(57)【要約】【課題】建設現場等で残留した生コンクリートを、アジテータ車を用いて簡便に新たな混合物に改質できるとともに、アジテータ車のドラム内部の洗浄を行うことができる残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法を提供する。【解決手段】アジテータ車１０のドラム１１に残留した生コンクリート１を収容した状態で、繊維が絡み合った構造を有する粒状の流動性低下剤２をドラム１１に投入し、ドラム１１の内部に生コンクリート１と流動性低下剤２とを収容した状態にする。そして、生コンクリート１と流動性低下剤２とを収容したアジテータ車１０のドラム１１を回転させることにより、生コンクリート１と流動性低下剤２とを撹拌混合して塊状体４を形成し、ドラム１１の開口部１２から形成した塊状体４を排出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
残留した生コンクリートと、繊維が絡み合った構造を有する粒状の流動性低下剤とを収容したアジテータ車のドラムを回転させることにより、前記生コンクリートと前記流動性低下剤とを撹拌混合して塊状体を形成し、前記ドラムの開口部から前記塊状体を排出させることを特徴とする残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法。
【請求項２】
前記繊維が親水性ポリマーを含有している請求項１に記載の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法。
【請求項３】
前記親水性ポリマーがセルロースである請求項２に記載の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法。
【請求項４】
前記生コンクリートと撹拌混合する前記流動性低下剤の重量を前記生コンクリートに含有されている水分の重量の５％以上１７％以下にする請求項３に記載の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法。
【請求項５】
前記流動性低下剤をアルカリ溶解紙で形成された袋に入れたままの状態で、前記ドラムの内部に投入する請求項１〜４のいずれかに記載の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法に関し、さらに詳しくは、建設現場等で残留した生コンクリートを、アジテータ車を用いて簡便に新たな混合物に改質できるとともに、アジテータ車のドラム内部の洗浄を行うことができる残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造工場で作られた生コンクリート（以下、生コン）を建設現場に輸送する手段として荷台部分に回転可能なドラムを備えたアジテータ車（トラックミキサ、生コン車）が利用されている。建設現場などでは、施工の途中で生コンが不足すると作業が滞るため、実際に使用する量よりも若干多くの生コンを搬入することが一般的である。それ故、建設現場等では多少の生コンが残留する。
【０００３】
残留した生コンは生コン工場に戻されて、洗浄処理によってスラッジ水と細骨材と粗骨材とに分別される。この洗浄処理には多くの労力とコストを要する。残留した生コンをアジテータ車の外部に排出して固化させた後に砕いて、砕石状にして廃棄処理する方法もあるが、破砕作業には多大な時間と労力を要する。
【０００４】
一方、アジテータ車に対しては、ドラムの内部にホースを用いて水を流し込み、水が入った状態のドラムを回転させて、生コンが付着しているドラム内を洗浄している。また、定期的に作業員がドラムの内部に入り、ドラムの内壁やミキシングブレードに付着して固まってしまったコンクリートの塊をヘラなどを用いて手作業で取り除いている。ドラム内を効果的に洗浄する方法としては、水を高圧で噴射してドラム内を洗浄する方法が提案されているが、この場合には大がかりな装置が必要となる（例えば、特許文献１参照）。また、この方法では、ドラム内を洗浄した後に多くの汚水が発生するため、汚水の処理も問題となる。
【０００５】
ところで、建設現場で得られた掘削土などを改良するために用いる流動性低下剤が提案されている（特許文献２、３参照）。この流動性低下剤は、繊維が絡み合った構造を有する粒状物を含んでいて、掘削土に混合すると土中の水分や土粒子が繊維の絡み合いにより形成された空隙に物理的に拘束される。この特性により、掘削土を実用上十分な強度を有する補強用改良土に改良することができる。本願発明者らは、この流動性低下剤の特性に注目し、種々の検討の結果、本願発明を創作するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１９５４４６号公報
【特許文献２】特許第５９３１２６７号公報
【特許文献３】特許第５９５９７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、建設現場等で残留した生コンクリートを、アジテータ車を用いて簡便に新たな混合物に改質できるとともに、アジテータ車のドラム内部の洗浄を行うことができる残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法は、残留した生コンクリートと、繊維が絡み合った構造を有する粒状の流動性低下剤とを収容したアジテータ車のドラムを回転させることにより、前記生コンクリートと前記流動性低下剤とを撹拌混合して塊状体を形成し、前記ドラムの開口部から前記塊状体を排出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、残留した生コンクリートと流動性低下剤とを収容したアジテータ車のドラムを回転させて両者を撹拌混合するだけで両者が渾然一体になった塊状体を製造することができる。このようにして生コンクリートを改質した塊状体は埋立材などとして有効利用できる。しかも、建設現場等で残留した生コンクリートの処理にもなるというメリットがある。さらには、塊状体を製造する過程では、回転するドラムの内部で流動性低下剤とドラムの内壁やミキシングブレードに付着している生コンクリートとが混じり合い、徐々に塊状体として成長してゆく。生コンクリートは塊状体の構成部材として取り込まれるため、ドラムの内壁やミキシングブレードから除去されてドラム内部が洗浄される。これに伴い、アジテータ車の洗浄に要する時間と労力を大幅に低減することができる。生コンクリートに含まれている水分を利用して塊状体を製造するため、追加的に水を使用する必要がない、或いは、水を追加する場合にも水の使用量は著しく少量で済み、汚水はほとんど発生しない。
【００１０】
前記流動性低下剤を構成する繊維の主体がセルロース等の親水性ポリマーであると、多数の親水基を有しているので、繊維により形成された連通性空隙に侵入した生コンクリートに含有されている水分と繊維との間に電気的な引力が作用する。そのため、連通性空隙に進入した水が拘束されるので、生コンクリートの流動性が低下して塊状体を製造し易くなる。
【００１１】
さらに、前記生コンクリートと撹拌混合する前記流動性低下剤の重量を前記生コンクリートに含有されている水分の重量の例えば、５％以上１７％以下にすると、塊状体をより製造し易くなる。
【００１２】
前記流動性低下剤をアルカリ溶解紙で形成された袋に入れたままの状態で、前記ドラムの内部に投入することもできる。粒状の流動性低下剤は飛散し易いが、袋に入れた状態とすることで流動性低下剤の飛散を防止できる。アルカリ溶解紙で形成された袋はアルカリ性の生コンクリートによって溶解するので、流動性低下剤を袋に入れたままの状態で投入しても袋が残存することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】生コンクリートを収容した状態のアジテータ車のドラムに流動性低下剤を投入する状況をドラム内部を透視して側面視で例示する説明図である。
【図２】生コンクリートと流動性低下剤とを収容したドラムを回転させて撹拌混合を行っている状況をドラム内部を透視して側面視で例示する説明図である。
【図３】製造した塊状体をドラムの外部に排出させた状態をドラム内部を透視して側面視で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の残留した生コンクリートを用いた混合物の製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。尚、図１〜３では、アジテータ車のドラムの内部を可視化して破線で示している。
【００１５】
図１に示すように、アジテータ車１０で建設現場等に生コンクリート１（以下、生コン１という）を搬入した後には、多少の生コン１が残留する。本発明では、この残留した生コン１と、従来掘削土などの改良に使用される流動性低下剤２を巧みに利用して埋立材や盛土材などとして利用可能な塊状体を製造する。
【００１６】
アジテータ車１０は、荷台部分に生コン１を収容する回転可能な筒状のドラム１１を備えている。ドラム１１は、ドラム筒軸方向をアジテータ車１０の車体前後方向に向けて配置されていて、本体後側を前側よりも高くして傾斜状態で車体に設置されている。ドラム１１の上方側（図１〜３のドラム１１の左上側）には開口部１２が設けられており、ドラム１１の内部にはドラム１１の内壁面に沿って螺旋状のミキシングブレード１３（以下、ブレード１３という）が配設されている。
【００１７】
ドラム１１を一方向に回転させるとドラム１１の内部に収容された生コン１がドラム１１の下方側（図中のドラム１１の右下側）に押し込まれつつブレード１３によって撹拌され、ドラム１１を他方向に回転させるとブレード１３によって生コン１がドラム１１の上方側に送り出されて開口部１２から生コン１が排出される構成となっている。開口部１２の上側にはドラム１１の内部に生コン１や生コン１の材料を投入するための開口部１２に連通する投入部１４（ホッパ）が設けられており、開口部１２の下側には開口部１２から排出された生コン１を荷卸し位置に導くための開口部１２に連通する排出部１５（スクープ、シュート）が設けられている。
【００１８】
図１に示すように、本発明では、まず、アジテータ車１０のドラム１１に残留した生コン１を収容した状態で、流動性低下剤２をドラム１１に投入し、ドラム１１の内部に生コン１と流動性低下剤２とを収容した状態にする。
【００１９】
本発明で使用する流動性低下剤２は、繊維が絡み合った構造を有する粒状物（粉状物）である。この粒状物は、平均粒子径が３００μｍ以下であり、ＢＥＴ法による比表面積が０．２５ｍ２／ｇ以上１００ｍ２／ｇ以下、或いは、（１−かさ密度／真密度）×１００で計算される空隙率が５０％以上であり、ＢＥＴ法による比表面積が０．２５ｍ２／ｇ以上１００ｍ２／ｇ以下である。ここでいう平均粒子径は、光学顕微鏡下で測定した粒子径の平均値である。
【００２０】
流動性低下剤２を構成する繊維としては、例えば、親水性ポリマーを含有するものが好ましい。親水性ポリマーとしては、例えば、セルロースやポリビニルアルコール、ポリアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、ポリアクリル酸等が挙げられる。この繊維としては、生分解性や中性域のｐＨ（例えば、ｐＨ８前後）を有し、低環境負荷性に優れる点からセルロースが好ましい。流動性低下剤２は、例えば、シュレッダー屑や古紙等の紙片をミルによって粉砕することで得ることができる。
【００２１】
流動性低下剤２は、任意成分として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、カオリン（Ａｌ４Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８）、タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）等の無機充填剤を含んでもよい。
【００２２】
この実施形態では、アルカリ溶解紙で形成された袋３に流動性低下剤２を入れて密閉している。そして、流動性低下剤２を袋３に入れたままの状態で投入部１４からドラム１１の内部に投入している。アルカリ溶解紙は、ポリビニルアルコール紙やポリビニルアルコールコート紙などのアルカリ性水溶液に溶解する材料であり、生コン１はアルカリ性である。それ故、アルカリ溶解紙で形成された袋３はドラム１１内に入って生コン１と接触すると溶解する。即ち、流動性低下剤２を袋３に入れたままの状態で投入してもドラム１１内に袋３が残存することはない。
【００２３】
粒状の流動性低下剤２は飛散し易いが、このように流動性低下剤２を袋３に入れた状態で取り扱うことで流動性低下剤２の運搬時やドラム１１への投入時などに流動性低下剤２が飛散することを防止することができる。さらに、アルカリ溶解紙で形成された袋３を用いることにより、流動性低下剤２を袋３に入れたままの状態で投入部１４から投入することが可能となるので、流動性低下剤２をドラム１１に投入する作業の効率化を図ることができる。
【００２４】
流動性低下剤２は所定の重量毎（例えば、５ｋｇや１０ｋｇ）に袋３に小分けにして予め用意しておくとよい。流動性低下剤２を袋３に小分けにしておくことで、ドラム１１に投入する流動性低下剤２の重量を把握し易くなるので、現場における流動性低下剤２の計量が不要となる。流動性低下剤２を追加する場合などにも流動性低下剤２の分量調整を容易に行うことができる。
【００２５】
次いで、図２に示すように、生コン１と流動性低下剤２とを収容した状態のドラム１１を一方向に回転させることにより、ドラム１１の内部で生コン１と流動性低下剤２とを撹拌混合する。
【００２６】
生コン１と流動性低下剤２とが撹拌混合されると、生コン１を構成する水やセメントの粒子が流動性低下剤２の綿状構造内の連通性空隙を満たしていた空気を極小空気（バブル）化し、これらの空気とともに、連通性空隙に物理的に拘束される。流動性低下剤２がセルロース等の親水性ポリマーを含有する場合には、親水性ポリマーが持つ多数の親水基によって、水分子と空隙を構成する繊維との間に電気的な引力が作用し、連通性空隙に進入した水がより強く拘束される。そして、生コン１の材料であるセメントの粒子や骨材が流動性低下剤２によってまとめられて、生コン１と流動性低下剤２とが渾然一体となった塊状体４が形成される。
【００２７】
塊状体４が製造される過程では、回転するドラム１１の内部で流動性低下剤２とドラム１１の内壁やブレード１３に付着している生コン１とが混じり合い、徐々に塊状体４として成長してゆく。ドラム１１の内壁やブレード１３に付着していた生コン１は塊状体４の構成部材として取り込まれるため、ドラム１１の内壁やブレード１３から除去される。塊状体４が成長してゆく過程で、塊状体４がドラム１１の内壁やブレード１３に衝突することによっても、ドラム１１の内壁やブレード１３に付着している生コン１が除去される。
【００２８】
生コン１と流動性低下剤２の混合比率は、テスト混合等によって適切な比率を設定する。流動性低下剤２がセルロースの場合は、生コン１と撹拌混合する流動性低下剤２の重量は、例えば、生コン１に含有されている水分の重量の５％以上１７％以下、より好ましくは８％以上１３％以下にする。生コン１と流動性低下剤２とをこの配合割合にすることで、塊状体４をより製造し易くなる。撹拌混合する流動性低下剤２の重量を生コン１に含有されている水分の重量の５％よりも小さくした場合には、流動性低下剤２によって生コン１の水分を十分に吸収しきれずに生コン１が塊状にまとまり難くなる。一方で、撹拌混合する流動性低下剤２の重量を生コン１に含有されている水分の重量の１７％よりも大きくした場合には、流動性低下剤２が過量となる可能性がある。
【００２９】
生コン１と流動性低下剤２とを撹拌混合する際のドラム１１の回転速度は、ドラム１１の大きさや、生コン１の重量、生コン１が含有する水分量などに応じて適宜決定できるが、生コン１を搬送する際の通常の回転速度よりも高速に回転させるとよい。具体的には例えば、ドラム１１の回転速度を２０〜３０ｒｐｍ（回転毎分）程度に設定する。
【００３０】
生コン１と流動性低下剤２とを撹拌混合する時間は、ドラム１１の大きさや、生コン１の重量、生コン１が含有する水分量などに応じて適宜決定することができる。具体的には、例えば、残留した生コン１の容積が１ｍ３程度であれば、撹拌混合時間は２分〜５分程度である。生コン１と流動性低下剤２との撹拌混合が十分に進み、概ね全ての生コン１が塊状体４になると、塊状体４がドラム１１の内壁などに衝突する音が生じるので、その衝突音から撹拌混合を終えるタイミングを判断することもできる。
【００３１】
残留した生コン１の流動性が低い場合には、ドラム１１内に流動性低下剤２を投入する前に、ドラム１１の内部に少量の水を追加することもできる。水を追加してドラム１１を回転させることで、生コン１の流動性を高めることができ、ドラム１１の内壁やブレード１３に付着した生コン１を除去し易い状態にすることができる。この場合には、残留した生コン１に含有されていた水分量と追加した水の重量とを加味して、添加する流動性低下剤２の重量を決定するとよい。
【００３２】
次いで、図３に示すように、ドラム１１内の生コン１が概ね全て塊状体４に形成された後に、ドラム１１を他方向に回転させて開口部１２から塊状体４をドラム１１の外部に排出させる。製造される塊状体４の粒径は、例えば、数ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。製造された塊状体４は、例えば、埋立地を形成する際の埋立材や盛土材、或いは場内の作業用仮設材や、捨てコンクリート下の割栗石、舗装下の路盤材などとして利用することができる。ドラム１１から塊状体４を排出し終えると、ドラム１１の内壁やブレード１３に付着していた生コン１は塊状体４に改質されて概ね除去された状態となる。
【００３３】
このように、本発明によれば、残留した生コン１と流動性低下剤２とを収容したアジテータ車１０のドラム１１を回転させて両者を撹拌混合するだけで両者が渾然一体になった塊状体４を製造することができる。塊状体４は埋立材や盛土材などとして有効利用できる。しかも、建設現場等で残留した生コン１を短時間で容易に処理できるというメリットもある。
【００３４】
さらには、塊状体４を製造する過程では、回転するドラム１１の内部で流動性低下剤２とドラム１１の内壁やブレード１３に付着している生コン１が塊状体４の構成部材として取り込まれるため、付着していた生コン１がドラム１１の内壁やブレード１３から除去されてドラム１１の内部が洗浄される。また、塊状体４がドラム１１の内壁やブレード１３に衝突することによっても、ドラム１１の内壁やブレード１３に付着している生コン１が効果的に除去される。これに伴い、アジテータ車１０の洗浄に要する時間と労力を大幅に低減することができる。ドラム１１の洗浄に使用する水量も従来に比べて大幅に削減することが可能となり、ドラム１１の内部を水で洗浄した後に生じる汚水も大幅に削減することができる。
【００３５】
また、本発明では生コン１に含まれている水分を利用して塊状体４を製造するため、追加的に水を使用する必要がない、或いは、水を追加する場合にも水の使用量は著しく少量で済む。シュレッダー屑や古紙等の紙片を粉砕して得られた流動性低下剤２を用いることで、再生資源の有効活用にも寄与する。
【００３６】
さらに、流動性が高い生コン１をそのまま運搬する場合には、運搬手段がアジテータ車１０に限定されるが、本発明では生コン１を固体の塊状体４に改質することができるので、製造した塊状体４を通常のトラックなどで運搬することも可能となる。塊状体４の粒径は小さいので、運搬時の積み込み作業や荷出し作業も容易に行うことができる。
【００３７】
なお、上記の実施形態では、流動性低下剤２を投入した後にドラム１１を回転させる場合を例示したが、生コン１が収容されているドラム１１を回転させた状態で流動性低下剤２を投入し、撹拌混合することもできる。また、例えば、一度ドラム１１から排出した後に余った生コン１を再びドラム１１内に戻すような場合には、ドラム１１の外側で生コン１に流動性低下剤２を加えた後に、生コン１と流動性低下剤２とを伴にドラム１１に投入することもできる。また、袋３を用いずに、流動性低下剤２を直接ドラム１１に投入する構成にすることもできる。
【実施例】
【００３８】
含水量や含水率が異なる６つの生コンクリート（以下、生コンという）のサンプルについて、塊状体を製造するのに適した流動性低下剤の添加量の分析を行った。具体的には、生コンと流動性低下剤とをアジテータ車のドラムの内部で撹拌混合する実験をそれぞれの生コンサンプルに対する流動性低下剤の分量を変えて複数回行い、その複数回行った実験結果から塊状体を製造するのに過不足ない流動性低下剤の分量を確認した。表１は、それぞれの生コンサンプルの構成と、それぞれの生コンサンプルについて適切であった流動性低下剤の添加重量を示している。
【００３９】
この実験では、シュレッダー屑（ＢＥＴ法による比表面積０．２３ｍ２）をミルによって粉砕して形成した粒状物（粉状のセルロース）を流動性低下剤として使用した。粒状物の平均粒子径は２００μｍであり、粒状物のＢＥＴ法による比表面積は１．６ｍ２／ｇであった。粒状物の真密度は１．９ｇ／ｃｍ３であり、粒状物のかさ密度は、０．２５ｇ／ｃｍ３であった。粒状物の空隙率は（１−０．２５／１．９）×１００≒８７％であった。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
実験を行った結果、塊状体を製造するために適切な流動性低下剤の量は生コンの含水量に大きく依存することが判明した。即ち、流動性低下剤の適切な添加量は、生コンに含有されている水分の重量と流動性低下剤の重量との重量比率に基づいて設定できることがわかった。換言すると、生コンに含まれるセメント、骨材、混和剤などの量は、流動性低下剤の添加量を決定する際にはほとんど考慮する必要がない。表１の重量比率（Ｃ／Ａ）の結果から生コンと撹拌混合する流動性低下剤の重量は、生コンに含有されている水分の重量の５％以上１７％以下、より好ましくは８％以上１３％以下程度に設定すると流動性低下剤の過不足なく塊状体を製造できる。
【００４２】
また、別の実験において４０リットルの生コンの処理に要する時間を、本発明の製造方法で塊状体を形成する場合と、従来の残留した生コンをアジテータ車の外部に排出して固化させた後に砕いて砕石状にする場合とで比較した。その結果、本発明の製造方法では、砕石状にする従来の方法に比して、生コンの処理に要する時間を７５％程度短縮できることが確認できた。
【符号の説明】
【００４３】
１  生コンクリート
２  流動性低下剤
３  袋
４  塊状体
１０  アジテータ車
１１  ドラム
１２  開口部
１３  ミキシングブレード
１４  投入部
１５  排出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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