JPH11319894A - 汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法 - Google Patents
汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法Info
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- JPH11319894A JPH11319894A JP13510698A JP13510698A JPH11319894A JP H11319894 A JPH11319894 A JP H11319894A JP 13510698 A JP13510698 A JP 13510698A JP 13510698 A JP13510698 A JP 13510698A JP H11319894 A JPH11319894 A JP H11319894A
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、汚泥の中でも微砂や粘土を含む汚
泥を固化させて圧縮強度を２０Ｎ／ｍｍ2 以上とし、ブ
ロックや路盤材、その他の土木建築資材の一部として利
用するための固化材、それを用いた成形体、及びその固
化方法を提供する。 【解決手段】 セメント１００重量部と、石膏類を無水
物換算で１〜１５重量部と、シリカフューム、メタカオ
リン、ケイ化木の焼却灰の中の一種又は二種以上を２〜
２０重量部配合することを特徴とする汚泥の固化材を構
成とする。
泥を固化させて圧縮強度を２０Ｎ／ｍｍ2 以上とし、ブ
ロックや路盤材、その他の土木建築資材の一部として利
用するための固化材、それを用いた成形体、及びその固
化方法を提供する。 【解決手段】 セメント１００重量部と、石膏類を無水
物換算で１〜１５重量部と、シリカフューム、メタカオ
リン、ケイ化木の焼却灰の中の一種又は二種以上を２〜
２０重量部配合することを特徴とする汚泥の固化材を構
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は汚泥の固化材及びそ
の固化方法に関し、詳しくは、汚泥の中でも微砂や粘土
を含む汚泥を固化させて圧縮強度を２０Ｎ／ｍｍ2 以上
とし、ブロックや路盤材、その他の土木建築資材の一部
として利用するための固化材、それを用いた成形体、及
びその固化方法に関する。
の固化方法に関し、詳しくは、汚泥の中でも微砂や粘土
を含む汚泥を固化させて圧縮強度を２０Ｎ／ｍｍ2 以上
とし、ブロックや路盤材、その他の土木建築資材の一部
として利用するための固化材、それを用いた成形体、及
びその固化方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】従来、各種鉱山の採掘工程や
洗浄工程において、あるいは土木建築工事に際し、多量
の汚泥が発生する。特に、建設汚泥の場合は、汚泥の種
類は粗骨材の場合もあるし、細骨材の場合も粘土の場合
も、これらの任意の混合物の場合もあり、発生する場所
によって異なるので一定しないが、微砂や粘土を多量に
含む混合物の場合は含水率が５０〜８０％程度と高いの
で、そのまま埋め戻すことができず、殆どは産業廃棄物
として最終処分場で処理（廃棄）されているのが現状で
ある。しかしながら、最終処分場は既に満杯であり、新
しい処分場の建設は、建設に反対する住民運動が顕在化
し、困難となっている。従って、このままでは鉱山の運
営にも支障きたし、また、新しい土木建築工事が発注で
きないという深刻な課題が生じている。
洗浄工程において、あるいは土木建築工事に際し、多量
の汚泥が発生する。特に、建設汚泥の場合は、汚泥の種
類は粗骨材の場合もあるし、細骨材の場合も粘土の場合
も、これらの任意の混合物の場合もあり、発生する場所
によって異なるので一定しないが、微砂や粘土を多量に
含む混合物の場合は含水率が５０〜８０％程度と高いの
で、そのまま埋め戻すことができず、殆どは産業廃棄物
として最終処分場で処理（廃棄）されているのが現状で
ある。しかしながら、最終処分場は既に満杯であり、新
しい処分場の建設は、建設に反対する住民運動が顕在化
し、困難となっている。従って、このままでは鉱山の運
営にも支障きたし、また、新しい土木建築工事が発注で
きないという深刻な課題が生じている。
【０００３】これらの課題を解決するために、微砂や粘
土質の汚泥を８００℃程度の高温で焼成して有効利用す
る方法や水溶性の接着剤で固化させて、そのまま建設資
材の一部として有効利用する方法なども研究されてい
る。しかしながら、高温処理する方法はそのまま建設資
材とはならなく、樹脂による固化は価格が高価であるこ
とと、臭気が強いものもあり労働衛生環境の課題が残
り、かつ、可燃性であることなどから大量に使用しにく
い面を有している。
土質の汚泥を８００℃程度の高温で焼成して有効利用す
る方法や水溶性の接着剤で固化させて、そのまま建設資
材の一部として有効利用する方法なども研究されてい
る。しかしながら、高温処理する方法はそのまま建設資
材とはならなく、樹脂による固化は価格が高価であるこ
とと、臭気が強いものもあり労働衛生環境の課題が残
り、かつ、可燃性であることなどから大量に使用しにく
い面を有している。
【０００４】本発明者は、安価で安全な材料を使用し
て、建設資材として利用可能な２０Ｎ／ｍｍ2 以上の圧
縮強度を発現させる固化材、それを用いた成形体、及び
その固化方法を鋭意研究した結果、セメントを主成分と
した方法を見出し発明を完成させたものである。
て、建設資材として利用可能な２０Ｎ／ｍｍ2 以上の圧
縮強度を発現させる固化材、それを用いた成形体、及び
その固化方法を鋭意研究した結果、セメントを主成分と
した方法を見出し発明を完成させたものである。
【０００５】
【課題を解決する手段】すなわち、本発明は、（１）セ
メント１００重量部と、石膏類を無水物換算で１〜１５
重量部と、シリカフューム、メタカオリン、ケイ化木の
焼却灰の中の一種又は二種以上を２〜２０重量部配合す
ることを特徴とする汚泥の固化材、（２）セメントが粉
末度２５００〜８０００ｃｍ2 ／ｇであることを特徴と
する（１）記載の汚泥の固化材、（３）（１）又は
（２）記載の固化材を用いて固化した成形体、（４）汚
泥中の粒子径が０．０４４ｍｍ以下の微砂や粘土に含ま
れる水分量に対して、請求項１又は２記載の固化材を、
水固化材比で１．３０以下となるように配合して練混ぜ
ることを特徴とする汚泥の固化方法である。
メント１００重量部と、石膏類を無水物換算で１〜１５
重量部と、シリカフューム、メタカオリン、ケイ化木の
焼却灰の中の一種又は二種以上を２〜２０重量部配合す
ることを特徴とする汚泥の固化材、（２）セメントが粉
末度２５００〜８０００ｃｍ2 ／ｇであることを特徴と
する（１）記載の汚泥の固化材、（３）（１）又は
（２）記載の固化材を用いて固化した成形体、（４）汚
泥中の粒子径が０．０４４ｍｍ以下の微砂や粘土に含ま
れる水分量に対して、請求項１又は２記載の固化材を、
水固化材比で１．３０以下となるように配合して練混ぜ
ることを特徴とする汚泥の固化方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、セメントと、石膏類と、シリカフューム、メ
タカオリン、ケイ化木の焼却灰の中の一種又は二種以上
からなる（以下、シリカフューム等という）汚泥の固化
材であり、それを用いた成形体、及び汚泥中の粒子径が
０．０４４ｍｍ以下の微砂や粘土（以下、粘土等とい
う）と固化材とを配合する汚泥の固化方法である。尚、
微砂や粘土は日本では０．０５ｍｍ以下の粒子に分類
（日本農学学会法）されているが、当セメント業界では
０．０４４ｍｍのふるいがあるので０．０４４ｍｍを基
準とした。
本発明は、セメントと、石膏類と、シリカフューム、メ
タカオリン、ケイ化木の焼却灰の中の一種又は二種以上
からなる（以下、シリカフューム等という）汚泥の固化
材であり、それを用いた成形体、及び汚泥中の粒子径が
０．０４４ｍｍ以下の微砂や粘土（以下、粘土等とい
う）と固化材とを配合する汚泥の固化方法である。尚、
微砂や粘土は日本では０．０５ｍｍ以下の粒子に分類
（日本農学学会法）されているが、当セメント業界では
０．０４４ｍｍのふるいがあるので０．０４４ｍｍを基
準とした。
【０００７】本発明の固化材において、使用されるセメ
ントは各種ポルトランドセメント及び高炉スラグセメン
トであり、セメント自身の粉末度が重要である。本発明
の固化材として使用されるセメントの粉末度は２５００
ｃｍ2 ／ｇ以上であり、好ましくは３０００ｃｍ2 ／ｇ
以上であり、４０００〜８０００ｃｍ2 ／ｇの範囲がよ
り好ましい。粉末度が２５００ｃｍ2 ／ｇ未満では石膏
類やシリカフューム等と併用し、水固化材比を小さくし
ても２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度を得ることは困難であ
り、８０００ｃｍ2 ／ｇを超える粉末度では水和反応が
速すぎて急結気味となったりして粘土等との練混ぜ操作
や成形操作が困難となり、強度低下につながるので、細
かすぎても好ましくない。
ントは各種ポルトランドセメント及び高炉スラグセメン
トであり、セメント自身の粉末度が重要である。本発明
の固化材として使用されるセメントの粉末度は２５００
ｃｍ2 ／ｇ以上であり、好ましくは３０００ｃｍ2 ／ｇ
以上であり、４０００〜８０００ｃｍ2 ／ｇの範囲がよ
り好ましい。粉末度が２５００ｃｍ2 ／ｇ未満では石膏
類やシリカフューム等と併用し、水固化材比を小さくし
ても２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度を得ることは困難であ
り、８０００ｃｍ2 ／ｇを超える粉末度では水和反応が
速すぎて急結気味となったりして粘土等との練混ぜ操作
や成形操作が困難となり、強度低下につながるので、細
かすぎても好ましくない。
【０００８】本発明で使用される石膏類としては、二水
石膏、半水石膏、III 型無水石膏の他、II型無水石膏の
一種又は二種以上が使用される。これらは無水物換算で
セメント１００重量部に対して、１〜１５重量部配合さ
れるが、１重量部未満では強度発現効果は小さく、１５
重量部を超えると強度が低下するか、強度の伸びが停滞
するようになり好ましくない。常温では、好ましくは３
〜１０重量部、より好ましくは４〜８重量部であり、蒸
気養生では配合量の高い方に好ましい範囲がシフトす
る。尚、より好ましい石膏類はII型無水石膏であるが、
石膏類の粉末度は強度に対する影響は小さく、セメント
と同等以上であれば良いものである。さらに、本発明に
おいてシリカフューム、メタカオリン、ケイ化木の焼却
灰の中の一種又は二種以上を、セメント１００重量部に
対して２〜２０重量部配合する。
石膏、半水石膏、III 型無水石膏の他、II型無水石膏の
一種又は二種以上が使用される。これらは無水物換算で
セメント１００重量部に対して、１〜１５重量部配合さ
れるが、１重量部未満では強度発現効果は小さく、１５
重量部を超えると強度が低下するか、強度の伸びが停滞
するようになり好ましくない。常温では、好ましくは３
〜１０重量部、より好ましくは４〜８重量部であり、蒸
気養生では配合量の高い方に好ましい範囲がシフトす
る。尚、より好ましい石膏類はII型無水石膏であるが、
石膏類の粉末度は強度に対する影響は小さく、セメント
と同等以上であれば良いものである。さらに、本発明に
おいてシリカフューム、メタカオリン、ケイ化木の焼却
灰の中の一種又は二種以上を、セメント１００重量部に
対して２〜２０重量部配合する。
【０００９】シリカフュームとは金属シリコンやフェロ
シリコン合金などを電気炉で製造する際に、副生する非
晶質のＳｉＯ2 の超微粉末であり、メタカオリンはカオ
リンなどの粘土を８００℃程度で焼成したアルミノケイ
酸質の微粉末である。、ケイ化木の焼却灰は稲、藁、竹
などのケイ化木の焼成した時の灰で非晶質ＳｉＯ2 であ
る。いずれも、ポゾラン活性が強くセメントの水和によ
って生成するＣａ（ＯＨ）2 と反応して固化する。２重
量部未満では、石膏類と併用しても強度増進効果は小さ
く、２０重量部を超えて添加してもそれ以上の強度増進
効果が示されないものであり、好ましくは４重量部以
上、より好ましくは５〜１０重量部である。
シリコン合金などを電気炉で製造する際に、副生する非
晶質のＳｉＯ2 の超微粉末であり、メタカオリンはカオ
リンなどの粘土を８００℃程度で焼成したアルミノケイ
酸質の微粉末である。、ケイ化木の焼却灰は稲、藁、竹
などのケイ化木の焼成した時の灰で非晶質ＳｉＯ2 であ
る。いずれも、ポゾラン活性が強くセメントの水和によ
って生成するＣａ（ＯＨ）2 と反応して固化する。２重
量部未満では、石膏類と併用しても強度増進効果は小さ
く、２０重量部を超えて添加してもそれ以上の強度増進
効果が示されないものであり、好ましくは４重量部以
上、より好ましくは５〜１０重量部である。
【００１０】本発明の実施において、前述したように、
汚泥は粘土等のみの場合だけでなく、粗砂や礫との任意
の混合物である場合も多い。従って、粒度試験より粘土
等の分量と粗砂や礫の構成比率を測定し、粘土等の量に
対して固化材量を配合し、かつ、水固化材比が１．３０
以下となるように調節する。この際、固化材と反応させ
る水は粘土等の中の水分を利用し、新たに水は添加しな
い。尚、水固化材比とは、汚泥中の粒子径が０．０４４
ｍｍ以下の微砂や粘土に含まれる水分量と用いる固化材
量の比率であり、重量比である。
汚泥は粘土等のみの場合だけでなく、粗砂や礫との任意
の混合物である場合も多い。従って、粒度試験より粘土
等の分量と粗砂や礫の構成比率を測定し、粘土等の量に
対して固化材量を配合し、かつ、水固化材比が１．３０
以下となるように調節する。この際、固化材と反応させ
る水は粘土等の中の水分を利用し、新たに水は添加しな
い。尚、水固化材比とは、汚泥中の粒子径が０．０４４
ｍｍ以下の微砂や粘土に含まれる水分量と用いる固化材
量の比率であり、重量比である。
【００１１】水固化材比（重量比）が１．３０を超える
と２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度は得られ難くなり、好まし
くは１．０前後以下である。そして水固化材比が小さい
ほど強度も高くなるが、水固化材比の調節は固化材量で
行うので小さくするほど不経済となることと、小さすぎ
ても成形ができなくなり、かえって、強度低下が生ずる
ので水固化材比は０．２５以上が好ましい。
と２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度は得られ難くなり、好まし
くは１．０前後以下である。そして水固化材比が小さい
ほど強度も高くなるが、水固化材比の調節は固化材量で
行うので小さくするほど不経済となることと、小さすぎ
ても成形ができなくなり、かえって、強度低下が生ずる
ので水固化材比は０．２５以上が好ましい。
【００１２】本発明の実施において、成形体とする際に
細骨材や粗骨材等の骨材を粘土等に含まれているものと
は別に適量添加することは好ましいことである。細骨材
とは０．０４４ｍｍを超え、５ｍｍ以下の粗砂であり、
粗骨材とは５ｍｍを超え、４０ｍｍ以下の礫である。
尚、４０ｍｍを超える粗骨材を除外するのは、プレキャ
スト品の肉厚は、一般にマスコンクリートのように厚く
できないので、肉厚に対して大きな骨材は強度等の欠陥
部分となるためであり、予め粘土等に含む場合は、製造
過程でふるいでとり除く。これらの骨材は粘土等と固化
材との練混ぜ効率を上げ、固化材の分散効果を高めるの
で強度を高める。また、粘土等と固化材のみの微粒子だ
けの硬化体では構造敏感性が高く強度は高くても脆くな
り、スリヘリ量（路盤材などに必要な物性、骨材のロサ
ンゼルス試験機で試験する）なども低くなるのに対し
て、骨材を添加することによって構造敏感性を低下さ
せ、安定した高い強度とスリヘリ抵抗性も得られるもの
である。さらに骨材の添加は、処理する粘土等の量と固
化材量にプラスされるるために出来上がりの製品量が多
くなるので経済的にも好ましいものである。
細骨材や粗骨材等の骨材を粘土等に含まれているものと
は別に適量添加することは好ましいことである。細骨材
とは０．０４４ｍｍを超え、５ｍｍ以下の粗砂であり、
粗骨材とは５ｍｍを超え、４０ｍｍ以下の礫である。
尚、４０ｍｍを超える粗骨材を除外するのは、プレキャ
スト品の肉厚は、一般にマスコンクリートのように厚く
できないので、肉厚に対して大きな骨材は強度等の欠陥
部分となるためであり、予め粘土等に含む場合は、製造
過程でふるいでとり除く。これらの骨材は粘土等と固化
材との練混ぜ効率を上げ、固化材の分散効果を高めるの
で強度を高める。また、粘土等と固化材のみの微粒子だ
けの硬化体では構造敏感性が高く強度は高くても脆くな
り、スリヘリ量（路盤材などに必要な物性、骨材のロサ
ンゼルス試験機で試験する）なども低くなるのに対し
て、骨材を添加することによって構造敏感性を低下さ
せ、安定した高い強度とスリヘリ抵抗性も得られるもの
である。さらに骨材の添加は、処理する粘土等の量と固
化材量にプラスされるるために出来上がりの製品量が多
くなるので経済的にも好ましいものである。
【００１３】骨材は天然産、各種人工骨材やスラグが利
用され、通常、モルタルやコンクリートに使用可能な品
質のものであれば、特に限定されない。これら骨材の配
合率（予め粘土に含まれているものも計算に入れる）
は、粘土等の量１００重量部に対して、細骨材は３０〜
３００重量部配合し混合する。細骨材が３０重量部未満
では混合効率が悪く、また、強度も高くならないので好
ましくない。３００重量部を超えるようになると成型し
難くなるので好ましくない。好ましい細骨材量は５０重
量部以上、より好ましくは７０〜１５０重量部である。
また、粗骨材の場合は成形可能な範囲で任意量で良い。
尚、４０ｍｍを超える粗骨材は、成形体の製造過程でふ
るいで取り除く。
用され、通常、モルタルやコンクリートに使用可能な品
質のものであれば、特に限定されない。これら骨材の配
合率（予め粘土に含まれているものも計算に入れる）
は、粘土等の量１００重量部に対して、細骨材は３０〜
３００重量部配合し混合する。細骨材が３０重量部未満
では混合効率が悪く、また、強度も高くならないので好
ましくない。３００重量部を超えるようになると成型し
難くなるので好ましくない。好ましい細骨材量は５０重
量部以上、より好ましくは７０〜１５０重量部である。
また、粗骨材の場合は成形可能な範囲で任意量で良い。
尚、４０ｍｍを超える粗骨材は、成形体の製造過程でふ
るいで取り除く。
【００１４】本発明の固化方法において、練混ぜは、コ
ンクリート用の強制練りミキサーやニーダーやその他の
練混ぜ装置が使用される。これらの練混物は、一見、乾
燥しているような状態となるが、これを型枠に入れ、タ
ンピングによる突き固めや加圧、又は振動加圧によって
成型して製品とする。成形後の養生方法は、常温で強度
が発現するまで気乾又は湿潤養生しても良いし、任意の
時間又は材齢で蒸気養生して強度を発現させても良いも
のである。
ンクリート用の強制練りミキサーやニーダーやその他の
練混ぜ装置が使用される。これらの練混物は、一見、乾
燥しているような状態となるが、これを型枠に入れ、タ
ンピングによる突き固めや加圧、又は振動加圧によって
成型して製品とする。成形後の養生方法は、常温で強度
が発現するまで気乾又は湿潤養生しても良いし、任意の
時間又は材齢で蒸気養生して強度を発現させても良いも
のである。
【００１５】実際の汚泥に対して、どの様に固化材を添
加して、処理していくかを説明する。 （１）汚泥が全量粘土質で細骨材や粗骨材を含まない場
合は、まず、平均的となるように任意の箇所からサンプ
リングを行い、それを練り混ぜてその適当量を１５０℃
で、その乾燥時間に対する重量変化量が１ｗｔ．％以下
となるまで乾燥して粘土の含水量として求める。そし
て、粘土１００重量部に対して固化材を、必要によって
は細骨材や粗骨材を前記した適正量を配合して練り混
ぜ、成形する。この場合の乾燥のためのサンプリング量
は５００ｇ〜１０００ｇである。 （２）汚泥が任意に細骨材や粗骨材を含む場合は、ま
ず、平均的となるように任意の箇所からサンプリングを
行い、それを練り混ぜてその適当量を秤取り１５０℃で
乾燥して全体の含水量として求める。尚、この場合の乾
燥のためのサンプリング量は、混ざっている粗骨材の寸
法によって異なるが１ｋｇ〜１０ｋｇである。別に、練
り混ぜたものを適当量秤取り、適量の水を加えて懸濁さ
せ、０．０４４ｍｍと５ｍｍと４０ｍｍのふるいを重ね
て懸濁液をふるう。０．０４４ｍｍのふるい上に残った
５ｍｍ以下の細骨材、５ｍｍのふるい上に残った４０ｍ
ｍ以下を粗骨材とし、４０ｍｍのふるいに残った粗骨材
も含めて、０．０４４ｍｍ以下の粘土等との構成重量を
百分率で表す。この際、細骨材や粗骨材、４０ｍｍを超
える骨材は表面乾燥状態に調整して測定した重量を用い
る。そして、各構成量は下記の式から求める。 粘土量＝全体量−〔表面乾燥した細骨材、粗骨材、及び
４０ｍｍを超える骨材の合量〕／全体量×１００ 細骨材量＝全体量−〔粘土量、粗骨材量、及び４０ｍｍ
を超える骨材の合量〕／全体量×１００ 粘土だけの含水量の算出は、全体の乾燥減量から、細骨
材、粗骨材、及び４０ｍｍを超える骨材の含水量を２ｗ
ｔ．％一定とし、構成量から算出し、全体の乾燥重量か
ら減ずる。また、成形体の製造時は、粘土などの中の細
骨材、粗骨材（５ｍｍを超え４０ｍｍ以下）を加えた上
で新たに適量の細骨材、粗骨材を配合して固化材と共に
練り混ぜる。この混合物はバサバサの水分のないような
状態となるので４０ｍｍでふるうことによって、４０ｍ
ｍを超える大きな粗骨材を成形前に容易に取り除くこと
ができる。
加して、処理していくかを説明する。 （１）汚泥が全量粘土質で細骨材や粗骨材を含まない場
合は、まず、平均的となるように任意の箇所からサンプ
リングを行い、それを練り混ぜてその適当量を１５０℃
で、その乾燥時間に対する重量変化量が１ｗｔ．％以下
となるまで乾燥して粘土の含水量として求める。そし
て、粘土１００重量部に対して固化材を、必要によって
は細骨材や粗骨材を前記した適正量を配合して練り混
ぜ、成形する。この場合の乾燥のためのサンプリング量
は５００ｇ〜１０００ｇである。 （２）汚泥が任意に細骨材や粗骨材を含む場合は、ま
ず、平均的となるように任意の箇所からサンプリングを
行い、それを練り混ぜてその適当量を秤取り１５０℃で
乾燥して全体の含水量として求める。尚、この場合の乾
燥のためのサンプリング量は、混ざっている粗骨材の寸
法によって異なるが１ｋｇ〜１０ｋｇである。別に、練
り混ぜたものを適当量秤取り、適量の水を加えて懸濁さ
せ、０．０４４ｍｍと５ｍｍと４０ｍｍのふるいを重ね
て懸濁液をふるう。０．０４４ｍｍのふるい上に残った
５ｍｍ以下の細骨材、５ｍｍのふるい上に残った４０ｍ
ｍ以下を粗骨材とし、４０ｍｍのふるいに残った粗骨材
も含めて、０．０４４ｍｍ以下の粘土等との構成重量を
百分率で表す。この際、細骨材や粗骨材、４０ｍｍを超
える骨材は表面乾燥状態に調整して測定した重量を用い
る。そして、各構成量は下記の式から求める。 粘土量＝全体量−〔表面乾燥した細骨材、粗骨材、及び
４０ｍｍを超える骨材の合量〕／全体量×１００ 細骨材量＝全体量−〔粘土量、粗骨材量、及び４０ｍｍ
を超える骨材の合量〕／全体量×１００ 粘土だけの含水量の算出は、全体の乾燥減量から、細骨
材、粗骨材、及び４０ｍｍを超える骨材の含水量を２ｗ
ｔ．％一定とし、構成量から算出し、全体の乾燥重量か
ら減ずる。また、成形体の製造時は、粘土などの中の細
骨材、粗骨材（５ｍｍを超え４０ｍｍ以下）を加えた上
で新たに適量の細骨材、粗骨材を配合して固化材と共に
練り混ぜる。この混合物はバサバサの水分のないような
状態となるので４０ｍｍでふるうことによって、４０ｍ
ｍを超える大きな粗骨材を成形前に容易に取り除くこと
ができる。
【００１６】以下、本発明を実施例にて詳しく説明する
が、これらに限られるものではない。
が、これらに限られるものではない。
【００１７】
【実施例】実施例１ 組成を任意に変化させた固化材と、沼地から採取した含
水率６５％の粘土（４４μｍ、０．０４４ｍｍの水ぶる
い全通、粗砂や礫なし）と、細骨材としてコンクリート
用（５ｍｍ下）の表面乾燥状態の川砂を使用して、それ
ぞれの割合を任意に変化させて、ＪＩＳモルタル用のモ
ルタルミキサーで５分間練混ぜた。練混ぜたものをφ５
×１０ｃｍの型枠に入れ、φ１２ｍｍの丸鋼を切断した
切断面を利用して人力で幾層にも突き固めて成形した。
成形体は３日後に脱型し、そのまま、２０℃の室内で気
乾養生して材齢２８日の圧縮強度を測定した。その結果
を表１、表２に示す。尚、使用した材料は以下の通りで
ある。
水率６５％の粘土（４４μｍ、０．０４４ｍｍの水ぶる
い全通、粗砂や礫なし）と、細骨材としてコンクリート
用（５ｍｍ下）の表面乾燥状態の川砂を使用して、それ
ぞれの割合を任意に変化させて、ＪＩＳモルタル用のモ
ルタルミキサーで５分間練混ぜた。練混ぜたものをφ５
×１０ｃｍの型枠に入れ、φ１２ｍｍの丸鋼を切断した
切断面を利用して人力で幾層にも突き固めて成形した。
成形体は３日後に脱型し、そのまま、２０℃の室内で気
乾養生して材齢２８日の圧縮強度を測定した。その結果
を表１、表２に示す。尚、使用した材料は以下の通りで
ある。
【００１８】《固化材の成分》 セメント 普通ポルトランドセメントクリンカーにＳＯ3 として２
％となるように二水石膏を配合して、振動ポットミル
で、粉末度（ブレーン法、ポロシチー０．５とした）を
種々変えたセメントと、これに、一部、ＳＯ3 として２
％となるように二水石膏を配合して粉砕した高炉水砕ス
ラグ粉末（粉末度５０５０ｃｍ2 ／ｇに粉砕したもの）
を混合した高炉スラグセメントを用いた。 ａ．２０９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｂ．２５００ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｃ．３０８０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｄ．４０５０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｅ．５１００ｃｍ2 ／ｇ（高炉スラグ粉末４５％内割り
配合した） ｆ．６０９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｇ．７１２０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｈ．７９９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｉ．９２００ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント）
％となるように二水石膏を配合して、振動ポットミル
で、粉末度（ブレーン法、ポロシチー０．５とした）を
種々変えたセメントと、これに、一部、ＳＯ3 として２
％となるように二水石膏を配合して粉砕した高炉水砕ス
ラグ粉末（粉末度５０５０ｃｍ2 ／ｇに粉砕したもの）
を混合した高炉スラグセメントを用いた。 ａ．２０９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｂ．２５００ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｃ．３０８０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｄ．４０５０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｅ．５１００ｃｍ2 ／ｇ（高炉スラグ粉末４５％内割り
配合した） ｆ．６０９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｇ．７１２０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｈ．７９９０ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント） ｉ．９２００ｃｍ2 ／ｇ（普通セメント）
【００１９】石膏類 Ａ．フッ酸発生の不溶性無水石膏（粉末度３０１０ｃｍ
2 ／ｇ） Ｂ．工業用二水石膏を粉砕した物（粉末度５３００ｃｍ
2 ／ｇ） Ｃ．Ｂを熱処理して半水石膏として粉砕（粉末度１００
００ｃｍ2 ／ｇ以上） Ｄ．Ｂを熱処理して可溶性無水石膏として粉砕（粉末度
１００００ｃｍ2 ／ｇ以上）
2 ／ｇ） Ｂ．工業用二水石膏を粉砕した物（粉末度５３００ｃｍ
2 ／ｇ） Ｃ．Ｂを熱処理して半水石膏として粉砕（粉末度１００
００ｃｍ2 ／ｇ以上） Ｄ．Ｂを熱処理して可溶性無水石膏として粉砕（粉末度
１００００ｃｍ2 ／ｇ以上）
【００２０】シリカフューム等 イ．シリカフューム（市販品、粉末度２３ｍ2 ／ｇ） ロ．メタカオリン（市販品、粉末度８０００ｃｍ2 ／
ｇ） ハ．藁の焼成灰（粉末度１．２ｍ2 ／ｇ）
ｇ） ハ．藁の焼成灰（粉末度１．２ｍ2 ／ｇ）
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表１、表２より、実験Ｎｏ．１−１の比較
例ではセメントの粉末度が適正であっても低い強度しか
得られないのに対して、本発明の固化材はセメントの粉
末度によって強度が大きく左右される。固化材に用いる
セメントの粉末度が２０００ｃｍ2 ／ｇ（実験Ｎｏ．１
−２，比較例）では１０Ｎ／ｍｍ2 強の強度しか得られ
ないのに対して、２５００ｃｍ2 ／ｇ以上で急に強度が
増大して２０Ｎ／ｍｍ 2 以上の強度が得られるようにな
り、粉末度が大きくなるほど高い値が示される。また、
高すぎてもセメントの水和が速くなり突き固めが不十分
となり、結果的に強度は急低下することも示される（実
験Ｎｏ．１−１０，比較例）。
例ではセメントの粉末度が適正であっても低い強度しか
得られないのに対して、本発明の固化材はセメントの粉
末度によって強度が大きく左右される。固化材に用いる
セメントの粉末度が２０００ｃｍ2 ／ｇ（実験Ｎｏ．１
−２，比較例）では１０Ｎ／ｍｍ2 強の強度しか得られ
ないのに対して、２５００ｃｍ2 ／ｇ以上で急に強度が
増大して２０Ｎ／ｍｍ 2 以上の強度が得られるようにな
り、粉末度が大きくなるほど高い値が示される。また、
高すぎてもセメントの水和が速くなり突き固めが不十分
となり、結果的に強度は急低下することも示される（実
験Ｎｏ．１−１０，比較例）。
【００２４】そして、本発明ではセメントの粉末度が２
５００ｃｍ2 ／ｇ以上、好ましくは３０００ｃｍ2 ／ｇ
以上、より好ましくは、４０００〜８０００ｃｍ2 ／ｇ
であることが示される（実験Ｎｏ．１−３〜１−９）。
５００ｃｍ2 ／ｇ以上、好ましくは３０００ｃｍ2 ／ｇ
以上、より好ましくは、４０００〜８０００ｃｍ2 ／ｇ
であることが示される（実験Ｎｏ．１−３〜１−９）。
【００２５】また、石膏類単独では、その配合量の多少
にかかわらず２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度は示されない
（実験Ｎｏ．１−１１〜１−１９）。シリカフューム等
の場合もその配合量の多少にかかわらず、２０Ｎ／ｍｍ
2 以上の強度は示されない（実験Ｎｏ．１−２０〜１−
２６）。
にかかわらず２０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度は示されない
（実験Ｎｏ．１−１１〜１−１９）。シリカフューム等
の場合もその配合量の多少にかかわらず、２０Ｎ／ｍｍ
2 以上の強度は示されない（実験Ｎｏ．１−２０〜１−
２６）。
【００２６】石膏類とシリカフュームの併用は、相乗的
に強度を増進させ、それぞれ１重量部、２重量部以上の
併用で２０Ｎ／ｍｍ2 以上の高い強度が得られるように
なる（実験Ｎｏ．１−２７〜１−３４）。そして、それ
ぞれの単独添加ではあるが、石膏類は好ましくは３〜１
０重量部、より好ましくは４〜８重量部（実験Ｎｏ．１
−１１〜１−１９）となっており、シリカフューム等は
４重量部以上が好ましく、５〜１０重量部がより好まし
い（実験Ｎｏ．１−２０〜１−２６）ことが示される
が、これらの範囲で双方を併用するのが好ましい。
に強度を増進させ、それぞれ１重量部、２重量部以上の
併用で２０Ｎ／ｍｍ2 以上の高い強度が得られるように
なる（実験Ｎｏ．１−２７〜１−３４）。そして、それ
ぞれの単独添加ではあるが、石膏類は好ましくは３〜１
０重量部、より好ましくは４〜８重量部（実験Ｎｏ．１
−１１〜１−１９）となっており、シリカフューム等は
４重量部以上が好ましく、５〜１０重量部がより好まし
い（実験Ｎｏ．１−２０〜１−２６）ことが示される
が、これらの範囲で双方を併用するのが好ましい。
【００２７】水固化材比では１．３０以下で２０Ｎ／ｍ
ｍ2 以上の強度が得られるようになり、１．０前後以下
が好ましい。水固化材比が小さくなるほど強度も高くな
るが、小さすぎても強度は低下する。これは固化材量が
多くなりすぎると成形性が悪くなるためであり、０．２
５以上とするのが好ましい（実験Ｎｏ．１−３５〜１−
４２）。
ｍ2 以上の強度が得られるようになり、１．０前後以下
が好ましい。水固化材比が小さくなるほど強度も高くな
るが、小さすぎても強度は低下する。これは固化材量が
多くなりすぎると成形性が悪くなるためであり、０．２
５以上とするのが好ましい（実験Ｎｏ．１−３５〜１−
４２）。
【００２８】細骨材の添加は、粘土への固化材の分散性
を高めて強度を増大させ、細骨材量は多くなるほど強度
も高くなるが、多すぎても成形性が悪くなるため強度は
低下する。細骨材量は３０〜３００重量部で効果が示さ
れ、５０〜２００重量部が好ましく、より好ましくは７
０〜１５０重量部である（実験Ｎｏ．１−４９〜１−５
５）。
を高めて強度を増大させ、細骨材量は多くなるほど強度
も高くなるが、多すぎても成形性が悪くなるため強度は
低下する。細骨材量は３０〜３００重量部で効果が示さ
れ、５０〜２００重量部が好ましく、より好ましくは７
０〜１５０重量部である（実験Ｎｏ．１−４９〜１−５
５）。
【００２９】実施例２ 実施例１の実験Ｎｏ．１−１とＮｏ．１−５２を使用
し、標準粒度で表乾状態の２５〜５ｍｍと４０〜５ｍｍ
の粗骨材（砕石）の配合量を変えて、容量５０リットル
の遊星型強制練りミキサーで全量で約３０リットル分の
粘土と固化材と細骨材、粗骨材を５分間練混ぜた。供試
体はφ１２．５±２５ｃｍの型枠に約２３ｃｍの高さに
成形した。成形方法は、先端にφ５×１０ｃｍのシリン
ダーを溶接したφ１２ｍｍの鋼棒を用いて、幾層にも分
けて突き固め、最後にφ１２×５ｃｍの鉄製の盤を当て
全体を２０トンの圧力でプレスした。養生は供試体を作
製してから４時間後、７５℃まで３時間で上げ、そのま
ま５時間保持してから、蒸気バルブを締めて翌日まで徐
冷して脱型した。その後、室内気乾養生して材齢７日で
圧縮強度を測定した。その結果を表３に示す。
し、標準粒度で表乾状態の２５〜５ｍｍと４０〜５ｍｍ
の粗骨材（砕石）の配合量を変えて、容量５０リットル
の遊星型強制練りミキサーで全量で約３０リットル分の
粘土と固化材と細骨材、粗骨材を５分間練混ぜた。供試
体はφ１２．５±２５ｃｍの型枠に約２３ｃｍの高さに
成形した。成形方法は、先端にφ５×１０ｃｍのシリン
ダーを溶接したφ１２ｍｍの鋼棒を用いて、幾層にも分
けて突き固め、最後にφ１２×５ｃｍの鉄製の盤を当て
全体を２０トンの圧力でプレスした。養生は供試体を作
製してから４時間後、７５℃まで３時間で上げ、そのま
ま５時間保持してから、蒸気バルブを締めて翌日まで徐
冷して脱型した。その後、室内気乾養生して材齢７日で
圧縮強度を測定した。その結果を表３に示す。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３より、粗骨材の適量添加は単なる増量
材的意味だけではなく、強度を増大させる。これは粗骨
材の積み重なりが強度に貢献するものと推察される。
材的意味だけではなく、強度を増大させる。これは粗骨
材の積み重なりが強度に貢献するものと推察される。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明を利用するこ
とにより、鉱山の採掘や建設工事に伴う発生汚泥の中で
も最も固化し難い、含水量の高い微砂や粘土質の微粒子
を固化させることができ、かつ、建設資材に使用可能な
強度まで高めることができる。従って、汚泥の産業廃棄
物としての処理が不要となり、かつ、汚泥に付加価値を
与え、環境をも整える。
とにより、鉱山の採掘や建設工事に伴う発生汚泥の中で
も最も固化し難い、含水量の高い微砂や粘土質の微粒子
を固化させることができ、かつ、建設資材に使用可能な
強度まで高めることができる。従って、汚泥の産業廃棄
物としての処理が不要となり、かつ、汚泥に付加価値を
与え、環境をも整える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 22:14 22:06 14:10 18:10） Ｃ０９Ｋ 103:00
Claims (4)
- 【請求項１】 セメント１００重量部と、石膏類を無水
物換算で１〜１５重量部と、シリカフューム、メタカオ
リン、ケイ化木の焼却灰の中の一種又は二種以上を２〜
２０重量部配合することを特徴とする汚泥の固化材。 - 【請求項２】 セメントが粉末度２５００〜８０００ｃ
ｍ2 ／ｇであることを特徴とする請求項１記載の汚泥の
固化材。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の固化材を用いて固
化した成形体。 - 【請求項４】 汚泥中の粒子径が０．０４４ｍｍ以下の
微砂や粘土に含まれる水分量に対して、請求項１又は２
記載の固化材を、水固化材比で１．３０以下となるよう
に配合して練混ぜることを特徴とする汚泥の固化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13510698A JP3982907B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13510698A JP3982907B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11319894A true JPH11319894A (ja) | 1999-11-24 |
| JP3982907B2 JP3982907B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=15143986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13510698A Expired - Fee Related JP3982907B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3982907B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344031A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Dc Co Ltd | 土質改良材 |
| JP2012072301A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Tachibana Material Co Ltd | 土質改良固化材 |
| JP2012102473A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Oji Paper Co Ltd | 路盤材およびその製造方法 |
| JP2013517216A (ja) * | 2010-01-20 | 2013-05-16 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 廃棄物から複合材料を調製する方法および結果として生じる材料 |
| JP2013121568A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Nakamichi Kankyo Kaihatsu:Kk | 建設汚泥のリサイクル方法 |
| JP2015134715A (ja) * | 2010-05-31 | 2015-07-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 人工石材の製造方法 |
| CN106082903A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-09 | 武汉大学 | 一种疏浚淤泥复合固化剂 |
| CN116874259A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-13 | 浙江舒谨环保科技有限公司 | 滩涂淤泥固化剂及其制备方法 |
-
1998
- 1998-05-18 JP JP13510698A patent/JP3982907B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344031A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Dc Co Ltd | 土質改良材 |
| JP2013517216A (ja) * | 2010-01-20 | 2013-05-16 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 廃棄物から複合材料を調製する方法および結果として生じる材料 |
| JP2015134715A (ja) * | 2010-05-31 | 2015-07-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 人工石材の製造方法 |
| JP2012072301A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Tachibana Material Co Ltd | 土質改良固化材 |
| JP2012102473A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Oji Paper Co Ltd | 路盤材およびその製造方法 |
| JP2013121568A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Nakamichi Kankyo Kaihatsu:Kk | 建設汚泥のリサイクル方法 |
| CN106082903A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-09 | 武汉大学 | 一种疏浚淤泥复合固化剂 |
| CN116874259A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-13 | 浙江舒谨环保科技有限公司 | 滩涂淤泥固化剂及其制备方法 |
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|---|---|
| JP3982907B2 (ja) | 2007-09-26 |
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