(57)【要約】【課題】建設工事に係る掘削工事に伴って排出される建設汚泥を原料として、良質の再生砂を効率良く経済的に製造することができる建設汚泥からの再生砂の製造方法を提供すること。【解決手段】建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上２０重量％未満とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。【選択図】　図１
2004067399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上２０重量％未満とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【請求項２】
前記原料として石膏を加えることを特徴とする請求項１記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【請求項３】
前記原料として焼却灰を加えることを特徴とする請求項１又は２記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【請求項４】
前記原料として鉱滓を加えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【請求項５】
前記養生を天日乾燥による乾式処理により行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【請求項６】
前記乾式処理による養生期間中に、造粒物に水分を供給することを特徴とする請求項５記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設汚泥から良質な再生砂を効率良く経済的に得ることができる建設汚泥からの再生砂の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設工事に伴う掘削工事において排出される、水分を多量に含んだ微細な粒子からなる建設汚泥は、産業廃棄物として取り扱われており、従来、排出された建設汚泥は脱水して含水率を下げた後にそのまま埋め立て処分されていた。
しかしながら、埋め立て処分場の確保は年々困難となっており、特に建設汚泥排出量の多い大都市圏では埋め立て処分場が確保できないため、遠方の処分場まで輸送しなければならず処理コストの高騰を招いていた。
そのため、近年、建設汚泥を再生資源としてリサイクルしようとする試みが数多く提案されているものの、建設汚泥から良質の再生砂を効率良く経済的に得ることができる方法は未だ確立されていないのが現状である。
【０００３】
例えば、建設汚泥にセメントを加えて造粒し、得られた造粒物から再生砂を得る方法も提案されているが、従来このような方法により得られる造粒物の粒径は比較的大きいため、そのまま再生砂として使用することはできず、得られた再生物は専ら粒径の大きい再生骨材としての利用にのみ供されていた。
尚、このような方法で得られた造粒物を破砕することによって再生砂を得ることは可能であるが、工程数が増加することによって処理コストが高くなるため、費用対効果の点から有効な方法とはいえず、理論的には可能であっても現実的には余り利用されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであって、建設工事に係る掘削工事に伴って排出される建設汚泥を原料として、良質の再生砂を効率良く経済的に製造することができる建設汚泥からの再生砂の製造方法を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、請求項１に係る発明では、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上２０重量％未満とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
請求項２に係る発明では、前記原料として石膏を加えることを特徴とする請求項１記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
請求項３に係る発明では、前記原料として焼却灰を加えることを特徴とする請求項１又は２記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
請求項４に係る発明では、前記原料として鉱滓を加えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
請求項５に係る発明では、前記養生を天日乾燥による乾式処理により行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
請求項６に係る発明では、前記乾式処理による養生期間中に、造粒物に水分を供給することを特徴とする請求項５記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１乃至図８は、本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
本発明において、原料となる建設汚泥の種類は特に限定されず、汚水式シールド工法、連続地中壁工法、アースドリル工法等により排出される泥水状汚泥、泥土圧シールド工法やアースドリル工法等により排出される泥土状汚泥、高圧噴射攪拌工法やソイルセメント壁工法等により排出される自硬性汚泥のいずれもが使用できる。
【０００７】
これらの建設汚泥は、先ず脱水処理されることにより脱水ケーキとされる。
脱水処理に際しては、通常の汚泥の脱水処理に使用される装置を使用することができ、例えば、真空ろ過機、加圧ろ過機、重力ろ過機等を使用することができる。
また、機械式脱水が困難な泥土状汚泥の場合には、天日乾燥により脱水ケーキとしてもよい。
この脱水処理の際に、汚泥中に礫などの不要物が混入している場合には、分級装置により礫を取り除いておく。
【０００８】
次いで、脱水処理して得られた脱水ケーキに、セメントと水を加えて混練することにより造粒する。（図１及び図２参照）
このとき、脱水ケーキと共に混練される成分として、セメント及び水の他に、更に焼却灰及び／又は鉱滓を加えることもできる。この焼却灰と鉱滓については、焼却灰のみを加えてもよいし（図３及び図４参照）、鉱滓のみを加えても良いし（図５及び図６参照）、焼却灰と鉱滓の両方を加えてもよい（図７及び図８参照）。
このように、原料中に焼却灰及び／又は鉱滓を加えると、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に廃棄物である焼却灰や鉱滓を有効にリサイクルすることができる。
焼却灰は、焼却炉から出たものをロータリーキルン等により１０００〜１１００℃の温度で焼き、これにキレート剤を加えたものを使用することが好ましい。
これは、焼却炉から出た焼却灰を１０００〜１１００℃の温度で焼くことによって焼却灰に含まれるダイオキシンを分解することができ、さらにキレート剤を加えることにより重金属を除去することができるためである。
さらに、焼却灰及び／又は鉱滓に加えて若しくは代えて石膏を加えてもよい。
加えられる石膏としては、建築廃材として排出される石膏ボードから取り出した石膏が好適に使用される。
【０００９】
混練処理は、造粒機に脱水ケーキとセメントと水、さらに必要に応じて焼却灰、鉱滓、石膏を投入することにより行われ、この造粒機への各材料の投入は、先ず脱水ケーキを造粒機に投入して計量ミキサーにより重量を測定し、投入重量が設定値に達すると自動的に予め定められたセメントと水と、必要に応じて焼却灰、鉱滓、石膏のうちから選択された添加剤とが更に投入されるように制御される。
使用される造粒機は特に限定されないが、例えばスクリーンフィーダーやトルネードフィン型の造粒機を使用することができる。
この造粒機による混練処理は、例えば３〜６分間程度行われ、その結果、投入された汚泥はその粒径を増し、粒状の生成物（造粒物）としてベルトコンベアから順次取り出される。
【００１０】
造粒機による混練処理にて得られた生成物は一定期間養生される。
本発明において、この養生は、水中にて湿式処理で行ってもよいし（図１、３、５、７参照）、大気中にて乾式処理で行ってもよい（図２、４、６、８参照）。
水中にて養生を行う場合、養生期間は約１週間程度とされ、この養生期間中にセメントが水を吸収して生成物の強度が向上する。そして、一定期間養生された生成物は、次いで１日程度かけて天日乾燥（風乾）され、含有水分がとばされる。
大気中にて養生を行う場合、養生期間は１５〜２０日間とされる。このような乾式養生は大量の水が調達しにくい場所において有効である。
【００１１】
本発明においては、原料全体（脱水ケーキ＋セメント＋添加剤）に占めるセメントの配合量は、５重量％以上２０重量％未満、より好ましくは５重量％以上１３重量％未満に設定する。
これは、上記した湿式又は乾式の養生工程において、セメントの配合量が５重量％未満であると、セメントの量が少な過ぎるために造粒物が充分に固化せず、一方２０重量％以上となると、造粒物が大きく成長し過ぎて再生砂を得るために破砕工程が必須となるためである。セメントの配合量を５重量％以上２０重量％未満の範囲とすると、養生中に造粒物が大きく成長しても自然に割れるので、破砕工程を必要とせずに再生砂として利用可能な小径の生成物を効率良く回収することが可能となる。そして、このような効果は、セメントの配合量を５重量％以上１３重量％以下の範囲とすることでより一層確実なものとなる。
尚、水中養生の場合は養生中に自然に割れるが、乾式養生の場合、通常は養生期間中の降雨による水分が吸収されることをきっかけとして割れることが多い。そのため、乾式養生の期間中に降雨が全く無い場合には途中で適度な水分を与えるとよい。乾式で３日間以上養生を行うと、粒径の小さい土を得ることができる。
【００１２】
このように養生により得られた生成物は、分級機によって所定の粒度別に分級される。分級機としては、例えば振動ふるい機が使用される。
この分級機においては、供給された生成物は先ず１０ｍｍを超える成分と１０ｍｍ以下の成分とに分別され、１０ｍｍ以下の成分は更に５〜１０ｍｍの成分と５ｍｍ以下の成分とに分別される。
このようにして得られた５ｍｍ以下の成分は再生砂として回収され、５〜１０ｍｍの成分は再生砕石として回収される。
一方、分級機において分級された１０ｍｍを超える成分は、インペラー等の破砕機に供給されて破砕され、１０ｍｍ以下に破砕された後に再度分級されて、５〜１０ｍｍの成分と５ｍｍ以下の成分とに分別されて、再生砂及び再生砕石として回収される。
本発明においては、セメントの配合量を上記した範囲に調整することで、分級工程に供給される生成物の大部分が５ｍｍ以下の小径成分となり、破砕工程を経ずとも高効率で再生砂を回収することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明に係る方法の実施例を示すことにより本発明の効果をより明確なものとする。但し、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
（実施例１）
建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントと鉱滓と石膏を原料とし、水を加えて混練することにより造粒物を得て、得られた造粒物を水中にて１週間養生して最終製品を得た。
このとき、原料として、原料全体に対するセメントの配合量（重量％）が４％、５％、１０％、１３％、１５％、１９％、２０％、２５％の８種類のサンプルを作成し、各サンプルを使用した場合に得られた最終製品の粒度及び特性をそれぞれ調べた。
各サンプルの原料配合比を表１に示し、粒度及び特性の測定結果を表２に示す。尚、表１中の数値の単位はｇである。
【表１】
2004067399.tif 000003
【表２】
2004067399.tif 000004
【００１４】
表２から明らかなように、セメントの配合量が１３重量％を超えると、再生砂としてそのまま利用できない粒径５ｍｍを超える成分が５％を超え、さらに２０重量％を超えると粒径５ｍｍを超える成分が１０％を超える高い割合となり、別途破砕工程が必須となった。
また、セメントの配合量が４重量％の場合には、原料が充分に固化しなかった上に、得られた最終製品は比重が２未満と非常に小さく且つ吸水率は３０％以上と非常に大きかった。
【００１５】
（実施例２）
実施例１において、石膏に代えて焼却灰を加えたものを原料として最終製品を得た。
このとき、原料として、原料全体に対するセメントの配合量（重量％）は１５％と１０％の２種類とし、焼却灰の配合量を７．５％、１２．５％、１５％の３種類とした３種類のサンプルを作成し、各サンプルを使用した場合に得られた最終製品の粒度及び特性をそれぞれ調べた。
各サンプルの原料配合比を表３に示し、粒度及び特性の測定結果を表４に示す。尚、表３中の数値の単位はｇである。
【表３】
2004067399.tif 000005
【表４】
2004067399.tif 000006
【００１６】
表４から、石膏に代えて焼却灰を加えた場合、セメントの配合量が同じでも比重が大きく且つ粒径５ｍｍを超える成分が少ない最終製品が得られることが分かった。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上２０重量％未満とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、養生中に造粒物が大きく成長しても自然に割れるので、破砕工程を必要とせずに良質の再生砂を効率良く回収することができる。
請求項２に係る発明は、前記原料として石膏を加えることを特徴とする請求項１記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に建設廃材として排出される石膏ボードを有効にリサイクルすることができる。
請求項３に係る発明は、前記原料として焼却灰を加えることを特徴とする請求項１又は２記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に廃棄物である焼却灰を有効にリサイクルすることができる。
請求項４に係る発明は、前記原料として鉱滓を加えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に廃棄物である鉱滓を有効にリサイクルすることができる。
請求項５に係る発明は、前記養生を天日乾燥による乾式処理により行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、水の調達が困難な場所においても再生砂を得ることができる。
請求項６に係る発明は、前記乾式処理による養生期間中に、造粒物に水分を供給することを特徴とする請求項５記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、水分によって養生中の造粒物が自然に割れるきっかけを与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る建設汚泥からの再生砂の製造方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【図１】
2004067399.tif 000007
【図２】
2004067399.tif 000008
【図３】
2004067399.tif 000009
【図４】
2004067399.tif 000010
【図５】
2004067399.tif 000011
【図６】
2004067399.tif 000012
【図７】
2004067399.tif 000013
【図８】
2004067399.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月9日(2003.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【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】
建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上１３重量％以下とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、請求項１に係る発明では、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上１３重量％以下とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法とした。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、建設汚泥を脱水処理して得られた脱水ケーキとセメントを原料とし、これに水を加えて混練することにより造粒し、得られた造粒物を養生した後に分級し、分級して得られた所定粒度以下の造粒物を再生砂として回収する方法であって、前記セメントの配合量を原料全体の５重量％以上１３重量％以下とすることを特徴とする建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、養生中に造粒物が大きく成長しても自然に割れるので、破砕工程を必要とせずに良質の再生砂を効率良く回収することができる。
請求項２に係る発明は、前記原料として石膏を加えることを特徴とする請求項１記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に建設廃材として排出される石膏ボードを有効にリサイクルすることができる。
請求項３に係る発明は、前記原料として焼却灰を加えることを特徴とする請求項１又は２記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に廃棄物である焼却灰を有効にリサイクルすることができる。
請求項４に係る発明は、前記原料として鉱滓を加えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、セメントの使用量を低減することが可能となり、同時に廃棄物である鉱滓を有効にリサイクルすることができる。
請求項５に係る発明は、前記養生を天日乾燥による乾式処理により行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、水の調達が困難な場所においても再生砂を得ることができる。
請求項６に係る発明は、前記乾式処理による養生期間中に、造粒物に水分を供給することを特徴とする請求項５記載の建設汚泥からの再生砂の製造方法であるから、水分によって養生中の造粒物が自然に割れるきっかけを与えることができる。