(57)【要約】【課題】建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣の再資源化を図ることができ、中間処理施設のリサイクル率をより高めることができる建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法を提供する。【解決手段】粉砕工程で、建設混合廃棄物１の中間処理施設で発生する残渣２を１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する。混合工程で、粉砕工程で粉砕された残渣２に、残渣２に対して３乃至２５重量％の高炉セメントＢ種４と、粘結剤５と、不溶化剤６とを加え、さらに全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水７を加えて混合する。造粒工程で、混合工程による混合物を造粒処理して造粒物を作製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣を１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕された前記残渣に、前記残渣に対して３乃至２５重量％の高炉セメントを加え、全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水を加えて混合する混合工程と、
前記混合工程による混合物を造粒処理して造粒物を作製する造粒工程とを、
有することを特徴とする建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程で、前記高炉セメントを前記残渣に対して５乃至２０重量％加え、全体の１５乃至２５重量％の水分を含むよう調整しながら前記水を加えることを、特徴とする請求項１記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項３】
前記混合工程で、粘結剤を加えて混合することを、特徴とする請求項１または２記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項４】
前記混合工程で、不溶化剤を加えて混合することを、特徴とする請求項１、２または３記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項５】
混練工程と整粒工程とを有し、
前記混練工程は前記混合工程後の前記混合物をさらに混練し、
前記造粒工程は前記混練工程で混練された前記混合物を造粒処理して前記造粒物を作製し、
前記整粒工程は前記造粒工程により作製された前記造粒物の形状を整えることを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設工事現場や解体現場などから排出される建設廃棄物の中で、ガラスくず、がれき、コンクリート片など多種多様な素材が交じり合った廃棄物は、「建設混合廃棄物」といわれるが、分別が困難であるため、大部分が埋め立てられて最終処分されている。なお、建設業界では、リサイクル率向上を目的として現場分別の徹底が進められており、また、建材メーカーでも、分別しやすい製品開発が進められている。
従来、図５に示すように、リサイクル率の向上を目的として、建設混合廃棄物の処理を目的とした中間処理施設が存在している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７０８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５に示すように、特許文献１に記載のような中間処理施設では、建設廃棄物の処理後にふるい下残渣が発生する。この残渣は、種々の混合物であるため再資源化を図ることが困難であるという課題があった。このため、この残渣の全量を埋立て処分しており、中間処理施設のリサイクル率を向上させることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣の再資源化を図ることができ、中間処理施設のリサイクル率をより高めることができる建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣を１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する粉砕工程と、前記粉砕工程で粉砕された前記残渣に、前記残渣に対して３乃至２５重量％の高炉セメントを加え、全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水を加えて混合する混合工程と、前記混合工程による混合物を造粒処理して造粒物を作製する造粒工程とを、有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法によれば、建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣から造粒物を作製することができる。作製された造粒物は、建設骨材として再生砕石や路床材、水道管の緩衝材などに使用することができる。このように、残渣の再資源化を図ることができ、中間処理施設のリサイクル率をより高めることができる。
【０００８】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法では、高炉セメントを使用するため、残渣を含む造粒物からの六価クロムの溶出を抑えることができる。混合工程での水分量が全体の１０重量％より少ない場合や３０重量％より多い場合には、造粒工程で造粒物を作製することができないため、混合工程で全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水を加えることにより、造粒物を作製することができる。なお、高炉セメントは、安定した特性を得るために、流通量が高いＢ種（混合されるスラグの量が３０重量％を超え６０重量％以下のもの）から成ることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、前記混合工程で、前記高炉セメントを前記残渣に対して５乃至２０重量％加え、全体の１５乃至２５重量％の水分を含むよう調整しながら前記水を加えることが好ましい。この場合、造粒物の製造コストを抑制しつつ、充分な強度を有する造粒物を作製することができ、経済性と強度とのバランスが良い。
【００１０】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、前記混合工程で、粘結剤を加えて混合してもよい。この場合、粘結剤により、粒度分布がそろった造粒物を作製することができる。粘結剤は、造粒を容易にするいかなる粘結剤から成ってもよく、例えばベントナイトから成る。粘結剤は、ベントナイトの場合、前記残渣に対して５乃至１５重量％加えることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、前記混合工程で、不溶化剤を加えて混合してもよい。この場合、不溶化剤により、残渣を含む造粒物からの重金属の溶出を抑えることができる。不溶化剤は、造粒物からの重金属の溶出を抑えるいかなる不溶化剤から成ってもよく、例えば市販のキレート剤から成る。不溶化剤は、一般に前記残渣に対して１乃至５重量％加えることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、混練工程と整粒工程とを有し、前記混練工程は前記混合工程後の前記混合物をさらに混練し、前記造粒工程は前記混練工程で混練された前記混合物を造粒処理して前記造粒物を作製し、前記整粒工程は前記造粒工程により作製された前記造粒物の形状を整えてもよい。この場合、混練工程により混合物の均質化を促進することができ、整粒工程により造粒物の形状を整えることができる。このため、より均質な造粒物を得ることができる。整粒工程は、市販の整粒機により行うことができる。
本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法において、建設廃棄物とは、代表的には、ガラスくず、がれき、コンクリート片など多種多様な素材が交じり合った建設混合廃棄物である。建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣とは、代表的には、土・砂の混合物である。造粒処理は、市販の造粒機により行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣の再資源化を図ることができ、中間処理施設のリサイクル率をより高めることができる建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法を示している。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、まず、建設混合廃棄物１を中間処理施設で処理した後に発生するふるい下残渣２を、破砕機３に投入し、１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する。ふるい下残渣２は土・砂の混合物から成る。破砕機３で粉砕された残渣２を造粒機に投入し、残渣２に対して３乃至２５重量％の高炉セメントＢ種４と、残渣２に対して５乃至１５重量％の、ベントナイトから成る粘結剤５と、残渣２に対して１乃至５重量％の、キレート剤から成る不溶化剤６とを加え、さらに全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水７を加えて混合する（図１中の混合プロセス８）。
【００１６】
混合後、造粒機により、その混合物を造粒処理して造粒物を作製する（図１中の造粒プロセス９）。なお、造粒機内での、混合プロセス８および造粒プロセス９の回転数や回転時間などの条件は、用いる造粒機の容量およびタイプ、あるいは原材料の性質に大きく依存する。また、具体的な一例では、高炉セメントＢ種４は、太平洋セメント株式会社製で、密度が３．０４ｇ／ｃｍ３である。粘結剤５のベントナイトは、株式会社ホージュン製である。水７は、水道水である。
【００１７】
こうして、建設廃棄物の中間処理施設で発生する残渣２から造粒物を作製することができる。作製された造粒物は、再生建設骨材１０として再生砕石や路床材、水道管の緩衝材などに使用することができる。また、単独で再生建設骨材１０として再利用することが可能であるとともに、既存の再生砕石と混合して再利用することもできる。このように、残渣２の再資源化を図ることができ、建設混合廃棄物１の埋め立て処分率を低減し、中間処理施設のリサイクル率をより高めることができる。これにより、最終処分場の枯渇問題や天然資源の節約に寄与することができる。また、埋め立て処分に要していた費用を圧縮することができ、再生品の販売収益を見込むこともできる。
【００１８】
高炉セメントＢ種４を使用するため、残渣２を含む造粒物の再生建設骨材１０からの六価クロムの溶出を抑えることができる。粘結剤５により、粒度分布がそろった造粒物の再生建設骨材１０を作製することができる。不溶化剤６により、残渣２を含む造粒物の再生建設骨材１０からの重金属の溶出を抑えることができる。混合プロセス８での水分量が全体の１０重量％より少ない場合や３０重量％より多い場合には、造粒プロセス９で造粒物を作製することができないため、混合プロセス８で全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水７を加えることにより、造粒物を作製することができる。
【００１９】
なお、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法では、混合プロセス８で、高炉セメントＢ種４を残渣２に対して５乃至２０重量％加え、全体の１５乃至２５重量％の水分を含むよう調整しながら水７を加えてもよい。この場合、造粒物の製造コストを抑制しつつ、充分な強度を有する造粒物を作製することができ、経済性と強度とのバランスが良い。
【００２０】
また、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法で、造粒プロセス９の前に混合後の混合物をさらに混練する混練工程や、造粒プロセス９により作製された造粒物の形状を整える整粒工程を有していてもよい。この場合、混練工程により混合物の均質化を促進することができ、整粒工程により造粒物の形状を整えることができる。このため、より均質な造粒物を得ることができる。整粒工程は、市販の整粒機により行うことができる。
【実施例１】
【００２１】
建設混合廃棄物１の中間処理施設で発生するふるい下残渣２を使用して、造粒試験を行った。高炉セメントは、高炉セメントＢ種４を使用し、粘結剤５としてベントナイトを使用した。不溶化剤６は使用していない。造粒機は、アジテータとチョッパの付いた一般的な造粒機から成り、容量２５Ｌおよび１００Ｌの２種類を使用した。造粒試験の配合条件を、表１に示す。また、造粒試験の結果を、表２および表３に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
【表２】
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【００２４】
【表３】
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【００２５】
表１乃至３に示すように、試験の結果、建設混合廃棄物１の残渣２に対する高炉セメントＢ種４の量や水分量により、作製される造粒物の粒度分布や強度が変化することが確認された。また、粘結剤５のベントナイトを加えることにより、粒径が大きくなり、微細な造粒物の生成を抑制できることも確認された。
【実施例２】
【００２６】
建設混合廃棄物１の中間処理施設で発生するふるい下残渣２を使用して、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法により造粒物を作製した。
作製された造粒物は、再生建設骨材１０としての利用が可能であるが、平成６年４月１１日建設省技調発第８８号で示された再生骨材に対する暫定基準案の、再生粗骨材１種（基準強度１８〜２１Ｎ／ｍｍ２、なお、２種は１６〜１８Ｎ／ｍｍ２、３種１６Ｎ／ｍｍ２以下、花崗岩は１００〜２００Ｎ／ｍｍ２、硬質砂岩は３０〜６０Ｎ／ｍｍ２、普通砂岩は１０〜１５Ｎ／ｍｍ２）を満足している。
【００２７】
作製された造粒物について、土壌汚染対策法施行規則（平成１４年１２月２６日環境省令第２９号）を参考基準とし、調査対象物質の区分の中で第２特定有害物質（重金属等）で定められている成分のうち、建設廃棄物であるということを考慮して、土壌を対象とした成分の中のヒ素および六価クロム化合物を中心に溶出特性を評価した。評価は、平成１５年環境省告示第１８号で示され、平成３年環境庁告示第４６号（土壌の汚染に係る環境基準について）付表に掲げる検液作成方法により作成した検液ごとに、別表に定めた評価方法（溶出試験）に定められた手順に沿って行った。
【００２８】
具体的には、土壌汚染対策法施行規則（平成１４年１２月２６日環境省令第２９号）では、六価クロム化合物については検液１リットルにつき六価クロム０．０５ｍｇ以下（５０μｇ／Ｌ以下）であること、ヒ素及びその化合物については検液１リットルにつきヒ素０．０１ｍｇ以下（１０μｇ/Ｌ以下）であること等が定められている。なお、平成３年環境庁告示第４６号（土壌の汚染に係る環境基準について）で定められた溶出試験は、ｐＨが５．８〜６．３に調整した溶液中でデータを採取することになっている。
【００２９】
作製された造粒物について、溶出特性の評価を行い、その結果を表４に示す。なお、比較のため、ポルトランドセメントを使用して作製した造粒物についても、溶出特性の評価を行っている。
【００３０】
【表４】
2008137842.tif 000006
【００３１】
表４に示すように、高炉セメントＢ種４を使用した、本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法により作製された造粒物は、造粒条件を適切に設定することにより、六価クロムについては、原材料よりも減少して、２０μｇ／Ｌ以下（分析限界値以下）、ヒ素についても、原材料よりも減少して、２μｇ／Ｌ以下（分析限界値以下）を達成できることが確認された。これは、日本国内での土壌環境基準（平成３年環境庁告示第４６号）を十分にクリアしている。なお、六価クロム抑制の原因としては、高炉セメントに添加される高炉スラグに含まれる硫黄分が還元剤として働いている可能性が考えられる。
【００３２】
これに対し、ポルトランドセメントを使用して作製した造粒物の場合、溶出六価クロム量が原材料である建設混合廃棄物１よりも高い値になることがあるのが確認された。溶出ヒ素量に関しては、どちらのセメントを用いても環境基準を満足する結果が得られている。このように、環境基準を考慮すると、建設混合廃棄物１の中間処理施設で発生する残渣２の再資源化には、高炉セメントの利用が適していることが確認された。
【００３３】
表４に示す高炉セメントＢ種４の混合率１０％、１５％および２０％として作製した造粒物の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察結果を図２乃至図４に示す。これらは造粒物の断面であり、各図（ａ）の円形部分が造粒物本体で、その周辺部は断面構造観察のために造粒物を固定するのに用いた樹脂である。図２乃至図４に示すように、いずれの混合率においても造粒物内に空隙の発生はなく、緻密な構造であることが確認された。
【００３４】
なお、欧州等で実施されている、より厳しい環境基準を満たすことを確認するため、ｐＨ４（酸性条件）での溶出試験も同様な手順で実施した。その結果、六価クロムについては２０μｇ／Ｌ以下、ヒ素については２μｇ／Ｌ以下を実現できることが確認された。
【００３５】
さらに、六価クロムおよびヒ素以外の第２特定有害物質（重金属等）であるカドミウム、水銀、セレン、鉛、シアン、ふっ素、ほう素に対しても溶出試験を実施した。その結果、いずれの第２特定有害物質でも、環境基準を満足することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法を示す工程図である。
【図２】図１に示す建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法により作製された造粒物の、高炉セメント混合率１０％のときの（ａ）倍率４０倍の走査電子顕微鏡写真、（ｂ）倍率１００倍の走査電子顕微鏡写真である。
【図３】図１に示す建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法により作製された造粒物の、高炉セメント混合率１５％のときの（ａ）倍率４０倍の走査電子顕微鏡写真、（ｂ）倍率１００倍の走査電子顕微鏡写真である。
【図４】図１に示す建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法により作製された造粒物の、高炉セメント混合率２０％のときの（ａ）倍率４０倍の走査電子顕微鏡写真、（ｂ）倍率１００倍の走査電子顕微鏡写真である。
【図５】従来の建設混合廃棄物の中間処理施設の処理方法をしめす工程図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    建設混合廃棄物
２    残渣
３    破砕機
４    高炉セメントＢ種
５    粘結剤
６    不溶化剤
７    水
８    混合プロセス
９    造粒プロセス
１０  再生建設骨材
【図１】
2008137842.tif 000007
【図５】
2008137842.tif 000008
【図２】
2008137842.tif 000009
【図３】
2008137842.tif 000010
【図４】
2008137842.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月8日(2008.2.8)
【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】
建設廃棄物の中間処理施設で発生する、ガラスくず、がれき、コンクリート片など多種多様な素材が交じり合った建設混合廃棄物のふるい下残渣から成る残渣を１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕された前記残渣に、前記残渣に対して３乃至２５重量％の高炉セメントを加え、全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水を加えて混合する混合工程と、
前記混合工程による混合物を造粒処理して造粒物を作製する造粒工程とを、
有することを特徴とする建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程で、前記高炉セメントを前記残渣に対して５乃至２０重量％加え、全体の１５乃至２５重量％の水分を含むよう調整しながら前記水を加えることを、特徴とする請求項１記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項３】
前記混合工程で、粘結剤を加えて混合することを、特徴とする請求項１または２記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項４】
前記混合工程で、不溶化剤を加えて混合することを、特徴とする請求項１、２または３記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【請求項５】
混練工程と整粒工程とを有し、
前記混練工程は前記混合工程後の前記混合物をさらに混練し、
前記造粒工程は前記混練工程で混練された前記混合物を造粒処理して前記造粒物を作製し、
前記整粒工程は前記造粒工程により作製された前記造粒物の形状を整えることを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る建設廃棄物を用いた人工骨材の製造方法は、建設廃棄物の中間処理施設で発生する、ガラスくず、がれき、コンクリート片など多種多様な素材が交じり合った建設混合廃棄物のふるい下残渣から成る残渣を１０ｍｍ以下の大きさに粉砕する粉砕工程と、前記粉砕工程で粉砕された前記残渣に、前記残渣に対して３乃至２５重量％の高炉セメントを加え、全体の１０乃至３０重量％の水分を含むよう調整しながら水を加えて混合する混合工程と、前記混合工程による混合物を造粒処理して造粒物を作製する造粒工程とを、有することを特徴とする。