JP7610106B2

JP7610106B2 - Method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gas at foundation construction sites, carbon dioxide capture and storage device, and foundation constructed using said method

Info

Publication number: JP7610106B2
Application number: JP2021022162A
Authority: JP
Inventors: 正彦大越
Original assignee: Japan Pile Corp
Current assignee: Asia Pile Holdings Corp
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2025-01-08
Anticipated expiration: 2041-02-15
Also published as: JP2022124414A

Description

本開示は、基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法、二酸化炭素回収貯蔵装置、及び、該方法を用いて構築された基礎に関する。 This disclosure relates to a method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gases at foundation construction sites, a carbon dioxide capture and storage device, and a foundation constructed using the method.

従来より、温室効果ガスである二酸化炭素の排出抑制のための技術開発が行われている。例えば、土木建築分野では、特許文献１が開示するように、コンクリート構造物に二酸化炭素を吸収させる技術や、特許文献２が開示するように、二酸化炭素とγビーライトを反応させて炭酸化コンクリートを製造する技術が開発されている。前者は、空気中の二酸化炭素をコンクリート構造物に吸収させるものであり、後者は、火力発電所の排ガスに含まれる二酸化炭素をγビーライトと反応させるものである。 Technology has been developed to reduce emissions of carbon dioxide, a greenhouse gas. For example, in the field of civil engineering and construction, technology has been developed to absorb carbon dioxide into concrete structures, as disclosed in Patent Document 1, and technology to produce carbonated concrete by reacting carbon dioxide with gamma belite, as disclosed in Patent Document 2. The former involves absorbing carbon dioxide in the air into a concrete structure, while the latter involves reacting carbon dioxide contained in the exhaust gas from thermal power plants with gamma belite.

特許第４８２９０１７号公報Patent No. 4829017 特許第４８２２３７３号公報Patent No. 4822373

近年、国連で採択されたＳＤＧｓ（ＳｕｓｔａｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｏａｌｓ（持続可能な開発目標））の社会的な広がりもあって、二酸化炭素の排出抑制の必要性が益々高まってきている。特に、土木建築分野では、セメントの原材料であるクリンカの製造過程で大量の二酸化炭素が排出されることから、二酸化炭素の排出抑制のための技術開発を行うことの意義は大きい。
上述した事情に鑑みて、本発明の目的は、土木建築のための基礎施工現場で排出される排ガス中の二酸化炭素を回収して貯蔵するための基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法、二酸化炭素回収貯蔵装置、及び、該方法を用いて構築された基礎を提供することにある。 In recent years, with the social spread of the Sustainable Development Goals (SDGs) adopted by the United Nations, the need to reduce carbon dioxide emissions has been increasing. In particular, in the field of civil engineering and construction, a large amount of carbon dioxide is emitted during the manufacturing process of clinker, the raw material of cement, so there is great significance in developing technology to reduce carbon dioxide emissions.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas at a foundation construction site for civil engineering and building, a carbon dioxide capture and storage device, and a foundation constructed using said method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas emitted at the foundation construction site.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法は、
基礎施工現場において、掘削対象の地盤内若しくは掘削対象の地盤に形成された杭孔内に供給される掘削液若しくは硬化性材料と少なくとも１つの原動機から排出された排ガスとを混合するために、前記排ガスを前記地盤内若しくは前記杭孔内に供給する排ガス供給工程を備え、
前記排ガス供給工程において、前記掘削液若しくは前記硬化性材料としてのセメントミルクを前記地盤内若しくは前記杭孔内に供給するための供給管に前記排ガスを供給する。 (1) At least one embodiment of the present invention relates to a method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas from a foundation construction site,
At a foundation construction site, an exhaust gas supplying step is provided for supplying exhaust gas discharged from at least one prime mover into the ground to be excavated or into a pile hole formed in the ground to be excavated, in order to mix the exhaust gas with drilling fluid or hardening material supplied thereto ;
In the exhaust gas supplying step, the exhaust gas is supplied to a supply pipe for supplying the drilling fluid or cement milk as the hardenable material into the ground or into the pile hole.

上記構成（１）によれば、原動機から排出された排ガスを地盤内若しくは杭孔内に供給することにより、排ガス中の二酸化炭素が掘削液若しくは硬化性材料に溶解・反応して吸収される。二酸化炭素を吸収した掘削液は、掘削土と混合されるか地盤に浸透し、二酸化炭素を吸収した硬化性材料は地盤内若しくは杭孔内で硬化する。これにより基礎施工現場の原動機から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵され、この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration (1), by supplying the exhaust gas discharged from the prime mover into the ground or into a pile hole, the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves in and reacts with the drilling fluid or hardening material and is absorbed. The drilling fluid that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil or permeates into the ground, and the hardening material that has absorbed the carbon dioxide hardens in the ground or in the pile hole. In this way, the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the prime mover at the foundation construction site is collected and stored in the ground, and as a result, it is possible to prevent the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

また、基礎施工現場では、掘削液と掘削土が混ざり合った残土が地上に排出されるとともに、掘削土を含む硬化性材料の一部がオーバーフロー液として地上に流出することがある。これら残土やオーバーフロー液は、固化材を使用して固体化されて産業廃棄物として処分される。この際、地盤若しくは杭孔内に供給された排ガスの一部は、これら残土又はオーバーフロー液に吸収された状態で地上に排出され、産業廃棄物に含まれた状態で処分されることとなる。このように杭孔から排出された残土やオーバーフロー液等の排出物を固化して処理すれば、結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。
一方、セメントを主成分とする硬化性材料が二酸化炭素を吸収して炭酸化した場合、炭酸化していない場合よりも強度が高くなり、基礎の性能が向上する。
また、掘削液若しくはセメントミルクの供給管に排ガスを供給することで、掘削液若しくはセメントミルクと排ガスを効率的に混合することができる。この結果として、掘削液若しくはセメントミルクに、排ガス中の二酸化炭素を効率的に溶解・反応させ、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されること抑制することができる。 In addition, at foundation construction sites, the surplus soil, which is a mixture of excavation fluid and excavated soil, is discharged to the ground, and some of the hardening materials including the excavated soil may flow out to the ground as overflow liquid. The surplus soil and overflow liquid are solidified using a solidification material and disposed of as industrial waste. At this time, some of the exhaust gas supplied to the ground or into the pile hole is absorbed by the surplus soil or overflow liquid and discharged to the ground, and is disposed of as included in the industrial waste. If the discharged materials such as the surplus soil and overflow liquid discharged from the pile hole are solidified and treated in this way, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.
On the other hand, when a hardening material whose main component is cement absorbs carbon dioxide and becomes carbonated, it becomes stronger than when it is not carbonated, improving the performance of the foundation.
In addition, by supplying the exhaust gas to the supply pipe of the drilling fluid or cement milk, the drilling fluid or cement milk and the exhaust gas can be efficiently mixed. As a result, the carbon dioxide in the exhaust gas can be efficiently dissolved and reacted with the drilling fluid or cement milk, and the carbon dioxide in the exhaust gas can be prevented from being released into the atmosphere.

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機の原動機若しくは杭打ち機に搭載された発電機の原動機である。 (2) In some embodiments, in the above configuration (1),
One of the at least one prime mover is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver.

上記構成（２）によれば、杭打ち機の原動機若しくは杭打ち機に搭載された発電機の原動機から排出された排ガスを、掘削液若しくはセメントミルクの供給管に供給することで、排ガスを供給するための経路の構成を簡単にすることができる。 According to the above configuration (2), the exhaust gas discharged from the prime mover of the pile driver or the prime mover of the generator mounted on the pile driver can be supplied to a supply pipe for drilling fluid or cement milk, thereby simplifying the configuration of the path for supplying the exhaust gas .

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記少なくとも１つの原動機のうち１つは、水とセメントを混合して前記硬化性材料としてのセメントミルクを調製するためのセメントミルクプラントに電力を供給する発電機の原動機であり、
前記発電機の原動機から排出された排ガスを前記水、前記水と前記セメントの混合物、若しくは前記セメントミルクと混合する排ガス混合工程を備える。 (3) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
One of the at least one prime movers is a prime mover of a generator that supplies power to a cement milk plant for mixing water and cement to prepare cement milk as the hardenable material;
The method further includes an exhaust gas mixing step of mixing exhaust gas discharged from a prime mover of the generator with the water, a mixture of the water and the cement, or the cement milk.

上記構成（３）によれば、セメントミルクプラントに電力を供給する発電機の原動機から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合することにより、排ガス中の二酸化炭素が水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクに溶解・反応して吸収される。ここで、水に溶解・反応した二酸化炭素は、水とセメントが混合されることにより、セメントにも溶解・反応してセメントミルクに吸収される。従って、水と混合された排ガス中の二酸化炭素は、セメントミルクと混合された場合と同様に、セメントミルクにも溶解・反応して吸収されることになり、排ガスは、セメントミルクに含まれた状態で地盤若しくは杭孔に供給される。そして、二酸化炭素を吸収したセメントミルクは掘削土と混合されて硬化し、これにより基礎施工現場の発電機から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵される。この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration (3), the exhaust gas discharged from the prime mover of the generator that supplies power to the cement milk plant is mixed with water, a mixture of water and cement, or cement milk, so that the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves and reacts with the water, the mixture of water and cement, or the cement milk and is absorbed. Here, the carbon dioxide dissolved and reacted with the water is also dissolved and reacted with the cement by mixing the water and cement, and is absorbed by the cement milk. Therefore, the carbon dioxide in the exhaust gas mixed with water is dissolved and reacted with the cement milk and absorbed in the same way as when it is mixed with the cement milk, and the exhaust gas is supplied to the ground or pile hole in a state contained in the cement milk. Then, the cement milk that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil and hardens, and the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the generator at the foundation construction site is collected and stored in the ground. As a result, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
前記少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機の原動機若しくは杭打ち機に搭載された発電機の原動機であり、
前記地盤の掘削土と前記セメントミルクを前記杭打ち機によって撹拌混合する撹拌混合工程を備える。 (4) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (3),
one of the at least one prime mover is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver;
The method includes a stirring and mixing process for stirring and mixing the excavated soil from the ground and the cement milk using the pile driver.

上記構成（４）によれば、掘削土とセメントミルクを撹拌混合することによって、排ガスが分散され、掘削土とセメントミルクによって形成されるソイルセメントの強度低下を抑制することができる。 According to the above configuration (4), by stirring and mixing the excavated soil and cement milk, exhaust gas is dispersed and a decrease in the strength of the soil cement formed by the excavated soil and cement milk can be suppressed.

（５）本発明の少なくとも一実施形態に係る基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収装置は、
基礎施工現場において、掘削対象の地盤内若しくは掘削対象の地盤に形成された杭孔内に供給される掘削液若しくは硬化性材料と少なくとも１つの原動機から排出された排ガスを混合するために、前記排ガスを前記地盤内若しくは前記杭孔内に供給する排ガス供給手段を備え、
前記排ガス供給手段は、前記掘削液若しくは前記硬化性材料としてのセメントミルクを前記地盤内若しくは前記杭孔内に供給するための供給管に前記排ガスを供給するためのポンプを有する。 (5) At least one embodiment of the present invention relates to a carbon dioxide capture device for exhaust gas from a foundation construction site,
At a foundation construction site, in order to mix the exhaust gas discharged from at least one prime mover with the drilling fluid or hardening material supplied into the ground to be excavated or into a pile hole formed in the ground to be excavated, an exhaust gas supplying means is provided for supplying the exhaust gas into the ground or into the pile hole ;
The exhaust gas supplying means has a pump for supplying the exhaust gas to a supply pipe for supplying the drilling fluid or cement milk as the hardenable material into the ground or into the pile hole.

上記構成（５）によれば、排ガス供給手段によって、原動機から排出された排ガスを地盤内若しくは杭孔内に供給することにより、排ガス中の二酸化炭素が掘削液若しくは硬化性材料に溶解・反応して吸収され、排ガスは、掘削液に含まれた状態で地盤若しくは杭孔に供給される。そして、二酸化炭素を吸収した掘削液は、掘削土と混合されるか地盤に浸透し、二酸化炭素を吸収した硬化性材料は地盤内若しくは杭孔内で硬化する。これにより基礎施工現場の原動機から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵され、この結果として排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration (5), the exhaust gas supply means supplies the exhaust gas discharged from the prime mover into the ground or into the pile hole, whereby the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves in and reacts with the drilling fluid or the hardening material and is absorbed, and the exhaust gas is supplied to the ground or the pile hole in a state contained in the drilling fluid. The drilling fluid that has absorbed the carbon dioxide is then mixed with the excavated soil or permeates the ground, and the hardening material that has absorbed the carbon dioxide hardens in the ground or in the pile hole. In this way, the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the prime mover at the foundation construction site is collected and stored in the ground, and as a result, it is possible to prevent the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

また、基礎施工現場では、掘削液と掘削土が混ざり合った残土が地上に排出されるとともに、掘削土を含む硬化性材料の一部がオーバーフロー液として地上に流出することがある。これら残土やオーバーフロー液は、固化材を使用して固体化されて産業廃棄物として処分される。この際、地盤若しくは杭孔内に供給された排ガスの一部は、これら残土又はオーバーフロー液に吸収された状態で地上に排出され、産業廃棄物に含まれた状態で処分されることとなる。このように杭孔から排出された残土やオーバーフロー液等の排出物を固化して処理すれば、結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。
一方、セメントを主成分とする硬化性材料が二酸化炭素を吸収して炭酸化した場合、炭酸化していない場合よりも強度が高くなり、基礎の性能が向上する。
更に、ポンプによって、掘削液若しくはセメントミルクの供給管に排ガスを供給することで、排ガスを供給するための経路の構成を簡単にすることができる。
また、掘削液若しくはセメントミルクの供給管に排ガスを供給することで、掘削液若しくはセメントミルクと排ガスを効率的に混合することができる。この結果として、掘削液若しくはセメントミルクに、排ガス中の二酸化炭素を効率的に溶解・反応させ、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されること抑制することができる。 In addition, at foundation construction sites, the surplus soil, which is a mixture of excavation fluid and excavated soil, is discharged to the ground, and some of the hardening materials including the excavated soil may flow out to the ground as overflow liquid. The surplus soil and overflow liquid are solidified using a solidification material and disposed of as industrial waste. At this time, some of the exhaust gas supplied to the ground or into the pile hole is absorbed by the surplus soil or overflow liquid and discharged to the ground, and is disposed of as included in the industrial waste. If the discharged materials such as the surplus soil and overflow liquid discharged from the pile hole are solidified and treated in this way, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.
On the other hand, when a hardening material whose main component is cement absorbs carbon dioxide and becomes carbonated, it becomes stronger than when it is not carbonated, improving the performance of the foundation.
Furthermore, by supplying the exhaust gas to the supply pipe for the drilling fluid or the cement milk by means of a pump, the configuration of a path for supplying the exhaust gas can be simplified.
In addition, by supplying the exhaust gas to the supply pipe of the drilling fluid or cement milk, the drilling fluid or cement milk and the exhaust gas can be efficiently mixed. As a result, the carbon dioxide in the exhaust gas can be efficiently dissolved and reacted with the drilling fluid or cement milk, and the carbon dioxide in the exhaust gas can be prevented from being released into the atmosphere.

（６）幾つかの実施形態では、上記構成（５）において、
前記少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機の原動機若しくは杭打ち機に搭載された発電機の原動機である。 (6) In some embodiments, in the above configuration (5),
One of the at least one prime mover is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver.

（７）幾つかの実施形態では、上記構成（５）又は（６）において、
前記少なくとも１つの原動機のうち１つは、水とセメントを混合して前記硬化性材料としてのセメントミルクを調製するためのセメントミルクプラントに電力を供給する発電機の原動機であり、
前記発電機の原動機から排出された排ガスを前記水、前記水と前記セメントの混合物、若しくは前記セメントミルクと混合する排ガス混合手段を備える。 (7) In some embodiments, in the above configuration (5) or (6),
One of the at least one prime movers is a prime mover of a generator that supplies power to a cement milk plant for mixing water and cement to prepare cement milk as the hardenable material;
The apparatus further includes an exhaust gas mixing means for mixing exhaust gas discharged from a prime mover of the generator with the water, the mixture of the water and the cement, or the cement milk.

上記構成（７）によれば、発電機から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合することにより、排ガス中の二酸化炭素が水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクに溶解・反応して吸収される。ここで、水に溶解・反応した二酸化炭素は、水とセメントが混合されることにより、セメントにも溶解・反応してセメントミルクに吸収される。従って、水と混合された排ガス中の二酸化炭素は、セメントミルクと混合された場合と同様に、セメントミルクにも溶解・反応して吸収されることになり、排ガスは、セメントミルクに含まれた状態で地盤若しくは杭孔に供給される。そして、二酸化炭素を吸収したセメントミルクは掘削土と混合されて硬化し、これにより基礎施工現場の発電機から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵される。この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration (7), the exhaust gas discharged from the generator is mixed with water, a mixture of water and cement, or cement milk, so that the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves and reacts with the water, the mixture of water and cement, or the cement milk and is absorbed. Here, the carbon dioxide dissolved and reacted with the water is also dissolved and reacted with the cement by mixing the water and cement, and is absorbed by the cement milk. Therefore, the carbon dioxide in the exhaust gas mixed with water is dissolved and reacted with the cement milk and absorbed, just as when it is mixed with the cement milk, and the exhaust gas is supplied to the ground or pile hole in a state contained in the cement milk. Then, the cement milk that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil and hardens, and the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the generator at the foundation construction site is collected and stored in the ground. As a result, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

本発明によれば、土木建築のための基礎施工現場で排出される排ガスを回収して貯蔵するための基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法、二酸化炭素回収貯蔵装置、及び、該方法を用いて構築された基礎が提供される。 The present invention provides a method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gases emitted at foundation construction sites for civil engineering and building construction, a carbon dioxide capture and storage device, and a foundation constructed using the method.

基礎施工現場の一例を説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of a foundation construction site. （ａ）は地盤を掘削して杭孔を形成している様子を示し、（ｂ）は杭周固定液を供給しながら杭周固定液と掘削土を撹拌混合して杭周固定部となるソイルセメントを生成している様子を示し、（ｃ）は根固め液を供給しながら根固め液と掘削土を撹拌混合して根固め部となるソイルセメントを生成している様子を示しており、（ｄ）は掘削ドリルを引き上げている様子を示し、（ｅ）は杭打ち機により、ソイルセメントが溜められている杭孔内に既製杭を沈設している様子を示し、（ｆ）は杭孔内に既製杭が沈設された様子を示している。（ｇ）は杭孔からオーバーフローした掘削液と掘削土が混ざり合った残土や掘削土を含む杭周固定液のオーバーフロー液等の排出物に固化材を添加して撹拌・混合し、固化させる様子を示している。(a) shows the state of excavating the ground to form a pile hole, (b) shows the state of supplying the pile periphery fixing liquid and stirring and mixing the pile periphery fixing liquid and the excavated soil to generate soil cement to become the pile periphery fixing part, (c) shows the state of supplying the root fixing liquid and stirring and mixing the root fixing liquid and the excavated soil to generate soil cement to become the root fixing part, (d) shows the state of pulling up the drilling drill, (e) shows the state of sinking a prefabricated pile into the pile hole in which soil cement is stored by a pile driver, (f) shows the state of sinking the prefabricated pile into the pile hole. (g) shows the state of adding a solidifying material to the discharged material such as the residual soil mixed with the excavated soil and the overflow liquid of the pile periphery fixing liquid containing the excavated soil that overflowed from the pile hole, stirring and mixing it, and solidifying it. 本発明の一実施形態に係る基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法の概略的な手順を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a schematic procedure of a method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas at a foundation construction site according to one embodiment of the present invention. 二酸化炭素回収貯蔵方法を説明するための概略的な図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a carbon dioxide capture and storage method. 本発明の他の実施形態に係る二酸化炭素回収貯蔵方法を説明するための概略的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for capturing and storing carbon dioxide according to another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施形態に係る二酸化炭素回収貯蔵方法を説明するための概略的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a carbon dioxide capture and storage method according to yet another embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to another embodiment of the present invention. 地盤改良施工現場の一例を説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of a ground improvement construction site.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Below, several embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention and are merely illustrative examples.

図１は、基礎施工現場の一例を説明するための概略図である。図１の基礎施工現場は、杭基礎の施工現場であり、既製杭を用いるプレボーリング工法の施工現場である。基礎施工現場には、杭打ち機（掘削機）１、掘削液ミキサ（不図示）、セメントミルクプラント３、発電機５、水槽７及びサイロ８等が設置されている。 Figure 1 is a schematic diagram for explaining an example of a foundation construction site. The foundation construction site in Figure 1 is a pile foundation construction site, where a pre-boring method using prefabricated piles is used. At the foundation construction site, a pile driver (excavator) 1, a drilling fluid mixer (not shown), a cement milk plant 3, a generator 5, a water tank 7, a silo 8, etc. are installed.

杭打ち機１は、杭打ち機本体９、マスト１１、及びモータ１３を備えている。杭打ち機本体９は自走可能であり、杭打ち機本体９にマスト１１が取り付けられ、マスト１１にはモータ１３が昇降可能に取り付けられている。モータ１３には、スイベル１５及び掘削ドリル１７が連結されている。また杭打ち機１には、モータ１３に電力を供給するための発電機１９が搭載され、モータ１３によって掘削ドリル１７を回転駆動可能である。一方、掘削ドリル１７は内部流路を有しており、掘削液ミキサやセメントミルクプラント３からスイベル１５を介して掘削ドリル１７の内部流路に掘削液やセメントミルク（杭周固定液や根固め液）を供給可能である。内部流路に供給された掘削液やセメントミルクは、掘削ドリル１７の先端（下端）から吐出される。 The pile driver 1 includes a pile driver body 9, a mast 11, and a motor 13. The pile driver body 9 is self-propelled, and a mast 11 is attached to the pile driver body 9, and a motor 13 is attached to the mast 11 so that it can be raised and lowered. A swivel 15 and a drilling drill 17 are connected to the motor 13. The pile driver 1 is also equipped with a generator 19 for supplying power to the motor 13, and the drilling drill 17 can be rotated by the motor 13. Meanwhile, the drilling drill 17 has an internal flow path, and drilling fluid and cement milk (pile fixing fluid and root strengthening fluid) can be supplied to the internal flow path of the drilling drill 17 from the drilling fluid mixer and cement milk plant 3 via the swivel 15. The drilling fluid and cement milk supplied to the internal flow path are discharged from the tip (lower end) of the drilling drill 17.

図２（ａ）～（ｇ）は、杭打ち機１を用いた杭基礎の構築工程を概略的に示している。図２（ａ）は地盤を掘削して杭孔２１を形成している様子を示しており、図２（ｂ）は、杭周固定液を供給しながら杭周固定液と掘削土を撹拌混合して杭周固定部となるソイルセメント２３を生成している様子を示している。図２（ｃ）は、根固め液を供給しながら根固め液と掘削土を撹拌混合して根固め部となるソイルセメント２５を生成している様子を示しており、図２（ｄ）は、掘削ドリルを引き上げている様子を示している。図２（ｅ）は、杭打ち機１により、ソイルセメント２３，２５が溜められている杭孔２１内に既製杭２７を沈設している様子を示しており、図２（ｆ）は、杭孔２１内に既製杭２７が沈設された様子を示している。ソイルセメント２３，２５が硬化して杭周固定部及び根固め部をそれぞれ形成することにより、杭基礎の構築が終了する。図２（ｇ）は、杭孔からオーバーフローした掘削液と掘削土が混ざり合った残土や掘削土を含む杭周固定液のオーバーフロー液等の排出物に固化材２８を添加して撹拌・混合し、固化させる様子を示している。固化したものは産業廃棄物として処理される。 2(a) to (g) show a schematic diagram of the construction process of a pile foundation using a pile driver 1. FIG. 2(a) shows the state in which the ground is excavated to form a pile hole 21, and FIG. 2(b) shows the state in which the pile periphery fixing liquid is supplied while stirring and mixing the pile periphery fixing liquid and the excavated soil to generate soil cement 23 that will be the pile periphery fixing portion. FIG. 2(c) shows the state in which the root fixing liquid is supplied while stirring and mixing the root fixing liquid and the excavated soil to generate soil cement 25 that will be the root fixing portion, and FIG. 2(d) shows the state in which the drilling drill is pulled up. FIG. 2(e) shows the state in which the pile driver 1 sinks a prefabricated pile 27 into the pile hole 21 in which the soil cements 23 and 25 are stored, and FIG. 2(f) shows the state in which the prefabricated pile 27 is sunk into the pile hole 21. The construction of the pile foundation is completed when the soil cements 23 and 25 harden to form the pile periphery fixing portion and the root fixing portion, respectively. FIG. 2(g) shows how solidification material 28 is added to discharged materials such as the overflow of pile fixing fluid containing excavated soil and residual soil that has overflowed from the pile hole, and the overflow of the pile fixing fluid containing excavated soil, and the solidification is performed by stirring and mixing. The solidified material is treated as industrial waste.

図３は、上述した杭基礎の構築方法に適用可能な本発明の一実施形態に係る基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収貯蔵方法（以下、単に貯蔵方法ともいう）の概略的な手順を示すフローチャートである。図４は、貯蔵方法を説明するための概略的な図である。
図３に示したように、排ガス供給工程Ｓ１を備えており、杭基礎の構築方法は、掘削工程Ｓ３（図２（ａ））、杭周固定液注入・撹拌混合工程Ｓ５（図２（ｂ））、根固め液注入・撹拌混合工程Ｓ７（図２（ｃ））、既製杭沈設工程Ｓ９（図２（ｅ））、排出物固化工程Ｓ１１（図２（ｇ））を備えている。 Fig. 3 is a flow chart showing a schematic procedure of a method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gas at a foundation construction site (hereinafter, also simply referred to as a storage method) according to one embodiment of the present invention that can be applied to the above-mentioned pile foundation construction method. Fig. 4 is a schematic diagram for explaining the storage method.
As shown in Figure 3, the method includes an exhaust gas supplying process S1, and the pile foundation construction method includes an excavation process S3 (Figure 2(a)), a pile surrounding fixing liquid injection/stirring and mixing process S5 (Figure 2(b)), a root hardening liquid injection/stirring and mixing process S7 (Figure 2(c)), a prefabricated pile sinking process S9 (Figure 2(e)), and an exhaust solidification process S11 (Figure 2(g)).

基礎施工現場においては、掘削対象の地盤内若しくは掘削対象の地盤に形成された杭孔２１内に掘削液若しくはセメントミルク等の硬化性材料が供給される。図４を参照すると、排ガス供給工程Ｓ１では、杭打ち機１や発電機５，１９等の原動機２９，３１，３３のうち少なくとも１つの原動機から排出された排ガスと掘削液若しくはセメントミルク等の硬化性材料とを混合するために、排ガスを地盤内若しくは杭孔２１内に供給する。 At a foundation construction site, a hardening material such as drilling fluid or cement milk is supplied into the ground to be excavated or into a pile hole 21 formed in the ground to be excavated. Referring to FIG. 4, in the exhaust gas supply process S1, exhaust gas is supplied into the ground or into the pile hole 21 in order to mix exhaust gas discharged from at least one of the prime movers 29, 31, 33 such as the pile driver 1 and the generators 5, 19 with the hardening material such as drilling fluid or cement milk.

上記構成によれば、原動機２９，３１，３３から排出された排ガスを地盤内若しくは杭孔２１内に供給することにより、排ガス中の二酸化炭素が掘削液若しくはセメントミルク等の硬化性材料に溶解・反応して吸収される。二酸化炭素を吸収した掘削液は、掘削土と混合されるか地盤に浸透し、二酸化炭素を吸収したセメントミルク等の硬化性材料は地盤内若しくは杭孔２１内で硬化する。これにより基礎施工現場の原動機２９，３１，３３から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵され、この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration, by supplying the exhaust gas discharged from the prime movers 29, 31, 33 into the ground or into the pile hole 21, the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves in and reacts with the drilling fluid or hardening material such as cement milk and is absorbed. The drilling fluid that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil or permeates the ground, and the hardening material such as cement milk that has absorbed the carbon dioxide hardens in the ground or in the pile hole 21. In this way, the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the prime movers 29, 31, 33 at the foundation construction site is collected and stored in the ground, and as a result, it is possible to prevent the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

また、基礎施工現場では、掘削液と掘削土が混ざり合った残土が地上に排出されるとともに、掘削土を含む杭周固定液等の硬化性材料の一部がオーバーフロー液として地上に流出することがある。これら残土やオーバーフロー液は、固化材２８を使用して固体化されて産業廃棄物として処分される。この際、地盤若しくは杭孔２１内に供給された排ガスの一部は、これら残土又はオーバーフロー液に吸収された状態で地上に排出され、産業廃棄物に含まれた状態で処分されることとなる。このように杭孔２１から排出された残土やオーバーフロー液等の排出物を固化して処理すれば、結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。
一方、セメントを主成分とする硬化性材料が二酸化炭素を吸収して炭酸化した場合、炭酸化していない場合よりも強度が高くなり、基礎の性能が向上する。 In addition, at the foundation construction site, the surplus soil, which is a mixture of the excavation fluid and the excavated soil, is discharged to the ground, and part of the hardening material, such as the pile circumference fixing liquid containing the excavated soil, may flow out to the ground as overflow liquid. The surplus soil and overflow liquid are solidified using the solidification material 28 and disposed of as industrial waste. At this time, part of the exhaust gas supplied to the ground or the pile hole 21 is absorbed by the surplus soil or overflow liquid and discharged to the ground, and is disposed of as contained in the industrial waste. If the discharged materials such as the surplus soil and overflow liquid discharged from the pile hole 21 are solidified and treated in this way, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.
On the other hand, when a hardening material whose main component is cement absorbs carbon dioxide and becomes carbonated, it becomes stronger than when it is not carbonated, improving the performance of the foundation.

一方、セメントミルクと二酸化炭素が反応すると比較的短時間でセメントミルクの流動性が低下する。このため、杭孔２１内からのセメントミルクの逸脱を防止することもできる。 On the other hand, when the cement milk reacts with carbon dioxide, the fluidity of the cement milk decreases in a relatively short time. This can also prevent the cement milk from escaping from inside the pile hole 21.

また、排ガスを杭孔２１内に供給することにより、ソイルセメントの自重、排ガスの熱、セメントミルクと二酸化炭素の反応熱及び地熱により、ソイルセメントを高温・高圧養生することができ、早期に所定強度を得ることができる。
更に、水分量が多いほど二酸化炭素の吸収量は多くなるため、杭基礎施工現場の掘削深度に地下水がある場合には、より多くの二酸化炭素を吸収・貯蔵することができる。 In addition, by supplying exhaust gas into the pile hole 21, the soil cement can be cured at high temperature and pressure using the soil cement's own weight, the heat of the exhaust gas, the heat of the reaction between the cement milk and carbon dioxide, and geothermal heat, and the soil cement can be cured at high temperature and pressure, allowing it to achieve the specified strength quickly.
Furthermore, the greater the moisture content, the greater the amount of carbon dioxide absorbed. Therefore, if there is groundwater at the excavation depth of the pile foundation construction site, more carbon dioxide can be absorbed and stored.

なお、セメントミルク等の硬化性材料による二酸化炭素の吸収は以下の概略的な反応式によって表されると考えられる。ただし、式中のｘＣａＯ・ｙＳｉＯ_２は珪酸三カルシウムや珪酸二カルシウム（ビーライト、γＣ_２Ｓ）等の珪酸カルシウムを表しており、式の左右でのモル数の整合性については無視している。式に示したように、珪酸カルシウム、水及び二酸化炭素が反応して炭酸カルシウムが生成される。
ｘＣａＯ・ｙＳｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→ｖＣａＯ・ｗＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ＋Ｃａ（ＯＨ）_２
Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２→ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
また、掘削液による二酸化炭素の吸収は以下の概略的な反応式によって表される。式に示したように、二酸化炭素と水が反応して炭酸が生成される。
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２ＣＯ_３ The absorption of carbon dioxide by hardening materials such as cement milk is considered to be represented by the following schematic reaction formula: In the formula, _xCaO.ySiO2 represents calcium silicate such as tricalcium silicate or dicalcium silicate (belite, _γC2S ), and the consistency of the number of moles on the left and right sides of the formula is ignored. As shown in the formula, calcium silicate, water, and carbon dioxide react to produce calcium carbonate.
xCaO・ySiO ₂ +H ₂ O→vCaO・wSiO ₂・H ₂ O+Ca(OH) ₂
Ca(OH) ₂ +CO ₂ →CaCO ₃ +H ₂ O
The absorption of carbon dioxide by drilling fluid is represented by the following schematic reaction formula: As shown in the formula, carbon dioxide reacts with water to produce carbonic acid.
CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

幾つかの実施形態では、図４に示したように、少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機１の原動機２９若しくは杭打ち機１に搭載された発電機１９の原動機（ディーゼルエンジン）３１であり、排ガス供給工程Ｓ１において、掘削液若しくは硬化性材料としてのセメントミルクを地盤内若しくは杭孔２１内に供給するための供給管３５に排ガスを供給する。 In some embodiments, as shown in FIG. 4, one of the at least one prime movers is the prime mover 29 of the pile driver 1 or the prime mover (diesel engine) 31 of the generator 19 mounted on the pile driver 1, and in the exhaust gas supply step S1, exhaust gas is supplied to a supply pipe 35 for supplying drilling fluid or cement milk as a hardening material into the ground or into the pile hole 21.

上記構成によれば、杭打ち機１の原動機２９若しくは杭打ち機１に搭載された発電機１９の原動機３１から排出された排ガスを、掘削液若しくはセメントミルクの供給管３５に供給することで、排ガスを供給するための経路の構成を簡単にすることができる。
また、掘削液若しくはセメントミルクの供給管３５に排ガスを供給することで、掘削液若しくはセメントミルクと排ガスを効率的に混合することができる。この結果として、掘削液若しくはセメントミルクに、排ガス中の二酸化炭素を効率的に溶解・反応させ、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されること抑制することができる。 According to the above configuration, exhaust gas discharged from the prime mover 29 of the pile driver 1 or the prime mover 31 of the generator 19 mounted on the pile driver 1 can be supplied to the drilling fluid or cement milk supply pipe 35, thereby simplifying the configuration of the path for supplying exhaust gas.
In addition, the drilling fluid or cement milk can be efficiently mixed with the exhaust gas by supplying the exhaust gas to the drilling fluid or cement milk supply pipe 35. As a result, the carbon dioxide in the exhaust gas can be efficiently dissolved and reacted with the drilling fluid or cement milk, and the carbon dioxide in the exhaust gas can be prevented from being released into the atmosphere.

図５は、本発明の他の実施形態に係る貯蔵方法を説明するための概略的な図である。図６は、本発明の更に他の実施形態に係る貯蔵方法を説明するための概略的な図である。
幾つかの実施形態では、排ガス供給工程Ｓ１は、排ガス混合工程を含む。排ガス混合工程では、図５及び図６に示したように、少なくとも１つの原動機のうち１つは、水とセメントを混合して硬化性材料としてのセメントミルクを調製するためのセメントミルクプラント３に電力を供給する発電機５の原動機３３であり、発電機５の原動機３３から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合する。なお、水とセメントの混合物とは混合中のものを指しており、十分に混合されたものをセメントミルクと称するものとする。 Fig. 5 is a schematic diagram for explaining a storage method according to another embodiment of the present invention, and Fig. 6 is a schematic diagram for explaining a storage method according to yet another embodiment of the present invention.
In some embodiments, the exhaust gas supply step S1 includes an exhaust gas mixing step. In the exhaust gas mixing step, as shown in Fig. 5 and Fig. 6, one of the at least one prime mover is a prime mover 33 of a generator 5 that supplies power to a cement milk plant 3 for mixing water and cement to prepare cement milk as a hardening material, and the exhaust gas discharged from the prime mover 33 of the generator 5 is mixed with water, a mixture of water and cement, or cement milk. Note that the mixture of water and cement refers to a mixture in the process of being mixed, and a mixture that is sufficiently mixed is referred to as cement milk.

上記構成によれば、セメントミルクプラント３に電力を供給する発電機５の原動機３３から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合することにより、排ガス中の二酸化炭素が水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクに溶解・反応して吸収される。ここで、水に溶解・反応した二酸化炭素は、水とセメントが混合されることにより、セメントにも溶解・反応してセメントミルクに吸収される。従って、水と混合された排ガス中の二酸化炭素は、セメントミルクと混合された場合と同様に、セメントミルクにも溶解・反応して吸収されることになり、排ガスは、セメントミルクに含まれた状態で地盤若しくは杭孔２１に供給される。そして、二酸化炭素を吸収したセメントミルクは掘削土と混合されて硬化し、これにより基礎施工現場の発電機５から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵される。この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration, the exhaust gas discharged from the prime mover 33 of the generator 5 that supplies power to the cement milk plant 3 is mixed with water, a mixture of water and cement, or cement milk, so that the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves and reacts with the water, the mixture of water and cement, or the cement milk and is absorbed. Here, the carbon dioxide dissolved and reacted with the water is dissolved and reacted with the cement by mixing the water and cement, and is absorbed by the cement milk. Therefore, the carbon dioxide in the exhaust gas mixed with water is dissolved and reacted with the cement milk and absorbed in the same way as when it is mixed with the cement milk, and the exhaust gas is supplied to the ground or the pile hole 21 in a state contained in the cement milk. Then, the cement milk that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil and hardens, and the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the generator 5 at the foundation construction site is collected and stored in the ground. As a result, it is possible to suppress the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

幾つかの実施形態では、貯蔵方法は、少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機１の原動機２９若しくは杭打ち機１に搭載された発電機１９の原動機３１であり、地盤の掘削土とセメントミルクを杭打ち機によって撹拌混合する撹拌混合工程を備える。本実施形態では、当該撹拌混合工程に、杭周固定液注入・撹拌混合工程Ｓ５及び根固め液注入・撹拌混合工程Ｓ７がそれぞれ相当する。 In some embodiments, the storage method includes a stirring and mixing process in which at least one prime mover, one of which is the prime mover 29 of the pile driver 1 or the prime mover 31 of the generator 19 mounted on the pile driver 1, stirs and mixes the excavated soil and cement milk from the ground using the pile driver. In this embodiment, the stirring and mixing process corresponds to the pile circumference fixing liquid injection/stirring and mixing process S5 and the root consolidation liquid injection/stirring and mixing process S7, respectively.

上記構成によれば、掘削土とセメントミルクを撹拌混合することによって、排ガスが分散され、掘削土とセメントミルクによって形成されるソイルセメント、すなわち杭周固定部や根固め部の強度低下を抑制することができる。 According to the above configuration, by stirring and mixing the excavated soil and cement milk, exhaust gas is dispersed, and the strength of the soil cement formed by the excavated soil and cement milk, i.e., the pile perimeter fixing part and the foot protection part, can be prevented from decreasing.

以下、上記した貯蔵方法に適した本発明の一実施形態に係る基礎施工現場の排ガス中の二酸化炭素回収装置（以下、単に回収装置ともいう）について説明する。
図４～図６に示したように、回収装置は、基礎施工現場において、掘削対象の地盤内若しくは掘削対象の地盤に形成された杭孔２１内に供給される掘削液若しくは硬化性材料と、原動機２９，３１，３３のうち少なくとも１つの原動機から排出された排ガスを混合するために、排ガスを地盤内若しくは杭孔２１内に供給する排ガス供給手段を備える。 Hereinafter, an apparatus for recovering carbon dioxide contained in exhaust gas at a foundation construction site (hereinafter, simply referred to as a recovery apparatus) according to one embodiment of the present invention that is suitable for the above-mentioned storage method will be described.
As shown in Figures 4 to 6, the recovery device is equipped with an exhaust gas supplying means for supplying exhaust gas into the ground or into the pile hole 21 formed in the ground to be excavated at a foundation construction site, in order to mix the drilling fluid or hardening material supplied into the ground to be excavated or into the pile hole 21 formed in the ground to be excavated with exhaust gas discharged from at least one of the prime movers 29, 31, and 33.

上記構成によれば、排ガス供給手段によって、原動機から排出された排ガスを地盤内若しくは杭孔内に供給することにより、排ガス中の二酸化炭素が掘削液若しくは硬化性材料に溶解・反応して吸収される。二酸化炭素を吸収した掘削液は、掘削土と混合されるか地盤に浸透し、二酸化炭素を吸収した硬化性材料は地盤内若しくは杭孔２１内で硬化する。これにより基礎施工現場の原動機から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵され、この結果として排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration, the exhaust gas supply means supplies the exhaust gas discharged from the prime mover into the ground or into the pile hole, whereby the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves in and reacts with the drilling fluid or hardening material and is absorbed. The drilling fluid that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil or permeates into the ground, and the hardening material that has absorbed the carbon dioxide hardens in the ground or in the pile hole 21. In this way, the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the prime mover at the foundation construction site is collected and stored in the ground, and as a result, it is possible to prevent the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

幾つかの実施形態では、少なくとも１つの原動機のうち１つは、杭打ち機１の原動機２９若しくは杭打ち機１に搭載された発電機１９の原動機３１であり、排ガス供給手段は、掘削液若しくは硬化性材料としてのセメントミルクを地盤内若しくは杭孔２１内に供給するための供給管３５に排ガスを供給するためのポンプ３７，３９を有する。 In some embodiments, one of the at least one prime mover is the prime mover 29 of the pile driver 1 or the prime mover 31 of the generator 19 mounted on the pile driver 1, and the exhaust gas supply means has pumps 37, 39 for supplying exhaust gas to a supply pipe 35 for supplying drilling fluid or cement milk as a hardening material into the ground or into the pile hole 21.

上記構成によれば、ポンプ３７，３９によって、掘削液若しくはセメントミルクの供給管３５に排ガスを供給することで、排ガスを供給するための経路の構成を簡単にすることができる。
また、掘削液若しくはセメントミルクの供給管３５に排ガスを供給することで、掘削液若しくはセメントミルクと排ガスを効率的に混合することができる。この結果として、掘削液若しくはセメントミルクに、排ガス中の二酸化炭素を効率的に溶解・反応させ、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されること抑制することができる。 According to the above configuration, by supplying exhaust gas to the drilling fluid or cement milk supply pipe 35 by the pumps 37, 39, the configuration of the path for supplying the exhaust gas can be simplified.
In addition, the drilling fluid or cement milk can be efficiently mixed with the exhaust gas by supplying the exhaust gas to the drilling fluid or cement milk supply pipe 35. As a result, the carbon dioxide in the exhaust gas can be efficiently dissolved and reacted with the drilling fluid or cement milk, and the carbon dioxide in the exhaust gas can be prevented from being released into the atmosphere.

幾つかの実施形態では、少なくとも１つの原動機のうち１つは、水とセメントを混合して硬化性材料としてのセメントミルクを調製するためのセメントミルクプラント３に電力を供給する発電機５の原動機３３であり、排ガス供給手段は、発電機５の原動機３３から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合する排ガス混合手段を含む。排ガス混合手段は、例えば図５及び図６に示したように、セメントミルクプラント３への水の供給管又は水槽７に排ガスを供給するポンプ４１である。 In some embodiments, one of the at least one prime mover is a prime mover 33 of a generator 5 that supplies power to a cement milk plant 3 for mixing water and cement to prepare cement milk as a hardenable material, and the exhaust gas supplying means includes an exhaust gas mixing means that mixes exhaust gas discharged from the prime mover 33 of the generator 5 with water, a mixture of water and cement, or cement milk. The exhaust gas mixing means is, for example, a pump 41 that supplies exhaust gas to a water supply pipe or a water tank 7 to the cement milk plant 3, as shown in Figures 5 and 6.

上記構成によれば、発電機５から排出された排ガスを水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクと混合することにより、排ガス中の二酸化炭素が水、水とセメントの混合物、若しくはセメントミルクに溶解・反応して吸収される。ここで、水に溶解・反応した二酸化炭素は、水とセメントが混合されることにより、セメントにも溶解・反応してセメントミルクに吸収される。従って、水と混合された排ガス中の二酸化炭素は、セメントミルクと混合された場合と同様に、セメントミルクにも溶解・反応して吸収されることになる。そして、二酸化炭素を吸収したセメントミルクは掘削土と混合されて硬化し、これにより基礎施工現場の発電機５から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵される。この結果として、排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration, the exhaust gas discharged from the generator 5 is mixed with water, a mixture of water and cement, or cement milk, so that the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves and reacts with the water, the mixture of water and cement, or the cement milk and is absorbed. Here, the carbon dioxide that has dissolved and reacted with the water also dissolves and reacts with the cement when the water and cement are mixed, and is absorbed by the cement milk. Therefore, the carbon dioxide in the exhaust gas mixed with water is dissolved and reacts with the cement milk and is absorbed, just as when it is mixed with the cement milk. Then, the cement milk that has absorbed the carbon dioxide is mixed with the excavated soil and hardens, and the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the generator 5 at the foundation construction site is collected and stored in the ground. As a result, it is possible to suppress the release of carbon dioxide in the exhaust gas into the atmosphere.

幾つかの実施形態では、図５に示したように、少なくとも１つの原動機のうち１つは、水とベンドナイトを混合して掘削液を調製するための掘削液ミキサ４３に電力を供給する発電機５の原動機３３であり、排ガス供給手段は、発電機５の原動機３３から排出された排ガスを水、水とベンドナイトの混合物、若しくは掘削液と混合する排ガス混合手段を含む。排ガス混合手段は、掘削液ミキサ４３への水の供給管又は水槽７に排ガスを供給するポンプ４５である。なお、水とベンドナイトの混合物とは混合中のものを指しており、十分に混合されたものを掘削液と称するものとする。 In some embodiments, as shown in FIG. 5, one of the at least one prime mover is a prime mover 33 of a generator 5 that supplies power to a drilling fluid mixer 43 for mixing water and bendonite to prepare drilling fluid, and the exhaust gas supply means includes an exhaust gas mixing means for mixing exhaust gas discharged from the prime mover 33 of the generator 5 with water, a mixture of water and bendonite, or drilling fluid. The exhaust gas mixing means is a water supply pipe to the drilling fluid mixer 43 or a pump 45 that supplies exhaust gas to the water tank 7. Note that the mixture of water and bendonite refers to a mixture that is being mixed, and a mixture that is sufficiently mixed is referred to as drilling fluid.

上記構成によれば、発電機５から排出された排ガスを水、水とベンドナイトの混合物、若しくは掘削液と混合することにより、排ガス中の二酸化炭素が水、水とベンドナイトの混合物、若しくは掘削液に溶解・反応して吸収される。そして、二酸化炭素を吸収した掘削液は、掘削土と混合されるか地盤に浸透する。これにより基礎施工現場の原動機３３から排出された排ガス中の二酸化炭素が回収されて地盤内に貯蔵され、この結果として排ガス中の二酸化炭素が大気中に放出されることを抑制することができる。 According to the above configuration, by mixing the exhaust gas discharged from the generator 5 with water, a mixture of water and bendonite, or drilling fluid, the carbon dioxide in the exhaust gas dissolves in and reacts with the water, the mixture of water and bendonite, or the drilling fluid, and is absorbed. The drilling fluid that has absorbed the carbon dioxide is then mixed with the excavated soil or permeates the ground. This allows the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the prime mover 33 at the foundation construction site to be collected and stored in the ground, and as a result, it is possible to prevent the carbon dioxide in the exhaust gas from being released into the atmosphere.

図７は、本発明の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。
幾つかの実施形態では、図７に示したように、排ガス供給手段は、超音波振動子を有する超音波ノズル４７を有し、超音波ノズル４７を介して掘削液又はソイルセメントの供給管３５に排ガスを供給する。超音波ノズル４７を用いることにより、マイクロバブル状にて排ガスを供給することができ、これにより、掘削液又はソイルセメントと排ガスを効率よく混合して反応させることができる。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to one embodiment of the present invention.
7, the exhaust gas supplying means has an ultrasonic nozzle 47 having an ultrasonic transducer, and supplies the exhaust gas to the drilling fluid or soil cement supply pipe 35 via the ultrasonic nozzle 47. By using the ultrasonic nozzle 47, the exhaust gas can be supplied in the form of microbubbles, and thus the drilling fluid or soil cement and the exhaust gas can be efficiently mixed and reacted with each other.

図８は、本発明の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。
幾つかの実施形態では、図８に示したように、排ガス供給手段は、超音波振動子を有する超音波ノズル４９を有し、超音波ノズル４９を介して水が貯留されたタンク５１に排ガスを供給する。超音波ノズル４９を用いることにより、マイクロバブル状にて排ガスを供給することができ、これにより、水と排ガスを効率よく混合して反応させることができる。 FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to one embodiment of the present invention.
8, the exhaust gas supplying means has an ultrasonic nozzle 49 having an ultrasonic vibrator, and supplies the exhaust gas to a tank 51 storing water via the ultrasonic nozzle 49. By using the ultrasonic nozzle 49, the exhaust gas can be supplied in the form of microbubbles, and thus the water and the exhaust gas can be efficiently mixed and reacted with each other.

図９は、本発明の更に他の一実施形態に係る排ガス供給手段の構成を概略的に示す図である。
幾つかの実施形態では、図９に示したように、排ガス供給手段は、高圧タンク５３及びスプレー５５を有する。この場合、排ガスで満たされた常圧よりも高圧の高圧タンク５３内にスプレー５５を介して水を噴霧して水と排ガスを混合する。常圧よりも高圧下で水を噴霧することにより、水と排ガスを効率よく混合し、反応させることができる。 FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas supply means according to still another embodiment of the present invention.
In some embodiments, as shown in Fig. 9, the exhaust gas supplying means has a high-pressure tank 53 and a spray 55. In this case, water is sprayed via the spray 55 into the high-pressure tank 53, which is filled with exhaust gas and has a pressure higher than normal, to mix the water and the exhaust gas. By spraying water under a pressure higher than normal, the water and the exhaust gas can be efficiently mixed and reacted with each other.

かくして上述した貯蔵方法又は回収装置を用いて構築された本発明の一実施形態に係る基礎は、掘削土とセメントミルクによって形成されているソイルセメントが二酸化炭素を吸収している。このように二酸化炭素を吸収して炭酸化したソイルセメントは、炭酸化していない従来のソイルセメントよりも強度が高くなり、基礎の性能が向上する。 Thus, in a foundation according to one embodiment of the present invention constructed using the above-described storage method or recovery device, the soil cement formed from excavated soil and cement milk absorbs carbon dioxide. The soil cement carbonated in this way by absorbing carbon dioxide has a higher strength than conventional soil cement that is not carbonated, improving the performance of the foundation.

最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した実施形態では、掘削ドリル１７の内部流路を通じて杭孔２１内に排ガスを供給したが、これとは別に地盤又は杭孔２１内に排ガスを供給する供給路を設けてもよい。
そして、既製杭２７の種類は特に限定されることはなく、ＳＣ杭（外殻鋼板付きコンクリート杭）、ＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（プレストレスト高強度コンクリート杭）、及びＰＲＣ杭（プレストレスト鉄筋コンクリート杭）等のコンクリート杭や鋼管杭を用いることができる。
また、本発明が適用される杭は既製杭に限定されず、場所打ち杭であってもよい。場所打ち杭の場合、硬化性材料は、水、セメント及び骨材を混合して生成されたコンクリートである。
更に、本発明が適用される基礎は、杭基礎に限定されず、直接基礎や地盤改良（柱状改良）であってもよい。地盤改良の場合、図１０に示したように、杭孔を掘削せずに、掘削ドリル５７で地盤を掘削しながらセメントミルクを注入して撹拌混合し、地盤に柱状体５９を形成する。なお、柱状体５９内に更に既製杭を沈設してもよい。
また、硬化性材料は、セメントミルクやコンクリートに限定されずモルタルでもよい。つまり、硬化性材料は珪酸カルシウムを含むものであればよい。 Finally, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but also includes modifications to the above-described embodiments and appropriate combinations of these modifications.
For example, in the above-described embodiment, the exhaust gas is supplied into the pile hole 21 through the internal flow passage of the drill 17. However, a supply passage for supplying the exhaust gas into the ground or the pile hole 21 may be provided separately.
The type of prefabricated pile 27 is not particularly limited, and concrete piles or steel pipe piles such as SC piles (concrete piles with steel shells), PC piles (prestressed concrete piles), PHC piles (prestressed high-strength concrete piles), and PRC piles (prestressed reinforced concrete piles) can be used.
In addition, the piles to which the present invention is applied are not limited to precast piles, but may be cast-in-place piles. In the case of cast-in-place piles, the hardening material is concrete produced by mixing water, cement, and aggregate.
Furthermore, the foundation to which the present invention is applied is not limited to a pile foundation, but may be a direct foundation or ground improvement (columnar improvement). In the case of ground improvement, as shown in Fig. 10, instead of drilling pile holes, cement milk is injected and mixed while drilling the ground with a drilling drill 57, forming a columnar body 59 in the ground. In addition, a prefabricated pile may be further sunk into the columnar body 59.
The hardening material is not limited to cement milk or concrete, but may be mortar, so long as it contains calcium silicate.

１杭打ち機（掘削機）
３セメントミルクプラント
５発電機
７水槽
９杭打ち機本体
１１マスト
１３モータ
１５スイベル
１７掘削ドリル
１９発電機
２１杭孔
２３ソイルセメント（杭周固定部）
２５ソイルセメント（根固め部）
２７既製杭
２８固化材
２９，３１，３３原動機
３５供給管
３７，３９，４１，４５ポンプ
４３掘削液ミキサ
４７，４９超音波ノズル
５１タンク
５３高圧タンク
５５スプレー
５７掘削ドリル
５９柱状体 1. Pile driver (excavator)
3 Cement milk plant 5 Generator 7 Water tank 9 Pile driver body 11 Mast 13 Motor 15 Swivel 17 Drilling drill 19 Generator 21 Pile hole 23 Soil cement (pile circumference fixing part)
25 Soil cement (root protection section)
27 Prefabricated pile 28 Solidification material 29, 31, 33 Prime mover 35 Supply pipe 37, 39, 41, 45 Pump 43 Drilling fluid mixer 47, 49 Ultrasonic nozzle 51 Tank 53 High pressure tank 55 Spray 57 Drilling drill 59 Columnar body

Claims

At a foundation construction site, an exhaust gas supplying step is provided for supplying exhaust gas discharged from at least one prime mover into the ground to be excavated or into a pile hole formed in the ground to be excavated, in order to mix the exhaust gas with drilling fluid or hardening material supplied thereto ;
In the exhaust gas supplying step, the exhaust gas is supplied to a supply pipe for supplying the drilling fluid or the cement milk as the hardening material into the ground or into the pile hole.
A method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gas at a foundation construction site.

One of the at least one prime movers is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver.
2. A method for capturing and storing carbon dioxide contained in exhaust gas at a foundation construction site according to claim 1.

One of the at least one prime movers is a prime mover of a generator that supplies power to a cement milk plant for mixing water and cement to prepare cement milk as the hardenable material;
The method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas at a foundation construction site as described in claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas supply process includes an exhaust gas mixing process for mixing the exhaust gas discharged from the prime mover of the generator with the water, a mixture of the water and the cement, or the cement milk.

one of the at least one prime mover is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver;
A method for capturing and storing carbon dioxide in exhaust gas at a foundation construction site as described in any one of claims 1 to 3, characterized in that it includes a stirring and mixing process in which the excavated soil of the ground and the cement milk are stirred and mixed by the pile driver.

At a foundation construction site, in order to mix the exhaust gas discharged from at least one prime mover with the drilling fluid or hardening material supplied into the ground to be excavated or into a pile hole formed in the ground to be excavated, an exhaust gas supplying means is provided for supplying the exhaust gas into the ground or into the pile hole ;
The exhaust gas supplying means has a pump for supplying the exhaust gas to a supply pipe for supplying the drilling fluid or the cement milk as the hardenable material into the ground or into the pile hole.
A carbon dioxide capture and storage device for exhaust gas at a foundation construction site.

One of the at least one prime movers is a prime mover of a pile driver or a prime mover of a generator mounted on the pile driver.
6. The carbon dioxide capture and storage device according to claim 5, which is contained in exhaust gas at a foundation construction site.

One of the at least one prime movers is a prime mover of a generator that supplies power to a cement milk plant for mixing water and cement to prepare cement milk as the hardenable material;
The carbon dioxide capture and storage device for exhaust gas at a foundation construction site as described in claim 5 or 6, characterized in that the exhaust gas supply means includes an exhaust gas mixing means for mixing the exhaust gas discharged from the prime mover of the generator with the water, a mixture of the water and the cement, or the cement milk.