WO2013073716A1 - テストピースの製造システムおよびテストピースの製造方法 - Google Patents

テストピースの製造システムおよびテストピースの製造方法 Download PDF

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mold
embankment
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藤吉郎 山口
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株式会社フジコーポレーション
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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Definitions

  • the present invention relates to a test piece manufacturing system and a test piece manufacturing method for reproducing a state in which an embankment material containing inorganic waste is buried.
  • CSG cement Sand and Gravel
  • a method for producing a test piece of CGS material that is filled in a mold and molded, and which evaluates and manages the compression strength of the molded product.
  • JP 2008-200586 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-17171
  • an object of the present invention is to provide a test piece manufacturing system and a test piece manufacturing method capable of easily reproducing the state in which the embankment material containing inorganic waste is buried in the final disposal site.
  • a test piece manufacturing system is a test piece manufacturing system that reproduces a state in which an embankment material containing inorganic waste is reclaimed, A kneading apparatus for kneading and producing the embankment material and the covering material covering the embedding material, and A bottomed cylindrical formwork having a detachable top lid;
  • An air press device that has a support base to which the formwork can be fixed, and that impact-compresses the covering material and the embankment material, which are gradually introduced into the formwork, at each stage;
  • the kneading device and the air compressor are arranged adjacent to each other in the left-right direction centering on the air press device, and the storage space works between the air press device in the front-rear direction with respect to the air press device.
  • the embankment material and the covering material which are the materials of the test piece, are kneaded and manufactured by the kneading apparatus.
  • the manufactured embankment material and covering material are put into a mold, and the mold is fixed to a support base of an air press device. Therefore, it is possible to perform the material charging operation using the support table of the air press device as a work table.
  • materials are introduced step by step in the order of the covering material, the embankment material, and the covering material, and the introduced material is impact-compressed at each step by an air press device.
  • impact compression it is possible to reproduce the state in which each material is placed in the final disposal site.
  • the kneading device and the air compressor are arranged adjacent to each other in the left-right direction around the air press device, the material kneaded and manufactured by the kneading device can be easily put into the formwork of the adjacent air press device. be able to. Further, a series of operations for operating the air compressor to send air for operation to the air press device can be easily performed at adjacent positions, and the material put into the mold can be efficiently impact-compressed by the air press device.
  • the storage space for storing the auxiliary equipment used in addition to the kneading device, the mold, and the air press device is arranged with a work space in the front-rear direction of the air press device, Depending on the space, it is possible to easily carry out work flow lines such as the introduction of materials from the kneader into the mold and the operation of the air compressor, and the auxiliary equipment used during these operations can be easily taken out and stored. can do.
  • test piece manufacturing system of the first invention it is possible to easily reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste is reclaimed in the final disposal site.
  • inorganic waste includes incineration ash of general waste such as garbage and waste plastic, as well as harmful substances, radioactive substances, and mixtures thereof.
  • test piece manufacturing system is characterized in that, in the first invention, the test piece manufacturing system is installed on a loading platform of a truck so that the left-right direction of the manufacturing system is the front-rear direction of the truck.
  • the state where the embankment material containing inorganic waste is buried in the final disposal site can be simplified at any location. Can be reproduced.
  • the work flow line may be damaged because of the limited space of the truck. By aligning the left and right directions, a work space serving as a work flow line can be secured.
  • test piece manufacturing system of the second invention it is possible to easily reproduce the state where the embankment material containing inorganic waste is reclaimed at the final disposal site at any place.
  • a test piece manufacturing method is a test piece manufacturing method that reproduces a state in which an embankment material containing inorganic waste is reclaimed, A first step of reproducing a lower capping layer in which the covering material is compacted by introducing the covering material into the bottom of the bottomed cylindrical formwork and compressing the covering material; A second step of reproducing the compacting state of the embankment material by laminating the embankment material and compressing the embankment material on the covering material on which the lower capping layer is reproduced by the first step; Third step of reproducing the upper capping layer compacted by covering the filling material on which the compacted state is reproduced by the second step and then compressing the covering material. When, And a fourth step of fixing the upper part of the covering material on which the upper capping layer is reproduced by the third step with an upper lid.
  • the embedding material containing inorganic waste is disposed at the final disposal site by introducing a covering material into the bottom of the frame and compressing it.
  • the lower capping layer disposed below the embankment material is reproduced.
  • the same material as the embankment material actually buried in the final disposal site is laminated, and by compressing this, in the final disposal site, The state in which the embankment material is compacted is reproduced.
  • the covering material is put on the embankment material on which the compacting has been reproduced, and then compressed, so that it is placed in the upper part of the embankment material in the capping layer that shields the embankment material at the final disposal site.
  • the upper capping layer is reproduced.
  • the upper part of the covering material on which the upper capping layer is reproduced is fixed with the upper lid, thereby reproducing the state in which the weight for suppressing expansion is installed at the final disposal site.
  • the manufactured test piece is in a state in which the embankment material containing inorganic waste is buried in the final disposal site.
  • the state of the ground surface of the final disposal site is reproduced. I can.
  • test piece manufacturing method of the third invention it is possible to reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste is reclaimed in the final disposal site.
  • the test piece manufacturing method of the fourth invention is the third invention, Prior to the first step, there is provided a pretreatment step of disposing a peeling resin material on the inner surface of the mold.
  • the peeling resin material is arranged on the inner surface of the mold by the pretreatment step, after the test piece is manufactured (the elution test of the test piece or The test piece can be easily separated from the mold) for disposal.
  • test piece manufacturing method of the fourth invention it is possible to reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste is buried in the final disposal site while making the test piece easy to handle.
  • the test piece manufacturing method of the fifth invention is the third or fourth invention, And a post-processing step of removing the upper lid and the formwork after curing the covering material in which the upper capping layer is reproduced by the fourth step in a state of being fixed by the upper lid for a certain period of time. .
  • test piece manufacturing method of the fifth aspect of the present invention it is possible to reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste after a certain curing period has elapsed in the final disposal site is reclaimed by the post-treatment process. Therefore, the test piece removed from the upper lid and the mold through the post-treatment process can be used for a dissolution test or the like.
  • test piece manufacturing method of the fifth aspect of the present invention it is possible to reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste is reclaimed in the final disposal site, and the inorganic waste is reclaimed in the final disposal site. It is possible to evaluate the impact of the case.
  • the top view which shows the manufacturing system of the test piece of this embodiment.
  • Explanatory drawing which shows the structure of the manufacturing system of the test piece of FIG.
  • the disassembled perspective view which shows the member used for the manufacturing method of the test piece of this embodiment.
  • the flowchart which shows the process of the manufacturing method of the test piece of this embodiment.
  • the perspective view which shows the state which assembled the member of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VI-VI.
  • Explanatory drawing which shows a mode that a test piece is manufactured using the member of FIG.
  • test piece manufacturing system as an embodiment of the present invention will be described.
  • the test piece manufacturing system is a system that is installed on a loading platform Z of a truck Tr that is a freight car, and is a mold 1 (see FIG. 3) into which material is charged.
  • the operation of the air press apparatus 100, the air press apparatus 100 for impact-compressing the material put into the mold 1, the kneading apparatus 200 for kneading and producing the material put into the mold 1, and the air press apparatus 100 Air compressor 300 (including driving engine 310) and a storage space 400 for mounting and storing a compression tool 410, a funnel 420, a material storage container 430, and the like, which are incidental equipment used as an accessory thereto. .
  • the kneading apparatus 200 and the air compressor 300 are disposed adjacent to the air press apparatus 100 in the left-right direction. Further, a storage space 400 is arranged with a work space 500 in the front-rear direction of the air press device 100.
  • a mold member including a mold 1, a bottom resin material 2, a side resin material 3, a top resin material 4, and an upper lid 5 is used. It is done.
  • the mold 1 has a bottomed cylindrical shape and is constituted by connecting two steel semi-cylindrical bodies 1A and 1B.
  • the two semi-cylindrical bodies 1A and 1B are semi-cylindrical bodies having the same length, the same inner diameter, and the same wall thickness (length 300 mm, inner diameter 115.8 mm, wall thickness 12 mm).
  • the two end edges are connected to each other at a position where the two are combined to form a cylindrical shape.
  • the two semi-cylindrical bodies 1A, 1B are formed on the flanges 11A, 11A and 11B, 11B in a state where the flanges 11A, 11A and 11B, 11B formed at both end edges face each other.
  • the through holes 12 are connected by using bolts and nuts (see FIG. 5).
  • the bottom surface resin material 2, the side surface resin material 3, and the top surface resin material 4 are peeling resin materials disposed on the inner surfaces of the mold 1 and the upper lid 5, and in this embodiment, polycarbonate resin is used.
  • the bottom surface resin material 2 is a circular film corresponding to the shape of the bottom surface 13 of the mold 1
  • the side surface resin material 3 is a rectangular film in which the inner surface 14 of the mold 1 is developed rounded into a cylindrical shape.
  • the top resin material 4 is a circular film corresponding to the shape of the bottom surface of the upper lid 5.
  • the upper lid 5 has a disk shape that closes the upper part of the mold 1 and has a diameter slightly larger than the outer diameter of the mold 1.
  • a torsion bar 50 extends from the center of the upper lid 5 directly above.
  • a male screw groove (not shown) is formed on the side surface of the torsion bar 50.
  • the torsion bar 50 is connected to the other end on the upper side thereof with a handle 51 extending horizontally in the left and right direction.
  • the upper lid 5 is formed with a pair of support pieces 53 and 53 bent so as to sandwich a nut portion 52 screwed into the male screw groove of the torsion bar 50, and a hook portion at the tip of the support pieces 53 and 53 is formed.
  • 54, 54 is engageable with the engaging portions 15 provided on the outer surface of the mold 1.
  • materials such as a covering material and an embankment material are manufactured (FIG. 4 / STEP 10... Material manufacturing process).
  • the kneading apparatus 200A is used for manufacturing a coating material, and a cement kneaded product obtained by adding sand and water to cement and kneading is manufactured as a coating material. Further, the kneading apparatus 200B is used for producing the embankment material, and cement and water are added to the inorganic waste and kneaded to produce a test embankment material.
  • the kneading apparatuses 200A and 200B are both opened with the lid portion 210 filled with cement or the like, closed with the lid portion 210, and kneaded for a certain period of time.
  • the content produced by opening 210 is taken out.
  • the extracted contents are transferred to the material storage container 430.
  • the inorganic waste is, for example, incinerated ash that is landfilled at the final disposal site, and depending on the type of incinerated ash, the embankment material is a type A embankment material having a hazardous substance concentration of a predetermined reference value or less, It is divided into B-type embankment materials whose harmful substance concentration exceeds a predetermined reference value.
  • Hazardous substances include hazardous substances (dioxins) contained in incineration ash of general waste such as garbage and waste plastics, heavy metals and radioactive substances, and any one of the standard values for concentration (for example, in the case of a radioactive substance, the type A inorganic waste and the type B waste are distinguished depending on whether the amount of radioactivity exceeds 100 Bq / kg).
  • the Class A inorganic waste is a waste having various harmful substance concentrations that are each equal to or lower than a predetermined reference value, but is simpler than the Class B inorganic waste (regardless of the reference value).
  • waste with a low concentration of harmful substances may be used.
  • the operator assembles the mold 1 by connecting the two semi-cylindrical bodies 1A and 1B in advance with bolts and nuts, and then places a resin material for peeling on the inner surface of the mold 1 (FIG. 4 / (STEP 20 ... Pre-processing step).
  • the bottom surface resin material 2 is placed on the bottom surface 13 of the mold 1, and the side surface resin material 3 is rounded and disposed on the inner side surface 14 of the mold 1. This state is shown in FIG.
  • a covering material X1 is introduced into the bottom of the mold 1 and is impact-compressed to reproduce the lower capping layer compacted with the covering material X1. Is done.
  • the covering material X1 is introduced from the material storage container 430 into the mold 1 without leakage by using the funnel 420 (hereinafter, the introduction of the material into the mold 1 is similarly performed from the material storage container 430 to the funnel. 420).
  • the air press apparatus 100 is used for compression of the covering material X1. Therefore, at least the first to fourth steps are performed by fixing the mold 1 to the support base 110 of the air press device 100.
  • the pressurizing unit 130 moves up and down in response to the vertical movement of the handle 120 by the compressed air supplied from the air compressor 300 through the supply tube 320.
  • the stroke of the pressurizing part 130 is limited, in order to compress the covering material X1 at the bottom of the mold 1, as shown in FIG.
  • a compression tool 410A having a long stroke is used. Note that the compression tools 410A to 410C all have the same piston portion at the tip (outer diameter 106 mm), and have different stroke lengths.
  • the air press device 100 unlike the case where the pressurizing unit 130 operates at a high speed and performs continuous pressurization, impact pressurization such as striking is possible. Thereby, the pressure of 25t can be pressurized several times with respect to the coating
  • the lower capping layer reproduced here corresponds to the upper capping layer of the lower layer because it has a plurality of layers in the actual final disposal site.
  • the operator laminates the banking material manufactured in STEP 10 in advance on the covering material X1 on which the lower capping layer is reproduced, and compresses the banking material (FIG. 4 / STEP22,. Process).
  • the embedding material Y1 is laminated on the covering material X1 in which the lower capping layer is reproduced in the mold 1, and the embedding material Y1 is compressed.
  • the compacted state of the embankment material Y1 at the final disposal site is reproduced.
  • the embankment material Y is compacted into a plurality of layers by repeating the insertion into the mold 1 and the impact compression by the air press device 100. .
  • the stacking state (stacking height) of the embankment material Y as shown in order in FIGS. Tools 410B and 410C are appropriately selected and used.
  • embankment material Y may use the same thing and may reproduce a compaction molding state, according to the disposal condition in a final disposal site, in FIG. 6, some embankment materials Y1, Y2, Y3 May be a different type of embankment material.
  • the embankment materials Y1 and Y2 may be a B-type embankment material having a hazardous substance concentration exceeding a predetermined reference value
  • the embankment material Y3 may be an A-type embankment material having a harmful substance concentration equal to or less than a predetermined reference value.
  • the same covering material X2 as the covering material X1 is put on the embankment material Y on which compaction molding has been reproduced, and this is compressed, whereby the final disposal site The upper capping layer that shields the embankment material Y is reproduced.
  • the air press device 100 is used to compress the covering material X2.
  • the operator covers the covering material X2 on which the upper capping layer is reproduced with the top resin material 4 and fixes it with the upper lid 5 (FIG. 4 / STEP 24, fourth step).
  • the upper lid 5 is placed on the mold 1, and the hook parts 54, 54 of the pair of support pieces 53, 53 are engaged with the engaging part 15 of the mold 1. , 15 to be engaged.
  • the upper lid 5 connected to the torsion bar 50 is displaced downward with respect to the pair of support pieces 53 and 53 and is fixed on the mold 1.
  • the worker removes the upper lid 5 and the mold 1 after being cured for a certain period in a state where the upper lid 5 is fixed on the mold 1 (FIG. 4 / STEP 25 ⁇ post-processing step).
  • the test piece is the mold frame.
  • the top lid 5 and the mold 1 can be easily removed without being fixed to the top 1 or the top lid 5.
  • test piece manufacturing method of the present embodiment and according to the test piece manufacturing method, it is possible to reproduce the state in which the embankment material Y containing inorganic waste is buried in the final disposal site.
  • the operator can perform various tests and evaluations such as an elution test using the test piece removed from the upper lid 5 and the mold 1 through the post-processing step of STEP 25 (FIG. 4 / STEP 30). Thereby, it becomes possible to evaluate beforehand the influence at the time of accepting the said inorganic waste and reclaiming in a final disposal site.
  • the uniaxial compressive strength is 22.09 [MN / m 2 ], which is inorganic in the final disposal site. It is equivalent to the case where the embankment material Y containing waste is landfilled. Also from here, it has been confirmed that the test piece can reproduce the state in which the embankment material Y containing inorganic waste is reclaimed at the final disposal site.
  • the manufacturing system for performing the test piece manufacturing method of the present embodiment is installed on the loading platform of a truck that is a freight car, the embedding material containing inorganic waste is reclaimed at any final disposal site. The state can be easily reproduced.
  • the kneading apparatus 200 and the air compressor 300 are arranged adjacent to each other in the left-right direction (front-rear direction of the track Tr) with the air press apparatus 100 as the center, the air press adjacent to the material kneaded and manufactured by the kneading apparatus 200 is used. It is possible to facilitate the introduction into the mold 1 of the apparatus 100. Further, a series of operations for operating the air compressor 300 to send air for operation to the air press device 100 can be easily performed at adjacent positions, and the material put into the mold by the air press device 100 can be efficiently used. Shock compression is possible.
  • a storage space 400 for storing auxiliary equipment such as the compression tool 410, the funnel 420, and the material storage container 430 is disposed with a work space 500 in the front-rear direction (the left-right direction of the track Tr) of the air press device 100. Therefore, the operator can use the work space 500 to share the same work flow line such as the introduction of the material from the kneading apparatus 200 into the mold 1 and the driving operation of the air compressor 300. Furthermore, incidental equipment used during these operations can be easily taken out and stored.
  • test piece manufacturing system of the present embodiment it is possible to improve the workability and easily reproduce the state in which the embankment material containing inorganic waste is reclaimed in the final disposal site.
  • the storage space 400 is a mounting table for mounting and storing the compression tool 410, the funnel 420, the material storage container 430, and the like, but is not limited to this. It may be a warehouse.

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Abstract

最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができるテストピースの製造システムおよび製造方法を提供する。 テストピースの製造システムは、トラックＴｒの荷台Ｚに設置されるシステムであって、材料が投入される型枠１と、型枠１内に投入された材料を衝撃圧縮するエアープレス装置１００と、型枠１内に投入される材料を混練して製造する混練装置２００と、エアープレス装置１００の作動用のエアーコンプレッサー３００（駆動用のエンジン３１０を含む）と、これらに付帯して用いられる付帯設備である圧縮具４１０、漏斗４２０および材料格納容器４３０などを載置収納する収納スペース４００とを備える。

Description

テストピースの製造システムおよびテストピースの製造方法
　本発明は、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの製造システムおよびテストピースの製造方法に関する。
　従来、この種のテストピースとしては、下記特許文献１および特許文献２に示すように、例えば石綿などの廃棄物とセメントに水と添加剤を加えて練り上げたＣＳＧ（Cement Sand and Gravel）材料を型枠に充填して成型させ、成型物の圧縮強度などを評価管理するＣＧＳ材料のテストピースを作製する方法が知られている。
特開２００８－２００５８６号公報 特開２００５－１７１７１号公報
　しかしながら、かかる従来のテストピースは、セメントを含むＣＳＧの評価に留まるものであり、最終処分場において無機廃棄物を埋め立てた状態を再現することは困難であった。
　そこで、本発明は、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができるテストピースの製造システムおよびテストピースの製造方法を提供することを目的とする。
　第１発明のテストピースの製造システムは、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの製造システムであって、
　前記盛土材および該盛土材を被覆する被覆材をそれぞれ混練して製造する混練装置と、
　着脱自在な上蓋を有する有底筒状の型枠と、
　前記型枠が固定可能な支持台を有し、該型枠内に段階的に投入された前記被覆材および盛土材を各段階において衝撃圧縮するエアープレス装置と、
　前記エアープレス装置を作動させるためのエアーコンプレッサーと、
　前記混練装置と前記型枠と前記エアープレス装置とに付帯して使用される付帯設備を収納する収納スペースと
を備え、
　前記混練装置と前記エアーコンプレッサーとが前記エアープレス装置を中心に左右方向に隣接して配置されると共に、前記収納スペースが前記エアープレス装置に対して前後方向に該エアープレス装置との間に作業スペースを空けて配置されることを特徴とする。
　かかる第１発明のテストピースの製造システムによれば、混練装置によりテストピースの材料となる盛土材および被覆材がそれぞれ混練して製造される。製造された盛土材および被覆材は型枠内に投入されるが、型枠はエアープレス装置の支持台に固定される。そのため、エアープレス装置の支持台を作業台として材料の投入作業を行うことができる。
　型枠内には、被覆材、盛土材そして被覆材の順に段階的に材料が投入され、投入された材料はエアープレス装置により各段階で衝撃圧縮される。かかる衝撃圧縮により、最終処分場においてそれぞれの材料が打設された状態を再現することができる。
　このとき、混練装置とエアーコンプレッサーとがエアープレス装置を中心に左右方向に隣接して配置されるため、混練装置で混練製造された材料を隣接するエアープレス装置の型枠内に投入し易くすることができる。さらに、エアーコンプレッサーを動作させてエアープレス装置に作動用のエアーを送る一連の動作が隣接位置で行い易く、エアープレス装置により型枠内に投入された材料を効率よく衝撃圧縮することができる。
　加えて、混練装置と型枠とエアープレス装置とに付帯して使用される付帯設備を収納する収納スペースがエアープレス装置の前後方向に作業スペースを空けて配置されるため、作業者は、作業スペースにより混練装置から型枠内への材料の投入およびエアーコンプレッサーの動作などの作業動線を同じくして容易に行うことができると共に、これらの作業時に使用される付帯設備も容易に取り出しおよび収納することができる。
　このように、第１発明のテストピースの製造システムによれば、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができる。
　ここで、無機廃棄物には、生ごみや廃プラスチック等のような一般廃棄物の焼却灰のほか、有害物質や放射性物質、さらにこれらの混合物が含まれる。
　第２発明のテストピースの製造システムは、第１発明においてテストピースの製造システムが貨物自動車の荷台に当該製造システムの左右方向が該貨物自動車の前後方向となるように設置されていることを特徴とする。
　かかる第２発明のテストピースの製造システムによれば、当該システムが貨物自動車の荷台に設置されているため、いずれの場所でも、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができる。
ここで、貨物自動車の荷台に当該システムを設置する場合には、荷台という限られたスペースであるため、作業動線が損なわれる虞があるが、前後方向に長い貨物自動車の荷台に、当該システムの左右方向を合わせることで、作業動線となる作業スペースを確保することができる。
　このように、第２発明のテストピースの製造システムによれば、いずれの場所でも、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができる。
　第３発明のテストピースの製造方法は、無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの製造方法であって、
　有底筒状の型枠内の底部に被覆材を投入し該被覆材を圧縮することにより、該被覆材を締め固めた下部キャッピング層を再現する第１工程と、
　前記第１工程により前記下部キャッピング層が再現された前記被覆材の上に、前記盛土材を積層させ該盛土材を圧縮することにより、該盛土材の圧密成形状態を再現する第２工程と、
　前記第２工程により圧密成形状態が再現された前記盛土材の上に、前記被覆材を投入し該被覆材を圧縮することにより、該被覆材を締め固めた上部キャッピング層を再現する第３工程と、
　前記第３工程により上部キャッピング層が再現された前記被覆材の上部を上蓋で固定する第４工程と
を備えることを特徴とする。
　かかる第３発明のテストピースの製造方法によれば、まず、第１工程では、枠内の底部に被覆材を投入しこれを圧縮することで、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材をシールドするキャッピング層のうち盛土材の下部に配置される下部キャッピング層が再現される。
　次に、第２工程では、下部キャッピング層が再現された被覆材の上に、実際に最終処分場において埋め立てられる盛土材と同じものを積層させ、これを圧縮することにより、最終処分場において、盛土材が圧密成形された状態が再現される。
　次に、第３工程では、圧密成形が再現された盛土材の上に被覆材を投入しこれを圧縮することで、最終処分場において盛土材をシールドするキャッピング層のうち盛土材の上部に配置される上部キャッピング層が再現される。
　次に、第４工程では、上部キャッピング層が再現された被覆材の上部を上蓋で固定することで、最終処分場において膨張抑制用の重しが設置された状態が再現される。
　これにより、製造されたテストピースは、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態となっており、例えば、上蓋を外した状態では、最終処分場の地表面の状態を再現することできる。
　このように、第３発明のテストピースの製造方法によれば、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができる。
　第４発明のテストピースの製造方法は、第３発明において、
　前記第１工程に先立って、前記型枠の内面に剥離用の樹脂材を配置する前処理工程を備えることを特徴とする。
　かかる第４発明のテストピースの製造方法によれば、前処理工程により型枠の内面に剥離用の樹脂材が配置されているため、テストピースを製造した後に、（そのテストピースの溶出試験や廃棄を行うために、）型枠からテストピースを容易に分離することできる。
　このように、第４発明のテストピースの製造方法によれば、テストピースの取り扱いを容易としつつ、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができる。
　第５発明のテストピースの製造方法は、第３または第４発明において、
　前記第４工程により前記上部キャッピング層が再現された前記被覆材を前記上蓋で固定させた状態で一定期間養生させた後、該上蓋および前記型枠を取り外す後処理工程を備えることを特徴とする。
　かかる第５発明のテストピースの製造方法によれば、後処理工程により、最終処分場において一定の養生期間を経過した後の無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができる。そのため、後処理工程を経て上蓋および型枠から取り外されたテストピースは、溶出試験などに用いることができる。
　このように、第５発明のテストピースの製造方法によれば、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができ、当該無機廃棄物を最終処分場に埋め立てた場合の影響を評価することが可能となる。
本実施形態のテストピースの製造システムを示す平面図。 図１のテストピースの製造システムの構成を示す説明図。 本実施形態のテストピースの製造方法に用いられる部材を示す分解斜視図。 本実施形態のテストピースの製造方法の工程を示すフローチャート。 図３の部材を組み立てた状態を示す斜視図。 ５のＶＩ－ＶＩ線断面図。 図３の部材を用いてテストピースを製造する様子を示す説明図。
　本発明の一実施形態としてのテストピースの製造システムについて説明する。
　図１および図２に示すように、テストピースの製造システムは、貨物自動車であるトラックＴｒの荷台Ｚに設置されるシステムであって、材料が投入される型枠１（図３を参照して後述する）と、型枠１内に投入された材料を衝撃圧縮するエアープレス装置１００と、型枠１内に投入される材料を混練して製造する混練装置２００と、エアープレス装置１００の作動用のエアーコンプレッサー３００（駆動用のエンジン３１０を含む）と、これらに付帯して用いられる付帯設備である圧縮具４１０、漏斗４２０および材料格納容器４３０などを載置収納する収納スペース４００とを備える。
　ここで、混練装置２００とエアーコンプレッサー３００とがエアープレス装置１００に対して左右方向に隣接して配置される。さらに収納スペース４００がエアープレス装置１００の前後方向に作業スペース５００を空けて配置される。
　以上が本実施形態のテストピースの製造システムの全体構成である。
　次に、各構成部材の詳細について説明する。
　図３に示すように、テストピースを製造するためには、型枠１と、底面樹脂材２と、側面樹脂材３と、天面樹脂材４と、上蓋５とを備える型枠部材が用いられる。
　型枠１は、有底筒状の形状であって、２つの鋼鉄製の半円筒体１Ａ，１Ｂを連結させることより構成される。２つの半円筒体１Ａ，１Ｂは、同一長さ、同一内径、同一肉厚（長さ３００ｍｍ、内径１１５．８ｍｍ、肉厚１２ｍｍ）の半円筒体であって、２つの半円筒体１Ａ，１Ｂを組み合わせて円筒形状となる位置で、互いの両端縁が連結される。
　より具体的には、２つの半円筒体１Ａ，１Ｂは、両端縁に形成された鍔部１１Ａ，１１Ａおよび１１Ｂ，１１Ｂを各々対面させた状態で、鍔部１１Ａ，１１Ａおよび１１Ｂ，１１Ｂに形成された貫通孔１２にボルトおよびナットを用いることで連結される（図５参照）。
　底面樹脂材２と側面樹脂材３と天面樹脂材４とは、型枠１および上蓋５の内面に配置される剥離用の樹脂材であって、本実施形態では、ポリカーボネイト樹脂が用いられる。
　すなわち、底面樹脂材２は、型枠１の底面１３の形状に対応した円形のフィルムであって、側面樹脂材３は、型枠１の内側面１４を展開した長方形のフィルムを円筒状に丸めたものであり、天面樹脂材４は、上蓋５の底面の形状に対応した円形のフィルムとなっている。
　上蓋５は、型枠１の上部を閉蓋する円盤状の形状であって、型枠１の外径よりも若干大な径となっている。
　さらに、上蓋５には、その中心から直上にねじり棒５０が延設されている。ねじり棒５０には、その側面に雄螺子溝（図示省略）が形成されている。また、ねじり棒５０は、その上側の他端に水平方向に左右に延びるハンドル５１が連結されている。
　また、上蓋５には、ねじり棒５０の雄螺子溝に螺合するナット部５２を挟むように屈曲した一対の支持片５３，５３が形成されており、支持片５３，５３の先端のフック部５４，
５４が、型枠１の外側面に設けられた係合部１５，１５に係合可能となっている。
　次に、図４～図６を参照して、本実施形態のテストピースの製造方法について説明する。
　図２に示すように、まず、被覆材および盛土材などの材料を製造する（図４／ＳＴＥＰ１０・・材料製造工程）。
　かかる材料製造工程では、混練装置２００Ａを被覆材製造用として、セメントに砂と水などを加えて練り上げたセメント混練物を被覆材として製造する。また、混練装置２００Ｂを盛土材製造用として、無機廃棄物にセメントと水とを加えて練り上げて試験用の盛土材を製造する。
　なお、かかる材料製造工程の具体的な作業において、混練装置２００Ａ,２００Ｂは、いずれも蓋部２１０を開けて内部にセメント等が投入され、蓋部２１０を閉じて一定時間混練した後、蓋部２１０を開けて製造された内容物が取り出される。そして、取り出された内容物は、材料格納容器４３０に移される。
　ここで、無機廃棄物は、例えば、最終処分場のおいて埋め立てられる焼却灰であって、焼却灰の種類によって、盛土材は、有害物質濃度が所定の基準値以下のＡ種盛土材と、有害物質濃度が所定の基準値を超えるＢ種盛土材とに分けられる。
　有害物質には、生ごみや廃プラスチック等のような一般廃棄物の焼却灰に含有される有害物質（ダイオキシン類）や重金属のほか放射性物質などが含まれ、いずれか１つの濃度の基準値（例えば放射性物質であれば、放射能量が１００Ｂｑ／ｋｇ）を超えるか否かによりＡ種無機廃棄物とＢ種廃棄物とが区別される。
　なお、本実施形態において、Ａ種無機廃棄物は、種々の有害物質濃度がそれぞれ所定の基準値以下である廃棄物であるが、（基準値に拘らず）Ｂ種無機廃棄物に対して単純に有害物質濃度が低い廃棄物としてもよい。
　次に、作業者は、予め２つの半円筒体１Ａ，１Ｂをボルトナットにより連結させて型枠１を組み立てた上で、型枠１の内面に剥離用の樹脂材を配置する（図４／ＳＴＥＰ２０・・前処理工程）。
　かかる前処理工程では、型枠１の底面１３に底面樹脂材２を載置し、型枠１の内側面１４に側面樹脂材３を円筒状に丸めて配置する。この状態を図５（ａ）に示す。
　この図５（ａ）の状態において、作業者は、型枠１内に被覆材を投入しこれを圧縮する（図４／ＳＴＥＰ２１・・第１工程）。
　かかる第１工程では、図６に模式的に示すように、型枠１内の底部に被覆材Ｘ１が投入され、これが衝撃圧縮されることにより、被覆材Ｘ１を締め固めた下部キャッピング層が再現される。
　被覆材Ｘ１は、材料格納容器４３０から、漏斗４２０を用いることで漏れなく型枠１内へ投入される（以下、材料の型枠１内への投入は、同様に、材料格納容器４３０から漏斗４２０を用いることにより行われる）。
　被覆材Ｘ１の圧縮には、エアープレス装置１００が用いられる。そのため、少なくとも第１工程～第４工程は、エアープレス装置１００の支持台１１０に型枠１を固定することにより行われる。
　エアープレス装置１００は、エアーコンプレッサー３００から供給チューブ３２０を介して供給される圧縮空気により、ハンドル１２０の上下動に対応して加圧部１３０が上下動する。このとき、加圧部１３０のストロークには限界があるため、型枠１の底部の被覆材Ｘ１を圧縮するためには、ピストン形状の圧縮具４１０のうち、図７（ａ）に示すように、ストローク長い圧縮具４１０Ａが用いられる。なお、圧縮具４１０Ａ～４１０Ｃは、いずれも先端のピストン部分が同一（外径１０６ｍｍ）であって、ストローク長が異なっている。
　ここで、エアープレス装置１００を用いることにより、加圧部１３０が動作速度が速く、継続的な加圧を行う場合と異なり、打ち付けるような衝撃的な加圧が可能となる。これにより、被覆材Ｘ１に対して、１回当たり２５ｔの圧力を複数回に亘って加圧することができ、最終処分場において下部キャッピング層として打設された状態を再現することができる。
　なお、ここで再現される下部キャッピング層は、実際の最終処分場では、複数階層化されているため、１層下側の階層の上部キャッピング層に相当するものである。
　次に、作業者は、下部キャッピング層が再現された被覆材Ｘ１の上に、予めＳＴＥＰ１０で製造しておいた盛土材を積層させ、該盛土材を圧縮する（図４／ＳＴＥＰ２２・・第２工程）。
　かかる第２工程では、図６に模式的に示すように、型枠１内で下部キャッピング層が再現された被覆材Ｘ１の上に、盛土材Ｙ１を積層させ、盛土材Ｙ１を圧縮することにより、最終処分場における盛土材Ｙ１の圧密成形状態が再現される。
　盛土材Ｙは、図７（ａ）～（ｃ）に順番に示すように、型枠１内への投入とエアープレス装置１００による衝撃圧縮とが繰り返されることにより、複数層に圧密成形される。このとき、盛土材Ｙの積層状態（積層高さ）に応じて、圧縮具４１０のうち、図７（ａ）～（ｃ）に順番に示すように、ストローク長い圧縮具４１０Ａからストロークの短い圧縮具４１０Ｂおよび４１０Ｃが適宜選択して用いられる。
　なお、盛土材Ｙは、同一のものを用いても圧密成形状態を再現してもよいが、最終処分場での処分状況に合わせて、図６において、盛土材Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３の一部を異なる種類の盛土材としてもよい。
　例えば、盛土材Ｙ１およびＹ２を、有害物質濃度が所定の基準値を超えるＢ種盛土材とし、盛土材Ｙ３を、有害物質濃度が所定の基準値以下のＡ種盛土材としてもよい。これにより、Ｂ種盛土材をＡ種盛土材で覆う最終処分場での処分状況をテストピースに反映させることができる。
　次に、作業者は、圧密成形状態が再現された盛土材Ｙの上に被覆材Ｘ２を投入して、これを圧縮する（図４／ＳＴＥＰ２３・・第３工程）。
　かかる第３工程では、図６に模式的に示すように、圧密成形が再現された盛土材Ｙの上に、被覆材Ｘ１と同じ被覆材Ｘ２を投入しこれを圧縮することで、最終処分場において盛土材Ｙをシールドする上部キャッピング層が再現される。なお、ここでも、被覆材Ｘ２の圧縮にはエアープレス装置１００が用いられる。
　次に、作業者は、上部キャッピング層が再現された被覆材Ｘ２に天面樹脂材４を被せた上で、上蓋５で固定する（図４／ＳＴＥＰ２４・・第４工程）。
　具体的には、図５（ｂ）に示すように、上蓋５を型枠１上に載置し、一対の支持片５３，５３のフック部５４，５４が、型枠１の係合部１５，１５に係合する位置とする。この状態で、ハンドル５１を回転させることで、ねじり棒５０に連結された上蓋５が一対の支持片５３，５３に対して下方に変位し、型枠１上に固定される。
　図６に断面図で示すように、上部キャッピング層が再現された被覆材Ｘ２の上部を上蓋５で固定することで、盛土材Ｙ１～Ｙ３が膨張した場合にも上蓋５によりこれが加圧抑制される。そのため、かかる第４工程によれば、最終処分場において膨張抑制用の重しが設置された状態が再現される。
　次に、作業者は、上蓋５を型枠１上に固定させた状態で一定期間養生させた後、上蓋５および型枠１を取り外す（図４／ＳＴＥＰ２５・・後処理工程）。
　このとき、型枠１および上蓋５と製造されたテストピースとの間にはいずれも、底面樹脂材２、側面樹脂材３および天面樹脂材４が存在しているため、テストピースが型枠１や上蓋５に固着することがなく、上蓋５および型枠１を容易に取り外すことができる。
　かかる後処理工程では、上蓋５を型枠１上に固定させた状態で一定期間養生させることで、最終処分場において膨張抑制用の重しが設置された状態で一定期間養生させた状態を実現することできる。そのため、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現することができる。
　以上が、本実施形態のテストピースの製造方法であり、かかるテストピースの製造方法によれば、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材Ｙを埋め立てた状態を再現することができる。
　そのため、作業者は、ＳＴＥＰ２５の後処理工程を経て上蓋５および型枠１から取り外されたテストピースを用いて、溶出試験などの各種試験や評価を行うことができる（図４／ＳＴＥＰ３０）。これにより、当該無機廃棄物を受け入れて最終処分場に埋め立てた場合の影響を予め評価することが可能となる。
　実際に、本実施形態のテストピースの製造方法により製造されたテストピースを試験・評価した結果、一軸圧縮強度は、２２．０９［ＭＮ／ｍ２］であり、これは、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材Ｙを埋め立てた場合と同等である。ここからも、テストピースが、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材Ｙを埋め立てた状態を再現できていることが確認されている。
　さらに、本実施形態のテストピースの製造方法を行う製造システムは、貨物自動車であるトラックの荷台に設置されているため、いずれの場所でも、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができる。
　さらに、混練装置２００とエアーコンプレッサー３００とがエアープレス装置１００を中心に左右方向（トラックＴｒの前後方向）に隣接して配置されるため、混練装置２００で混練製造された材料を隣接するエアープレス装置１００の型枠１内に投入し易くすることができる。さらに、エアーコンプレッサー３００を動作させてエアープレス装置１００に作動用のエアーを送る一連の動作が隣接位置で容易に行うことができ、エアープレス装置１００により型枠内に投入された材料を効率よく衝撃圧縮することができる。
　加えて、圧縮具４１０，漏斗４２０、材料格納容器４３０などの付帯設備を収納する収納スペース４００がエアープレス装置１００の前後方向（トラックＴｒの左右方向）に作業スペース５００を空けて配置されているため、作業者は、作業スペース５００により混練装置２００から型枠１内への材料の投入およびエアーコンプレッサー３００の駆動作業などの作業動線を同じくすることができる。さらに、これらの作業時に使用される付帯設備も容易に取り出しおよび収納することができる。
　このように、本実施形態のテストピースの製造システムによれば、作業性を向上させて、最終処分場において無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を簡易に再現することができる。
　なお、本実施形態において、収納スペース４００は、圧縮具４１０、漏斗４２０および材料格納容器４３０などを載置収納する載置台となっているが、これに限定されるものではなく、収納棚や収納庫などであってもよい。
１…型枠、１Ａ，１Ｂ…半円筒体、２…底面樹脂材、３…側面樹脂材、４…天面樹脂材、５…上蓋、Ｘ１，Ｘ２…被覆材、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３…盛土材、１００…エアープレス装置、１１０…支持台、２００Ａ，２００Ｂ…混練装置、３００…エアーコンプレッサー、４００…収納スペース、４１０Ａ，４１０Ｂ,４１０Ｃ…圧縮具（付帯設備）、４２０…漏斗（付帯設備）、４３０…材料格納容器（付帯設備）、５００…作業スペース。

Claims (5)

  1. 　無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの製造システムであって、
    　前記盛土材および該盛土材を被覆する被覆材をそれぞれ混練して製造する混練装置と、
    　着脱自在な上蓋を有する有底筒状の型枠と、
    　前記型枠が固定可能な支持台を有し、該型枠内に段階的に投入された前記被覆材および盛土材を各段階において衝撃圧縮するエアープレス装置と、
    　前記エアープレス装置を作動させるためのエアーコンプレッサーと、
    　前記混練装置と前記型枠と前記エアープレス装置とに付帯して使用される付帯設備を収納する収納スペースと
    を備え、
    　前記混練装置と前記エアーコンプレッサーとが前記エアープレス装置を中心に左右方向に隣接して配置されると共に、前記収納スペースが前記エアープレス装置に対して前後方向に該エアープレス装置との間に作業スペースを空けて配置されることを特徴とするテストピースの製造システム。
  2. 　請求項１記載のテストピースの製造システムが貨物自動車の荷台に当該製造システムの左右方向が該貨物自動車の前後方向となるように設置されていることを特徴とするテストピースの製造システム。
  3. 　無機廃棄物を含む盛土材を埋め立てた状態を再現するテストピースの製造方法であって、
    　有底筒状の型枠内の底部に被覆材を投入し該被覆材を圧縮することにより、該被覆材を締め固めた下部キャッピング層を再現する第１工程と、
    　前記第１工程により前記下部キャッピング層が再現された前記被覆材の上に、前記盛土材を積層させ該盛土材を圧縮することにより、該盛土材の圧密成形状態を再現する第２工程と、
    　前記第２工程により圧密成形状態が再現された前記盛土材の上に、前記被覆材を投入し該被覆材を圧縮することにより、該被覆材を締め固めた上部キャッピング層を再現する第３工程と、
    　前記第３工程により上部キャッピング層が再現された前記被覆材の上部を上蓋で固定する第４工程と
    を備えることを特徴とするテストピースの製造方法。
  4. 　請求項３記載のテストピースの製造方法において、
    　前記第１工程に先立って、前記型枠の内面に剥離用の樹脂材を配置する前処理工程を備えることを特徴とするテストピースの製造方法。
  5. 　請求項３または４記載のテストピースの製造方法において、
    　前記第４工程により前記上部キャッピング層が再現された前記被覆材を前記上蓋で固定させた状態で一定期間養生させた後、該上蓋および前記型枠を取り外す後処理工程を備えることを特徴とするテストピースの製造方法。
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