(57)【要約】【課題】  ケーキを混合溶解して流動化処理工法や気泡混合土工法の原料として有効利用する。【解決手段】  ケーキに水、セメント、石粉を適宜加えた原料を、一次混合溶解機６において混合溶解羽根を有する複数のローターによる一次混合溶解処理によって粗溶解し、次いで、二次混合溶解機７において混合溶解羽根を有するローターの高速回転による混合溶解により二次混合溶解処理する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する方法において、
一次混合溶解機および二次混合溶解機を設置し、前記原料を前記一次混合溶解機に装入して一次混合溶解する一次混合溶解工程と、前記一次混合溶解機において一次混合溶解された原料を前記二次混合溶解機に装入して二次混合溶解する二次混合溶解工程とを備えることを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解方法。
【請求項２】
脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する方法において、
一次混合溶解機および二次混合溶解機を設置し、前記一次混合溶解機は、ケース内において回転自在の軸の長手方向に複数の混合溶解羽根が取付けられている複数のローターと、前記ケース内の原料の溢流量を調整するための堰板とを備え、前記二次混合溶解機は、ケース内において回転自在の軸の長手方向に複数の混合溶解羽根が取付けられているローターを備えており、
前記原料を前記一次混合溶解機に装入して一次混合溶解する一次混合溶解工程と、前記一次混合溶解機によって一次混合溶解された原料を前記二次混合溶解機に装入して二次混合溶解する二次混合溶解工程とを備え、更に、前記一次混合溶解工程は、前記一次混合溶解機のローターの回転速度、前記ローターの前記軸に対する前記混合溶解羽根の取付角度および前記堰板の高さによる原料の溢流量の調整によって原料の溶解度を調整する工程を含み、前記二次混合溶解工程は、前記二次混合溶解機のローターの回転速度調整によって原料の溶解度を調整する工程を含むことを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解方法。
【請求項３】
篩を設置し、前記二次混合溶解機によって二次混合溶解された原料中の異物および未溶解物を、前記篩によって除去する工程を更に含んでいる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたスラリーにセメントまたはセメント以外の固化剤を混合してなるモルタル、または、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたモルタルを原料として得られた流動化処理土を用いることを特徴とする流動化処理工法。
【請求項５】
請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたスラリーにセメントまたはセメント以外の固化剤を混合してなるモルタル、または、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたモルタルに、更に、気泡を混入して気泡混合土を製造することを特徴とする気泡混合土工法。
【請求項６】
脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する装置において、
前記原料を一次混合溶解する一次混合溶解機と、一次混合溶解した原料を二次混合溶解する二次混合溶解機とを備え、前記一次混合溶解機は、原料を装入するケースと、前記ケース内に配設された、軸を中心に回転する２つのローターと、前記２つのローターの回転速度を制御する制御機構と、前記ケース内の原料の溢流量を調整するための堰板とを備え、前記２つのローターは、前記軸の周方向に所定角度ずつずれて１つずつ前記軸の軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる、前記軸と共に回転可能な混合溶解羽根を備え、前記混合溶解羽根の取付角度、前記制御機構による前記ローターの回転速度および前記堰板の高さによる原料の溢流量の調整によって原料の溶解度調整が可能であり、
前記二次混合溶解機は、前記一次混合溶解機よって一次混合溶解された原料を装入するケースと、前記ケース内に設けられた、軸を中心に回転するローターと、前記ローターの回転速度を制御する制御機構とを備え、前記ローターは、前記軸の周方向に所定角度ずつずれて１つずつ前記軸の軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる、前記軸と共に回転可能な混合溶解羽根を備えていることを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解装置。
【請求項７】
前記二次混合溶解機の前記ローターの前記軸には、前記ケース内の原料の充満率を限度内に保つための送り羽根が設けられている請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記二次混合溶解機から排出された溶解スラリー中の異物および未溶解物を除去するための篩が更に設置されている請求項６または７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、砕石生産工程で砕石を水洗した排水の砂分を分離し、シックナーで沈降した泥水をフィルタープレスで脱水し成形した固形物や、シールド泥土、浚渫土等から脱水されて造られる固形物（以下、脱水された固形物を「ケーキ」という）の有効利用に関し、ケーキに、水、セメント、石粉等を加え混合溶解し、得られるスラリーやモルタル等を、流動化処理工法や気泡混合土工法に用いるにあたり、スラリーやモルタル等の製造を連続的に且つ量産可能とすることができる連続混合溶解方法およびそれを実施するための装置、および、製造されたスラリーやモルタル等を原料とする流動化処理工法および気泡混合土工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明で混合溶解の対象とするのは脱水された固形物、すなわち、砕石工場等から排出されるフィルタープレスケーキ等のケーキである。これらケーキの主な構成比は、脱水前と比べ、水分減少による変化がみられるのみである。このような物理的性状を有するケーキ（脱水処理されたケーキ）は、通常は、所要の処理を施された後に廃棄処分されている。あるいは、その一部が、所定粒径に造粒されて路床や路盤材等に利用されているにすぎない。
【０００３】
一方で、脱水前のシックナー沈降泥水等は、直接、流動化処理工法や気泡混合土工法の主原料として、工事施工現場のミキシング圧送プラントに運搬され活用されている。しかしながら、シックナー沈降泥水等は水分量が多く運賃コストが大きいため、工事施工現場が砕石工場等から遠距離の場合には使用する現場が限定される問題がある。従って、運賃の低コスト化が要請されている。
【０００４】
例えば、砕石工場等から排出される脱水ケーキを、流動化処理または気泡混合土工事の施工現場にダンプトラック等によって運搬し、施工に適合した材料配合で所定の比重に溶解すれば、運賃コストの問題は改善されるが、この場合、ケーキと混合する水、セメント、石粉等の混合、溶解技術が必要となる。
【０００５】
このような要請に対し、脱水ケーキに、水、セメント、石粉等を加え連続して混合、溶解する作業を効率化する技術の研究が盛んに行われているが、このような技術はいまだ開発されていない。
【０００６】
特許文献１には、「セメントの連続ミキシング装置」が開示されているが、この種のミキサーではケーキの供給が不可能であるだけでなく、せん断、攪拌力が弱く溶解も不充分である。
【０００７】
特許文献２には、回転混合鉢等からなる皿型の混合機械が開示されているが、皿型混合機械は、容器（混合鉢）内で混合皿が回転する方式であり、容器容量に対し混合分散羽根（櫂）が被溶解物と接する機会が少なくケーキに適用しても充分な混合効果が得られない。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−４７９１９号公報
【特許文献２】特許５７１６３２号（特公昭４４−２６２７５号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
また、化学プラント等で使用している連続式または回分式のコーレスミキサーの場合、容積に対し混合分散羽根が被溶解物に接する機会が少ないため、混合溶解されにくく、効率も悪い。
【００１０】
更に、セメントミキサー等に使用されているタービン羽根式のミキサーの場合、せん断効果が低く、且つ、容積に対し分散羽根が被溶解物に接する機会が少なく、回分式のため混合溶解されにくく、効率が悪い。
【００１１】
従って、この発明の目的は、脱水した固形物であるケーキに水およびセメント等を効率良く混合溶解し、スラリーやモルタルを連続的に安定して製造することができる混合溶解方法および装置、ならびに、これらによって製造された原料を用いる流動化処理工法および気泡混合土工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上述した観点から鋭意研究を重ねた結果、下記知見を得た。
【００１３】
１．ケーキに水を加えたもの、ケーキに水を加え更にセメントまたは石粉を加えたもの、あるいは、ケーキに水を加え更にセメントおよび石粉を加えたものを効率よく混合溶解するには、２機の混合溶解機を設置し、一次混合溶解機における一次混合溶解処理によって被溶解物を粗混合溶解して流動化し、次いで、二次混合溶解機における二次混合溶解処理によって一次処理された被溶解物を高速混合溶解し、且つ、これを連続的に行うことが有効である。
【００１４】
２．一次混合溶解機のローター（ローター軸）に取付ける混合溶解羽根の回転方向に対する角度を強くし流動力を上げることにより、一次混合溶解処理の効果を効率的に進行させることができる。更に、ローターを複数、例えば２つ設け、一方のローターは送り羽根、もう一方のローターは戻り羽根となるように構成することにより、原料（被溶解物）が入口から出口に向かって２つのローター間を激しく左右に流動し、ケーキの接着を防止しつつ粗混合溶解され流動化される。また、堰板の高さを、一次混合溶解中に混合溶解羽根が流動面から突出しない高さとすることにより、被溶解物の飛散が抑えられ、且つ、動力伝達効率が高まり、高効率な一次処理ができる。
一方、二次混合溶解機の混合溶解羽根の周速を上げることにより、二次混合溶解工程における混合溶解効果を効率的に進行させることができる。更に、混合溶解羽根の板厚を薄くし、取付けピッチを狭めることも有効である。また、ローター（ローター軸）に送り羽根を設けて送り機能を持たせることにより、混合溶解の処理速度や混合溶解羽根の周速にかかわらずケース内の原料の内部充満率を限度内に保つことができる。
【００１５】
３．混合溶解により製造する溶解スラリーの目標比重に相当する、ケーキ、水、セメントおよび石粉の、夫々の固形分、水分および真比重等を確認し、供給量を設定し、且つ、該供給量を維持する。また、製造した溶解スラリーの比重測定を適宜実施し、目標比重に調整し、所望の必要範囲から外れた場合には速やかに原因確認のうえ、供給量測定値を変更することにより上記工程を安定して操業することができる。
【００１６】
二次混合溶解機の出口に、更に、篩を設置し、二次混合溶解された原料中の異物および未溶解物を除去し、該篩に未溶解物が現出する場合には、二次混合溶解機の混合溶解羽根の周速を上げることにより未溶解物をなくすことができる。
【００１７】
本発明者等は、上記知見をもとに更に検討を重ね本発明に至ったものであり、その要旨は次の通りである。
【００１８】
請求項１記載の発明は、脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する方法において、
一次混合溶解機および二次混合溶解機を設置し、前記原料を前記一次混合溶解機に装入して一次混合溶解する一次混合溶解工程と、前記一次混合溶解機において一次混合溶解された原料を前記二次混合溶解機に装入して二次混合溶解する二次混合溶解工程とを備えることを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解方法である。
【００１９】
請求項２記載の発明は、脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する方法において、
一次混合溶解機および二次混合溶解機を設置し、前記一次混合溶解機は、ケース内において回転自在の軸の長手方向に複数の混合溶解羽根が取付けられている複数のローターと、前記ケース内の原料の溢流量を調整するための堰板とを備え、前記二次混合溶解機は、ケース内において回転自在の軸の長手方向に複数の混合溶解羽根が取付けられているローターを備えており、
前記原料を前記一次混合溶解機に装入して一次混合溶解する一次混合溶解工程と、前記一次混合溶解機によって一次混合溶解された原料を前記二次混合溶解機に装入して二次混合溶解する二次混合溶解工程とを備え、更に、前記一次混合溶解工程は、前記一次混合溶解機のローターの回転速度、前記ローターの前記軸に対する前記混合溶解羽根の取付角度および前記堰板の高さによる原料の溢流量の調整によって原料の溶解度を調整する工程を含み、前記二次混合溶解工程は、前記二次混合溶解機のローターの回転速度調整によって原料の溶解度を調整する工程を含むことを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解方法である。
【００２０】
請求項３記載の発明は、篩を設置し、前記二次混合溶解機によって二次混合溶解された原料中の異物および未溶解物を、前記篩によって除去する工程を更に含んでいることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたスラリーにセメントまたはセメント以外の固化剤を混合してなるモルタル、または、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたモルタルを原料として得られた流動化処理土を用いることを特徴とする流動化処理工法である。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたスラリーにセメントまたはセメント以外の固化剤を混合してなるモルタル、または、請求項１から３のうちの何れか１項に記載の方法により得られたモルタルに、更に、気泡を混入して気泡混合土を製造することを特徴とする気泡混合土工法である。
【００２３】
請求項６記載の発明は、脱水した固形物からなるケーキに水を加え、または、前記ケーキおよび水に、更にセメントおよび石粉のうちの少なくとも１つを加えた原料を混合溶解する装置において、
前記原料を一次混合溶解する一次混合溶解機と、一次混合溶解した原料を二次混合溶解する二次混合溶解機とを備え、前記一次混合溶解機は、原料を装入するケースと、前記ケース内に配設された、軸を中心に回転する２つのローターと、前記２つのローターの回転速度を制御する制御機構と、前記ケース内の原料の溢流量を調整するための堰板とを備え、前記２つのローターは、前記軸の周方向に所定角度ずつずれて１つずつ前記軸の軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる、前記軸と共に回転可能な混合溶解羽根を備え、前記混合溶解羽根の取付角度、前記制御機構による前記ローターの回転速度および前記堰板の高さによる原料の溢流量の調整によって原料の溶解度調整が可能であり、
前記二次混合溶解機は、前記一次混合溶解機よって一次混合溶解された原料を装入するケースと、前記ケース内に設けられた、軸を中心に回転するローターと、前記ローターの回転速度を制御する制御機構とを備え、前記ローターは、前記軸の周方向に所定角度ずつずれて１つずつ前記軸の軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる、前記軸と共に回転可能な混合溶解羽根を備えていることを特徴とする脱水した固形物の連続混合溶解装置である。
【００２４】
請求項７記載の発明は、前記二次混合溶解機の前記ローターの前記軸には、前記ケース内の原料の充満率を限度内に保つための送り羽根が設けられていることに特徴を有するものである。
【００２５】
請求項８記載の発明は、前記二次混合溶解機から排出された溶解スラリー中の異物および未溶解物を除去するための篩が更に設置されていることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、砕石工場等の泥水やシールド泥土等を脱水した固形物であるケーキを、流動化処理工法または気泡混合土工法の施工現場に設置した本発明装置により、ケーキに、水、セメント、石粉を添加してスラリーやモルタルを連続的に安定して製造することができ、更に、下記に示す種々の効果を得ることができる。
１．運搬するものが脱水されているケーキとなるため運搬コストが大幅に下がる。
２．ケーキ受け入れからスラリーやモルタル製造までを、連続工程で行えるので、品質管理がし易い。
３．脱水ケーキの有効活用が図られる。
４．ショートパスがなく、ピストンフローのため、品質が安定している。
５．装置が単純およびコンパクトで大量生産が可能である。
【００２７】
このように多大な効果が得られ、効率的に、しかも低コストで、目標とする特性を満たすケーキのスラリーやモルタルを連続的に製造する方法およびその装置、および、これらによって製造された材料を使用する流動化処理工法および気泡混合土工法を提供することができる有用な効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１〜９は、この発明の実施の形態に係る図面であり、図１は、ケーキの連続混合溶解工程を示すフロー図、図２は、一次混合溶解機を示す図３のＡ−Ａ線断面図（上から見た断面図）、図３は、図２のＢ−Ｂ線断面図、図４は、図５のＣ−Ｃ線断面図、図５は、図４のＤ−Ｄ線断面図、図６は、二次混合溶解機のローターを示す正面図、図７は、側面図、図８は、二次混合溶解機を示す正面図、図９は、側面図である。なお、図４は、ローター１１、１２の記載を省略して表示されている。
【００３０】
まず、装置構成について説明する。図１において、１はケーキホッパー、２は抜出ベルトフィダー、３はベルトコンベアー、４は水供給設備、５はセメント供給設備、６は一次混合溶解機、７は二次混合溶解機、８は篩、９はスラリー受けタンクである。図１に示すように、この発明の連続混合溶解装置は、一次混合溶解機６と二次混合溶解機７と、更に、篩８を備えている。
【００３１】
一次混合溶解機を、図２〜５を参照しながら説明する。一次混合溶解機６のケース１０の底部は、２箇所において半円筒状に形成されている。２箇所の半円筒部１０ａ、１０ｂのそれぞれには、２基のローター１１、１２が、そのローター軸１３と１４とが互いに平行になるように水平に配設されている。２基のローター１１、１２は、ローター軸１３、１４の周方向に所定角度ずつずれて１つずつその軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる混合溶解羽根１５、１６を有している。そして、一方の混合溶解羽根１５は送り羽根、もう一方の混合溶解羽根１６は戻り羽根となるように、すなわち、回転による推進方向が混合溶解羽根１５は送り方向に、混合溶解羽根１６は送り方向と逆の戻り方向となるように各羽根のローター軸１３、１４に対する取付け角度が設定されている。更に、図３に示すように、ローター１１（混合溶解羽根１５）は時計回りの回転方向、ローター１２（混合溶解羽根１６）は時計回りと反対の回転方向となるように回転方向が設定されている。これにより、それぞれのローター１１、１２は外側かき上げで回転する。ローター１１、１２の駆動源のモーター１７、１８は、回転速度制御機構を備えている。
【００３２】
ローター１１、１２を上記のように夫々外側かき上げ（相互に反対の回転方向）で回転させ、被溶解物（ケーキ、水、セメント、石粉等の原料）をケース１０内で対流させる。対流量の調節はモーター１７、１８による回転速度調整によって行われる。これにより、原料（被溶解物）が入口から出口に向かって２つのローター１１、１２間を激しく左右に流動し、ケーキの接着を防止しつつ粗混合溶解され流動化される。
【００３３】
ケース１０内には、被溶解物の溢流量を制御するための堰板１９が設けられている。堰板１９によって、堰板溢流部の被溶解物の液面高さ調節を行うことができる。堰板１９から溢れた（オーバーフローした）被溶解物は排出口２０から排出される。堰板１９の高さは、その上端が混合溶解羽根１５、１６の上端よりもやや高い位置となるように設定されている。このような高さとすることにより、一次混合溶解処理中に混合溶解羽根１５、１６が被溶解物の流動面から上方に出ないため、被溶解物の飛散が抑えられ、且つ、動力伝達効率が高まる。このように構成された一次混合溶解機６により、高効率な一次混合溶解処理（粗溶解）を行うことができる。
【００３４】
二次混合溶解機を、図６〜９を参照しながら説明する。円筒状に形成されているケース２６内には、ローター２１が水平に設けられている。ローター２１は、ローター軸２２の周方向に所定角度ずつずれて１つずつその軸長方向に所定間隔をあけて取付けられた複数の羽根からなる混合溶解羽根２３を有している。ローター軸２２は、横断面が６角形の６角鋼（６角柱）からなり、混合溶解羽根２３を構成する各羽根を１周各辺毎に６枚取付け、その取付順序を、０度、２４０度、１２０度、６０度、３００度、１８０度として、過度の正、または、逆のスパイラル効果を防止しつつ回転できるようになっている。ローター２１の駆動源のモーター２５は、回転速度制御機構を備えている。
【００３５】
送り羽根２４は、ローター軸２２の長手方向に所定間隔をあけて、混合溶解羽根２３の各羽根の隙間に取付けられている。送り羽根２４は、混合溶解羽根２３よりも羽根の長さが短くなっており、混合溶解運転中のケース内部の原料（被溶解物）の充満率を定量に保つ機能を有している。送り羽根２４によって被溶解物の充満率が所定の限度を超えないように自動的に充満率調整が行なわれる。
【００３６】
ローター２１をモーター２５によって高速回転させて、原料（被溶解物）を直接せん断する。それとともに、ローター駆動動力が被溶解物に伝達するときに生じる相対速度による攪拌、および、回転運動している被溶解物とケース２６との摩擦作用等の複合作用によって原料の混合溶解を効率的に行うことができる。
【００３７】
前記の一次混合溶解機６においては、ケース１０内に装入されたケーキの溶解が進むまでは、該ケーキが希釈なスラリー中に浮遊状態で存在しているため、混合溶解羽根１５および１６の周速は、希釈なスラリー中の浮遊ケーキをせん断できる速度とする。なお、前記の周速とは、ローターの寸法および回転速度から求めた混合溶解羽根の先端の速度である。
【００３８】
また、ケーキ同士が低流動中に接触すると接触面の付着水が逃げて互いに接着し、一次混合溶解機６内が希釈なスラリーと接着生成したケーキ塊とに二分されてしまうため溶解が進まない。従って、流動を促進させるため、ローター１１、１２の混合溶解羽根１５および混合溶解羽根１６の送り角を両方とも強くすると、機内の滞留が低下してしまう。そこで、機内の対流と滞留とを両立させるため、一方のローター１１の混合溶解羽根１５が送り羽根として、もう一方のローター１２の混合溶解羽根１６が戻り羽根として作用するように、溶解羽根の回転方向に対する角度を充分に付ける。
【００３９】
また、被溶解物の飛散防止および混合溶解効率向上のため、ケース１０内の液面レベルは、混合溶解羽根１５および混合溶解羽根１６の全体が被溶解物の液面下になるように調整する。この液面レベルの調整は、ローター１１、１２の夫々の駆動モーター１７、１８の回転速度制御および堰板１９の高さ調整によって行う。
【００４０】
二次混合溶解機７は上記の一次混合溶解機６よりも高速で回転するため、ローター２１は一体加工品とし、ローター軸２２に取付ける送り混合溶解羽根２３のウエイトバランスに留意する。また、ケース２６の装入口（図示せず）は、飛散防止、詰り防止および内部確認を容易にするため、円筒状のケース２６に接線方向より取付ける。篩８への供給のため、高さを必要とする場合は、排出口２７の位置を、混合溶解羽根２３のかき上げ側側面とすることが望ましい。
【００４１】
次に、ケーキの連続混合溶解のフローを説明する。
【００４２】
本発明は、脱水した固形物であるケーキを混合溶解して有効利用を図るものであり、ケーキとして、砕石生産工程で砕石を水洗した排水の砂分を分離しシックナーで沈降した泥水をフィルタープレスで脱水し成形したもの、シールド泥土や浚渫土を脱水したもの等、種々適用することができる。
【００４３】
混合溶解に供する原料は、ケーキに水を加えたもの、ケーキに水を加え更にセメントまたは石粉を加えたもの、あるいは、ケーキに水を加え更にセメントおよび石粉を加えたもである。石粉は、石灰工場等から排出されるもので、例えば、ミクロドライ（登録商標）等を用いる。
【００４４】
図１に示すように、ケーキは、ケーキホッパー１から速度調節機能付の抜出ベルトフィダー２により摺切りで抜出され、ベルトコンベアー３を経由して、一次混合溶解機６に装入される。セメントはセメント供給設備５から計量後、ベルトコンベアー３のケーキ上に添加されケーキと共に一次混合溶解機６に装入される。水は水供給設備４より供給され流量計で確認しながら流量調整弁で流量調整され、一次混合溶解機６に装入される。装入物（被溶解物）は、一次混合溶解機６に設けられた、２基のローター１１、１２により粗混合溶解され流動化される。ローター１１、１２の回転速度、堰板１９の高さ調整による溢流量の調整によって溶解度が調整される。流動化した被溶解物は堰板１９を溢流（オーバーフロー）して排出口２０から排出し、二次混合溶解機７に供給される。二次混合溶解機７に供給された被溶解物は、高速でローター２１により二次混合溶解される。ローター２１の回転速度調整により溶解度が調整される。二次混合溶解機７から排出した被溶解物は、更に、篩８によって異物や未溶解物が除去され、スラリー受けタンク９に投入される。篩８に未溶解物が現出する場合には、二次混合溶解機７の混合溶解羽根２３の周速を上げることにより未溶解物をなくすことができる。
【実施例１】
【００４５】
次に、この発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００４６】
図１〜９に示す本発明装置に準じた装置を用いて実施例１、２、３に示す試験を行った。
【００４７】
実施例１は、東京都産の砕石工場のシックナー沈降泥水を、フィルタープレスによって脱水したケーキを使用した。上記のケーキと水、セメントを表３に示すモルタル配合に基づき加え、モルタル化し、流動化処理工法の材料適否確認試験を行い一軸圧縮強度およびフロー値を確認した。
【００４８】
一次混合溶解機および二次混合溶解機の諸元を表４の通り設定し、上記のケーキを用い、表３に示すモルタル配合に基づき、時間当たり１５ｍ3（１５ｍ3／ｈ）の製造速度によってモルタルを製造した。ケーキはベルト計量器で計量し、セメントは、予め２０ｋｇ袋を準備し１８秒毎に１袋輸送ベルトコンベアー上にてケーキに連続添加した。水は電磁流量計で計量し、それぞれ供給した。試験開始から５分経過し工程が安定した後より、製造されたモルタルの試験サンプルを１分毎に採取し各採取時間毎に１〜３とした。得られた試験サンプルの一軸圧縮強度、フロー値および比重を調べた。その結果を表５に示す。一軸圧縮強度は、一軸圧縮強度試験用供試体を作製し材令２８日における強度を調べることによって行った。表５に示すように、一軸圧縮強度、フロー値および比重とも、流動化処理工法の材料として望ましいものであった。
【００４９】
表１に、製造するモルタルの品質目標、表２に、使用材料を示す。表２に示すようにケーキの比重（γ）は２．３５ｋｇ／ｌ（リットル）であった。表３に、モルタル配合、表４に、一次混合溶解機および二次混合溶解機の設定値を示す。なお、表４中の「混合溶解羽根先端周速」とは、ローターの寸法および回転速度から求めた羽根の先端の速度のことである。表４に示すように、二次混合溶解機のほうが一次混合溶解機よりもローターはかなり高速回転である。また、「堰板高（羽根上端〜）」とは、堰板の上端が羽根の上端よりも３０ｍｍほど高い位置に設定されていることを示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
【表２】
2005246814.tif 000004
【００５２】
【表３】
2005246814.tif 000005
【００５３】
【表４】
2005246814.tif 000006
【００５４】
【表５】
2005246814.tif 000007
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、静岡県産の砕石工場のシックナー沈降泥水を、フィルタープレスによって脱水したケーキを使用した。上記のケーキと水、セメントを表８〜１０に基づき加え、モルタル化する試験を行った。この試験は、現在工事計画中の気泡混合土中詰工事の品質目標に準じて実施した。試験は３段階にて行った。第１段階は、ケーキおよび水の混合溶解、第２段階は、ケーキおよびセメントと水の混合溶解、第３段階は、第２段階で得られた試験品（モルタル）に更に気泡を混合する試験の実施とした。
【００５６】
表６に、気泡混合土中詰工事の品質目標、表７に、使用材料、表８に、ケーキスラリー化配合、表９にモルタル配合、表１０に気泡モルタル配合、表１１に一次混合溶解機および二次混合溶解機の設定値を示す。なお、表７中のＯＦＡ２とは登録商標である。
【００５７】
【表６】
2005246814.tif 000008
【００５８】
【表７】
2005246814.tif 000009
【００５９】
【表８】
2005246814.tif 000010
【００６０】
【表９】
2005246814.tif 000011
【００６１】
【表１０】
2005246814.tif 000012
【００６２】
【表１１】
2005246814.tif 000013
【００６３】
第１段階の試験は、一次混合溶解機および二次混合溶解機の諸元を表１１の通り設定し、時間当たり１５ｍ3（１５ｍ3／ｈ）の製造速度によって、表８に示すケーキスラリー化配合に基づき、ケーキはベルト計量器で、水は電磁流量計で計量し、夫々供給してスラリーを製造した。試験開始から５分経過し工程が安定した後より、製造されたスラリーの試験サンプルを１分毎に採取し各採取時間毎に１〜５とした。得られた試験サンプルの比重、および、＋１ｍｍ未溶解率を調べた。その結果を表１２に示す。表１２に示すように、比重、および、＋１ｍｍ未溶解率のいずれも、気泡混合土中詰工事の材料として望ましいものであった。
【００６４】
【表１２】
2005246814.tif 000014
【００６５】
第２段階の試験は、一次混合溶解機および二次混合溶解機の諸元を第１段階の試験と同様に表１１に示す通り設定し、表９に示すモルタル配合に基づき、時間当たり１５ｍ3（１５ｍ3／ｈ）の製造速度によって、モルタルの製造を行った。ケーキはベルト計量器で計量し、セメントは、予め２０ｋｇ袋を準備し１８秒毎に１袋輸送ベルトコンベアー上にて、ケーキに連続添加した。水は電磁流量計で計量し、それぞれ供給した。試験開始から５分経過し工程が安定した後より、製造されたモルタルの試験サンプルを１分毎に採取し各採取時間毎に１〜５とした。得られた試験サンプルの比重、および、＋１ｍｍ未溶解率を調べた。その結果を表１３に示す。表１３に示すように、比重、および、＋１ｍｍ未溶解率のいずれも、気泡混合土中詰工事の材料として望ましいものであった。
【００６６】
【表１３】
2005246814.tif 000015
【００６７】
第３段階の試験は、第２段階の試験で製造したモルタルを試験用ミキサーに投入し、攪拌しつつ比重測定しながら、表１０に示す気泡モルタル配合に基づき、別途発泡機で製造した泡を混入し、比重を０．８８ｋｇ／ｌに調整して気泡混合土を製造した。製造した気泡混合土のサンプルを３回採取し１〜３とした。得られたサンプルに対してフロー値試験を行うと共に、一軸圧縮強度試験用供試体を作製し材令２８日における強度を調べた。その結果を表１４に示す。表１４に示すように、一軸圧縮強度およびフロー値のいずれも表６に示す品質目標の範囲内であった。
【００６８】
【表１４】
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【実施例３】
【００６９】
静岡県内の気泡混合土の中詰工事施工現場において、シックナー沈降泥水の受入量不足に対応するため、当該連続混合溶解装置によりケーキのスラリー化を実稼動している。内容は、同県内の砕石工場のシックナー沈降泥水を、フィルタープレスで脱水したケーキを、工事施工現場のモルタル混合プラントに隣接して設置した当該プラントに運搬し、混合溶解し、隣接のモルタル混合プラントに供給するものである。
【００７０】
表１５に、スラリーの品質目標、表１６に、使用材料、表１７に、ケーキスラリー化配合、表１８に、一次混合溶解機および二次混合溶解機の設定値を示す。表１６に示す使用ケーキの固形分は６９．５％であった。
【００７１】
【表１５】
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【００７２】
【表１６】
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【００７３】
【表１７】
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【００７４】
【表１８】
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【００７５】
実施例３は、静岡県産の砕石工場のシックナー沈降泥水を、フィルタープレスによって脱水したケーキを使用した。一次混合溶解機および二次混合溶解機の諸元を表１８に示す通り設定し、時間当たり１５ｍ3（１５ｍ3／ｈ）の製造速度によって、表１７に示すケーキスラリー化配合に基づき、ケーキおよび水をそれぞれ供給し、更に、異物除去用の篩をかけてスラリーを製造した。ケーキホッパーへのケーキ投入はバックホーにて行った。ケーキ配合量はケーキホッパーから抜出しベルトフィダー（ＢＦ）の速度調整により行い、水は電磁流量計で計量し、溶解スラリーの比重調整は抜出しベルトフィダーの速度調整によって行った。異物除去用の篩の網は目開き１ｍｍを使用した。スラリーの製造量は、篩受けタンクから次工程のモルタル混合プラントへの輸送配管に設置した電磁流量計の積算値を用いて得た。各工程は順調で、次工程の必要量に合せスラリーを製造した。表１９に、製造開始から４日間の品質および製造の記録を示すが、原料使用量のケーキ｛ｔ／ｄ（トン／１日）｝は計算値より算出した。表１９に示すように、比重、および、＋２ｍｍ異物の量のいずれも、気泡混合土中詰工事の材料として望ましいものであった。但し、３日目以降の目標比重は、次工程の都合で表１５の１．２０〜１．２２ｋｇ／ｌから１．１７〜１．１９ｋｇ／ｌに変更された。
【００７６】
【表１９】
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【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施の形態に係るケーキの連続混合溶解工程を示すフロー図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る一次混合溶解機を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る一次混合溶解機を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る一次混合溶解機を示す図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る一次混合溶解機を示す図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る二次混合溶解機のローターを示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態に係る二次混合溶解機のローターを示す側面図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る二次混合溶解機を示す正面図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る二次混合溶解機を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ケーキホッパー
２  抜出ベルトフィダー
３  ベルトコンベアー
４  水供給設備
５  セメント供給設備
６  一次混合溶解機
７  二次混合溶解機
８  篩
９  スラリー受けタンク
１０  ケース
１１、１２  ローター
１３、１４  ローター軸
１５、１６  混合溶解羽根
１７、１８  モーター
１９  堰板
２０  排出口
２１  ローター
２２  ローター軸
２３  混合溶解羽根
２４  送り羽根
２５  モーター
２６  ケース
２７  排出口
【図１】
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【図２】
2005246814.tif 000023
【図３】
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【図４】
2005246814.tif 000025
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005246814.tif 000028
【図８】
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【図９】
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