Wash remaining 渣再 usage and apparatus of ready-mixed concrete, etc.

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、生コンプラントで運搬車やプラントミキサー等を洗ったときに発生する生コンクリート又はモルタル（以下、生コンクリート等という）の洗い残渣を再利用する技術に関する。 更に詳しくは、生コンクリート等の洗い残渣から得られた濃縮スラッジに含まれるセメントの未水和率を測定した上でこの濃縮スラッジを所定量加えて新規な生コンクリート等を調製する技術に関するものである。

［従来の技術］ 生コンクリート工場等において発生する生コンクリートの洗い残渣はアルカリ度が高く６価クロム等の有害物質を含むため、主として僻地に投棄し埋めている。

従来この洗い残渣を敢えて投棄するのは、洗い残渣をそのまま新規な生コンクリート中に混合使用しても、コンクリートの強度が低下しその乾燥収縮率が増大する等の品質上の問題が発生するためである。

本出願人は、この問題を解決して資源の有効利用を図るため、生コンクリートの洗い残渣からセメント未水和物を乾燥することなく取り出して、これを新規な生コンクリートと混ぜ合わせることにより高品質のコンクリートを製造し得る生コンクリートの洗い残渣の再生方法及びその装置について提案した（特開昭62−204867）。

この再生方法では、最初に分級機により生コンクリートの洗い残渣を湿式分級し、砂利、砂等の骨材を除去してセメントスラッジを取り出す。 次いで濃縮機によりこのセメントスラッジを濃縮した後、濃度調整槽によりこの濃縮スラッジの濃度を更に高めて所定濃度に調整したセメントスラッジを得る。 そして最後にこのセメントスラッジを振動ボール・ミルにより振動微粉砕してセメント未水和物が表面に出現したスラッジ微粒子を分散相とするスラッジを得るものである。

［発明が解決しようとする課題］ 使用済みの生コンクリート等の洗い残渣は材令に応じてセメントの未水和率が減少する。 このため、上記方法で微粉砕したスラッジに含まれるセメントの未水和率を一定なものとしてその添加量を画一的に定め、このスラッジを新規な生コンクリート等に混合した場合には、新規な生コンクリート等が硬化したときの強度や乾燥収縮率にばらつきが依然として生じる不具合があった。

本発明の目的は、公害発生源となる生コンクリート等の洗い残渣を有効に利用し得る方法及びその装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、生コンクリート等の洗い残渣から得た濃縮スラッジを添加して調製された新規な生コンクリート等の硬化強度、乾燥収縮率等の品質を更に向上し得る生コンクリート等の洗い残渣再利用法及びその装置を提供することにある。

また本発明の更に別の目的は、セメントスラッジの未水和率を簡便に測定する方法及びその装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の生コンクリート等の洗い残渣再利用法は、第１図に示すように使用済みのセメントスラッジを所定濃度のスラッジに濃縮する工程１と、この濃縮したスラッジを貯留する工程２と、この貯留したスラッジをサンプリングしてそのスラッジに含まれるセメントの未水和率を測定する工程３と、新規な生コンクリート又はモルタルを調製するためにこの未水和率に応じてこの濃縮したスラッジを計量する工程４とを含むことを特徴とする。 この計量工程４の次には生コンクリート等の調製工程５が続く。 なお上記方法ではスラッジ濃縮工程１の次に濃縮したスラッジを微粉砕する微粉砕工程６を設けて、微粉砕したスラッジについてセメント未水和率測定を行うことが好ましい。

また本発明の生コンクリート等の洗い残渣再利用装置は、第２図に示すように使用済のセメントスラッジ12を所定濃度のスラッジ49に濃縮する濃縮機10と、濃縮したスラッジ49を貯留する濃縮スラッジ貯留槽20と、この貯留槽20に貯留したスラッジ49をサンプリングしてそのスラッジ49に含まれるセメントの未水和率を測定する未水和率測定器30と、新規な生コンクリート又はモルタルを調製するためにこの未水和率に応じてこの貯留槽20に貯留したスラッジ49を計量するスラッジ計量機40とを含むことを特徴とする。 なお上記装置は貯留槽20に貯留したスラッジ49を微粉砕する微粉砕機60と、この微粉砕したスラッジ67を貯留する粉砕スラッジ貯留槽70と、この貯留槽70に貯留したスラッジ67をサンプリングしてそのスラッジに含まれるセメントの未水和率を測定する未水和率測定器30と、新規な生コンクリート又はモルタルを調製するためにこの未水和率に応じて貯留槽70に貯留したスラッジ67を計量するスラッジ計量機40とを含むことが好ましい。

［作 用］ 所定濃度に濃縮したスラッジ49又は67に含まれるセメントの未水和率を測定することにより、新規な生コンクリート等に混合したときのスラッジ49又は67がセメントとして寄与する割合及び骨材として寄与する割合をそれぞれ的確に把握することができ、新規な生コンクリート等を調製するときにこの測定値に基づいてスラッジ49又は
67を計量して供給すれば、精度よく所望のコンクリート等の硬化強度、乾燥収縮率等が得られる。

［実施例］ 次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第２図及び第３図に示すように、生コンクリートミキサー車11を洗ったときに発生する生コンクリートの洗い残渣、即ちセメントスラッジ12が回収槽13に回収され、この回収槽13の底部に設けられたポンプ13aにより管路14
を通ってウエッジフィルタ15に供給される。 フィルタ15
により砂利16が除去され、チャンバ15aに貯蔵される。
砂利16を除去したスラッジ12はスパイラルクラシファイヤ17に供給される。 クラシファイヤ17により砂利23が除去され、チャンバ17aに貯蔵される。 フィルタ15とクラシファイヤ17は分級機18を構成する。 クラシファイヤ17
に残ったスラッジ12は管路19を通って回収槽13に戻される。

回収槽13のスラッジ12が所定のレベルに達すると、液面スイッチ13cが閉じてポンプ13bを作動する。 ポンプ13b
によりスラッジ12が管路21及びサイクロン22を通ってスラッジ貯留槽24に送られる。 サイクロン22でスラッジに残存していた砂が分離されクラシファイヤ17に戻される。 スラッジ貯留槽24のスラッジ12は水を分散媒としセメント水和物及びセメント未水和物を分散相とする懸濁液である。 このスラッジ12は濃度が５％程度であって、
硬化を防ぐため撹拌機24aで緩やかに撹拌される。 スラッジ12が所定のレベルに達すると、液面スイッチ24bが閉じてポンプ25を作動する。 ポンプ25によりスラッジ12
が管路26を通って濃縮機10に送られる。

濃縮機10は外胴ボウル31と内胴スクリュー34とフィードパイプ37とギヤボックス38とケーシング39を備えた遠心分離機により構成される。 外胴ボウル31は円筒部32及び円錐部33が一体的に形成され、その両端が軸受41及び42
により回転可能に支持され、かつ大径側に排出口43と小径側に排出口44とがそれぞれ設けられる。 内胴スクリュー34はスクリュー羽根35と吐出口36を備え、円筒部32と円錐部33の内部に回転可能に支持される。

またフィードパイプ37はこのスクリュー34内に配置され、管路26から送られてきたスラッジを内胴スクリュー
34内に導入する。 ケーシング39は外胴ボウル31を被包し、排出口43側に分離液出口46と排出口44側に濃縮スラッジ出口47がそれぞれ設けられる。

ギヤボックス38はプーリ48により駆動される遊星歯車装置からなる。 このギヤボックス38は外胴ボウル31と内胴スクリュー34とを内胴スクリュー34の回転速度が外胴ボウル31の回転速度より若干小さくなるように回転差を与えながら同一回転方向に駆動する。 ここで外胴ボウル31
と内胴スクリュー34の回転により発生する遠心力は100
〜4000Gの範囲にあることが好ましい。 特に好ましくは8
00〜1500Gである。 100G未満であると、スラッジ12を濃縮スラッジ49と後述する分離液51とに分離するのが困難になる。 4000Gを越えると濃縮スラッジ49が円筒部32又は円錐部33の各内側に付着して容易に排出されなくなる。

第４図に詳しく示すようにギヤボックス38の駆動中にポンプ25により送られたスラッジを濃縮機10のフィードパイプ37から内胴スクリュー34内に導入すると、スラッジ中の比重の大きいセメント未水和物を主成分とする濃縮スラッジ49は遠心力により外胴ボウル31の円筒部32の内壁面に堆積する。 この濃縮スラッジ49は内胴スクリュー
34のスクリュー羽根36の回転により矢印に示すように円錐部33に移行し、排出口44を通って出口47より排出される。 排出される濃縮スラッジ49は濃度が60〜70％である。 一方、内胴スクリュー34内のスラッジの中で比重の小さい分離液51は排出口43を通って出口46から吐出され、管路52を通って分離液貯留槽53に送られる。 この分離液51はセメントの水和成分及び水和しないと思われる成分を懸濁物質（Suspended Solid）として５〜15％程度含有する。 貯留槽53の分離液51はポンプ54により管路
55を通って生コンクリートミキサー車11の生コンクリート付着物の洗浄に使用される。 ここで分離液51に含まれるセメントの水和成分及び水和しないと思われる成分は砂利、砂に吸着してそれぞれチャンバ15a又は17a内に貯蔵される。

出口47より排出された濃縮スラッジ49は導管56により案内されて、出口47の直下に配置された濃縮スラッジ貯留槽20に貯蔵される。 分離液貯留槽53の分離液51がポンプ
57により管路58を通って貯留槽20に供給される。 分離液
51の供給と撹拌機20aの撹拌により濃縮スラッジ49が所定濃度になるように希釈される。 この例ではスラッジ濃度が30〜40％の範囲内に調整される。 貯留槽20にはサンプリング管20bが接続され、管20bの途中にはバルブ20c
が設けられる。 30aはサンプリングしたスラッジを入れる容器である。

所定の濃度の濃縮スラッジ49はポンプ59により切換弁61
を介して管路62又は63に送出される。 管路62に送出された濃縮スラッジは切換弁64を介して管路65又は66に送出される。 管路63に送出された濃縮スラッジはスラッジ計量機40のタンク40aに送られる。 タンク40aの下端には排出弁40bが設けられる。 排出弁40bの下方には図示しないがプラントミキサーが配置され、排出弁40bが開くとスラッジが自重でプラントミキサーに供給されるようになっている。

貯留槽20の濃縮スラッジ49を後述する微粉砕機60を通さずにスラッジ計量機40に供給するときには、切換弁61が管路63側に切換わり濃縮スラッジ49を所定量供給すると、管路62側に切換わりかつ切換弁64が管路65側に切換わって余剰の濃縮スラッジを貯留槽20に戻す。

貯留槽20の濃縮スラッジ49を微粉砕機60を通すときには、切換弁61が管路62側に切換弁64が管路66側にそれぞれ切換わる。 管路66を通って微粉砕機60に送られた濃縮スラッジ49はここで微粉砕される。 この例では微粉砕機
60は振動ボール・ミルにより構成され、第１段のミル60
aと第２段のミル60bを備える。 振動により微粉砕された粉砕スラッジ67は粉砕スラッジ貯留槽70に送られ、撹拌機70aで硬化を防ぎながら貯えられる。 この粉砕スラッジ67の分散相はセメント未水和物の含有率のより高いスラッジ微粒子になる。 貯留槽70にはサンプリング管70b
が接続され、管70bの途中にはバルブ70cが設けられる。
30aはサンプリングしたスラッジを入れる容器である。

貯留槽70の粉砕スラッジ67はポンプ71により切換弁72を介して管路73又は74に送出される。 貯留槽70の粉砕スラッジ67をスラッジ計量機40に供給するときには、管路弁
72が管路74側に切換わり粉砕スラッジ67を所定量供給すると、管路73側に切換わり余剰の粉砕スラッジを貯留槽
70に戻す。

ミキサー車11の洗い残渣の材令が小さいときにはセメントの未水和成分が多いため、微粉砕機60を通さずに管路
63により濃縮スラッジ49を計量機40のタンク40aに供給する。 反対にミキサー車11の洗い残渣の材令が小さくないときにはセメントの水和成分が多いため、微粉砕機60
を通し、ここで濃縮スラッジを微粉砕してセメント未水和物が表面に出現したスラッジ微粒子を分散相とする粉砕スラッジ67を管路74により計量機40のタンク40aに供給する。

次に上記スラッジ49又は67の供給量を定めるためにスラッジ49又は67に含まれるセメント未水和率の測定方法について第５図に基づいて説明する。

先ず、符号100で示すように容器30aに入れたスラッジ49
又は67を試験管に所定容積Ａ、例えば22ml採取する。 この試験管は所定の容積及び形状のものを用いる。 符号11
0で示すようにこの試験管内のスラッジの重量Ｗ（ｇ）
を量る。 このためにそれぞれの試験管の重量を予め測定しておく。 符号120に示すようにこの試験管のスラッジを所定の遠心力、例えば3000Gで所定時間、例えば５分間遠心分離して含水スラッジ固形分と水分とに分離する。 この分離により試験管内に水相と固体相が形成される。 符号130に示すようにこの試験管内の遠心分離後のスラッジを光学分析してこの試験管中の固体相の含水スラッジ固形分容積Ｂ（cm ³ ）を計測する。 符号140に示すように次式（１）によりこの含水スラッジ固形分の比重ρを算出する。

％とし、材令28日を未水和率０％とし、これらの数値を比例配分してその間の未水和率を定めた表の一例である。

第６図は未水和率測定器30の構成図である。 測定器30のハウジング75内には試験管76を固定する基台77が設けられる。 試験管76内には予め22mlのセメントスラッジが遠心力により含水スラッジ固形分76aと水分76bとに分離されている。 基台77の両側壁78及び79にはねじ軸80が回転可能に架設され、この軸80に平行に案内ロッド81が固着される。 軸80には光センサ82が螺合し、ロッド81にはスライダ83が摺動可能に設けられる。

光センサ82は試験管76の側面に赤外線を発する発光器82
aとこの側面から反射した光を受ける受光器82bを有する。 軸80の下端には被動ギヤ84が固着され、このギヤ84
に噛合する駆動ギヤ85はステッピングモータ86の軸87に固着される。 モータ86はベース88に固定される。 光センサ82はモータ86が回転するとロッド81に案内されて試験管76の下端から上端にかけて移動するように構成される。 ハウジング75の上部には試験管76を出し入れする蓋
89が枢着される。

光センサ82の検出出力及び入力部90の出力はマイクロコンピュータ91の入力インタフェース92を介してCPU93に接続される。 CPU93にはメモリ94が接続され、メモリ94
にはスラッジの所定容積Ａ（例えば22ml）と光センサ82
の移動量に応じた含水スラッジ固形分の容積Ｂ（cm ³ ）
と前述した比重を求める式（１）が記憶されている。 CP
U93の出力は出力インタフェース95を介してステッピングモータ86と液晶表示パネル96とプリンタ97に接続される。

入力部90から試験管76に入れたスラッジの重量Ｗ（ｇ）
を入力した後、モータ86を起動すると光センサ82が試験管76の下端を基点としてその上端に向って移動する。 光センサ82の走査によって検出される固体相と水相との赤外線反射率の差から固体相、即ち含水スラッジ固形分の長さＬ（mm）がマイクロコンピュータ91に入力される。
コンピュータ91にはこの長さＬ（mm）から含水スラッジ固形分76aの容積Ｂ（cm ³ ）をメモリ94から読み出し、この容積Ｂと最初に入力したスラッジの重量Ｗと前記式（１）に基づいて含水スラッジ固形分76aの比重ρを算出する。 これらの数値は液晶表示パネル96に表示され、
同時にプリンタ97により記録紙に印字される。

この比重の値に基づいて例えば前記第１表を参照することにより試験管76に入れたスラッジ、換言すればサンプリングしたスラッジ49又は76の未水和率を推定することができる。

なお、コンピュータ91のメモリ94に第１表を記憶させ、
自動的に未水和率を液晶表示パネル96に表示し、かつプリンタ97により印字するようにしてもよい。 反対に、コンピュータ91には含水スラッジ固形分76aの容積Ｂ又はスラッジに対する含水スラッジ固形分76aの容積比ｂのみを演算させて、この値を前記式（１）又は次式（２）
に代入して、手計算で求めてもよい。

又は67の新規なセメントへの混ぜ合わせ量を定める。 この量を第３図に示したタンク40aに供給するように切換弁61又は72を切換える。 この切換えは計量機40の計量値により制御される。 計量後タンク40aの排出弁40bを開くと、自重によりスラッジ49又は67がプラントミキサーに供給され、ここでスラッジ49又は67は新規な生コンクリートと混ぜ合わされる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明はセメント粒子が水和によって比重が小さくなる事実を利用して、水和履歴が不明な生コンクリート等の洗い残渣であっても、この洗い残渣に未水和率を容易に知ることができ、これによりこの洗い残渣から得た濃縮スラッジが新規な生コンクリート等に混合したときにセメントとして寄与する割合及び骨材として寄与する割合をそれぞれ的確に把握することができる。

その結果、新規な生コンクリート等を調製するときに濃縮スラッジの未水和率に基づいて濃縮スラッジを計量して供給すれば、精度よく所望のコンクリート等の硬化強度、乾燥収縮率が得られ、公害発生源となる生コンクリート等の洗い残渣を有効に利用することができる。

また、本発明のセメント未水和率の測定は、簡便で短時間に正確な測定値が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明生コンクリート等の洗い残渣再利用法を説明するためのブロック図。 第２図はその再利用装置の概略図。 第３図は本発明実施例の生コンクリート等の洗い残渣再利用装置の構成図。 第４図はその濃縮機の要部拡大断面図。 第５図はそのセメント未水和率測定方法を説明するためのブロック図。 第６図はそのセメント未水和率測定装置の構成図。 10:濃縮機、 12:濃縮前のセメントスラッジ、 20:濃縮スラッジ貯留槽、 30:セメント未水和率測定器、 40:スラッジ計量機、 49:濃縮スラッジ、 60:微粉砕機、 67:粉砕スラッジ、 70:粉砕スラッジ貯留槽、 76:試験管、 77:基台、 82:光センサ、 82a:発光器、 82b:受光器、 85:ステッピングモータ（センサ移動手段）、 91:マイクロコンピュータ（コントローラ）、 94:メモリ、 96:液晶表示パネル（記録表示器）、 97:プリンタ（記録表示器）。