(57)【要約】      （修正有）【課題】廃棄物を骨材や結合材として使用したコンクリートにおいて、リサイクル材の割用を増加させる。【解決手段】バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦを混合したもの、焼却灰とパークコンポストを混合したものの少なくとも一つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを骨材および／または結合材として使用した廃棄物含有コンクリート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、骨材として使用したことを特徴とする廃棄物含有コンクリート。
【請求項２】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、結合材として使用したことを特徴とする廃棄物含有コンクリート。
【請求項３】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、骨材及び結合材として使用したことを特徴とする廃棄物含有コンクリート。
【請求項４】
廃棄物を原料とし製造した骨材及び結合材の割合が１，０００ｋｇ／ｍ３以上であることを特徴とする第１項及び第３項記載の廃棄物含有コンクリート
【請求項５】
セメントペース及び骨材を含めたコンクリート中において、細孔径１００ｎｍ以上のポロシチーが３．５％以下であることを特徴とする第１項から第４項記載の廃棄物含有コンクリート。
【請求項６】
材齢９１日以降の細孔量であることを特徴とする第５項記載の廃棄物含有コンクリート。
【請求項７】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、コンクリート用骨材として使用することを特徴とする廃棄物再資源化方法。
【請求項８】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、コンクリート用結合材として使用することを特徴とする廃棄物再資源化方法。
【請求項９】
バークコンポスト、ＲＤＦ、焼却灰とＲＤＦの混合したもの、焼却灰とバークコンポストを混合したものの内、すくなくとも１つ以上を含む廃棄物を溶融スラグ化したものを、コンクリート用の骨材及び結合材として使用することを特徴とする廃棄物再資源化方法。
【請求項１０】
廃棄物を原料として製造した骨材及び結合材の割合が１，０００ｋｇ／ｍ３以上であることを特徴とする第７項及び第９項記載の廃棄物再資源化方法。
【請求項１１】
セメントペース及び骨材を含めたコンクリート中において、細孔径１００ｎｍ以上のポロシチーが３．５％以下であることを特徴とする第７項から第１０項記載の廃棄物再資源化方法。
【請求項１２】
材齢９１日以降の細孔量であることを特徴とする第１１項記載の廃棄物再資源化方法。
【請求項１３】
空冷により、溶融スラグ化したことを特徴とする第７項から第１２項記載の廃棄物再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は廃棄物の再資源化に係わり、特に、廃棄物を骨材や結合材として使用したコンクリート及びその再資源化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】廃棄物の最終処分場の容量は限界に達しつつあり、一部では、限界に達している。この結果として、廃棄物の不法投棄が、全国、津々浦々で、散見される。このような環境問題への取り組みの一つとして、コンクリート材料への廃棄物の利用が試みられている。しかしながら、これまでの廃棄物使用量はコンクリート１ｍ３あたり最大で２００ｋｇ程度であった。これは廃棄物を原料としたリサイクル材が強度的に十分でない場合、これを使用したコンクリートもまた十分な強度が得られないとの結果によるものである。【０００３】これまでに、コンクリート用骨材として、都市ごみ焼却灰、焼結石炭灰、溶融下水汚泥、ガラスカレットなどの複数のリサイクル材を使用して、廃棄物高含有コンクリートが製造されているが、それでも、廃棄物を原料としたリサイクル材料の割合は６００ｋｇ／ｍ３程度である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】コンクリート用の骨材や結合材料として、廃棄物を原料としたリサイクル材の割合を増加することができれば、廃棄物の再資源化が促進される。また、不法に投棄された廃棄物をも有効に再利用することが可能となり、不法投棄現場の復原にも寄与できる。これまでの知見から、コンクリートに占める廃棄物を原料としたリサイクル材の割合を増加させるためには、リサイクル材そのものの強度が十分で、且つコンクリートとの分離抵抗が大きいリサイクル材を使用すればよいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上述の目的を達成するため、リサイクル材を使用したコンクリートの強度とポロシチーについての関係について検討した。その結果、細孔径１００ｎｍ以上の細孔が強度に影響を及ぼしていること見出した。この新知見に基づき、リサイクル材を選択・製造し、これらを使用したコンクリートの細孔体積を評価することにより、これらの課題を解決できることに至った。【０００６】一般に、コンクリートには数ｎｍ以上の細孔が存在し、これらの分布とコンクリート強度の関係があるとされ、これらを指標として、ポロシチー（％）と空気量（％）の２つが知られている。前者は数ｎｍ〜１０μｍ程度の細孔を指し、後者は１０μｍ以上の比較的大きな空隙を指すとされている。発明者らは、所定配合の廃棄物含有コンクリートの圧縮強度の経時変化特性と同廃棄物含有コンクリートのポロシチーの経時変化特性との関連を検討し、上述の細孔径１００ｎｍ以上の細孔径がコンクリート強度に影響を及ぼしていること及び細孔径１００ｎｍ以上の細孔径から算出したポロシチーが３．５％以下であることが必要であることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】本発明により、廃棄物起源の材料を従来の２倍から５倍以上の量を使用することができること、廃棄物のリサイクル量を増大でき再資源化を促進できること、不法投棄現場の復原に役立つことが期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】廃棄物として、（Ａ）バークコンポスト、（Ｂ）焼却灰＋ＲＤＦ、（Ｃ）バークコンポスト＋焼却灰、（Ｄ）ＲＤＦを、それぞれ、溶融スラグ化したものの化学組成（蛍光Ｘ線分析）を図１に示した。同図（Ｅ）は（Ａ）から（Ｄ）の焼却灰を混合したものを溶融し、スラグ化したものの化学組成（蛍光Ｘ線分析）を示す。溶融スラグの製造方法は、まず、それぞれを灰化し、その後、高周波溶融炉を用いて溶融し、溶融状態で、かつ、取り出し直前の温度を１５００℃〜１５８０℃とした。溶融スラグの冷却は空冷とした。【０００９】表１の結果から、廃棄物の種類によらず、その組成はほぼ同じで、主要成分のＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３：ＣａＯは約６３：約２３：約１４である。これらの溶融スラグの特徴は▲１▼ＳｉＯ２が多く、ＣａＯが少ない。▲２▼表面性状は無数の傷があり、ガラスカレットと比較すると、ざらざらしている。▲３▼１００ｎｍ以上の細孔のポアボリュームは２〜３％である。
【実施例】
【００１０】細骨材および粗骨材への廃棄物溶融スラグの使用がコンクリートの圧縮強度および１００ｎｍ以上の細孔径のポロシチーに及ぼす影響を確認することを目的として
【図２】
配合▲１▼および配合▲４▼のコンクリートを製造した。その結果、骨材に廃棄物溶融スラグを使用したコンクリートは、材齢９１日の圧縮強度は３４Ｎ／ｍ２で、天然骨材を使用したコンクリートと同程度であり、１００ｎｍ以上の細孔径のポロシチーは３．２％であった。したがって、コンクリート用骨材として十分使用できるものと考えられる。この場合の廃棄物を原料とした骨材の単位量は１６６１ｋｇ／ｍ３である。
【００１１】細骨材および粗骨材への廃棄物溶融スラグの使用がコンクリートの圧縮強度および１００ｎｍ以上の細孔径のポロシチーに及ぼす影響を確認することを目的として
【図２】
配合▲２▼および配合▲５▼のコンクリートを製造した。その結果、骨材に廃棄物溶融スラグを使用したコンクリートは、材齢９１日の圧縮強度は４２Ｎ／ｍ２で、天然骨材を使用したコンクリートとより、８Ｎ／ｍ２高い強度を示し、１００ｎｍ以上の細孔径のポロシチーは３％であった。したがって、コンクリート用骨材として十分使用できるものと考えられる。廃棄物を原料とした骨材の単位量は１８７２ｋｇ／ｍ３である。
【００１２】結合材、細骨材および粗骨材への廃棄物溶融スラグの使用がコンクリートの圧縮強度および１００ｎｍ以上の細孔径のポロシチーに及ぼす影響を確認することを目的として
【図２】
配合▲３▼および配合▲５▼のコンクリートを製造した。その結果、廃棄物を使用したコンクリートの材齢９１日における圧縮強度は普通コンクリートと同程度であり、１００ｎｍから１０μｍの細孔径のポロシチーは３．５％であった。したがって、コンクリート用の結合材および骨材として十分使用できるものと考えられる。廃棄物を原料とした結合材、および骨材の単位量は１７７７ｋｇ／ｍ３である。
【００１３】図３は、本発明の一実施例である廃棄物再資源化方法を示すフロー図である。本図はＲＤＦの廃棄物を処理し、コンクリートを調整する場合の例をしめす。本方法は、灰化工程１、溶融工程２、冷却工程３、粉砕工程４、コンクリート製造工程５からなる。灰化工程１では、ＲＤＦの廃棄物を焼却炉で焼却し、灰化する。焼却温度は７００℃前後である。灰化工程１から得られた焼却灰は溶融工程２に導入され、溶融される。溶融温度は１５００℃前後である。溶融工程２で灰化工程１を兼ねることも出来る。溶融物は冷却工程３にて、冷却される。冷却の仕方は大別すると、空冷と水冷がある。空冷によるもののポアボリュームは水冷より小さい。水冷によるものでは、溶融スラグの大きさを調整することができる。ここで得られた溶融スラグは粉砕工程４へ導入され、所定の大きさの溶融スラグにされる。バインダー材料、補強材料の細骨材料、補強材料の粗骨材料等の用途によって、その大きさは異なる。上述の水冷によるものを採用した場合、用途によっては、本粉砕工程を省略することができるものもある。所定の大きさに粉砕された溶融スラグはコンクリート製造工程５に導入され、セメント他と混合され、コンクリートが製造される。
【００１４】本実施例では、ＲＤＦの廃棄物を処理する場合について記述したが、上述の廃棄物（Ａ）から（Ｄ）をすべて使用する場合では、それぞれの廃棄物を、同時に、灰化工程１に導入して灰化し、その焼却灰を次の溶融工程２で溶融することもできる。また、灰化工程１で別々に、灰化し、得られた焼却灰をそれぞれ混合し、しかる後、溶融工程２に導入して、溶融することも可能である。後者の場合で調製されたコンクリートの性状は実施例１から４で示した通りであり、実用に耐え得るコンクリートを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】「廃棄物溶融スラグの化学組成」
【図２】「コンクリートの示方配合例」
【図３】「廃棄物再資源化方法」
【符号の説明】
【００１６】１  灰化工程
２  溶融工程
３  冷却工程
４  粉砕工程
５  コンクリート製造工程
【図１】
2007045693.tif 000002
【図２】
2007045693.tif 000003
【図３】
2007045693.tif 000004