度ブリケッターへ戻す。これ
が[請求項4]である。その他の良い製品はコンベアに
て養生工程(E)に入る。したがって作用としては、原
材料をバッチ計量しローラ転圧型混練機12で混合後、
ロッド式混練機3で混練を行ない強制圧力式ブリケッタ
ー10により加圧造粒する。造粒径はブリケッターの金
型形状により決まり、金型を変えることにより選択可能
となる。造粒後の養生としては1昼夜(約24時間)低
圧蒸気又は温水中に浸して養生し、その後は7日間自然
養生させる(但し、寒冷時期は3日間屋内養生させ
る)。
【0019】そこで造粒物中へ短い繊維物を混入し、内
部付着力を増大させると共に、造粒物の強度アップを図
ることにより、成型物の割れは解消する。なお、短繊維
材の混入方法は、セメント等の粉体には重量比で5%以
下の繊維物を予め混合しておいてスラッジと混練するも
のとする。これが[請求項3]である。又、成型造粒物
の割れ又は端材片は、製品の強度に悪影響を及ぼすもの
であり除去する必要がある。造粒直後の養生コンベア出
口に振動篩機を設置し、微振動の網により小片は取り除
き、造粒機入口へ戻し再造粒化させることにより、不良
材の発生を抑える方式とする。
【0020】本実施例のコンクリート骨材用ペレット骨
材生産においても、前記と同様に造粒物の内部付着力を
増大させるために短繊維(スチールファイバーやFRP
等の化学系繊維物)を1.0%以下混入させる。但し、
造粒系が40mm以上のものは、造粒物の重量により剥
離性がよく、繊維物の混入は無くても良い。又、ブリケ
ッター機による造粒は、造粒直後のローラより落下する
高さにより、衝撃による割れが発生するロールよりの落
下距離は極力小さく設定する。又、成型直後の製品はベ
ルトコンベア上にて搬送しながら10分〜20分養生さ
せてから次の工程へ送るようにする。
【0021】本実施例のように骨材化を行なう場合は、
混合機としてローラ転圧型混練機にてバッチ的にスラッ
ジとセメント材と集塵粉の設定量を混合し、更にロッド
型混練機により均一的にスラッジケーキに混練させる2
段混合式としている。しかも造粒段階にてローラの接線
圧力=1000kgf/cm程の圧力を加えながら連続
的に造粒し、造粒後は蒸気又は水中にて一定時間の養生
を行ない、セメントの強度発現を十分に行なうようにし
ている。
【0022】又、造粒品は養生完了後に破砕機により砕
き、その後篩により粒度調整し、他のものと混合又は単
独で規格に合った粒度分布として用いるようにしてい
る。これが[請求項5]である。
【0023】又、既に説明したように一対のローラは油
圧シリンダにて保持し、ローラ間に強制的に押し込み造
粒する圧力が一定範囲になるように押し込み量を制御す
る装置を有するようにしてもよい。これが[請求項6]
である。更に、一対のローラ間に押し込み造粒する圧力
は、接線方向の単位で150kgf/cm〜1000k
gf/cmとすれば、最も良い条件で造粒することが可
能であるこがわかった。これが[請求項7]である。
【0024】上記各実施例にみられるように、スラッジ
の改質には少量のセメントを均一的に混合混練すること
が安定した品質を確保するために必要であり、フィルタ
ーケーキの如く粉体との混合性の悪いものには、鋼製の
ロッドを円筒内に充填し回転させるロッドによる混練機
を使用する。こうすることにより、セメント材は使用量
が少なくてもスラッジケーキに均一的に混練され改質効
果があがる。砕石洗浄による発生スラッジは採石山の開
発当初を除き、有機性の不純物は少量(10%以下)で
大部分は砕石粉末であり、スラッジの改質は発生状態の
ままで使えばよく(加熱又は焼成,殺菌等は行なわな
い)、低コストな製造方法である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
含水の砕石スラッジにセメント等を所定量添加して均一
に混入すると共に、混練して改質し、これを加圧造粒し
て骨材化することにより低強度部のコンクリート材とし
て利用ができ有効利用の拡大となって、無駄なく資源の
回収が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の[請求項1]〜[請求項7]に係る砕
石スラッジの改質による骨材化方法を示す実施例図。
【符号の説明】
A 投入工程 B 混合工程 C,C−1 混練工程 D 造粒工程 E 養生工程 1 ホッパ 2 ベルトコンベア 3 ロッド式混練機 4 計重機 5 混合機 6 計量機付ホッパ 7 押込みスクリュー 8 振動篩機 10 ブリケッター 11 油圧ユニット 12 ローラ転圧型混練機 13 定量フィーダ
フロントページの続き (72)発明者 加藤 和巳 埼玉県熊谷市月見町2−1−1 秩父セメ ント株式会社中央研究所内 (72)発明者 新井 充明 埼玉県大里郡川本町大字田中328番地 有 恒鉱業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砕石生産時における含水分15〜35%
    のスラッジに対して、重量比で13〜30%のセメント
    又はセメント系固化材と砕石集塵粉とを予め混合して、
    これらを2段階の混練機を介して混練し、更にそのロー
    ラ表面の金型に所定形状の凹みを有する一対のローラ間
    に強制的に押し込んで造粒し、その後養生するようにし
    たことを特徴とする砕石スラッジの改質による骨材化方
    法。
  2. 【請求項2】 造粒時におけるスラッジとセメント材の
    混練した含水分は、10〜18%の範囲であることを特
    徴とする請求項1記載の砕石スラッジの改質による骨材
    化方法。
  3. 【請求項3】 セメント等の粉体には、重量比で5%以
    下の繊維物を予め混入しておくことを特徴とする請求項
    1記載の砕石スラッジの改質による骨材化方法。
  4. 【請求項4】 造粒品は成型造粒後に篩により、造粒不
    良品及び小片を除去し、除去材は造粒工程へ戻して再造
    粒することを特徴とする請求項1記載の砕石スラッジの
    改質による骨材化方法。
  5. 【請求項5】 造粒品は養生完了後に破砕機により砕
    き、その後篩により粒度調整を行ない、造粒品と混合又
    は単独で、砕石骨材としての規格に合致した粒度分布と
    して用いることを特徴とする請求項1記載の砕石スラッ
    ジの改質による骨材化方法。
  6. 【請求項6】 一対のローラは、油圧シリンダにて保持
    し、ローラ間に強制的に押し込み造粒する圧力が一定範
    囲になるように押し込み量を制御する装置を有すること
    を特徴とする請求項1記載の砕石スラッジの改質による
    骨材化方法。
  7. 【請求項7】 一対のローラ間に押し込み造粒する圧力
    は接線方向の単位で150kgf/cm〜1000kg
    f/cmの範囲で造粒することを特徴とする請求項5記
    載の砕石スラッジの改質による骨材化方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001278647A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Takenaka Komuten Co Ltd 土木建築材素材およびその製造方法
KR100451053B1 (ko) * 2002-02-18 2004-10-02 황익현 석분을 이용한 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장방법
JP2009190949A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Hitachi Ltd 浄水場脱水ケーキと砕石微粉末を用いた土木用造粒物及びその製法
JP2010180064A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 岩ズリとゴミ溶融スラグの混合による人工石

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