スラッジ水使用コンクリート標準化後の日常管理と今後の展望○豊永晃次＊１ 野上圭一＊１ 中尾陽一＊１ 木村博至＊１ 渡辺貞夫＊１

要 旨：2009 年 3 月の JIS A 5308 改正により、練混ぜに用いる水の区分が呼び強度 36 以下という条件付きではあるが、購入者との協議なくスラッジ水を使用できることが可能となった。工場は、スラッジ水を使用できる環境を整備し、廃棄物の削減を目的にスラッジ水使用コンクリートの標準化に取り組み、2009 年 7 月に認証を取得し納入を開始している。標準化前後での産業廃棄物排出量は、出荷の急激な増加等で減量には至っておらず、更なる高固形分率での JIS 改正が望まれる。追補で環境ラベルの付与も生産者の自由裁量となった今こそ、業界をあげての普及活動と詳細なマニュアル作りが肝心である。
キーワード：スラッジ水、スラッジ濃度、固形分率、標準化、自動濃度計、長さ変化率、環境ラベル
1.はじめに工場のスラッジ水濃度は出荷量や配合に左右され、富配合や車両台数を多く必要とする現場の出荷が続けばトラックアジテータの洗浄水が増え、また、残コン量が多く処理が重なればスラッジ水濃度は急激に上昇する。継続してスラッジ水使用の富配合が出荷されるか、出荷量のバラツキがなければスラッジ水濃度の上昇は緩やかとなり、安定的に使用することが可能であるが、現実的にはそのバランスを維持することは不可能である。
当初標準化の目標スラッジ固形分率は、上限値の 3%近くを目指したが、排水処理設備の処理に多量の洗浄水が発生すること、また、高濃度のスラッジ水を用いれば計量時のスラッジ水計量値はほぼ定量となるが、計量値自身が少量となるため、貧配合時の計量精度に問題があると考え、目標スラッ
ジ固形分率を 1%と設定し標準化を進めることにした。
表-1 室内試し練りの配合

2.実験の概要
2.1 試し練りの配合
大阪兵庫生コンクリート工業組合では、JIS 改正の約 1 年前からスラッジ水の有効活用に関する WG を立ち上げ、実験を開始した。標準期・夏期における室内試し練りの実施結果を表-1 及び図-1、2 に参考に示す。なお、配合№1～7 は高性能 AE 減水剤、№8～10 は AE 減水剤(高機能タイプ)、 №10～13 は AE 減水剤を使用している。
＊ １

単位量(kg/m3)
混和剤
ｽﾗｯｼﾞ水 ｽﾗｯｼﾞ水 固形分率 W/C S/a
C AD1(%) AD2(%) AD3(%)
採取時期 濃度(%) (%) (%) (%) W1 W2
1047.801800.33
2
147.3 34 150
0.40
前日 11.6
44 46.3 103 89 409 0.70334545.3 172 28
1.00
53日前 9.9346.3 121 710.75
6047.801800.40409
447346.3 75 1170.808045.301680.55
44 45.3 25 147 382
91- 0.70
３日前 16.010343.8 69 110- 0.9011050.60206- 1.1049 50.6 25 185 420
121- 1.10
13349.1 81 138- 1.10
W1:ｽﾗｯｼﾞ水 W2:上澄水 C:ｾﾒﾝﾄ AD1:高性能AE減水剤 AD2:AE減水剤(高機能ﾀｲﾌﾟ) AD3:AE減水剤 AE:AE助剤
No.

大阪兵庫生コンクリート工業組合 スラッジ水活用促進ワーキンググループ

AE0.75A
1.00A
1.50A
2.00A
1.00A
1.50A
1.50A
0.50A
1.00A
1.50A
2.00A
4.00A
4.00A

2.2 試し練り結果(1)フレッシュコンクリートの性状は、高性能 AE 減水剤配合の場合、固形分率 3%までなら細骨材率を修正すれば良好な状態を確保することができるが、固形分率 3%を超えると細骨材率を修正しても若干の粘性が認められた。AE 減水剤配合に関しては、固形分率 1%までなら細骨材率を修正しなくても良好な状態を確保することができるが、固形分率 3%では細骨材率の修正が必要であることが確認できた。
(2) 硬化コンクリートの性状は、図-1 に示す通り、圧縮強度の場合高性能 AE 減水剤及び AE 減水剤とも、固形分率が大きくなるほど強度値は高くなる傾向が見られた。また、長さ変化率の試験結果は、図-2 に示す通り固形分率が大きくなるほど若干ではあるが大きくなる傾向が見られた。
以上の結果、工場のスラッジ水濃度計やプラント操作盤等の設備面、並びに試し練りの結果を考慮し、固形分率 1%以下で社内標準化をできることを確認した。また、認証機関とも協議し、固形分率 0.8±0.2%の規格値で JIS の認証を取得できることが確認できた。

70
配合１：高性能W/C44%-18 固形分率0%
配合２：高性能W/C44%-18固形分率1%
配合３：高性能W/C44%-18固形分率3%
配合４：高性能W/C44%-18固形分率5%
配合５：高性能W/C44%-18固形分率3%(3日)
配合６：高性能W/C44%-18固形分率0%(3日)
配合７：高性能W/C44%-18固形分率3%(3日)
配合８：ＡＥ減水高機能W/C44%-10固形分率0% (3日)
配合９： ＡＥ減水高機能W/C44%-10固形分率1% (3日)
配合１０： ＡＥ減水高機能W/C44%-10固形分率3% (3日)
配合１１：ＡＥ減水 W/C49%-18固形分率0% (3日)
配合１２：ＡＥ減水 W/C49%-18固形分率1% (3日)
配合１３：ＡＥ減水W/C49%-18固形分率3%(3日)

圧 縮強度 N/mm2605040302010012345678910 11 12 13配合No.
図-1 圧縮強度試験結果0配合№1-100配合№2配合№3-200配合№4配合№5（-300長さ変 -400化率-500μ）-600-700-800-9007日
日

28日

56日

91日
材齢

図-2 長さ変化率試験結果

182

3.標準化後の日常管理
3.1 スラッジ水自動濃度計の精度安定した品質のコンクリートを製造するためには、自動濃度計の精度が非常に重要であり、特に精度の確認を重点的に実施する。
(1) 自動濃度計のゼロ点指示の確認
スラッジ配管に取り付けているセンサーを取り外して、基準水（地下水）にて試験を行い、自動濃度計がゼロ点を指示することを確認した。
(2) 自動濃度計の指示値の確認
自動濃度計が指示する値と、JIS A 5308 附属書 C(スラッジ水の濃度の試験)で求めた値を比較し両者に差がないことを確認した。
(3) JIS Q 1011「分野別認証指針 2009-レディーミクストコンクリート」に規定する、スラッジ水の濃度測定、固形分率の検証、スラッジ水自動濃度計の校正等に関する基準値を表-2 に示す。
表-2 スラッジ水に関する管理基準
管理項目
濃度の測定

濃度の精度

濃度計の校正弊社の管理基準

JIS Q 1011の管理基準
方法

自動濃度計

頻度

バッチ毎

方法

自動濃度計の指示値とZKT-105との比較

頻度

1回/日以上方法

JIS A 5308 附属書C-8.2.6とZKT-104比較

頻度
固形分率の検証

方法

注1)

頻度

1回/3か月以上

1回/1か月以上

スラッジ水濃度とスラッジ水の計量値から固形分量を求め、それをはかり取ったセメント量で除して求める。
使用の都度

注 1) 固形分率の検証方法は、毎バッチ、動荷重ソフトで計算させた数値を目視で確認する。

6.5
濃度計最大6.0

濃度計最小5.5

簡易法最大
簡易法最小4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
H21/7
H21/8
H21/9
H21/10
H21/11
H21/12
H22/1
H22/2
H22/3
H22/4
H22/5
H22/6
H22/7
H22/8
H22/9
H22/10
H22/11
H22/12
H23/1
H23/2
H23/3
H23/4
H23/5
H23/6
H23/7
H23/8
H23/9
H23/10
H23/11
H23/12
H24/1
H24/2
H24/3

濃度(%)

5.0

日付

図-3 自動濃度計と ZKT-105（簡易法）との測定結果の差の比較

(4) 自動濃度計の測定結果の差を図-3 に示す通り、校正頻度を JIS Q 1011 の規定よりも増加した結果、ZKT-105 による月平均値による測定結果とほとんど差が認められなかった。
3.2 スラッジ水使用の品質結果(1) スラッジ水の品質結果は、表-3 に示す通り、上水道水との差は認められなかった。
表-3 JIS A 5308-2009 附属書 C に規定するスラッジ水の品質結果
試験報告日

塩化物イオン量(ppm）

平成21年6月24日

8

平成22年3月16日

9

平成23年3月16日

2

平成24年3月22日

4平均値
標準偏差5.8
3.3

セメントの凝結時間の差(分）
14始発
17終結
19始発
15
終結
25始発
39
終結
15始発
終結
17
平均値 18.3
始発
標準偏差5.0
平均値 22.0
終結
標準偏差 11.4

モルタルの圧縮強さの比(%)
105
7日
10028日
1047日
10128日
1037日
9928日
1027日
101
28日
平均値 103.5
7日
標準偏差1.3
平均値 100.3
28日
標準偏差1.0(2) 長さ変化率については、大阪広域生コンクリート協同組合傘下工場の 1 回/年（一財）日本建築総合試験所で実施した試験結果を図-4 に示す通り、標準化前後とも JASS 5-2009 の計画供用期間の級が長期および超長期の 800μ 以下を満足している。

036-18N(2008)-100

24-21N(2009)36-21N(2009)-200

24-21N(2010)36-21N(2010)-300
長さ
変 -400化率-500
μ24-21N(2011)36-21N(2011)

（）

-600
-700
-800
-900

7日

28日

56日

91日
材齢

図-4 長さ変化試験結果

182日

4.今後の展望
JIS A 5308-2009（解説）では、全国生コンクリート工業組合連合会の調査結果では、平成 9 年 11月には、30.6%の工場で練混ぜ水にスラッジ水を使用していたが、平成 18 年 8 月の実態調査では、22.1%までに減少している。減少の理由は、JIS A 5308 で規定されている濃度管理の煩わしさや、リサイクル材を使用した製品の付加価値がユーザーに認められていないことも考えられる。将来、我々の業界全体がスラッジ水を容易に使用するために、どのように取り組むべきかを早急に検討する必要があるのではないかと思われる。
(1)固形分率 3%以下の広範囲で使用出来るよう、各種実験（耐久性等も含む）や設備改善の投資の取組みを検討する。将来的には固形分率が 5%程度まで標準化が可能になるような実験も必要である。
(2)JIS A 5308-2009 では、目標固形分率の設定値に対してシビアな管理幅が要求されているが、この規定を±1%程度まで緩和出来るよう、業界全体で取り組むことが肝要である。
(3)JIS A 5308-2009 や公共建築工事標準仕様書-平成 22 年版の規定が順守されていないことが多々ある。スラッジ水の使用を拒否するユーザーの理解を得るためのマニュアルの作成が業界として急務である。
(4)JIS A 5308-2011（追補）では、リサイクル材として上澄水・スラッジ水・フライアッシュ等が追加規定された。
大阪広域生コンクリート協同組合では、スラッジ水等、環境に配慮した材料を使用して、環境型社会の構築に貢献する取組みを推進するため、昨年 7 月からユーザーへの周知を目的に、環境マーク（メビウスループ）をレディーミクストコンクリート納入書に表示することになった。表-4に示すリサイクル材を使用する場合は環境マークを表示（図-5）し、ユーザーの理解を得ることを検討している。
表-4 JIS A 5308-2011（追補）に規定された主なリサイクル材
使用材料名

再生骨材Ｈ

上澄水

スラッジ水

フライアッシュ記号

RHG・RHS

RW１

RW２

FAⅠ・FAⅡ

表示可能製品JIS A 5021
適合品

JIS A 5308附属書C適合品

JIS A 6201
（Ⅰ・Ⅱ種適合品）

図-5 環境マークの表示例
5.まとめ2009 年 7 月に JIS 認証を取得するまでの経緯並びに標準化した後の主要な項目の日常管理の方法、および測定の結果を表・グラフで記述したが、以下に現在までに判明した事項を報告する。
(1)規格値の固形分率使用範囲内で製造したコンクリートの品質結果は良好であった。
(2)超音波式の自動濃度計を使用しても、精度確認の管理を十分行えば精度的に問題はないと思われる。
参考文献
1) JIS A 5308-2009
2) JIS A 5308-2011(追補)3) JIS Q 1011「分野別認証指針 2009-レディーミクストコンクリート」