(57)【要約】 【課題】  精度良く強度をコントロールすることができる流動性埋戻し材を提供する。【解決手段】  土木建築工事における埋戻し、裏込め、盛土等に使用される流動性埋戻し材を、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とから構成し、これらを混合・混練して得る。改良土は、残土と生石灰とから構成し、これらを混合して粒状に形成されたものとする。コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造する。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木建築工事における埋戻し、裏込め、盛土等に使用される流動性埋戻し材であって、
前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、
前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、
前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材。
【請求項２】
請求項１に記載の流動性埋戻し材において、前記コンクリートスラッジ微粉末に対する前記水の重量比は２５０〜８００％であることを特徴とする流動性埋戻し材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流動性埋戻し材において、前記改良土は、前記生石灰が前記残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そしてそして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものであることを特徴とする流動性埋戻し材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築工事における、いわゆる埋戻し、裏込め、盛土等に適用される流動性埋戻し材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木建設工事においては、基礎等の地中工作物を施工した後でその周りに土を埋め戻す埋戻し、擁壁の背面等に土砂を詰める裏込め、敷地に土を搬入して地盤を形成する盛土、等が実施される。このような埋戻し、裏込め、盛土等においては、いわゆる流動性埋戻し材が利用されている。流動性埋戻し材には、例えば地中工作物を施工したときに発生した発生土、つまり残土を利用することができる。このような残土は、一般的に水を含んだスラリー状の汚泥、あるいは土塊になっており、水硬化性硬化材が添加されて混合され流動性埋戻し材として利用されている。水硬化性硬化材は、高炉セメントＢ種が利用されることが多いが、他の水硬化性硬化材が利用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７４６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７２７１８号公報
【特許文献３】特許第４４７２７７６号公報
【０００４】
特許文献１には、水を多量に含む残土に、普通ポルトランドセメントとフライアッシュセメントとからなる水硬化性硬化材を所定の割合で混合した流動性埋戻し材が記載されている。普通ポルトランドセメントとフライアッシュセメントは８：２〜３：７の重量割合で混合し、これをスラリー状の残土１ｍ３当たり３０〜７０ｋｇ混合し、フロー値が１０ｃｍ以上になるようにしている。この流動性埋め戻し材は流動性が高いので比較的狭い場所にも入り込んで隙間無く充填できる。
【０００５】
スラリー状の汚泥、あるいは土塊からなる残土を処理して改良土を製造し、この改良土から流動性埋め戻し材を製造することもできる。特許文献２にはこのような流動性埋戻し材が記載されている。特許文献２に記載の方法によると、残土に対して生石灰又は生石灰を主体とした土質改良材を１０〜３００ｋｇ／ｍ３配合して混合し、これを破砕して粒度を揃えて改良土を製造する。このようにして製造された改良土を材料として水と水硬化性硬化材を配合し流動性埋戻し材を得る。特許文献２によると、水硬化性硬化材はポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントが利用できると説明されている。このようにして製造された流動性埋戻し材はブリージング率が低く品質が安定しており、流動性が高く、充填性に優れている。
【０００６】
ところで特許文献３には、流動性埋戻し材ではないが、残コンクリートや戻りコンクリートから残コンクリートや戻りコンクリートから、セメント分を含んだ微粉末、いわゆるコンクリートスラッジ微粉末を製造する方法が記載されている。この方法においては、残コンクリートや戻りコンクリートに所定の水を加えてスラリー状被処理物を得る。そしてスラリー状被処理物から砂利、砂等を分離してスラッジ水を得、さらに湿式サイクロンによってスラッジ水を処理して微砂分を除去し、濃縮スラッジ水を得る。この濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかけて脱水ケーキを得、横型の回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを連続的に供給し、回転ドラムには同時に熱風を供給して、脱水ケーキの破砕と乾燥とを実質的に同時に実施し、そして他方の端部から連続的にコンクリートスラッジ微粉末を得るようになっている。従って、均一で高品質のコンクリートスラッジ微粉末を回収することができる。このようなコンクリートスラッジ微粉末は、例えば地盤改良材に利用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の流動性埋戻し材のように、水を多量に含む残土に、普通ポルトランドセメントとフライアッシュセメントとからなる水硬化性硬化材を所定の割合で混合しても流動性埋戻し材は製造できる。また特許文献２に記載の流動性埋戻し材のように、スラリー状の汚泥、あるいは土塊からなる残土を処理して一旦改良土を製造し、この改良土から流動性埋め戻し材を製造することもできる。いずれの流動性埋戻し材についても優れた点はあるが、解決すべき問題も見受けられる。まず、特許文献１に記載の流動性埋戻し材の場合には、掘り出した残土をそのまま材料として利用できるので製造が容易であるという利点はあるが、残土はスラリー状の汚泥もあるし土塊もあり、水分量にバラツキがあるので、水と水硬化性硬化材の比つまり水セメント比は安定しない。そうすると、硬化時の強度が安定しないという欠点がある。水硬化性硬化材の配合によっては、埋戻ししてもスラリー状のままで全く硬化しないこともあるし、硬化しすぎて掘り返しができなくなることもあり、問題がある。特許文献２に記載の流動性埋戻し材は、スラリー状の汚泥あるいは土塊からなる残土をそのまま材料とせず、これに生石灰からなる土質改良材を添加して粒度を揃えた改良土を得、この改良土を材料としている。つまり乾燥した状態の改良土を材料としている。従って、このような改良土と、ポルトランドセメント、高炉セメント等の水硬化性硬化材と、水とから流動性埋戻し材を製造すると、水セメント比を正確に調整できる。そうすると、流動性埋戻し材の硬化時の強度をある程度コントロールできるはずである。一般的に強度は、水硬化性硬化材の種類と、水セメント比とによって決定されるからである。しかしながら、後で「発明を実施するための形態」において説明する実験から明らかになるように、特許文献２に記載の流動性埋戻し材はある程度は強度のコントロールはできるが、精度良くコントロールすることが難しいという問題がある。一般的な流動性埋戻し材の強度、すなわち材齢２８日の一軸圧縮強度は２００〜２，０００ｋＮ／ｍ２であって比較的強度の範囲が広いが、埋戻し後比較的日数が経過した後においても掘返しを予定している場合には、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００〜５００ｋＮ／ｍ２になるように、つまり比較的小さい強度の範囲になるようにコントロールする必要がある。しかしながら特許文献２に記載の流動性埋戻し材においては、２つの理由によって小さい強度の範囲のコントロールが難しいという問題がある。まず第１の理由は、使用している改良土が、それのみで所定の強度が発現してしまうからである。改良土は、いわゆるポゾラン反応によって、生石灰と残土中の粘土鉱物の化学反応によって結合材の作用を奏するアルミン酸カルシウム等の化合物が生成される。このため改良土と水のみから流動性埋戻し材を製造したとしても、材齢２８日の一軸圧縮強度が１００〜２００ｋＮ／ｍ２になることもある。そうすると、前記した小さい強度の範囲で強度をコントロールしたい場合には、水硬化性硬化材によって発現する強度をその分だけ小さくする必要がある。それには水と水硬化性硬化材の重量比、つまり水セメント比を十分に大きくしなければならないが、水を多量に使用すると硬化しなくなる問題があり調整が難しい。第２の理由は、ポルトランドセメント、高炉セメント等の水硬化性硬化材は、強度の発現が強すぎる点である。つまり、水セメント比の変化に対して、発現する強度の変化が大きすぎるので、強度の微調整が難しいからである。ところで、流動性埋戻し材に対しては、工事現場の状況によって、さらに厳密に強度のコントロールが要求される場合もある。つまり強度が発現するタイミングと、そのときにおける強度の範囲が指定される場合がある。例えば、埋戻し１５日後にボーリングを実施するので、そのときに一軸圧縮強度が２００〜３００ｋＮ／ｍ２になるようにしたい、という要求がある。この場合には材齢２８日の一軸圧縮強度が３５０〜４５０ｋＮ／ｍ２になるようにコントロールすれば、ちょうど埋戻し１５日後に所望の強度になる。さらに短期間経過後に所望の狙った範囲で強度が必要になる場合もある。例えば、埋戻しの２日後において、その上を比較的重量がある工事用車両を走行させたい等である。この場合には、例えば２日後において一軸圧縮強度が少なくとも２００ｋＮ／ｍ２になることが必要であり、そのためには材齢２８日において一軸圧縮強度が５００〜８００ｋＮ／ｍ２になるようにコントロールする必要がある。このように流動性埋戻し材を埋戻すときには、所望のタイミングにおいて所望の狙った範囲で強度が発現するように精度良くコントロールしたいが、特許文献２に記載の流動性埋戻し材では精度良くコントロールすることは難しい。
【０００８】
本発明は上記したような問題点を解決する、流動性埋戻し材を提供することを目的としている。つまり、所望のタイミングで所望の範囲の強度が発現するように精度良く強度をコントロールすることができる流動性埋戻し材を提供することを目的としている。なお、本発明には他の目的もあり、その利用が必ずしも十分であるとは言えないコンクリートスラッジ微粉末について、適切な利用分野を見いだし、それによって資源の再利用に益することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を解決するために、土木建築工事における埋戻し、裏込め、盛土等に使用される流動性埋戻し材を、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とから構成し、これらを混合・混練して得る。改良土は、残土と生石灰とから構成し、これらを混合して粒状に形成されたものとする。コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造する。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、土木建築工事における埋戻し、裏込め、盛土等に使用される流動性埋戻し材であって、前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流動性埋戻し材において、前記コンクリートスラッジ微粉末に対する前記水の重量比は２５０〜８００％であることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の流動性埋戻し材において、前記改良土は、前記生石灰が前記残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そしてそして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明は、土木建築工事における埋戻し、裏込め、盛土等に使用される流動性埋戻し材を対象としている。流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものである。そして改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものである。従って、まず改良土は十分に含水比が低下した状態であることが保証される。これは残土に水分が含まれていても生石灰との反応によって水が消費され、さらに水和反応時の発熱で蒸発するからである。含水比が小さい改良土を利用するので、流動性埋戻し材において、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を正確にコントロールすることができる。つまり発現する強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明においては、コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものである。このようなコンクリートスラッジ微粉末から製造される流動性埋戻し材は、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を大きく変化させても、発現する強度の変化は緩やかになる。つまり発現させたい強度のコントロールが容易になる。ところで改良土は、いわゆるポゾラン反応によって結合材の作用を奏するアルミン酸カルシウム等の化合物が生成され、それ自体が強度を発現することになるが、コンクリートスラッジ微粉末によって発現する強度は小さいので、本発明に係る流動性埋戻し材は比較的小さな強度の範囲で、その強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明によると、残コンクリート等から回収されたコンクリートスラッジ微粉末を有効利用できるので、資源の再利用の促進という効果も得られる。他の発明によると、流動性埋戻し材においてコンクリートスラッジ微粉末に対する水の重量比は２５０〜８００％である。このように流動性埋戻し材を構成すると、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００〜１，０００ｋＮ／ｍ２の範囲で調整が可能になる。さらに他の発明によると、流動性埋戻し材において、改良土は、生石灰が残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そしてそして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものである。この発明によると改良土の品質が安定するので、このような改良土から流量性埋戻し材を製造すると、さらに精度良く強度のコントロールが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る流動性埋戻し材に使用される改良土の製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係る流動性埋戻し材に使用されるコンクリートスラッジ微粉末の回収工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る流動性埋戻し材と、高炉セメントＢ種から製造した従来の流動性埋戻し材について、いわゆる水セメント比とフロー値の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る流動性埋戻し材と、高炉セメントＢ種から製造した従来の流動性埋戻し材について、いわゆる水セメント比とブリーティング率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る流動性埋戻し材と、高炉セメントＢ種から製造した従来の流動性埋戻し材について、いわゆる水セメント比と材齢２８日の一軸圧縮強度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る流動性埋戻し材は、工事現場で発生した発生土つまり残土をそのまま使用しない。また結合材として従来のセメント、つまり普通ポルトランドセメント、高炉セメント等は使用しない。使用するのは、残土から所定の処理によって製造された改良土と、残コンクリートまたは戻りコンクリートから所定の処理によって回収されたコンクリートスラッジ微粉末である。まず、改良土について説明する。
【００１４】
工事現場においては、例えば地中工作物の建設に先だって地盤を掘削したり、コンクリート杭を施工するときに地盤を穿孔する。このような工事に伴って大量の発生土つまり残土が発生する。残土は、礫、砂、粘土等からなり、比較的大きな石や地中に埋設されていた人工物の破片等を含む場合もあり、その組成は現場毎に異なっている。また含水比も残土によって異なっており、残土の品質は一定ではない。このような残土を、図１に示されているように処理して、含水比が小さく品質が安定した改良土を製造する。まず、工事現場で発生した残土をダンプトラック等によって所定のプラントに搬送する。
【００１５】
（１）残土選別工程
残土から、これに含まれる石、人工物の破片等のゴミを取り除く。次いで、所定の目開きの篩を利用して、礫、粒径の大きい砂利を分離する。篩下を次の工程に送る。
（２）生石灰混合工程
残土選別工程で処理された残土と生石灰とをミキサに投入し、混合・攪拌する。生石灰の配合率は残土の含水比に応じて調整するが、概ね残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３の割合で配合するようにする。生石灰を配合・混合・攪拌することによって、残土中の水分が生石灰と反応して消費される。すなわち水和反応によって生石灰が消石灰になるときに水分が消費され、またこの水和反応による発熱で水分が蒸発する。これによって、残土は比較的乾いた状態になる。ところで生石灰を配合することによる効果は他にもある。まず生石灰のカルシウムイオンが粘土粒子表面に吸着されることによって粘土粒子同士が団粒化し易くなる効果が得られる。また、いわゆるポラゾン反応により、生石灰と粘土鉱物が長期にわたって化学反応を起こしてアルミン酸カルシウム等の化合物が生成される。これが結合材の作用を奏することになり流動性埋戻し材に使用されるとき、その強度が高まる効果が得られる。さらには、生石灰の一部が残土中の炭酸、炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムになり、これによって強度を増大させる効果も得られる。このように生石灰を配合することによって残土は含水比が小さくなり、そして品質が改善されると共に安定することになる。
（３）振動篩工程
生石灰混合工程で処理された残土を振動篩により選別する。本実施の形態においては、篩の目開きは１０ｍｍ程度とし、その篩下を得る。すなわち改良土が製造される。
【００１６】
次に、コンクリートスラッジ微粉末について説明する。コンクリートを打設する建設現場では、必要なコンクリートをレディミクストコンクリート工場に発注する。レディミクストコンクリート工場において、普通ポルトランドセメントと、砂利、砂等の骨材と、水と、混和剤とを強制練りミキサによって練混ぜてコンクリートを製造する。製造されたコンクリートはアジテータトラックによって建設現場に搬送する。このように搬送されたコンクリートは、使用されないで一部が残ったり、受け入れ検査で不合格になったりする場合がある。このようなコンクリートは、残コンクリートあるいは戻りコンクリートとして、アジテータトラックによってレディミクストコンクリート工場に戻され、あるいは他の処理設備に送られる。残コンクリートまたは戻りコンクリートは、所定の回収設備によって、図２に示されているように、所定の回収工程によって処理される。
【００１７】
回収工程は、スラリー化工程、分離工程、脱水工程、破砕・乾燥工程からなるが、これらについて説明する。
（１）スラリー化工程
残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリー化し、セメント分が加えられた水に十分に溶け込むようにする。このようなスラリーには、アジテータトラックのミキサを洗浄した洗浄排水や、レディミクストコンクリート工場における洗浄排水が含まれていてもよい。
（２）分離工程
分離工程は、スラリー化工程で得られたスラリーから骨材等の固形分を除去する工程である。本実施の形態においては、分離工程は骨材分離工程と、微砂分除去工程とからなる。分離工程は、目開きの異なる複数の振動篩によって実施され、スラリー化工程で得られたスラリーを順次処理して砂利、砂等の骨材を分離する。回収された骨材は、再利用に供するために粒径に応じて所定のビンに送られる。骨材が分離されて残った篩下は、セメント分が含まれているスラッジ水になっている。微砂分除去工程は、本実施の形態においては湿式サイクロンによって実施され、スラッジ水から微細な砂、つまり微砂分を除去する工程である。この工程によって微砂分が除去されたスラッジ水は、次の脱水工程で処理されてもよいし、あるいはスラリー化工程において他の残コンクリートや戻りコンクリートをスラリー化する水として再利用されてもよい。後者のようにするとスラッジ水はセメント分が濃縮される。すなわち濃縮スラッジ水になる。スラッジ水、あるいは濃縮スラッジ水は、本実施の形態においては含砂率が１０質量％以下になるように、砂利、砂、微砂分が除去され、次の脱水工程に送られる。
（３）脱水工程
スラッジ水あるいは濃縮スラッジ水をフィルタプレスによって処理して脱水し、脱水ケーキを得る。本実施の形態においては脱水ケーキの含水率は、２５〜４５質量％になるようにする。
（４）破砕・乾燥工程
本実施の形態においては、この工程において所定のドラムを使用する。ドラムは、内部において高速に回転する破砕攪拌翼が設けられていると共に熱風が吹き込まれるようになっている。従って脱水ケーキをドラム内に入れてドラムを閉鎖する。破砕攪拌翼を回転させると共に熱風を吹き込むと破砕攪拌翼によって破砕され、熱風によって乾燥される。つまり破砕と乾燥が実質的に同時に実施される。これによって脱水ケーキは細分化されて表面積が大きくなって速やかに乾燥することができ、セメント分の水和反応が進行しないうちにセメント分を含んだ微粉末、つまりコンクリートスラッジ微粉末を製造することができる。なお、この破砕・乾燥工程はバッチ的に実施してもよいが、連続的に実施してもよい。連続的に実施する場合には、特許第４４７２７７６号公報に記載されている回転ドラムのような、一方の端部に脱水ケーキの投入部が、他方の端部にコンクリートスラッジ微粉末の回収部が設けられている、横型の回転ドラムを使用するとよい。回転ドラムは内周面にリフターが設けられている。従って回転ドラムが回転すると内部の脱水ケーキが所定の高さまで持ち上げられて落下するようになっている。このようにして落下する脱水ケーキが、回転ドラム内に設けられて高速で回転するようになっている破砕攪拌翼によって破砕され、そして供給される熱風によって乾燥されるようになっている。この横型の回転ドラムにおいて投入部から連続的に脱水ケーキを投入し、回転ドラム内で脱水ケーキの破砕と乾燥とを同時に実施すると、他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末を連続的に回収できる。以上のようにして、コンクリートスラッジ微粉末が製造される。
【００１８】
本実施の形態に係る流動性埋戻し材は、改良土と、コンクリートスラッジ微粉末と、水とを材料として混合・混練して得る。コンクリートスラッジ微粉末は結合材としての作用を奏するが、発現する強度が従来の普通ポルトランドセメント、高炉セメント等に比して小さい。従ってコンクリートスラッジ微粉末から製造される本実施の形態に係る流動性埋戻し材の強度は比較的小さい理想的な範囲に抑えることができる。また後で説明する実験から明らかになるが、コンクリートスラッジ微粉末は水が分離しにくいという特徴もある。すなわち流動性埋戻し材において、コンクリートスラッジ微粉末に対する水の重量比つまり水コンクリートスラッジ微粉末比を十分に大きくしてもブリーディング率は小さく、水が分離しにくい。このような特徴から、コンクリートスラッジ微粉末を結合材として使用する本実施の形態に係る流動性埋戻し材は、発現する強度を精度良くコントロールできることになる。流動性埋戻し材に対するコンクリートスラッジ微粉末の配合量や、コンクリートスラッジ微粉末に対する水の重量比つまり水コンクリートスラッジ微粉末比は、必要となる強度に応じて適宜調整すればいいが、例えば、一般的に流動性埋戻し材に要求される好ましい強度は材齢２８日の一軸圧縮強度で２００〜１，０００ｋＮ／ｍ２である。そうすると、コンクリートスラッジ微粉末の配合量は、流動性埋戻し材１ｍ３に対して５０〜１５０ｋｇの範囲で調整し、水コンクリートスラッジ微粉末比は、２５０〜８００％の範囲で調整することになる。さらに、埋戻し後の掘返しを予定しており、容易に掘返しが実施できるようにするには、流動性埋戻し材に要求される強度は材齢２８日の一軸圧縮強度で２００〜５００ｋＮ／ｍ２になるようにすればよい。この場合には、水コンクリートスラッジ微粉末比を例えば６００〜８００％に調整する等対応が必要になる。ところで流動性埋戻し材には、埋戻し後速やかにに所定の範囲の強度を発現させたい場合もある。例えば埋戻し２日後に２００ｋＮ／ｍ２の強度を発現させたい、等である。このような場合には、材齢２８日で発現する強度を参考にして水コンクリートスラッジ微粉末比を調整すればよく、例えば、材齢２８日で一軸圧縮強度が４００〜６００ｋＮ／ｍ２になるように配合を調整することになる。
【実施例１】
【００１９】
本実施の形態に係る流動性埋戻し材を製造し、その性能を確認する実験を行った。
流動性埋戻し材の材料である改良土は、残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３の割合で生石灰を配合し、１０ｍｍ以下の粒径に調整され、乾燥された状態のものを用意した。また流動性埋戻し材の材料であるコンクリートスラッジ微粉末は、表１に示されているように３種類用意した。コンクリートスラッジ微粉末１（ＣＳ１）はコンクリート製造後１日以内の残コンクリートから回収されたもの、つまり比較的水和反応が進行していない残コンクリートから回収されたものであり、コンクリートスラッジ微粉末３（ＣＳ３）は水和反応がある程度進行した残コンクリートから回収されたもの、コンクリートスラッジ微粉末２（ＣＳ２）はその中間である。改良土に対しコンクリートスラッジ微粉末１〜３のそれぞれを結合材として、表２に示されている配合で材料を混合・混練し、Ｎｏ．４〜１２の本実施の形態に係る流動性埋戻し材を製造した。
また比較例として、表１に示されている高炉セメントＢ種（ＢＢ）を結合材とし、表２に示されている配合で材料を混合・混練し、従来の流動性埋戻し材Ｎｏ．１〜３を製造した。
なお、表２におけるＷ／Ｃは、結合材に対する水の重量比を示しており、Ｎｏ．１〜３においては水セメント比、Ｎｏ．４〜１２においては水コンクリートスラッジ微粉末比を示している。
【００２０】
【表１】
2018127529.tif 000003
【００２１】
【表２】
2018127529.tif 000004
【００２２】
製造した、Ｎｏ．４〜１２の本実施の形態に係る流動性埋戻し材と、比較例である従来の流動性埋戻し材について、フロー試験、ブリーディング率試験、材齢２８日の一軸圧縮強度試験を実施した。フロー試験はＪＨＳ  Ａ  ３１３−１９９２に準拠して実施し、ブリーディング率試験は本実施の形態に係る流動性埋戻し材に関してはＪＳＣＥ−Ｆ５２２−２００７に、そして従来の流動性埋戻し材に関してはＪＩＳ  Ａ  １１２３に準拠して実施した。また一軸圧縮強度試験は、ＪＩＳ  Ａ  １２１６に準拠して実施した。フロー値、ブリーディング率、材齢２８日の一軸圧縮強度をそれぞれ図３、図４、図５のグラフに示す。それぞれのグラフにおいて、符号ＢＢは高炉セメントＢ種を使用したＮｏ．１〜３の比較例の流動性埋戻し材ＢＢを、符号ＣＳ１はコンクリートスラッジ微粉末１を使用したＮｏ．４〜６の本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１を、符号ＣＳ２はコンクリートスラッジ微粉末２を使用したＮｏ．７〜９の本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ２を、符号ＣＳ３はコンクリートスラッジ微粉末３を使用したＮｏ．１０〜１２の本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ３を示している。
【００２３】
図３のグラフにおいて、本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３はいずれも水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）が大きくなるとフロー値が大きくなる傾向を示している。水の配合量が多くなるに従って流動性が大きくなるからであり、予想される結果と一致していると言える。これに対して、比較例である従来の流動性埋戻し材ＢＢは、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が大きくなるに従ってフロー値が減少している。つまり水の配合量が多くなっているにも拘わらず流動性が低下している。結合材として高炉セメントＢ種（ＢＢ）を使用する場合、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が大きくなると材料の混合状態が安定しなくなるからであり、流動性埋戻し材の内部で各材料が分離していしまうためであると考えられる。図４のグラフのブリーディング率の変化からも、このことが裏付けられる。すなわち結合材として高炉セメントＢ種（ＢＢ）を使用している従来の流動性埋戻し材ＢＢは水セメント比（Ｗ／Ｃ）が大きくなるとブリーディングが大きくなり、材料が分離していることを示している。つまり従来の流動性埋戻し材ＢＢは、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を大きくすると流動性埋戻し材としての品質は急激に低下してしまう。これに対して本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３はいずれも水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）が大きくなってもブリーディングは十分に小さい。すなわち流動性埋戻し材としての品質は安定している。これは、高炉セメントＢ種（ＢＢ）に比して、コンクリートスラッジ微粉末１、２、３（ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３）は比表面積が大きいので、凝集効果および水分の吸着性が高いからであると考えられる。
【００２４】
図５の材齢２８日の一軸圧縮強度のグラフから、従来の流動性埋戻し材ＢＢの強度は大きいことが分かる。また水セメント比（Ｗ／Ｃ）の変化に対する強度の変化の割合が大きい。つまりグラフの傾きが大きい。水セメント比（Ｗ／Ｃ）を少し調整するだけで、発現する強度が大きく変化することを意味している。流動性埋戻し材に要求される強度の範囲は比較的小さいが、従来の高炉セメントＢ種（ＢＢ）では発現する強度を所望の範囲でコントロールすることが難しいことが分かる。なお従来の流動性埋戻し材ＢＢについては水セメント比（Ｗ／Ｃ）が７３０％のときに一軸圧縮強度は５３０ｋＮ／ｍ２になっていて、好ましい強度に見える。しかしながら前記したようにこのときのブリーディング率は大きく、流動性埋戻し材としての品質は低下しており利用できない。一方、コンクリートスラッジ微粉末１、２、３を使用した本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は、いずれも発現する強度は比較的小さい。また、これらはいずれも水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）の変化に対し、強度の変化は小さい。つまりグラフの傾きが小さくなっている。従って狙った範囲の強度を発現させるために調整する水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）は、比較的粗く調整してもいいことが分かる。つまり発現する強度を所望の範囲でコントロールすることが容易であることを意味している。なお流動性埋戻し材は、グラフにおいて符号１で示されているように材齢２８日で発現する強度が２００〜１，０００ｋＮ／ｍ２であることが好ましく、本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は、水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）を２５０〜８００％の範囲で調整すればいいことが分かる。また流動性埋戻し材を埋め戻し後、掘返しを予定している場合には、グラフにおいて符号２で示されているように材齢２８日で発現する強度が２００〜５００ｋＮ／ｍ２であることが好ましく、本実施の形態に係る流動性埋戻し材ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は、水コンクリートスラッジ微粉末比（Ｗ／Ｃ）を５００〜８００％、あるいは６００〜８００％の範囲で調整すればよい。
【符号の説明】
【００２５】
ＢＢ                      従来の流動性埋戻し材
ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３    本実施の形態に係る流動性埋戻し材
【図１】
2018127529.tif 000005
【図２】
2018127529.tif 000006
【図３】
2018127529.tif 000007
【図４】
2018127529.tif 000008
【図５】
2018127529.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月12日(2017.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
土木建築工事において使用される流動性埋戻し材であって、
前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、
前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、
前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、土木建築工事において使用される流動性埋戻し材であって、前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流動性埋戻し材において、前記コンクリートスラッジ微粉末に対する前記水の重量比は２５０〜８００％であることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の流動性埋戻し材において、前記改良土は、前記生石灰が前記残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そしてそして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以上のように、本発明は、土木建築工事において使用される流動性埋戻し材を対象としている。流動性埋戻し材は、埋戻し、裏込め、盛土等に使用されるが、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものである。そして改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものである。従って、まず改良土は十分に含水比が低下した状態であることが保証される。これは残土に水分が含まれていても生石灰との反応によって水が消費され、さらに水和反応時の発熱で蒸発するからである。含水比が小さい改良土を利用するので、流動性埋戻し材において、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を正確にコントロールすることができる。つまり発現する強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明においては、コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものである。このようなコンクリートスラッジ微粉末から製造される流動性埋戻し材は、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を大きく変化させても、発現する強度の変化は緩やかになる。つまり発現させたい強度のコントロールが容易になる。ところで改良土は、いわゆるポゾラン反応によって結合材の作用を奏するアルミン酸カルシウム等の化合物が生成され、それ自体が強度を発現することになるが、コンクリートスラッジ微粉末によって発現する強度は小さいので、本発明に係る流動性埋戻し材は比較的小さな強度の範囲で、その強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明によると、残コンクリート等から回収されたコンクリートスラッジ微粉末を有効利用できるので、資源の再利用の促進という効果も得られる。他の発明によると、流動性埋戻し材においてコンクリートスラッジ微粉末に対する水の重量比は２５０〜８００％である。このように流動性埋戻し材を構成すると、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００〜１，０００ｋＮ／ｍ２の範囲で調整が可能になる。さらに他の発明によると、流動性埋戻し材において、改良土は、生石灰が残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そしてそして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものである。この発明によると改良土の品質が安定するので、このような改良土から流量性埋戻し材を製造すると、さらに精度良く強度のコントロールが可能になる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月5日(2017.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木建築工事において使用される流動性埋戻し材であって、
前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、
前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、
前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材。
【請求項２】
請求項１に記載の流動性埋戻し材において、前記コンクリートスラッジ微粉末に対する前記水の重量比は２５０〜８００％であることを特徴とする流動性埋戻し材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流動性埋戻し材において、前記改良土は、前記生石灰が前記残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものであることを特徴とする流動性埋戻し材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、土木建築工事において使用される流動性埋戻し材であって、前記流動性埋戻し材は、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものであり、前記改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものであり、前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流動性埋戻し材において、前記コンクリートスラッジ微粉末に対する前記水の重量比は２５０〜８００％であることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の流動性埋戻し材において、前記改良土は、前記生石灰が前記残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものであることを特徴とする流動性埋戻し材として構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以上のように、本発明は、土木建築工事において使用される流動性埋戻し材を対象としている。流動性埋戻し材は、埋戻し、裏込め、盛土等に使用されるが、改良土と水とコンクリートスラッジ微粉末とからなり、これらが混合・混練されたものである。そして改良土は、残土と生石灰とからなり、これらが混合されて粒状に形成されたものである。従って、まず改良土は十分に含水比が低下した状態であることが保証される。これは残土に水分が含まれていても生石灰との反応によって水が消費され、さらに水和反応時の発熱で蒸発するからである。含水比が小さい改良土を利用するので、流動性埋戻し材において、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を正確にコントロールすることができる。つまり発現する強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明においては、コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されものである。このようなコンクリートスラッジ微粉末から製造される流動性埋戻し材は、水とコンクリートスラッジ微粉末の重量比を大きく変化させても、発現する強度の変化は緩やかになる。つまり発現させたい強度のコントロールが容易になる。ところで改良土は、いわゆるポゾラン反応によって結合材の作用を奏するアルミン酸カルシウム等の化合物が生成され、それ自体が強度を発現することになるが、コンクリートスラッジ微粉末によって発現する強度は小さいので、本発明に係る流動性埋戻し材は比較的小さな強度の範囲で、その強度を精度良くコントロールすることができる。そして本発明によると、残コンクリート等から回収されたコンクリートスラッジ微粉末を有効利用できるので、資源の再利用の促進という効果も得られる。他の発明によると、流動性埋戻し材においてコンクリートスラッジ微粉末に対する水の重量比は２５０〜８００％である。このように流動性埋戻し材を構成すると、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００〜１，０００ｋＮ／ｍ２の範囲で調整が可能になる。さらに他の発明によると、流動性埋戻し材において、改良土は、生石灰が残土に対して６０〜８０ｋｇ／ｍ３混合され、そして粒径１０ｍｍ以下に粒度が揃えられたものである。この発明によると改良土の品質が安定するので、このような改良土から流量性埋戻し材を製造すると、さらに精度良く強度のコントロールが可能になる。