JP3243864U - 袋体入り土壌改質材 - Google Patents

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勇太 大曽根
隆之 丸山
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有限会社渋谷建材
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Abstract

【課題】窯業系製品の製造に伴う産業副産物を利用した環境負荷の少ない土壌改質材を提供する。【解決手段】土壌改質材は、窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の粉体10、及び/又は窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の端材を挽砕した粉体10、を主体とし、粉体10は複数の細孔11aを有する複数の焼結粒体11からなり、重機にて吊り上げ可能な把手を備えるフレコンに充填したことを特徴とする。【選択図】図2

Description

本考案は土壌改質材に関し、特に窯業系製品の製造に伴う産業副産物を利用した環境負荷の少ない土壌改質材に関する。
建設工事の施工に伴って発生する土砂や汚泥は、一般に建設発生土と呼ばれ、建設発生土の内、水分含有量が多く泥濘の状態になっているものは、特に建設汚泥と呼ばれる。
国土交通省によれば、建設汚泥とは、「標準仕様ダンプトラックに山積みできず、その上を人が歩けないような流動性を呈する状態のもの」を指し、コーン指数200kN/m以下もしくは一軸圧縮強度が50kN/m以下の建設発生土と定義される。
建設汚泥は、廃棄物処理法が定義する廃棄物となるため、再利用が認められず処分に多額の費用がかかる。
また、建設汚泥は現場に平置きすることができず、保管槽内に貯めておかなければ流出してしまうため、保管に広いスペースを要する上、ダンプトラック等で搬送する時も、荷台を防水養生しないと流出してしまうため、取り扱いが難しい。
"発生土について",[online],国土交通省,[令和5年7月3日検索],インターネット<URL:https://www.mlit.go.jp/tec/kankyou/hasseido/iinkai01/siryo03.pdf>
建設汚泥を改質する従来技術として、セメント系固化材を用いる方法がある。
詳細には、建設汚泥にセメント系固化材を添加して、セメントを汚泥中の水分と反応させ、汚泥の含有水分量を低減させると共に強度発現させることで、取り扱いを容易にする。
然るに、建設汚泥を完全に固化させるためには、30%程度の添加量が必要となるため、使用量が膨大となる上、セメント系固化材で固めた汚泥は建設廃材になるため、処分費用が嵩む。
本考案の土壌改質材は、窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の粉体、及び/又は窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の端材を挽砕した粉体、を主体とし、粉体は複数の多孔性の焼結粒体からなり、袋体内に充填したことを特徴とする。
本考案の土壌改質材は、窯業系製品が、陶器、磁器、ガラス、セメント、石膏及び石灰の内少なくとも1種類を含んでいてもよい。
本考案の土壌改質材は、粉体が、長石、珪石、石灰石、陶石、珪砂、粘土、珪藻土、及びアルミナの内少なくとも1種類を含んでいてもよい。
本考案の土壌改質材は、袋体が、重機にて吊り上げ可能な把手を備えるフレコンバッグであってもよい。
本考案の土壌改質材は、窯業系製品の製造に伴う産業副産物を利用した100%リサイクル製品であるため、環境負荷が少ない。
また、セメント系固化材と異なり、土壌を完全に硬化させないため、建設発生土として盛土や埋戻に再利用可能である。
さらに、本来費用をかけて処分していた産業副産物をリサイクルした製品であるため、マイナス原価である上、セメント系固化材のように産業廃棄物処理費用がかからない。
土壌改質材の説明図 粉体の説明図 土壌改質材の使用方法の説明図
以下、図面を参照しながら本考案の土壌改質材について詳細に説明する。
なお、本考案において土壌の「改質」とは、少なくとも土壌の含有水分量の低減と強度発現を含む。
[土壌改質材]
<1>全体の構成(図1)
本考案の土壌改質材1は、窯業系製品A由来の改質材(剤)である。
土壌改質材1は、主として泥土Bの改質材として有効である。ただし、泥土Bに限らず改質の余地がある土壌全般に適用可能である。また、本例では泥土Bが建設汚泥である例について説明するが、泥土Bは建設汚泥に限らない。
土壌改質材1は、窯業系製品Aの製造過程で発生する粉体10を主体とする。
詳細には、窯業系製品Aの製造工程で生ずる粉体10や、窯業系製品Aの端材を挽砕した粉体10を主体とする。
粉体10は、保管・搬送の便宜のため適宜の容量の袋体20内に充填する。
<1.1>窯業系製品
本考案において「窯業系製品」とは、無機化合物を高熱処理し焼き固めて製造した製品全般を意味する。
本例では、窯業系製品Aが窯業系サイディングである例について説明する。
窯業系サイディングは、繊維質を混和したセメントを薄板状に加工した外壁材である。
窯業系サイディングは、低廉でデザインが豊富であり、耐候性と耐火性に優れ、かつ施工が容易であるため、国内の新築住宅に設けるサイディングでは最も多く採用されている。
窯業系サイディングの製造工程では、板状材料のロール成型、焼結、オートクレープ養生の後、既定のサイズに裁断し、断面を研磨する。この材料の裁断・研磨の際にダストとして多量の粉体10が発生する。また、裁断時の端材を挽砕処理することによって多量の粉体10が発生する。
これらの粉体10を集塵機で回収し、袋体20内に充填することで土壌改質材1を製造する。
なお、窯業系製品Aは、窯業系サイディングに限らず、陶器、磁器、ガラス、セメント、石膏、石灰等、広義のセラミック製品全般を含む。
<2>粉体(図2)
粉体10は、吸水性を備える粉末の集合体である。
粉体10は、複数の焼結粒体11からなる。
粉体10の組成は、窯業系製品Aの種類によって異なるが、少なくとも、長石、珪石、石灰石、陶石、珪砂、粘土、珪藻土、アルミナ等の無機物質のうち一種類、又はこれらの混合物を含む。
焼結粒体11は、表面に多数の細孔11aを備える。すなわち、窯業系製品Aは、原料の焼結プロセスにおいて多孔質となるため、これを挽砕処理して製造する焼結粒体11も粒体レベルにおいて多孔質構造となる。
<3>袋体
袋体20は、粉体10を充填するための容器である。
本例では袋体20として、重機にて吊り上げ可能な把手21を備えるフレコンバッグを採用する。
フレコンバッグは、ポリプロピレン(PP)等の合成樹脂製のフラットヤーンを編成してなるバッグである。
フレコンバッグは、折り畳み可能であるため嵩張らず、軽量、かつ安価であるため粉体10を充填する袋体20として好適である。また、粉体10を取り出すために袋表面を破いて使用することもできる。
<4>土壌改質材の使用方法(図3)
土壌改質材1によって、例えば以下の手順で泥土Bを改質する。
処理槽に泥土Bを投入する。
泥土B上に袋体20内の粉体10を投入する。粉体10の添加量は、泥土Bの含水率によるが、概ね1~15%程度である。
バックホウのバケットで、泥土Bと粉体10を攪拌する。
泥土Bと粉体10の混合によって、泥土B内の含有水分が焼結粒体11の細孔11a内に吸着され、泥土Bの含有水分量が低減すると共に、泥土Bの一軸圧縮強が向上する。
本考案の土壌改質材1は、攪拌混合後の養生が必要ないため、仮置き場を必要とせず即時搬出することができる。
土壌改質材1によって泥土Bを改質することで、搬送・保管等における泥土Bの取り扱いが容易になると共に、所定の品質基準(コーン指数200kN/m超かつ一軸圧縮強度が50kN/m超)を満たすことで、建設発生土として盛土や路床などに再利用することが可能となる。
1 土壌改質材
10 粉体
11 焼結粒体
11a 細孔
20 袋体
21 把手
A 窯業系製品
B 泥土
本考案は袋体入り土壌改質材に関し、特に窯業系製品の製造に伴う産業副産物を利用した環境負荷の少ない袋体入り土壌改質材に関する。
建設工事の施工に伴って発生する土砂や汚泥は、一般に建設発生土と呼ばれ、建設発生土の内、水分含有量が多く泥濘の状態になっているものは、特に建設汚泥と呼ばれる。
国土交通省によれば、建設汚泥とは、「標準仕様ダンプトラックに山積みできず、その上を人が歩けないような流動性を呈する状態のもの」を指し、コーン指数200kN/m以下もしくは一軸圧縮強度が50kN/m以下の建設発生土と定義される。
建設汚泥は、廃棄物処理法が定義する廃棄物となるため、再利用が認められず処分に多額の費用がかかる。
また、建設汚泥は現場に平置きすることができず、保管槽内に貯めておかなければ流出してしまうため、保管に広いスペースを要する上、ダンプトラック等で搬送する時も、荷台を防水養生しないと流出してしまうため、取り扱いが難しい。
"発生土について",[online],国土交通省,[令和5年7月3日検索],インターネット<URL:https://www.mlit.go.jp/tec/kankyou/hasseido/iinkai01/siryo03.pdf>
建設汚泥を改質する従来技術として、セメント系固化材を用いる方法がある。
詳細には、建設汚泥にセメント系固化材を添加して、セメントを汚泥中の水分と反応させ、汚泥の含有水分量を低減させると共に強度発現させることで、取り扱いを容易にする。
然るに、建設汚泥を完全に固化させるためには、30%程度の添加量が必要となるため、使用量が膨大となる上、セメント系固化材で固めた汚泥は建設廃材になるため、処分費用が嵩む。
本考案の袋体入り土壌改質材は、窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の粉体、及び/又は窯業系製品の製造工程で生ずる窯業系製品の端材を挽砕した粉体、を主体とし、粉体は複数の細孔を有する複数の焼結粒体からなり、重機にて吊り上げ可能な把手を備えるフレコンバッグ内に充填したことを特徴とする。
本考案の袋体入り土壌改質材は、窯業系製品が、陶器、磁器、ガラス、セメント、石膏及び石灰の内少なくとも1種類を含んでいてもよい。
本考案の袋体入り土壌改質材は、粉体が、長石、珪石、石灰石、陶石、珪砂、粘土、珪藻土、及びアルミナの内少なくとも1種類を含んでいてもよい。
本考案の袋体入り土壌改質材は、窯業系製品の製造に伴う産業副産物を利用した100%リサイクル製品であるため、環境負荷が少ない。
また、セメント系固化材と異なり、土壌を完全に硬化させないため、建設発生土として盛土や埋戻に再利用可能である。
さらに、本来費用をかけて処分していた産業副産物をリサイクルした製品であるため、マイナス原価である上、セメント系固化材のように産業廃棄物処理費用がかからない。
袋体入り土壌改質材の説明図 粉体の説明図 袋体入り土壌改質材の使用方法の説明図
以下、図面を参照しながら本考案の袋体入り土壌改質材について詳細に説明する。
なお、本考案において土壌の「改質」とは、少なくとも土壌の含有水分量の低減と強度発現を含む。
[袋体入り土壌改質材]
<1>全体の構成(図1)
本考案の袋体入り土壌改質材1は、窯業系製品A由来の改質材(剤)である。
袋体入り土壌改質材1は、主として泥土Bの改質材として有効である。ただし、泥土Bに限らず改質の余地がある土壌全般に適用可能である。また、本例では泥土Bが建設汚泥である例について説明するが、泥土Bは建設汚泥に限らない。
袋体入り土壌改質材1は、窯業系製品Aの製造過程で発生する粉体10を主体とする。
詳細には、窯業系製品Aの製造工程で生ずる粉体10や、窯業系製品Aの端材を挽砕した粉体10を主体とする。
粉体10は、保管・搬送の便宜のため適宜の容量の袋体20内に充填する。
<1.1>窯業系製品
本考案において「窯業系製品」とは、無機化合物を高熱処理し焼き固めて製造した製品全般を意味する。
本例では、窯業系製品Aが窯業系サイディングである例について説明する。
窯業系サイディングは、繊維質を混和したセメントを薄板状に加工した外壁材である。
窯業系サイディングは、低廉でデザインが豊富であり、耐候性と耐火性に優れ、かつ施工が容易であるため、国内の新築住宅に設けるサイディングでは最も多く採用されている。
窯業系サイディングの製造工程では、板状材料のロール成型、焼結、オートクレープ養生の後、既定のサイズに裁断し、断面を研磨する。この材料の裁断・研磨の際にダストとして多量の粉体10が発生する。また、裁断時の端材を挽砕処理することによって多量の粉体10が発生する。
これらの粉体10を集塵機で回収し、袋体20内に充填することで土壌改質材1を製造する。
なお、窯業系製品Aは、窯業系サイディングに限らず、陶器、磁器、ガラス、セメント、石膏、石灰等、広義のセラミック製品全般を含む。
<2>粉体(図2)
粉体10は、吸水性を備える粉末の集合体である。
粉体10は、複数の焼結粒体11からなる。
粉体10の組成は、窯業系製品Aの種類によって異なるが、少なくとも、長石、珪石、石灰石、陶石、珪砂、粘土、珪藻土、アルミナ等の無機物質のうち一種類、又はこれらの混合物を含む。
焼結粒体11は、表面に多数の細孔11aを備える。すなわち、窯業系製品Aは、原料の焼結プロセスにおいて多孔質となるため、これを挽砕処理して製造する焼結粒体11も粒体レベルにおいて多孔質構造となる。
<3>袋体
袋体20は、粉体10を充填するための容器である。
本例では袋体20として、重機にて吊り上げ可能な把手21を備えるフレコンバッグを採用する。
フレコンバッグは、ポリプロピレン(PP)等の合成樹脂製のフラットヤーンを編成してなるバッグである。
フレコンバッグは、折り畳み可能であるため嵩張らず、軽量、かつ安価であるため粉体10を充填する袋体20として好適である。また、粉体10を取り出すために袋表面を破いて使用することもできる。
<4>土壌改質材の使用方法(図3)
袋体入り土壌改質材1によって、例えば以下の手順で泥土Bを改質する。
処理槽に泥土Bを投入する。
泥土B上に袋体20内の粉体10を投入する。粉体10の添加量は、泥土Bの含水率によるが、概ね1~15%程度である。
バックホウのバケットで、泥土Bと粉体10を攪拌する。
泥土Bと粉体10の混合によって、泥土B内の含有水分が焼結粒体11の細孔11a内に吸着され、泥土Bの含有水分量が低減すると共に、泥土Bの一軸圧縮強が向上する。
本考案の袋体入り土壌改質材1は、攪拌混合後の養生が必要ないため、仮置き場を必要とせず即時搬出することができる。
袋体入り土壌改質材1によって泥土Bを改質することで、搬送・保管等における泥土Bの取り扱いが容易になると共に、所定の品質基準(コーン指数200kN/m超かつ一軸圧縮強度が50kN/m超)を満たすことで、建設発生土として盛土や路床などに再利用することが可能となる。
袋体入り土壌改質材
10 粉体
11 焼結粒体
11a 細孔
20 袋体
21 把手
A 窯業系製品
B 泥土

Claims (4)

  1. 窯業系製品の製造工程で生ずる前記窯業系製品の粉体、及び/又は前記窯業系製品の製造工程で生ずる前記窯業系製品の端材を挽砕した粉体、を主体とし、
    前記粉体は複数の多孔性の焼結粒体からなり、
    袋体内に充填したことを特徴とする、
    土壌改質材。
  2. 前記窯業系製品が、陶器、磁器、ガラス、セメント、石膏及び石灰の内少なくとも1種類を含むことを特徴とする、
    請求項1に記載の土壌改質材。
  3. 前記粉体が、長石、珪石、石灰石、陶石、珪砂、粘土、珪藻土、及びアルミナの内少なくとも1種類を含むことを特徴とする、
    請求項2に記載の土壌改質材。
  4. 前記袋体が、重機にて吊り上げ可能な把手を備えるフレコンバッグであることを特徴とする、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の土壌改質材。
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