JPH06305794A - 生コンクリートスラッジの骨材化方法 - Google Patents

生コンクリートスラッジの骨材化方法

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JPH06305794A
JPH06305794A JP11664093A JP11664093A JPH06305794A JP H06305794 A JPH06305794 A JP H06305794A JP 11664093 A JP11664093 A JP 11664093A JP 11664093 A JP11664093 A JP 11664093A JP H06305794 A JPH06305794 A JP H06305794A
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JP
Japan
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sludge
concrete
aggregate
sand
raw
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JP11664093A
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Masami Tanahara
正己 棚原
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OKINAWA PREF GOV NAMA CONCRETE KOGYO KUMIAI
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OKINAWA PREF GOV NAMA CONCRETE KOGYO KUMIAI
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/16Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/167Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生コンスラッジを砂と同程度の粒度分布を有
するように調整して、砂に代替できる細骨材を得、構造
用気泡コンクリートの圧縮強度とほぼ同程度の強度を有
する軽量断熱材用コンクリートの骨材として利用する。 【構成】 生コンクリートスラッジをペレット化し、得
られたペレット3を乾燥率12%以上、望ましくは15
%に乾燥させ、且つ乾燥させたペレット5を、5mm×5
mmの網目のふるいと該ふるいの上を転動するフリーロー
ラを有する製砂機10で、5mm以下に破砕させることに
より、コンクリート用のスラッジ細骨材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生コンクリートスラッ
ジを骨材化してコンクリートの細骨材として再利用する
ための生コンクリートスラッジの骨材化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】生コンコンクリート(以下生コンとい
う)工場における戻りコンクリートや残りコンクリート
又はトラックアジテータの洗浄等から発生する産業廃棄
物としての廃棄生コンは、1工場あたり月60m3以上
にも達すると言われており、膨大な量が発生している。
従来、これらの廃棄生コンから骨材及び水を回収して、
それらを再利用することは行われているが、残りのスラ
ッジは再利用されることなく、殆ど廃棄されているのが
現状である。生コンスラッジの発生量は日本全国で年間
240万トンに達するという報告もあり、環境保全上極
めて重要な課題となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑み従来廃棄されていた生コンスラッジを有効に再利用
するために創案されたものであって、生コンスラッジを
砂と同程度の粒度分布を有するように調整して、砂に代
替できる細骨材を得、構造用気泡コンクリートの圧縮強
度とほぼ同程度の強度を有する軽量断熱用コンクリート
の骨材として利用することができる細骨材を生コンスラ
ッジから得るための骨材化方法を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来廃棄され
ている生コンスラッジの再利用方法を研究している過程
で、生コンスラッジの軽量性に着目して種々研究を重ね
た結果、砂と同程度の粒度分布を有する細粒化にするこ
とができ、それを従来の砂に代わる細骨材として利用す
ることによって軽量コンクリートが得られることを知見
し、本発明に到達したものである。
【0005】本発明の生コンクリートスラッジの骨材化
方法は、生コンクリートスラッジをペレット化する工
程、得られたペレットを乾燥率12%以上、望ましくは
15%に乾燥させる工程、乾燥させたペレットを細かく
破砕して細粒化する工程により、生コンクリートスラッ
ジからコンクリート用細骨材を得ることを特徴とする技
術的手段によって上記課題を解決することができた。上
記ペレットの乾燥率が12%以下であると破砕工程にお
いて破砕が困難であり、破砕が支障なく良好に行われる
ためには乾燥率15%が望ましい。そして、乾燥させた
ペレットを細かく破砕する工程において、5mm×5mmの
網目からなるふるいを有し、且つ該ふるいの上を転動す
るフリーローラを有する製砂機を用いて、乾燥させたペ
レットを破砕して5mm以下の細粒にすることが望まし
い。
【0006】
【作用】生コンスラッジをフィルタープレス等で脱水し
た後、定形のペレットにすることによって、生コンスラ
ッジの均一な乾燥処理が可能となり、細粒化を容易にす
る。そして、乾燥したペレットを製砂機で破砕しながら
ふるいをすることによって、従来コンクリートの細骨材
して用いられている砂と同程度の粒度分布を有するスラ
ッジ粒を得ることができる。これにより、従来均一な細
粒化が困難であり、再利用されることのなかった生コン
スラッジをコンクリートの細骨材として利用することが
可能となった。細粒化された生コンスラッジは、多孔質
で軽量であり、従来の細骨材である砂に代替することに
よって、従来の構造用気泡コンクリートと同様に軽量で
且つ同程度以上の強度を有する優れた特質のコンクリー
トが得られる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の生コンスラッジの骨材化
方法を示すフローチャートである。廃棄生コンクリート
から骨材を分離された生コンスラッジを、含水率91〜
150%の範囲に脱水調整してスラッジケーキ1を得
る。該スラッジケーキをまず網目が10mmのふるい2上
に供給し、ふるい2の上でプレスして網目を通過させる
ことによって、約10×10×25mmのサイズのペレッ
ト3を生成させる。ペレット化することによって、表面
積が大きくなり乾燥効率を高め、均一な乾燥状態を得る
ことができ、後述する細粒化を容易にする。
【0008】該ペレット3は、まだ含水率が高く粘土状
態にあり、その状態では細粉化が困難であるため、乾燥
させる必要がある。乾燥はスラッジが泥状に固まらない
で砕ける程度に乾燥させる必要があり、乾燥方法として
は、自然乾燥、送風乾燥、熱風乾燥等種々の方法が採用
できる。ペレットの乾燥方法と乾燥率の関係は、本発明
者の実験によれば、図5の線図に示すような関係があ
り、乾燥率が10%に至る所要時間は室内放置において
は約17時間であるが、乾燥機で40℃の雰囲気で乾燥
させると約4時間、60℃では約2時間に短縮でき、乾
燥時間の短縮化のためには乾燥機を使用することが望ま
しい。乾燥率とは、乾燥時点の重量に対する元の重量の
100分率であり、重量減少で表され、60℃乾燥機に
よる1時間後には約5%の重量減少が見られたが、この
ときはまだ粘土状態にあった。また、乾燥率と細粉化と
の関係を実験したところ、乾燥率が約10%を境にして
ジョークラッシャーによって破砕が可能になりはじめる
が、まだ、歯に付着したり落下しないものなどがあり、
乾燥率15%で破砕に支障がない状態となることが確認
された。
【0009】以上の実験を基に本実施例では、ペレット
3をバットにできるだけ塊ができないように移し、乾燥
機4にて、乾燥温度120℃〜185℃で乾燥率が11
%〜17%になるように乾燥を行なった。なお、ペレッ
トの乾燥段階において水分が多量に蒸発し、例えばスラ
ッジケーキ1トン分のペレットを乾燥率15%に達する
まで乾燥させた場合150Kgの蒸発水が出るため、蒸発
水の有効利用を図るために、本実施例では乾燥機の蒸気
を凝縮して蒸発水を回収するようにした。破砕可能状態
な乾燥状態になったところで、該乾燥ペレット5をただ
ちに製砂機10によって5mm以下に砕くことによって、
細骨材6が得られる。乾燥ペレット5を破砕して細粒化
するために製作した製砂機の構造を図2〜図4に示す。
【0010】本実施例の製砂機10は、上部にペレット
供給口12を有し、正面側方に搬出口13が開口してい
る本体枠11内に、モータ14で駆動して振動する振動
台15を備えて、該振動台15に設けられたふるい枠体
16に網目が5mm×5mmのふるい網17を装着してい
る。ふるい網17上には、転動自在に設けられた複数本
(図の実施例では5本)のフリーローラ18が載置さ
れ、且つ該フリーローラ間に位置するようにふるい枠間
に線状のセパレータ19が張架され、振動時のフリーロ
ーラの転動範囲を規制するようになっている。該セパレ
ータ19は、振動時、フリーローラの衝撃を吸収するた
めにスプリングによる柔構造となっている。図中、20
はふるい網の下方に設けられ、本体枠11の排出口から
外部に突出するように設けられた搬出シュートであり、
ふるい網より落下した細骨材を外部に搬出する。
【0011】本実施例の製砂機は、以上のように構成さ
れ、供給口12から乾燥した乾燥ペレット5を投入し、
モータ14を作動させると、乾燥ペレット5はフリーロ
ーラ18との衝突によって破砕され、5mm以下はふるい
網17を通過して下方に落下し、シュート20を通って
外部に設けた受け容器内に貯蔵される。従って、本製砂
機10によれば、破砕とふるいを同時に実行することが
できる。上記フリーローラ18は、ステンレスバー或い
は鋼管等適宜材質のものが採用できるが、本発明者の実
験によればその直径がペレットの破砕速度に大きな影響
を及ぼし、直径が小さいと破砕速度が遅く、容量に応じ
て適宜直径のものを選択する必要がある。
【0012】以上のような工程を経て、スラッジケーキ
1から得られる細骨材6の量は、本発明者の繰返し実験
によれば、スラッジケーキ重量(kg)と骨材容量(l)との
関係は図4に示すような回帰式を示し、相関係数r=
0.99、収率は平均値で0.99であった。この結果
から、スラッジケーキの排出量が仮りに100トンなら
ば約100m3の細骨材が得られる。
【0013】上記のようにして得られた細骨材6は、そ
のまま貯蔵しても骨材同士が固着することがなく、良好
な状態で貯蔵できた。その貯蔵性を確認するため、次の
ような実験を行った。細骨材を詰めた型枠を室内で放置
した後、脱型すると細骨材は脱型と同時に崩れ、固着は
全く認められなかった。そして、得られた細骨材は、乾
燥が極めて早く、軽量で吸水率が高い材料であり、給水
率100%に達するものもある。この特質は、従来の川
砂または海砂とは全く異なるものであり、これら従来の
細骨材に代替することによって、従来の構造用気泡コン
クリートと同様に軽量で且つ同程度以上の強度を有する
優れた特質のコンクリート等が得られる。以下、以上の
ようにして得られた生コンスラッジ骨材の利用実験例を
示す。
【0014】利用実験例 材料はセメント、水、上記のようにして得られたスラッ
ジ細骨材、海砂の4種類を用い、水とセメント比を50
%として配合した。スラッジ細骨材代替率は、表1に示
すように、海砂重量に対して0,25,75,100%
とした。上記の材料を練混ぜてモルタルを形成して型枠
で供試体を成形し、標準養生させて1週目と4週目で圧
縮強度試験を行った。その結果を表2に示す。
【表1】
【表2】
【0015】これらの結果から、代替率が増加するに従
って強度の低下が著しく、代替率25%で強度が約半減
することを示している。これはスラッジ骨材が多孔質で
あるため強度には寄与しないためと考えられる。しかし
ながら、代替率が増加するにしたがって強度は低下する
が、強度の低下率は小さくなっており、代替率100%
の4週強度は86Kgf/cm2となっている。この強度は、
構造用気泡コンクリートの圧縮強度(65〜80Kgf/cm
2)を上回る強度であり、このことから本発明のスラッ
ジ骨材を使用することによって、従来の構造用気泡コン
クリートと類似使用可能なコンクリートが得られること
が判り、従来大型な設備を必要としていた気泡コンクリ
ートと同様なものが簡単な設備で普通のコンクリートと
同様な方法で製造可能となる。
【0016】そして、スラッジ代替率と供試体重量との
関係を調べたところ、スラッジ代替率の増加に伴い供試
体重量比は直線的に減少し、スラッジ代替率100%で
重量比60%となり、軽量化の傾向を顕著に示し、本発
明のスラッジ骨材利用のコンクリートが多孔質性である
ことが理解できる。このことは、本発明のスラッジ骨材
利用のコンクリートが、通常のコンクリートと比較して
断熱性が大きいことを示し、本発明によれば断熱性に優
れた軽量コンクリートが得られる。また、このようにし
て得られたコンクリート供試体は、手鋸で簡単に切断す
ることができ、木工用釘が容易に打てた。このことは、
本発明のスラッジ骨材を利用したコンクリートの大きな
特徴点であり、それにより従来の木材と同様な加工がで
き、施工が容易な種々の用途材、例えば、屋上断熱ルー
フブロック等の断熱建材、庭石、低強度の埋め戻し材等
への利用が考えられる。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法によれば、生コンクリート
スラッジの均一な乾燥処理が可能となり、細粒化を容易
にし、従来コンクリートの細骨材として用いられている
砂と同程度の粒度分布を有するスラッジ粒を得ることが
でき、従来再利用されることのなかった生コンスラッジ
をコンクリートの細骨材として利用することが可能とな
った。特に、請求項2記載の方法によれば、ペレットの
破砕と破砕された細粒のふるいを同時に効率的に行うこ
とができ、且つ一定粒度以下の良質なコンクリート細骨
材を得ることができる。また、工程が単純であり、大型
の設備を必要とせず容易に実施することができ、且つ廃
棄生コンスラッジを利用するので、原料費もかからず安
価に得ることができる。細粒化された生コンスラッジ
は、多孔質で軽量であり、従来の細骨材である砂に代替
することによって、従来の構造用気泡コンクリートと同
様に軽量で且つ同程度以上の強度を有する優れた特質の
コンクリートが特殊な設備を必要とすることなく、容易
に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生コンクリートスラッジの骨材化方法
の実施例を示すフローチャート図である。
【図2】製砂機の正面概略図である。
【図3】その一部破断側面概略図である。
【図4】その平面図である。
【図5】スラッジケーキの乾燥率と時間の関係を表す線
図である。
【符号の説明】
1 生コンスラッジケーキ 2 ふるい 3 ペレット 4 乾燥機 5 乾燥ペレット 10 製砂機 12 供給口 14 モータ 15 振動台 17 ふるい網 18 フリーローラ 19 セパレー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生コンクリートスラッジをペレット化す
    る工程、得られたペレットを乾燥率12%以上、望まし
    くは15%に乾燥させる工程、乾燥させたペレットを細
    かく破砕して細粒化する工程により、生コンクリートス
    ラッジからコンクリート用細骨材を得ることを特徴とす
    る生コンクリートスラッジの骨材化方法。
  2. 【請求項2】 細粒化する工程は、5mm×5mmの網目か
    らなるふるいと該ふるいの上を転動するフリーローラを
    有する製砂機により、乾燥させたペレットを破砕して5
    mm以下に細粒化砕させることを特徴とする請求項1記載
    の生コンクリートスラッジの骨材化方法。
JP11664093A 1993-04-21 1993-04-21 生コンクリートスラッジの骨材化方法 Withdrawn JPH06305794A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102698855A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 江苏名和集团有限公司 一种制砂机的下料装置
CN112456915A (zh) * 2020-12-08 2021-03-09 陕西恒盛混凝土有限公司 利用全机制砂制备的低收缩、高性能混凝土及其制备工艺
WO2024260893A1 (en) 2023-06-19 2024-12-26 Ab Marauder A method of producing concrete aggregates, by-product concrete aggregates, a concrete and a concrete structure

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