２．DSP の製造と特性

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(1)土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月). Ⅴ‑349. 生コンスラッジ乾燥微粉末の六価クロム低減型固化材としての有効利用三和石産㈱. 正会員 ○大川憲. 東海大学工学部. 川名正嗣. 正会員. 笠井哲郎. １．はじめに我が国の産業廃棄物の内，約 4 分の 1 がコンクリート塊（廃硬化コンクリート）であり，これらは様々な方法で粉砕・分級され路盤材等の道路資材や埋め戻し材および一部にコンクリート用細・粗骨材として利用され，その再生利用率は 99％に達している．一方，コンクリート施工時に生ずる戻りコンの再生処理や生コンプラントおよびアジテータ車の洗浄時に発生する生コンスラッジの利用については，再生利用が殆ど進んでいないのが現状である 1)．本研究では，この生コンスラッジを地盤改良材（固化材）として有効利用することを指向し，これを 120〜130℃で加熱しながら乾燥粉砕処理したスラッジ微粉末（以下，DSP と称す）に関し，強度発現性や六価クロム溶出特性等について実験的検討を行った．. 40.0. ２．DSP の製造と特性. 2.2. までの時間とコンクリート温度に影響されるものと考えられるため，. 2.0. 12/27. 0.0. また，DSP の物性は処理工程が同一の場合，生コンスラッジに至る. 10/28. 平均気温（℃） DSP密度（g/㎝3）. 8/29. ントが 3,250cm2/g に対し， DSP は 6,000〜10,000cm2/g 程度である．. 10.0. 6/30. 比べ微細粒子を多く含んでいることが観察された．比表面積はセメ. 2.4. 5/1. と普通ポルトランドセメントの SEM 画像から，DSP はセメントに. 20.0. 3/2. が 1〜2%となるまで乾燥・粉砕処理して製造したものである．DSP. 2.6. 1/1. 拌翼付きスラッジ乾燥機（乾燥温度：120〜130℃）を用いて含水率. 30.0 平均気温（℃）. DSP は，生コンスラッジをフィルター加圧装置で脱水後，破砕攪. DSP密度（ｇ/㎝ 3）. 2.8. 図１ DSP の密度と平均気温. 生コン製造時の平均気温と DSP の密度の関係を 1 年間測定し，その. 結果を図１に示す．図より，DSP の密度と平均気温には高い相関関係が表れ，平均気温が低いほど DSP の密度は大きくなる．DSP の強熱減量と平均気温にもほぼ同等の関係が認められ，平均気温が低いほど DSP の強熱減量は小さくなった．これは，DSP の原料である戻りコンの平均気温により処理までの期間におけるセメントの水和反応の進行度合いに差が生じ，DSP の物性に影響したものと考えられる．以上のことから，DSP の強度発現性等の特性は，その密度によって異なると考えられるため，以下の検討では密度の異なる 2 種類の DSP を用いた．３．実験概要 3.1 DSP の強度発現性の評価試験結合材として，セメントと DSP の混合粉体を用い，水結合材比と混合粉体の混合比率を変えてモルタル供試体を作成し，その圧縮強度試験から DSP の強度. 表１使用材料普通ポルトスラッジランドセメント微粉末① 3.16 2.66 密度（g/㎝3） 3,270 6,210 比表面積（㎝2/g）強熱減量（％） 2.19 10.16 記号 N DSP① 項目. 発現性を評価した．モルタルの配合条件は，水結合材比(W/(C+DSP))=50％，DSP 置換率(DSP/(C+ DSP))=0，25，50，75，100(％)，細骨材結合材比 (S/(C+DSP))=3.0 である．細骨材はセメント協会標準砂を用いた．使用材料を表１に示す．なお，表に. スラッジ微粉末② 2.38 9,360 12.73 DSP②. 標準砂 2.64 − − S. 高性能AE 減水剤シーカメント 1100NT (日本シーカ). SP. 表２使用固化材ﾕｰｽﾀﾋﾞﾗｰ項目 10 3.02 密度（g/㎝3） 3,880 比表面積（㎝2/g）強熱減量（％） − 記号 US10. ﾕｰｽﾀﾋﾞﾗｰ普通ポルト 50 ランドセメント 3.04 3.16 4,390 3,270 − 2.19 US50 N. スラッジ微粉末 2.89 5,190 8.20 DSP. 高炉ｽﾗｸﾞ微粉末 2.89 5,290 − S. おいて，DSP①は脱水スラッジを当日に処理･製造したもの，DSP②は翌日に処理･製造したものである． 3.2 六価クロム溶出量測定環境庁告示第 46 号に準拠し，分光光度計(定量下限値：0.02mg/L)により，各試料の六価クロム溶出量を測定した． 3.3 DSP の地盤改良材としての評価試験セメント系固化材による改良体の強さ試験方法(JCAS L-01:2006)に準拠して行った．結合材は表２に示すセメントキーワード戻りコンクリート，生コンスラッジ，六価クロム溶出量，固化材連絡先〒259-1292 神奈川県平塚市北金目 1117 東海大学工学部土木工学科 TEL 0463-58-1211 FAX 0463-50-2045. ‑695‑.

(2) 土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月). Ⅴ‑349. 60.0. 系固化材(一般型(US10)，六価クロム低減型(US50))，普通ポルトランドセメ 50.0. 圧縮強度（Ｎ/mm ）. ントおよび DSP を使用した．また，普通ポルトランドセメントおよび DSP 2. に表中の高炉スラグ微粉末を 15〜45％置換したものについても固化材として使用した．対象土は笠岡粘土を使用し，対象土 1m3 に対する固化材添加量を 50〜200(kg/m3)とした。なお，ここで使用した DSP は当日に処理･製造したものである．. 40.0 30.0 DSPによる強度増加分. 20.0. DSP① DSP② N 計算値. 10.0. ４．試験結果および考察図２は，セメントに DSP を置換したモルタルの圧縮強度を示したもので. 0.0 0. ある.図より置換率 100%，すなわち結合材を DSP のみとしたモルタルでは. 20. 40. 60. 80. 100. DSP置換率（％）. 置換率 0%，すなわち結合材をセメントのみとしたモルタルの 40〜55%程度. 図２圧縮強度に及ぼす DSP 置換率の影響. の強度発現が見られる．図の点線はセメントおよび DSP①を単独で用いた. 0.80. 場合のそれぞれの圧縮強度の値と各置換率に相当する質量分率から算出したことから，DSP をセメントと混合して用いる場合，その強度発現の程度は，質量分率による単純な複合則に従うものと推察される．また，DSP の置換率が大きい領域では，密度の大きい DSP を用いた場合の方が強度発現性は大きくなった．これは，密度が大きいものほど乾燥粉砕処理されるまでの水和進行. 六価ｸﾛﾑ溶出量（mg/L）. 圧縮強度の計算値である．この値が実測値（DSP①の値）とほぼ一致している. 普通ポルトランドセメント2）. 0.70 0.60. 高炉セメントB種. 0.50. 2）. 0.40 当日処理したDSP 翌日処理したDSP. 0.30 0.20 0.10. の程度が小さく，未水和セメントの残存量が多いためであると考えられる．. 0.00. 図３は普通ポルトランドセメント，高炉セメント B 種および DSP の密度と. 2.40. 2.50. 2.60. 2.70. 2.80. 2.90. 3. DSP密度（ｇ/㎝）. 六価クロム溶出量を示したものである．図より DSP の六価クロム溶出量は普. 図３ DSP の密度と六価クロム溶出量. 通ポルトランドセメントや高炉セメント B 種と比べ大幅に小さい値となった．. 5000. US10 US50 N N+S（15） N+S（30） N+S（45） DSP DSP+S（15） DSP+S（30） DSP+S（45）. また，DSP の密度が小さいものの方が六価クロム溶出量が低くなる傾向が認 4000 2. 一軸圧縮強度（kN/m ）. められた．更に，当日処理したものと翌日処理したものを比較すると，当日処理した DSP の方が低い溶出傾向を示した．図４はセメント系固化材，普通ポルトランドセメントおよび DSP を使用した改良土の一軸圧縮強度試験結果を示したものである．図より DSP 単体では他のものに比べ強度は低いが，DSP に高炉スラグ微粉末を置換した場合，そ. 3000. 2000. 1000. の置換率が高いほど改良土の強度は大きくなり，他の固化材に比べても遜色な 0. い一軸圧縮強度を示した．. 0. 50. 100. 150. 200. 250. 3. 固化材添加量（㎏/ｍ）. 図５は，図４の一軸圧縮強度の値とそれらの改良土の六価クロム溶出量の. 図４改良土の一軸圧縮強度(材齢 28 日). 関係を示したものである．図より DSP 単体では，一般型固化材や普通ポル. 0.35. ラグ微粉末を置換した固化材の場合，六価クロム低減型固化材と同一強度で，. 0.30. 同程度の低い六価クロム溶出量となった．５．まとめ（1）DSP には未水和セメント分が残存しており，その強度発現性は圧縮強度で普通ポルトランドセメントの約 40〜55％を発揮する. （2）DSP の六価クロム溶出量は，セメントに比べ大幅に小さく，DSP に高炉スラグ微粉末を置換して固化材として使用すると，その改良土は六価クロム低減型固化材と同一強度で同程度の低い六価クロム溶出量となる．参考文献：. 六価クロム溶出量（mg/L）. トランドセメントの場合と比べ低い溶出量となった．また，DSP に高炉ス. US10 US50 N N+S(15) N+S(30) N+S(45) DSP DSP+S(15) DSP+S(30) DSP+S(45). 0.25 0.20 0.15 0.10 ※土壌環境基準値 0.05 0.00 0. 1000. 2000 3000 4000 一軸圧縮強度（ｋN/㎡）. 5000. 図５一軸圧縮強度と六価クロム溶出量の関係. 1）畑中重光，近原典子，湯浅幸久：乾燥微粉砕した生コンスラッジの活性度と有効利用に関する一考察，セメント･コンクリート論文集，No.51，pp.470-475，1997. 2)土木学会：コンクリートからの微量成分溶出に関する現状と課題 p.25-29, 2003.. ‑696‑.

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