公害型コンクリート塊の改質液、公害型コンクリート塊の改質方法ならびに改質された無公害型コンクリート塊
【課題】 本発明の課題は、建築・土木業界等の分野で活用されたコンクリート廃材は一般に水溶出ｐＨ値が９以上の高いアルカリ性を示し、さらに水可溶性の有害六価クロムを共存しており生態系や生活環境に悪影響を与えることから、これらの高いアルカリ性をしめすアルカリ成分ならびに有害六価クロム成分の溶出の抑制された無公害型で再生利用可能な資材に改質する技術にある。
【解決手段】 本発明の解決手段は、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存する公害型コンクリート塊に対して、シリカ成分、アルミナ成分、酸化ナトリウム成分ならびに硫黄のオキシ酸成分を主成分とし、必要に応じて還元性成分を加えて構成されている改質組成物を水系溶媒に溶解せしめた改質液を接触せしめる改質方法により、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている無公害型コンクリート塊の提供にある。
【解決手段】 本発明の解決手段は、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存する公害型コンクリート塊に対して、シリカ成分、アルミナ成分、酸化ナトリウム成分ならびに硫黄のオキシ酸成分を主成分とし、必要に応じて還元性成分を加えて構成されている改質組成物を水系溶媒に溶解せしめた改質液を接触せしめる改質方法により、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている無公害型コンクリート塊の提供にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、公害型コンクリート塊の改質液、公害型コンクリート塊の改質方法ならびに公害型コンクリート塊が改質された無公害型コンクリート塊に関する。より詳細には、建築・土木等の分野から排出されるアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を中性化処理ならびに不溶化処理を可能とする改質組成物からなる改質液、ならびに公害型コンクリート塊に該改質液を接触せしめる改質方法、さらに公害型コンクリート塊に該改質液を採択した該改質方法に付することにより中性化処理ならびに不溶化処理せしめて無公害型の再資源化資材として再生活用が可能な無公害型コンクリート塊に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係わるバックグランドとしては、各界の建築・土木等の分野から排出されている水溶出ｐＨ値で９以上、ないしは時には１１以上を示し、水可溶性の六価クロムを共存していることから、その処理・処分に際して生態系ならびに生活環境に悪影響を及ぼしている事実があり、そのため平成１２年３月２４日付け旧建設省の通達により「セメントおよびセメント系固化材の地盤改良への使用および改良土の再利用に関する当面の措置について」と題して、ポルトランドセメントを地盤改良等に採択するときに講じねばならない措置ならびに土壌環境基準以下であることの確認が求められている。
【０００３】
本発明で処理対象となるコンクリート塊は、石灰石、けい石、粘土等を主原料として１４００℃の高温熱処理で製造されるポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物からなる水硬性硬化物として形成されており、建築や土木業界においてセメントで加工された二次製品としてコンクリート製品は調製されており、建築・土木業界等において広く使用・活用され、ＪＩＳ化されて汎用されている。
【０００４】
しかし、一般にコンクリート製品は、水溶出ｐＨ値が９以上、時には１１以上の高いアルカリ性を呈し、しかもポルトランドセメントの製造工程から必然的に混入する水可溶性の六価クロムを共存している。したがって、最近では、コンクリート製の構造物で構築された河川、湾岸、ダム等の防壁ならびに海底にセットされた漁礁等が、天然の岩石での防壁や漁礁と異なり、藻や微生物さらには魚介類の繁殖を抑制する傾向にあることが判明し、河川、湾岸、ダム等におけるコンクリート製構造物を排除する方向にある。また、セメントを地盤改良等に採択した際に、セメント含有の有害なクロムが周辺や地下の水系に溶出して環境汚染問題を起こしており、セメントからなるコンクリートの採択が制限され傾向にある。
【０００５】
このようにコンクリート製品は、高いアルカリ性を示し、水可溶性の六価クロムを共存していることから、特に建築・土木業界等の分野で使用された後、不用になって排出されたコンクリート廃材を再生利用して再資源化資材として活用しようとするとき、これらコンクリート廃材の無処理物は、再生利用しようとする周辺環境を高いアルカリ性に誘導し、同時に生活環境に有害な六価クロムを拡散汚染せしめる傾向にある。したがってコンクリート廃材を無処理で再生利用しようとするときは、このコンクリート廃材は使用・生活環境に悪影響を与える公害型製品と化すことから、このコンクリート廃材を無処理で再生利用品として取り扱うことは許されない。
【０００６】
以上の状況から、公害型であるコンクリート製品、ないしはこれらコンクリート製品の廃材であるコンクリート塊を生活環境に弊害を及ぼさないコンクリート塊に改質する技術は、廃棄物類の再生利用の立場から重要である。したがって関連するコンクリート塊の処理技術も多く開示されている。
【０００７】
例えば、特開２００４−１６７２９８号ならびに特開２００５−０９５８０９号の特許には、コンクリート廃材に対して硫酸アルミニウムや硫酸鉄等の溶液を含浸させてアルカリを中性化せしめる技術が開示されている。しかし、これらの特許には共存する有害な六価クロムの溶出拡散を阻止する技術開示はなされていない。
【０００８】
また、公害型のコンクリート塊を水洗いする方法や加圧状態の炭酸ガス中にて高アルカリ性を低アルカリに改質する方法も開示（特開平０９−１６８７７５号）されているが、硫酸アルミニウム等にシリカならびにナトリウム成分を併用させて共存する有害な六価クロムの溶出拡散を阻止する技術開示はなされていない。
【０００９】
また、特開２００１−１２１１０９号ならびに特開２００２−２６５２５３号の特許には、コンクリート製品やセメント製品に硫酸第一鉄の遅延性還元材料を含有せしめて含有する六価クロムの溶出を阻止する技術が、また特開２００２−０５３３８１号には木質炭化物を含有して六価クロムの溶出を阻止する技術が開示されている。しかしこれらの開示技術にはコンクリート製品の中性化を同時に達成させている開示技術はない。
【００１０】
なお、本発明者等の出願特許［特開平１１−２６３６６１、特開２００２−１２８５５０、特開２００２−２４９３４８、特開２００５−０９７０６９、特願２００５−０６６２５８］には、廃棄物類に共存している六価のクロムを含む重金属類をアルカリサイドにある処理材により少なくとも常温で水不溶性のアルミノケイ酸アルカリ塩からなる鉱物に取り込み固定化して不溶化せしめる技術が開示されている。しかるにこれらの開示技術においては、酸性サイドにある処理（改質）材による六価のクロムを含む重金属類の不溶化技術の開示はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、建築・土木業界等の分野で活用された後、不用になり排出されたコンクリート廃材を再資源化資材として再生利用する場合、このコンクリート廃材は一般に水溶出ｐＨ値が９以上、時には１１以上の高いアルカリ性を示し、さらに水可溶性の有害六価クロムを共存しており生態系ならびに生活環境に悪影響を与えることから、これらの高いアルカリ性を提示するアルカリ成分ならびに有害六価クロム成分の溶出により発生する生態系ならびに生活環境に与える悪影響を阻止して、廃材類を無公害型で再生利用可能な再資源化資材に改質する技術にある。
【００１２】
特に、コンクリート廃材における生活環境等に悪影響を及ぼす高いアルカリ性を提示するアルカリ成分ならびに有害六価クロム成分の環境への溶出を同時にして安全に低コストで阻止できる処理技術に課題がある。高いアルカリ性を提示するアルカリ成分の溶出を阻止するには、一般にアルカリ成分に対する中和技術を導入することにより中性化は可能となるが、単一操作・工程により中性化処理と同時に共存する六価クロム成分の溶出阻止を可能とする処理技術に課題が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、改質液を少なくとも常温において公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法により中性化処理ならびに不溶化処理が施されて無公害型コンクリート塊に改質される機能を有する改質組成物が水系溶媒に溶解している改質液において；
上記の公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物として調製され、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存しているコンクリート塊であり；
【００１４】
上記の水系溶媒が、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないし２種以上の組み合わせの水系溶媒であり；
【００１５】
上記の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であり；
【００１６】
上記の改質液が、水系溶媒１００質量部に対して、改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体である改質液が提供される。
【００１７】
本発明によれば、前記の改質組成物が、硫酸アルミニウムならびにケイ酸ナトリウムにより構成されている改質液が提供される。
【００１８】
本発明によれば、前記の還元性成分が、２価の鉄塩化合物、次亜塩素酸ソーダもしくはチオ硫酸ナトリウムの単独ないし２種以上の組み合わせの還元性成分である改質液が提供される。
【００１９】
本発明によれば、前記の改質液を少なくとも常温で公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法において；
【００２０】
上記の改質方法が、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊１００質量部に対して、上記改質液の６質量部ないし２０質量部を均質に撒布ないしは含浸手段により接触せしめ、次いで改質液が接触している公害型コンクリート塊を少なくとも常温の大気中に開放して風乾ないしは乾燥せしめて、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理され、同時に六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて無公害型コンクリート塊に改質されている改質方法が提供される。
【００２１】
本発明によれば、前記の改質液を前記の改質方法により公害型コンクリート塊に接触せしめて改質されている無公害型コンクリート塊において；
【００２２】
上記の無公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、上記の改質液を上記の改質方法により接触せしめて少なくとも常温の大気中に開放して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて、骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類の土木資材や建築資材に応用可能な再資源化資材である無公害型コンクリート塊が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の効果は、建築・土木等の分野から排出されるアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を環境に負荷を与えることなく低コストで安全に中性化処理ならびに不溶化処理を施して無公害型のコンクリート塊が提供されることから、環境に悪影響を与え弊害をもたらしていた公害型コンクリートを生活環境に負荷を与得ない状態で再生利用を可能な再資源化資材［例：骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材、築堤材等の土木資材や建築資材］として再生活用にできるところにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明者等は、従来技術における課題を充分に調査し、建築・土木等の分野から排出されて、生活環境等に悪影響を及ぼしているアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を生活環境に負荷を与得ない状態で再生利用を可能にできる処理技術に関して十分検討を加え、実験を重ねて本発明技術に至った。
【００２５】
また、前述した背景技術の項で示したように本発明者等は、各種の廃棄物類に共存する六価クロムを含む有害な重金属類の固定化ならびに不溶化を可能とする処理技術を既に開示している。本発明技術もその線上で検討され開発されて本発明技術に至った。
【００２６】
本発明技術の概要は、アルカリ性が高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、水系溶媒に改質組成物を溶解せしめた改質液を接触せしめる改質方法に付して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている再生利用可能な無公害型コンクリート塊に改質する改質液、またこの改質液を採択した処理条件ならびに処理工程、さらにここに中性化処理ならびに固定・不溶化処理されて、土木分野ならびに建築分野で再生利用可能な無公害型コンクリート塊に係る技術にある。
【００２７】
本発明技術により公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質する技術のポイントは、少なくとも常温において高いアルカリ性を示すアルカリ成分の水への溶解性を固定化して難溶性に改質して水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理する処理技術条件、さらに同時に共存する有害な水可溶性六価クロムを固定化して不溶性鉱物に改質して共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理する処理技術条件にある。
【００２８】
本発明で処理対象とする公害型コンクリートは、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物に調製されたコンクリートであり、該コンクリートは一般に水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している。特に本発明で処理対象とする公害型コンクリートは、建築・土木等の分野で構造体ないしはセメント二次加工製品として使用され、その後使用済みとなり不用となった構造体ないしはセメント二次加工製品の崩壊ないしは砕かれた廃材が好適に挙げられる。
【００２９】
本発明技術により公害型コンクリート塊を水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理する処理技術は、基本的にコンクリート塊が水と接触したときに発生する溶解性カルシウムイオンを難溶性に固定化する技術であり、一般には硫黄のオキシ酸イオン等を共存せしめて硫酸カルシウム等の水難溶性化合物を形成せしめることで達成される。
【００３０】
一方、本発明技術により公害型コンクリート塊に共存する有害な水可溶性六価クロムを固定化して不溶性鉱物に改質して共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理する処理技術は、活性なシリカ、アルミナ、ナトリウム等によりアルミノケイ酸塩アルカリからなる水不溶性鉱物（ゼオライトないしはゼオライト前駆体等）が形成されるときにアルミノケイ酸塩アルカリ化合物にナトリウムイオンが取り込まれるときに同時にクロムイオン等の溶出重金属類群のイオンがアルミノケイ酸塩アルカリに組み込まれて水不溶性に固定化する現象に由来している。
【００３１】
本発明において公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質する改質方法は、予め酸性サイドにある改質組成物を水系溶媒に溶解して調製された改質液を公害型コンクリート塊に撒布もしくは含浸せしめる接触手段により接触せしめ、次いで乾燥して中性化処理ならびに不溶化処理を完成せしめる手順・工程を基本としている。
【００３２】
本発明で有効に採択される水系溶媒は、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないしは２種以上の組み合わせの水系溶媒を好適に挙げることができる。
【００３３】
一般的に水系溶媒は、処理作業現場で入手容易な水道水、工業用水、河川水、海水等を好適に採択することが好ましい。例えば、海水のように塩類、特に塩素イオンを含有している水溶媒も本発明の水系溶媒として好適に採択することができる。また、硫酸水の変わりに塩酸水も考えられるが、アルカリ成分であるカルシウムを固定化するには硫酸水であることの方が好ましい。
【００３４】
本発明の改質組成物は、シリカ成分、アルミナ成分、ナトリウム成分ならびに硫黄のオキシ酸成分を主成分とし、必要に応じて還元性成分を加えて構成される組成物であり、２０℃における水溶解度が２０ｇ／水１００ｇ以上であり、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体で構成されていることが好ましい。
【００３５】
特に本発明の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であることが好ましい。
【００３６】
さらに本発明改質組成物は、改質組成物の２０℃において２０ｇ／水１００ｇ以上の溶解度を有していることが、改質液を公害型コンクリート塊に撒布ないしは含浸して公害型コンクリート塊の内部を含めて全体に均質に改質液を接触せしめるに好ましく、また水に溶解せしめた改質組成物は少なくともｐＨ値で６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体であることが、公害型コンクリート塊を中性化処理するに好ましい。
【００３７】
ここで構成される組成物の代表的な例としては、硫酸アルミニウムとケイ酸ソーダで構成される改質組成物、または水酸化アルミニウムと活性ケイ酸ないしは活性シラノールゲルと硫酸で構成される改質組成物、もしくは水酸化アルミニウムと硫酸と水ガラスで構成される改質組成物等を好適に挙げることができる。さらにまた、水系溶媒に硫酸水のように酸性の水系溶媒を選ぶときには、アルミナ成分やシリカ成分に硫酸水に溶解性のある水酸化アルミニウムやシリカゲル等を選び酸性水系溶媒に溶解せしめて本発明の改質組成物とすることができる。
【００３８】
本発明の改質組成物においては、硫酸第一鉄、次亜塩素酸ナトリウムないしはチオ硫酸ナトリウム等の還元性成分を加えて構成させることが、共存している六価クロムを還元状態の三価にして固定できることから好ましい。勿論、有機物であるアルコール基やアルデヒド基を保有する有機化合物を併用して選ぶこともできる。
【００３９】
本発明における改質液は、水系溶媒１００質量部に対して、上記の改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体であることが好ましい。水系溶媒１００質量部に対して改質組成物の溶解量が３質量部より少ないときは、中性化処理ならびに不溶化処理を充分好適に果たすことはできない。また、改質組成物の溶解量を２０質量部より多くすることは、水系溶媒に溶解する改質組成物の溶解度を超える傾向にあり、中性化処理ならびに不溶化処理を効率よく遂行することが難しくなる傾向にある。
【００４０】
本発明においては、公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質するには、予め改質組成物により調製された改質液を公害型コンクリート塊に接触させ、ついで公害型コンクリート塊に改質液を接触させたコンクリート塊を少なくとも常温において開放して、風乾ないしは積極的乾燥により、水溶出ｐＨ値が８．５以下とする中性化処理ならびに六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理を施して無公害型コンクリート塊に改質せしめる改質方法を施す処理改質手段が好ましい。
【００４１】
本発明において公害型コンクリート塊に改質液を接触せしめる具体的な手段は、改質液に公害型コンクリート塊を浸漬せしめてから改質液より引き上げるか、もしくは公害型コンクリート塊の全体に改質液を撒布する手段が好適である。この場合、可能な限り改質液が公害型コンクリート塊内部の細孔にも充分に行き渡るように充分注意してせしめることが重要である。
【００４２】
以上の本発明技術により、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、予め改質組成物で調製される改質液を接触せしめる改質方法に付して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている無公害型コンクリート塊を提供することができる。
【００４３】
本発明技術によれば、単に放置した場合は生活環境に悪影響を及ぼす公害型コンクリート塊を水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理された無公害型コンクリート塊として提供できることから、公害型コンクリート塊を再生利用可能な再資源化資材として活用することを可能としている。
【００４４】
したがって、本発明技術によれば、厄介者の公害型コンクリート塊を最終処分等に投棄することなく、土木分野もしくは建築分野で有効活用利用可能な骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類等の土木資材や建築資材に応用が可能なであり、厄介者の公害型コンクリート塊を再資源化資材に改質して無公害型コンクリート塊として各用途への提供を可能としている。
【実施例】
【００４５】
本実施例において、アルカリ性が高く有害な水可溶性六価クロムを共存する公害型コンクリート塊を無公害型に中性化処理ならびに不溶化処理を施す処理機能を有する改質組成物からなる改質液、公害型コンクリート塊に該改質液を接触せしめる改質方法、ならびに公害型コンクリート塊に該改質方法に付して中性化処理ならびに不溶化処理が施されている無公害型コンクリート塊に関して具体的例示を以って以下に説明する。
【００４６】
［物性評価試験方法］
本発明のコンクリート塊、改質組成物、改質液等における諸物性・性能等を評価するため、下記に示すそれぞれに対応する試験・分析方法を採択して行った。
なお、本明細書においては『部』および『％』の記載は、特記しない限り「質量」を以って示し、容量リッターの表示記載を『Ｌ』を以って表示することがある。
【００４７】
１．水溶出ｐＨ値
水溶出ｐＨ値の測定は、供試料試験体（各コンクリート塊）１０ｇを２０℃でｐＨ７の純水５０ｇの入った容器に投入し、約２０℃で３０分間攪拌して回収した溶出検液をｐＨメーターによりｐＨ値を測定し、試験体の５質量倍水に対する水サスペンジョン溶出検液におけるｐＨ値として測定した。
【００４８】
２．六価クロムの溶出試験
供試料試験体（各コンクリート塊）における六価クロムの水溶出量は、環境庁４６号溶出試験法に準拠して検液を作成し、ＪＩＳＫ０１０２記載のＩＣＰジフェニルカルバジド吸光光度法により分析し測定した。
供試料試験体は、まず風乾して必要に応じて砕き粉砕して、非金属製２ｍｍ目篩を通過させて試料調製した。
【００４９】
検液の調製は、試料（ｇ）と純水に塩酸を加え、水素イオン濃度指数が５．８以上、６．３以下となるように調製した溶媒とを重量比１０％の割合で混合し、且つ、その混合液が５００ｃｃ以上となるように調製する。次いで、該混合液を約２０℃で約１気圧の条件下で振とう機（あらかじめ振とう回数を毎分約２００回に、振とう幅を４ｃｍ以上５ｃｍ以下に調整したもの）を用いて、６分間連続して振とうして抽出操作を行う。以上の抽出操作を経た混合液を１０分〜３０分静置後、毎分約３，０００回転で２０分間遠心分離し、上澄液を孔径０．４５μｍのメンブランスフィルターでろ過してろ液を採り、定量に必要な正確な量を検液とした。
【００５０】
［実施例１］
本実施例において採択した改質液について説明する。本実施例における改質液の原料となる改質組成物を構成するに化合物群を市販試薬ならびに工業薬品から選び表１に化学式を添えて示す。さらに該化合物群からなる改質組成物で構成される改質液について表２に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
本実施例で処理対象とした公害型コンクリート塊は、鉄筋コンクリート製の建造物から採取したコンクリート廃材を砕き、骨材の砂利等を除き篩分級して約１ｍｍないしは５ｍｍ系の塊状物に篩分級したコンクリート塊（試料番号：Ｋ−１）を選んだ。
また、市販セメント１００質量部に対して、砂、砂利、水を加えた混和した混和物を約１０厚の板状にして、常温に６０日間放置してコンクリート状成型品を調製し、次いで解砕して約１ｍｍないしは５ｍｍ系の塊状物に篩分級したコンクリート塊（試料番号：Ｋ−２）を調製し手選んだ。ここに選んだ各コンクリート塊のｐＨ値ならびに六価クロムの溶出量を表３に併せ表示する。
【００５４】
【表３】
【００５５】
以上の結果、ｐＨ値で９．８以上にあり、六価クロムの水溶出量が０．０６ｍｇ／Ｌ以上の公害型コンクリート塊を本発明の改質液と接触せしめ風乾するときは、いずれの場合もｐＨ値で８．４以下であり、六価クロムの水溶出量が０．０２ｍｇ／Ｌ未満に改質処理されていることが良く理解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明技術によれは、土木分野ないしは建築分野等より廃材として排出され、ｐＨ値が９．８以上にあり、六価クロムの水溶出量が土壌環境基準値を超えていることからその処理・処分に窮している公害型コンクリート塊を安価な改質剤を採択して簡単な処理手段で環境に負荷をかけることなく低コストで無公害型のコンクリート塊に改質できることから、コンクリート廃材の再資源化資材として再生利用を可能とし、環境問題の解消と循環型社会の構築に貢献できる可能性は大きく、本発明技術の産業界での活用利用価値は大きい。
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、公害型コンクリート塊の改質液、公害型コンクリート塊の改質方法ならびに公害型コンクリート塊が改質された無公害型コンクリート塊に関する。より詳細には、建築・土木等の分野から排出されるアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を中性化処理ならびに不溶化処理を可能とする改質組成物からなる改質液、ならびに公害型コンクリート塊に該改質液を接触せしめる改質方法、さらに公害型コンクリート塊に該改質液を採択した該改質方法に付することにより中性化処理ならびに不溶化処理せしめて無公害型の再資源化資材として再生活用が可能な無公害型コンクリート塊に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係わるバックグランドとしては、各界の建築・土木等の分野から排出されている水溶出ｐＨ値で９以上、ないしは時には１１以上を示し、水可溶性の六価クロムを共存していることから、その処理・処分に際して生態系ならびに生活環境に悪影響を及ぼしている事実があり、そのため平成１２年３月２４日付け旧建設省の通達により「セメントおよびセメント系固化材の地盤改良への使用および改良土の再利用に関する当面の措置について」と題して、ポルトランドセメントを地盤改良等に採択するときに講じねばならない措置ならびに土壌環境基準以下であることの確認が求められている。
【０００３】
本発明で処理対象となるコンクリート塊は、石灰石、けい石、粘土等を主原料として１４００℃の高温熱処理で製造されるポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物からなる水硬性硬化物として形成されており、建築や土木業界においてセメントで加工された二次製品としてコンクリート製品は調製されており、建築・土木業界等において広く使用・活用され、ＪＩＳ化されて汎用されている。
【０００４】
しかし、一般にコンクリート製品は、水溶出ｐＨ値が９以上、時には１１以上の高いアルカリ性を呈し、しかもポルトランドセメントの製造工程から必然的に混入する水可溶性の六価クロムを共存している。したがって、最近では、コンクリート製の構造物で構築された河川、湾岸、ダム等の防壁ならびに海底にセットされた漁礁等が、天然の岩石での防壁や漁礁と異なり、藻や微生物さらには魚介類の繁殖を抑制する傾向にあることが判明し、河川、湾岸、ダム等におけるコンクリート製構造物を排除する方向にある。また、セメントを地盤改良等に採択した際に、セメント含有の有害なクロムが周辺や地下の水系に溶出して環境汚染問題を起こしており、セメントからなるコンクリートの採択が制限され傾向にある。
【０００５】
このようにコンクリート製品は、高いアルカリ性を示し、水可溶性の六価クロムを共存していることから、特に建築・土木業界等の分野で使用された後、不用になって排出されたコンクリート廃材を再生利用して再資源化資材として活用しようとするとき、これらコンクリート廃材の無処理物は、再生利用しようとする周辺環境を高いアルカリ性に誘導し、同時に生活環境に有害な六価クロムを拡散汚染せしめる傾向にある。したがってコンクリート廃材を無処理で再生利用しようとするときは、このコンクリート廃材は使用・生活環境に悪影響を与える公害型製品と化すことから、このコンクリート廃材を無処理で再生利用品として取り扱うことは許されない。
【０００６】
以上の状況から、公害型であるコンクリート製品、ないしはこれらコンクリート製品の廃材であるコンクリート塊を生活環境に弊害を及ぼさないコンクリート塊に改質する技術は、廃棄物類の再生利用の立場から重要である。したがって関連するコンクリート塊の処理技術も多く開示されている。
【０００７】
例えば、特開２００４−１６７２９８号ならびに特開２００５−０９５８０９号の特許には、コンクリート廃材に対して硫酸アルミニウムや硫酸鉄等の溶液を含浸させてアルカリを中性化せしめる技術が開示されている。しかし、これらの特許には共存する有害な六価クロムの溶出拡散を阻止する技術開示はなされていない。
【０００８】
また、公害型のコンクリート塊を水洗いする方法や加圧状態の炭酸ガス中にて高アルカリ性を低アルカリに改質する方法も開示（特開平０９−１６８７７５号）されているが、硫酸アルミニウム等にシリカならびにナトリウム成分を併用させて共存する有害な六価クロムの溶出拡散を阻止する技術開示はなされていない。
【０００９】
また、特開２００１−１２１１０９号ならびに特開２００２−２６５２５３号の特許には、コンクリート製品やセメント製品に硫酸第一鉄の遅延性還元材料を含有せしめて含有する六価クロムの溶出を阻止する技術が、また特開２００２−０５３３８１号には木質炭化物を含有して六価クロムの溶出を阻止する技術が開示されている。しかしこれらの開示技術にはコンクリート製品の中性化を同時に達成させている開示技術はない。
【００１０】
なお、本発明者等の出願特許［特開平１１−２６３６６１、特開２００２−１２８５５０、特開２００２−２４９３４８、特開２００５−０９７０６９、特願２００５−０６６２５８］には、廃棄物類に共存している六価のクロムを含む重金属類をアルカリサイドにある処理材により少なくとも常温で水不溶性のアルミノケイ酸アルカリ塩からなる鉱物に取り込み固定化して不溶化せしめる技術が開示されている。しかるにこれらの開示技術においては、酸性サイドにある処理（改質）材による六価のクロムを含む重金属類の不溶化技術の開示はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、建築・土木業界等の分野で活用された後、不用になり排出されたコンクリート廃材を再資源化資材として再生利用する場合、このコンクリート廃材は一般に水溶出ｐＨ値が９以上、時には１１以上の高いアルカリ性を示し、さらに水可溶性の有害六価クロムを共存しており生態系ならびに生活環境に悪影響を与えることから、これらの高いアルカリ性を提示するアルカリ成分ならびに有害六価クロム成分の溶出により発生する生態系ならびに生活環境に与える悪影響を阻止して、廃材類を無公害型で再生利用可能な再資源化資材に改質する技術にある。
【００１２】
特に、コンクリート廃材における生活環境等に悪影響を及ぼす高いアルカリ性を提示するアルカリ成分ならびに有害六価クロム成分の環境への溶出を同時にして安全に低コストで阻止できる処理技術に課題がある。高いアルカリ性を提示するアルカリ成分の溶出を阻止するには、一般にアルカリ成分に対する中和技術を導入することにより中性化は可能となるが、単一操作・工程により中性化処理と同時に共存する六価クロム成分の溶出阻止を可能とする処理技術に課題が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、改質液を少なくとも常温において公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法により中性化処理ならびに不溶化処理が施されて無公害型コンクリート塊に改質される機能を有する改質組成物が水系溶媒に溶解している改質液において；
上記の公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物として調製され、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存しているコンクリート塊であり；
【００１４】
上記の水系溶媒が、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないし２種以上の組み合わせの水系溶媒であり；
【００１５】
上記の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であり；
【００１６】
上記の改質液が、水系溶媒１００質量部に対して、改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体である改質液が提供される。
【００１７】
本発明によれば、前記の改質組成物が、硫酸アルミニウムならびにケイ酸ナトリウムにより構成されている改質液が提供される。
【００１８】
本発明によれば、前記の還元性成分が、２価の鉄塩化合物、次亜塩素酸ソーダもしくはチオ硫酸ナトリウムの単独ないし２種以上の組み合わせの還元性成分である改質液が提供される。
【００１９】
本発明によれば、前記の改質液を少なくとも常温で公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法において；
【００２０】
上記の改質方法が、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊１００質量部に対して、上記改質液の６質量部ないし２０質量部を均質に撒布ないしは含浸手段により接触せしめ、次いで改質液が接触している公害型コンクリート塊を少なくとも常温の大気中に開放して風乾ないしは乾燥せしめて、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理され、同時に六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて無公害型コンクリート塊に改質されている改質方法が提供される。
【００２１】
本発明によれば、前記の改質液を前記の改質方法により公害型コンクリート塊に接触せしめて改質されている無公害型コンクリート塊において；
【００２２】
上記の無公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、上記の改質液を上記の改質方法により接触せしめて少なくとも常温の大気中に開放して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて、骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類の土木資材や建築資材に応用可能な再資源化資材である無公害型コンクリート塊が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の効果は、建築・土木等の分野から排出されるアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を環境に負荷を与えることなく低コストで安全に中性化処理ならびに不溶化処理を施して無公害型のコンクリート塊が提供されることから、環境に悪影響を与え弊害をもたらしていた公害型コンクリートを生活環境に負荷を与得ない状態で再生利用を可能な再資源化資材［例：骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材、築堤材等の土木資材や建築資材］として再生活用にできるところにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明者等は、従来技術における課題を充分に調査し、建築・土木等の分野から排出されて、生活環境等に悪影響を及ぼしているアルカリ性の高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊を生活環境に負荷を与得ない状態で再生利用を可能にできる処理技術に関して十分検討を加え、実験を重ねて本発明技術に至った。
【００２５】
また、前述した背景技術の項で示したように本発明者等は、各種の廃棄物類に共存する六価クロムを含む有害な重金属類の固定化ならびに不溶化を可能とする処理技術を既に開示している。本発明技術もその線上で検討され開発されて本発明技術に至った。
【００２６】
本発明技術の概要は、アルカリ性が高く有害な水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、水系溶媒に改質組成物を溶解せしめた改質液を接触せしめる改質方法に付して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている再生利用可能な無公害型コンクリート塊に改質する改質液、またこの改質液を採択した処理条件ならびに処理工程、さらにここに中性化処理ならびに固定・不溶化処理されて、土木分野ならびに建築分野で再生利用可能な無公害型コンクリート塊に係る技術にある。
【００２７】
本発明技術により公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質する技術のポイントは、少なくとも常温において高いアルカリ性を示すアルカリ成分の水への溶解性を固定化して難溶性に改質して水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理する処理技術条件、さらに同時に共存する有害な水可溶性六価クロムを固定化して不溶性鉱物に改質して共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理する処理技術条件にある。
【００２８】
本発明で処理対象とする公害型コンクリートは、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物に調製されたコンクリートであり、該コンクリートは一般に水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している。特に本発明で処理対象とする公害型コンクリートは、建築・土木等の分野で構造体ないしはセメント二次加工製品として使用され、その後使用済みとなり不用となった構造体ないしはセメント二次加工製品の崩壊ないしは砕かれた廃材が好適に挙げられる。
【００２９】
本発明技術により公害型コンクリート塊を水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理する処理技術は、基本的にコンクリート塊が水と接触したときに発生する溶解性カルシウムイオンを難溶性に固定化する技術であり、一般には硫黄のオキシ酸イオン等を共存せしめて硫酸カルシウム等の水難溶性化合物を形成せしめることで達成される。
【００３０】
一方、本発明技術により公害型コンクリート塊に共存する有害な水可溶性六価クロムを固定化して不溶性鉱物に改質して共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理する処理技術は、活性なシリカ、アルミナ、ナトリウム等によりアルミノケイ酸塩アルカリからなる水不溶性鉱物（ゼオライトないしはゼオライト前駆体等）が形成されるときにアルミノケイ酸塩アルカリ化合物にナトリウムイオンが取り込まれるときに同時にクロムイオン等の溶出重金属類群のイオンがアルミノケイ酸塩アルカリに組み込まれて水不溶性に固定化する現象に由来している。
【００３１】
本発明において公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質する改質方法は、予め酸性サイドにある改質組成物を水系溶媒に溶解して調製された改質液を公害型コンクリート塊に撒布もしくは含浸せしめる接触手段により接触せしめ、次いで乾燥して中性化処理ならびに不溶化処理を完成せしめる手順・工程を基本としている。
【００３２】
本発明で有効に採択される水系溶媒は、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないしは２種以上の組み合わせの水系溶媒を好適に挙げることができる。
【００３３】
一般的に水系溶媒は、処理作業現場で入手容易な水道水、工業用水、河川水、海水等を好適に採択することが好ましい。例えば、海水のように塩類、特に塩素イオンを含有している水溶媒も本発明の水系溶媒として好適に採択することができる。また、硫酸水の変わりに塩酸水も考えられるが、アルカリ成分であるカルシウムを固定化するには硫酸水であることの方が好ましい。
【００３４】
本発明の改質組成物は、シリカ成分、アルミナ成分、ナトリウム成分ならびに硫黄のオキシ酸成分を主成分とし、必要に応じて還元性成分を加えて構成される組成物であり、２０℃における水溶解度が２０ｇ／水１００ｇ以上であり、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体で構成されていることが好ましい。
【００３５】
特に本発明の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であることが好ましい。
【００３６】
さらに本発明改質組成物は、改質組成物の２０℃において２０ｇ／水１００ｇ以上の溶解度を有していることが、改質液を公害型コンクリート塊に撒布ないしは含浸して公害型コンクリート塊の内部を含めて全体に均質に改質液を接触せしめるに好ましく、また水に溶解せしめた改質組成物は少なくともｐＨ値で６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体であることが、公害型コンクリート塊を中性化処理するに好ましい。
【００３７】
ここで構成される組成物の代表的な例としては、硫酸アルミニウムとケイ酸ソーダで構成される改質組成物、または水酸化アルミニウムと活性ケイ酸ないしは活性シラノールゲルと硫酸で構成される改質組成物、もしくは水酸化アルミニウムと硫酸と水ガラスで構成される改質組成物等を好適に挙げることができる。さらにまた、水系溶媒に硫酸水のように酸性の水系溶媒を選ぶときには、アルミナ成分やシリカ成分に硫酸水に溶解性のある水酸化アルミニウムやシリカゲル等を選び酸性水系溶媒に溶解せしめて本発明の改質組成物とすることができる。
【００３８】
本発明の改質組成物においては、硫酸第一鉄、次亜塩素酸ナトリウムないしはチオ硫酸ナトリウム等の還元性成分を加えて構成させることが、共存している六価クロムを還元状態の三価にして固定できることから好ましい。勿論、有機物であるアルコール基やアルデヒド基を保有する有機化合物を併用して選ぶこともできる。
【００３９】
本発明における改質液は、水系溶媒１００質量部に対して、上記の改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体であることが好ましい。水系溶媒１００質量部に対して改質組成物の溶解量が３質量部より少ないときは、中性化処理ならびに不溶化処理を充分好適に果たすことはできない。また、改質組成物の溶解量を２０質量部より多くすることは、水系溶媒に溶解する改質組成物の溶解度を超える傾向にあり、中性化処理ならびに不溶化処理を効率よく遂行することが難しくなる傾向にある。
【００４０】
本発明においては、公害型コンクリート塊を無公害型コンクリート塊に改質するには、予め改質組成物により調製された改質液を公害型コンクリート塊に接触させ、ついで公害型コンクリート塊に改質液を接触させたコンクリート塊を少なくとも常温において開放して、風乾ないしは積極的乾燥により、水溶出ｐＨ値が８．５以下とする中性化処理ならびに六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理を施して無公害型コンクリート塊に改質せしめる改質方法を施す処理改質手段が好ましい。
【００４１】
本発明において公害型コンクリート塊に改質液を接触せしめる具体的な手段は、改質液に公害型コンクリート塊を浸漬せしめてから改質液より引き上げるか、もしくは公害型コンクリート塊の全体に改質液を撒布する手段が好適である。この場合、可能な限り改質液が公害型コンクリート塊内部の細孔にも充分に行き渡るように充分注意してせしめることが重要である。
【００４２】
以上の本発明技術により、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、予め改質組成物で調製される改質液を接触せしめる改質方法に付して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理されている無公害型コンクリート塊を提供することができる。
【００４３】
本発明技術によれば、単に放置した場合は生活環境に悪影響を及ぼす公害型コンクリート塊を水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に固定・不溶化処理された無公害型コンクリート塊として提供できることから、公害型コンクリート塊を再生利用可能な再資源化資材として活用することを可能としている。
【００４４】
したがって、本発明技術によれば、厄介者の公害型コンクリート塊を最終処分等に投棄することなく、土木分野もしくは建築分野で有効活用利用可能な骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類等の土木資材や建築資材に応用が可能なであり、厄介者の公害型コンクリート塊を再資源化資材に改質して無公害型コンクリート塊として各用途への提供を可能としている。
【実施例】
【００４５】
本実施例において、アルカリ性が高く有害な水可溶性六価クロムを共存する公害型コンクリート塊を無公害型に中性化処理ならびに不溶化処理を施す処理機能を有する改質組成物からなる改質液、公害型コンクリート塊に該改質液を接触せしめる改質方法、ならびに公害型コンクリート塊に該改質方法に付して中性化処理ならびに不溶化処理が施されている無公害型コンクリート塊に関して具体的例示を以って以下に説明する。
【００４６】
［物性評価試験方法］
本発明のコンクリート塊、改質組成物、改質液等における諸物性・性能等を評価するため、下記に示すそれぞれに対応する試験・分析方法を採択して行った。
なお、本明細書においては『部』および『％』の記載は、特記しない限り「質量」を以って示し、容量リッターの表示記載を『Ｌ』を以って表示することがある。
【００４７】
１．水溶出ｐＨ値
水溶出ｐＨ値の測定は、供試料試験体（各コンクリート塊）１０ｇを２０℃でｐＨ７の純水５０ｇの入った容器に投入し、約２０℃で３０分間攪拌して回収した溶出検液をｐＨメーターによりｐＨ値を測定し、試験体の５質量倍水に対する水サスペンジョン溶出検液におけるｐＨ値として測定した。
【００４８】
２．六価クロムの溶出試験
供試料試験体（各コンクリート塊）における六価クロムの水溶出量は、環境庁４６号溶出試験法に準拠して検液を作成し、ＪＩＳＫ０１０２記載のＩＣＰジフェニルカルバジド吸光光度法により分析し測定した。
供試料試験体は、まず風乾して必要に応じて砕き粉砕して、非金属製２ｍｍ目篩を通過させて試料調製した。
【００４９】
検液の調製は、試料（ｇ）と純水に塩酸を加え、水素イオン濃度指数が５．８以上、６．３以下となるように調製した溶媒とを重量比１０％の割合で混合し、且つ、その混合液が５００ｃｃ以上となるように調製する。次いで、該混合液を約２０℃で約１気圧の条件下で振とう機（あらかじめ振とう回数を毎分約２００回に、振とう幅を４ｃｍ以上５ｃｍ以下に調整したもの）を用いて、６分間連続して振とうして抽出操作を行う。以上の抽出操作を経た混合液を１０分〜３０分静置後、毎分約３，０００回転で２０分間遠心分離し、上澄液を孔径０．４５μｍのメンブランスフィルターでろ過してろ液を採り、定量に必要な正確な量を検液とした。
【００５０】
［実施例１］
本実施例において採択した改質液について説明する。本実施例における改質液の原料となる改質組成物を構成するに化合物群を市販試薬ならびに工業薬品から選び表１に化学式を添えて示す。さらに該化合物群からなる改質組成物で構成される改質液について表２に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
本実施例で処理対象とした公害型コンクリート塊は、鉄筋コンクリート製の建造物から採取したコンクリート廃材を砕き、骨材の砂利等を除き篩分級して約１ｍｍないしは５ｍｍ系の塊状物に篩分級したコンクリート塊（試料番号：Ｋ−１）を選んだ。
また、市販セメント１００質量部に対して、砂、砂利、水を加えた混和した混和物を約１０厚の板状にして、常温に６０日間放置してコンクリート状成型品を調製し、次いで解砕して約１ｍｍないしは５ｍｍ系の塊状物に篩分級したコンクリート塊（試料番号：Ｋ−２）を調製し手選んだ。ここに選んだ各コンクリート塊のｐＨ値ならびに六価クロムの溶出量を表３に併せ表示する。
【００５４】
【表３】
【００５５】
以上の結果、ｐＨ値で９．８以上にあり、六価クロムの水溶出量が０．０６ｍｇ／Ｌ以上の公害型コンクリート塊を本発明の改質液と接触せしめ風乾するときは、いずれの場合もｐＨ値で８．４以下であり、六価クロムの水溶出量が０．０２ｍｇ／Ｌ未満に改質処理されていることが良く理解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明技術によれは、土木分野ないしは建築分野等より廃材として排出され、ｐＨ値が９．８以上にあり、六価クロムの水溶出量が土壌環境基準値を超えていることからその処理・処分に窮している公害型コンクリート塊を安価な改質剤を採択して簡単な処理手段で環境に負荷をかけることなく低コストで無公害型のコンクリート塊に改質できることから、コンクリート廃材の再資源化資材として再生利用を可能とし、環境問題の解消と循環型社会の構築に貢献できる可能性は大きく、本発明技術の産業界での活用利用価値は大きい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質液を少なくとも常温において公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法により中性化処理ならびに不溶化処理が施されて無公害型コンクリート塊に改質される機能を有する改質組成物が水系溶媒に溶解している改質液において；
上記の公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物として調製され、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存しているコンクリート塊であり；
上記の水系溶媒が、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないし２種以上の組み合わせの水系溶媒であり；
上記の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であり；
上記の改質液が、水系溶媒１００質量部に対して、改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体であることを特徴とする改質液。
【請求項２】
前記の改質組成物が、硫酸アルミニウムならびにケイ酸ナトリウムにより構成されている請求項１記載の改質液。
【請求項３】
前記の還元性成分が、２価の鉄塩化合物、次亜塩素酸ソーダもしくはチオ硫酸ナトリウムの単独ないし２種以上の組み合わせの還元性成分である請求項１記載の改質液。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の改質液を少なくとも常温で公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法において；
上記の改質方法が、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊１００質量部に対して、上記改質液の６質量部ないし２０質量部を均質に撒布ないしは含浸手段により接触せしめ、次いで改質液が接触している公害型コンクリート塊を少なくとも常温の大気中に開放して風乾ないしは乾燥せしめて、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理され、同時に六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて無公害型コンクリート塊に改質されていることを特徴とする改質方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の改質液を請求項４記載の改質方法により公害型コンクリート塊に接触せしめて改質されている無公害型コンクリート塊において；
上記の無公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、上記の改質液を上記の改質方法により接触せしめて少なくとも常温の大気中に開放して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて、骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類の土木資材や建築資材に応用可能な再資源化資材であることを特徴とする無公害型コンクリート塊。
【請求項１】
改質液を少なくとも常温において公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法により中性化処理ならびに不溶化処理が施されて無公害型コンクリート塊に改質される機能を有する改質組成物が水系溶媒に溶解している改質液において；
上記の公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物として調製され、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存しているコンクリート塊であり；
上記の水系溶媒が、雨水、河川・湖沼水・たまり水、湧き水、井戸水、海水、人工池・ダム水類からなる自然水、飲料水、工場用水、農業用水、水道水、下水道処理水、産業界の副生水、産業界の排水、生活排水、排水類の処理水類からなる人工水、もしくは少なくとも２質量％濃度硫酸水の単独ないし２種以上の組み合わせの水系溶媒であり；
上記の改質組成物が、酸化物基準で表してシリカ成分１００質量部に対して、アルミナ成分１００ないし４５０質量部、酸化ナトリウム成分２０ないし１００質量部ならびに硫黄のオキシ酸成分２４０ないし８４０質量部を主成分とし、必要に応じて還元性成分を１００質量部の範囲内で加えて構成されており、少なくともｐＨ値が６より低い酸性サイドにある粉粒体ないしは液状体からなる組成物であり；
上記の改質液が、水系溶媒１００質量部に対して、改質組成物の３ないし２０質量部を溶解している液状体であることを特徴とする改質液。
【請求項２】
前記の改質組成物が、硫酸アルミニウムならびにケイ酸ナトリウムにより構成されている請求項１記載の改質液。
【請求項３】
前記の還元性成分が、２価の鉄塩化合物、次亜塩素酸ソーダもしくはチオ硫酸ナトリウムの単独ないし２種以上の組み合わせの還元性成分である請求項１記載の改質液。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の改質液を少なくとも常温で公害型コンクリート塊に接触せしめる改質方法において；
上記の改質方法が、水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊１００質量部に対して、上記改質液の６質量部ないし２０質量部を均質に撒布ないしは含浸手段により接触せしめ、次いで改質液が接触している公害型コンクリート塊を少なくとも常温の大気中に開放して風乾ないしは乾燥せしめて、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理され、同時に六価クロムを溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて無公害型コンクリート塊に改質されていることを特徴とする改質方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の改質液を請求項４記載の改質方法により公害型コンクリート塊に接触せしめて改質されている無公害型コンクリート塊において；
上記の無公害型コンクリート塊が、ポルトランドセメントの水硬性機能を発揮させて砂・砂利と水との混合物の水硬性硬化物からなる水溶出ｐＨ値が９以上で水可溶性六価クロムを共存している公害型コンクリート塊に対して、上記の改質液を上記の改質方法により接触せしめて少なくとも常温の大気中に開放して、コンクリート塊の水溶出ｐＨ値が８．５以下に中性化処理されて、同時に共存する六価クロムの水溶出が溶出試験で環境基準値以下の範囲に不溶化処理されて、骨材、再生砂、覆砂材、路盤材、造成材、盛土材、中込材もしくは築堤材類の土木資材や建築資材に応用可能な再資源化資材であることを特徴とする無公害型コンクリート塊。
【公開番号】特開２００７−１６０２９２（Ｐ２００７−１６０２９２Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８０９８４（Ｐ２００５−３８０９８４）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（５０１０４６９４７）株式会社ナトー研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（５０１０４６９４７）株式会社ナトー研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
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