WO2005097698A1 - コンクリート用材料の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a concrete material using raw concrete sludge as a raw material, and an apparatus for producing the same.
  • a ready-mixed concrete production device a transport device, or the like
  • the remaining ready-mixed concrete waste material is washed by adding washing water to these devices.
  • the drainage is received by chute 2 and supplied to trommel 1 to separate coarse aggregate and send sludge containing fine aggregate to pit 3.
  • Coarse aggregate is collected in the gravel yard 4 by the conveyor 5.
  • the sludge sent to the pit is supplied to a sand classifier 9 by a concrete pump 6 to separate fine aggregate and to send a sludge water containing cement hydrate to a stirring tank 12.
  • Fine aggregate will be collected in the sand yard 8.
  • the sludge water containing the cement hydrate is temporarily stored while stirring in a stirring tank 12 equipped with a stirrer to prevent caking, and the amount to be treated in the next step is led to a stationary sedimentation tank 29 where The sedimented sludge water is pumped by a high-pressure pump 30 to a filter press 31 and dewatered to collect supernatant water and form cake, and the obtained cake is stored in a cake storage area 32.
  • the coarse aggregate and fine aggregate recovered by the above method are reused for the production of ready-mixed concrete, and the supernatant water of sludge is reused as mixing water for ready-mixed concrete and washing water for equipment.
  • most of the sludge cake is naturally dried and solidified before being landfilled as industrial waste.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2881401
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 2967809
  • a main object of the present invention is to produce a concrete material using raw concrete sludge as a raw material.
  • the present invention relates to the following method and apparatus for producing a concrete material.
  • a pulverization process in which the above slurry is wet pulverized under the condition of a water content of 60% by weight or more to obtain a product containing fine particles having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • a method for producing a material for concrete comprising at least:
  • a water content adjusting step of adjusting the water content of the slurry by extracting a part of the slurry and dehydrating the slurry and returning the residue after the dehydration to the slurry
  • Item 13 The production method according to any one of Items 1 to 3, further comprising:
  • Fine aggregate fine particle separation process for separating fine aggregate fine particles from the slurry obtained in the fine aggregate separation process
  • fine aggregate separation means for separating fine aggregate from the slurry obtained by performing the coarse aggregate separation process
  • the water content adjusting means includes a pulverizing means for wet-pulverizing the slurry whose water content has been adjusted.
  • raw concrete sludge is wet-pulverized by a predetermined method, so that a material useful for concrete can be obtained.
  • the material obtained by the present invention effectively suppresses the bleeding of the slurry containing cement, it can be suitably used as a cement filler such as a grout material.
  • the production method and the production apparatus of the present invention can effectively reuse ready-mixed concrete sludge which has been conventionally discarded, thus contributing to effective utilization of resources, environmental conservation, and the like. it can.
  • FIG. 1 is a view showing an outline of a ready-mixed concrete processing apparatus according to a conventional technique.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 A diagram showing an outline of a manufacturing apparatus of the present invention. Explanation of reference numerals
  • the method for producing a concrete material of the present invention is a method for producing a concrete material from a slurry containing ready-mixed concrete sludge,
  • a pulverization process in which the above slurry is wet pulverized under the condition of a water content of 60% by weight or more to obtain a product containing fine particles having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • a slurry containing ready-mixed concrete sludge obtained by subjecting waste ready-mixed concrete to separation treatment of coarse aggregate and fine aggregate can be used.
  • the coarse aggregate and fine aggregate collected here can be reused.
  • examples of the waste material include ready-mixed concrete production equipment, transportation equipment, and containers contained therein (for example, in an agitator of an agitator car, in a ready-mixed concrete mixer device, or in a ready-mixed concrete container of a kneader).
  • Sludge drainage generated when water is washed with water can be used as it is.
  • sludge drainage power and cake-like material from which water has been removed can be used as a slurry material.
  • the solid content of the slurry is not particularly limited, and any slurry can be used.
  • the separation treatment of the coarse aggregate and the fine aggregate can be performed by separating and collecting the coarse aggregate and the fine aggregate according to a known method. For example, it can be carried out by appropriately combining known devices such as trommel and sand classifier. As a particularly preferred separation method, a method described in “Aggregate separation step” described later can be mentioned.
  • a part of the slurry can be reused as a raw concrete raw material.
  • the water content can be appropriately adjusted as needed.
  • the slurry thus obtained is finally supplied to the pulverizing step under the condition of a water content of 60% by weight or more, preferably 60 to 95% by weight.
  • Adjustment of the water content can be carried out using a known apparatus such as a stationary settling tank, a centrifugal dehydrator, or a wet cyclone.
  • a method described in the “water content adjusting step” described later is exemplified.
  • the fine aggregate separation step of separating fine aggregate from the slurry obtained in the coarse aggregate separation step it is desirable to carry out the following aggregate separation step. That is, it is obtained in the coarse aggregate separation step of separating coarse aggregate from the raw concrete waste, the fine aggregate separation step of separating fine aggregate from the slurry obtained in the coarse aggregate separation step, and the fine aggregate separation step.
  • a slurry containing ready-mixed concrete sludge can be suitably obtained.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment.
  • coarse aggregate is separated from the ready-mixed concrete waste.
  • the coarse aggregate is separated using trommel.
  • the separated coarse aggregate is collected on a gravel yard by a conveyor, and the remaining slurry is sent to the fine aggregate separation process.
  • fine aggregate separation step the slurry aggregate obtained in the coarse aggregate separation step is separated.
  • Fine aggregate is separated using a sand classifier.
  • the separated fine aggregate is collected in a sand yard, and the remaining slurry is sent to the fine aggregate fine particle separation process.
  • fine aggregate fine particle separation step fine aggregate fine particles are separated from the slurry force obtained in the fine aggregate separation step.
  • the fine aggregate fraction refers to particles derived from sand that cannot be separated in the fine aggregate separation step, and has a particle diameter of about 0.05 to 2 mm, and components such as quartz, feldspar, and calcium carbonate.
  • Including. Separation of fine aggregate fines Is performed using a wet cyclone. The separated fine aggregate is collected on a sand yard by a conveyor, and the remaining slurry is used for the production of concrete materials. The slurry that has undergone the above-described aggregate separation step is sent to and stored in the stirred bed.
  • a water content adjusting step of adjusting the water content of the slurry by extracting a part of the slurry, dewatering the slurry, and returning the dewatered residue to the slurry is preferable.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment.
  • the slurry temporarily stored while stirring to prevent caking in the stirring layer is sent to the water content adjustment layer.
  • the extracted slurry is dewatered, and the residue after dehydration (dehydrated cake) is returned to the moisture content adjusting layer.
  • Separated water generated by dehydration is discharged out of the system as recovered water and reused for other purposes such as mixing water for ready-mixed concrete.
  • the slurry in the water content adjustment layer is adjusted to the target water content by adjusting the dehydration treatment based on the value of the water content measured above.
  • a centrifugal dehydrator is used for the dehydration process, and the simple control such as ⁇ operating when the water content is higher than the target and stopping when the water content is lower than the target '' is carried out to control the water content. Adjustments are possible.
  • the slurry that has gone through the water content adjustment step is sent to the pulverization step.
  • the slurry is wet-pulverized under a condition of a water content of 60% by weight or more to obtain a product containing fine particles having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • the water content of the slurry is adjusted to 60% by weight or more (preferably 60 to 95% by weight) in wet grinding. If the water content is less than 60% by weight, the problem of poor grinding efficiency occurs.
  • the slurry when the above-mentioned slurry has a water content of 60% by weight or more at the initial force, the slurry can be wet-pulverized without particularly adjusting the water content.
  • the water content of the slurry when the water content of the slurry is less than 60% by weight, it can be adjusted by adding water. Further, in the present invention, an appropriate water content is adjusted by partially removing water in the slurry. You can also. In this case, dehydration can be performed by standing or using a known device such as a wet cyclone or a centrifugal dehydrator.
  • wet pulverization can be performed according to a known method.
  • wet pulverization can be performed by using a known pulverizer such as a tower mill, an atariter, a vibration mill, a medium stirring mill, and a ball mill.
  • the wet pulverization may be performed until the solid content becomes fine particles having an average particle diameter of 10 m or less (preferably 1 m or more and less than 10 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less).
  • the pulverization conditions can be appropriately determined within the range of known conditions so that the particle size is as described above.
  • the manufacturing apparatus of the present invention is suitable for performing the manufacturing method of the present invention. An example will be described below.
  • the production apparatus of the present invention is an apparatus for producing a raw concrete sludge force concrete material
  • fine aggregate separation means for separating fine aggregate from the slurry obtained by performing the coarse aggregate separation process
  • the slurry force obtained by the fine aggregate separating means is further provided with fine aggregate fine particle separating means for separating fine aggregate fine particles.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of the device according to the invention is shown in FIG.
  • This apparatus has a coarse aggregate separating means, a fine aggregate separating means, a fine aggregate fine particle separating means, a water content adjusting means and a crushing means. They are connected in order via a transmitter or transport piping.
  • the coarse aggregate separating means receives chute 2 for receiving raw concrete waste mixed with washing water and supplying it to trommel 1, trommel 1 for separating coarse aggregate, and slurry from which coarse aggregate is separated. It consists of a pit 3 and a belt conveyor 5 for transporting the separated coarse aggregate to a gravel yard 4. The pit is connected to fine aggregate separating means by a piping (not shown) via a slurry pump 6. .
  • the fine aggregate separating means includes a hopper 7 for storing slurry to be separated, a screw conveyor 9 for inclining upward from the bottom of the hopper and discharging sand settled on the bottom of the hopper to a sand yard 8, and a hopper. It is composed of a sand classifier consisting of a slurry pump 10 that discharges the supernatant inside, and is connected to fine aggregate fine particle separation means by piping via the slurry pump 10.
  • the fine aggregate fine particle separating means is constituted by a wet cyclone 11, and the wet cyclone outlet is provided with a chute (not shown) to return the separated fine aggregate to the sand classifier.
  • the wet cyclone slurry outlet is connected to the water content adjustment means by piping.
  • the water content adjusting means is constituted by a stirring tank 12 and a water content adjusting tank 13;
  • the stirring tank 12 includes a tank main body having a capacity necessary for temporarily storing the slurry, and a stirrer 15 for preventing caking in the tank.
  • the water content adjusting tank includes a tank body 13, a stirrer 16 for uniforming the slurry in the tank, a moisture meter 17 for measuring the water content of the slurry in the tank, and a centrifugal dehydrator 18.
  • the tank main body is connected to the inlet of the centrifugal dehydrator 18 by piping via a slurry pump -19, and the moisture meter 17 is installed in the middle of the pipe connecting the tank main body and the centrifugal dehydrator inlet.
  • the residual outlet of the centrifugal dehydrator is connected to the tank body via a chute (not shown), and the collection water outlet of the centrifugal dehydrator is connected to a pipe for carrying the recovered water out of the system. I have.
  • the tank body is connected to the pulverizing means via a slurry pump 20 by piping.
  • the crushing means is constituted by a crushing device 21 and a product tank 22, and both are connected by a pipe in order to send the slurry from the crushing device to the product tank.
  • the crusher is a tower 23, and the tower milker also receives the overflowing slurry and performs primary classification by sedimentation.
  • the sedimentation tank 24 receives the discharged slurry and cures the unreacted cement in the slurry until the hydration of the unreacted cement proceeds.
  • a wet cyclone 26 for secondary classification of the slurry.
  • the lower part of the settling tank is connected to the Tower Mill-23.
  • the curing tank 25 includes a stirrer 27 for preventing caking.
  • the curing tank 25 is connected to a wet cyclone 26 via a slurry pump 28 by piping.
  • the outlet of the wet cyclone is connected to the sedimentation tank 24 by a chute (not shown) to return the residue after classification to the sedimentation tank.
  • the slurry outlet of the wet cyclone is connected to the product tank 22 by piping.
  • the device of the present invention is not limited to the one shown in FIG. 3, and various design changes can be made without departing from the purpose of the method of the present invention.
  • the following (1)-(4) can be cited, and these can be employed alone or in combination of two or more.
  • the configuration of the pulverizing device is changed from a device mainly composed of a tower mill to a device mainly composed of an agitator, a vibration mill, a medium stirring mill, a ball mill, and other known pulverizers.
  • a controller for controlling the centrifugal dehydrator operation based on the output signal from the moisture meter is added to the water content adjusting means.
  • the present invention also includes a concrete material obtained by the production method of the present invention.
  • the concrete material of the present invention is fine particles having an average particle diameter of 10 m or less (preferably 1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less). This material It can be used as it is, or can be used as a mixture with other materials and used as various concrete materials (filling materials such as grout materials).
  • a grout material can be obtained by mixing with cement.
  • a composition containing blast-furnace cement, the material of the present invention and water, and containing solid components in the blast-furnace cement and the material of the present invention at a weight ratio of about 1: 0.2-0.6 is a grout. It can be suitably used as a material (filler).
  • additives for example, sugars such as sodium dalconate and saccharose as a setting retarder, aluminum powder as a swelling agent, aluminum powder as a swelling agent, and other concrete admixtures
  • the grouting material of the present invention effectively suppresses bleeding and has a good viscosity, the grouting material can exert an effect superior to the conventional grouting material.
  • raw concrete waste containing washing water discharged from the agitator truck returned to the site was used as raw materials.
  • the grinding conditions were as follows.
  • Example 1 Example 1 was repeated except that the apparatus shown in Fig. 3 was equipped with a preparative pipe in the water content adjustment layer so that the slurry after the water content adjustment was used as it was for concrete without using a crushing means. A material for concrete was produced in the same manner as described above.
  • 50% particle diameter Measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (product name "Microtrac SRA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) using methanol as a solvent.
  • Specific Gravity In a thermostatic chamber at 20 ° C., the slurry was sealed in a closed container made of 10 cm 3 acrylic resin so that air did not enter, and the true specific gravity was measured from its volume and weight.
  • Example 12 Using the products of Example 12 and Comparative Examples 12 and 12, grout materials for sewage repair were prepared with the formulations shown in Table 3, and the bleeding rate and flow value for each were determined. Each was measured. The results are shown in Table 4.
  • the bleeding rate was measured according to JSCE-F522, "Testing method for bleeding rate and expansion rate of mortar poured into prepacked concrete (polyethylene bag method)".
  • the measurement of the flow value was based on JIS R5201, and the drawing flow was measured on a glass plate.
  • Example 12 Using the products of Examples 1-2 and Comparative Examples 1 and 3, each prepared a backfill injection solution A for the shield method with the composition shown in Table 5, and bleeding rate and viscosity for each one was measured respectively. Table 6 shows the results.

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Abstract

　本発明は、生コンクリートスラッジを原料としてコンクリート用材料を製造することを目的とする。本発明は、生コンクリート廃材に対して粗骨材及び細骨材の分離処理を施すことにより得られた生コンクリートスラッジからなるスラリーからコンクリート用材料を製造する方法であって、上記スラリーを含水率６０重量％以上の条件下で湿式粉砕することによって平均粒径１０μｍ以下の微粒子を含む製品を得る粉砕工程を少なくとも有することを特徴とするコンクリート用材料の製造方法に係る。

Description

明 細 書
コンクリート用材料の製造方法及び製造装置
技術分野
[0001] 本発明は、生コンクリートスラッジを原料としてコンクリート用材料を製造する方法及 びその製造装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、生コンクリート（生コン)のスラッジを再生処理する方法としては、図 1に示す 装置を用いて行われている。まず、生コンクリートの製造装置や運搬装置等の使用後 、これら装置に洗浄水を投入することにより、残存する生コンクリート廃材を洗浄する。 その排水をシュート 2に受け、トロンメル 1に供給し、粗骨材を分離するとともに細骨材 を含むスラッジをピット 3に送る。粗骨材は、コンペャ 5で砂利置場 4に回収する。ピッ トに送られたスラッジをコンクリートポンプ 6により砂分級機 9へ供給し、細骨材を分離 するとともにセメント水和物を含むスラッジ水を攪拌槽 12に送る。細骨材は砂置場 8 に回収する。一方、セメント水和物を含むスラッジ水は、攪拌機を備えた撹拌槽 12で 攪拌して固結を防止ながら一時貯留するとともに、次工程で処理する量を静置沈降 槽 29に導き、ここで沈降したスラッジ水を高圧ポンプ 30によりフィルタプレス 31に圧 送し、脱水して上澄水を回収するとともに濾滓を形成し、得られた濾滓をケーキ置場 32に貯留する。以上の方法により回収した粗骨材及び細骨材は、生コンクリート製造 に再利用され、スラッジの上澄水は、生コンクリートの混練水や装置の洗浄水として 再利用される。しかし、スラッジケーキは、その大部分が自然乾燥し、固結させた後産 業廃棄物として埋立て処分されて 、る。
[0003] 一方、特定の CaZSiのモル比であり、特定の強熱減量であるケィ酸カルシウム水 和物がブリーデイング低減に有効なコンクリート用材料として知られている（特許文献 1、特許文献 2など）
特許文献 1：特許第 2881401号公報
特許文献 2：特許第 2967809号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0004] 国内における生コンスラッジ (静置後脱水されたもの）の発生量は、年間約 200万 m 3と言われている。また、廃棄物処理法において、汚泥と定義される生コンスラッジは、 処理費が割高な管理型処分場にお!、て埋立て処理しなければならず、生コン生産 者にとって大きな負担となって 、る。
一方、ゴミ処理場の現状は、特に都市部においては用地の確保が困難になりつつあ り、年々処理費が高騰する傾向にある。
[0005] 力かる実情のもとで生コンスラッジの有効利用を図ることができれば、上記のような 問題を軽減な 、しは解消することが可能である。
[0006] 従って、本発明の主な目的は、生コンクリートスラッジを原料としてコンクリート用材 料を製造することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、特定のプロセスを採用することによって上記 目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0008] すなわち、本発明は、下記のコンクリート用材料の製造方法及び製造装置に係る。
[0009] 1. 生コンクリートスラッジを含むスラリー力 コンクリート用材料を製造する方法で あって、
上記スラリーを含水率 60重量％以上の条件下で湿式粉砕することによって平均粒 径 10 μ m以下の微粒子を含む製品を得る粉砕工程
を少なくとも有することを特徴とするコンクリート用材料の製造方法。
[0010] 2. 前記含水率が 60— 95重量％である前記項 1記載の製造方法。
[0011] 3. 微粒子の平均粒径が 1 m以上 10 m未満である前記項 1又は 2に記載の製 造方法。
[0012] 4. 粉砕工程に先立って、
上記スラリーの一部を抜き取って脱水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことにより スラリーの含水率を調整する含水率調整工程
をさらに有する前記項 1一 3の 、ずれかに記載の製造方法。
[0013] 5. 前記スラリーが、 1)生コンクリート廃材から粗骨材を分離する粗骨材分離工程、
2)粗骨材分離工程で得られるスラリーから細骨材を分離する細骨材分離工程、
3)細骨材分離工程で得られるスラリーから細骨材微粒分を分離する細骨材微粒分 分離工程
を有する方法により得られる前記項 1一 4のいずれかに記載の製造方法。
[0014] 6. 前記項 1一 5のいずれかに記載の製造方法により得られるコンクリート用材料。
[0015] 7. 前記項 6記載のコンクリート用材料及びセメントを含むグラウト材。
[0016] 8. 生コンクリートスラッジ力 コンクリート用材料を製造する装置であって、
(1)生コンクリート廃材力 粗骨材を分離するための粗骨材分離手段、
(2)粗骨材の分離処理を施して得られたスラリーから細骨材を分離するための細骨 材分離手段、
(3)粗骨材及び細骨材の分離処理を施して得られたスラリーの一部を抜き取って脱 水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことによりスラリーの含水率を調整する含水率 調整手段、
(4)含水率調整手段にお 、て含水率が調整されたスラリーを湿式粉砕する粉砕手段 を備えることを特徴とする製造装置。
[0017] 9. さらに、細骨材分離手段で得られたスラリーから細骨材微粒分を分離するため の細骨材微粒分分離手段を備えることを特徴とする前記項 8に記載の製造装置。 発明の効果
[0018] 本発明の製造方法及び製造装置によれば、生コンクリートスラッジを所定の方法で 湿式粉砕するので、コンクリート用として有用な材料を得ることができる。特に、本発 明により得られる材料は、セメントを含有するスラリーのブリージングを効果的に抑制 するので、グラウト材等のセメント系充填材に好適に使用することができる。
[0019] また、本発明の製造方法及び製造装置は、上記のように、従来より廃棄されていた 生コンクリートスラッジを有効に再利用できるため、資源の有効利用、環境保全等に 貢献することができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]従来技術における生コンクリートの処理装置の概要を示す図である。 圆 2]本発明の製造方法の一例を示すフロー図である [図 3]本発明の製造装置の概要を示す図である。 符号の説明
1 卜ロンメル
2 シュート
3 ピット
4 砂利置場
5 コンベア
6 コンクリートポンプ
7 ホッパ
8 砂置場
9 スクリューコンベア
10 スラリーポンプ
11 湿式サイクロン
12 攪拌槽
13 含水率調整槽
14 スラリーポンプ
15 攪拌機
16 攪拌機
17 水分計
18 遠心脱水機
19 スラリーポンプ
20 スラリーポンプ
21 粉砕装置
22 製品タンク
23 タワーミル 26 湿式サイクロン
27 攪拌機
28 スラリーポンプ
29 静置沈降槽
30 高圧ポンプ
31 フィルタプレス
32 ケーキ置場
発明を実施するための最良の形態
[0022] 1.コンクリート用材料の製造方法
本発明のコンクリート用材料の製造方法は、生コンクリートスラッジを含むスラリーか らコンクリート用材料を製造する方法であって、
上記スラリーを含水率 60重量％以上の条件下で湿式粉砕することによって平均粒 径 10 μ m以下の微粒子を含む製品を得る粉砕工程
を少なくとも有することを特徴とする。
(1)スラリーの調製
スラリーとしては、生コンクリート廃材に対して粗骨材及び細骨材の分離処理を施す ことにより得られた生コンクリートスラッジを含むスラリーを用いることができる。ここで 回収される粗骨材及び細骨材は、それぞれ再利用することができる。
[0023] 生コンクリート廃材の種類等は限定的でなぐビル、家屋等の建築物、道路、橋脚 等の土木構造物をはじめとする各種のコンクリートをつくるときに排出される廃材を利 用することができる。
[0024] したがって、上記廃材としては、例えば生コンクリート製造装置、運搬装置、収容さ れていた容器 (例えば、アジテータ車のアジテータ内、生コンクリートミキサー装置な いしは混練機の生コンクリート収容部)等を水により洗浄したときに生じる汚泥排水を そのまま用いることもできる。また、そのような汚泥排水力も水分が除去されたケーキ 状物もスラリーの材料として使用することができる。
[0025] 上記スラリーの固形分含有量は特に限定的でなぐいずれのものも使用することが できる。 [0026] 粗骨材及び細骨材の分離処理は、公知の方法に従って粗骨材及び細骨材を分離 回収することによって実施することができる。例えば、トロンメル、砂分級機等の公知 の装置を適宜組み合わせて使用することにより実施できる。特に好ましい分離方法と しては、後述の「骨材分離工程」に記載する方法が挙げられる。
[0027] なお、本発明では、本発明の効果を妨げない範囲内で、分離処理後のスラリー中 に多少の粗骨材又は細骨材が残存して!/、てもよ!/、。
[0028] 上記スラリーは、必要に応じてその一部を生コンクリート原料として再利用することも できる。この場合、必要に応じて水分含有量を適宜調節することもできる。
[0029] このようにして得られるスラリーは、最終的には含水率 60重量％以上、好ましくは 6 0— 95重量％の条件下で粉砕工程に供給する。
[0030] 含水率を調整する場合は、静置沈降槽、遠心脱水機、湿式サイクロン等の公知の 装置を使用して実施することができる。特に好ましい含水率調整方法としては、後述 の「含水率調整工程」に記載する方法が挙げられる。
<骨材分離工程 >
スラリーの調製においては、次の骨材分離工程を実施することが望ましい。すなわ ち、生コンクリート廃材から粗骨材を分離する粗骨材分離工程、粗骨材分離工程で 得られるスラリーから細骨材を分離する細骨材分離工程、細骨材分離工程で得られ るスラリーから細骨材微粒分を分離する細骨材微粒分分離工程を有する方法によつ て、生コンクリートスラッジを含むスラリーを好適に得ることができる。
[0031] 好ましい実施形態を図 2に示す。まず、粗骨材分離工程において、生コンクリート廃 材から粗骨材を分離する。粗骨材の分離は、トロンメルを用いて行う。分離した粗骨 材は、コンベアで砂利置き場に回収し、残りのスラリーは細骨材分離工程へ送る。細 骨材分離工程では、粗骨材分離工程で得られたスラリー力ゝら細骨材を分離する。細 骨材の分離は、砂分級機を用いて行う。分離した細骨材は、砂置き場に回収し、残り のスラリーは細骨材微粒分分離工程へ送る。細骨材微粒分離工程では、細骨材分 離工程で得られたスラリー力ゝら細骨材微粒分を分離する。ここで、細骨材微粒分とは 、細骨材分離工程で分離できな力つた砂由来の粒子を指し、その粒子径は、 0.05— 2mm程度で、成分は石英、長石、炭酸カルシウム等を含む。細骨材微粒分の分離 は、湿式サイクロンを用いて行う。分離した細骨材はコンベアで砂置き場に回収し、 残りのスラリーがコンクリート用材料の製造に用いられる。以上の骨材分離工程を経 たスラリーは、攪拌層へ送られて貯留される。
<含水率調整工程 >
スラリーの調整にあっては、次の含水率調整工程を採用することが好ましい。かかる 方法により、より好適に含水率の調整が可能となる。すなわち、粉砕工程に先立って 、上記スラリーの一部を抜き取って脱水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことにより スラリーの含水率を調整する含水率調整工程が好ま 、。
[0032] 好ましい実施形態を図 2に示す。まず、攪拌層で固結を防止するために攪拌しなが ら一時貯留されているスラリーを、含水率調整層へ送る。含水率調整層中のスラリー を一部抜き取り、含水率を測定した後、抜き取ったスラリーを脱水するとともに脱水後 の残分 (脱水ケーキ)を含水率調整層へ戻す。脱水によって発生した分離水は回収 水として系外へ排出して生コンの混練水等他の用途に再利用する。ここで、上記で 測定した含水率の値に基き脱水処理を加減して、含水率調整層中のスラリーを目標 とする含水率に調整する。脱水処理には遠心脱水機を用い、例えば「含水率が目標 より高い状態のときに運転し、含水率が目標より低い場合には停止する、」といった単 純な制御を行うことで含水率の調整が可能である。以上の含水率調整工程を経たス ラリーは、粉砕工程へ送られる。
(2)粉砕工程
粉砕工程では、上記スラリーを含水率 60重量％以上の条件下で湿式粉砕すること によって平均粒径 10 μ m以下の微粒子を含む製品を得る。
[0033] 本発明では、湿式粉砕するに当たり、スラリーの含水率を 60重量％以上 (好ましく は 60— 95重量％)に調整する。含水率が 60重量％未満の場合には、粉砕効率の 悪ィ匕という問題が起こる。
[0034] 本発明では、上記スラリーが当初力も 60重量％以上の含水率を有している場合に は、特に含水率の調整を行わずに湿式粉砕することができる。一方、スラリーの含水 率が 60重量％未満の場合には、水を加えることによって調整することができる。また 、本発明では、スラリー中の水を一部除去することによって適度な含水率に調整する こともできる。この場合は、静置したり、あるいは湿式サイクロン、遠心脱水機等の公 知の装置を用いて脱水することができる。
[0035] 湿式粉砕は、公知の方法に従って実施することができる。例えば、タワーミル、アト ァライタ、振動ミル、媒体攪拌ミル、ボールミル等の公知の粉砕装置を使用して湿式 粉砕することができる。湿式粉砕は、その固形分が平均粒径が 10 m以下 (好ましく は 1 m以上 10 μ m未満、より好ましくは 2 μ m以上 8 μ m以下）の微粒子となるまで 実施すればよい。このように微粒子とすることによって、より優れた特性の材料を得る ことができる。従って、粉砕条件は、上記のような粒度になるように公知の条件の範囲 内で適宜定めることができる。
[0036] 2.コンクリート用材料の製造装置
本発明の製造装置は、本発明の製造方法を実施するのに好適である。以下に例を 挙げて説明する。
[0037] 本発明の製造装置は、生コンクリートスラッジ力 コンクリート用材料を製造する装 置であって、
(1)生コンクリート廃材力 粗骨材を分離するための粗骨材分離手段、
(2)粗骨材の分離処理を施して得られたスラリーから細骨材を分離するための細骨 材分離手段、
(3)粗骨材及び細骨材の分離処理を施して得られたスラリーの一部を抜き取って脱 水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことによりスラリーの含水率を調整する含水率 調整手段、
(4)含水率調整調整手段にお 、て含水率が調整されたスラリーを湿式粉砕する粉砕 手段
を備えることを特徴とする。
[0038] より好ましいものとして、さらに、細骨材分離手段で得られたスラリー力も細骨材微 粒分を分離するための細骨材微粒分分離手段を備えることを特徴とする。
[0039] 各手段は、それぞれ公知の装置又は部材力 適宜採用することができる。本発明 装置の好ましい実施形態を図 3に示す。この装置は、粗骨材分離手段、細骨材分離 手段、細骨材微粒分分離手段、含水率調整手段及び粉砕手段を有し、各手段は輸 送機又は輸送配管を介して順に連結されて ヽる。
[0040] 粗骨材分離手段は、洗浄水が混在する生コンクリート廃材を受けてトロンメル 1へ供 給するシュート 2、粗骨材を分離するトロンメル 1、粗骨材が分離されたスラリーを受け るピット 3及び分離した粗骨材を砂利置き場 4へ輸送するベルトコンベア 5によって構 成されており、ピットはスラリーポンプ 6を介して配管 (図示せず)で細骨材分離手段と 連結されている。
[0041] 細骨材分離手段は、分離対象物であるスラリーを貯留するホッパ 7と、ホッパ底部か ら上方へ傾斜しホッパ底部に沈降した砂を砂置き場 8へ排出するスクリューコンベア 9 と、ホッパ内の上澄みを排出するスラリーポンプ 10とからなる砂分級機によって構成 されており、スラリーポンプ 10を介して配管で細骨材微粒分分離手段と接続している
[0042] 細骨材微粒分分離手段は、湿式サイクロン 11によって構成されており、湿式サイク ロン落ち口は分離された細骨材微粒分を戻すためにシュート（図示せず）により前記 砂分級機のホッパ 7と接続し、湿式サイクロンのスラリー出口は配管で含水率調整手 段と連結されている。
[0043] 含水率調整手段は、攪拌槽 12及び含水率調整槽 13によって構成され、攪拌槽
-12からスラリーを含水率調整槽 13へ送るために両者はスラリーポンプ 14を介して配 管で接続している。攪拌槽 12は、スラリーを一時貯留するのに必要な容量を有する 槽本体と、槽内の固結を防止する為の攪拌機 15とを備えている。含水率調整槽は、 槽本体 13、槽内のスラリーを均一にするための攪拌機 16、槽内のスラリーの含水率 を測定するための水分計 17及び遠心脱水機 18を備えている。槽本体は、スラリーポ ンプ -19を介して配管で遠心脱水機 18の入り口と接続されたおり、水分計 17は、槽 本体と遠心脱水機入り口とを接続する配管の途中に設置される。遠心脱水機の残分 出口はシュート（図示せず)を介してと槽本体と接続しており、遠心脱水機の回収水 出口には回収水を系外へ搬出するための配管が接続されている。また、槽本体は、 スラリーポンプ 20を介して配管で粉砕手段と接続している。
[0044] 粉砕手段は、粉砕装置 21及び製品タンク 22によって構成され、粉砕装置からスラ リーを製品タンクへ送るために両者は配管で接続されている。粉砕装置は、タワーミ ル 23と、タワーミルカもオーバーフローしたスラリーを受けて沈降により一次分級する 沈降槽 24と、沈降槽力 排出されるスラリーを受けるとともにスラリー中の未反応のセ メント分の水和反応が進行するまで養生するための養生槽 25と、スラリーを二次分級 する湿式サイクロン 26とを備えている。沈降槽下部は、タワーミル- 23と接続されてい る。養生槽 25は、固結防止のための攪拌機 27を備えている。また、養生槽 25は、ス ラリーポンプ 28を介して配管で湿式サイクロン 26と接続されて ヽる。湿式サイクロン 落ち口は、分級後の残分を沈降槽へ戻すようシュート（図示せず）により沈降槽 24と 接続されている。湿式サイクロンのスラリー出口は配管で製品タンク 22と連結してい る。
[0045] なお、本発明の装置は、図 3のものに限られるものではなぐ本発明の方法を行うと V、う目的を逸脱しな 、範囲で種々の設計変更が可能である。
図 3の製造装置を設計変更したものとして、例えば下記（1)一 (4)が挙げられ、これら は 1種又は 2種以上組み合わせて採用することができる。
(1)細骨材微粒分分離手段の構成を省略して細骨材分離手段と含水率調整手段と を直接接続する。
(2)粉砕手段において、粉砕装置の構成を、タワーミルを主体とするものから、アトァ ライタ、振動ミル、媒体攪拌ミル、ボールミル、その他公知の粉砕機を主体とするもの に置換する。
(3)含水率調整手段にお!、て、水分計からの出力信号に基づ 、て遠心脱水機運転 を制御する制御装置を付加する。
(4)各手段、あるいはこれら手段を構成する各装置を相互に接続する輸送機を、各 装置の配置やその他状況に応じて、スラリーポンプ、配管、パイプコンベア、ベルトコ ンベア、スクリューコンベア、チエンコンベア、パケットエレベータ等の公知の輸送機 等に変更する。
[0046] 3.コンクリート用材料
本発明は、本発明の製造方法により得られるコンクリート用材料も包含する。本発 明のコンクリート用材料は、前記のとおり、平均粒径が 10 m以下 (好ましくは 1 μ m 以上 10 μ m未満、より好ましくは 2 μ m以上 8 μ m以下）の微粒子である。この材料は 、そのままで使用することも可能であり、あるいは他の材料とともに混合物とし、各種 のコンクリート用材料 (グラウト材等の充填材)として使用することもできる。
[0047] 例えば、セメントと混合することによってグラウト材とすることもできる。具体的には、 高炉セメント、本発明材料及び水を含み、かつ、高炉セメント及び本発明材料中の固 形分を重量比で 1 : 0. 24-0. 6程度で含む組成物は、グラウト材 (充填材)として好 適に用いることができる。このグラウト材においては、必要に応じて公知のグラウト材 で配合されている添加剤（例えば、凝結遅延剤としてダルコン酸ナトリウム、サッカロ ース等の糖類、膨張剤としてアルミニウム粉、その他コンクリート混和剤として公知の もの）を含有させることもできる。本発明のグラウト材は、ブリーデイングが効果的に抑 制されており、し力も良好な粘度を有するので、従来のグラウト材よりも優れた効果を 発揮できる
実施例
[0048] 以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。ただし、本発明 の範囲は、これら実施例の範囲に限定されない。
[0049] 実施例 1
図 3に示す装置を用い、コンクリート用材料を製造した。
[0050] 原材料として、現場カゝら戻ったアジテータ車から排出した、洗浄水を含む生コンクリ ート廃材を用いた。
粉砕条件は以下のとおりとした。
1)タワーミル:株式会社クボタ製、型式 KW— 5F
2)媒体：直径 2mmの高クロム球（1000kg)
3)スクリュ周速: 4mZs
4)含水率： 87. 5重量％
5)タワーミル内滞留時間： 20分
実施例 2
図 3に示す装置において、細骨材分離手段と含水率調整手段との間にバイパス配 管を設けた装置を用い、細骨材微粒分分離手段を介しないようにしたこと以外は、実 施例 1と同様にしてコンクリート用材料を製造した。 [0051] 比較例 1
図 3に示す装置において、含水率調整層に分取管を設けた装置を用い、粉砕手段 を介しないようにし、含水率調整後のスラリーをそのままコンクリート用材料としたこと 以外は、実施例 1と同様にしてコンクリート用材料を製造した。
[0052] 比較例 2
市販のフライアッシュバルーン (製品名「CFビーズ」ユニオンィ匕成製）を訓クリート用 材料とした。
[0053] 比較例 3
市販のベントナイト (製品名「赤城印」ホウジユン製)をコンクリート用材料とした。
[0054] 試験例 1
実施例 1一 2及び比較例 1で得られた製品の化学分析値、及び各実施例及び比較 例で得られた製品の 50%粒子径及び比重を測定した。その結果を表 1 (化学分析値 )及び表 2 (50%粒子径及び比重）にそれぞれ示す。
[0055] [表 1]
化学分析値
Figure imgf000014_0001
※原料が同一であれば粉砕に関わらず同じ化学分析値であつた。
[0056] [表 2]
物性値
Figure imgf000014_0002
[0057] なお、各物性は、以下のようにして測定した。
[0058] 化学分析値: JIS R5202に準拠して測定した。
[0059] 50%粒子径:レーザー回折散乱粒度分布測定装置 (製品名「マイクロトラック SRA 」日機装製)を使用し、溶媒としてメタノールを使用して測定した。 [0060] 比重： 20°Cの恒温室において、 10cm3アクリル榭脂製密閉容器に空気が入らない ようにスラリーを密閉状態とし、その体積及び重量から真比重を測定した。
[0061] 試験例 2
実施例 1一 2及び比較例 1一 2の製品をそれぞれ用レ、、表 3に示す配合にて下水補 修用グラウト材を調製し、それぞれにつ 、てのブリーデイング率及びフロー値をそれ ぞれ測定した。その結果を表 4に示す。
[0062] なお、ブリーデイング率は、土木学会規準 JSCE— F522「プレパックドコンクリートの 注入モルタルのブリーデイング率及び膨張率試験方法 (ポリエチレン袋方法)」に準じ て測定した。また、フロー値の測定は、 JIS R5201に準拠し、引抜きフローをガラス 板上で測定した。
[0063] [表 3]
下水補修用グラウト剤の配合
Figure imgf000015_0001
※生コンスラッジの含水率： 87.5%
[0064] [表 4]
下水補修用グ、ラウト¾の評価結果
Figure imgf000015_0002
表 4の結果力 も明らかなように、比較例 1は粒子径が大きいため、ブリーデイング 率は極端に高い値を示し、比較例 2はブリーディング率は満足するものの、フロー値 が低ぐ長距離圧送性が劣る結果となった。これらに対し、実施例 1及び 2の製品は、 ブリーデイング率 (基準値 0%)が小さぐフロー値 (基準値く 270mm)も適正値を示 した。 [0066] 試験例 3
実施例 1一 2、比較例 1及び比較例 3の製品をそれぞれ用い、表 5に示す配合にて シールド工法用裏込め注入 A液を調製し、それぞれにつ 1、てのブリーディング率及 び粘度をそれぞれ測定した。その結果を表 6に示す。
[0067] なお、ブリーデイング率は、 1dm3のメスシリンダーに ldm3の A液を入れ、試験例 2と 同様にして測定した。また、粘度は、回転粘度計を用い、温度 20°Cの条件下で測定 した。
[0068] [表 5]
シールドエ法用裏込め注入 A液の配合
Figure imgf000016_0001
[0069] [表 6]
シールド工法用裏込め注入 A液の評価結果
Figure imgf000016_0002
[0070] 表 6に示すように、比較例 1はブリーデイング率が非常に大きくなり、また材料分離 が激し力 たため粘度を測定することができなった。比較例 3はブリーディング率は良 好であつたが、粘性が高ぐ長距離圧送性が劣る。これらに対し、実施例 1及び 2の製 品は、ブリーデイング率 (基準く 5%)及び粘度ともに良好な値を示すことがわ力る。

Claims

請求の範囲
[1] 生コンクリートスラッジを含むスラリー力 コンクリート用材料を製造する方法であって 上記スラリーを含水率 60重量％以上の条件下で湿式粉砕することによって平均粒 径 10 μ m以下の微粒子を含む製品を得る粉砕工程
を少なくとも有することを特徴とするコンクリート用材料の製造方法。
[2] 前記含水率が 60— 95重量％である請求項 1記載の製造方法。
[3] 微粒子の平均粒径が 1 μ m以上 10 μ m未満である請求項 1に記載の製造方法。
[4] 粉砕工程に先立って、
上記スラリーの一部を抜き取って脱水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことにより スラリーの含水率を調整する含水率調整工程
をさらに有する請求項 1に記載の製造方法。
[5] 前記スラリーが、
1)生コンクリート廃材から粗骨材を分離する粗骨材分離工程、
2)粗骨材分離工程で得られるスラリーから細骨材を分離する細骨材分離工程、
3)細骨材分離工程で得られるスラリーから細骨材微粒分を分離する細骨材微粒分 分離工程
を有する方法により得られる請求項 1に記載の製造方法。
[6] 請求項 1に記載の製造方法により得られるコンクリート用材料。
[7] 請求項 6記載のコンクリート用材料及びセメントを含むグラウト材。
[8] 生コンクリートスラッジ力もコンクリート用材料を製造する装置であって、
(1)生コンクリート廃材力 粗骨材を分離するための粗骨材分離手段、
(2)粗骨材の分離処理を施して得られたスラリーから細骨材を分離するための細骨 材分離手段、
(3)粗骨材及び細骨材の分離処理を施して得られたスラリーの一部を抜き取って脱 水し、脱水後の残分をスラリーに戻すことによりスラリーの含水率を調整する含水率 調整手段、
(4)含水率調整手段にお 、て含水率が調整されたスラリーを湿式粉砕する粉砕手段 を備えることを特徴とする製造装置。
さらに、細骨材分離手段で得られたスラリー力 細骨材微粒分を分離するための細 骨材微粒分分離手段を備えることを特徴とする請求項 8に記載の製造装置。
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