(57)【要約】      （修正有）【課題】経常的に発生する下水汚泥焼却灰の処理の途を広げて廃棄処分量を減少させるとともに、廃棄物の有効利用を図ることができ、且つ、環境破壊を防ぎ、加えて必要な強度を有するコンクリート杭を提供する。【解決手段】円筒状をしたコンクリート製の杭本体部４と、該杭本体部４の両端に端部金具を一体に備え、杭本体部４は、下水汚泥焼却灰を粒径８０ミクロン以下に粒度調整され、且つ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２５〜５５％、酸化カルシウム（ＣａＯ）５〜１０％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）５〜１２％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）１０〜２５％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５〜１０％、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）５〜３５％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）０．５〜３％、塩化物１００ｍｇ／ｋｇ以下を含み、ｐＨ７．０〜１１．０に安定化した粒度調整灰を、セメント量に対して３〜５％の量を混入したコンクリートを使用して形成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をしたコンクリート製の杭本体部と、該杭本体部の両端に端部金具を一体に備え、
前記杭本体部は、下水汚泥焼却灰を粒径８０ミクロン以下に粒度調整され、且つ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２５〜５５％、酸化カルシウム（ＣａＯ）５〜１０％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）５〜１２％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）１０〜２５％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５〜１０％、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）５〜３５％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）０．５〜３％、塩化物１００ｍｇ／ｋｇ以下を含み、ｐＨ７．０〜１１．０に安定化した粒度調整灰を、セメント量に対して３〜５％の量を混入したコンクリートを使用して形成されているコンクリート杭。
【請求項２】
前記杭本体部内にはＰＣ緊張材が挿通され、該ＰＣ緊張材を緊張することによって縦方向のプレストレスが付与されている請求項１に記載のコンクリート杭。
【請求項３】
前記杭本体部の外周が鋼殻によって覆われている請求項１に記載のコンクリート杭。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、下水処理場にて常時発生する下水汚泥を焼却した下水汚泥焼却灰を一定以下の粒度に調整した粒度調整灰を、原料の一部として含むコンクリート杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、下水処理施設では、経常的に下水から除去した有機質を多量に含む下水汚泥が発生する。この下水汚泥は、多くの場合焼却処理され、これによって発生する焼却灰は、従来産業廃棄物として埋め立て処理されている。
【０００３】
一方コンクリート杭は、遠心成形用の筒状成形型内に網鉄筋を配筋し、これを回転させつつコンクリートを注入し、遠心力によってコンクリートを成形型内面に張り付けた状態で内面を仕上げて成形されており、その主原料は砂等の細骨材、砕石等の粗骨材、セメント及び水である。また、コンクリート杭は、その用途に応じた強度が保たれる必要があり、杭の種類に応じて必要な強度が規格化されている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した下水処理施設では、これが稼働している限り下水汚泥が発生し、これを焼却した灰は、下水処理場が稼働する限り、永久に発生し続けるものであり、その下水汚泥焼却灰の処理を埋め立てのみに頼っていたのでは、何れは埋め立て処理施設が行き詰まり、下水処理が成り立たなくなってしまう。
【０００５】
更に、コンクリート杭を製造するための骨材は天然に産出するものを使用しており、これらの採取は専ら河川の採掘か山の掘削に頼っており、近年、環境破壊につながる問題として大きな社会問題となっている。
【０００６】
本考案は、このような状況に鑑み、経常的に発生する下水汚泥焼却灰の処理の途を広げて廃棄処分量を減少させるとともに、廃棄物の有効利用を図ることができるコンクリート杭の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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に記載の考案の特徴は、円筒状をしたコンクリート製の杭本体部と、該杭本体部の両端に端部金具を一体に備え、前記杭本体部は、下水汚泥焼却灰を粒径８０ミクロン以下に粒度調整され、且つ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２５〜５５％、酸化カルシウム（ＣａＯ）５〜１０％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）５〜１２％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）１０〜２５％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５〜１０％、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）５〜３５％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）０．５〜３％、塩化物１００ｍｇ／ｋｇ以下を含み、ｐＨ７．０〜１１．０に安定化した粒度調整灰を、セメント量に対して３〜５％の量を混入したコンクリートを使用して形成されているコンクリート杭にある。
【０００８】
請求項２に記載の考案の特徴は、請求項１の構成に加え、前記杭本体部内にはＰＣ緊張材が挿通され、該ＰＣ緊張材を緊張することによって縦方向のプレストレスが付与されていることにある。
【０００９】
請求項３に記載の考案の特徴は、請求項１の構成に加え、前記杭本体部の外周が鋼殻によって覆われていることにある。
【考案の効果】
【００１０】
上述のように、本考案に係るコンクリート杭は、円筒状をしたコンクリート製の杭本体部と、該杭本体部の両端に端部金具を一体に備え、前記杭本体部は、下水汚泥焼却灰を粒径８０ミクロン以下に粒度調整され、且つ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２５〜５５％、酸化カルシウム（ＣａＯ）５〜１０％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）５〜１２％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）１０〜２５％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５〜１０％、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）５〜３５％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）０．５〜３％、塩化物１００ｍｇ／ｋｇ以下を含み、ｐＨ７．０〜１１．０に安定化した粒度調整灰を、セメント量に対して３〜５％の量を混入したコンクリートを使用して形成されていることにより、従来埋め立て処理されていた下水汚泥焼却灰を再利用することができることとなり、下水汚泥焼却灰の廃棄処分量を少なくでき、自然の骨材の採取より発生する環境破壊を防ぐことができる。また、コンクリート杭として充分に使用に耐え得る強度が得られる。
【００１１】
また、粒径８０ミクロン以下に粒度調整した粒度調整灰を使用することにより、粒度未調整の下水汚泥焼却灰をそのまま使用する場合に比べ、混入量を比較的多くした場合でも、一定のワーカビリティを得ることができ、しかもコンクリートを製造する際の作業性を著しく向上せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案のコンクリート杭の一例を示す部分縦断側面図である。
【図２】同上の縦断面図である。
【図３】本考案のコンクリート杭の他の例を示す側断面図である。
【図４】同上の縦断面図である。
【図５】下水汚泥焼却灰のセメント混合率を変化させたコンクリート配合例の圧縮強度試験結果を示すグラフである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本考案の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１〜図２は、本考案に係るコンクリート杭を複数連結して使用する場合を示しており、図中符号１は上端部コンクリート杭、２は中間部コンクリート杭、３は下端部コンクリート杭を示している。各コンクリート杭１〜３は、それぞれ円筒状に形成されたコンクリート製の杭本体部４を有し、その両端に端部金具が一体に備えられている。
【００１５】
杭本体部４の肉厚内には、異形ＰＣ鋼棒からなる多数のＰＣ緊張材５が杭長さ方向に向けて緊張状態で埋設されており、これによって長さ方向のプレストレスが導入されている。
【００１６】
端部金具は、先端部コンクリート杭１の上端においては、補強キャップ６を構成し、下端においては平板リング状のアンカーリング７を構成している。アンカーリング７の外周には、杭本体部４の外周面に巻き付けた鋼製の補強バンド８が一体に備えられている。
【００１７】
中間部コンクリート杭２の端部金具は、両端ともに前述したアンカーリング７が使用されている。
【００１８】
下端部コンクリート杭３の上端の端部金具には、前述したアンカーリング７が使用され、下端の端部金具は、杭本体部４下端開口を閉鎖する端部閉鎖金具９が使用されている。
【００１９】
上述したコンクリート杭１〜３の他に、図３〜図４に示す鋼殻付コンクリート杭１０のように、杭本体部４の外周が円筒鋼管からなる鋼殻１１によって覆われているものであっても良い。
【００２０】
上述のコンクリート杭１〜３及び１０は、少なくともその杭本体部４が、下水処理場にて常時発生する下水汚泥を焼却した下水汚泥焼却灰を一定以下の粒度に調整した粒度調整灰入りのコンクリートにより遠心成形されている。
【００２１】
次に、この粒度調整灰入りのコンクリートについて説明する。
【００２２】
ここに使用する粒度調整灰は、上記下水汚泥焼却灰を粉砕又は分級により、粒径が８０ミクロン以下に粒度調整し、ｐＨ７．０〜１１．０に安定化したものを使用している。
【００２３】
その理由は、原料である焼却灰の物理的特性である流動性や吸水性、化学的特性である反応性等、性状のバラツキを均一化することにある。
【００２４】
また、通常の下水汚泥焼却灰をコンクリートに混入すると、混入量が比較的少量でも、コンクリートのワーカビリティに悪影響を与えることが知られている。粒度調整灰は、混入量を比較的多くした場合でも、一定のワーカビリティを得ることができ、しかもコンクリートを製造する際の作業性を著しく向上せしめることができるからである。
【００２５】
一般に、下水に含まれる汚泥の成分は全国的に略同様な成分からなっているが、これを下水から分離する工程の違い、即ち使用する添加物の違いや、下水から沈降分離した汚泥をケーキ化する際の脱水処理方法の違いによって、これを焼却した後に残る焼却灰の成分が異なる。
【００２６】
この例で使用した粒度調整灰の成分分析結果を第１表に示す。
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【００２７】
次に表１に示した粒度調整灰を用い、該粒度調整灰のコンクリート中の混入率を変化させた試験例を示す。
【００２８】
以下に述べる試験例において使用した材料は次の通りである。
【００２９】
粒度調整灰を骨材に代えて、セメントに対する添加率（以下単に添加率と記す）を０，３，５，７，１０％の各割合で添加して製造した供試体の圧縮強度に与える影響について試験した。
【００３０】
スランプを０．５ｃｍとした場合の各配合は、表２の如くであった。
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【００３１】
表２中、Ｗ／Ｐは水パウダー成分比、Ｓ／ａは砂粗骨材、Ｗは水、Ｃはセメント、Ｎ−ＰＣＳ１は高強度混和材、Ｓは砂、Ｇ５は砕石５号、Ｇ６は砕石６号、マイティー１５０ＲＸ（花王社製商標）は高性能減水剤を示している。粒度調整灰利用率は、総粉体量に対する混合率を示している。
【００３２】
セメントは普通ポルトランドセメントを、粒度調整灰は、東京都下水道局製（ρ＝２．６０）を使用した。
【００３３】
上記配合によって製造した供試体の圧縮強度は、表３に示す如くであった。図５はこれをグラフに表したものである。
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【００３４】
尚、表３及び図５中、「円柱ｄ１」は円筒型に流し込んで成型した材齢１日の供試体を意味し、「円柱ｄ７」は円筒型に流し込んで成型した材齢７日の供試体を、「遠心ｄ１」は遠心成型した材齢１日の供試体を、「遠心ｄ７」は遠心成型した材齢７日の供試体を意味している。
【００３５】
この結果から、圧縮強度は、遠心成型されるコンクリート杭の内、材齢７日のものは、粒度調整灰混合率５％で８３．２Ｎ／ｃｍ２であり、コンクリート杭の種類によっては必要な圧縮強度が得られ、混合率が低くなるに従って強度が高くなる。
【００３６】
従って、粒度調整灰混入量が少ない方が圧縮強度の点からは好ましいが、使用量が微量では、粒度調整灰の利用率が低くなり、経済性が発揮できず所期の目的が達成できない。
【００３７】
この結果から、粒度調整灰混合率が３〜５％が好ましいことが判明した。
【符号の説明】
【００３８】
１  上端部コンクリート杭
２  中間部コンクリート杭
３  下端部コンクリート杭
４  杭本体部
５  ＰＣ緊張材
６  保強キャップ
７  アンカーリング
８  補強バンド
９  端部閉鎖金具
１０  鋼殻付コンクリート杭
１１  鋼殻
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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