(57)【要約】    【課題】  既存の製造設備を用い、型を用いることなく、簡単に砂を球状の小石状に固化することができる球状固化物及びその製造方法を提供する。    【解決手段】  粘性土と、砂と、固化材とを回転体中に収容し、回転体を回転させながら回転体中に水を加える。粘性土は平均粒径が５ｍｍ以下の粒状であって、活性白土又はゼオライトの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含むものが好ましい。固化材は粉末状であって、焼成カオリン又はタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏又は軽焼マグネシアを含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有するのが好ましい。    【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性土と、砂と、固化材とを回転体中に収容し、前記回転体を回転させながら前記回転体中に水を加えることを特徴とする球状固化物の製造方法。
【請求項２】
前記粘性土は平均粒径が５ｍｍ以下の粒状であって、活性白土又はゼオライトの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１記載の球状固化物の製造方法。
【請求項３】
前記粘性土は、粒径０．０７５ｍｍ〜２ｍｍの砂分を２０〜４０％、粒径０．００５ｍｍ〜０．０７５ｍｍのシルト分を３０〜６０％、粒径０．００５ｍｍ未満の粘土分を１０〜４０％含んでいることを特徴とする請求項１記載の球状固化物の製造方法。
【請求項４】
前記固化材は粉末状であって、焼成カオリン又はタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏又は軽焼マグネシアを含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の球状固化物の製造方法。
【請求項５】
前記砂は、建設残土，真砂土，関東ローム質土壌，火山灰，汚泥，フライアッシュ，焼却灰，粉末系廃棄物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の球状固化物の製造方法。
【請求項６】
前記水は、海水又は河川・湖沼の水であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の球状固化物の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の球状固化物の製造方法により得られたことを特徴とする球状固化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂を球状に固化した球状固化物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の土砂を主骨材として利用して固化物を得る方法としては、例えば特許文献１に開示されるように、固化材、水および主骨材を含有してなる突き固め材料を配合し、圧力と振動を加えて、材料全体を固形化する方法が知られている。この方法によれば、短時間で低コスト、かつ簡便に、割れにくく高密度の石様固形物が得られるというものである。
【特許文献１】特開２００１−２０６７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この方法では圧力と振動を加えるための専用の製造装置が必要であり、汎用性に欠けるという問題があった。また、所定の形状に成形するためには、型を用意する必要がある。したがって、砂を固めて不定形の小石状に成形するなど、特に正確な形状に成形する必要のない場合であっても型を用意しなければならず、不経済であった。
【０００４】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、既存の製造設備を用い、型を用いることなく、簡単に砂を球状の小石状に固化することができる球状固化物及びその製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の球状固化物の製造方法は、粘性土と、砂と、固化材とを回転体中に収容し、前記回転体を回転させながら前記回転体中に水を加えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２記載の球状固化物の製造方法は、請求項１において、前記粘性土は平均粒径が５ｍｍ以下の粒状であって、活性白土又はゼオライトの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３記載の球状固化物の製造方法は、請求項１において、前記粘性土は、粒径０．０７５ｍｍ〜２ｍｍの砂分を２０〜４０％、粒径０．００５ｍｍ〜０．０７５ｍｍのシルト分を３０〜６０％、粒径０．００５ｍｍ未満の粘土分を１０〜４０％含んでいることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４記載の球状固化物の製造方法は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記固化材は粉末状であって、焼成カオリン又はタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏又は軽焼マグネシアを含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５記載の球状固化物の製造方法は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記砂は、建設残土，真砂土，関東ローム質土壌，火山灰，汚泥，フライアッシュ，焼却灰，粉末系廃棄物のいずれかであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６記載の球状固化物の製造方法は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記水は、海水又は河川・湖沼の水であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７記載の球状固化物は、請求項１〜６のいずれか１項記載の球状固化物の製造方法により得られたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粘性土と、砂と、固化材とを回転体中に収容し、前記回転体を回転させながら前記回転体中に水を加えることによって、既存の製造設備を用い、型を用いることなく、簡単に砂を球状の小石状に固化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明における粘性土とは、水分を多く含み粘性を有する土のことをいう。この粘性土としては、天然の粘性土と、人工的に合成された粘性土に区別される。
【００１４】
天然の粘性土としては、砂質シルト分に富んだ粘性土が好適に用いられる。この砂質シルト分に富んだ粘性土としては、粒径０．０７５ｍｍ〜２ｍｍの砂分を２０〜４０％、粒径０．００５ｍｍ〜０．０７５ｍｍのシルト分を３０〜６０％、粒径０．００５ｍｍ未満の粘土分を１０〜４０％含んでいるものが好ましく用いられる。砂質シルト分に富んでいることで、吸水性が高く水分を多く含むことができるので、本発明の球状固化物の製造方法に好適に用いることができる。
【００１５】
人工的に合成された粘性土としては、含水複合化合物などを好適に用いることができる。なお、含水複合化合物とは、水分を多く含み、複数の金属の酸化物からなる無機物であって、例えば、アルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含むものである。このアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトは、活性白土やゼオライトなどの生産過程で発生する副生成分として得ることができるものである。
【００１６】
活性白土やゼオライトなどの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含む含水複合化合物を用いることによって、廃棄物となる副生成物を有効利用できるだけでなく、この含水複合化合物は吸水性が高く本発明の球状固化物の製造方法に極めて好適に用いることができる。
【００１７】
なお、本発明に用いられる粘性土は、上記の活性白土やゼオライトなどの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含む含水複合化合物に限定されない。
【００１８】
また、平均粒径が５ｍｍ以下の粒状の粘性土を用いることによって、小石大、すなわち直径が１０〜３０ｍｍ程度の、扱いやすい大きさの球状固化物を得ることができる。
【００１９】
本発明における砂とは、特定の種類の砂に限定されるものではない。砂とは、一般に径が０．０７５ｍｍ〜２ｍｍまでの岩石の粒子をいうが、さらに径の小さいシルトも本発明の砂に含まれるものとする。なお、シルトの径は、０．００５ｍｍ〜０．０７５ｍｍとされている。この砂としては、玉砂利，建設残土，真砂土，関東ローム質土壌，火山灰などのほか、浄水場の汚泥砂や浚渫汚泥などの汚泥，フライアッシュ，焼却灰，粉末系廃棄物などの廃棄物を用いることもでき、廃棄物の有効利用をも図ることができる。
【００２０】
本発明における固化材とは、特定の固化材に限定されるものではないが、速やかに球状固形物を製造するために、粉末状であって、焼成カオリン又はタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏又は軽焼マグネシアを含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有するのが好ましい。
【００２１】
なお、本発明の固化材としては、Ｓｉ−Ａｌ−Ｃａ系固化材、Ｓｉ−Ｍｇ系固化材、Ｓｉ−Ｃａ系固化材などを含む、セメント系固化材、石灰系固化材、石膏系固化材、フライアッシュ系固化材などの無機系固化材、その他、有機系固化材など、公知のものを使用することができる。
【００２２】
なお、焼成カオリン又はタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏又は軽焼マグネシアを含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有する固化材は、以下の利点を有する。
【００２３】
吸水性硬化促進材に含まれる焼成カオリン又はタルクは、極めて高い吸水効果を発揮し、水硬性固結化材に含まれる半水石膏又は軽焼マグネシアの水和反応による固結化を促進する。また、半水石膏又は軽焼マグネシアの水和反応によって、硬化助材に含まれる焼成ケイ砂が固化されることで、より強固な硬化が達成される。さらに、団粒化促進材に含まれるアニオン系ポリアクリルアミドの作用により、吸水性硬化促進材，水硬性固結化材，硬化助材の作用により形成された粒子同士が結合して、より大きな粒子となる団粒化が促進される。
【００２４】
本発明における水とは、純水や特定の成分を含有する水に限定されるものではなく、海水，河川・湖沼の水，雨水，水道水など、いずれも好適に用いることができる。
【００２５】
そして、本発明の球状固化物の製造方法は、粘性土と、砂と、固化材とを回転体中に収容し、前記回転体を回転させながら前記回転体中に水を加えるものである。回転体を回転させながら回転体中に水を加えることによって、砂の粒子間に滲み込んだ水が固化材を溶解させて砂の粒子同士が凝集し、一方、砂よりも水の吸収の早い含水複合化合物はケーキ状となってこれが核となり、この粘性土の周りに砂の凝集体が成長して球状固化物が生成するものと推察される。
【００２６】
なお、回転体としては、回転ドラムなど既知の機械的回転体を用いることができる。このように、本発明の球状固化物の製造方法は特別の装置を用いることなく実施できるため、極めて経済性に優れる。また、回転体としてはコンクリートミキサー車を好適に用いることができ、コンクリートミキサー車を用いる場合には移動性に優れ、場所を選ばずに球状固化物を製造することができるという利点を有する。
【００２７】
このように、本発明の球状固化物の製造方法によれば、粘性土と、砂と、固化材とを混合し、水を加えながら攪拌することによって、既存の製造設備を用い、型を用いることなく、簡単に砂を球状の小石状に固化することができる。
【００２８】
また、本発明の球状固化物は、粘性土と、砂と、固化材とを混合し、水を加えながら攪拌することによって製造されたものであって、小石大、すなわち直径が１０〜３０ｍｍ程度の球状に形成されたものは、クレー舗装の舗材として用いることができる。本発明の球状固化物をクレー舗装の舗材として用いることにより、極めて水はけがよく耐久性の優れた舗装が達成でき、歩道，サイクリングロード，スポーツグラウンドなどの施工に好適である。また、本発明の球状固化物は保水性が優れるので、舗装に使用することによってヒートアイランド現象の抑制にも寄与することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【実施例１】
【００３０】
実容積２ｍ3の小型コンクリートミキサー車に、３００Ｌ（３９０ｋｇ）の砂と、３００Ｌ（２４０ｋｇ）の粘性土と、１９０Ｌ（１９０ｋｇ）の固化材を投入し、ミキサーを回転させて混合した。
【００３１】
なお、砂としては山砂を使用した。また、粘性土としては、活性白土やゼオライトなどの生産過程で発生する副生成分としてのアルナイト，非晶質ケイ酸塩，Ａ型ゼオライトを含む平均粒径が５ｍｍ以下の粒状の含水複合化合物を用いた。また、固化材としては、粉末状であって、焼成カオリン及びタルクを含む吸水性硬化促進材と、半水石膏を含む水硬性固結化材と、焼成ケイ砂を含む硬化助材と、アニオン系ポリアクリルアミドを含む団粒化促進材を含有するものを使用した。本実施例で用いた粘性土の性状と化学組成をそれぞれ表１，表２に、固化材の性状，無機成分の化学組成をそれぞれ表３，表４に示す。
【００３２】
【表１】
2006027944.tif 000002
【００３３】
【表２】
2006027944.tif 000003
【００３４】
【表３】
2006027944.tif 000004
【００３５】
【表４】
2006027944.tif 000005
【００３６】
つぎに、ミキサーを回転させながら１５８Ｌ（１５８ｋｇ）の水を、水中ポンプを用いて徐々に投入した。投入完了後、ミキサーを１０〜１５分程度回転させると、直径が１０〜３０ｍｍ程度の小石状の球状の固化物が形成した。
【００３７】
この固化物をミキサーから排出した。気温１７℃で１〜２時間程度放置すると、乾燥してほぼ完全に固化した。
【００３８】
以上のように、コンクリートミキサー車を用いて、粘性土と、砂と、固化材とを混合し、水を加えながら攪拌するだけで、簡単に球状固化物を製造することができた。
【実施例２】
【００３９】
実施例１で得た球状固化物を地面に敷き均し、転圧した。２日後、転圧した箇所は固くなっており、球状の固化物も固い状態のままであった。このように、本実施例の球状固化物は、クレー舗装に好適に用いることができることが確認された。