(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを含有する廃水から骨材を分離して得られたスラリーであって、凝結遅延剤が添加されているスラリーを脱水処理して得られたセメントスラッジに、カルシウムアルミネートシリケートに、石こうを配合したセメント硬化促進剤を添加して固化させることを特徴とするセメント廃棄物の固化再利用方法。
【請求項２】
カルシウムアルミネートシリケートと石こうとからなるセメント硬化促進剤が、カルシウムアルミネートシリケート１００重量部に対し、石こう２０ないし２００重量部が配合されていることを特徴とする請求項１記載のセメント廃棄物の固化再利用方法。
【請求項３】
廃水処理して得られたセメントスラッジが含水率３０ないし７０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載するセメント廃棄物の固化再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、アジテーター車の洗浄廃水、セメントやコンクリート容器の洗浄廃水、ヒューム管製造時に排出されるいわゆるノロ、その他のセメントを含有する廃水中に含まれるセメント成分を、固化して充分な強度を付与してセメント建設廃材、好ましくはより大きい圧縮強度を有する素材として利用するセメント廃棄物の固化再利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アジテーター車その他のモルタルやコンクリート容器の洗浄廃水、遠心力成形により発生するノロ、戻りコンクリート等のセメントを含有する廃棄物は水を加えてスラリーとし、骨材を分離し、しかる後脱水して含水率を低下させ粘土状にして産業廃棄物として特殊処理していた。
【０００３】
一方、セメントと骨材と水を混練した流動性のセメントモルタルやコンクリート等のセメント混練材料は、水を加えて混練後一定時間内に使用しないと水和が完了して使用不可能になり、廃棄せざるを得ない状態になる。
このような資源の無駄を排除するため、セメントを水と混練後、セメントやコンクリートの使用が延期された場合には、凝結遅延剤を添加して硬化を防止し、後日の使用に対処する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セメントを含有する廃棄物に、セメントの水和が未だ完了する前に凝結遅延剤を添加すれば、長期間セメントの活性を維持することができる。したがって、骨材を分離した後のセメント含有廃棄物は、未だセメントが活性を有している状態にあるのでこれを固化させれば、条件によっては充分な強度を発現する可能性がある。
従来、産業廃棄物として手間を要する廃棄処分に付さねばならなかったセメント含有廃棄物を固化させ、高強度を発現させれば建設廃材、好ましくはより高度の使用目的に供することが可能であり、セメント含有廃棄物の高強度硬化体を得る技術が求められていた。
【０００５】
本発明に上記課題を解決することを目的とし、その構成は、セメントを含有する廃水から骨材を分離して得られたスラリーであって、凝結遅延剤が添加されているスラリーを、含水率３０〜７０％に脱水処理して得られたセメントスラッジに、セメント硬化促進剤、特に、カルシウムアルミネートシリケートと石こうとからなり、カルシウムアルミネートシリケート１００重量部に対し、石こう２０〜２００重量部配合されているセメント硬化促進剤を添加して固化させることを特徴とする。
【０００６】
セメント混練容器やアジテーター車に付着した未だ流動性を有するモルタルやコンクリートの洗浄水や、遠心力成形により排出されるセメント含有成分である、いわゆるノロ等はスラリー状になって得られる。このセメントを含有する廃棄物に凝結遅延剤を添加して、セメントの硬化を阻止した状態で骨材を除去、分離した廃棄物中のセメントはなお活性を維持している。
本発明は、このセメントを含有し、骨材を除去され、凝結遅延剤を添加されたスラリー状の廃棄物を、可及的に脱水した後、カルシウムアルミネートシリケートと石こうとからなる硬化促進剤を添加して固化させ、建設廃材、その他の用途に有効に使用するものである。すなわち、凝結遅延剤と本発明の特定の硬化促進剤との相乗効果により、廃水中のセメント成分を固化再利用することに成功したものである。
【０００７】
活性を失ったセメント含有廃水は比較的水と分離し易いが、未硬化のセメントを含有する廃水は水分を分離し難い。しかしながら、凝結遅延剤を加えて活性を維持したセメントスラリーから可及的に水分を分離し、スラッジ状とした後、このスラッジにカルシウムアルミネートシリケートと石こうとからなる硬化促進剤を添加することにより、骨材を添加しない状態でスラッジを短時間に固化させ、しかも充分な強度を発現させることができる。これらの固化物は建設廃材として使用することができる。
更に、脱水率を向上させたり、固化させるにあたりセメント、高炉スラグその他の成分を添加させればより高い圧縮強度の固化物を得ることができ、高強度を要する用途に使用できるばかりでなく、粉砕して骨材としても使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるセメントを含有するスラリーとは、アジテーター車やセメント混練容器、その他の流動性を有するセメント混練物と接触する機械、器具、容器等の洗浄廃水、更には、コンクリートの遠心成形の際に発生する高セメント含有率の廃棄物、いわゆるノロ等も包含される。
更に、アジテーター車毎、使用されることなく戻ってきた、いわゆる残コンや戻りコンも水、好ましくは凝結遅延剤を含有する水と共にアジテーター車から洗い出して本発明の処理すべきスラリーとすることができる。すなわち、未水和のセメントを含有する廃水は全て包含され、その濃度は特に限定がない。
【０００９】
本発明のスラリーは凝結遅延剤を添加されたものである。添加時期は排出直後でも、多少時間が経過してからでもよいが、セメントが未だ活性を維持している間である。アジテーター車の洗浄廃水の場合には、洗浄水に混合して使用すればこの時点から水和を防止することができる。
凝結遅延剤としては、セメント混練材料の凝結を遅延させる効果を有する物質であれば特に限定はないが、グルコン酸、クエン酸、酒石酸或いはこれらの塩などのオキシカルボン酸系凝結遅延剤が好ましい。凝結遅延剤はスラリー中のセメントに対し０.0５〜５％、好ましくは０．１〜２％である。一般には凝結を遅延させるべき期間は１日程度で良いが２〜３日後でもよい。０.0５％未満では凝結を遅延させる効果がほとんどなく、５％を越えると遅延剤が無駄に浪費される。一般には、凝結遅延剤は１０〜３０％水溶液として添加される。
【００１０】
本発明におけるスラッジとは、上記スラリーを脱水して可及的に含水率を低下させたものである。スラリーには凝結遅延剤が添加されているため、スラッジもまた次の工程までセメントを活性な状態で維持することができる。
【００１１】
本発明においては、凝結遅延剤を添加したスラリーから骨材を除去する。スラリーが濃厚であると骨材が分離され難いので、０．５〜５％程度のスラリーとして、スクリュートロンメル、スクリュー型分離機、振動篩、その他の分離機を使用して分離する。
また、骨材を除去した後、凝結遅延剤を添加してもよい。この場合にはセメントの水和が過度に進行し過ぎないように、廃水が発生した後骨材除去までにあまり時間が経過していないことを要する。
【００１２】
骨材除去後のスラリーはその固形分のほとんどがセメントであると考えられる。このスラリーを濃縮するが、セメントが水和していると脱水効率が高く、フィルタープレス等を使用すると含水率２０〜３０％程度にまで濃縮できる。しかしながら、未水和のセメントを主成分とするスラリーは、セメントと一体化している結合水以外の水分のみが除去されるため脱水し難く、一般に含水率３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％程度である。
【００１３】
脱水方法は特に限定はないが、放置して上澄水を除去する方法、吸引ロ過する方法などがある。また、脱水槽の内側に透水性素材からなる層を間隙を保って設け、この透水性素材を透過してくる水分を除去して、１日程度で結合水以外の水を容易に除去することができる。好ましくは、間隙を保って透水性の二重槽を内側に設ければよい。
【００１４】
本発明で使用する硬化促進剤は、石灰石、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、食塩、カルシウムアルミネートシリケートに石こうを配合した硬化促進剤が挙げられるが、カルシウムアルミネートシリケートに石こうを配合した硬化促進剤が特に好ましい。
カルシウムアルミネートシリケートは、その組成領域が、
ＣａＯ：６０〜３０重量％、Ａｌ2Ｏ ：２０〜６０重量％、
ＳｉＯ2：  ５〜２５重量％であり、
好ましくは、ＣａＯ：５５〜３０重量％、Ａｌ2Ｏ ：３０〜６０重量％、
ＳｉＯ2：  １０〜２０重量％である。
【００１５】
ＣａＯが３０重量％未満或いはＡｌ2 Ｏ3 が６０重量％を越えると急硬性が劣り、逆にＣａＯが６０重量％を越え或いはＡｌ2 Ｏ3 が２０重量％未満であると、大量の凝結調整剤を添加しても瞬結して作業性の点から好ましくない。また、ＳｉＯ2 が５重量％未満であるとポルトランドセメント中の３ＣａＯ・ＳｉＯ2 の水和が極端に遅れるため長期的な強度の伸びを期待できず、逆に２５重量％を越えると初期強度が小さい。
カルシウムアルミネートシリケートはガラス転移点を示すものが好ましく、少なくとも５０重量％以上がガラス転移点を示すものであるとより好ましい。
【００１６】
カルシウムアルミネートシリケートには石こうを配合する。石こうは二水石こう、半水石こう、II型無水石こう、III 型無水石こう等であり、作業性や初期強度発現性の点からII型無水石こうが特に優れており、通常ブレーン比表面積で３０００ｃｍ2 ／ｇ以上の粉砕物が使用される。
石こうの配合量はカルシウムアルミネートシリケート１００重量部に対し、２０〜２００重量部、好ましくは５０〜１５０重量部である。２０重量部未満では石こうを添加した効果が現れず、２００重量部を越えると未反応の石こうによる膨張のために長期的に強度の低下が起こる。
【００１７】
好ましい硬化促進剤の添加量は、セメント１００重量部に対し、０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部であり、カルシウムアルミネートシリケートに上記の量の石こうを配合した硬化促進剤の５０〜７０％スラリーを使用する。
硬化促進剤の量がセメント１００重量部に対し０．５重量部未満であると固化物の１日〜３日強度が不十分である。
【００１８】
【実施例】
実施例１
アジテーター車を凝結遅延剤を含有する洗浄水を用いて洗浄した。グルコン酸ナトリウムの０．３ｋｇ／１ｍ3 水溶液を洗浄水として用いた。現実にはグルコン酸ナトリウムの２０％水溶液を水に溶解して用いた。
このスラリーからスクリュートロンメルにより骨材を除去した。得られた骨材除去スラリーの固形分（主としてセメント）含有量は３．０ｇセメント／リットルスラリーであった。このスラリーを１日放置後、吸引ロ過して脱水したところ水分含有率約６０％のスラッジが得られた。
このスラッジを表１に示す量のカルシウムアルミネートシリケートと石こうとからなる硬化促進剤を、６０％スラリーの状態で添加混練し、１日後、３日後及び７日後の圧縮強度を測定した。その結果を表１に示した。
更に３日放置後に硬化促進剤を添加し、混練して固化させた場合の１日後、３日後及び７日後の圧縮強度を測定し、その結果を表１に併記した。
【００１９】
比較例１
アジテーター車を凝結遅延剤を含有しない通常の水で洗浄した以外は実施例１と同様にしてスラッジを固化させた。本比較例においては吸引ロ過により得られたスラッジ濃度は約６２％であった。
このスラッジを実施例１と同様に処理して１日後、３日後及び１４日後の圧縮強度を測定し、表１に併記した。更に、凝結遅延剤を添加、吸引ロ過後３日放置したスラッジを実施例１と同様にして固化し、３日後の圧縮強度を測定し、その結果を表１に併記した。
表１から明らかなように、本発明により従来産業廃棄物として特殊処理されていたセメント含有廃棄物が、わずか１日で高強度の固化物となって有効に再利用される。
【００２０】
【表１】
0003670394.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
本発明は凝結遅延剤を添加したセメント含有スラリーを含水率４０〜７０％に濃縮し、硬化促進剤を添加することにより、１日で５〜１０Ｎ／ｍｍ2 程度の圧縮強度の固化物が容易に得られ、道路の下、擁壁の裏等に使用される建設廃材としての用途に供することができる。すなわち、従来、産業廃棄物としての特殊処理にゆだねていた廃棄物を有価物として有効に再利用することができる。