固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法
【課題】 自然災害等や、建築現場等から生じたがれき等の廃棄物を回収し、所定の粒径以下に調整して、焼却処理することなく固化体の骨材として使用することにより、がれき等の廃棄物を迅速に処理する。
【解決手段】 廃棄物２ａを焼却処理することなく、固化材３ａ中に混入させて固化させることにより、二次製品又は人工地盤用ブロック１ａとして使用する。がれき（コンクリートガラ、木片、ゴム類、金属類、ガラス類、プラスチック類等）等の廃棄物を、焼却施設で焼却処理することなく迅速に処理でき、固化体の骨材として使用できる。
【解決手段】 廃棄物２ａを焼却処理することなく、固化材３ａ中に混入させて固化させることにより、二次製品又は人工地盤用ブロック１ａとして使用する。がれき（コンクリートガラ、木片、ゴム類、金属類、ガラス類、プラスチック類等）等の廃棄物を、焼却施設で焼却処理することなく迅速に処理でき、固化体の骨材として使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法に関し、特に、所定の粒径以下のがれき等の廃棄物を骨材として使用した固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震や津波等の自然災害等の災害によって生じたがれき（木材類、金属類、ゴム類、プラスチック類等）や、建築現場や建物解体現場等から生じたコンクリートガラ、廃材等の廃棄物は、産業廃棄物又は一般廃棄物（以下、廃棄物という。）として回収して、焼却不適物を取り除いた上で焼却施設で焼却処理し、焼却後の残渣を最終処分場に埋立処分していたが、近年の最終処分場の建設用地の不足により、埋立処分に代わる新たな処理方法の開発が望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、焼却施設で焼却処理した残渣（焼却灰）を回収し、この焼却灰を一次、二次破砕して所定粒度分布に整粒し、これを骨材としてセメント結合剤と混練して加圧成形し、養生することによりブロック状のコンクリート製品を製造する処理方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の処理方法によれば、焼却灰中に残留する重金属類が溶出するおそれがなく、また、実用的に十分な強度が得られるので、土木、建築用の資材として有効に利用することができ、最終処分場の建設用地の不足を多少は解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９６２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、想定外の大規模の地震や津波等の自然災害等が発生して、がれき等の廃棄物が生じた場合には、特許文献１に記載のような処理方法では、廃棄物を焼却処理する必要があり、処理に時間と手間がかかっていた。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされものであって、がれき等の廃棄物が発生した場合に、それらを焼却処理することなく迅速に処理することができる、固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造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】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の固化体によれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、固化体を骨材として使用することができる。従って、がれき等の廃棄物を迅速に処理することができる。また、廃棄物を固化材で固めているので、廃棄物が有害物質を含むものであっても、有害物質が溶出することはない。さらに、廃棄物が空気や水と接触することがないので、廃棄物が木片を含むものであって、嫌気性発酵するようなことはなく、強度低下、減容化を防止できる。
【００１０】
また、本発明の固化体において、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
本発明による固化体によれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明は、所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の二次製品によれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物のうち、所定の粒径以下の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、二次製品の骨材として使用することができる。ここで、二次製品とは、擁壁、側溝、ブロック、マンホール、縁石、ヒューム管等を意味する。
【００１３】
また、本発明の二次製品において、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
【００１４】
本発明の二次製品によれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明の二次製品において、前記固化材はモルタルであり、該モルタルと前記廃棄物の混合割合を容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合としたこととしてもよい。
【００１６】
本発明の二次製品によれば、所定の練り混ぜ性能、及び形状安定性が得られることになる。
【００１７】
また、本発明の二次製品において、前記モルタルの水セメント比を３０〜４０％、細骨材セメント比を２．０〜２．５としたこととしてもよい。
【００１８】
本発明の二次製品によれば、所定の練り混ぜ性能、及び形状安定性が得られることになる。
【００１９】
また、本発明の二次製品において、前記廃棄物は、粒径が４０ｍｍ以下であることとしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明は、所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物のうち、所定の粒径以下の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、人工地盤用ブロックの骨材として使用することができる。
【００２２】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
【００２３】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００２４】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記廃棄物は、粒径が１５０ｍｍ以下であることとしてもよい。
【００２５】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記固化材がセメントミルクであって、該セメントミルクの水セメント比は６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量が３００ｋｇ以上であることとしてもよい。
【００２６】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、人工地盤用ブロックとしての所定の圧縮強度（１Ｎ／ｍｍ２）、及び練り混ぜ性を満足させることができる。
【００２７】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、練り混ぜ水に海水を使用したこととしてもよい。
【００２８】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、練り混ぜ水に海水を使用した場合、早期に人工地盤用ブロックとしての所定の圧縮強度（１Ｎ／ｍｍ２）が発現でき、即時脱枠が可能となり、人工地盤用ブロックの大量生産が可能となる。
【００２９】
また、本発明は、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより製造することを特徴とする。
【００３０】
本発明の固化体の製造方法によれば、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより、廃棄物と固化材とを強固に結合した固化体を製造することができる。
【００３１】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物は、所定の粒径以下に破砕された後に、所定の粒径に分級されて、前記固化材中に混入されることとしてもよい。
【００３２】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、振動を加えた状態で固化させることとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、骨材としての廃棄物の周囲の全体に固化材を行き渡らせることができるので、廃棄物と固化材とを強固に結合することができる。
【００３３】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、上方から押付けた状態で固化させることとしてもよい。
【００３４】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記固化材中に前記廃棄物を含漬させた後に、上方から押し付けた状態で固化させることとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、骨材としての廃棄物の周囲の全体に固化材を行き渡らせることができるので、廃棄物と固化材とを強固に結合することができる。
【００３５】
さらに、本発明の固化体の製造方法において、前記固化材及び廃棄物を上方から押し付けた際に、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することができるので、固化材の無駄をなくすことができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上、説明したように、本発明の固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法によれば、回収したがれき等の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、迅速に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による固化体の第１の実施の形態を示した概略断面図であって、固化体としての人工地盤用ブロックを示した概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態の固化体としての二次製品を示した概略断面図である。
【図３】第１の実施の形態の固化体の適用例を示した概略断面図である。
【図４】第１の実施の形態の固化体の製造方法を示したフロー図である。
【図５】第２の実施の形態の固化体としての人工地盤用ブロックを示した概略断面図である。
【図６】第２の実施の形態の固化体の製造方法を示したフロー図である。
【図７】人工地盤用ブロックの供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図８】人工地盤用ブロックの供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図９】二次製品の供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図１０】廃棄物（がれき）及び固化体の溶出試験の結果を示した説明図である。
【図１１】人工地盤用ブロックの配合決定のフロー図である。
【図１２】一次選定試験のフロー図である。
【図１３】ブロック１ｍ３当たりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係（材令７日）を示した説明図である。
【図１４】ブロック１ｍ３当たりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係（材令２８日）を示した説明図である。
【図１５】不溶化技術の開発の流れを示したフロー図である。
【図１６】模擬汚染がれきを用いたセメント固化体の溶出試験のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法の第１の実施の形態が示されている。図１は固化体としての人工地盤用ブロックを示す概略断面図、図２は固化体としての二次製品を示す概略断面図、図３は固化体としての人工地盤用ブロックを道路盛土の材料に用い、二次製品を擁壁、側溝に用いた適用例の概 略断面図、図４は固化体の製造方法のフロー図である。
【００３９】
すなわち、本実施の形態の固化体１は、図１〜図３に示すように、廃棄物２を骨材として使用し、この廃棄物２を焼却施設で焼却処理することなく、固化材３中に混入させて固化させることにより、所定の形状（例えば、直方体状）に形成したものであって、道路盛土、避難高台、防潮堤、河川堤防等の人工地盤用ブロック１ａ、又は側溝、擁壁、マンホール、排水桝、水槽、縁石、歩車道境界ブロック等の二次製品１ｂとして使用することができる。
【００４０】
廃棄物２は、例えば、地震や津波等の自然災害等によって生じたがれき（コンクリートガラ、木材類、タイヤ等のゴム類、プラスチック容器等のプラスチック類、窓ガラス等のガラス類、車両のボディ、家電の筐体等の金属類、土砂類等）や、建築現場や建物の解体現場等から生じたコンクリートガラ、廃材等の産業廃棄物又は一般廃棄物（以下、廃棄物２という。）であって、これらの廃棄物２から大きいものを取り除いた後の粒径が１５０ｍｍ以下の残渣を骨材として使用している。
【００４１】
本実施の形態においては、自然災害によって生じたがれきを廃棄物２として回収し、この回収した廃棄物２から大きいものを重機により取り除き、取り除いた後の残渣を分級機にかけて、粒径が１５０ｍｍ以下のもの（一次廃棄物２ａ）を取り出し、この一次廃棄物２ａを更に分級機にかけて、粒径が４０ｍｍ以下のもの（二次廃棄物２ｂ）を取り出し、一次廃棄物２ａを人工地盤用ブロック１ａの骨材として使用し、二次廃棄物２ｂを二次製品１ｂの骨材として使用している。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、回収した廃棄物２から大きいものを取り除いた残渣を分級機に供給して分級しているが、残渣を破砕機で破砕処理して、粒径を１５０ｍｍ以下にした上で分級機に供給するようにしてもよい。また、分級機及び破砕機を使用せずに、大きいものを取り除いた残渣をそのまま使用してもよい。
【００４３】
固化材３は、例えば、セメントミルク又はモルタルであって、人工地盤用ブロック１ａは、外圧に抵抗できる強度が１．０Ｎ／ｍｍ２程度必要なので、セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したものを固化材３ａとして使用している。
混和材としてＪＩＳ規格の加工品であるフライアッシュを用いたが、フライアッシュは火力発電所から排出される原粉でもよく、破砕、粒度調整等の加工を経なくてもよい。これを使用することにより材料の加工工程が省略でき、低炭素化に寄与できる。
また、二次製品１ｂは、外圧に抵抗できる強度が１０〜２０Ｎ／ｍｍ２程度必要なので、モルタル（セメントミルクと砂とを所定の重量比で混合したもの）を固化材３ｂとして使用している。
なお、モルタルの砂の代わりに、廃棄物２を分級機で分級することによって得られた粒径が２５ｍｍ以下の残渣、現地から回収した粒径が２５ｍｍ以下の廃棄物２を使用してもよい。
また、砂の代わりに火山灰、石炭灰、高炉スラグ微粉末を使用しても同様の効果が得られる。更に、別途ポリマーや増粘剤を添加することにより、モルタルとがれきの付着力を向上させることができる。
【００４４】
上記のような構成の固化体１は、例えば、図３に示すように、道路盛土１０の盛土材料を構成する人工地盤用ブロック１ａや、道路盛土１０の法面の法尻に設置される擁壁、法尻に沿って設置される側溝、縁石、歩車道境界ブロック等の二次製品１ｂとして使用される。なお、図中、符号１１は覆土である。
【００４５】
次に、図４を参照しながら、固化体１としての人工地盤用ブロック１ａ及び二次製品１ｂの製造方法について説明する。
【００４６】
＜人工地盤用ブロックの製造方法＞
人工地盤用ブロック１ａを製造するには、図４に示すように、まず、一次調整工程において、災害現場からがれきを廃棄物２として回収し、回収した廃棄物２から重機により大きいものを取り除き、その後の残渣を分級機にかけて分級し、粒径が１５０ｍｍ以下の一次廃棄物２ａを取り出す。
【００４７】
次に、含漬工程において、図１に示すように、人工地盤用ブロック１ａの形状に合わせて形成した所定の容積の袋体５を用い、この袋体５の内部に、所定の水セメント比に調整した固化材３ａ（セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したもの）を充填し、固化材３ａ中に所定量の一次廃棄物２ａを投入するとともに、吊上げ用のフック４を吊り部が固化材３ａの上面から上方に突出するように配置する。
【００４８】
次に、締固め工程において、図１に示すように、袋体５の上方から押付手段７（プレスのプランジャー又は重し）により、固化材３ａ及び一次廃棄物２ａを押し付け、この状態で所定の時間養生させることによって固化材３ａを固化させる。なお、袋体５から溢れ出た余剰の固化材３ａは、次の人工地盤用ブロック１ａの製造に使用する。
【００４９】
このようにして、一次廃棄物２ａと固化材３ａとを一体に結合した人工地盤用ブロック１ａを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の人工地盤用ブロック１ａを製造することができ、この複数の人工地盤用ブロック１ａを道路用盛土１０の構築現場に積み上げることにより、道路用盛土１０の材料を構築することができる。
なお、袋体５は密封していなくてもよい。また、水が染み出す程度の孔があいていてもよい。さらに、袋体５としては、例えば、トンパックが好適である。押付手段７により押し付けることにより、袋体５の表面から脱水が進行し、早期強度発現が期待でき、養生期間も短縮できる。
【００５０】
なお、上記の説明では、袋体５の内部に固化材３ａを充填した後に、固化材３ａ中に一次廃棄物２ａを投入しているが、固化材３ａと一次廃棄物２ｂとを混練機で混練した上で、それらの混練物を袋体５の内部に充填するように構成してもよい。また、人工地盤用ブロック１ａは、工場で製造してもよいし、現場で製造してもよい。
【００５１】
＜二次製品の製造方法＞
二次製品１ｂを製造するには、図４に示すように、まず、二次調整工程において、上記の一次調整工程で取り出した粒径が１５０ｍｍ以下の残渣（一次廃棄物２ａ）を分級機にかけて分級し、粒径が４０ｍｍ以下の二次廃棄物２ｂを取り出す。この場合、一次廃棄物２ａを破砕機にかけて破砕処理し、粒径が４０ｍｍ以下の二次廃棄物２ｂとしてもよい。
【００５２】
次に、混練工程において、図２に示すように、混練機によって固化材３ｂ（所定の水セメント比に調整したモルタル）と二次廃棄物２ｂとを混練し、この混練物を所定の形状に形成した型枠６の内部に充填する。
【００５３】
次に、締固め工程において、図２に示すように、型枠６の上方から押圧手段７（プレスのプランジャー又は重し）によって固化材３ｂ及び二次廃棄物２ｂを押し付け、この状態で所定の時間養生させることによって固化材２ｂを固化させる。
【００５４】
この場合、バイコン製法により、型枠６の上方から押圧手段７によって固化材３ｂ及び二次廃棄物２ｂを押し付けるとともに、振動によって固化材３ｂに振動を加えながら、固化材３ｂを固化させるように構成してもよい。
このようなバイコン製法を用いることにより、型枠６を短時間で離型することができるので、二次製品１ｂを効率良く製造することができる。なお、型枠６から溢れ出た余剰の固化材３ｂは、次の二次製品１ｂの製造に使用する。
【００５５】
このようにして、二次廃棄物２ｂと固化材３ｂとを一体に結合した二次製品１ｂを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の二次製品１ｂを連続して製造することができ、道路用盛土１０の法尻の擁壁、側溝等として使用することができる。
【００５６】
上記のように構成した本実施の形態の固化体及び固化体の製造方法にあっては、がれき等の廃棄物２を焼却処理することなく、迅速に固化体１の骨材として使用することができる。
【００５７】
また、がれき等の廃棄物２を焼却処理することなく、固化体１の骨材として使用することで処理できるので、焼却処理後の残渣（焼却灰）を埋立処分する最終処分場の建設用地の不足にも貢献できる。
【００５８】
さらに、がれき等の廃棄物２を固化体１の骨材として使用できるので、固化体１の材料費を削減することができ、固化体１の製造費を安く抑えることができる。
【００５９】
さらに、骨材として使用する廃棄物２が有害物質を含むものであっても、廃棄物２を固化材３中に混入させた状態で固化させて、固化材３で廃棄物２の周囲をコーティングしているので、有害物質が溶出するようなことはない。さらに、廃棄物２に木材類が含まれていても、木材類が空気や水と接触して嫌気性発酵することがないので、固化体１の強度が低下したり、減容化するようなことはなく、固化体１としての性能を維持することができる。
【００６０】
図５には、本発明による固化体の製造方法の第２の実施の形態が示されている。本実施の固化体の製造方法は、固化体としての人工地盤用ブロック１ａの製造に適用したものでる。本実施の形態では、型枠６と、型枠６の外面に取り付けられて、型枠６の内部に充填した混練物に型枠６を介して振動を加えるバイブレータ８とを用い、人工地盤用ブロック１ａを製造するように構成したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００６１】
すなわち、本実施の形態の人工地盤用ブロック１ａの製造方法は、図６に示すように、まず、一次調整工程において、第１の実施の形態と同様に、災害現場からがれきを廃棄物２として回収し、回収した廃棄物２から重機により大きいものを取り除き、その後の残渣を分級機にかけて分級し、粒径が１５０ｍｍ以下の一次廃棄物２ａを取り出す。
【００６２】
次に、混練工程において、混練機（例えば、パン型のミキサー）を用い、混練機の内部に一次廃棄物２ａと所定の水セメント比に調整した固化材３ａ（セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したもの）とを投入し、これらを混練することにより一次廃棄物２ａと固化材３ａとの混練物を製造し、この混練物を人工地盤用ブロック１ａの形状に合わせて形成した型枠６の内部に充填する。
この場合、一次廃棄物２ａは、表乾状態ではなく、含水率のばらつきも大きいため、予め、混練機で固化材３ａを所定の水セメント比に調整しておき、その上で固化材３ａ中に一次廃棄物２ａを投入して混練するのが好ましい。
【００６３】
次に、締固め工程では、例えば、（１）押圧手段７（プレスのプランジャー又は重し、以下、同じ。）によって加圧しながら振動を与えた状態で締め固める場合と、（２）振動を与えることなく押圧手段７により加圧した状態で締め固める場合と、（３）押圧手段７により加圧することなく振動のみを与えた状態で締め固める場合とがある。
【００６４】
（１）の場合には、図５に示すように、型枠６の上方から押付手段７によって型枠６の内部の混練物を加圧するとともに、型枠６の外側面に設置した各バイブレータ８を作動させることにより混練物に振動を与え、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（２）の場合には、図示はしないが、型枠６の上方から押付手段７によって型枠６の内部の混練物を加圧し、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（３）の場合には、図示はしないが、型枠６の外側面に設置した各バイブレータ８を作動させることにより型枠６の内部の混練物に振動を与え、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（１）は、型枠６を短時間で離型することができるので、人工地盤用ブロック１ａを効率良く製造することができる。
本実施の形態では、（３）の方法により実施した。
なお、型枠６から溢れ出た余剰の固化材３ａは次の人工地盤用ブロック１ａの製造に使用する。
【００６５】
このようにして、一次廃棄物２ａと固化材３ａとを一体に結合した人工地盤用ブロック１ａを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の人工地盤用ブロック１ａを製造することができ、図３に示すように、この複数の人工地盤用ブロック１ａを道路用盛土１０の構築現場に積み上げることにより、道路用盛土１０の材料を構築することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、型枠６の外側面の上、中、下の６箇所にバイブレータ８を設置したが、バイブレータ８の本数及び設置箇所は、混練物の性状に応じて任意に設定することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様の構成の袋体５を用い、この袋体５を型枠６の内部に収容し、この袋体５の内部に一次廃棄物２ａと固化材３ａとの混練物を充填するように構成してもよい。
【００６８】
上記のように構成した本実施の形態の固化体の製造方法にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する。
【００６９】
なお、前記の説明においては、型枠６の外側面にバイブレータ８を設置したが、型枠６の内部に充填した混練物を、油圧ショベルのアームにチゼルプレートを装着し、このチゼルプレートで混練物を押し付けながら、振動を加えるように構成してもよい。また、型枠６の内部に一時的に棒状のバイブレータを挿入してもよい。
【００７０】
なお、前記各実施の形態においては、人工地盤用ブロック１ａ、及び二次製品１ｂを道路用盛土１０に適用した場合について説明したが、その他各種の人工地盤用ブロック、及び二次製品として使用してもよい。
【００７１】
図７〜図１０に、本発明による第１の実施の形態の固化体１の人工地盤用ブロック１ａ及び二次製品１ｂの強度試験の結果を示す。
図７及び図８は、人工地盤用ブロック１ａの供試体であり、図９は二次製品１ｂの供試体である。図７の供試体では、固化材３ａとしてセメントミルク（水セメント比：Ｗ／Ｃ＝６０％）を用い、図８の供試体では、固化材３ａとしてセメントミルクにフライアッシュを混和材として添加したもの（水セメント比：Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０％）を用い、図９の供試体では、固化材３ｂとして１：２モルタル（重量比がセメント１：砂２、水セメント比：Ｗ／Ｃ＝３０％）を用いた。なお、図中σ７は７日強度である。
【００７２】
また、図７及び図８の供試体では、４００〜５００Ｌの固化材３ａに１ｔｏｎの廃棄物２ａ（がれき）を混入させ、図９の供試体では、３００〜６００Ｌの固化材３ｂに１ｔｏｎの廃棄物２ｂ（がれき）を混入してそれぞれ製造した。
【００７３】
さらに、図７の上下段の供試体、及び図８の上下段の供試体には、分級機で分級した粒径１５０ｍｍ以下の残渣（一次廃棄物２ａ）を使用し、図９の上段の供試体には、分級機で分級した粒径４０ｍｍ以下の残渣（二次廃棄物２ｂ）を使用し、図９の下段の供試体には、破砕機で一旦破砕した後に分級機で分級した粒径４０ｍｍ以下の残渣（二次廃棄物２ｂ）を使用してそれぞれ製造した。
【００７４】
さらに、図７及び図８の左列及び中列の供試体は、固化材３ａと一次廃棄物２ａとを混練した後に型枠内に入れ、図７及び図８の右列の供試体は、型枠内に一次廃棄物２ａを入れた後に、型枠内に固化材３ａを入れ、図９の各列の供試体は、固化材３ｂと二次廃棄物２ｂとを混練した後に型枠内に入れて、それぞれ製造した。
【００７５】
さらに、図７及び図８の上段の供試体は、型枠内に固化材３ａと一次廃棄物２ａとを入れ、プレス等の押付手段７によって押し付けた状態で固化させ、図７及び図８の下段の供試体は、型枠内に一次廃棄物２ａ及び固化材３ａを入れた状態で固化させてそれぞれ製造した。
【００７６】
上記のような条件に基づいて製造した供試体のうち、図７の左列の上下段の供試体、及び図９の左列の上段の供試体は、固化材３ａの充填不良が見られたものの、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。なお、図８の左列の下段の供試体は、試験不能であった。
【００７７】
また、図７の中列の上下段の供試体、及び図８の中列の上段の供試体は、固化材３ａが全体に十分に充填されており、また、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。なお、図８の中列下段の供試体は、固化材３ａの充填不良が見られたものの、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。
【００７８】
さらに、図７及び図８の右列の上下段の供試体は、固化材３ａが十分に充填されておらず、また、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度も有していないことがわかった。
【００７９】
この結果から、図７中列の上下段、及び図９の中列の上段の供試体は、人工地盤用ブロック１ａとして十分に使用することができるが、それ以外は、人工地盤用ブロック１ａとして使用することができないことがわかったので、人工地盤用ブロック１ａを製造する場合には、図７中列の上下段、及び図８の中列の上段の供試体の製造条件に基づいて製造すればよいことになる。
すなわち、廃棄物１ｔｏｎ当り５００Ｌ以上の固化材を混入させ、混練りする方法、或いは、型枠内に固化材を入れ、その中に廃棄物を入れて含漬する方法が人工地盤用ブロック１ａの製造に好適である。
【００８０】
また、図９の左列の下段、中列左側の上段の供試体は、固化材３ｂの充填が不十分であり、また、二次製品１ｂとして必要な強度（１０〜２０Ｎ／ｍｍ２）を有していないことが分かった。さらに、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、右列上段の供試体は、固化材３ｂが十分に充填されており、また、二次製品１ｂとして必要な強度（１０〜２０Ｎ／ｍｍ２）を有していることが分かった。
【００８１】
この結果から、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、及び右列上段の供試体以外の供試体は、二次製品１ｂとして使用できないことが分かったので、二次製品１ｂを製造する場合には、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、右列上段の供試体の製造条件に基づいて製造すればよいことになる。
すなわち、廃棄物を４０ｍｍ以上に破砕させた場合、廃棄物１ｔｏｎ当り４００Ｌ以上のモルタルを混入させ、混練りする方法、破砕なしても廃棄物１ｔｏｎ当り５００Ｌ以上のモルタルにて混練りする方法が二次製品１ｂの製造に好適である。
【００８２】
図１０に、廃棄物（がれき）の有害物質の溶出試験、及び固化体の有害物質の溶出試験の結果を示す。
廃棄物（がれき）の溶出試験では、粉砕機（ジョークラッシャ）で粒径が４０ｍｍ未満に粗粉砕した廃棄物（がれき）を用い、この廃棄物（がれき）を粉砕機（ジョークラッシャ）で更に１０ｍｍ未満に粉砕し、粉砕できなかった木屑、プラスチック、布等を取り除き、その残渣を更に細かく粉砕、分級して、２ｍｍ未満に以下のものを取り出し、これを試料として、環境庁告示４６号溶出試験（以下、環告４６号試験と称する）を行った。
【００８３】
また、固化体の溶出試験では、図９の中列右側の上段の供試体を用い、この供試体を粒径が２ｍｍ未満に粉砕し、これを試料として環告４６号試験を行った。
【００８４】
この試験結果から、鉛、ふっ素が検出されたが、いずれも土壌環境基準値以下であった。また、六価クロム、ひ素、ほう素の溶出量は、定量下限値未満で、廃棄物（がれきのみ）に比べて低く、固化体によって溶出が抑制されたことが分かった。
【００８５】
これにより、廃棄物を固化材で固めてコーティングすることにより、重金属類の溶出を抑えられるので、有機物の溶出についても抑えることができる。
また、廃棄物が空気と水と接触することがないので、廃棄物が木片を含むものであっても、嫌気性発酵することはなく、強度低下、減容化を防止できる。
なお、廃棄物を焼却処理しないので、ＣＯ２削減に寄与できる。
【００８６】
次に、二次製品の配合の選定実験（実験Ａ）について説明する。
二次製品のモルタルの配合を選定するために、水セメント比、細骨材セメント比、及びモルタルの混合割合を変化させたブロックを試作し、曲げ強度試験を行った。また、水セメント比を低減すると、練混ぜが困難になるので混和剤を添加させざるを得ず、モルタルのフローが大きくなり、即時脱枠時に形状安定性が確保されない可能性が懸念される。このため、寸法の測定も併せて行った。
【００８７】
（１） 実験概要
１）実験ケース
モルタルの配合の選定は、下記の評価指標に着目して行った。また、その評価指標を満足する配合を選定するために、下記のようなパラメータにて実験を行った。
＜評価指標＞
・練り混ぜ性能：モルタルの練混ぜが可能であるか。また、練り混ぜ時間が過大とならないか。
・曲げ強度荷重：極端に低い値でないか。
・形状安定性：ブロックに求められる寸法の許容差を満足するか。
＜パラメータ＞
・水セメント比：３０％、２５％、及び２３％
・細骨材セメント比：２．０、及び２．５
ここで、水セメント比を２３％、２５％、３０％としているのは、本発明では二次製品の製造にバイコン製法を用いており、バイコン製法の一般的な上限値は、水セメント比が３０〜４０％だからである。
＜試作したブロック＞
・ＪＩＳ Ａ ５３７１ 道路境界ブロックのうち、附属書４の「地先境界ブロックＡ（地先Ａ）：幅１２０ｍｍ×高さ１２０ｍｍ×長さ６００ｍｍ」を試作した。
【００８８】
２）使用材料
材料として、セメント（高炉セメントＢ種）、細骨材（砂）、がれき（粒径４０ｍｍ以下に１次破砕したもの）、混和剤（高性能減水剤）を使用した。
【００８９】
３）配合
ブロックの製造に用いる材料の配合を表１に示す。ブロックの出来栄え（モルタルの充填具合、表面の平滑度等）を考慮して、モルタルとがれきの混合割合は容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合とした。混合割合が５：５ではモルタルが密実に充填されなかったからである。また、細骨材セメント比は２．０〜２．５とした。
【００９０】
【表１】
【００９１】
４）ブロックの製造方法
ブロックの製造方法は、上述した第１の実施の形態の二次製品の製造方法と同様とした。
【００９２】
（２）実験結果及び考察
モルタルの練り混ぜ時間、モルタルのフロー値の測定結果、曲げ強度試験結果、及び寸法測定結果の一覧表を表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
＜練り混ぜ性能＞
水セメント比２３％の配合と水セメント比２５％で細骨材セメント比２．５の配合は、モルタルを均一に練り混ぜるために必要な時間が７分〜９分となり、練り混ぜに長い時間を要する結果であった。この結果より、細骨材セメント比２．５の場合、水セメント比２５％以下は長時間を要するため、ＮＧとした。
＜曲げ強度荷重＞
曲げ強度については、水セメント比を変化させても顕著な差異は認められなかった。いずれの配合も、ＪＩＳ規格に規定されている基準値程度の荷重が得られた。この結果より、ＮＧとなる範囲が限定できなかった。
＜形状安定性＞
ブロックの寸法については、高さ（ｈ）は減少し、長さ（ｌ）は増加する傾向が認められた。モルタルのフロー値が大きい配合ほど変形しやすい結果であった。この結果より、形状を安定させるためには、フロー値の１５打を１５０ｍｍ以下にすることが望ましい。
また、細骨材セメント比２．５で水セメント比２５％及び２３％の配合については、地先境界ブロックＡについては、許容差の範囲に収まったが、側面部のはらみが認められたため、寸法の大きいブロック（例えば、片面歩車道境界ブロックＣ）の製造においては、許容差を逸脱する可能性が高い。この結果より、細骨材セメント比２．５、２．０ともに、水セメント比２５％以下は側面部がはらみだすおそれがあるため，ＮＧとした。
また、水セメント比３０％で細骨材セメント比２．０の配合は、長さ（ｌ）が６０４ｍｍで１ｍｍ許容差を超える結果であったが、モルタルのフロー値の１５打を１５０ｍｍ以下に調整することで許容差を満足するものと考えられる。
練り混ぜ性能（均一に練り混ぜるために必要な時間）、曲げ強度及び形状安定性の３つの指標で各配合を評価した結果を表３に示す。３つの性能を総合的に評価すると、水セメント比３０％で細骨材セメント比を２．０の配合がブロックを製造する上で最も望ましい配合であると判断された。
【００９５】
【表３】
【００９６】
上記の実験の結果から、二次製品のモルタルの配合については、水セメント比を３０％以上（上限値４０％）、細骨材セメント比を２．０〜２．５とするのが好ましく、この範囲内に調整することにより、形状安定性、及び練混ぜ性能の両方を満足することができる。ここで、水セメント比の上限値を４０％としたのは、水セメント比が４０％を超えると、バイコン製法による即時脱枠が困難なるからである。
【００９７】
次に、出来形及び曲げ強度のばらつきの検証実験（実験Ｂ）について説明する。
がれき残渣をブロックの骨材に適用するにあたって、出来形や曲げ強度荷重のばらつきがどの程度あるか確認する必要がある。そこで、上述した実験（Ａ）にて決定した配合で３０体のブロックの試作を行い、曲げ強度荷重及び出来形の計測を実施し、データのばらつきを統計的に確認した。
【００９８】
（１）実験概要
１）製造したブロックの種類
製造したブロックは、ＪＩＳ Ａ ５３７１ 附属書４に規定されている道路境界ブロックのうち、がれき残渣の粒径４０ｍｍに対して５倍の寸法に相当する片面歩車道境界ブロックＣ（片歩Ｃ）を製造した。片歩Ｃのブロックの仕様は、（上面の幅１８０ｍｍ、底面の幅２１０ｍｍ）×高さ３００ｍｍ×長さ６００ｍｍである。
２）使用材料
実験に使用する材料は、上述の実験（Ａ）と同様とした。
３）配合
実験に用いた材料の配合は、水セメント比を３０％、細骨材セメント比を２．０とし、モルタルとがれき残渣の混合割合は容積比で６：４とした。また、混和剤の添加率は、モルタルのフロー値の１５打を１５０ｍｍ以下とするためにセメント（Ｃ）×０．５％とした。
４）ブロックの製造方法
上述の実験（Ａ）と同様とした。
５）確認項目
・モルタルのフロー値：ＪＩＳ Ｒ５２０１に規定されているフロー試験に準拠して実施した。１バッチ目のモルタルが練り上がった段階で、がれき残渣を投入する前に試料を採取して試験を実施した。
・練り上がり温度：ＪＩＳ Ａ １１５６に準拠し、モルタルフロー値と併せて測定した。
・寸法：ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている部位について寸法を測定した。
・単位容積質量：ブロックの重量を測定し、上記の寸法結果より算出した容積で除して算出した。
・曲げ強度荷重：ＪＩＳ Ａ ５３７１に準拠して曲げ試験を実施した。ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている各ブロックの基準値は、片歩Ｃについては６０ｋＮである。
【００９９】
（２）実験結果及び考察
１）モルタルのフロー値
モルタルのフロー試験は、２日間にわたってブロックを製造したため２回実施したが、モルタルのフロー値の１５打は、いずれも１５０ｍｍ以下であった。
２）練り上げ温度
練り上げ温度は、何れも１５℃であった。
３）出来形
出来形の測定結果の一覧を表４に示す。
出来形については、いずれのブロックもＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている寸法許容差を満足する結果であった。
４）曲げ強度荷重
曲げ強度荷重の一覧を表４に示す。曲げ強度（曲げ強度荷重）については、３０体のうち、最大が８７．５（ｋＮ）、最小が６０．０（ｋＮ）、平均が７３．９（ｋＮ）であり、全てがＪＩＳ Ａ ５３７１の基準値（６０ｋＮ以上）を満足していた。
なお、今回は、製造した３０体について圧縮強度の試験を行っていないが、製造した３０体の全てがＪＩＳ規格の曲げ強度６０ｋＮ以上の条件を満足しているので、圧縮強度の１０〜２０Ｎ／ｍｍ２を満足していることは明らかである。
【０１００】
【表４】
【０１０１】
次に、人工地盤用ブロックの配合の選定実験（実験Ｃ）について説明する。
（１）配合決定の流れ
人工地盤用ブロックの最適な配合を選定するために、図１１に示す手順で配合の検討を行った。なお、配合決定に際して、目標とした性能は以下の通りである。
＜目標性能＞
・一軸圧縮強度：１Ｎ／ｍｍ２以上（φ１００ｍｍコア ２８日強度）
・流動性：ミキサー等への付着が少なく、作業性が高い
・その他：がれき残渣をできるだけ多く使用する。
一次選定試験では、小型ブロックにより配合の検討を行った。練り混ぜ時の状態、及びブロックから採取したコアの強度により、配合の絞り込みを行った。二次選定試験では、実大の人工地盤用ブロックを試作することにより、ミキサーによる練り混ぜのし易さ、作業性、ブロックの出来栄え等を確認し、最適な配合を検討した。
【０１０２】
（２）選定試験方法
１）一次選定試験方法
実規模の人工地盤用ブロックの製造に先立ち、所定の強度が得られ、かつ、作業性が良好な配合を検討するために一次選定試験を実施した。一次選定試験では、幅３８ｃｍ、奥行き２６ｃｍ、高さ２４ｃｍのプラスチック製の型枠を使用して小型ブロックの製造を行った。試験フローを図１２に示す。試験では、以下の項目に着目し、配合の絞り込みを行った。
・がれきとセメント、水の練り混ぜやすさ
・練り混ぜ後の状態
・圧縮強度
２）二次選定試験方法
人工地盤用ブロック（幅７５ｃｍ×奥行７５ｃｍ×高さ８５ｃｍ）を試作し、以下の項目に着目し、配合の絞り込みを行った。
・ミキサーによる練り混ぜのしやすさ、作業性
・ブロックの出来栄え
【０１０３】
（３）試験ケース
１）一次選定試験ケース
小型ブロックを用いて実施した一次選定試験ケースの一覧を表５に示す。実験は、事前に実施した試験練り結果を参考に、水セメント比、がれき１ｔ当たりのセメントペースト添加量をパラメータとして計１１ケース実施した。
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
２）二次選定試験ケース
一次選定試験の結果から選定された３ケースの配合を対象に実施した。二次選定試験ケースの一覧を表６に示す。
【０１０６】
【表６】
【０１０７】
（４）選定試験結果
１）一次選定試験結果
一次選定試験結果の一欄を表７に示し、一次選定試験において得られた人工地盤用ブロック１ｍ３あたりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係を図１３、図１４に示す。試験結果にばらつきはみられるものの、材令７日、材令２８日強度とともに、セメント添加量が増加するに従い、一軸圧縮強度が大きくなっているのがわかる。この結果から、目標とする一軸圧縮強度１Ｎ／ｍｍ２を得るためには、人工地盤用ブロック１ｍ３に対して、おおよそ３００ｋｇ以上のセメントを混合しなければならないことが分かった。
また、混合後の流動性を確保するためには、がれき１ｔ当たりのセメントミルクの添加量を増加させるか、或いは、セメントミルクのＷ／Ｃを大きくする必要があるといえる。これらの結果を基に、総合判定が○或いは△となる３ケース（Ｃａｓｅ４、Ｃａｓｅ９、Ｃａｓｅ１０）について、二次選定試験を行うこととした。
【０１０８】
【表７】
【０１０９】
２）二次選定試験結果
一次選定試験により絞り込みを行った３種類の配合に対し、二次選定試験を実施した。二次選定試験結果を表８に示す。
【０１１０】
【表８】
【０１１１】
練り混ぜ時の状態及びブロックの出来栄え等から、Ｃａｓｅ１０（Ｗ／Ｃ＝６０％ ３７２ｋｇ）を最適配合として本試験を実施することとした。Ｗ／Ｃ＝６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量３００ｋｇ以上であれば、所定の圧縮強度（１．０Ｎ／ｍｍ２）、及び練り混ぜ性を満足させることができる。
【０１１２】
（５）出来形及び圧縮強度のばらつきの検証実験
一次及び二次選定試験により絞り込みを行った表９に示す配合により、人工地盤用ブロックの製造を行った。
【０１１３】
【表９】
【０１１４】
（１）実験概要
人工地盤用ブロック製造による検証実験では、幅７５ｃｍ×奥行き７５ｃｍ×高さ８５ｃｍの人工地盤用ブロックを１０個製造し、ブロックの出来形の計測を行い、そのばらつきを把握した。また、ブロックごとにコアサンプリング（φ１０ｃｍ×Ｌ＝８５ｃｍ×３本）を行い、そのコアを用いて圧縮試験を実施し、強度のばらつきを把握した。
また、ブロックの製造には鋼製土槽（型枠）を用いた、鋼製土槽（型枠）は内寸７５ｃｍ×７５ｃｍ×８５ｃｍ、土槽上部には高さ２０ｃｍのカラーを設置できる構造となっている。側部には、バイブレータを設置している。また、上部からの荷重載荷装置としてエアばねを用いており、７０ｃｍ×７０ｃｍの載荷板を介して、１５０ｋＮ／ｍ２まで荷重を載荷できる構造となっている。
【０１１５】
（２）ブロックの製造方法
人工地盤用ブロックの製造手順は、上述した第２実施の形態の人工地盤用ブロックの製造手順と同様とした。
【０１１６】
（３）コア採取及び一軸圧縮試験
ブロックの強度を把握するために、コア採取試料を対象に一軸圧縮試験を実施した。材令７日後のブロックよりφ１０ｃｍ×Ｌ８５ｃｍのコアを３本採取し、材令７日強度試験用及び材令２８日強度試験用の供試体（φ１０ｃｍ×ｈ２０ｃｍ）を各々３本、計６本採取した。圧縮試験用の供試体は、採取したＬ＝８５ｃｍのコアの中から供試体の高さ２０ｃｍを確保できる箇所を選定している。
【０１１７】
（４）検証実験結果
コア試料の試験結果によれば、一軸圧縮強度にばらつきが大きい結果となった。一軸圧縮試験結果に着目すると、ばらつきは大きいものの材令７日の平均値３．３１Ｎ／ｍｍ２に比較して、材令２８日の平均値４．５３Ｎ／ｍｍ２の方が圧縮強度の平均値が大きくなる傾向が見られた。また、一軸圧縮強度はすべてのデータにおいて目標強度を上回る結果となった。一軸圧縮試験前後のコアの状況をみると、圧縮試験において破壊している箇所は主に混合したセメントペースト部であり、がれき残渣が破壊しているケースは少ない。また、瓦やプラスチック等、表面が円滑ながれきが含まれている場合はその箇所で縁が切れやすいといえる。
【０１１８】
次に、本発明による固化体（二次製品及び人工地盤用地盤）の不溶化の実験（実験Ｄ）ついて説明する。
図１５に示すように、まず、がれき残渣の試料調整を行い、有害物質の溶出量と含有量とを測定した。次に、がれき残渣に人為的に有害物質を添加して模擬汚染がれきを作製した。これを用いてセメント固化体を作製し、溶出試験を実施した。
【０１１９】
（１）試験方法
１）対象物質
試験においては、土壌汚染対策法において、第二種特定物質（重金属等）に分類される９項目（カドミウム、シアン、鉛、六価クロム、砒素、水銀、セレン、ふっ素、ほう素）を対象とした。
土壌汚染対策法で定められている有害物質のうち、この９項目ががれきの中に揮発せずに存在する可能性があるものとして選択した。
【０１２０】
２）環境庁告示４６号溶出試験
ａ）採取したがれき残渣の取り扱い
採取したがれき残渣は、ガラス製容器又は測定の対象とする物質が吸着しない容器に収めた。試験は、がれき残渣採取後直ちに行った。試験を直ちに行えない場合には、暗所に保存し、速やかに試験を行った。
ｂ）試料の作成
採取したがれきの残渣を風乾し、中小礫、木片等を除き、塊、団粒を粗砕した後、非金属製の２ｍｍの目の篩を通過させて得たがれき残渣を十分混合した。
ｃ）試料液の調製
試料（単位ｇ）と溶媒（純水に塩酸を加え、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が５．８以上６．３以下となるようにしたもの）（単位ｍｌ）とを重量体積比１０％の割合で混合し、その混合液が５００ｍｌ以上となるようにした。
ｄ）溶出
調製した試料液を常温（おおむね２０℃）常圧（おおむね１気圧）で振とう機（振とう回数毎分約２００回、振とう幅４ｃｍ以上５ｃｍ以下）を用いて、６時間連続して振とうした。
ｅ）検液の作成
ａ）〜ｄ）の操作を行って得られた試料液を１０〜３０分程度静置後、毎分約３０００回転で２０分間遠心分離した。上澄み液を孔径０．４５μｍのメンブランフィルターでろ過してろ液を取り、定量に必要な量を正確に計り取って、これを検液とした。
【０１２１】
（２）がれき残渣の溶出特性
１）がれき残渣の調整
がれき残渣の構成物は、コンクリートガラ、木材、布、プラスチック、金属くず、ガラスや煉瓦の破片などである。
試験を行う場合は、φ５０×１００ｍｍのモールド缶で試験体を作製した。このため、二次製品ブロック、人工地盤用ブロックいずれも、実際に使用するがれきの大きさでは試験体を作製できなかった。そこで、試験用にがれきの調整を行った。組成は現状のがれきのままとし、最大粒径のみ１０ｍｍ以下とすることを目的として調整を行った。調整したがれきの粒径は以下の２種類である。
・環告４６号溶出試験用：２ｍｍ以下
・セメント固化体作製用、環告１９号含有量試験用：２ｍｍ以上１０ｍｍ以下
また、本実験では、入手したがれき残渣の山の３箇所から無作為に取り出し、３種類のがれき残渣試料を調整した。調整のフローを図１５に示す。
【０１２２】
（３）模擬汚染がれきを用いた溶出試験
３種類のがれき残渣の溶出量試験及び含有量試験を行い、全て環境基準値未満であることが明らかとなった。
アップサイクルブロックの溶出に対する安全性を確保するため、「模擬汚染がれき」を作製し、これを用いたセメント固化体の溶出試験を実施した。
ここで、「模擬汚染がれき」とは、がれき残渣を土壌汚染対策法の環境基準以上の溶出量となるように人為的に汚染したものである。
模擬汚染がれきを用いたセメント固化体の溶出試験のフローを図１６に示す。実験は以下の手順で実施した。
１） がれき残渣に重金属等９項目を添加してその溶出量と添加量の相関を決定した。その相関から、目標溶出量の３濃度を決定して模擬汚染がれきを作製した。
２） 二次製品ブロック及び人工地盤用ブロックのセメント固化体を作製し、環告４６号溶出試験を行った。
【０１２３】
（４）模擬汚染がれき作製のための物質添加量の設定
まず、溶出量基準を超える模擬汚染がれきを作製するため、がれきに添加する有害物質の添加量とその溶出量の相関を導いた。次に、模擬汚染がれきの調整を行った。模擬汚染がれきからの溶出量は環告４６号溶出量試験で確認した。
【０１２４】
１）実験概要
がれき残渣に添加する量と溶出量の相関を把握するために、各物質を６濃度で添加した。添加する物質は重金属９項目とした。各物質の添加に用いた試薬の仕様を表１０に示す。９項目全てを１つの試料に添加すると、互いに影響する（シアンが酸性状態であると揮散する等）可能性がある。そこで、添加試薬の溶媒の属性によって、酸性グループ、アルカリ・中性グループに分けて添加した。６濃度の添加量を表１１に示す。
【０１２５】
【表１０】
【０１２６】
【表１１】
【０１２７】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれきを使用し、これを６濃度、２グループ分（１つ５０ｇ）に取り分けた。
ｂ）取り分けたがれきに対して、使用試薬によって分類した酸性グループ、アルカリ・中性グループ毎に表１１に示す量を添加し、均一に混ぜ合わせた。
ｃ）各物質を添加したがれきをドラフト内で十分に乾燥させた。
ｄ）乾燥させた模擬汚染がれきを２ｍｍ以下に粉砕した。
ｅ）環告４６号溶出試験を行った。
ｆ）試験結果から添加量と溶出量の相関を求めた。
【０１２８】
２）溶出試験結果と物質添加量の設定
模擬汚染がれき３種類の溶出試験結果の一欄を表１２に示す。３種類の模擬汚染がれきによって溶出量に若干違いがあるものの、溶出傾向については大きな違いはなかった。
【０１２９】
ａ）カドミウム
３種類全ての模擬がれきについて、含有量基準値（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんど溶出が認められなかった。試験で得られた検液はｐＨ１１前後であり、カドミウムが難溶性の水酸化物を生成し、溶出しにくい環境であったと考えられる。
ｂ）鉛
カドミウムと同様に全ての模擬汚染がれきについて、含有量基準値（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんど溶出が認められなかった。カドミウムと同様にアルカリ環境下で難溶性の水酸化物を生成し、溶出しにくい環境であったと考えられる。
ｃ）砒素
添加量と溶出量に１次の相関が認められた。模擬汚染がれきの種類によってばらつきが認められた。
ｄ）水銀
カドミウム・鉛と同様に、１５ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんで溶出が認められなかった。ただし、がれき１の高濃度（添加量３０（ｍｇ／ｋｇ）で溶出量基準の１８倍近くの溶出量が認められた。
ｅ）セレン
模擬汚染がれき３種類とも概ね同じ溶出量を示し、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｆ）シアン
模擬汚染がれきの種類によって溶出にばらつきがあり、がれき２は多少溶出するものの、含有基準（５０ｍｇ／ｋｇ）以上加えても、ほとんど溶出が認められなかった。
ｇ）六価クロム
シアンと同様にがれきによって若干ばらつくものの、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｈ）ふっ素
模擬汚染がれきの種類によってばらつきが認められるものの、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｉ）ほう素
模擬汚染がれき３種類ともにほぼ同じ溶出量を示し、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
【０１３０】
【表１２】
【０１３１】
次に、物質添加量の設定を行った。セメント固化体に用いる模擬汚染がれきは、土壌環境基準の概ね２倍、５倍、１０倍の溶出量となるような３濃度を設定しての模擬汚染がれきを作製した。各物質の溶出量基準と２倍、５倍、１０倍値を表１３に示す。ただし、シアンについては、溶出基準が不検出であるので、定量下限値である０．１ｍｇ／Ｌを基準とした。
【０１３２】
【表１３】
【０１３３】
溶出試験の結果より、溶出傾向から２つのタイプに分けられる。
Ａ．添加量に比例して溶出する物質：砒素、セレン、六価クロム、ふっ素、ほう素
Ｂ．ほぼ溶出しない物質：カドミウム、鉛、水銀、シアン
【０１３４】
この２つのタイプについて、以下のように添加量を設定した。
Ａ．添加量に比例して溶出する物質
添加量・溶出量の関係式より、溶出量が土壌環境基準値の２倍、５倍、１０倍となるよう３濃度の添加量を決定した。
Ｂ．ほぼ溶出しない物質
溶出量が土壌環境基準の１０倍となるような量を添加すると、含有量基準を大幅に超えることとなる。このようながれき残渣をアップサイクルブロックで用いることは現実的ではない。含有量基準を基に３濃度の添加量を決定した。
カドミウム、鉛、水銀については、含有量基準の０．５倍、１倍、１．３３倍濃度を添加量と決定した。シアンについては、含有量基準の０．５倍、１倍、２倍濃度を添加量と決定した。
がれき１、がれき２、がれき３への各物質の添加量を表１４に示す。
【０１３５】
【表１４】
【０１３６】
（５）二次製品ブロックの溶出試験
模擬汚染がれきを用いて二次ブロックを作製し、溶出試験を実施した。
１） 実験概要
実験ケースを表１５に示し、配合を表１６に示す。
【０１３７】
【表１５】
【０１３８】
【表１６】
【０１３９】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれき残渣を用いた。
ｂ）がれきをφ５０×１００ｍｍのモールド缶１本分ずつに取り分けた。
ｃ）各物質を表１４で設定した濃度をがれきに添加した後、十分に乾燥させて、模擬汚染がれきとした。
ｄ）水、セメント、細骨材、高性能減水剤を練り混ぜてモルタルを作製した。
ｅ）モールド１本分ずつの模擬汚染がれきに相当量のモルタル分を投入し、十分に練り混ぜて、モールドに充填し、突き棒を用いて締め固めた。
ｆ）モールドを密封してコンテナに入れ、気中養生を行った（７日間、２８日間）。
ｇ）環告４６号溶出試験を行った。
【０１４０】
２）溶出試験結果
模擬汚染がれき自体の溶出試験結果を表１７に示す。
【０１４１】
【表１７】
【０１４２】
・砒素、セレン、六価クロム、ふっ素、ほう素は、予測どおり添加量の増加とともに溶出量が増加する傾向を示した。目標とする溶出基準の１０倍程度の溶出量を持つ模擬汚染がれきを作製できた。
・カドミウム、鉛は含有量基準（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加してもほとんど溶出しなかった。事前溶出試験と同様に、模擬汚染がれきにおいてもほぼ溶出が認められなかった。
・水銀は、がれき２、がれき３はほとんど溶出が認められず、含有量基準（１５ｍｇ／ｋｇ）を超えると、わずかに溶出する程度であった。がれき１は、低濃度（７．５ｍｇ／ｋｇ）から溶出量基準を超えたが、高濃度（２０ｍｇ／ｋｇ）であっても溶出基準の３倍に留まった。
・シアンも事前の溶出試験と同様に、ほぼ溶出が認められなかった。
【０１４３】
二次製品ブロックの溶出試験の結果を表１８に示す。
【０１４４】
【表１８】
【０１４５】
・カドミウム、砒素、水銀、セレン、シアンについては、セメント固化体とすることで不溶化できた。砒素については、溶出基準の１２倍、セレンについては８倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを定量下限値未満まで不溶化できた。
・六価クロム、ふっ素、ほう素についても不溶化できた。六価クロムについては、溶出基準の１２倍、ふっ素については１２倍、ほう素については１０倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを溶出量基準の約２割程度の溶出に抑制することができた。
・鉛については、概ね不溶化できたといえるが、一部の種類と濃度において溶出量基準を超える溶出量が認められた。模擬汚染がれきでは、ほぼ溶出が認められなかったが、セメント固化体とすると溶出が認められた。要因としては、セメント固化体とすることでｐＨ１１前後からｐＨ１２．５付近まで上昇し、存在形態として大部分を占めるであろうｐｂ（ＯＨ）２の溶解度が上昇したからであると考えられる。
【０１４６】
（６）人工地盤用ブロックの溶出試験
模擬汚染がれきを用いて人工地盤用ブロックを作製し、溶出試験を実施した。
１） 実験概要
実験ケースを表１９に示し、配合を表２０に示す。
【０１４７】
【表１９】
【０１４８】
【表２０】
【０１４９】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれき残渣を用いた。
ｂ）がれきをφ５０×１００ｍｍのモールド缶１本分ずつに取り分けた。
ｃ）所定の濃度の重金属を添加した後、十分に乾燥させて、模擬汚染がれきとした。
ｄ）水、セメントを練り混ぜてセメントペーストを作製した。
ｅ）モールド１本分の模擬汚染がれきにセメントペーストを投入し、十分に練り混ぜて、モールドに詰め込み、タッピングにより充填した。
ｆ）モールドを密封してコンテナに入れ、７日間気中養生を行った。
ｇ）環告４６号溶出試験を行った。
【０１５０】
２） 溶出試験結果と溶出特性
模擬汚染がれき自体の溶出試験結果は、二次製品ブロックと同じ試料を使用しているので、同一である。
【０１５１】
人工地盤用ブロックの溶出試験の結果を表２１に示す。
【０１５２】
【表２１】
【０１５３】
・カドミウム、砒素、水銀、セレン、シアン、六価クロムについては、セメント固化体とすることで不溶化できた。砒素については、溶出量基準の１２倍、セレンについては８倍、六価クロムについては１２倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを定量下限値未満にまで不溶化できた。
・六価クロムについては、不溶化でき、溶出が認められなかった。これは、セメント水和物のエトリンガイトに六価クロムが取り込まれることで不溶化されたと考えられる。二次製品の配合ではセメント固化体で溶出があったが、人工地盤用で認められなかった。
・ふっ素についても不溶化でき、溶出は認められたものの、溶出量基準内であった。添加量が増加すると溶出量が増加する傾向があり、高濃度で溶出量基準の８割程度の溶出量が認められた。
・ほう素については、人工地盤用ではほぼ溶出が認められず、不溶化できた。がれき３のみ高濃度で溶出基準の２割程度の溶出が認められた。
・鉛については、概ね不溶化できたものの、土壌環境基準を超える溶出量が認められた。模擬汚染がれきから溶出が認められなかったにも関わらず、セメント固化体から認められた理由としては、二次製品と同様に、ｐＨが上昇し、水酸化鉛の溶解度が上昇したためと考えられる。
【０１５４】
次に、鉛の不溶化技術の検討について説明する。
（１）鉛不溶化の薬剤
鉛汚染土を対象とした不溶化剤としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の効果が高いとされている。一方、焼却灰の不溶化剤としてキレート剤が使用されている。焼却灰は一般にアルカリ性のため、セメント固化体にも効果が見込める。
【０１５５】
（２）不溶化効果確認試験
細骨材に鉛（標準液）を所定量添加して模擬汚染骨材を作製し、これを一般的なモルタル配合に薬剤を添加してセメント固化する。７日間気中養生を行った後、セメント固化体の溶出試験（環告４６号）を行い、不溶化効果のある薬剤を選定した。
【０１５６】
１）配合
水セメント比０．４５、砂セメント比４のモルタルの配合を表２２に示す。モルタル全体に対する細骨材の容積比率は６６％である。
【０１５７】
【表２２】
【０１５８】
２） 使用材料
・セメント：普通ポルトランドセメント（密度およそ３ｇ／ｃｍ３）
高炉セメント
早強セメント
・細骨材：陸砂（密度２．６０ｇ／ｃｍ３）
・高性能減水剤：フローリックＶＰ−７００（ポリカルボン酸系）
・水：水道水、海水
３） 模擬汚染骨材
鉛の分析用標準液を細骨材に添加した。添加濃度は鉛の含有量基準値１５０ｍｍｇ／ｋｇとした。細骨材に鉛を添加した後、風乾し、乾燥状態でセメント固化した。
４） 試験体作成
薬剤が紛体と液体で異なるため、セメント固化体の作製は以下のようにした。
・紛体：まず、細骨材と不溶化薬剤を空練りし、次にセメントを加えて空練りを行い、その後に、水を添加して撹拌・混合した。
・液体：まず、細骨材にキレート剤を添加・混合し、これにセメントを混合し攪拌し、その後に、水を添加して、攪拌・混合した。
５） 溶出試験
材令７日目に環告４６号溶出試験を行った。
試験項目：鉛（海水練りのＮｏ．３のみ、ふっ素・ほう素を追加した）
検液のｐＨ、ＥＣ
セメント固化体からの溶出試験結果を表２３に示す。
【０１５９】
【表２３】
【０１６０】
この溶出試験の結果から、キレート剤を添加することにより、鉛の溶出を抑えることができ、鉛を含むがれきであっても、キレート剤を添加することにより、製造された二次製品、人工地盤用地盤ブロックからの鉛の溶出を抑えるのに有効であることが分かった。
【０１６１】
表２４に、上述した人工地盤用ブロックの製造方法により製造した、練り混ぜ水に海水を使用した人工地盤用ブロックと、練り混ぜ水に真水を使用した人工地盤用ブロックの一軸圧縮強度試験の結果を示す。
【０１６２】
この試験では、同配合（がれき１ｔあたりのセメントペーストの添加量、水セメント比）で、練り混ぜ水（海水、真水）を変えて人工地盤用ブロックを製造し、打設７日後に、各人工地盤用ブロックからコアサンプリングして一軸圧縮強度試験を行った。
また、同配合で練り混ぜ水（海水、真水）を変えた混練物をモールドに詰めて供試体を作製し、打設１８時間後に各供試体の一軸圧縮強度試験を行った。
【０１６３】
この試験の結果、海水練りの人工地盤用ブロックの材令１８時間の強度（初期強度）は平均４．１Ｎ／ｍｍ２であり、材令７日の強度は平均１９．１Ｎ／ｍｍ２であり、真水練りの人工地盤用ブロックの材令１８時間の強度（初期強度）は平均２．９Ｎ／ｍｍ２であり、材令７日の強度は平均１６．７Ｎ／ｍｍ２であり、何れの人工地盤用ブロックも人工地盤用ブロックの所要強度の１．０Ｎ／ｍｍ２程度を満足していることが分かった。
また、材令１８時間の強度、材令７日の強度の両方とも、海水練りの人工地盤用ブロックの方が真水練りの人工地盤用ブロックよりも大きいことが分かり、人工地盤用ブロックの製造には、練混ぜ水に海水を使用した方が、早期に強度発現され、より短時間での脱枠が可能となり、短期間での大量生産が可能となる。
【０１６４】
【表２４】
【符号の説明】
【０１６５】
１ 固化体
１ａ 人工地盤用ブロック
１ｂ 二次製品
２ 廃棄物
２ａ 一次廃棄物
２ｂ 二次廃棄物
３、３ａ、３ｂ 固化材
４ フック
５ 袋体
６ 型枠
７ 押付手段
１０ 道路用盛土
１１ 覆土
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法に関し、特に、所定の粒径以下のがれき等の廃棄物を骨材として使用した固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震や津波等の自然災害等の災害によって生じたがれき（木材類、金属類、ゴム類、プラスチック類等）や、建築現場や建物解体現場等から生じたコンクリートガラ、廃材等の廃棄物は、産業廃棄物又は一般廃棄物（以下、廃棄物という。）として回収して、焼却不適物を取り除いた上で焼却施設で焼却処理し、焼却後の残渣を最終処分場に埋立処分していたが、近年の最終処分場の建設用地の不足により、埋立処分に代わる新たな処理方法の開発が望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、焼却施設で焼却処理した残渣（焼却灰）を回収し、この焼却灰を一次、二次破砕して所定粒度分布に整粒し、これを骨材としてセメント結合剤と混練して加圧成形し、養生することによりブロック状のコンクリート製品を製造する処理方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の処理方法によれば、焼却灰中に残留する重金属類が溶出するおそれがなく、また、実用的に十分な強度が得られるので、土木、建築用の資材として有効に利用することができ、最終処分場の建設用地の不足を多少は解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９６２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、想定外の大規模の地震や津波等の自然災害等が発生して、がれき等の廃棄物が生じた場合には、特許文献１に記載のような処理方法では、廃棄物を焼却処理する必要があり、処理に時間と手間がかかっていた。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされものであって、がれき等の廃棄物が発生した場合に、それらを焼却処理することなく迅速に処理することができる、固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造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】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の固化体によれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、固化体を骨材として使用することができる。従って、がれき等の廃棄物を迅速に処理することができる。また、廃棄物を固化材で固めているので、廃棄物が有害物質を含むものであっても、有害物質が溶出することはない。さらに、廃棄物が空気や水と接触することがないので、廃棄物が木片を含むものであって、嫌気性発酵するようなことはなく、強度低下、減容化を防止できる。
【００１０】
また、本発明の固化体において、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
本発明による固化体によれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明は、所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の二次製品によれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物のうち、所定の粒径以下の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、二次製品の骨材として使用することができる。ここで、二次製品とは、擁壁、側溝、ブロック、マンホール、縁石、ヒューム管等を意味する。
【００１３】
また、本発明の二次製品において、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
【００１４】
本発明の二次製品によれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明の二次製品において、前記固化材はモルタルであり、該モルタルと前記廃棄物の混合割合を容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合としたこととしてもよい。
【００１６】
本発明の二次製品によれば、所定の練り混ぜ性能、及び形状安定性が得られることになる。
【００１７】
また、本発明の二次製品において、前記モルタルの水セメント比を３０〜４０％、細骨材セメント比を２．０〜２．５としたこととしてもよい。
【００１８】
本発明の二次製品によれば、所定の練り混ぜ性能、及び形状安定性が得られることになる。
【００１９】
また、本発明の二次製品において、前記廃棄物は、粒径が４０ｍｍ以下であることとしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明は、所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、がれき等の廃棄物が生じた場合に、回収した廃棄物のうち、所定の粒径以下の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、人工地盤用ブロックの骨材として使用することができる。
【００２２】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記固化材にキレート剤を添加したこととしてもよい。
【００２３】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、鉛を含むがれきであっても、鉛の溶出を抑えることができる。
【００２４】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記廃棄物は、粒径が１５０ｍｍ以下であることとしてもよい。
【００２５】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、前記固化材がセメントミルクであって、該セメントミルクの水セメント比は６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量が３００ｋｇ以上であることとしてもよい。
【００２６】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、人工地盤用ブロックとしての所定の圧縮強度（１Ｎ／ｍｍ２）、及び練り混ぜ性を満足させることができる。
【００２７】
また、本発明の人工地盤用ブロックにおいて、練り混ぜ水に海水を使用したこととしてもよい。
【００２８】
本発明の人工地盤用ブロックによれば、練り混ぜ水に海水を使用した場合、早期に人工地盤用ブロックとしての所定の圧縮強度（１Ｎ／ｍｍ２）が発現でき、即時脱枠が可能となり、人工地盤用ブロックの大量生産が可能となる。
【００２９】
また、本発明は、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより製造することを特徴とする。
【００３０】
本発明の固化体の製造方法によれば、廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより、廃棄物と固化材とを強固に結合した固化体を製造することができる。
【００３１】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物は、所定の粒径以下に破砕された後に、所定の粒径に分級されて、前記固化材中に混入されることとしてもよい。
【００３２】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、振動を加えた状態で固化させることとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、骨材としての廃棄物の周囲の全体に固化材を行き渡らせることができるので、廃棄物と固化材とを強固に結合することができる。
【００３３】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、上方から押付けた状態で固化させることとしてもよい。
【００３４】
また、本発明の固化体の製造方法において、前記固化材中に前記廃棄物を含漬させた後に、上方から押し付けた状態で固化させることとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、骨材としての廃棄物の周囲の全体に固化材を行き渡らせることができるので、廃棄物と固化材とを強固に結合することができる。
【００３５】
さらに、本発明の固化体の製造方法において、前記固化材及び廃棄物を上方から押し付けた際に、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することとしてもよい。
本発明の固化体の製造方法によれば、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することができるので、固化材の無駄をなくすことができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上、説明したように、本発明の固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法によれば、回収したがれき等の廃棄物を焼却施設で焼却処理することなく、迅速に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による固化体の第１の実施の形態を示した概略断面図であって、固化体としての人工地盤用ブロックを示した概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態の固化体としての二次製品を示した概略断面図である。
【図３】第１の実施の形態の固化体の適用例を示した概略断面図である。
【図４】第１の実施の形態の固化体の製造方法を示したフロー図である。
【図５】第２の実施の形態の固化体としての人工地盤用ブロックを示した概略断面図である。
【図６】第２の実施の形態の固化体の製造方法を示したフロー図である。
【図７】人工地盤用ブロックの供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図８】人工地盤用ブロックの供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図９】二次製品の供試体及びその試験結果を示した説明図である。
【図１０】廃棄物（がれき）及び固化体の溶出試験の結果を示した説明図である。
【図１１】人工地盤用ブロックの配合決定のフロー図である。
【図１２】一次選定試験のフロー図である。
【図１３】ブロック１ｍ３当たりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係（材令７日）を示した説明図である。
【図１４】ブロック１ｍ３当たりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係（材令２８日）を示した説明図である。
【図１５】不溶化技術の開発の流れを示したフロー図である。
【図１６】模擬汚染がれきを用いたセメント固化体の溶出試験のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による固化体、二次製品、人工地盤用ブロック、及び固化体の製造方法の第１の実施の形態が示されている。図１は固化体としての人工地盤用ブロックを示す概略断面図、図２は固化体としての二次製品を示す概略断面図、図３は固化体としての人工地盤用ブロックを道路盛土の材料に用い、二次製品を擁壁、側溝に用いた適用例の概 略断面図、図４は固化体の製造方法のフロー図である。
【００３９】
すなわち、本実施の形態の固化体１は、図１〜図３に示すように、廃棄物２を骨材として使用し、この廃棄物２を焼却施設で焼却処理することなく、固化材３中に混入させて固化させることにより、所定の形状（例えば、直方体状）に形成したものであって、道路盛土、避難高台、防潮堤、河川堤防等の人工地盤用ブロック１ａ、又は側溝、擁壁、マンホール、排水桝、水槽、縁石、歩車道境界ブロック等の二次製品１ｂとして使用することができる。
【００４０】
廃棄物２は、例えば、地震や津波等の自然災害等によって生じたがれき（コンクリートガラ、木材類、タイヤ等のゴム類、プラスチック容器等のプラスチック類、窓ガラス等のガラス類、車両のボディ、家電の筐体等の金属類、土砂類等）や、建築現場や建物の解体現場等から生じたコンクリートガラ、廃材等の産業廃棄物又は一般廃棄物（以下、廃棄物２という。）であって、これらの廃棄物２から大きいものを取り除いた後の粒径が１５０ｍｍ以下の残渣を骨材として使用している。
【００４１】
本実施の形態においては、自然災害によって生じたがれきを廃棄物２として回収し、この回収した廃棄物２から大きいものを重機により取り除き、取り除いた後の残渣を分級機にかけて、粒径が１５０ｍｍ以下のもの（一次廃棄物２ａ）を取り出し、この一次廃棄物２ａを更に分級機にかけて、粒径が４０ｍｍ以下のもの（二次廃棄物２ｂ）を取り出し、一次廃棄物２ａを人工地盤用ブロック１ａの骨材として使用し、二次廃棄物２ｂを二次製品１ｂの骨材として使用している。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、回収した廃棄物２から大きいものを取り除いた残渣を分級機に供給して分級しているが、残渣を破砕機で破砕処理して、粒径を１５０ｍｍ以下にした上で分級機に供給するようにしてもよい。また、分級機及び破砕機を使用せずに、大きいものを取り除いた残渣をそのまま使用してもよい。
【００４３】
固化材３は、例えば、セメントミルク又はモルタルであって、人工地盤用ブロック１ａは、外圧に抵抗できる強度が１．０Ｎ／ｍｍ２程度必要なので、セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したものを固化材３ａとして使用している。
混和材としてＪＩＳ規格の加工品であるフライアッシュを用いたが、フライアッシュは火力発電所から排出される原粉でもよく、破砕、粒度調整等の加工を経なくてもよい。これを使用することにより材料の加工工程が省略でき、低炭素化に寄与できる。
また、二次製品１ｂは、外圧に抵抗できる強度が１０〜２０Ｎ／ｍｍ２程度必要なので、モルタル（セメントミルクと砂とを所定の重量比で混合したもの）を固化材３ｂとして使用している。
なお、モルタルの砂の代わりに、廃棄物２を分級機で分級することによって得られた粒径が２５ｍｍ以下の残渣、現地から回収した粒径が２５ｍｍ以下の廃棄物２を使用してもよい。
また、砂の代わりに火山灰、石炭灰、高炉スラグ微粉末を使用しても同様の効果が得られる。更に、別途ポリマーや増粘剤を添加することにより、モルタルとがれきの付着力を向上させることができる。
【００４４】
上記のような構成の固化体１は、例えば、図３に示すように、道路盛土１０の盛土材料を構成する人工地盤用ブロック１ａや、道路盛土１０の法面の法尻に設置される擁壁、法尻に沿って設置される側溝、縁石、歩車道境界ブロック等の二次製品１ｂとして使用される。なお、図中、符号１１は覆土である。
【００４５】
次に、図４を参照しながら、固化体１としての人工地盤用ブロック１ａ及び二次製品１ｂの製造方法について説明する。
【００４６】
＜人工地盤用ブロックの製造方法＞
人工地盤用ブロック１ａを製造するには、図４に示すように、まず、一次調整工程において、災害現場からがれきを廃棄物２として回収し、回収した廃棄物２から重機により大きいものを取り除き、その後の残渣を分級機にかけて分級し、粒径が１５０ｍｍ以下の一次廃棄物２ａを取り出す。
【００４７】
次に、含漬工程において、図１に示すように、人工地盤用ブロック１ａの形状に合わせて形成した所定の容積の袋体５を用い、この袋体５の内部に、所定の水セメント比に調整した固化材３ａ（セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したもの）を充填し、固化材３ａ中に所定量の一次廃棄物２ａを投入するとともに、吊上げ用のフック４を吊り部が固化材３ａの上面から上方に突出するように配置する。
【００４８】
次に、締固め工程において、図１に示すように、袋体５の上方から押付手段７（プレスのプランジャー又は重し）により、固化材３ａ及び一次廃棄物２ａを押し付け、この状態で所定の時間養生させることによって固化材３ａを固化させる。なお、袋体５から溢れ出た余剰の固化材３ａは、次の人工地盤用ブロック１ａの製造に使用する。
【００４９】
このようにして、一次廃棄物２ａと固化材３ａとを一体に結合した人工地盤用ブロック１ａを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の人工地盤用ブロック１ａを製造することができ、この複数の人工地盤用ブロック１ａを道路用盛土１０の構築現場に積み上げることにより、道路用盛土１０の材料を構築することができる。
なお、袋体５は密封していなくてもよい。また、水が染み出す程度の孔があいていてもよい。さらに、袋体５としては、例えば、トンパックが好適である。押付手段７により押し付けることにより、袋体５の表面から脱水が進行し、早期強度発現が期待でき、養生期間も短縮できる。
【００５０】
なお、上記の説明では、袋体５の内部に固化材３ａを充填した後に、固化材３ａ中に一次廃棄物２ａを投入しているが、固化材３ａと一次廃棄物２ｂとを混練機で混練した上で、それらの混練物を袋体５の内部に充填するように構成してもよい。また、人工地盤用ブロック１ａは、工場で製造してもよいし、現場で製造してもよい。
【００５１】
＜二次製品の製造方法＞
二次製品１ｂを製造するには、図４に示すように、まず、二次調整工程において、上記の一次調整工程で取り出した粒径が１５０ｍｍ以下の残渣（一次廃棄物２ａ）を分級機にかけて分級し、粒径が４０ｍｍ以下の二次廃棄物２ｂを取り出す。この場合、一次廃棄物２ａを破砕機にかけて破砕処理し、粒径が４０ｍｍ以下の二次廃棄物２ｂとしてもよい。
【００５２】
次に、混練工程において、図２に示すように、混練機によって固化材３ｂ（所定の水セメント比に調整したモルタル）と二次廃棄物２ｂとを混練し、この混練物を所定の形状に形成した型枠６の内部に充填する。
【００５３】
次に、締固め工程において、図２に示すように、型枠６の上方から押圧手段７（プレスのプランジャー又は重し）によって固化材３ｂ及び二次廃棄物２ｂを押し付け、この状態で所定の時間養生させることによって固化材２ｂを固化させる。
【００５４】
この場合、バイコン製法により、型枠６の上方から押圧手段７によって固化材３ｂ及び二次廃棄物２ｂを押し付けるとともに、振動によって固化材３ｂに振動を加えながら、固化材３ｂを固化させるように構成してもよい。
このようなバイコン製法を用いることにより、型枠６を短時間で離型することができるので、二次製品１ｂを効率良く製造することができる。なお、型枠６から溢れ出た余剰の固化材３ｂは、次の二次製品１ｂの製造に使用する。
【００５５】
このようにして、二次廃棄物２ｂと固化材３ｂとを一体に結合した二次製品１ｂを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の二次製品１ｂを連続して製造することができ、道路用盛土１０の法尻の擁壁、側溝等として使用することができる。
【００５６】
上記のように構成した本実施の形態の固化体及び固化体の製造方法にあっては、がれき等の廃棄物２を焼却処理することなく、迅速に固化体１の骨材として使用することができる。
【００５７】
また、がれき等の廃棄物２を焼却処理することなく、固化体１の骨材として使用することで処理できるので、焼却処理後の残渣（焼却灰）を埋立処分する最終処分場の建設用地の不足にも貢献できる。
【００５８】
さらに、がれき等の廃棄物２を固化体１の骨材として使用できるので、固化体１の材料費を削減することができ、固化体１の製造費を安く抑えることができる。
【００５９】
さらに、骨材として使用する廃棄物２が有害物質を含むものであっても、廃棄物２を固化材３中に混入させた状態で固化させて、固化材３で廃棄物２の周囲をコーティングしているので、有害物質が溶出するようなことはない。さらに、廃棄物２に木材類が含まれていても、木材類が空気や水と接触して嫌気性発酵することがないので、固化体１の強度が低下したり、減容化するようなことはなく、固化体１としての性能を維持することができる。
【００６０】
図５には、本発明による固化体の製造方法の第２の実施の形態が示されている。本実施の固化体の製造方法は、固化体としての人工地盤用ブロック１ａの製造に適用したものでる。本実施の形態では、型枠６と、型枠６の外面に取り付けられて、型枠６の内部に充填した混練物に型枠６を介して振動を加えるバイブレータ８とを用い、人工地盤用ブロック１ａを製造するように構成したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００６１】
すなわち、本実施の形態の人工地盤用ブロック１ａの製造方法は、図６に示すように、まず、一次調整工程において、第１の実施の形態と同様に、災害現場からがれきを廃棄物２として回収し、回収した廃棄物２から重機により大きいものを取り除き、その後の残渣を分級機にかけて分級し、粒径が１５０ｍｍ以下の一次廃棄物２ａを取り出す。
【００６２】
次に、混練工程において、混練機（例えば、パン型のミキサー）を用い、混練機の内部に一次廃棄物２ａと所定の水セメント比に調整した固化材３ａ（セメントミルク又はセメントミルクにフライアッシュ等の混和材を添加したもの）とを投入し、これらを混練することにより一次廃棄物２ａと固化材３ａとの混練物を製造し、この混練物を人工地盤用ブロック１ａの形状に合わせて形成した型枠６の内部に充填する。
この場合、一次廃棄物２ａは、表乾状態ではなく、含水率のばらつきも大きいため、予め、混練機で固化材３ａを所定の水セメント比に調整しておき、その上で固化材３ａ中に一次廃棄物２ａを投入して混練するのが好ましい。
【００６３】
次に、締固め工程では、例えば、（１）押圧手段７（プレスのプランジャー又は重し、以下、同じ。）によって加圧しながら振動を与えた状態で締め固める場合と、（２）振動を与えることなく押圧手段７により加圧した状態で締め固める場合と、（３）押圧手段７により加圧することなく振動のみを与えた状態で締め固める場合とがある。
【００６４】
（１）の場合には、図５に示すように、型枠６の上方から押付手段７によって型枠６の内部の混練物を加圧するとともに、型枠６の外側面に設置した各バイブレータ８を作動させることにより混練物に振動を与え、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（２）の場合には、図示はしないが、型枠６の上方から押付手段７によって型枠６の内部の混練物を加圧し、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（３）の場合には、図示はしないが、型枠６の外側面に設置した各バイブレータ８を作動させることにより型枠６の内部の混練物に振動を与え、この状態で所定の時間養生させることにより固化材３ａを固化させる。（１）は、型枠６を短時間で離型することができるので、人工地盤用ブロック１ａを効率良く製造することができる。
本実施の形態では、（３）の方法により実施した。
なお、型枠６から溢れ出た余剰の固化材３ａは次の人工地盤用ブロック１ａの製造に使用する。
【００６５】
このようにして、一次廃棄物２ａと固化材３ａとを一体に結合した人工地盤用ブロック１ａを製造することができる。そして、このような作業を連続して行うことにより、複数の人工地盤用ブロック１ａを製造することができ、図３に示すように、この複数の人工地盤用ブロック１ａを道路用盛土１０の構築現場に積み上げることにより、道路用盛土１０の材料を構築することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、型枠６の外側面の上、中、下の６箇所にバイブレータ８を設置したが、バイブレータ８の本数及び設置箇所は、混練物の性状に応じて任意に設定することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様の構成の袋体５を用い、この袋体５を型枠６の内部に収容し、この袋体５の内部に一次廃棄物２ａと固化材３ａとの混練物を充填するように構成してもよい。
【００６８】
上記のように構成した本実施の形態の固化体の製造方法にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する。
【００６９】
なお、前記の説明においては、型枠６の外側面にバイブレータ８を設置したが、型枠６の内部に充填した混練物を、油圧ショベルのアームにチゼルプレートを装着し、このチゼルプレートで混練物を押し付けながら、振動を加えるように構成してもよい。また、型枠６の内部に一時的に棒状のバイブレータを挿入してもよい。
【００７０】
なお、前記各実施の形態においては、人工地盤用ブロック１ａ、及び二次製品１ｂを道路用盛土１０に適用した場合について説明したが、その他各種の人工地盤用ブロック、及び二次製品として使用してもよい。
【００７１】
図７〜図１０に、本発明による第１の実施の形態の固化体１の人工地盤用ブロック１ａ及び二次製品１ｂの強度試験の結果を示す。
図７及び図８は、人工地盤用ブロック１ａの供試体であり、図９は二次製品１ｂの供試体である。図７の供試体では、固化材３ａとしてセメントミルク（水セメント比：Ｗ／Ｃ＝６０％）を用い、図８の供試体では、固化材３ａとしてセメントミルクにフライアッシュを混和材として添加したもの（水セメント比：Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）＝３０％）を用い、図９の供試体では、固化材３ｂとして１：２モルタル（重量比がセメント１：砂２、水セメント比：Ｗ／Ｃ＝３０％）を用いた。なお、図中σ７は７日強度である。
【００７２】
また、図７及び図８の供試体では、４００〜５００Ｌの固化材３ａに１ｔｏｎの廃棄物２ａ（がれき）を混入させ、図９の供試体では、３００〜６００Ｌの固化材３ｂに１ｔｏｎの廃棄物２ｂ（がれき）を混入してそれぞれ製造した。
【００７３】
さらに、図７の上下段の供試体、及び図８の上下段の供試体には、分級機で分級した粒径１５０ｍｍ以下の残渣（一次廃棄物２ａ）を使用し、図９の上段の供試体には、分級機で分級した粒径４０ｍｍ以下の残渣（二次廃棄物２ｂ）を使用し、図９の下段の供試体には、破砕機で一旦破砕した後に分級機で分級した粒径４０ｍｍ以下の残渣（二次廃棄物２ｂ）を使用してそれぞれ製造した。
【００７４】
さらに、図７及び図８の左列及び中列の供試体は、固化材３ａと一次廃棄物２ａとを混練した後に型枠内に入れ、図７及び図８の右列の供試体は、型枠内に一次廃棄物２ａを入れた後に、型枠内に固化材３ａを入れ、図９の各列の供試体は、固化材３ｂと二次廃棄物２ｂとを混練した後に型枠内に入れて、それぞれ製造した。
【００７５】
さらに、図７及び図８の上段の供試体は、型枠内に固化材３ａと一次廃棄物２ａとを入れ、プレス等の押付手段７によって押し付けた状態で固化させ、図７及び図８の下段の供試体は、型枠内に一次廃棄物２ａ及び固化材３ａを入れた状態で固化させてそれぞれ製造した。
【００７６】
上記のような条件に基づいて製造した供試体のうち、図７の左列の上下段の供試体、及び図９の左列の上段の供試体は、固化材３ａの充填不良が見られたものの、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。なお、図８の左列の下段の供試体は、試験不能であった。
【００７７】
また、図７の中列の上下段の供試体、及び図８の中列の上段の供試体は、固化材３ａが全体に十分に充填されており、また、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。なお、図８の中列下段の供試体は、固化材３ａの充填不良が見られたものの、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度（１．０Ｎ／ｍｍ２程度）を有していることが分かった。
【００７８】
さらに、図７及び図８の右列の上下段の供試体は、固化材３ａが十分に充填されておらず、また、人工地盤用ブロック１ａとして必要な強度も有していないことがわかった。
【００７９】
この結果から、図７中列の上下段、及び図９の中列の上段の供試体は、人工地盤用ブロック１ａとして十分に使用することができるが、それ以外は、人工地盤用ブロック１ａとして使用することができないことがわかったので、人工地盤用ブロック１ａを製造する場合には、図７中列の上下段、及び図８の中列の上段の供試体の製造条件に基づいて製造すればよいことになる。
すなわち、廃棄物１ｔｏｎ当り５００Ｌ以上の固化材を混入させ、混練りする方法、或いは、型枠内に固化材を入れ、その中に廃棄物を入れて含漬する方法が人工地盤用ブロック１ａの製造に好適である。
【００８０】
また、図９の左列の下段、中列左側の上段の供試体は、固化材３ｂの充填が不十分であり、また、二次製品１ｂとして必要な強度（１０〜２０Ｎ／ｍｍ２）を有していないことが分かった。さらに、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、右列上段の供試体は、固化材３ｂが十分に充填されており、また、二次製品１ｂとして必要な強度（１０〜２０Ｎ／ｍｍ２）を有していることが分かった。
【００８１】
この結果から、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、及び右列上段の供試体以外の供試体は、二次製品１ｂとして使用できないことが分かったので、二次製品１ｂを製造する場合には、図９の中列左側の下段の供試体、中列右側の上下段の供試体、右列上段の供試体の製造条件に基づいて製造すればよいことになる。
すなわち、廃棄物を４０ｍｍ以上に破砕させた場合、廃棄物１ｔｏｎ当り４００Ｌ以上のモルタルを混入させ、混練りする方法、破砕なしても廃棄物１ｔｏｎ当り５００Ｌ以上のモルタルにて混練りする方法が二次製品１ｂの製造に好適である。
【００８２】
図１０に、廃棄物（がれき）の有害物質の溶出試験、及び固化体の有害物質の溶出試験の結果を示す。
廃棄物（がれき）の溶出試験では、粉砕機（ジョークラッシャ）で粒径が４０ｍｍ未満に粗粉砕した廃棄物（がれき）を用い、この廃棄物（がれき）を粉砕機（ジョークラッシャ）で更に１０ｍｍ未満に粉砕し、粉砕できなかった木屑、プラスチック、布等を取り除き、その残渣を更に細かく粉砕、分級して、２ｍｍ未満に以下のものを取り出し、これを試料として、環境庁告示４６号溶出試験（以下、環告４６号試験と称する）を行った。
【００８３】
また、固化体の溶出試験では、図９の中列右側の上段の供試体を用い、この供試体を粒径が２ｍｍ未満に粉砕し、これを試料として環告４６号試験を行った。
【００８４】
この試験結果から、鉛、ふっ素が検出されたが、いずれも土壌環境基準値以下であった。また、六価クロム、ひ素、ほう素の溶出量は、定量下限値未満で、廃棄物（がれきのみ）に比べて低く、固化体によって溶出が抑制されたことが分かった。
【００８５】
これにより、廃棄物を固化材で固めてコーティングすることにより、重金属類の溶出を抑えられるので、有機物の溶出についても抑えることができる。
また、廃棄物が空気と水と接触することがないので、廃棄物が木片を含むものであっても、嫌気性発酵することはなく、強度低下、減容化を防止できる。
なお、廃棄物を焼却処理しないので、ＣＯ２削減に寄与できる。
【００８６】
次に、二次製品の配合の選定実験（実験Ａ）について説明する。
二次製品のモルタルの配合を選定するために、水セメント比、細骨材セメント比、及びモルタルの混合割合を変化させたブロックを試作し、曲げ強度試験を行った。また、水セメント比を低減すると、練混ぜが困難になるので混和剤を添加させざるを得ず、モルタルのフローが大きくなり、即時脱枠時に形状安定性が確保されない可能性が懸念される。このため、寸法の測定も併せて行った。
【００８７】
（１） 実験概要
１）実験ケース
モルタルの配合の選定は、下記の評価指標に着目して行った。また、その評価指標を満足する配合を選定するために、下記のようなパラメータにて実験を行った。
＜評価指標＞
・練り混ぜ性能：モルタルの練混ぜが可能であるか。また、練り混ぜ時間が過大とならないか。
・曲げ強度荷重：極端に低い値でないか。
・形状安定性：ブロックに求められる寸法の許容差を満足するか。
＜パラメータ＞
・水セメント比：３０％、２５％、及び２３％
・細骨材セメント比：２．０、及び２．５
ここで、水セメント比を２３％、２５％、３０％としているのは、本発明では二次製品の製造にバイコン製法を用いており、バイコン製法の一般的な上限値は、水セメント比が３０〜４０％だからである。
＜試作したブロック＞
・ＪＩＳ Ａ ５３７１ 道路境界ブロックのうち、附属書４の「地先境界ブロックＡ（地先Ａ）：幅１２０ｍｍ×高さ１２０ｍｍ×長さ６００ｍｍ」を試作した。
【００８８】
２）使用材料
材料として、セメント（高炉セメントＢ種）、細骨材（砂）、がれき（粒径４０ｍｍ以下に１次破砕したもの）、混和剤（高性能減水剤）を使用した。
【００８９】
３）配合
ブロックの製造に用いる材料の配合を表１に示す。ブロックの出来栄え（モルタルの充填具合、表面の平滑度等）を考慮して、モルタルとがれきの混合割合は容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合とした。混合割合が５：５ではモルタルが密実に充填されなかったからである。また、細骨材セメント比は２．０〜２．５とした。
【００９０】
【表１】
【００９１】
４）ブロックの製造方法
ブロックの製造方法は、上述した第１の実施の形態の二次製品の製造方法と同様とした。
【００９２】
（２）実験結果及び考察
モルタルの練り混ぜ時間、モルタルのフロー値の測定結果、曲げ強度試験結果、及び寸法測定結果の一覧表を表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
＜練り混ぜ性能＞
水セメント比２３％の配合と水セメント比２５％で細骨材セメント比２．５の配合は、モルタルを均一に練り混ぜるために必要な時間が７分〜９分となり、練り混ぜに長い時間を要する結果であった。この結果より、細骨材セメント比２．５の場合、水セメント比２５％以下は長時間を要するため、ＮＧとした。
＜曲げ強度荷重＞
曲げ強度については、水セメント比を変化させても顕著な差異は認められなかった。いずれの配合も、ＪＩＳ規格に規定されている基準値程度の荷重が得られた。この結果より、ＮＧとなる範囲が限定できなかった。
＜形状安定性＞
ブロックの寸法については、高さ（ｈ）は減少し、長さ（ｌ）は増加する傾向が認められた。モルタルのフロー値が大きい配合ほど変形しやすい結果であった。この結果より、形状を安定させるためには、フロー値の１５打を１５０ｍｍ以下にすることが望ましい。
また、細骨材セメント比２．５で水セメント比２５％及び２３％の配合については、地先境界ブロックＡについては、許容差の範囲に収まったが、側面部のはらみが認められたため、寸法の大きいブロック（例えば、片面歩車道境界ブロックＣ）の製造においては、許容差を逸脱する可能性が高い。この結果より、細骨材セメント比２．５、２．０ともに、水セメント比２５％以下は側面部がはらみだすおそれがあるため，ＮＧとした。
また、水セメント比３０％で細骨材セメント比２．０の配合は、長さ（ｌ）が６０４ｍｍで１ｍｍ許容差を超える結果であったが、モルタルのフロー値の１５打を１５０ｍｍ以下に調整することで許容差を満足するものと考えられる。
練り混ぜ性能（均一に練り混ぜるために必要な時間）、曲げ強度及び形状安定性の３つの指標で各配合を評価した結果を表３に示す。３つの性能を総合的に評価すると、水セメント比３０％で細骨材セメント比を２．０の配合がブロックを製造する上で最も望ましい配合であると判断された。
【００９５】
【表３】
【００９６】
上記の実験の結果から、二次製品のモルタルの配合については、水セメント比を３０％以上（上限値４０％）、細骨材セメント比を２．０〜２．５とするのが好ましく、この範囲内に調整することにより、形状安定性、及び練混ぜ性能の両方を満足することができる。ここで、水セメント比の上限値を４０％としたのは、水セメント比が４０％を超えると、バイコン製法による即時脱枠が困難なるからである。
【００９７】
次に、出来形及び曲げ強度のばらつきの検証実験（実験Ｂ）について説明する。
がれき残渣をブロックの骨材に適用するにあたって、出来形や曲げ強度荷重のばらつきがどの程度あるか確認する必要がある。そこで、上述した実験（Ａ）にて決定した配合で３０体のブロックの試作を行い、曲げ強度荷重及び出来形の計測を実施し、データのばらつきを統計的に確認した。
【００９８】
（１）実験概要
１）製造したブロックの種類
製造したブロックは、ＪＩＳ Ａ ５３７１ 附属書４に規定されている道路境界ブロックのうち、がれき残渣の粒径４０ｍｍに対して５倍の寸法に相当する片面歩車道境界ブロックＣ（片歩Ｃ）を製造した。片歩Ｃのブロックの仕様は、（上面の幅１８０ｍｍ、底面の幅２１０ｍｍ）×高さ３００ｍｍ×長さ６００ｍｍである。
２）使用材料
実験に使用する材料は、上述の実験（Ａ）と同様とした。
３）配合
実験に用いた材料の配合は、水セメント比を３０％、細骨材セメント比を２．０とし、モルタルとがれき残渣の混合割合は容積比で６：４とした。また、混和剤の添加率は、モルタルのフロー値の１５打を１５０ｍｍ以下とするためにセメント（Ｃ）×０．５％とした。
４）ブロックの製造方法
上述の実験（Ａ）と同様とした。
５）確認項目
・モルタルのフロー値：ＪＩＳ Ｒ５２０１に規定されているフロー試験に準拠して実施した。１バッチ目のモルタルが練り上がった段階で、がれき残渣を投入する前に試料を採取して試験を実施した。
・練り上がり温度：ＪＩＳ Ａ １１５６に準拠し、モルタルフロー値と併せて測定した。
・寸法：ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている部位について寸法を測定した。
・単位容積質量：ブロックの重量を測定し、上記の寸法結果より算出した容積で除して算出した。
・曲げ強度荷重：ＪＩＳ Ａ ５３７１に準拠して曲げ試験を実施した。ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている各ブロックの基準値は、片歩Ｃについては６０ｋＮである。
【００９９】
（２）実験結果及び考察
１）モルタルのフロー値
モルタルのフロー試験は、２日間にわたってブロックを製造したため２回実施したが、モルタルのフロー値の１５打は、いずれも１５０ｍｍ以下であった。
２）練り上げ温度
練り上げ温度は、何れも１５℃であった。
３）出来形
出来形の測定結果の一覧を表４に示す。
出来形については、いずれのブロックもＪＩＳ Ａ ５３７１に規定されている寸法許容差を満足する結果であった。
４）曲げ強度荷重
曲げ強度荷重の一覧を表４に示す。曲げ強度（曲げ強度荷重）については、３０体のうち、最大が８７．５（ｋＮ）、最小が６０．０（ｋＮ）、平均が７３．９（ｋＮ）であり、全てがＪＩＳ Ａ ５３７１の基準値（６０ｋＮ以上）を満足していた。
なお、今回は、製造した３０体について圧縮強度の試験を行っていないが、製造した３０体の全てがＪＩＳ規格の曲げ強度６０ｋＮ以上の条件を満足しているので、圧縮強度の１０〜２０Ｎ／ｍｍ２を満足していることは明らかである。
【０１００】
【表４】
【０１０１】
次に、人工地盤用ブロックの配合の選定実験（実験Ｃ）について説明する。
（１）配合決定の流れ
人工地盤用ブロックの最適な配合を選定するために、図１１に示す手順で配合の検討を行った。なお、配合決定に際して、目標とした性能は以下の通りである。
＜目標性能＞
・一軸圧縮強度：１Ｎ／ｍｍ２以上（φ１００ｍｍコア ２８日強度）
・流動性：ミキサー等への付着が少なく、作業性が高い
・その他：がれき残渣をできるだけ多く使用する。
一次選定試験では、小型ブロックにより配合の検討を行った。練り混ぜ時の状態、及びブロックから採取したコアの強度により、配合の絞り込みを行った。二次選定試験では、実大の人工地盤用ブロックを試作することにより、ミキサーによる練り混ぜのし易さ、作業性、ブロックの出来栄え等を確認し、最適な配合を検討した。
【０１０２】
（２）選定試験方法
１）一次選定試験方法
実規模の人工地盤用ブロックの製造に先立ち、所定の強度が得られ、かつ、作業性が良好な配合を検討するために一次選定試験を実施した。一次選定試験では、幅３８ｃｍ、奥行き２６ｃｍ、高さ２４ｃｍのプラスチック製の型枠を使用して小型ブロックの製造を行った。試験フローを図１２に示す。試験では、以下の項目に着目し、配合の絞り込みを行った。
・がれきとセメント、水の練り混ぜやすさ
・練り混ぜ後の状態
・圧縮強度
２）二次選定試験方法
人工地盤用ブロック（幅７５ｃｍ×奥行７５ｃｍ×高さ８５ｃｍ）を試作し、以下の項目に着目し、配合の絞り込みを行った。
・ミキサーによる練り混ぜのしやすさ、作業性
・ブロックの出来栄え
【０１０３】
（３）試験ケース
１）一次選定試験ケース
小型ブロックを用いて実施した一次選定試験ケースの一覧を表５に示す。実験は、事前に実施した試験練り結果を参考に、水セメント比、がれき１ｔ当たりのセメントペースト添加量をパラメータとして計１１ケース実施した。
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
２）二次選定試験ケース
一次選定試験の結果から選定された３ケースの配合を対象に実施した。二次選定試験ケースの一覧を表６に示す。
【０１０６】
【表６】
【０１０７】
（４）選定試験結果
１）一次選定試験結果
一次選定試験結果の一欄を表７に示し、一次選定試験において得られた人工地盤用ブロック１ｍ３あたりのセメント添加量と一軸圧縮強度の関係を図１３、図１４に示す。試験結果にばらつきはみられるものの、材令７日、材令２８日強度とともに、セメント添加量が増加するに従い、一軸圧縮強度が大きくなっているのがわかる。この結果から、目標とする一軸圧縮強度１Ｎ／ｍｍ２を得るためには、人工地盤用ブロック１ｍ３に対して、おおよそ３００ｋｇ以上のセメントを混合しなければならないことが分かった。
また、混合後の流動性を確保するためには、がれき１ｔ当たりのセメントミルクの添加量を増加させるか、或いは、セメントミルクのＷ／Ｃを大きくする必要があるといえる。これらの結果を基に、総合判定が○或いは△となる３ケース（Ｃａｓｅ４、Ｃａｓｅ９、Ｃａｓｅ１０）について、二次選定試験を行うこととした。
【０１０８】
【表７】
【０１０９】
２）二次選定試験結果
一次選定試験により絞り込みを行った３種類の配合に対し、二次選定試験を実施した。二次選定試験結果を表８に示す。
【０１１０】
【表８】
【０１１１】
練り混ぜ時の状態及びブロックの出来栄え等から、Ｃａｓｅ１０（Ｗ／Ｃ＝６０％ ３７２ｋｇ）を最適配合として本試験を実施することとした。Ｗ／Ｃ＝６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量３００ｋｇ以上であれば、所定の圧縮強度（１．０Ｎ／ｍｍ２）、及び練り混ぜ性を満足させることができる。
【０１１２】
（５）出来形及び圧縮強度のばらつきの検証実験
一次及び二次選定試験により絞り込みを行った表９に示す配合により、人工地盤用ブロックの製造を行った。
【０１１３】
【表９】
【０１１４】
（１）実験概要
人工地盤用ブロック製造による検証実験では、幅７５ｃｍ×奥行き７５ｃｍ×高さ８５ｃｍの人工地盤用ブロックを１０個製造し、ブロックの出来形の計測を行い、そのばらつきを把握した。また、ブロックごとにコアサンプリング（φ１０ｃｍ×Ｌ＝８５ｃｍ×３本）を行い、そのコアを用いて圧縮試験を実施し、強度のばらつきを把握した。
また、ブロックの製造には鋼製土槽（型枠）を用いた、鋼製土槽（型枠）は内寸７５ｃｍ×７５ｃｍ×８５ｃｍ、土槽上部には高さ２０ｃｍのカラーを設置できる構造となっている。側部には、バイブレータを設置している。また、上部からの荷重載荷装置としてエアばねを用いており、７０ｃｍ×７０ｃｍの載荷板を介して、１５０ｋＮ／ｍ２まで荷重を載荷できる構造となっている。
【０１１５】
（２）ブロックの製造方法
人工地盤用ブロックの製造手順は、上述した第２実施の形態の人工地盤用ブロックの製造手順と同様とした。
【０１１６】
（３）コア採取及び一軸圧縮試験
ブロックの強度を把握するために、コア採取試料を対象に一軸圧縮試験を実施した。材令７日後のブロックよりφ１０ｃｍ×Ｌ８５ｃｍのコアを３本採取し、材令７日強度試験用及び材令２８日強度試験用の供試体（φ１０ｃｍ×ｈ２０ｃｍ）を各々３本、計６本採取した。圧縮試験用の供試体は、採取したＬ＝８５ｃｍのコアの中から供試体の高さ２０ｃｍを確保できる箇所を選定している。
【０１１７】
（４）検証実験結果
コア試料の試験結果によれば、一軸圧縮強度にばらつきが大きい結果となった。一軸圧縮試験結果に着目すると、ばらつきは大きいものの材令７日の平均値３．３１Ｎ／ｍｍ２に比較して、材令２８日の平均値４．５３Ｎ／ｍｍ２の方が圧縮強度の平均値が大きくなる傾向が見られた。また、一軸圧縮強度はすべてのデータにおいて目標強度を上回る結果となった。一軸圧縮試験前後のコアの状況をみると、圧縮試験において破壊している箇所は主に混合したセメントペースト部であり、がれき残渣が破壊しているケースは少ない。また、瓦やプラスチック等、表面が円滑ながれきが含まれている場合はその箇所で縁が切れやすいといえる。
【０１１８】
次に、本発明による固化体（二次製品及び人工地盤用地盤）の不溶化の実験（実験Ｄ）ついて説明する。
図１５に示すように、まず、がれき残渣の試料調整を行い、有害物質の溶出量と含有量とを測定した。次に、がれき残渣に人為的に有害物質を添加して模擬汚染がれきを作製した。これを用いてセメント固化体を作製し、溶出試験を実施した。
【０１１９】
（１）試験方法
１）対象物質
試験においては、土壌汚染対策法において、第二種特定物質（重金属等）に分類される９項目（カドミウム、シアン、鉛、六価クロム、砒素、水銀、セレン、ふっ素、ほう素）を対象とした。
土壌汚染対策法で定められている有害物質のうち、この９項目ががれきの中に揮発せずに存在する可能性があるものとして選択した。
【０１２０】
２）環境庁告示４６号溶出試験
ａ）採取したがれき残渣の取り扱い
採取したがれき残渣は、ガラス製容器又は測定の対象とする物質が吸着しない容器に収めた。試験は、がれき残渣採取後直ちに行った。試験を直ちに行えない場合には、暗所に保存し、速やかに試験を行った。
ｂ）試料の作成
採取したがれきの残渣を風乾し、中小礫、木片等を除き、塊、団粒を粗砕した後、非金属製の２ｍｍの目の篩を通過させて得たがれき残渣を十分混合した。
ｃ）試料液の調製
試料（単位ｇ）と溶媒（純水に塩酸を加え、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が５．８以上６．３以下となるようにしたもの）（単位ｍｌ）とを重量体積比１０％の割合で混合し、その混合液が５００ｍｌ以上となるようにした。
ｄ）溶出
調製した試料液を常温（おおむね２０℃）常圧（おおむね１気圧）で振とう機（振とう回数毎分約２００回、振とう幅４ｃｍ以上５ｃｍ以下）を用いて、６時間連続して振とうした。
ｅ）検液の作成
ａ）〜ｄ）の操作を行って得られた試料液を１０〜３０分程度静置後、毎分約３０００回転で２０分間遠心分離した。上澄み液を孔径０．４５μｍのメンブランフィルターでろ過してろ液を取り、定量に必要な量を正確に計り取って、これを検液とした。
【０１２１】
（２）がれき残渣の溶出特性
１）がれき残渣の調整
がれき残渣の構成物は、コンクリートガラ、木材、布、プラスチック、金属くず、ガラスや煉瓦の破片などである。
試験を行う場合は、φ５０×１００ｍｍのモールド缶で試験体を作製した。このため、二次製品ブロック、人工地盤用ブロックいずれも、実際に使用するがれきの大きさでは試験体を作製できなかった。そこで、試験用にがれきの調整を行った。組成は現状のがれきのままとし、最大粒径のみ１０ｍｍ以下とすることを目的として調整を行った。調整したがれきの粒径は以下の２種類である。
・環告４６号溶出試験用：２ｍｍ以下
・セメント固化体作製用、環告１９号含有量試験用：２ｍｍ以上１０ｍｍ以下
また、本実験では、入手したがれき残渣の山の３箇所から無作為に取り出し、３種類のがれき残渣試料を調整した。調整のフローを図１５に示す。
【０１２２】
（３）模擬汚染がれきを用いた溶出試験
３種類のがれき残渣の溶出量試験及び含有量試験を行い、全て環境基準値未満であることが明らかとなった。
アップサイクルブロックの溶出に対する安全性を確保するため、「模擬汚染がれき」を作製し、これを用いたセメント固化体の溶出試験を実施した。
ここで、「模擬汚染がれき」とは、がれき残渣を土壌汚染対策法の環境基準以上の溶出量となるように人為的に汚染したものである。
模擬汚染がれきを用いたセメント固化体の溶出試験のフローを図１６に示す。実験は以下の手順で実施した。
１） がれき残渣に重金属等９項目を添加してその溶出量と添加量の相関を決定した。その相関から、目標溶出量の３濃度を決定して模擬汚染がれきを作製した。
２） 二次製品ブロック及び人工地盤用ブロックのセメント固化体を作製し、環告４６号溶出試験を行った。
【０１２３】
（４）模擬汚染がれき作製のための物質添加量の設定
まず、溶出量基準を超える模擬汚染がれきを作製するため、がれきに添加する有害物質の添加量とその溶出量の相関を導いた。次に、模擬汚染がれきの調整を行った。模擬汚染がれきからの溶出量は環告４６号溶出量試験で確認した。
【０１２４】
１）実験概要
がれき残渣に添加する量と溶出量の相関を把握するために、各物質を６濃度で添加した。添加する物質は重金属９項目とした。各物質の添加に用いた試薬の仕様を表１０に示す。９項目全てを１つの試料に添加すると、互いに影響する（シアンが酸性状態であると揮散する等）可能性がある。そこで、添加試薬の溶媒の属性によって、酸性グループ、アルカリ・中性グループに分けて添加した。６濃度の添加量を表１１に示す。
【０１２５】
【表１０】
【０１２６】
【表１１】
【０１２７】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれきを使用し、これを６濃度、２グループ分（１つ５０ｇ）に取り分けた。
ｂ）取り分けたがれきに対して、使用試薬によって分類した酸性グループ、アルカリ・中性グループ毎に表１１に示す量を添加し、均一に混ぜ合わせた。
ｃ）各物質を添加したがれきをドラフト内で十分に乾燥させた。
ｄ）乾燥させた模擬汚染がれきを２ｍｍ以下に粉砕した。
ｅ）環告４６号溶出試験を行った。
ｆ）試験結果から添加量と溶出量の相関を求めた。
【０１２８】
２）溶出試験結果と物質添加量の設定
模擬汚染がれき３種類の溶出試験結果の一欄を表１２に示す。３種類の模擬汚染がれきによって溶出量に若干違いがあるものの、溶出傾向については大きな違いはなかった。
【０１２９】
ａ）カドミウム
３種類全ての模擬がれきについて、含有量基準値（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんど溶出が認められなかった。試験で得られた検液はｐＨ１１前後であり、カドミウムが難溶性の水酸化物を生成し、溶出しにくい環境であったと考えられる。
ｂ）鉛
カドミウムと同様に全ての模擬汚染がれきについて、含有量基準値（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんど溶出が認められなかった。カドミウムと同様にアルカリ環境下で難溶性の水酸化物を生成し、溶出しにくい環境であったと考えられる。
ｃ）砒素
添加量と溶出量に１次の相関が認められた。模擬汚染がれきの種類によってばらつきが認められた。
ｄ）水銀
カドミウム・鉛と同様に、１５ｍｇ／ｋｇ）以上を添加しても、ほとんで溶出が認められなかった。ただし、がれき１の高濃度（添加量３０（ｍｇ／ｋｇ）で溶出量基準の１８倍近くの溶出量が認められた。
ｅ）セレン
模擬汚染がれき３種類とも概ね同じ溶出量を示し、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｆ）シアン
模擬汚染がれきの種類によって溶出にばらつきがあり、がれき２は多少溶出するものの、含有基準（５０ｍｇ／ｋｇ）以上加えても、ほとんど溶出が認められなかった。
ｇ）六価クロム
シアンと同様にがれきによって若干ばらつくものの、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｈ）ふっ素
模擬汚染がれきの種類によってばらつきが認められるものの、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
ｉ）ほう素
模擬汚染がれき３種類ともにほぼ同じ溶出量を示し、添加量と溶出量に１次の相関が認められた。
【０１３０】
【表１２】
【０１３１】
次に、物質添加量の設定を行った。セメント固化体に用いる模擬汚染がれきは、土壌環境基準の概ね２倍、５倍、１０倍の溶出量となるような３濃度を設定しての模擬汚染がれきを作製した。各物質の溶出量基準と２倍、５倍、１０倍値を表１３に示す。ただし、シアンについては、溶出基準が不検出であるので、定量下限値である０．１ｍｇ／Ｌを基準とした。
【０１３２】
【表１３】
【０１３３】
溶出試験の結果より、溶出傾向から２つのタイプに分けられる。
Ａ．添加量に比例して溶出する物質：砒素、セレン、六価クロム、ふっ素、ほう素
Ｂ．ほぼ溶出しない物質：カドミウム、鉛、水銀、シアン
【０１３４】
この２つのタイプについて、以下のように添加量を設定した。
Ａ．添加量に比例して溶出する物質
添加量・溶出量の関係式より、溶出量が土壌環境基準値の２倍、５倍、１０倍となるよう３濃度の添加量を決定した。
Ｂ．ほぼ溶出しない物質
溶出量が土壌環境基準の１０倍となるような量を添加すると、含有量基準を大幅に超えることとなる。このようながれき残渣をアップサイクルブロックで用いることは現実的ではない。含有量基準を基に３濃度の添加量を決定した。
カドミウム、鉛、水銀については、含有量基準の０．５倍、１倍、１．３３倍濃度を添加量と決定した。シアンについては、含有量基準の０．５倍、１倍、２倍濃度を添加量と決定した。
がれき１、がれき２、がれき３への各物質の添加量を表１４に示す。
【０１３５】
【表１４】
【０１３６】
（５）二次製品ブロックの溶出試験
模擬汚染がれきを用いて二次ブロックを作製し、溶出試験を実施した。
１） 実験概要
実験ケースを表１５に示し、配合を表１６に示す。
【０１３７】
【表１５】
【０１３８】
【表１６】
【０１３９】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれき残渣を用いた。
ｂ）がれきをφ５０×１００ｍｍのモールド缶１本分ずつに取り分けた。
ｃ）各物質を表１４で設定した濃度をがれきに添加した後、十分に乾燥させて、模擬汚染がれきとした。
ｄ）水、セメント、細骨材、高性能減水剤を練り混ぜてモルタルを作製した。
ｅ）モールド１本分ずつの模擬汚染がれきに相当量のモルタル分を投入し、十分に練り混ぜて、モールドに充填し、突き棒を用いて締め固めた。
ｆ）モールドを密封してコンテナに入れ、気中養生を行った（７日間、２８日間）。
ｇ）環告４６号溶出試験を行った。
【０１４０】
２）溶出試験結果
模擬汚染がれき自体の溶出試験結果を表１７に示す。
【０１４１】
【表１７】
【０１４２】
・砒素、セレン、六価クロム、ふっ素、ほう素は、予測どおり添加量の増加とともに溶出量が増加する傾向を示した。目標とする溶出基準の１０倍程度の溶出量を持つ模擬汚染がれきを作製できた。
・カドミウム、鉛は含有量基準（１５０ｍｇ／ｋｇ）以上を添加してもほとんど溶出しなかった。事前溶出試験と同様に、模擬汚染がれきにおいてもほぼ溶出が認められなかった。
・水銀は、がれき２、がれき３はほとんど溶出が認められず、含有量基準（１５ｍｇ／ｋｇ）を超えると、わずかに溶出する程度であった。がれき１は、低濃度（７．５ｍｇ／ｋｇ）から溶出量基準を超えたが、高濃度（２０ｍｇ／ｋｇ）であっても溶出基準の３倍に留まった。
・シアンも事前の溶出試験と同様に、ほぼ溶出が認められなかった。
【０１４３】
二次製品ブロックの溶出試験の結果を表１８に示す。
【０１４４】
【表１８】
【０１４５】
・カドミウム、砒素、水銀、セレン、シアンについては、セメント固化体とすることで不溶化できた。砒素については、溶出基準の１２倍、セレンについては８倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを定量下限値未満まで不溶化できた。
・六価クロム、ふっ素、ほう素についても不溶化できた。六価クロムについては、溶出基準の１２倍、ふっ素については１２倍、ほう素については１０倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを溶出量基準の約２割程度の溶出に抑制することができた。
・鉛については、概ね不溶化できたといえるが、一部の種類と濃度において溶出量基準を超える溶出量が認められた。模擬汚染がれきでは、ほぼ溶出が認められなかったが、セメント固化体とすると溶出が認められた。要因としては、セメント固化体とすることでｐＨ１１前後からｐＨ１２．５付近まで上昇し、存在形態として大部分を占めるであろうｐｂ（ＯＨ）２の溶解度が上昇したからであると考えられる。
【０１４６】
（６）人工地盤用ブロックの溶出試験
模擬汚染がれきを用いて人工地盤用ブロックを作製し、溶出試験を実施した。
１） 実験概要
実験ケースを表１９に示し、配合を表２０に示す。
【０１４７】
【表１９】
【０１４８】
【表２０】
【０１４９】
＜実験手順＞
ａ）１０ｍｍ以下に調整したがれき残渣を用いた。
ｂ）がれきをφ５０×１００ｍｍのモールド缶１本分ずつに取り分けた。
ｃ）所定の濃度の重金属を添加した後、十分に乾燥させて、模擬汚染がれきとした。
ｄ）水、セメントを練り混ぜてセメントペーストを作製した。
ｅ）モールド１本分の模擬汚染がれきにセメントペーストを投入し、十分に練り混ぜて、モールドに詰め込み、タッピングにより充填した。
ｆ）モールドを密封してコンテナに入れ、７日間気中養生を行った。
ｇ）環告４６号溶出試験を行った。
【０１５０】
２） 溶出試験結果と溶出特性
模擬汚染がれき自体の溶出試験結果は、二次製品ブロックと同じ試料を使用しているので、同一である。
【０１５１】
人工地盤用ブロックの溶出試験の結果を表２１に示す。
【０１５２】
【表２１】
【０１５３】
・カドミウム、砒素、水銀、セレン、シアン、六価クロムについては、セメント固化体とすることで不溶化できた。砒素については、溶出量基準の１２倍、セレンについては８倍、六価クロムについては１２倍の溶出量を持つ模擬汚染がれきを定量下限値未満にまで不溶化できた。
・六価クロムについては、不溶化でき、溶出が認められなかった。これは、セメント水和物のエトリンガイトに六価クロムが取り込まれることで不溶化されたと考えられる。二次製品の配合ではセメント固化体で溶出があったが、人工地盤用で認められなかった。
・ふっ素についても不溶化でき、溶出は認められたものの、溶出量基準内であった。添加量が増加すると溶出量が増加する傾向があり、高濃度で溶出量基準の８割程度の溶出量が認められた。
・ほう素については、人工地盤用ではほぼ溶出が認められず、不溶化できた。がれき３のみ高濃度で溶出基準の２割程度の溶出が認められた。
・鉛については、概ね不溶化できたものの、土壌環境基準を超える溶出量が認められた。模擬汚染がれきから溶出が認められなかったにも関わらず、セメント固化体から認められた理由としては、二次製品と同様に、ｐＨが上昇し、水酸化鉛の溶解度が上昇したためと考えられる。
【０１５４】
次に、鉛の不溶化技術の検討について説明する。
（１）鉛不溶化の薬剤
鉛汚染土を対象とした不溶化剤としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の効果が高いとされている。一方、焼却灰の不溶化剤としてキレート剤が使用されている。焼却灰は一般にアルカリ性のため、セメント固化体にも効果が見込める。
【０１５５】
（２）不溶化効果確認試験
細骨材に鉛（標準液）を所定量添加して模擬汚染骨材を作製し、これを一般的なモルタル配合に薬剤を添加してセメント固化する。７日間気中養生を行った後、セメント固化体の溶出試験（環告４６号）を行い、不溶化効果のある薬剤を選定した。
【０１５６】
１）配合
水セメント比０．４５、砂セメント比４のモルタルの配合を表２２に示す。モルタル全体に対する細骨材の容積比率は６６％である。
【０１５７】
【表２２】
【０１５８】
２） 使用材料
・セメント：普通ポルトランドセメント（密度およそ３ｇ／ｃｍ３）
高炉セメント
早強セメント
・細骨材：陸砂（密度２．６０ｇ／ｃｍ３）
・高性能減水剤：フローリックＶＰ−７００（ポリカルボン酸系）
・水：水道水、海水
３） 模擬汚染骨材
鉛の分析用標準液を細骨材に添加した。添加濃度は鉛の含有量基準値１５０ｍｍｇ／ｋｇとした。細骨材に鉛を添加した後、風乾し、乾燥状態でセメント固化した。
４） 試験体作成
薬剤が紛体と液体で異なるため、セメント固化体の作製は以下のようにした。
・紛体：まず、細骨材と不溶化薬剤を空練りし、次にセメントを加えて空練りを行い、その後に、水を添加して撹拌・混合した。
・液体：まず、細骨材にキレート剤を添加・混合し、これにセメントを混合し攪拌し、その後に、水を添加して、攪拌・混合した。
５） 溶出試験
材令７日目に環告４６号溶出試験を行った。
試験項目：鉛（海水練りのＮｏ．３のみ、ふっ素・ほう素を追加した）
検液のｐＨ、ＥＣ
セメント固化体からの溶出試験結果を表２３に示す。
【０１５９】
【表２３】
【０１６０】
この溶出試験の結果から、キレート剤を添加することにより、鉛の溶出を抑えることができ、鉛を含むがれきであっても、キレート剤を添加することにより、製造された二次製品、人工地盤用地盤ブロックからの鉛の溶出を抑えるのに有効であることが分かった。
【０１６１】
表２４に、上述した人工地盤用ブロックの製造方法により製造した、練り混ぜ水に海水を使用した人工地盤用ブロックと、練り混ぜ水に真水を使用した人工地盤用ブロックの一軸圧縮強度試験の結果を示す。
【０１６２】
この試験では、同配合（がれき１ｔあたりのセメントペーストの添加量、水セメント比）で、練り混ぜ水（海水、真水）を変えて人工地盤用ブロックを製造し、打設７日後に、各人工地盤用ブロックからコアサンプリングして一軸圧縮強度試験を行った。
また、同配合で練り混ぜ水（海水、真水）を変えた混練物をモールドに詰めて供試体を作製し、打設１８時間後に各供試体の一軸圧縮強度試験を行った。
【０１６３】
この試験の結果、海水練りの人工地盤用ブロックの材令１８時間の強度（初期強度）は平均４．１Ｎ／ｍｍ２であり、材令７日の強度は平均１９．１Ｎ／ｍｍ２であり、真水練りの人工地盤用ブロックの材令１８時間の強度（初期強度）は平均２．９Ｎ／ｍｍ２であり、材令７日の強度は平均１６．７Ｎ／ｍｍ２であり、何れの人工地盤用ブロックも人工地盤用ブロックの所要強度の１．０Ｎ／ｍｍ２程度を満足していることが分かった。
また、材令１８時間の強度、材令７日の強度の両方とも、海水練りの人工地盤用ブロックの方が真水練りの人工地盤用ブロックよりも大きいことが分かり、人工地盤用ブロックの製造には、練混ぜ水に海水を使用した方が、早期に強度発現され、より短時間での脱枠が可能となり、短期間での大量生産が可能となる。
【０１６４】
【表２４】
【符号の説明】
【０１６５】
１ 固化体
１ａ 人工地盤用ブロック
１ｂ 二次製品
２ 廃棄物
２ａ 一次廃棄物
２ｂ 二次廃棄物
３、３ａ、３ｂ 固化材
４ フック
５ 袋体
６ 型枠
７ 押付手段
１０ 道路用盛土
１１ 覆土
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする固化体。
【請求項２】
前記固化材にキレート剤を添加したことを特徴とする請求項１に記載の固化体。
【請求項３】
所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする二次製品。
【請求項４】
前記固化材にキレート剤を添加したことと特徴とする請求項３に記載の二次製品。
【請求項５】
前記固化材はモルタルであり、該モルタルと前記廃棄物の混合割合を容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合としたことを特徴とする請求項３又は４に記載の二次製品。
【請求項６】
前記モルタルの水セメント比を３０〜４０％、細骨材セメント比を２．０〜２．５としたことを特徴とする請求項５に記載の二次製品。
【請求項７】
前記廃棄物は、粒径が４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の二次製品。
【請求項８】
所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする人工地盤用ブロック。
【請求項９】
前記固化材にキレート剤を添加したことと特徴とする請求項８に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１０】
前記廃棄物は、粒径が１５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１１】
前記固化材がセメントミルクであって、該セメントミルクの水セメント比は６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量が３００ｋｇ以上であることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１２】
練り混ぜ水に海水を使用したことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１項に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１３】
廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより製造することを特徴とする固化体の製造方法。
【請求項１４】
前記廃棄物は、所定の粒径以下に破砕された後に、所定の粒径に分級されて、前記固化材中に混入されることを特徴とする請求項１３に記載の固化体の製造方法。
【請求項１５】
前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、振動を加えた状態で固化させること特徴とする請求項１３又は１４に記載の固化体の製造方法。
【請求項１６】
前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、上方から押付けた状態で固化させることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の固化体の製造方法。
【請求項１７】
前記固化材中に前記廃棄物を含漬させた後に、上方から押し付けた状態で固化させることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の固化体の製造方法。
【請求項１８】
前記固化材及び廃棄物を上方から押し付けた際に、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の固化体の製造方法。
【請求項１】
廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする固化体。
【請求項２】
前記固化材にキレート剤を添加したことを特徴とする請求項１に記載の固化体。
【請求項３】
所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする二次製品。
【請求項４】
前記固化材にキレート剤を添加したことと特徴とする請求項３に記載の二次製品。
【請求項５】
前記固化材はモルタルであり、該モルタルと前記廃棄物の混合割合を容積比で６：４、若しくはこれよりもモルタルの混合割合が大きい配合としたことを特徴とする請求項３又は４に記載の二次製品。
【請求項６】
前記モルタルの水セメント比を３０〜４０％、細骨材セメント比を２．０〜２．５としたことを特徴とする請求項５に記載の二次製品。
【請求項７】
前記廃棄物は、粒径が４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の二次製品。
【請求項８】
所定の粒径以下の廃棄物を焼却処理することなく固化材中に混入させて固化させたことを特徴とする人工地盤用ブロック。
【請求項９】
前記固化材にキレート剤を添加したことと特徴とする請求項８に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１０】
前記廃棄物は、粒径が１５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１１】
前記固化材がセメントミルクであって、該セメントミルクの水セメント比は６０％以下であり、かつ、ブロック１ｍ３当たりのセメント量が３００ｋｇ以上であることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１２】
練り混ぜ水に海水を使用したことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１項に記載の人工地盤用ブロック。
【請求項１３】
廃棄物を焼却処理することなく、セメントミルク、セメントミルクに混和材を添加したもの、モルタル、又はモルタルに混和材を添加したもののうちの何れか１つである固化材中に混入させて固化させることにより製造することを特徴とする固化体の製造方法。
【請求項１４】
前記廃棄物は、所定の粒径以下に破砕された後に、所定の粒径に分級されて、前記固化材中に混入されることを特徴とする請求項１３に記載の固化体の製造方法。
【請求項１５】
前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、振動を加えた状態で固化させること特徴とする請求項１３又は１４に記載の固化体の製造方法。
【請求項１６】
前記廃棄物と前記固化材とを混練した後に、上方から押付けた状態で固化させることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の固化体の製造方法。
【請求項１７】
前記固化材中に前記廃棄物を含漬させた後に、上方から押し付けた状態で固化させることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の固化体の製造方法。
【請求項１８】
前記固化材及び廃棄物を上方から押し付けた際に、排出された余剰の固化材を回収して、次の固化体の製造に使用することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の固化体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８１９４０（Ｐ２０１３−８１９４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１４８０６（Ｐ２０１２−２１４８０６）
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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