JP2003265942A - 連続投入・連続排出型混練ミキサーおよび石炭灰の球状骨材化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石炭灰を球状骨材化して再生する際に、その
排出口から排出される球状骨材に多量の細骨材を含める
ことができる混練ミキサーを提供する。また、その混練
ミキサーを使用して、石炭灰を安価で良質の球状骨材化
とする方法を提供する。 【解決手段】 産業廃棄物であり、かつ自硬性を有する
石炭灰を再資源化するために、盥状の器２内に設けた撹
拌用の羽根３を水平回転させることにより混練を行なう
回転パン型混練ミキサーにおいて、器２の外周側壁に排
出口６を設け、器２の上端開放部から、石炭灰および水
を連続的に投入して羽根３の回転により再生材である球
状骨材を製造し、その球状骨材を同じく羽根３の回転に
より排出口６から連続的に排出することとし、さらに、
排出口６を開閉自在とし、かつ、排出口６の下端の位置
を上下方向に移動自在とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排出口を開閉自在
とし、かつその下端位置を上下方向に移動自在とした連
続投入・連続排出型混練ミキサー、および、その混連ミ
キサーを使用し、自硬性を有する石炭灰（例：ＰＦＢＣ
灰）と水とを混練することによって、良質の球状骨材に
再生する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、本出願人が先に出願した「汚
泥の再生処理方法（特願２０００−２５０７３３）」、
および「連続投入・連続排出型混練ミキサーおよび汚泥
の再生処理方法（特願２００１−２７５１８４）に関連
するものである。

【０００３】一般に「石炭灰」とは、火力発電設備など
から排出される石炭の“もえがら”を指し、乾燥粉末状
態である“フライアッシュ”と、石炭の燃焼によって生
じた石炭灰粒子が溶解して相互に凝集した“クリンカー
アッシュ”に大別される。それらの環境に対する安全性
についてはＪＩＳによる基準が設けられており、品質的
に安全性が認められたものを特に「ＪＩＳ灰」と呼んで
いる。

【０００４】これらの再利用方法を個別にみると、まず
“フライアッシュ”については一般的に「生コンクリー
ト原材料の一部」としての再利用が知られている。これ
は性状が乾燥粉末状であることから、排出されたままの
状態で再利用を行なえることが大きな利点である。ま
た、“クリンカーアッシュ”は、フライアッシュと比較
して発生量も少なく微細な粒を含み、その粒の内部には
間隙を多く含むことから、暗渠が必要な場所での埋め戻
し材などに再利用されている。これら石炭灰と呼ばれる
ものの全発生量からみた再資源化率は50％程度である。

【０００５】本発明において再生処理の対象とする石炭
灰はフライアッシュ（ＦＡ）に分類され、なかでも「Ｐ
ＦＢＣ灰」と呼ばれる、Ｎｏｘ、Ｓｏｘを低減させるた
めに石灰石などを投入しながら石炭を低温燃焼させる
「流動床燃焼方式」によって発生した石炭灰であり、こ
れはＦＡと比較してＣａＯの含有率が十数％高く（２１
％程度。ＦＡの含有率は８％程度）、水分との反応で自
硬性を有する。

【０００６】流動床燃焼方式を採る火力発電設備数が少
ないことから、他の石炭灰に比べるとＰＦＢＣ灰の発生
量は微量であるが、その再利用方法としては、造粒後に
おいて路盤材や土壌改良材として再利用する方法が有力
候補にあがっている。「路盤材」とはアスファルト舗装
（道路）の下部に存在する上層・下層路盤、さらにその
下にある路床などを指すが、大手電力会社など、これら
の石炭灰を排出している企業の多くは、このＰＦＢＣ灰
を造粒し骨材化させたものを、主に「下層路盤材やドレ
ーン材、砂代替材」として再利用する計画を進行中であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が先に出願し
た連続式の混連ミキサーで球状化された骨材は、撹拌用
羽根の回転運動によって生じた「うねり」によって、大
きいものが上に、小さいものが下に集まる傾向がある。
この先に出願したものにおいては、ただ単に、側面に排
出口を設けているので、必然的に、ミキサー内にある球
状骨材中のうち、大きなものが優先的に排出されること
になって、完成品（排出された球状骨材）中に占める細
骨材の割合が減少してしまう（うねりの中にある細骨材
部分が、排出され難くなるからである）。

【０００８】従って、この先に出願した混練ミキサー
を、石炭灰を再生化するためにそのまま使用しても、排
出口から排出される球状骨材の多くは粒径が５ｍｍ以上
の比較的大きいものとなり、好ましくない。使用される
球状骨材は、その有効利用範囲が粒径５ｍｍ以下とされ
ており、そうした範囲内にある球状骨材が強く求められ
るからである。

【０００９】そこで、本発明の目的とするところは、石
炭灰を球状骨材化して再生する際に、その排出口から排
出される球状骨材に多量の細骨材を含めることができる
混練ミキサーを提供すること、そして、その混練ミキサ
ーを使用して、石炭灰を安価に良質の球状骨材化とする
方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載の連続投入・連続排出型
混練ミキサー（１）は、産業廃棄物であり、かつ自硬性
を有する石炭灰を再資源化するために、盥状の器（２）
内に設けた撹拌用の羽根（３）を水平回転させることに
より混練を行なう回転パン型混練ミキサーにおいて、前
記器（２）の外周側壁に排出口（６）を設け、当該器
（２）の上端開放部から、前記石炭灰および水を連続的
に投入して前記羽根（３）の回転により再生材である球
状骨材を製造し、その球状骨材を同じく羽根（３）の回
転により前記排出口（６）から連続的に排出することと
し、さらに排出口（６）を開閉自在とし、かつ、排出口
（６）の下端（６ａ）の位置を上下方向に移動自在とし
てなることを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載の石炭灰の球状骨材
化方法は、盥状の器（２）内に設けた撹拌用の羽根
（３）を水平回転させることにより混練を行ない、器
（２）の外周側壁に開閉自在で下端（６ａ）の位置を上
下方向に移動自在にした排出口（６）を設けた回転パン
型混練ミキサー（１）を使用して、産業廃棄物であり、
かつ自硬性を有する石炭灰を球状骨材化して再生する方
法であって、器（２）内に前記石炭灰と水分を連続的或
いは断続的に供給し、羽根（３）の回転により混練し、
排出口（６）から連続的に排出してなることを特徴とす
る。

【００１２】なお、カッコ内の記号は、図面および後述
する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応
事項を示す。

【００１３】本発明の請求項１に記載の発明によれば、
排出口を開閉自在とし、かつ、その下端の位置を上下方
向に移動自在としているので、一定量の球状骨材が製造
された段階で排出口の下端を下げることによって、その
排出口からうねりの中にある細骨材を効果的に排出する
ことができる。従って、製造された球状骨材中に占める
細骨材の割合を増加させることができる。

【００１４】このことは、物理的な特性からみても明ら
かであるが、出願人は実験によっても確認した。その実
験とは、ミキサー排出口を、ある一定の高さに設けた時
に排出された球状骨材と、その一定高さに達した（球状
化による容積の増大によって溢れはじめた）段階で排出
口下端を低くして排出された球状骨材の粒度分布を測る
ことによって行った。

【００１５】それぞれの排出口から排出された球状骨材
のうち、１．２〜５ｍｍの粒度範囲にあるものの量を測
定したところ、その量に２割程度の開きがあった。すな
わち、低い位置に設けた排出口から排出された球状骨材
の方が、明らかに多量の細骨材を含んでいた。

【００１６】又、本発明の請求項２に記載の発明によれ
ば、自硬性を有する石炭灰と水のみできわめて安価に球
状骨材を製造することができると共に、請求項１に記載
の混練ミキサーを使用して製造するので細骨材を多量に
含む球状骨材を容易に得ることができる。すなわち、石
炭灰を球状骨材化する場合には、請求項１に記載の連続
式の混練ミキサーを用いるが、基本的には、石炭灰に水
を加えるだけで球状骨材を製造することができる。ま
た、一定量の球状骨材が製造された時点で、蓋板（排出
位置）を下げることによって、多量の細骨材を含む球状
骨材を、排出口から得ることができる。

【００１７】なお、球状骨材を良好に製造するには、先
ず石炭灰を投入し、その後、水分を加える。ここでポイ
ントとなるのは、石炭灰をやや多めに供給しておくこと
である。これは、球状化の目安をつけ易くするためであ
る。また、石炭灰の投入量が少ないと球状化の判断がつ
き難いと共に、供給された石炭灰のいくらかは、完成さ
れている球状骨材に付着するからである。

【００１８】なお、請求項２に記載の発明で、連続式の
混練ミキサーを使用する主な理由は、次の通りである。
すなわち、連続式混練ミキサーを使用し、その器の中に
予め球状骨材を投入しておき、続いて、それに石炭灰と
水を混合させ、さらに球状骨材化することは比較的容易
にできるが、これを、例えばバッチ式で行おうとする
と、いわゆる「ともまわり」現象を起こすため、連続的
に球状骨材を製造することが困難となるからである。

【００１９】なお、請求項１及び２でいうところの、自
硬性を有する石炭灰とは、水を加えても固まらない通常
の石炭灰とは異なる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１乃至図５を参照して、本発明
の実施形態に係る連続投入・連続排出型混練ミキサー１
について説明する。図１は混練ミキサー１を示す斜視図
であり、図２はその器２部分を示す斜視図である。ま
た、図３は排出口部分を示す正面図であり、図４は図３
のＡ−Ａ線断面図、また、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図
である。

【００２１】本発明の実施形態に係る混練ミキサー１
は、産業廃棄物であり、自硬性を有する石炭灰（ＰＦＢ
Ｃ）を再資源化するために、盥状の器２内に設けた撹拌
用の羽根３を水平回転させることにより混練を行なう回
転パン型混練ミキサーである。このミキサー１は、器２
の外周側壁に排出口６を設け、器２の上端開放部から自
硬性を有する石炭灰と水を連続的に投入して羽根３の回
転により再生材である球状骨材を製造し、その球状骨材
を同じく羽根３の回転により排出口６から連続的に排出
することとしている。そして、さらに、排出口６を開閉
自在とし、かつ、その排出口６の下端６ａの位置を上下
方向に移動自在としている。

【００２２】なお、排出口６の下端６ａの位置を上下方
向に移動自在とするために、器２の側壁に排出口６を塞
ぐことのできる大きさで把手９ａを有する蓋板９を、同
じく側壁に設けたガイド部材１０に添って上下方向に昇
降動自在に取付けている。従って、この蓋板９を上昇さ
せることによって、その蓋板９の上端で排出口６の下端
６ａを形成することによって下端６ａの位置を上方に移
動することができ、逆に下降させることによって下方に
移動することができる。排出口６の下端６ａ位置を固定
するには、例えば、ガイド部材１０に固定ネジ１１を取
付けることによって行うことができる。

【００２３】なお、本実施形態に係る混練ミキサー１は
盥状の器２を有していて、器２の中心部にある１本の円
柱状の主軸４から２本（それ以上にすることもできる）
の腕５が器２の底板に向かって延びていて、各腕５の先
端には撹拌用の羽根３が取付けられている。各２本の腕
５は長短があり、外回りと内回りの同じ向きの回転運動
をし、羽根３が水平回転することにより材料を均一に混
練するようになっている。なお、混練材料の供給は器２
の上部から投入することによって行い、完成品（再生
材）の排出は排出口６から自動的に排出される。また、
外回り用の腕５に取付けられた棒状の部材は、器２の外
壁の内側に付着する材料を削ぎ落とすために設置された
削ぎ棒７である。この削ぎ棒７は、腕５に連結棒８を介
して固定している。

【００２４】また、本実施形態ではこの混練ミキサー１
の器２の外周側壁に一箇所だけ排出口６を設けた。排出
口６の形状は、撹拌用羽根３の進行方法を左から右に見
た場合、左辺を短く、右辺を長めに取った。また、排出
口６の上辺はミキサー天端に対して水平にした。位置は
排出口６の変形四角形の最下点が外回り用の腕５に取付
けられている削ぎ棒７の上端よりも若干上に来るような
位置にした。

【００２５】次に、本発明に係る石炭灰の球状骨材化方
法の実施形態を説明する。この方法は、上記した混練ミ
キサー１を使用して行う。すなわち、まず、既に球状化
された骨材を入れておき、自硬性を有する石炭灰を適量
の器２に投入した後、適量の水を加えながら羽根３を回
転させる。これにより、石炭灰と水とが混練され、球状
骨材が製造される。石炭灰と水をさらに加えることによ
って球状骨材の量が増加し、排出口６から排出される。

【００２６】この際、蓋板９を上下動させ、排出口６の
下端６ａ位置を上下に変更することによって、要求され
る粒度の球状骨材を得ることができる。すなわち、排出
口６の下端６ａ位置を下位に設定することにより、より
多量の細骨材を得ることができ、逆に上位に設定するこ
とにより粒度の大きい球状骨材を得ることができる。

【００２７】以下、本発明を創案するに至った経緯やそ
の周辺技術等について、述べる。従来技術の欄でも触れ
たが、流動床燃焼方式を採る火力発電設備数が少ないた
め、いわゆる「従来技術」に関しても旧知・旧式のもの
は少なく、比較的新しい技術（機械装置を含む）を利用
した再資源化が行なわれている。石炭灰の再資源化に欠
かせないのが、これを造粒させる特殊な機械（混練）装
置であるが、まず、その機械装置を利用して製造された
造粒物に関する製造方法や完成後の問題について紹介を
行なう。また、本出願人が先に出願している連続ミキサ
ー１を使用して行なう石炭灰の再資源化方法に関して
「従来の技術」になったものについても触れる。なお、
ＰＦＢＣ灰に限っていえば、それを再資源化する機械装
置や技術については開発途上段階のものが多く、試験運
用段階にあるものが殆どである。

【００２８】石炭灰の造粒には、この他に材料として凝
集剤や水、場合によってはベントナイト等の保水材など
が必要である。水に濡れたＰＦＢＣ灰は、水和反応やポ
ゾラン反応により硬化しようとする性質をもっている
が、そのまま放置しておいたのでは、水に濡れた部分だ
けが硬化してしまうので、それを分散させる必要があ
る。これを担うのが混練（撹拌）装置である。また、凝
集剤は水を含む（濡れる）ことによって粘性を発揮し、
微粒子の団粒促進効果をもたらすものである。

【００２９】本出願人以外がこれまでに開発した混練装
置は、ドラム内に回転可能な軸があり、その軸に対して
撹拌用の羽根が設けられている。内部に存在する材料
は、撹拌用羽根の回転運動によって掻き揚げられては落
下させられるという上下運動を繰り返しながら排出口へ
と移動している。水に触れ、硬化しようとしている石炭
灰は羽根による撹拌作用を受けるとともに落下による衝
撃などで分割され、小さな塊へと変形していく。また、
落下時にドラム内壁の曲面を自転することなどによって
も造粒が促進される。この方法で造粒させられた骨材の
最大の難点は、完成直後の骨材が非常に“柔らかく変形
し易い”ということである。したがって、完全に固形化
するまでは養生期間を設ける必要があり、そのヤードを
確保するために掛かる費用も莫大なものになってしま
う。これは凝集剤の影響によって造粒していることと、
材料自重による締め固めが実現していないために微粒子
間の結束が軟弱であるからであり、ＰＦＢＣ灰の自硬作
用を待つ「養生」という方法でしか固形化が実現しな
い。

【００３０】この方法は大手電力会社が開発した混練装
置を利用して行なわれる石炭灰（主にフライアッシュ）
の造粒方法であるが、投入された材料が上下運動を繰り
返すために良好な締固めが行なわれず、強度をもった造
粒物が製造できないという大きな欠点をもっている。こ
うした欠点から派生した問題が“（固形化までの）養生
期間の必要性＝養生ヤードの確保”へと発展し、製造コ
ストを押し上げる要因になっている。また、完成された
造粒物の粒径を製造段階において調節する事が出来ない
ため、平均粒径７．５ｍｍ程度の骨材が完成される。こ
の粒度は海砂代替材としては利用できない。

【００３１】また、凝集剤やベントナイトの使用の有無
については、大量の使用量があるのではないかと思われ
ている。再生処理効率を上げるには、材料を早期に団粒
化させなければならない。これを期待しない場合には、
ミキサー内における材料の滞留時間を考慮して、非常に
大型の混練ミキサーを設置する必要が生じる。そこで機
械設備に掛かる初期投資を軽減するため、凝集剤の大量
使用が考えられるのである。凝集剤にも幾つかの種類が
あるが、大抵のものはｋｇ当り数百円程度の販売価格で
あると思われる。再生処理の対象物が石炭灰である場
合、その発生量も莫大なものであることから、かなりの
使用量が予測される。必然的に、造粒物の製造に掛かる
材料費も高額なものになる確率も高くなる。

【００３２】一方、本出願人が先に出願および開発した
連続投入・連続排出型混練ミキサー１では、原料として
汚泥や石炭灰などを使用し、完成直後における造粒物を
ほぼ完全な球形に整形出来るとともに、製造直後におい
てもある程度の強度をもったものに仕上げることが可能
である。

【００３３】先の出願時においては、石炭灰を土ととも
に使用する方法を考えていた。しかし、その後の研究に
おいて、ＰＦＢＣ灰に限っては、これに水分を加えるだ
けで汚泥などの他の材料を一切使用することなく（使用
しても可）、これまでに目標としてきた球形で製造直後
においてもある程度の強度を有する再生骨材が製造でき
る方法を確立した。

【００３４】本出願人による先の出願では、石炭灰は汚
泥の含水比を低下させ、単位水量を下げるために土とと
もに使用するのが望ましいと考えた。その理由は、様々
な粒度構成をもつ土の中には、球状骨材の核となるもの
（石粒）が予め存在しているからである。核ができる
と、そこに新たな材料が付着を始め、ミキサー１の撹拌
用羽根の回転運動にともなう公転・自転運動を繰り返す
ことによってある程度の大きさの造粒物へと成長を遂げ
る、というのが、先の出願で説明した「ドロ団子」の製
造原理であった。

【００３５】また、先の出願によれば、土を使用する場
合には“生石灰”の使用を条件としている。これは、汚
泥中の水分と反応して土を団粒化させる効果を期待して
のものであるが、これにセメントなどの固化材が加えら
れることによって強度確保を図ろうとするのが目的であ
った。従って、製造コスト面でいえば、本出願人以外の
従来技術に比べると各段に割安ではあるが、まだまだ満
足のいく価格ではなかった。

【００３６】これまでの汚泥の再生処理技術では「土の
使用→生石灰＋固化材」という構図が成立していたが、
ＰＦＢＣ灰を使用する場合は、これらの材料を使用する
ことなく球状骨材を製造することが可能である。本発明
においては、ＰＦＢＣ灰と水だけで球状骨材を製造する
ことができるので、きわめて経済的である。

【００３７】また、石炭灰の球状骨材化方法に関する従
来の技術については、ミキサー１側面に排出口を設けた
だけでは、そこで形成されたうちの、比較的大きな粒径
のものが優先的に排出され、うねりの中にある細骨材の
排出割合が減少することを鑑み、これを是正するために
創案したものである。すなわち、本発明によれば、従来
技術と比較して、造粒や球状骨材化に掛かる多大な再生
処理費用を削減することができる。石炭灰の造粒や球状
骨材化に関しては、その製造に掛かる費用が問題視され
てきたと同時に、そのことが再販先を限定する要因にな
っている。本発明では、これまでの製造方法と比較し
て、石炭灰の球状骨材化を各段に安く実現出来る方法を
提供した。なお、この方法はＰＦＢＣ灰を排出する企業
が用いることによって最大の効果を得ることが出来る。
なぜなら原則として材料費が「水道代だけ」になるから
である。また、ＰＦＢＣ灰で製造された球状骨材は安価
なため、再販先についてもその幅を広げることが可能で
ある。

【００３８】また、本発明によれば、連続式混練ミキサ
ー内で形成された球状骨材のうち、細骨材の排出割合を
増加させることができる。細骨材割合を増加させる目的
は、海砂などに代表される『砂代替材』としての活路を
模索するうえで、その有効利用範囲が「５ｍｍ以下の粒
度」と規定されているからである。また、上層路盤材の
構成材料として利用するにしても、この範囲の球状骨材
を利用しなければならないからである。

【００３９】なお、こうした発明の背景には、汚泥や石
炭灰などの産業廃棄物を再資源化することによって、逼
迫する埋立て処分場問題に対して有効な延命措置を採る
ことと、産業廃棄物を利用した新たな再生材を確立する
ことによって、天然資源から再生材へと需要の転換を図
り、自然環境の保護を可能にする、という一連の開発テ
ーマが存在しているのは言うまでもない。

【００４０】次に、ＰＦＢＣ灰の再生処理に関する実験
経緯を説明するに先だって、本発明の根幹を成す「連続
投入・連続排出型混練ミキサー」に関して、その開発経
緯の補足説明を行なう。この装置は、回転パン型ミキサ
ー本体の外周部分に排出口を設けた簡単な装置である。
この形状を考案する前は、パン型ミキサーの底面部分
に、中心シャフトを取り巻く、もう１枚の内壁を設け、
混練槽を２槽或いは複数設けた盥状のミキサーの考案を
行なっていた。各混練槽にはそれぞれ撹拌用の羽根を設
けて汚泥と各種材料の混合を行ない、内側の混練槽では
生石灰の作用により即時に汚泥を造粒させ、外側の混練
槽において球状に整形する仕組みを考えていた。内側の
混練槽から外側の槽への材料の移動は、内部にある槽の
外壁（外側にある混練槽からみれば内壁に該当する）に
傾斜をもたせておき、撹拌用羽根の回転運動にともなう
遠心力によって、公転運動に対して抵抗力が減少したも
の（球状化したもの）から順次そこを上っていくととも
に、球状化による容積増加によって、次（外側）の槽へ
と移動するというような機構をもつ混練装置であった。

【００４１】なお、汚泥などの材料投入は中心シャフト
付近に設定し、盥上部から連続して行なう予定であっ
た。また、その時点における、整形された球状骨材の排
出口は、外側の混練槽の底面一角に小さな出口を設ける
予定であった。この段階で考案されていた連続式混練ミ
キサーに関する当時の課題は、「材料投入にともなうア
ームへの材料の付着」と「混練時間（ミキサー内におけ
る材料の滞留時間）の確保」にあった。特に後者は、再
生骨材の品質を左右する点で、最も懸案された事項であ
った。

【００４２】先の課題に対しては、最大の難関である
“材料の滞留時間”に関する課題解決から取り掛った。
混練機底面に設ける内壁には傾斜を持たせる構想であっ
たが、これが急勾配であれば材料が上る間もなく、次々
と投入される生の汚泥などと付着し合い、そのまま成長
していくことは明白であった。従って緩勾配にせざるを
得ないという結論に達したが、この場合は滞留時間を長
く取れないという欠点があった。そこで、今度は逆から
考えてみることにした。「逆」とは「排出口」の方から
である。当初、内壁は均等に傾斜をつけたものを設置す
る予定であった。例えるならば、盃の側面の一定部分を
真横に切り取った形状のものの上部分をそのまま取付け
たようなものである。暫らくは、この形状で如何にして
滞留時間を長くもたせるか、排出口の大きさをどのよう
に規定するかで迷った。ここで出した結論は、排出は撹
拌用羽根の回転を利用して行なうことから、羽根が排出
口を通過した直後の位置に（前の混練槽から）材料が出
てくれば良い、そうすることによって排出口までの最大
距離を確保できるとともに最長の滞留時間が確保でき
る、というものであった。そこから盃状のものの場合、
上端の高さが全て等しいためにランダムに何処からでも
材料がこぼれおちてくる、しかし、そこに一箇所、周囲
に比べて低い部分、凹部を設ければ、その箇所から優先
的に材料が落ちてくることを思い付いた。

【００４３】さらにこの凹部について考察を行ない、内
壁に傾斜を持たせないほうが普及段階において機械装置
の製造コストが安くなることや直壁に対して凹部を設け
ても差し支えない、凹ませて装置本体の強度を損なうよ
りも適当な位置に単なる“穴”を開ければ良いのではな
いか、という風に案が進展していき、連続投入・連続排
出型混練ミキサーの原型が出来上がった。

【００４４】今回使用したパン型ミキサーは市販のもの
を改良したが、これまでとは全く違った方向性でこれを
利用しようとした試みは、周囲から高い評価を受けた。
これまではモルタルにしても生コンにしても、“ダマ”
が出来ないように撹拌効率を重要視した設定で開発され
ていたのに対し、今回のものはそれに逆行し、“ダマ”
を作る方向で利用された点が評価を受けたからであると
思われる。また、本来、「器」というものは穴が開いて
いては“役に立たない”ものであるが、これはその常識
の逆を捉えている。

【００４５】実際の再生処理（汚泥の混練）について
は、まず、仮定を立ててみた。それは、「汚泥の再生処
理方法（特願２０００−２５０７３３）」に関して、そ
の請求項２に記載のように、撹拌用羽根の前面に完成品
である再生材を置くことによって、羽根への汚泥の付着
を防止できるとともに、無数の再生材が汚泥を分割して
いく作用があることを鑑み、これをヒントに、ある程度
の量の完成品を入れて混練をすれば、投入された汚泥は
即座に分割され、また、粉状の材料に関しては、球状物
間の間隙内に入り、底面よりも高い位置に設けられた排
出口からは出てこなくなるのではないか、というもので
あった。

【００４６】そこで、既に完成済みの球状骨材を、外周
部分に排出口を設けた回転パン型ミキサー内に投入し、
それを稼働させながら新たな汚泥等の原材料の投入を試
みた。結果は予想以上に良かった。当初は、材料の滞留
時間を規定出来ないことから、排出された再生骨材は、
殆どが「不良品」になると予想していたが、実際には投
入直後の汚泥が排出されてくることは稀であり、また、
そういった現象も投入場所の変更を行なっていくことで
殆ど解決できた。しかも、排出された再生骨材は、目的
とする「球状化」を果しており、強度や表面上の問題に
ついても懸念されるような状態ではなかった。その後、
数時間、同じ様に材料供給を継続していったが品質が変
わることは無かった。

【００４７】しかし、この時点においては、何故それが
短時間で球状化するのかについては不明であった。その
後、汚泥を使用した実験を繰り返す事によって、その要
因を掴むことができた。以下は、その説明である。

【００４８】本発明で開発された連続投入・連続排出型
混練ミキサーに、既に完成品である球状骨材を投入して
おき、新たな汚泥などの材料を投入して混練を行なう行
為について、その時における新たな材料は、当初目的と
した「ドロ団子」の製造原理で受ける作用とほぼ同様の
作用を受けて球状化していることが判明した。

【００４９】ドロ団子の製造原理を簡単に説明すると、
まず、サラ粉（さらさらした粉）に水を加え、ドロ団子
の核となるドロを造る。この核に対して、更にサラ粉を
まぶし、水を加え、時折それを握り締めながら固くて丈
夫な団子に成長させていく。これら一連の作業のなか
で、実際にそれを捏ねる“手のひら”の動きに注目する
と面白い。

【００５０】まず、おにぎりを作る要領で核となるもの
をつくる。それを手のひらに乗せ、もう一方の手でそれ
を覆うように、円を描くように丸めていく。この時、ド
ロ団子を撫でる様に転がす様にするのがポイントであ
る。また、ある程度の力を持ってドロ団子を押しつぶす
気持ち程度の力を加えなければ固い団子はできない。こ
れを繰り返し、さらにサラ粉や水を加え、頃合を見計ら
って、再度、おにぎりを握る要領でドロ団子を握り締め
る。これを延々と繰り返すことによって固くて大きなド
ロ団子が完成される。

【００５１】本発明に係る連続投入・連続排出型混練ミ
キサーで行なう混練は、これら一連の作業を効率的に行
なうことによって、汚泥を球状化させている。まず、稼
働中の回転パン型ミキサーの中に新たな汚泥などの材料
が供給されると、既に造られている無数の球状骨材の公
転・自転運動によって直ちに細かく分散され、骨材間隙
に入り込む。球体を３次元的に並べたときにできる球体
間隙を想像すれば、そこに核となる物体ができることを
理解することができる。球体間隙は大小の差こそあって
も、形はほぼ均一であり、そこには必ず間隙が存在して
いる。さらに、汚泥などに僅かに含まれる小石や砂粒な
どがそのまま核となるケースもある。いわばこれが“お
にぎり”をつくるための最初の過程に該当する。

【００５２】やがてそれらは回転パン型ミキサーによっ
て作られた球状骨材の流動的な流れ（シャフトを中心に
回る公転運動と、自らが転がる自転運動。この運動が円
運動を描く手のひらの役割を担っている）のなかで互い
に付着し、成長を始め、それぞれが大中小さまざまな不
完全な造粒物となっていく。無数の不完全な造粒物は、
既に完成されている球状骨材間隙の間を縫うように動い
ていくことで球状化されていく。

【００５３】不完全な造粒物に見られる凸部分は球体間
隙からはみ出してしまうが、周囲に存在している球状骨
材の重量により、あるものは圧縮され、あるものは削ら
れて球体へと変化していく。また、回転パン型ミキサー
の撹拌作用によって、球状骨材全体の流れの中におい
て、球状骨材一粒一粒にも運動が与えられており、その
骨材に負荷が加えられると、球体に近いものは自転によ
り加えられた力を分散させ、その影響を受け難くなる
が、凸部分が存在すれば、そこで自転に支障を来たし、
加えられた負荷がその部分に集中し、結果的に変形を来
たして球状化されていく。また、凹部分については、新
たに投入された材料がその部分に付着を始め、先の原理
と同じ経緯を辿って球状化されていく。

【００５４】以上が、回転パン型ミキサーを使用した場
合における球状化の原理である。なお、稼働中のミキサ
ー内に複数の色彩をもつピンポン玉を入れて、その動き
を観察すると、球状化に適した回転運動をしているのが
よく分る。

【００５５】また、製造直後においてもある程度の強度
を有する球状骨材が製造可能な理由は、以下のように説
明できる。ドロ団子を作るときに圧縮力を加えながら回
転運動させることによって固いドロ団子ができることを
先記したが、このドロ団子を抑えつける力は、ドロ団子
の円滑な回転運動（自転）を妨げる「抵抗」とも言い換
えることができる。回転パン型ミキサー内に在って球状
骨材全体の流れや個々の回転運動（自転）を妨げる要因
は、球状骨材自体の「重量」や器の内壁、底板、中心シ
ャフトなど、球状骨材に触れるもの全てがそうであると
言える。回転パン型ミキサー内にある全ての球状骨材の
重量は鉛直方向に働いている。これに対して撹拌用羽根
は水平方向に運動しているため、そこでは常に抵抗力が
生まれることになる。これが円滑な流れを阻害する「抵
抗」である。また、骨材形状が球状であるために、大小
の如何を問わず球体と球体が衝突したときには、必ず点
で接するという自然原理により、球状骨材はこれらの力
を「点」で受けることになり、しかも、公転にともなう
自転運動によりその作用点を常に変化させているため
に、球状化するとともに骨材の一粒一粒に良好な「締固
め」が行なわれ、製造直後においてもある程度の強度を
もった球状骨材が製造されるのである。

【００５６】以上の理由により、連続式を達成しようと
するときの回転パン型ミキサー内には、球状骨材を残し
たまま新たな材料供給を行なければならない。また、こ
のことから、排出口は当初から低い位置に設けておくよ
りも、ある程度高い位置に設けたほうが良いことが解
る。

【００５７】ちなみに、パン型以外の型式のミキサーで
の混練は、重力に逆らい、鉛直方向とは逆方向へ材料を
掻き揚げる工程があるために、材料重量（＝抵抗力）が
強制的に排除されてしまっている。球状化や出来上がり
強度に難点を抱える原因は、このためである可能性が高
い。

【００５８】本発明でＰＦＢＣ灰の再生処理（球状骨材
化）を行なう場合も、本発明である連続式ミキサーを用
いなければならないが、基本的にはこれに水を加えるだ
けで球状骨材を製造することが可能である。先ず石炭灰
を投入し、その後、水分を加える。ここでポイントとな
るのは、石炭灰をやや多めに供給しておくことである。
これは、球状化の目安をつけ易くするためのものであ
る。また、投入量が少ないと球状化の判断がつき難い。
供給された石炭灰のいくらかは、完成されている球状骨
材に付着するからである。

【００５９】また、連続式ミキサーを使用しなければな
らない主な理由は、連続式混練ミキサーを使用すれば、
予め球状骨材を投入しておき、その後からＰＦＢＣ灰と
水のみを混合させることが比較的容易だが、バッチ式で
は、その球状骨材化が非常に困難な作業となるからであ
る。その理由は、水分量がミスマッチであった場合、Ｐ
ＦＢＣ灰は互いに吸着し、自硬性によって団結を始め、
それがそのまま撹拌用羽根に付着し、特に遠心力によっ
て外側の羽根に全ての石炭灰が付着して“ともまわり”
してしまうからである。

【００６０】これを是正するために、ＰＦＢＣ灰をペー
スト状にしたモノに対して乾燥状態のＰＦＢＣ灰を加え
たり、色々な投入パターンを繰り返したが、水分量の調
整が難しく、しかも、それで確実に球状化する保証も得
られなかったため、その実験は中断した。また、“とも
まわり”現象は、汚泥などの材料でも同じ様な現象を経
験しているが、これは生石灰の投入で防止することが可
能であるのに対して、乾燥粉末状態の物に対しては生石
灰が有効に機能しないことも判明した。連続式ミキサー
で得たＰＦＢＣ灰からなる球状骨材は、添加物が水だけ
なので、非常に綺麗な灰褐色の球体に出来上がる。排出
直後の骨材表面には若干の湿り気があるが、排出された
状態のままで放置しても、そのまま固結するようなこと
はなかった（これを排除しようと思えば、排出直前の段
階から石炭灰の投入を行なえばいくらかは改善する）。
また、固結したように見えても、骨材の一粒一粒は球形
を保持され、しっかりと締固めが行なわれており、球形
であるがために、その他の骨材と点で接しているため団
結が弱く、少しの力を加えると容易に分散する。

【００６１】石灰分を含む石炭灰を球状骨材化した場合
における大きな特徴の一つは、それ以外の不純物を含ん
でいないため、非常に良好な強度発現が得られるという
ことである。ここでの不純物は汚泥などを指すが、これ
を含ませたものとそうではないものは、単体強度におい
て明らかに強度差が生じている。本発明の開発主題のひ
とつであった上層路盤材の原材料としての使用は当然可
能であるが、これにある程度の固化材を添加すれば、海
砂代替材としての有効利用に関してもその可能性を期待
できる。

【００６２】以上までに説明したように、連続投入・連
続排出型混練ミキサーを使用し、かつ、完成された球状
骨材を事前投入しておくことによって、ＰＦＢＣ灰の再
生処理、球状骨材化に関しては、固化材や生石灰などの
添加材料が必要なく、これに水を加えただけで簡単に球
状骨材を製造可能になる。これによって製造コストの大
幅な削減、改善が可能になるのである。

【００６３】先の出願におけるミキサーで製造された球
状骨材は、そこで形成されたもののうち、比較的大きな
ものが優先的に排出される傾向がある。これは撹拌用羽
根の回転運動によって生じたうねりの上部に大きなもの
が、下に小さなものが集まるという極自然な現象がある
からである。この先の技術では、排出口は側面に存在し
ているだけなので、うねりの中に存在（対流）している
細骨材を大量に取り出すことが出来なかったが、本発明
では、この排出口を開閉可能にし、排出口の下端位置を
上下させることによって、うねりの中に存在している細
骨材を、従来と比較して大量に取出すことが可能であ
る。

【００６４】排出口の形状やその実施方法について例を
挙げると、以下のような方法が考えられる。その１。排
出口の形状を極端に説明すると、ミキサーを真横から見
て、撹拌用羽根の進行方向が左から右に行くと規定する
と、正面から見て同じ高さにある左右の頂点と、左側の
頂点から下に伸びた位置にある頂点からなる三角形の排
出口を設ける。左側にある二つの頂点の距離は任意に設
定すれば良いが、この様な三角形にする理由は、うねり
の中に在る細骨材を取り出すことであるので、ある程度
の距離を設けた方が良い。なお、蓋のスライドは左から
右に閉めるようにしておく。

【００６５】その２。更に簡単な方法を挙げれば、縦長
の長方形をした排出口を備え、その下から上に向かって
開閉するような蓋を取付ければ良い。球状骨材を製造中
は、蓋を閉めておくか、ある程度の所で半開き状態を保
持させておけばよく、細骨材を取り出すときには、蓋を
全開にするなどして排出を行なえば良い。この方法でい
けば、従来のバッチ式による混練方法に似ているが、ミ
キサー側面から完成品の排出を行なうという点と、従来
からの指摘通り、球状骨材を事前投入しておくという点
で相違点がある。

【００６６】連続式混練ミキサーを使用して球状骨材を
製造する方法においては、球状骨材の製造を始め、ほぼ
全体が球状化した段階で、蓋板を開き、排出口の下端を
下げてやる。そうすることによって、うねりの中に在る
細骨材もろとも排出することが可能になる。なお、材料
として「汚泥」を使用する場合、排出直前と排出時に
は、その供給を一時的に停止しておく方が良い。生の汚
泥が排出される確率が高いからである。但し、ＰＦＢＣ
灰やその他の石炭灰、下水道汚泥焼却灰などの粉状の材
料については、この限りではない。

【００６７】なお、球状骨材の排出を終えた後は蓋を閉
めておくが、ここで注意しておくべき点は、ミキサー内
には必ず、「球状骨材を残して置く」ということであ
る。その理由は、これまでに述べたように、新たな球状
骨材を製造しやすくするためである。

【００６８】ＰＦＢＣ灰の球状骨材化について、さらに
述べる。これまでの混練（研究）実績から、水分を加え
ただけでは良好な“ダマ”が形成されないのではない
か、と考えられていた。これまでの経験から、汚泥につ
いては全ての微粒子が分離・拡散することがないことを
理由に必ず“ダマが形成される”という確信があった
が、自硬性を有する粉末状のものに対しては扱いが難し
いという認識をもっていた。現にこれまでの実験では、
“ともまわり”を生じさせたり、骨材が形成されても、
大粒で、しかも表面の粗いものばかりを試作していた。
そうした経験を踏まえ、今回の実験では、ミキサーが稼
働する前に投入しておく、既に完成された球状骨材の投
入量から検証を行なうことにした。事前投入の重要性に
ついては先に「ドロ団子の製造原理」で述べた通りであ
る。

【００６９】次に、本発明者ら行った実験について説明
する。まず、事前投入量については６０リットルの容量
（排出口までの実質容量は約５０リットル）に対して３
０リットル程度の事前投入量を基本投入量とし、そこを
境に投入量を増減させて実験を開始した。また、事前投
入しておく球状骨材は１．２〜５ｍｍの粒度範囲にある
ものを基本とした。

【００７０】ＰＦＢＣ灰の投入方法について、まず、投
入位置に関しては内回り用の撹拌用羽根が通過した直後
の付近、事前投入された材料の水面と底（ミキサー底
面）の深度が最も浅くなった箇所を狙って投入を行なっ
た（この段階では既にミキサーは稼働中である）。この
理由は、外壁に近い部分に投入を行なうと、そのままの
状態（粉末のまま）で排出されてしまう石炭灰が多くな
ると考えたのと、事前投入された球状骨材の大きさに対
して、後から投入される石炭灰は非常に小さなものであ
るため、その殆どが球状骨材間隙に入り込むとともに底
の方に落ちて行く（底に溜まる）事が予想されていたか
らである。

【００７１】一方水の供給については、最初は「霧吹
き」を利用していたが、この場合、風の影響によって、
どの程度がミキサー内に供給されたのかが不明瞭であっ
たため、ミキサーの中心シャフト上部にある傘状の部分
（シャフトの蓋に相当する部分）から水を垂らす方向に
変えて供給を行なった。このように水を垂らす方法で
は、必然的にミキサーに供給される水の落下位置が決ま
ってくる。ミキサーの回転速度は分速４０回転で一定で
あるため、水は、それに順じたように放射状に撒き散ら
される。

【００７２】事前投入量について、これを増やすには二
つの理由がある。一つは、汚泥などの材料の分散作用を
促進させるためと、二つ目は、ＰＦＢＣ灰などの自硬性
の強い材料を自らが規定する粒度に整えるためである。

【００７３】骨材は前日までに製造されたものを事前投
入するが、これは出来上がり直後のものと比較して“硬
い外殻が形成されている”という特徴をもっている。こ
れに新たに供給されて水に濡れた石炭灰が付着しても撹
拌作用によって剥離するので、事前投入された骨材に石
炭灰が付着・被覆して骨材粒径が成長することは少な
い。但し、長時間にわたり同じ材料を使用すると成長し
易くなるので、そのような場合は、球状骨材を入替えた
方が賢明である（細骨材を製造しようとする場合）。

【００７４】一方、新たに球状化した（整形間も無い）
骨材が水に濡れると、外殻が未完成であるために、新た
に供給された石炭灰を付着しながら成長を始めてしま
う。先の例とは逆に、剥離しないからである。この場
合、撹拌によって骨材自体が分割されるか、自硬性を発
揮してそのまま成長するかである。

【００７５】事前投入しておく球状骨材量について３０
リットルを境にして量を増減させて実験を行なったこと
を先記したが、これよりも少ない場合、材料自重が少な
いことや硬い外殻をもつ骨材が少ないため、良好な球状
骨材化が行なわれ難かったり、大粒の骨材が形成されや
すいことが判明した。

【００７６】先にも述べたが、柔軟な骨材は変形を来し
易い故に、造粒開始段階にある不完全な骨材に対して
「点」で接することがないために良好な締め固めを行な
うことが出来なくなるとともに、新たな材料が被覆して
成長を始めるために良好な球状骨材が出来ないのであ
る。また、逆に３０リットルを超えて事前投入をした場
合は、非常に良好な締め固めが行なわれた球状骨材が形
成された。今回の実験ではあえて排出口付近までを満た
す程度の事前投入量を用意した。この場合、最初に排出
されるのは事前投入分であるが、造粒を行なうにあたり
明らかにそこで形成されたばかりの球状骨材も排出され
てきているのを確認した（確認方法は骨材を分割して目
視で行なった。また、その後、同じ要領で３時間の継続
実験を行なったが、同様な球状骨材を得ることが出来
た）。

【００７７】事前投入する粒度範囲を１．２〜５ｍｍに
した場合、無数の小さな間隙が出来ることが解るが、さ
らに、これをそれ以上の粒度（５〜１０ｍｍなど）に変
更して実験した。そうすると、間隙数が少なくなるのと
同時に間隙そのものが大きくなり、予想通り、それに比
例して球状骨材も大きくなっていった。これは、球状骨
材（再生骨材）の目標粒度を定めることが可能であるこ
とを示している。

【００７８】このことから、目標とする球状骨材の粒度
範囲を規定するには、事前投入しておく球状骨材の粒度
範囲を規定しておくことによってそれが可能になること
が判る。但し、事前投入されたものに新たな材料が付着
して皮膜を作り、そのまま成長を始めることもあるの
で、そのような傾向が顕著に現れた場合には、中の骨材
を入替えるなどの措置を講じた方が良い。但し、本発明
のような排出口の下端位置を任意に変更可能なミキサー
を用いれば、骨材が規定した粒径以上の成長を始める前
に、これを大きく開くことで、ミキサー内の大きな粒径
の骨材を排出できるので、入替えなどの面倒な作業を行
なう必要がなくなる（大きなものが出来上がる前に、強
制的に一定粒度以上のものを排出させるのである）。

【００７９】その他、一連の実験の結果、加える水分量
については、重量比で「水：ＰＦＢＣ灰＝１：４」の比
率（但し、水、ＰＦＢＣ灰とも見かけ比重を“１”とし
た）で供給を行なう程度が良いことが判明した。水分が
多いと大きな造粒物が形成され易くなり、逆の場合は造
粒物が形成されないケースが多くなった。一連の実験を
踏まえ、ＰＦＢＣ灰の再資源化実験（球状骨材化実験）
を行なったときに得たデータを、表１に示す。

【００８０】

【表１】

【００８１】この実験から、本発明によれば、細骨材を
多量に含んだ球状骨材を製造できることを確認すること
ができた。なお、本実験においては、１時間の間に球状
骨材の入替えは行なっていない。本発明の前段階におけ
る開発の課題として、「再生骨材は、その製造後、破砕
処理を行なうことなく路盤材として即使用可能なものを
製造する」という主題があった。巨大ではそのままで使
用できないため、破砕処理をおこない、粒度調整を行な
う必要が生じるため経済的ではないためである。また、
材料の供給速度については、あまり多くの材料を矢継ぎ
早に供給するよりも、若干、インターバルを取って供給
した方が綺麗な球状骨材を製造し易いことも判った。

【００８２】ＰＦＢＣ灰のように、吸着性が強く自硬性
があるものは、いったん大きくなると他の球状骨材によ
って分割・分散される割合が少ないため、この点は注意
を要する（汚泥を含ませた場合は、汚泥自体の吸着作用
が弱いため、ある程度大き目のものが出来ても、材料供
給を停止してそのままミキサーを稼働させておけば、自
然に分割されていくことを確認している）。

【００８３】上記の方法で製造した球状骨材の出来上が
りに関していえば、排出口から出たままの状態で放置し
ておいても、そのままの形で固結することはなかった。
この点は、本出願人以外による従来技術によって製造さ
れた再生材とは大きく異なっており、本出願人によるこ
れまでの発明において製造された再生骨材と同等の品質
を有している。また、本発明によれば、ＰＦＢＣ灰と水
だけでこのような球状骨材を製造できるので、掛かる材
料費や養生ヤードの確保などのコスト面からみても、非
常に割安で優れた再生処理方法であるといえる。

【００８４】ここで、凝集剤の使用について説明する。
凝集剤を使用することによって微粒子の団粒促進効果を
得られることを先記したが、この方法を本発明でも実証
してみた。凝集剤を溶かした水溶液を数種類作り、１回
の実験につき１種類の濃度のものを継続して使用する形
態をとった。結果は、凝集剤使用の如何を問わず、出来
上がりは目標とする球状骨材そのままであった。逆に、
凝集剤を使用しないほうが、コストも安上がりで、材料
の球状化を判別するのが簡単であった。

【００８５】本発明で使用した連続式ミキサーは、凝集
剤の効果とは別の方法によって造粒物の核を作り出すの
で、凝集剤の使用は全く必要のないものであった。これ
までの実験結果から、ＰＦＢＣ灰などの自硬性を有する
石炭灰に対しては、添加材料を水だけに限定し、かつ、
これまでに出願を行なった技術を利用することで、簡単
に球状骨材が製造できることが確認された。

【００８６】本発明に係る連続式混練ミキサーに関する
実験では、先の実験で使用したノーマルな連続式混練ミ
キサーの排出口を縦長に広げたものを使用し、その蓋に
はプラスチック板を使用して、開閉は手動によって行な
う方法を採った。なお、混練実験中は排出口を密閉せず
に、これまでと同程度の排出口面積を確保して行なっ
た。また、新たに切り取られた排出口の底辺は、ミキサ
ーを真横からみて、器の下側三分の一程度を残してカッ
トした。原則的に考えて、排出口の横幅は完成品である
球状骨材の粒度構成に影響を与えるものではないと判断
し、これまでに開けられていた排出口の幅を変更するこ
とはしなかった。

【００８７】球状骨材の製造方法については、連続式混
練ミキサーの排出口から球状骨材が溢れ始めたところ
で、排出口の蓋を大きく下げて、一度に大量の球状骨材
を排出することができるようにしたことに特徴がある。
この方法による実験の検証は、出来上がった球状骨材の
粒度分布を調べることで、その有効性を諮ることとなっ
た。なお、混練はＰＦＢＣ灰を対象に、ノーマルな連続
式混練ミキサーを使用して製造した場合における球状骨
材の粒度構成と、製造途中で排出口を大きく開いた時に
出来た球状骨材の粒度構成を調べた。

【００８８】結果は、ノーマルなもので製造された球状
骨材の粒度構成については先にも触れたが、２．５〜５
ｍｍの範囲に重量比で約６０％の球状骨材が存在してい
た。今回新たにカットされた連続式混練ミキサーを使用
して行なった実験では、同じ粒度範囲において約７０％
の球状骨材が存在していた。この結果から、カットを大
きくし、尚且つ、製造途中に排出量を大幅に増加してや
る方法の方が、砂代替材としての製品化率が高くなるこ
とが証明された。

【００８９】排出口の開け具合であるが、排出口底辺が
ミキサー底面に近ければ近いほど、極僅かな差ではある
が、それだけ小さな粒度の球状骨材が入手できることが
判明したが、これはミキサー内にある球状骨材の混練時
間にも大きく左右されており、一概に全開が良いという
訳ではなかった。混練時間が短ければ、良好な締め固め
が行なわれていない球状骨材が排出されてしまうし、大
量の排出を行なうことによって事前投入されておくべき
球状骨材量に不足を来すことになるからである。排出口
の開き具合については、そこに加えられた材料の種類に
もよるが、混練時間の長短と完成された球状骨材の状態
によって、その時々に判断した方が良い。

【００９０】また、排出が完了した時点で、プラスチッ
ク板は再び閉められ、新たな球状骨材の製造を開始する
ことになるが、従来の連続製造方式に比べ、全般的に材
料供給から排出までの時間を長めに取れることから、良
好な締め固めが行なわれた球状骨材が得られ易いことも
判った。

【００９１】なお、本出願人以外による従来技術によれ
ば、ＰＦＢＣ灰の造粒・骨材化には多額の費用が必要で
あったが、本発明では、産業廃棄物であるＰＦＢＣ灰と
水のみを必要とするので、原則的には水道代だけに抑え
ることができる。従って、製造費を大幅に削減すること
ができる。

【００９２】また、本発明によれば、ＰＦＢＣ灰を排出
しない企業であっても、その再資源化を行なうことが可
能である。なぜなら、材料はＰＦＢＣ灰と水だけであ
り、製造コストは現状で考えられる極限まで削減させて
いるからであり、従来のような巨額なランニングコスト
を必要としないからである。また、これを再資源化する
ために必要な混練ミキサーも、極めてシンプルなもので
あり、販売価格も抑えることができるからである。さら
に、本発明によれば、球状骨材を、再生材として最も利
用範囲の広い５ｍｍまでの粒度をもったものとし、かつ
それを大量に増産することが可能になる。

【００９３】本発明を含む一連の技術開発によって製造
された球状骨材は、上層路盤材原材料としての再利用を
前提として開発されている。これにＲＣ砕石を混合する
ことによって、これまで天然資源に依存して来た上層路
盤材を、再生材１００％で構成したものに代替可能にな
る。また、天然採石を利用した上層路盤材よりも品質的
に優れたものであることも、今回の発明を行なうなか
で、公的な第三者機関に依頼した材料試験において確認
をとっている。特に路盤支持力の目安とされる「修正Ｃ
ＢＲ試験」では、試験値１２０％という結果を出すまで
になっており、完成された再生材であるということを証
明している。また、その他にも、海砂代替材としての利
用（研究中）や、ＪＩＳに拠らない使用先（例えば、下
水道工事などで使用されるクッション材など）での砂代
替材として有効に機能する可能性をもっている。

【００９４】また、本発明に係る混練装置は、極めてシ
ンプルな機構であり、「既存製品のラインを極力変更す
ることなく、生産可能であるようなタイプ」を実現して
いる。従って、これまでの混練装置と比較して大幅な低
廉化を図ることができる。なお、この装置をコンパクト
な物に仕上げてコンポーネント化し、火力発電所やダ
ム、採石場等に持込むことによって、これまで捨てられ
てきた産業廃棄物を有価物化し、球状骨材を製造し、産
業廃棄物の効率的な再資源化を行うことができる。そう
して製造されたものを元に、上層路盤材などの天然資源
に依存している材料を再生材で代替し、限りある資源の
有効利用を図ることができる。

【００９５】本発明の究極的な目的は、『埋立て処分場
の延命効果』と、天然資源からの脱却を図ることによる
『自然環境の保護』にあり、これまでの一連の発明によ
って、それらが現実のものとなりつつある。また、本発
明で製造されたものが生コン用細骨材や上層路盤材など
に使用された場合、再生砕石製造工場や、残土などを対
象にした再資源化工場などに持ち込まれることになる
が、ここに持ち込まれることによって、また路盤材原料
や骨材としてリサイクルされる。これによって「循環型
社会」の構築に貢献できる。

【００９６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の請求項１に記載
の連続投入・連続排出型混練ミキサーによれば、その排
出口を開閉自在とし、かつ、その下端の位置を上下方向
に移動自在としているので、一定量の球状骨材が製造さ
れた段階で排出口の下端を下げることによって、その排
出口からうねりの中にある細骨材を効果的に得ることが
できる。従って、粒度が５ｍｍ以下の良好な球状骨材を
安価かつ豊富に提供することができる。

【００９７】また、本発明の請求項２に記載の石炭灰の
球状骨材化方法によれば、石炭灰と水のみできわめて安
価に球状骨材を製造することができると共に、請求項１
に記載の混練ミキサーを使用するので細骨材を多量に含
む球状骨材を容易に得ることができる。これにより、粒
度が５ｍｍ以下の良好な球状骨材を安価かつ豊富に提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る混練ミキサーを示す斜
視図である。

【図２】図１に示す混練ミキサーの器部分を示す斜視図
である。

【図３】図１に示す混練ミキサーの排出口部分を示す拡
大正面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ 連続投入・連続排出混練ミキサー ２ 器 ３ 羽根 ４ 主軸 ５ 腕 ６ 排出口 ６ａ 下端 ７ 削ぎ棒 ８ 連結棒 ９ 蓋板 ９ａ 把手 １０ ガイド部材 １１ 固定ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海原 一仁 広島県安芸郡熊野町9344−１ 株式会社熊 野技建内 Ｆターム(参考） 4D004 AA37 BA02 CA14 CA15 CB27 CC03 4G004 JA02 JA03 4G035 AB46 AB54 AE13 4G037 AA12 EA04 4G078 AA13 AB01 BA05 CA01 CA05 CA12 CA17 DA30 EA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】産業廃棄物であり、かつ自硬性を有する石
   炭灰を再資源化するために、盥状の器内に設けた撹拌用
   の羽根を水平回転させることにより混練を行なう回転パ
   ン型混練ミキサーにおいて、 前記器の外周側壁に排出口を設け、該器の上端開放部か
   ら、前記石炭灰および水を連続的に投入して前記羽根の
   回転により再生材である球状骨材を製造し、その球状骨
   材を同じく羽根の回転により前記排出口から連続的に排
   出することとし、さらに、前記排出口を開閉自在とし、
   かつ、該排出口の下端の位置を上下方向に移動自在とし
   てなることを特徴とする連続投入・連続排出型混練ミキ
   サー。
2. 【請求項２】盥状の器内に設けた撹拌用の羽根を水平回
   転させることにより混練を行ない、器の外周側壁に開閉
   自在で下端の位置を上下方向に移動自在にした排出口を
   設けた回転パン型混練ミキサーを使用して、産業廃棄物
   であり、かつ自硬性を有する石炭灰を球状骨材化して再
   生する方法であって、 前記器内に前記石炭灰と水分を連続的或いは断続的に供
   給し、前記羽根の回転により混練し、前記排出口から連
   続的に排出してなることを特徴とする石炭灰の球状骨材
   化方法。