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特開2024-158502路盤材の製造方法及びその製造装置並びに二酸化炭素の回収方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158502
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】路盤材の製造方法及びその製造装置並びに二酸化炭素の回収方法
(51)【国際特許分類】
E01C 3/04 20060101AFI20241031BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20241031BHJP
B01D 53/80 20060101ALI20241031BHJP
B01D 53/14 20060101ALI20241031BHJP
C04B 40/00 20060101ALI20241031BHJP
B28C 7/00 20060101ALI20241031BHJP
C04B 18/16 20230101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
E01C3/04 ZAB
B01D53/62
B01D53/80
B01D53/14 210
C04B40/00
B28C7/00
C04B18/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023073747
(22)【出願日】2023-04-27
(71)【出願人】
【識別番号】000183266
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000201515
【氏名又は名称】前田道路株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田渕 亮丞
(72)【発明者】
【氏名】上河内 貴
(72)【発明者】
【氏名】小堺 規行
(72)【発明者】
【氏名】守安 弘周
(72)【発明者】
【氏名】越 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 知
【テーマコード（参考）】
2D051
4D002
4D020
4G056
4G112
【Ｆターム（参考）】
2D051CA09
2D051CA10
4D002AA09
4D002AC01
4D002AC04
4D002AC05
4D002AC10
4D002BA03
4D002BA14
4D002CA20
4D002DA66
4D002GA01
4D002GB01
4D002GB02
4D002GB03
4D002GB08
4D020AA03
4D020BA30
4D020BB05
4D020CB40
4D020DA03
4D020DB01
4D020DB02
4D020DB03
4D020DB07
4G056AA04
4G056CB15
4G056CC31
4G112RA02
4G112RA05
(57)【要約】
【課題】多種多様な材料に適用し得る高い汎用性を有し、容易な作業により路盤材を製造し得る製造方法及び製造装置、並びに二酸化炭素の回収方法を提供する。
【解決手段】生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、を備える路盤材の製造方法、第一の接触工程を行う接触装置及び第二の接触工程を行う反応容器を備える路盤材の製造装置、並びに上記第一の接触工程及び第二の接触工程を含む二酸化炭素の回収方法である。
【選択図】なし
【解決手段】生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、を備える路盤材の製造方法、第一の接触工程を行う接触装置及び第二の接触工程を行う反応容器を備える路盤材の製造装置、並びに上記第一の接触工程及び第二の接触工程を含む二酸化炭素の回収方法である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
路盤材の製造方法。
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
路盤材の製造方法。
【請求項2】
前記基材が、砕石、砕砂、アスファルト廃材由来の再生骨材及びコンクリート廃材由来の再生砕石から選ばれる少なくとも一種の材料である請求項１に記載の路盤材の製造方法。
【請求項3】
前記生コンクリートスラッジ水と基材との接触が、前記生コンクリートスラッジ水の噴霧により行われる、請求項１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【請求項4】
前記基材１００質量部に対する前記生コンクリートスラッジ水の噴霧量が、０．１質量部以上１５質量部以下である請求項３に記載の路盤材の製造方法。
【請求項5】
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触が、反応容器内で行われる請求項１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【請求項6】
前記生コンクリートスラッジ水が、生コンクリートスラッジから固形分を除去した上澄み水又は前記固形分を含むスラッジ水である請求項１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【請求項7】
前記生コンクリートスラッジ水が、前記上澄み水である請求項６に記載の路盤材の製造方法。
【請求項8】
前記二酸化炭素含有ガスの温度が、１０℃以上９０℃以下である請求項１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【請求項9】
前記路盤材が、前記基材の表面に前記炭酸カルシウムが被覆したものである請求項１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【請求項10】
生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させて、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る接触装置、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える路盤材の製造装置。
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える路盤材の製造装置。
【請求項11】
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む二酸化炭素の回収方法。
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む二酸化炭素の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、路盤材の製造方法及びその製造装置並びに二酸化炭素の回収方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球温暖化への関心が高まり、大気中への二酸化炭素の放出量の削減が求められている。発電所、焼却炉、セメント工場、製鉄所、工場設備等の各種設備において、操業により発生する二酸化炭素を含む排ガスの大気への放出量を低減し、回収することが検討されている。とりわけ、セメント工場における二酸化炭素の放出量の削減は、喫緊の課題として捉えられている。
【0003】
例えば特許文献１には、廃コンクリートを破砕して得た材料を集積し、乾燥状態と湿潤状態とを繰り返した条件下に所定期間暴露し、材料中に気中の二酸化炭素を取り込み固定化させることを特徴とする二酸化炭素の固定化方法が提案されている。また、特許文献２には、セメント質硬化体からなる、所定粒度を有する粉粒状体に、７５～１１０℃の温度下で二酸化炭素含有ガスを接触させる際に、粉粒状体の水分量の調整の状況に応じて、当該ガスの相対湿度を調整する接触工程を含む二酸化炭素の固定化方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許文献１：特開２００９－０２８５８１号公報
特許文献２：特開２０２０－１３１０７６号公報
特許文献２：特開２０２０－１３１０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、多種多様な材料に適用し得る高い汎用性を有し、容易な作業により路盤材を製造し得る製造方法及び製造装置、並びに二酸化炭素の回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の路盤材の製造方法を提供する。
１．生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
路盤材の製造方法。
１．生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
路盤材の製造方法。
【0007】
さらに本発明は、以下の路盤材の製造方法を、好ましい実施態様として提供する。
２．前記基材が、砕石、砕砂、アスファルト廃材由来の再生骨材及びコンクリート廃材由来の再生砕石から選ばれる少なくとも一種の材料である上記１に記載の路盤材の製造方法。
３．前記生コンクリートスラッジ水と基材との接触が、前記生コンクリートスラッジ水の噴霧により行われる、上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
４．前記基材１００質量部に対する前記生コンクリートスラッジ水の噴霧量が、０．１質量部以上１５質量部以下である上記３に記載の路盤材の製造方法
５．前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触が、反応容器内で行われる上記１又は２のいずれか１項に記載の路盤材の製造方法。
６．前記生コンクリートスラッジ水が、生コンクリートスラッジから固形分を除去した上澄み水又は前記固形分を含むスラッジ水である上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
７．前記生コンクリートスラッジ水が、前記上澄み水である上記６に記載の路盤材の製造方法。
８．前記二酸化炭素含有ガスの温度が、１０℃以上９０℃以下である上記１又は２に記載の路盤材の製造方法
９．前記路盤材が、前記基材の表面に前記炭酸カルシウムが被覆したものである上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
２．前記基材が、砕石、砕砂、アスファルト廃材由来の再生骨材及びコンクリート廃材由来の再生砕石から選ばれる少なくとも一種の材料である上記１に記載の路盤材の製造方法。
３．前記生コンクリートスラッジ水と基材との接触が、前記生コンクリートスラッジ水の噴霧により行われる、上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
４．前記基材１００質量部に対する前記生コンクリートスラッジ水の噴霧量が、０．１質量部以上１５質量部以下である上記３に記載の路盤材の製造方法
５．前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触が、反応容器内で行われる上記１又は２のいずれか１項に記載の路盤材の製造方法。
６．前記生コンクリートスラッジ水が、生コンクリートスラッジから固形分を除去した上澄み水又は前記固形分を含むスラッジ水である上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
７．前記生コンクリートスラッジ水が、前記上澄み水である上記６に記載の路盤材の製造方法。
８．前記二酸化炭素含有ガスの温度が、１０℃以上９０℃以下である上記１又は２に記載の路盤材の製造方法
９．前記路盤材が、前記基材の表面に前記炭酸カルシウムが被覆したものである上記１又は２に記載の路盤材の製造方法。
【0008】
本発明は、以下の路盤材の製造装置を提供する。
１０．生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させて、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る接触装置、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える路盤材の製造装置。
１０．生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させて、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る接触装置、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える路盤材の製造装置。
【0009】
また、本発明は、以下の二酸化炭素の回収方法を提供する。
１１．生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む二酸化炭素の回収方法。
１１．生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む二酸化炭素の回収方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、多種多様な材料に適用し得る高い汎用性を有し、容易な作業により路盤材を製造し得る製造方法及び製造装置、並びに二酸化炭素の回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態の路盤材の製造装置の好ましい一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と称することがある。）について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されることはなく、発明の効果を阻害しない範囲において任意に変更して実施し得るものである。なお、本明細書中の「ＡＡ～ＢＢ」との数値範囲の表記は、「ＡＡ以上ＢＢ以下」であることを意味する。また、本明細書中において、数値範囲の記載に関する「以上」、「以下」及び「～」に係る数値は任意に組み合わせできる数値である。例えば、とある数値範囲について「ＣＣ～ＤＤ」及び「ＥＥ～ＦＦ」と記載されている場合、「ＣＣ～ＦＦ」、「ＥＥ～ＤＤ」といった数値範囲も含まれる。
【0013】
［路盤材の製造方法］
本実施形態の路盤材の製造方法は、
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
というものである。
本実施形態の路盤材の製造方法は、
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程、
を備える、
というものである。
【0014】
既述のように、大気中への二酸化炭素の放出量の削減が求められており、二酸化炭素の放出量の削減は喫緊の課題であるところ、多種多様な材料を適用できる汎用性の高さは極めて重要である。そして、例えば既設設備の簡便な改造工事、小型設備の設置といった軽微な対応により解決できること、また容易な作業により対応できることも要望されるようになっている。
【0015】
しかしながら、上記特許文献１に記載される技術においては、集積場において、シャワー散水することで湿潤状態とする必要があり、大規模な処理設備と煩雑な作業が必要となる。また上記特許文献２に記載される技術においては、二酸化炭素含有ガスの相対湿度を調整するという煩雑な作業が必要となる。さらに、上記特許文献１及び２に記載される技術は、いずれもコンクリート由来の材料を用いることしか想定されておらず、汎用性に欠けるものである。
【0016】
本発明者らは、二酸化炭素の回収方法に関する検討を進めてきたが、そのなかで、二酸化炭素の回収方法に使用する材料によっては、路盤材に好適な材料となり得ることを見出した。すなわち、使用する材料として路盤材の基材として用いられる材料を用い、また生コンクリートスラッジ水と基材との接触及び二酸化炭素含有ガスとの接触を行うだけで、二酸化炭素の回収だけでなく、二酸化炭素の回収に用いられた基材を路盤材として有効活用できることを見出した。
このように、本実施形態の路盤材の製造方法によれば、軽微な対応かつ容易な作業により、路盤材を製造することができ、これと同時に二酸化炭素の回収をも行うことができる。
このように、本実施形態の路盤材の製造方法によれば、軽微な対応かつ容易な作業により、路盤材を製造することができ、これと同時に二酸化炭素の回収をも行うことができる。
【0017】
以下、本実施形態の路盤材の製造方法について、図１を用いながら説明する。
図１は、本実施形態の路盤材の製造装置の好ましい一態様を示すフロー図である。図１に示されるフロー図には、路盤材の製造装置が、生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させる第一の接触工程により、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有する含有物を得る接触装置（第一の接触槽）、及び第一の接触工程で得られた含有物と二酸化炭素含有ガスとを接触させる第二の接触工程により、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器（第二の接触槽）を備えることが示されている。
図１は、本実施形態の路盤材の製造装置の好ましい一態様を示すフロー図である。図１に示されるフロー図には、路盤材の製造装置が、生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させる第一の接触工程により、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有する含有物を得る接触装置（第一の接触槽）、及び第一の接触工程で得られた含有物と二酸化炭素含有ガスとを接触させる第二の接触工程により、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器（第二の接触槽）を備えることが示されている。
【0018】
図１には、接触装置（第一の接触槽）において生コンクリートスラッジ水と基材との第一の接触工程が行われること、第一の接触工程で得られた含有物は反応容器（第二の接触槽）に供給されて、含有物と二酸化炭素含有ガスとの第二の接触工程が行われ、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材が得られること、が示されている。
また、図１には、基材を破砕施設で破砕した後、破砕後の基材を移送ベルトコンベアにより基材ヤードに移動すること、基材ヤードからダンプ等の搬送車両を用いて輸送して、輸送ベルトコンベアにより基材を接触装置（第一の接触槽）に供給することも示されている。
また、図１には、基材を破砕施設で破砕した後、破砕後の基材を移送ベルトコンベアにより基材ヤードに移動すること、基材ヤードからダンプ等の搬送車両を用いて輸送して、輸送ベルトコンベアにより基材を接触装置（第一の接触槽）に供給することも示されている。
【0019】
〔第一の接触工程〕
本実施形態の路盤材の製造方法は、生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程を備える。
第一の接触工程で得られる含有物は、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有するものであり、生コンクリートスラッジ水と基材との接触により得られるものであることを考慮すると、基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となっている。
本実施形態の路盤材の製造方法は、生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程を備える。
第一の接触工程で得られる含有物は、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有するものであり、生コンクリートスラッジ水と基材との接触により得られるものであることを考慮すると、基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となっている。
【0020】
（基材）
本実施形態の製造方法において用いられる基材は、路盤材として用い得る材料であれば特に制限なく使用することが可能である。例えば、一般に砕石、砕砂、アスファルト廃材由来の再生骨材、コンクリート廃材由来の再生砕石と称される材料等が好ましく挙げられる。例えば、図１に示されるように、基材を、必要に応じて破砕施設で破砕してから用いてもよく、破砕施設では所望の路盤材に応じたサイズに破砕することができる。
本実施形態の製造方法において用いられる基材は、路盤材として用い得る材料であれば特に制限なく使用することが可能である。例えば、一般に砕石、砕砂、アスファルト廃材由来の再生骨材、コンクリート廃材由来の再生砕石と称される材料等が好ましく挙げられる。例えば、図１に示されるように、基材を、必要に応じて破砕施設で破砕してから用いてもよく、破砕施設では所望の路盤材に応じたサイズに破砕することができる。
【0021】
砕石としては、ＪＩＳ Ａ５００１：２００８に規定される、単粒度砕石（１号～７号）、クラッシャラン（Ｃ－２０～Ｃ－４０）、粒度調整砕石（Ｍ－２５～Ｍ－４０）のいずれを採用することも可能である。規格品としては、ＪＩＳ Ａ５００５：２０２０に規定されるコンクリート用砕石も挙げられる。また、これらの砕石に準ずるものの規格外のものを砕石として使用することも可能である。
砕砂としては、ＪＩＳ Ａ５００５：２０２０に規定されるコンクリート用砕砂が挙げられる。なお、砕砂に準ずるものの規格外のものを砕砂として使用することも可能である。
砕砂としては、ＪＩＳ Ａ５００５：２０２０に規定されるコンクリート用砕砂が挙げられる。なお、砕砂に準ずるものの規格外のものを砕砂として使用することも可能である。
【0022】
再生骨材としては、ＪＩＳ Ａ５０２１：２０１８、ＪＩＳ Ａ５０２２：２０１８及びＪＩＳ Ａ５０２３：２０１８に規定される、各々コンクリート用再生骨材Ｈ、Ｍ及びＬのいずれを用いることもできる。また、これらの再生骨材に準ずるものの規格外のものを再生骨材として使用することも可能である。
【0023】
再生砕石としては、上記クラッシャラン、粒度調整砕石の再生材を用いた再生クラッシャラン（例えば、ＲＣ－４０等）、再生粒度調整砕石（例えば、ＲＭ－３０等）が挙げられる。
【0024】
（還元剤）
本実施形態の製造方法に用いられる上記基材は、水と接触することで六価クロムが溶出する場合がある。この場合、六価クロムの溶出量を低減するため、薬剤（主に還元剤）を使用することが好ましい。六価クロムを三価クロムに還元することで無毒化することができ、路盤材としての安全性の向上を図ることができるからである。そのため、基材からの六価クロムの溶出量が、例えば土壌環境基準に合致しない場合は、還元剤を使用することが有効である。
本実施形態の製造方法に用いられる上記基材は、水と接触することで六価クロムが溶出する場合がある。この場合、六価クロムの溶出量を低減するため、薬剤（主に還元剤）を使用することが好ましい。六価クロムを三価クロムに還元することで無毒化することができ、路盤材としての安全性の向上を図ることができるからである。そのため、基材からの六価クロムの溶出量が、例えば土壌環境基準に合致しない場合は、還元剤を使用することが有効である。
【0025】
還元剤としては、六価クロムを三価クロムに還元し、無毒化することができるものであれば特に制限なく使用することが可能である。例えば、水酸化鉄、塩化鉄、フッ化鉄、臭化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、リン酸鉄、チオシアン酸鉄、クエン酸鉄、フマル酸鉄、グルコン酸鉄等の鉄化合物等が好ましく挙げられ、中でもこれらの２価鉄化合物（第一鉄の化合物）が好ましい。
【0026】
これらの還元剤の使用量としては、例えば上記基材１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは１質量部以上であり、上限として好ましくは３０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下である。上記範囲内であると、より効率的に六価クロムを還元し、無毒化することができる。
【0027】
（生コンクリートスラッジ水）
生コンクリート工場では、注文量に対して多めに生産して出荷されなかった残コン、供給先で使用されずに返品される戻りコン及びこれらの溶解処理物；ミキサー車等の設備洗浄により発生する洗浄排水；等のセメントを含む生コンクリートスラッジが発生する。本実施形態の路盤材の製造方法では、このように生コンクリート工場で発生する生コンクリートスラッジを、生コンクリートスラッジ水として使用することができる。
生コンクリート工場では、注文量に対して多めに生産して出荷されなかった残コン、供給先で使用されずに返品される戻りコン及びこれらの溶解処理物；ミキサー車等の設備洗浄により発生する洗浄排水；等のセメントを含む生コンクリートスラッジが発生する。本実施形態の路盤材の製造方法では、このように生コンクリート工場で発生する生コンクリートスラッジを、生コンクリートスラッジ水として使用することができる。
【0028】
生コンクリートスラッジには、通常水、水に溶解する水酸化カルシウム等のカルシウム分、またスラッジの固形分（主に水和生成物、骨材微粒子等（主にシリカ、アルミ、鉄等の金属及びこれら金属の含有物、また炭酸カルシウムである。）を含む。）等が含まれる。そして、生コンクリートスラッジから固形分を除去し、水酸化カルシウム等を含む上澄み水と、スラッジの固形分（主に水和生成物、骨材微粒子等を含む。）を含むスラッジ水とに分けられることがある。この場合は、上澄み水、スラッジ水のいずれも、生コンクリートスラッジ水として用いることができ、噴霧ノズルを用いる場合は、噴霧ノズルの閉塞を抑制する観点から、上澄み水が好ましい。
【0029】
本実施形態のシステムにおいて用いられる生コンクリートスラッジ水が上記上澄み水、スラッジ水のいずれの場合であっても、生コンクリートスラッジ水中の固形分濃度は、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、より更に好ましくは５質量％以下である。
【0030】
生コンクリートスラッジ水には、既述のようにカルシウム分として水酸化カルシウムが溶解して存在するが、水酸化カルシウムは溶解度が低いことから固形分としても存在する。また、カルシウム分としては、炭酸カルシウム等も含まれており、主に固形分として存在する。このように、本実施形態の製造方法において用いられる生コンクリートスラッジ水には、固形分として、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム分、また既述のようにスラッジの固形分（主に水和生成物、骨材微粒子等を含む。）等が含まれる。そして、これらの固形分、中でもカルシウム分として含まれる水酸化カルシウムが、既述のように第二の接触工程において二酸化炭素と接触することで炭酸カルシウムとなる。このようにして、路盤材が得られるとともに、二酸化炭素の回収が可能となる。
【0031】
炭酸カルシウムの生成を促進させる観点から、生コンクリートスラッジ水中の固形分濃度は、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．００１５質量％以上、更に好ましくは０．００２質量％以上である。
また、これと同様の観点から、生コンクリートスラッジ水中の固形分の粒子径は、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、より更に好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは０．１μｍ以下である。
また、これと同様の観点から、生コンクリートスラッジ水中の固形分の粒子径は、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、より更に好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは０．１μｍ以下である。
【0032】
本実施形態の製造方法において用いられる生コンクリートスラッジ水が上記の上澄み水である場合、生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分の濃度は、通常１００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは２５０ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは５００ｍｇ／Ｌ以上であり、更に好ましくは８００ｍｇ／Ｌ以上である。上限としては高ければ高いほど好ましく、特に制限はないが、通常１５００ｍｇ／Ｌ以下である。
また、生コンクリートスラッジ水が上記のスラッジ水である場合、生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分の濃度は、通常１０００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは１００００ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１０００００ｍｇ／Ｌ以上であり、更に好ましくは３０００００ｍｇ／Ｌ以上である。上限としては高ければ高いほど好ましく、特に制限はないが、通常３００００００ｍｇ／Ｌ以下である。
また、生コンクリートスラッジ水が上記のスラッジ水である場合、生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分の濃度は、通常１０００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは１００００ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１０００００ｍｇ／Ｌ以上であり、更に好ましくは３０００００ｍｇ／Ｌ以上である。上限としては高ければ高いほど好ましく、特に制限はないが、通常３００００００ｍｇ／Ｌ以下である。
【0033】
また、生コンクリートスラッジ水としては、生コンクリートスラッジから得られる上記固形分と、水とを混合した混合物から、当該固形分を除去したものを用いることもできる。上記固形分には、水酸化カルシウム等のカルシウム分、また固形分に主に含まれる水和生成物には、水酸化カルシウム、カルシウムシリケート水和物等のカルシウム分が含まれている。そのため、上記混合物から固形分を除去したものにも、固形分から水に溶け出したカルシウム分が含まれており、生コンクリートスラッジからより多くのカルシウム分を炭酸カルシウムとすることが可能となる。
【0034】
（生コンクリートスラッジ水と基材との接触）
生コンクリートスラッジ水と基材との接触方法については、これらが接触すれば特に制限はなく、例えば生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させる方法、生コンクリートスラッジ水に基材を投入して接触させる方法等が好ましく挙げられる。
生コンクリートスラッジ水と基材との接触方法については、これらが接触すれば特に制限はなく、例えば生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させる方法、生コンクリートスラッジ水に基材を投入して接触させる方法等が好ましく挙げられる。
【0035】
上記生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させる方法が採用される場合、噴霧の仕方、噴霧量等によって変わり得るが、基材の表面の少なくとも一部にコンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となる。より具体的には、基材の表面の一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態、及び基材の表面の全面に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となり得る。
【0036】
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により得られる、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有する含有物は、上記生コンクリートスラッジ水に基材を投入して接触させる方法が採用される場合は、生コンクリートスラッジ水の深さと基材の寸法との関係、また投入の仕方によりかわり得るが、上記噴霧した場合と同様に、基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となる。
【0037】
よって、いずれの接触方法によっても、含有物は、基材の表面の少なくとも一部にコンクリートスラッジ水が被覆（付着）した形態となる。基材の表面とコンクリートスラッジ水との被覆（付着）は、物理的な被覆（付着）であってもよく、化学的な被覆（付着）であってもよい。
【0038】
噴霧して接触させる場合は、例えば後述する噴霧ノズル等の噴霧に必要な軽微な冶具を用意すれば接触を行うことができること、また噴霧する箇所を任意に決定できるため、作業効率の点で有効である。例えば、図１には、本実施形態の製造方法の好ましい一態様として、噴霧して接触させることが示されている。本実施形態の製造方法において、生コンクリートスラッジ水の噴霧は、例えば接触装置（第一接触槽）の一箇所で行ってもよいし、図１に示されるように、接触装置（第一接触槽）のほか、基材を保管する基材ヤード、搬送車両等を用いた搬送中、ベルトコンベヤを用いて接触装置（第一接触槽）に移動する際に、また反応容器（第二の接触槽）中で行うことができる。
【0039】
基材を生コンクリートスラッジ水に投入して接触させる方法に比べて、基材の表面の全面にわたって生コンクリートスラッジ水を被覆（付着）させにくい方法であるとはいえるものの、生コンクリートスラッジ水を過不足なく基材と接触しやすいという優位性がある。また、使用する水分量を、噴霧する量により調整しやすく、所望に応じた接触を行いやすい点でも優位性がある。
また、基材の表面に微小な粒子（液滴）が集合して被覆（付着）することとなるので、微小な粒子（液滴）に含まれるカルシウム分と二酸化炭素とがより効率的に接触することができる。そのため、上記基材を生コンクリートスラッジ水に投入して接触させる方法と同程度に、効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
また、基材の表面に微小な粒子（液滴）が集合して被覆（付着）することとなるので、微小な粒子（液滴）に含まれるカルシウム分と二酸化炭素とがより効率的に接触することができる。そのため、上記基材を生コンクリートスラッジ水に投入して接触させる方法と同程度に、効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
【0040】
より確実に生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させる場合は、基材を生コンクリートスラッジ水に投入して接触させる方法が有効である。他方、基材を生コンクリートスラッジ水に投入して接触させる場合、生コンクリートスラッジ水を貯留し、かつ基材を投入するための槽が必要となり、槽内に基材から重金属が溶出する場合もある。また、接触の程度を上記噴霧に比べて調整しにくいため、所望の路盤材の性状に対応しにくい場合がある。
【0041】
これらを考慮すると、本実施形態の製造方法において、第一の接触工程における接触方法は、その状況に応じて適した方法を採用すればよいが、作業効率、調整のしやすさ等の点を考慮すると、生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させる方法がより好ましい。
【0042】
生コンクリートスラッジ水を噴霧する場合、生コンクリートスラッジ水に含まれる固形分の濃度及び固形分の粒子径、また生コンクリートスラッジ水が上記の上澄み水である場合の生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分の濃度は、上記範囲内にするとよい。上記範囲内であると、噴霧に使用される冶具（例えば、後述する噴霧ノズル）の閉塞を抑制することができ、より長期的に安定した路盤材の製造が可能となる。また、既述のように、基材の表面に微小な粒子（液滴）として被覆（付着）しやすくなることで、微小な粒子（液滴）に含まれるカルシウム分と二酸化炭素とがより効率的に接触し、より効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
【0043】
生コンクリートスラッジ水を噴霧する場合、基材１００質量部に対する生コンクリートスラッジ水の噴霧量は、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは１．０質量部以上であり、上限として好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下である。生コンクリートスラッジ水の噴霧量が上記範囲内であると、より効率的に生コンクリートスラッジ水と基材との接触を行うことができるため、より効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
【0044】
生コンクリートスラッジ水は、例えば図１に示されるように、生コンクリートスラッジ水タンクに貯蔵しておき、必要に応じて噴霧ノズルを介して噴霧による接触を行えばよい。図１に示されるように、一の生コンクリートスラッジ水タンクを備える生コンクリートスラッジ水の供給設備を有し、複数の噴霧ノズルに供給してもよいし、噴霧ノズルの場所によっては一の噴霧ノズルに一の生コンクリートスラッジ水の供給設備を設けてもよい。
【0045】
生コンクリートスラッジ水を噴霧する場合、噴霧に使用される冶具としては、生コンクリートスラッジ水を噴霧できる冶具であれば特に制限なく使用することができ、取り扱い及び入手の容易性等を考慮すると噴霧ノズルを使用することが好ましい。その他、噴霧ノズルの詳細については後述する。
【0046】
〔第二の接触工程〕
本実施形態の路盤材の製造方法は、上記の第一の接触工程で得られた含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程を備える。
本実施形態の路盤材の製造方法は、上記の第一の接触工程で得られた含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る第二の接触工程を備える。
【0047】
第二の接触工程により得られる基材及び炭酸カルシウム生コンクリートスラッジを含有する路盤材は、基材及び炭酸カルシウム生コンクリートスラッジを含有していればその形態については特に制限はないが、好ましくは基材の表面の少なくとも一部に炭酸カルシウムが被覆（付着）した形態を有するものである。
既述のように、第一の接触工程で得られる含有物は、好ましくは基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が付着（被覆）した形態を有するものである。この基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した含有物において、生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分と二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素との反応により、炭酸カルシウムが生成し、路盤材として、好ましくは基材の表面の少なくとも一部に炭酸カルシウムが被覆（付着）したものが得られる。また、生コンクリートスラッジ水には、空気中の二酸化炭素と反応して生成して既に存在している炭酸カルシウムの他、二酸化炭素含有ガスと反応しにくいシリカ、アルミ、鉄等の金属及びこれら金属の化合物等が含まれている。よって、路盤材は、生コンクリートスラッジ水に含まれるこれらの成分も基材の表面に被覆（付着）したものとなる。
既述のように、第一の接触工程で得られる含有物は、好ましくは基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が付着（被覆）した形態を有するものである。この基材の表面の少なくとも一部に生コンクリートスラッジ水が被覆（付着）した含有物において、生コンクリートスラッジ水に含まれるカルシウム分と二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素との反応により、炭酸カルシウムが生成し、路盤材として、好ましくは基材の表面の少なくとも一部に炭酸カルシウムが被覆（付着）したものが得られる。また、生コンクリートスラッジ水には、空気中の二酸化炭素と反応して生成して既に存在している炭酸カルシウムの他、二酸化炭素含有ガスと反応しにくいシリカ、アルミ、鉄等の金属及びこれら金属の化合物等が含まれている。よって、路盤材は、生コンクリートスラッジ水に含まれるこれらの成分も基材の表面に被覆（付着）したものとなる。
【0048】
本実施形態の製造方法においては、このようにして、路盤材が得られるとともに、二酸化炭素は基材の表面の少なくとも一部に付着するカルシウム分との反応に消費され、炭酸カルシウムとして回収される。
【0049】
第二の接触工程における、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触は、図１に示されるように、反応容器（第二の接触槽）内で行われることが好ましい。このように第二の接触工程を行うことで、含有物と二酸化炭素との接触がより効率的に生じるため、より効率的に路盤材を製造することができる。
図１においては、反応容器（第二の接触槽）の下部から二酸化炭素が供給され、図示していないが例えば反応容器（第二の接触槽）の上部、及び接触装置（第一接触槽）の上部の少なくとも一方から二酸化炭素を排気すればよい。このように二酸化炭素を供給し、かつ排気することで、含有物と二酸化炭素との接触をより効率的に図ることができる。
図１においては、反応容器（第二の接触槽）の下部から二酸化炭素が供給され、図示していないが例えば反応容器（第二の接触槽）の上部、及び接触装置（第一接触槽）の上部の少なくとも一方から二酸化炭素を排気すればよい。このように二酸化炭素を供給し、かつ排気することで、含有物と二酸化炭素との接触をより効率的に図ることができる。
【0050】
（二酸化炭素含有ガス）
本実施形態の製造方法で用いられる二酸化炭素含有ガスとしては、二酸化炭素を含有するガスであれば特に制限なく使用することができる。例えば、図１に示されるように、各種工場設備から排出される排気ガス（「燃焼排ガス」とも称される。）が代表的に挙げられる。
本実施形態の製造方法で用いられる二酸化炭素含有ガスとしては、二酸化炭素を含有するガスであれば特に制限なく使用することができる。例えば、図１に示されるように、各種工場設備から排出される排気ガス（「燃焼排ガス」とも称される。）が代表的に挙げられる。
【0051】
これらの二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素の濃度としては、例えば発電所からの燃焼排ガスであれば通常８～１５体積％、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）製品工場、アスファルト工場、焼却炉の燃焼排ガスであれば通常１～３０体積％、セメント工場からの燃焼排ガスであれば通常１５～３０体積％、製鉄所からの排ガスであれば通常２０～３０体積％、またアスファルト合材工場のアスファルト合材に使用するための骨材の乾燥炉からの排ガスであれば、通常１～１０体積％である。本実施形態の製造方法においては、いずれの燃焼排ガスも二酸化炭素含有ガスとして用いることが可能である。
【0052】
上記の中でも、生コンクリートスラッジ水を使用することを考慮すると、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）製品工場における焼成工程で排出する燃焼排ガスが好ましい。
本実施形態の製造方法は、後述する本実施形態の製造装置となる、接触装置及び反応容器（図１における第一の接触槽及び第二の接触槽が該当する。）を、上記の各種工場設備に組み込む形で設置することで、これらの各種工場設備内で実施することが可能となる。
本実施形態の製造方法は、後述する本実施形態の製造装置となる、接触装置及び反応容器（図１における第一の接触槽及び第二の接触槽が該当する。）を、上記の各種工場設備に組み込む形で設置することで、これらの各種工場設備内で実施することが可能となる。
【0053】
二酸化炭素含有ガス（燃焼排ガス）の温度条件については、どこの排気ガスを用いるかに応じてかわり得るため一概にはいえないが、生コンクリートスラッジ水が供給される箇所における温度として、好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、さらに好ましくは２０℃以上であり、上限として好ましくは１００℃以下、より好ましくは９５℃以下、さらに好ましくは８０℃以下、よりさらに好ましくは７０℃以下である。
また例えば１００ｋｇ以上の多量の基材を用いる場合は、好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、さらに好ましくは２０℃以上、さらに好ましくは４５℃以上、特に好ましくは５５℃以上であり、上限として好ましくは１００℃以下、より好ましくは９５℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。温度条件を上記範囲とすると、より効率的に路盤材が得られる。
また例えば１００ｋｇ以上の多量の基材を用いる場合は、好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、さらに好ましくは２０℃以上、さらに好ましくは４５℃以上、特に好ましくは５５℃以上であり、上限として好ましくは１００℃以下、より好ましくは９５℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。温度条件を上記範囲とすると、より効率的に路盤材が得られる。
【0054】
二酸化炭素含有ガスの供給量は、含有物の処理量、第二の接触工程を行う反応容器の規模等に応じてかわり得るため一概にはいえないが、例えば含有物１ｔｏｎに対する供給量として、好ましくは３Ｎｍ３／ｈ以上、より好ましくは１０Ｎｍ３／ｈ以上、さらに好ましくは５０Ｎｍ３／ｈ以上であり、上限として好ましくは２５００Ｎｍ３／ｈ以下、より好ましくは２０００Ｎｍ３／ｈ以下、さらに好ましくは１５００Ｎｍ３／ｈ以下である。
【0055】
（路盤材）
以上のようにして得られる路盤材は、基材及び炭酸カルシウムを含むものであり、好ましくは基材の表面に炭酸カルシウムが被覆（付着）したものとなる。炭酸カルシウムは、基材の表面の一部に被覆（付着）していてもよいし、全面に被覆（付着）していてもよい。いずれであっても、路盤材として好適に用いることができる。
以上のようにして得られる路盤材は、基材及び炭酸カルシウムを含むものであり、好ましくは基材の表面に炭酸カルシウムが被覆（付着）したものとなる。炭酸カルシウムは、基材の表面の一部に被覆（付着）していてもよいし、全面に被覆（付着）していてもよい。いずれであっても、路盤材として好適に用いることができる。
【0056】
本実施形態の路盤材の製造方法により得られる路盤材は、従来路盤材として用いられる例えば砕石、スラグ、切込砂利、砂等の単一材料の代替品として好適に用いられる。これらの用途に用いる場合、基材に炭酸カルシウムとして固定化された二酸化炭素についてマスバランス認証を受けることで、本実施形態の路盤材の製造方法により得られる路盤材に固定化された二酸化炭素の使用量に応じてカーボンニュートラル化に貢献することが可能となる。
【0057】
［路盤材の製造装置］
本実施形態の路盤材の製造装置は、
生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させて、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る接触装置、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える、というものである。
本実施形態の路盤材の製造装置は、
生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させて、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る接触装置、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得る反応容器、
を備える、というものである。
【0058】
〔接触装置〕
接触装置は、生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させることができれば、特に制限なく使用することができ、例えば図１に示されるような、基材を一時的に貯留する容器と、容器の上部に噴霧ノズルを備えた形式の装置を用いることができる。
接触装置は、生コンクリートスラッジ水と基材とを接触させることができれば、特に制限なく使用することができ、例えば図１に示されるような、基材を一時的に貯留する容器と、容器の上部に噴霧ノズルを備えた形式の装置を用いることができる。
【0059】
図１に示される接触装置において、容器部分は、上部の投入口が大きく、下部の排出口が小さい構造を有していることが示されている。このような形状としては、例えば角柱と角錐とを組み合わせた形状、円柱と円錐とを組み合わせた形状が挙げられ、例えばサイロ、ホッパー等の容器を用いるとよい。このような形状を有する接触装置を用いることで、生コンクリートスラッジ水と基材との接触を効率的に行いやすく、また生コンクリートスラッジ水及び基材を含む含有物を、より容易に反応容器に供給することができる。
【0060】
（噴霧ノズル）
接触装置は、生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させるため、噴霧ノズルを備えていることが好ましい。
噴霧ノズルにより基材に噴霧される生コンクリートスラッジ水は、微小な粒子として基材に噴霧され、基材の表面に微小な粒子（液滴）として付着しやすくなることで、微小な粒子（液滴）に含まれるカルシウム分と二酸化炭素とがより効率的に接触し、より効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
接触装置は、生コンクリートスラッジ水を基材に噴霧して接触させるため、噴霧ノズルを備えていることが好ましい。
噴霧ノズルにより基材に噴霧される生コンクリートスラッジ水は、微小な粒子として基材に噴霧され、基材の表面に微小な粒子（液滴）として付着しやすくなることで、微小な粒子（液滴）に含まれるカルシウム分と二酸化炭素とがより効率的に接触し、より効率的に路盤材を製造することができ、また二酸化炭素を回収することができる。
【0061】
噴霧ノズルとしては、生コンクリートスラッジ水を噴霧できるノズルであれば特に制限なく、噴霧ノズルとして市販されるもの等を使用することが可能である。例えば、生コンクリートスラッジ水のみを噴霧する一流体ノズル、また必要に応じて空気等の気体とともに生コンクリートスラッジ水を噴霧する二流体ノズル等の多流体ノズルを用いることができる。更に必要に応じて、超音波を発生させることで噴霧粒子をより細かくさせる機構を有するノズル（「超音波噴霧ノズル」とも称される。）を用いることもできる。
【0062】
噴霧ノズルの噴霧パターンとしては、特に制限なく採用でき、例えばフルコーン、ホローコーン（空円錐）、フラット（扇形）、ソリッド（直進）等が代表的に挙げられる。また、噴霧ノズルの噴霧角度についても、特に制限なく採用でき、好ましくは６０°以上、より好ましくは９０°以上であり、上限として好ましくは１４５°以下、より好ましくは１４０°以下である。
噴霧ノズルとしては、より良好な噴霧状態を確保し、第二の接触工程における二酸化炭素との接触による、カルシウム分と二酸化炭素との反応を促進する観点から、噴霧角度が大きいホローコーン（空円錐）、フラット（扇形）の噴霧パターンを有する噴霧ノズルを用いることが好ましい。
噴霧ノズルとしては、より良好な噴霧状態を確保し、第二の接触工程における二酸化炭素との接触による、カルシウム分と二酸化炭素との反応を促進する観点から、噴霧角度が大きいホローコーン（空円錐）、フラット（扇形）の噴霧パターンを有する噴霧ノズルを用いることが好ましい。
【0063】
噴霧ノズルにおける生コンクリートスラッジ水の噴霧口の孔径は、噴霧ノズルが有する噴霧口の数、生コンクリートスラッジ水の供給量等に応じてかわり得るため一概にはいえないが、より良好な噴霧状態を確保する観点から、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは１．０ｍｍ以上であり、上限として好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５．０ｍｍ以下、より更に好ましくは３．０ｍｍ以下である。
【0064】
噴霧ノズルより噴霧される、生コンクリートスラッジ水の噴霧粒子は、カルシウム分と二酸化炭素との反応を促進する観点から、細かければ細かいほど好ましい。噴霧粒子の粒子径としては、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下、より更に好ましくは５０μｍ以下である。
【0065】
本実施形態の製造方法において、噴霧ノズルの設置数は、噴霧ノズルの大きさ、噴霧ノズルが有する噴霧口の孔径及び数、並びに生コンクリートスラッジ水の供給量等に応じてかわり得るため一概にはいえないが、図１に示されるように、生コンクリートスラッジ水と基材との第一の接触工程を行う接触装置（第一の接触槽）の上部に少なくとも１つの噴霧ノズルを有することが好ましい。すなわち、接触装置（第一の接触槽）の上部には、１つの噴霧ノズルを有していてもよいし、必要に応じて２以上の噴霧ノズルを有していてもよい。
【0066】
図１に示されるように、噴霧ノズルは、接触装置（第一の接触槽）だけでなく、他の箇所に設けられていてもよい。例えば、基材を破砕施設で破砕した後、破砕後の基材を移送ベルトコンベアにより基材ヤードに移動する際のベルトコンベア上、基材ヤード（基材の出荷基地）から製造装置サイト（サイト内の輸送ベルトコンベア）までの搬送中（例えば搬送車両内）、製造装置サイト内の基材を接触装置（第一の接触槽）に輸送する際のベルトコンベア上、等に設けることができる。
【0067】
また、生コンクリートスラッジ水と基材との接触を目的としない箇所、例えば図１に示されるように、各種工場設備から二酸化炭素含有ガスを供給する際の供給ライン（反応容器（第二の接触槽）への供給口の直前）、反応容器（第二の接触槽）内に設けることもできる。
【0068】
（その他冶具）
接触装置は、その他冶具として、例えば接触装置の下部には、基材を接触装置にとどめて、生コンクリートスラッジ水との接触時間を確保するため、例えばナイフゲート等の仕切り冶具を備えていることが好ましい。
また、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有する含有物を、定量的に反応容器に供給するため、ロータリーバルブ等の定量供給バルブを備えていることが好ましい。
接触装置は、その他冶具として、例えば接触装置の下部には、基材を接触装置にとどめて、生コンクリートスラッジ水との接触時間を確保するため、例えばナイフゲート等の仕切り冶具を備えていることが好ましい。
また、生コンクリートスラッジ水及び基材を含有する含有物を、定量的に反応容器に供給するため、ロータリーバルブ等の定量供給バルブを備えていることが好ましい。
【0069】
〔反応容器〕
反応容器は、上記接触装置で得られた含有物と、二酸化炭素含有ガスとを接触させることができれば、特に制限なく使用することができる。例えば、図１に示されるように、上記接触装置の容器部分と同様の構造、すなわち上部の投入口が大きく、下部の排出口が小さい構造を有する容器を用いるとよい。
反応容器は、上記接触装置で得られた含有物と、二酸化炭素含有ガスとを接触させることができれば、特に制限なく使用することができる。例えば、図１に示されるように、上記接触装置の容器部分と同様の構造、すなわち上部の投入口が大きく、下部の排出口が小さい構造を有する容器を用いるとよい。
【0070】
また、二酸化炭素含有ガスの供給口及び排出口を有していることが好ましく、供給口は図１に示されるように反応容器の下部に設けられていることが好ましい。また排出口は反応容器の上部に設けられていることが好ましい。このように設けられていることで、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触を効率的に行いやすくなる。
【0071】
〔その他装置〕
本実施形態の製造装置は、上記接触装置及び反応容器を備えるものであり、必要に応じてその他装置を備えていてもよい。
本実施形態の製造装置は、上記接触装置及び反応容器を備えるものであり、必要に応じてその他装置を備えていてもよい。
【0072】
（生コンクリートスラッジ水の供給設備）
例えば、図１に示されるように、生コンクリートスラッジ水を貯蔵するための生コンクリートスラッジ水タンクを有するコンクリートスラッジ水の供給設備を備えることができる。生コンクリートスラッジ水を備えることで、一度生コンクリートスラッジ水を貯留してから、第一の接触工程で必要量に応じて供給することができるため、本実施形態の製造装置の稼働の安定性が向上する。
例えば、図１に示されるように、生コンクリートスラッジ水を貯蔵するための生コンクリートスラッジ水タンクを有するコンクリートスラッジ水の供給設備を備えることができる。生コンクリートスラッジ水を備えることで、一度生コンクリートスラッジ水を貯留してから、第一の接触工程で必要量に応じて供給することができるため、本実施形態の製造装置の稼働の安定性が向上する。
【0073】
生コンクリートスラッジ水タンクに、一時的に生コンクリートスラッジ水を貯蔵することで、必要量の変動に対応しやすくなるだけでなく、噴霧ノズルを用いた場合は、噴霧ノズルから一定量の噴霧がしやすくなる。そのため、生コンクリートスラッジ水と基材との接触が安定することで、含有物の均質化を図りやすくなり、路盤材の均質化を図りやすくなる。
【0074】
生コンクリートスラッジ水タンクは、スラッジ水を貯蔵できれば特に制限なく採用可能であり、例えば地上貯蔵タンク、地下貯蔵タンク等のように地上、地下のいずれに設けられるものであってもよく、固定屋根式、浮き屋根式と称される各種屋根式貯蔵タンク、また横置円筒形、縦置円筒形のような横置、縦置の貯蔵タンク等から選択して用いればよい。
また、生コンクリートスラッジ水タンクは、新設であってもよいし、既設のタンクを流用してもよい。
また、生コンクリートスラッジ水タンクは、新設であってもよいし、既設のタンクを流用してもよい。
【0075】
生コンクリートスラッジ水タンクは、撹拌機を備えるものであることが好ましい。撹拌機を備えることで、生コンクリートスラッジ水には固形分が含まれる場合があるため、固形分の凝固を抑制することができる。
また、生コンクリートスラッジ水タンクは、固形分の凝固の抑制のため、遅延剤の供給冶具を備えていてもよい。遅延剤の供給冶具の形式等は特に制限なく、薬剤定量供給装置等の装置を採用すればよい。遅延剤としては、固形分の凝固を抑制しえる剤であれば特に制限なく採用可能であり、例えばグルコン酸塩、クエン酸及びその塩、酒石酸及びその塩等が挙げられる。
また、生コンクリートスラッジ水タンクは、固形分の凝固の抑制のため、遅延剤の供給冶具を備えていてもよい。遅延剤の供給冶具の形式等は特に制限なく、薬剤定量供給装置等の装置を採用すればよい。遅延剤としては、固形分の凝固を抑制しえる剤であれば特に制限なく採用可能であり、例えばグルコン酸塩、クエン酸及びその塩、酒石酸及びその塩等が挙げられる。
【0076】
また、生コンクリートスラッジ水タンクにはレベル計、当該レベル計により生コンクリートスラッジ水タンクに供給する生コンクリートスラッジ水の供給量を調節する調節弁等の各種計装品が備えられていてもよい。
【0077】
生コンクリートスラッジ水の供給設備は、上記生コンクリートスラッジ水タンクの他、例えば流量計、流量調節弁等の計装器を備えていてもよい。生コンクリートスラッジ水の供給先が複数存在する場合は、各供給先に計装器を備えていてもよい。
【0078】
生コンクリートスラッジ水の供給設備は、少なくとも生コンクリートスラッジ水タンクを有しており、好ましくは上記各種計装品、また噴霧ノズル等の供給先への配管を有するものである。既述のように、例えば噴霧ノズルを複数有する場合、一の生コンクリートスラッジ水の供給設備により複数の噴霧ノズルに生コンクリートスラッジ水に供給してもよいし、一の噴霧ノズルごとに生コンクリートスラッジ水を供給する、すなわち複数の生コンクリートスラッジ水の供給設備が備えられていてもよい。
【0079】
（基材の受け入れ及び搬送設備）
本実施形態の製造装置は、図１に示されるように、必要に応じて受け入れた基材を破砕する破砕施設、搬送車両に基材を積み込むために一時的に基材を保管する基材ヤード、また破砕施設から基材ヤードに移送するための移送ベルトコンベア、基材ヤードから接触装置に輸送するための輸送ベルトコンベア等の各種ベルトコンベアを備えていてもよい。
これらの施設、ベルトコンベア等の形式については、公知の形式から適宜選択すればよい。また、図１には好ましい一態様が示されているのであり、これらの施設、ベルトコンベア、搬送車両等は必要に応じて採用されることはいうまでもないことである。
本実施形態の製造装置は、図１に示されるように、必要に応じて受け入れた基材を破砕する破砕施設、搬送車両に基材を積み込むために一時的に基材を保管する基材ヤード、また破砕施設から基材ヤードに移送するための移送ベルトコンベア、基材ヤードから接触装置に輸送するための輸送ベルトコンベア等の各種ベルトコンベアを備えていてもよい。
これらの施設、ベルトコンベア等の形式については、公知の形式から適宜選択すればよい。また、図１には好ましい一態様が示されているのであり、これらの施設、ベルトコンベア、搬送車両等は必要に応じて採用されることはいうまでもないことである。
【0080】
［二酸化炭素の回収方法］
本実施形態の二酸化炭素の回収方法は、
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む、というものである。
本実施形態の二酸化炭素の回収方法は、
生コンクリートスラッジ水と基材との接触により、前記生コンクリートスラッジ水及び前記基材を含有する含有物を得る第一の接触工程、及び
前記含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触により、前記二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を反応させて炭酸カルシウムを含む反応物を得る第二の接触工程、
を含む、というものである。
【0081】
上記の本実施形態の路盤材の製造方法によれば、既述のように路盤材を製造できるだけでなく、二酸化炭素を回収することも可能となる。本実施形態の二酸化炭素の回収方法は、これに着目したものである。
【0082】
第一の接触工程、第二の接触工程、またこれらの接触工程で接触の対象となる、生コンクリートスラッジ水、基材、二酸化炭素含有ガス等については、上記路盤材の製造方法において説明したものと同じである。また、接触に際しての各種条件についても、上記路盤材の製造方法において説明したものと同じである。
【実施例0083】
次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら制限されるものではない。
【0084】
（実施例１）
図１に示される構成を有する路盤材の製造装置における接触装置（第一の接触槽）及び反応容器（第二の接触槽）を用いた。
基材として砕石（粒径：１３ｍｍ以下（１３ｍｍ篩処理品））を用い、砕石を接触装置（第一の接触槽）の上部から１０００ｇを投入し、次いで、生コンクリートスラッジ水（カルシウム濃度：９００質量ｐｐｍ、固形分濃度：３質量％）１５ｇを、噴霧ノズル（ノズル孔径：０．０５ｍｍφ）を介して噴霧しながら供給し、生コンクリートスラッジ水と砕石との接触（第一の接触工程）を行い、生コンクリートスラッジ水及び砕石を含む含有物を得た。得られた含有物を、反応容器（第二の接触槽）に供給し、次いで、２５℃の二酸化炭素含有ガス（二酸化炭素濃度：３容量％）を０．０３ｍ３／ｈの流量で供給し、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触（第二の接触工程）を２５℃の温度条件で行い、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得た。
第二の接触工程で路盤材の製造にあたり、消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。二酸化炭素回収量は、排ガス流量（ｍ３／ｓ）×供給時間（ｓ）×（反応容器入口の二酸化炭素濃度－反応容器出口の二酸化炭素濃度）×二酸化炭素の比重（ｋｇ／ｍ３）／基材の質量（ｔｏｎ）により算出した。
図１に示される構成を有する路盤材の製造装置における接触装置（第一の接触槽）及び反応容器（第二の接触槽）を用いた。
基材として砕石（粒径：１３ｍｍ以下（１３ｍｍ篩処理品））を用い、砕石を接触装置（第一の接触槽）の上部から１０００ｇを投入し、次いで、生コンクリートスラッジ水（カルシウム濃度：９００質量ｐｐｍ、固形分濃度：３質量％）１５ｇを、噴霧ノズル（ノズル孔径：０．０５ｍｍφ）を介して噴霧しながら供給し、生コンクリートスラッジ水と砕石との接触（第一の接触工程）を行い、生コンクリートスラッジ水及び砕石を含む含有物を得た。得られた含有物を、反応容器（第二の接触槽）に供給し、次いで、２５℃の二酸化炭素含有ガス（二酸化炭素濃度：３容量％）を０．０３ｍ３／ｈの流量で供給し、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触（第二の接触工程）を２５℃の温度条件で行い、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得た。
第二の接触工程で路盤材の製造にあたり、消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。二酸化炭素回収量は、排ガス流量（ｍ３／ｓ）×供給時間（ｓ）×（反応容器入口の二酸化炭素濃度－反応容器出口の二酸化炭素濃度）×二酸化炭素の比重（ｋｇ／ｍ３）／基材の質量（ｔｏｎ）により算出した。
【0085】
（比較例１）
実施例１において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例１と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
実施例１において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例１と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
【0086】
（実施例２）
実施例１において、砕石を再生砕石（粒径：４０ｍｍ以下（４０ｍｍ篩処理品））とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を６１．７ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、３．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
実施例１において、砕石を再生砕石（粒径：４０ｍｍ以下（４０ｍｍ篩処理品））とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を６１．７ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、３．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
【0087】
（比較例２）
実施例２において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例２と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、２．６ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
実施例２において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例２と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、２．６ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
【0088】
（実施例３）
実施例１において、砕石を砕砂（粒径：２．８５ｍｍ以下）とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を１５ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、０．５ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
実施例１において、砕石を砕砂（粒径：２．８５ｍｍ以下）とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を１５ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、０．５ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
【0089】
（比較例３）
実施例３において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例３と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
実施例３において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例３と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
【0090】
（実施例４）
実施例１において、砕石を再生骨材（粒径：４０ｍｍ以下）とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を１５ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、０．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
実施例１において、砕石を再生骨材（粒径：４０ｍｍ以下）とし、生コンクリートスラッジ水の使用量を１５ｇとした以外は、実施例１と同様にして路盤材を得た。
二酸化炭素回収量は、０．３ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
【0091】
（比較例４）
実施例４において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例４と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
実施例４において、生コンクリートスラッジ水を使用せず、水を用いた以外は実施例１と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例４と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、０．１ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材以下となった。
【0092】
【表1】
【0093】
実施例１～４の結果から、本実施形態の路盤材の製造方法によれば、効率的に基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材が得られることが確認された。
実施例１と比較例１との対比より、第一の接触工程において生コンクリートスラッジ水を用いることで、二酸化炭素の回収量は３倍以上となる、すなわち３倍以上の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤剤が得られることが分かる。実施例２と比較例２との対比から、二酸化炭素の回収量は２７％向上する、すなわち１．２７倍の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤剤が得られることが分かる。また、実施例３と比較例３、及び実施例４と比較例４とによっても、各々５倍以上及び３倍以上の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤材が得られることが分かる。
実施例１と比較例１との対比より、第一の接触工程において生コンクリートスラッジ水を用いることで、二酸化炭素の回収量は３倍以上となる、すなわち３倍以上の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤剤が得られることが分かる。実施例２と比較例２との対比から、二酸化炭素の回収量は２７％向上する、すなわち１．２７倍の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤剤が得られることが分かる。また、実施例３と比較例３、及び実施例４と比較例４とによっても、各々５倍以上及び３倍以上の炭酸カルシウムが基材の表面に被覆（付着）する路盤材が得られることが分かる。
【0094】
（実施例５）
図１に示される構成を有する路盤材の製造装置における接触装置（第一の接触槽）及び反応容器（第二の接触槽）を用いた。
基材として再生砕石（粒径：４０ｍｍ以下）を用い、再生砕石を接触装置（第一の接触槽）の上部から１０００ｋｇを投入し、次いで、生コンクリートスラッジ水（カルシウム濃度：９００質量ｐｐｍ、固形分濃度：３質量％）１０ｋｇを、噴霧ノズル（ノズル孔径：０．５ｍｍφ）を介して噴霧しながら供給し、生コンクリートスラッジ水と砕石との接触（第一の接触工程）を行い、生コンクリートスラッジ水及び砕石を含む含有物を得た。得られた含有物を、反応容器（第二の接触槽）に供給し、次いで、４０℃の二酸化炭素含有ガス（二酸化炭素濃度：３容量％）を３００ｍ３／ｈの流量で供給し、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触（第二の接触工程）を６０℃の温度条件で行い、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得た。
第二の接触工程で路盤材の製造にあたり、消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、４．７ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
図１に示される構成を有する路盤材の製造装置における接触装置（第一の接触槽）及び反応容器（第二の接触槽）を用いた。
基材として再生砕石（粒径：４０ｍｍ以下）を用い、再生砕石を接触装置（第一の接触槽）の上部から１０００ｋｇを投入し、次いで、生コンクリートスラッジ水（カルシウム濃度：９００質量ｐｐｍ、固形分濃度：３質量％）１０ｋｇを、噴霧ノズル（ノズル孔径：０．５ｍｍφ）を介して噴霧しながら供給し、生コンクリートスラッジ水と砕石との接触（第一の接触工程）を行い、生コンクリートスラッジ水及び砕石を含む含有物を得た。得られた含有物を、反応容器（第二の接触槽）に供給し、次いで、４０℃の二酸化炭素含有ガス（二酸化炭素濃度：３容量％）を３００ｍ３／ｈの流量で供給し、含有物と二酸化炭素含有ガスとの接触（第二の接触工程）を６０℃の温度条件で行い、基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材を得た。
第二の接触工程で路盤材の製造にあたり、消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出したところ、４．７ｋｇ－ＣＯ２／ｔ－基材となった。
【0095】
（実施例６～１０）
実施例５において、二酸化炭素含有ガスの供給量及び温度を第２表に示される条件とした以外は、実施例５と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例５と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出した結果を、第２表に示す。
実施例５において、二酸化炭素含有ガスの供給量及び温度を第２表に示される条件とした以外は、実施例５と同様にした。第二の接触工程で得られたものについて、実施例５と同様にして消費された二酸化炭素の量を二酸化炭素回収量として算出した結果を、第２表に示す。
【0096】
【表2】
【0097】
実施例１～４に比べて、１０００倍量の基材を用いる実施例５～１０によっても、本実施形態の路盤材の製造方法によれば、効率的に基材及び炭酸カルシウムを含有する路盤材が得られることが確認された。
【図1】
