(57)【要約】【課題】  脱水スラッジを好適に再利用できるようにするためのスラッジの再利用方法の提供。【解決手段】  固化前の水和性混合物を洗浄分離処理した際に生じるスラッジを脱水処理した脱水スラッジを−１０℃以下で冷凍して凍結スラッジとなした後、凍結スラッジを解凍して改良脱水スラッジとなし、改良脱水スラッジを粉砕して粒状の再生水和性材を形成し、使用時には、再生水和性材をその他の材料と混合して水和性混合物を生成するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化前の水和性混合物を洗浄分離処理した際に生じるスラッジを脱水処理した脱水スラッジを−１０℃以下で冷凍して凍結スラッジとなした後、該凍結スラッジを解凍して改良脱水スラッジとなし、該改良脱水スラッジを粉砕して粒状の再生水和性材をなし、該再生水和性材をその他の材料と混合して水和性混合物とすることを特徴としてなるスラッジの再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に不要となった水和性混合物より生じるセメント等の水和性材を含有するスラッジを好適に再利用するためのスラッジの再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生コンクリート工場やコンクリート打設現場等において不要となった生コンクリート等の固化前の水和性混合物（所謂、残コンや戻りコン）は、洗浄分離装置により洗浄することによって、砂、砂利等の骨材と、セメント等の水和性材を含有する固形状のスラッジとに分離し、砂、砂利等の骨材等を再利用するようになっている。
【０００３】
そして、このスラッジは、脱水処理により上澄水と脱水されて含水率が１００重量％程度となった脱水スラッジとに分離され、上澄水はコンクリート混練用水等として再利用されるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平０９―１２３１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の如き従来の技術では、水和性材等を含有する脱水スラッジは、水和反応によって固化が進行するため固化前の状態（フレッシュ状態）で長期間維持することが困難であり、また、凝結遅延剤を用いて水和機能を維持させるためには煩雑な技術手段を必要とするため、再利用に適さないという問題があった。
【０００５】
そこで、固化後の脱水スラッジは、水和機能を失し、他の水和性混合固化物用材料と均一に練混ぜを行うことができないため、産業廃棄物として廃棄処分にするか、或いは、粉砕機により粉砕し、路盤材等として再利用していた。
【０００６】
しかし、近年では、環境保全や産廃処理場の不足等の産廃処理に関する様々な問題を抱えており、産廃物を減らすことが重要な課題となっている。
【０００７】
一方、固化後の脱水スラッジは、強力な破砕機を用いなければ破砕することができないうえ、水和機能を失しているため、用途範囲が限定されてしまい再利用に供される量も限られていた。
【０００８】
そこで本発明は、上述の従来技術の問題を鑑み、脱水スラッジを好適に再利用できるようにするためのスラッジの再利用方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、固化前の水和性混合物を洗浄分離処理した際に生じるスラッジを脱水処理した脱水スラッジを−１０℃以下で冷凍して凍結スラッジとなした後、該凍結スラッジを解凍して改良脱水スラッジとなし、該改良脱水スラッジを粉砕して粒状の再生水和性材をなし、該再生水和性材をその他の材料と混合して水和性混合物とするスラッジの再利用方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るスラッジの再利用方法では、固化前の水和性混合物を洗浄分離処理した際に生じるスラッジを脱水処理した脱水スラッジを−１０℃以下で冷凍して凍結スラッジとなした後、該凍結スラッジを解凍して改良脱水スラッジとなし、該改良脱水スラッジを粉砕して粒状の再生水和性材をなし、該再生水和性材をその他の材料と混合して水和性混合物とすることによって、一旦、凍結することによって、改良脱水スラッジ内の水分子数が減少するとともに膨張作用によって、スラッジが内部に多くの空隙を有する構造となり、それを解凍すると、スラッジ内部に空隙を有する構造が維持されるとともに、昇華と同様の現象によって改良脱水スラッジ内の水分が減少する。
【００１１】
したがって、水和反応により固化したスラッジ塊に比べ、粉砕に適した硬度にある為、簡易な装置でも容易に粒化することができる。
【００１２】
また、粒状に粉砕された再生水和性材は、水和反応による固化が抑制されるので、長期間に渡り保存が可能で任意の時に適宜使用することができる。
【００１３】
従って、スラッジを無駄なく再利用することができ、産業廃棄物が低減されるとともに、資源の浪費を抑え、コストの低減も実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係るスラッジの再利用方法について説明する。
【００１５】
図１は、本発明方法の概略を示したフローチャートである。
【００１６】
生コンクリート工場等では、不要となった固化前の生コンクリート等の水和性混合物を洗浄分離処理し、該水和性混合物中に含まれる砂や砂利等の骨材を分離し、分離された砂や砂利等の骨材を再利用に供している。
【００１７】
その際、セメント等の水和性材を有するスラッジが生じ、このスラッジは、脱水処理により上澄水と含水率１００重量％程度の脱水スラッジとに分離され、上澄水はコンクリートの混練水等として再利用される。
【００１８】
一方、脱水スラッジは、普通ポルトランドセメント、混合セメント、石灰等の水和反応により硬化する水和性材を含む粒子径０．１５ｍｍ以下、含水率１００重量％程度の固形状をなし、放置すれば水和反応によって硬化してしまうため、本発明方法により再利用可能な処理を施す必要がある。
【００１９】
尚、この脱水スラッジには、水和性材用化学混合剤、潜在水硬性材又はポゾラン系混合材等が含有されていてもよい。
【００２０】
まず、この脱水スラッジを冷凍機に入れ、−１０℃以下で急速凍結し、凍結スラッジを形成する。
【００２１】
このように−１０℃以下で凍結することによって、脱水スラッジに含まれる水和性材の水和機能を保持しつつ、水和反応の進行を停止することができる。
【００２２】
また、−１０℃以下で凍結することによって、凍結スラッジ内部の水分子数が減少するとともに膨張作用によって、凍結スラッジは、内部に多くの空隙を有する構造、即ち粗構造になる。
【００２３】
凍結が完了したら、次に、その凍結スラッジを適当な温度（概ね１０〜２０℃）で１２時間以上放置して凍結スラッジを解凍し、改良脱水スラッジを形成する。
【００２４】
この改良脱水スラッジは、上述した内部に多くの空隙を有する構造の凍結スラッジをそのまま解凍するので内部構造が内部に多くの空隙を有する構造が維持され、そのため低出力の粉砕機によって容易に粉砕することができるようになっている。
【００２５】
そこで、この改良脱水スラッジを低出力粉砕機を用いて任意の粒径に粉砕し、細粒状又は粗粒状の再生水和性材を形成し、この再生水和性材の状態で使用時まで保存する。
【００２６】
この再生水和性材は、一旦凍結したスラッジを解凍してから粉砕したことによって、水分の逸散が早められ、水和反応の進行が抑えられ、水和能力を維持したまま保存することができる。
【００２７】
そして、使用時には、この再生水和性材をその他の材料、即ち、砂等の細骨材や砂利等の粗骨材、ＡＥ減水剤等の混和剤、普通ポルトランドセメント、混合セメント、石灰等の水和反応により硬化する水和性材とともに水を加えて混練してセメントペースト、生コンクリート等の水和性混合物とする。
【００２８】
このとき、再生水和性材は、その他の水和性材とともに、水和反応し、水和性混合物を硬化させるようになっている。
【００２９】
また、この再生水和性材は、埋め戻しや盛土等に用いられる建設土と混合して使用し、建設土を水和性混合物としてもよい。
【００３０】
この場合、再生水和性材は、建設土中で水和反応し、建設土に適度な強度を与え、埋め戻しや盛土等を施工する際の作業性を向上させる効果を有する。
【００３１】
次に、本発明方法に係る再生水和性材と、脱水スラッジを放置して固化させたスラッジ塊を破砕して得られたスラッジ破砕材とを比較した結果について説明する。
【００３２】
尚、両者の各項目における比較は、下記表１に列記する試験方法に基づいて行う。
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本発明方法における再生水和性材と、それぞれ１日、３日、７日、１４日の各期日で自然放置させて固化した脱水スラッジを破砕したスラッジ破砕材との性能とを比較すると、結果は表２の如くであった。
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再生水和性材は、脱水スラッジを−２０℃〜−３０℃に調節された冷凍室内で冷凍室温まで冷却して凍結スラッジを形成し、その後、凍結スラッジを室温で１５時間ほど放置して改良脱水スラッジとなし、それを破砕処理した。
【００３３】
一方、スラッジ破砕材は、それぞれ１日、３日、７日、１４日の各期日で自然放置させて水和反応を進行させて固化し、それを破砕処理した。
【００３４】
その結果、再生水和性材は、低出力破砕装置で粉砕速度８．５〜１０ｋｇ／ｍｉｎで好適に破砕することができたのに対し、スラッジ破砕材の場合、１日又は３日放置した場合、粘板岩状であるため破砕することができず、７日又は１０日放置した場合には、完全に硬化して低出力破砕装置では破砕することができず、高出力破砕装置により破砕処理を行った。
【００３５】
この再生水和性材及びスラッジ破砕材をそれぞれ、破砕処理後７日、１０日、２８日の期間放置した後、それぞれについて加水混練した後硬化させ、その圧縮強度を測定して水和反応の有無を確認した。
【００３６】
再生水和性材は、破砕後放置した時間の短い方が高い圧縮強度が得られる傾向にあるが、破砕した状態で放置しても十分な水和能力を維持していることが分かる。
【００３７】
一方、スラッジ破砕材は、ほとんど圧縮強度が得られず、水和性を失していることが確認された。
【００３８】
次に、再生水和性材及びスラッジ破砕材の水和性能をセメントの凝結試験により確認した。
【００３９】
その結果は、表３に示す如きであり、再生水和性材では、始発時間（固まり始める時間）が約２０時間、終結時間（固まり終わる時間）が約３０時間となり、その水和性能が確認された。
【００４０】
一方、スラッジ破砕材では、始発時間が得られず水和性能は認められなかった。
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次に、再生水和性材の強度発現性を圧縮強度試験及び曲げ強度試験に基づいて確認した。
【００４１】
その結果は、表４に示す如きであった。
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【００４２】
このように、略同一のサンプルについて測定を行い、材齢２８日となった時点の曲げ強度及び圧縮強度を測定した。その結果、曲げ強度で平均１Ｎ／ｍｍ２、圧縮強度で平均５．４Ｎ／ｍｍ２であり、十分な強度が得られることが確認された。
【００４３】
この他、多数のサンプルで測定を行ったところ、再生水和性材においては、圧縮強度及び曲げ強度において、表５の如く結果が得られた。
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これにより、十分な強度が得られることが確認された。
【００４４】
尚、上述の実施例では、凍結スラッジを約１０℃〜２０℃で解凍した例について説明したが、特にこの温度に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るスラッジの再利用方法の工程の概略を示すフローチャート図である。
【図１】
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