(57)【要約】【課題】大量の建設汚泥を連続的に短時間で効果的に処理することが可能で、粒子同士が付着して大きなダマとなってしまうこともなく、様々な大きさの粒子分けを連続的に行うことも容易で、ひいては均一な再生砂を製造することが可能な再生砂の製造方法および製造システムを提供すること。【解決手段】建設汚泥を振動スクリーン３２上に投入し、前記振動スクリーン３２により所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動工程Ａと、振動工程Ａにより所定の大きさ以上の粒子が篩い出された建設汚泥１０に薬剤を投入する薬剤投入工程Ｂと、薬剤投入工程Ｂによって薬剤が混入された建設汚泥１０を、第１の混合カッター３６によって切削混合する第１混合工程Ｃと、第１混合工程Ｃによって切削混合された建設汚泥１０を、混錬解砕機３８により混錬解砕する混錬解砕工程Ｄと、混錬解砕工程Ｄによって混錬解砕された建設汚泥１０を、第２の混合カッター４０によってほぐし混合する第２混合工程Ｅと、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設汚泥を振動スクリーン上に投入し、前記振動スクリーンにより所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動工程と、
前記振動工程により所定の大きさ以上の粒子が篩い出された前記建設汚泥に薬剤を投入する薬剤投入工程と、
前記薬剤投入工程によって薬剤が混入された前記建設汚泥を、第１の混合カッターによって切削混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程によって切削混合された前記建設汚泥を解砕機により混錬解砕する混錬解砕工程と、
前記混錬解砕工程によって混錬解砕された前記建設汚泥を第２の混合カッターによってほぐし混合する第２混合工程と、を有することを特徴とする再生砂の製造方法。
【請求項２】
前記薬剤投入工程では、固化材又は改質材が添加されることを特徴とする請求項１に記載の再生砂の製造方法。
【請求項３】
前記第１の混合カッターおよび前記第２の混合カッターは１軸であり、前記解砕機は２軸であることを特徴とする請求項１に記載の再生砂の製造方法。
【請求項４】
建設汚泥を振動スクリーン上に投入し、前記振動スクリーンにより所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動部と、
前記振動部により所定の大きさ以上の粒子が篩い出された前記建設汚泥に薬剤を投入する薬剤投入部と、
前記薬剤投入部により薬剤が混入された前記建設汚泥を第１の混合カッターによって切削混合する第１混合部と、
前記第１混合部によって切削混合された前記建設汚泥を解砕機により混錬解砕する混錬解砕部と、
前記混錬解砕部によって混錬解砕された前記建設汚泥を第２の混合カッターによってほぐし混合する第２混合部と、を有することを特徴とする再生砂の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は再生砂の製造方法および製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築・土木工事から生じる泥状の建設汚泥は、含水率が高く（含水率は約５５％以上）、そのままでは再利用することができないため、一般的には、再資源化されることなく産業廃棄物として処理されている。
【０００３】
このような建設汚泥は例えば土質改良などの処理を行うことにより、土砂のように資源として利用できる可能性は有しているが、これを埋戻し等の施工材料として再資源化する技術は未だ開発途上である。
【０００４】
図３は、特許文献１に開示された改良土の生成システム２を示したものである。
この改良土の生成システム２は、自走式の建設機械４に搭載されたものであり、任意の場所に移動させることが可能である。
【０００５】
建設機械４に搭載された改良土の生成システム２では、被処理物である建設汚泥１０がバックホー８などにより原料土ホッパー１２内に投入され、原料土ホッパー１２内に設置された掻き出しローダー１４がこの建設汚泥１０を定量ずつ掻き出して混合部１５に搬送する。改質材ホッパー１６は、混合部１５に定量ずつ搬送された建設汚泥１０に改質材１７などの薬剤を添加する。
【０００６】
改質材１７などが添加された後に、ソイルカッター１８が建設汚泥１０を切削混合する。さらに、３軸からなるロータリーハンマー２０が、切削混合された建設汚泥１０を衝撃混合する。
【０００７】
次に、排出ベルトコンベア２２が衝撃混合された建設汚泥１０を切削・衝撃混合部（アフターカッター）２４へ搬送する。アフターカッター２４は、搬送されてきた建設汚泥１０を、再度、切削・衝撃混合する。これにより、一次改良土２６を生成する。
【０００８】
そして、生成された一次改良土２６が、盛土材、埋戻し材、土地造成などに再利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２７５８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記のように建設機械４に搭載された改良土の生成システム２は、可搬式であるため現場近傍まで任意に移動することができるものの、大量の建設汚泥１０を処理するためには、処理能力が十分でないという問題があった。
【００１１】
また、再資源化するための一次改良土２６は、含水率が高く、粒子同士が付着してしまうため、いわゆる大きなダマとなってしまうという問題もあった。したがって、一次改良土２６の含水率を、さらに低下させなければ再利用ができない場合もあった。また、一次改良土２６を図示しない振動コンベアなどで篩にかけて、さらに数種類に分類しようとしても、メッシュの回りに水分を含んだ粒子が付着してしまい、篩分けによる分類を効果的に行うことができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑み、大量の建設汚泥を連続的に短時間で効果的に処理することが可能で、粒子同士が付着して大きなダマとなってしまうこともなく、様々な大きさの粒子分けを連続的に行うことも容易で、ひいては均一な再生砂を製造することが可能な再生砂の製造方法および製造システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係る再生砂の製造方法は、
建設汚泥を振動スクリーン上に投入し、前記振動スクリーンにより所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動工程と、
前記振動工程により所定の大きさ以上の粒子が篩い出された前記建設汚泥に薬剤を投入する薬剤投入工程と、
前記薬剤投入工程によって薬剤が混入された前記建設汚泥を、第１の混合カッターによって切削混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程によって切削混合された前記建設汚泥を解砕機により混錬解砕する混錬解砕工程と、
前記混錬解砕工程によって混錬解砕された前記建設汚泥を第２の混合カッターによってほぐし混合する第２混合工程と、を有することを特徴としている。
【００１４】
ここで、本発明では、
前記薬剤投入工程では、固化材又は改質材が添加されることが好ましい。
さらに、本発明では、
前記第１の混合カッターおよび前記第２の混合カッターは１軸であり、前記解砕機は２軸であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る再生砂の製造システムは、
建設汚泥を振動スクリーン上に投入し、前記振動スクリーンにより所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動部と、
前記振動部により所定の大きさ以上の粒子が篩い出された前記建設汚泥に薬剤を投入する薬剤投入部と、
前記薬剤投入部により薬剤が混入された前記建設汚泥を第１の混合カッターによって切削混合する第１混合部と、
前記第１混合部によって切削混合された前記建設汚泥を解砕機により混錬解砕する混錬解砕部と、
前記混錬解砕部によって混錬解砕された前記建設汚泥を第２の混合カッターによってほぐし混合する第２混合部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る再生砂の製造方法および製造システムでは、建設汚泥を解砕機で混錬解砕する前に第１の混合カッターで混ぜ合わすとともに、解砕機で混錬解砕した後に第２の混合カッターにより建設汚泥をほぐし混合するので、均一で高品質な再生砂を連続的に得ることができる。
【００１７】
これにより、これまで再資源化することが困難であった建設汚泥を経済的コストで再生利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態による再生砂の製造方法と製造システムを示した概略図である。
【図２】図２は本発明の好ましい実施の形態に係る再生砂の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、特許文献１に開示されている従来の再生砂の製造システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る再生砂の製造方法および製造システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る再生砂の製造システム３０を示した構成図である。この製造システム３０は、図３に示した従来の製造システム２が可搬式であるのに対し定置式である。よって、多量の建設汚泥１０を処理及び保管するのに十分な大きさの敷地内に構築されることが好ましい。
【００２０】
この製造システム３０は、所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動部（振動スクリーン）３２と、薬剤投入部（薬剤供給フィーダ）３４と、第１混合部（第１の混合カッター）３６と、混錬解砕部（混錬解砕機）３８と、第２混合部（第２の混合カッター）４０とを備えている。特に、本発明では、混錬解砕部（混錬解砕機）３８の前後に、第１混合部（第１の混合カッター）３６と第２混合部（第２の混合カッター）４０とが配置されている。
【００２１】
振動部３２と薬剤投入部３４との間は第１のベルトコンベア４２で接続され、薬剤投入部３４と混錬解砕部３８との間は第２のベルトコンベア４４で接続され、混錬解砕部３８と第２混合部４０との間は第３のベルトコンベア４６で接続されている。
【００２２】
また、第３のベルトコンベア４６の下流には、さらに階段的にベルトコンベア４８、５０が配置されている。なお、最終のベルトコンベア５０を第４のベルトコンベアとした場合、この第４のベルトコンベア５０は、正逆回転が可能である。
【００２３】
このような製造システム３０において、混錬解砕部３８と第２混合部４０との間に集塵機５６を配置することもできる。
製造システム３０において、振動部３２を構成する振動スクリーン３２は、例えば、１００ｍｍ以上の粒子５８を篩い分けるために１００ｍｍの網目を有している。これにより、例えば１００ｍｍ以上の粒子５８が分けられる。
【００２４】
上記薬剤投入部３４を構成する薬剤供給フィーダ３４には、固化材サイロ６０および改良材サイロ６２から供給されてきた固化材又は改良材が定量的に供給され、さらにベルトコンベア４４上に投入される。
【００２５】
なお、固化材としては、セメント、セメント系固化材、セメント・石灰複合系固化材、及び石灰の中から選択されることが好ましい。
上記第１混合部３６を構成する第１の混合カッター３６、および第２混合部４０を構成する第２の混合カッター４０は、同一の構成を有している。これら第１の混合カッター３６および第２の混合カッター４０は、駆動軸が１軸であり、軸の周りに複数の羽根が具備されたものである。
【００２６】
上記混錬解砕部３８を構成する解砕機は、２軸混錬解砕機である。すなわち、２軸の間に建設汚泥１０を挟み込んで噛み砕くことにより、１軸の第１混合部３６および第２混合部４０より大きな出力を得ることができる。
【００２７】
したがって、混錬解砕部３８によれば、建設汚泥１０に大きな土塊（例えば、５０ｍｍ〜１００ｍｍ）が仮に混在していたとしても、小さく破砕することができる。
また、集塵機５６を配置しておけば、混錬解砕部３８において破砕時に粉塵が舞い上がったとしても、その粉塵を集積することができる。その後、ベルトコンベア４８、５０などにより下流側に搬送される。
【００２８】
本実施の形態に係る再生砂の製造システム３０は、上記のように構成されているが、以下に、このような製造システム３０を用いた本発明の製造方法について説明する。
本発明に係る製造方法は、図２に示したように、先ず、原料土である建設汚泥から所定の大きさ以上の粒子を篩い分ける振動工程Ａと、振動工程Ａにより所定の大きさ以上の粒子（例えば、１００ｍｍ以上）が篩い出された建設汚泥１０に対し薬剤を投入する薬剤投入工程Ｂと、薬剤投入工程Ｂによって所定の薬剤が混入された建設汚泥を第１の混合カッター３６によって切削混合する第１混合工程Ｃと、第１混合工程Ｃによって切削混合された建設汚泥１０を、混錬解砕機３８により混錬解砕する混錬解砕工程Ｄと、混錬解砕工程Ｄによって混錬解砕された建設汚泥１０を、第２の混合カッター４０によってほぐし混合する第２混合工程Ｅと、を有している。
【００２９】
振動工程Ａにより、例えば、１００ｍｍ以上の大きな粒子が除外される。
また、薬剤投入工程Ｂにより、定量化された薬剤（固化材又は改質材）が建設汚泥１０に加えられることにより、せん断して細分化することができるように前処理される。
【００３０】
さらに、第１混合工程Ｃでは、薬剤と建設汚泥との混合物を、略均一組成となるように混ぜ合わす。
また、混錬解砕工程Ｄでは、建設汚泥１０を小径化する。ここで、大きな粒子が存在するとしても小さく破砕される。
【００３１】
さらに、第２混合工程Ｅでは、混錬解砕工程Ｄにより適宜な大きさに破砕された建設汚泥１０をほぐしながら混合する。
なお、本発明の製造方法では、第１のベルトコンベア４２、第２のベルトコンベア４４、第３のベルトコンベア４６などで建設汚泥１０が搬送される際に、そこに含有される水分は、順次減少されていく。
【００３２】
最終的な第４のベルトコンベア５０で搬送される際に、例えば、一日毎にベルトコンベア５０の回転方向を変更すれば、一次再生砂５２をベルトコンベア５０の左右の端部に振り分けることができる。これにより、搬送の途中で一方の側を一日程、養生することができる。これにより、一次再生砂５２に含有される水分を一層少なくして、出荷に備えることが可能となる。
【００３３】
なお、一次再生砂５２を、第４のベルトコンベア５０よりさらに下流側の工程において、４０ｍｍ、２０ｍｍなどの網目を持った他の振動スクリーンで篩い分けを行えば、４０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下として粒子を集積することができる。これにより、様々な大きさの粒子に分けることができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、これまでは、再資源化が不可能であった建設汚泥をリサイクルして、盛土や、埋め戻し、裏込めなどに再利用することが可能となった。
なお、実験によれば、従来機では、砂より小さく粘土より粗い粒径のシルトでは、原料土の含水率が３８％を超えてしまうと、篩い分けを行うことができなかった。一方、本発明に係る再生砂の製造方法および製造システムによれば、このようなシルトを篩い分けて、２０ｍｍアンダーにまで粒子を細分化することが可能であった。
【００３５】
尚、産業廃棄物である建設汚泥を中間処理施設で脱水や固化等の処理を施した処理物、又は建設発生土もこのシステムの利用は可能である。
本発明は、建築・土木工事から生じる様々な土砂に適用することができる。
【００３６】
以上、本発明に係る再生砂の製造方法および製造システムについて説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されない。
例えば、振動スクリーンにより様々な大きさの粒子に分散するときに、磁選機を配置すれば、建設汚泥１０に金属片が混在する場合であっても、これらを効果的に除外することができる。
【００３７】
また、薬剤投入部３４で投入する薬剤は、何ら限定されない。例えば、固化材のみ、あるいは改良材のみの場合もあり、原料土の状態により種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０      建設汚泥
３０      製造システム
３２      振動スクリーン
３４      薬剤投入部（薬剤供給フィーダ）
３６      第１混合部（第１の混合カッター）
３８      混錬解砕部（混錬解砕機）
４０      第２混合部（第２の混合カッター）
４２    第１のベルトコンベア
４４    第２のベルトコンベア
４６    第３のベルトコンベア
４８    コンベア
５０    第４のベルトコンベア
５２      一次再生砂
５８      １００ｍｍ以上の粒子
Ａ        振動工程
Ｂ        薬剤投入工程
Ｃ        第１混合工程
Ｄ        混錬解砕工程
Ｅ        第２混合工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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