(57)【要約】【課題】ホウ酸含有放射性廃液を高減容で安定なセメント固化体とすることができ、運転安定性に優れたホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法を提供する。【解決手段】ホウ酸を含有する放射性の廃液を固化処理する方法であって、前記廃液にアルカリ金属化合物を添加してアルカリ金属／ホウ素のモル比を０.２〜０．３に調整する第１工程と、前記廃液を乾燥して乾燥粉体とする第２工程と、前記乾燥粉体を混練水と一次混練してスラリーとする第３工程と、前記スラリーにアルカリ金属化合物を加えてアルカリ金属／ホウ素のモル比を０．５〜０．７に調整する第４工程と、前記スラリーに水硬性無機固化材を添加して二次混練し、固化する第５工程と、を具備している。【選択図】図１
2014106144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ酸を含有する放射性の廃液を固化処理する方法であって、
前記廃液にアルカリ金属化合物を添加してアルカリ金属／ホウ素のモル比を０.２〜０．３に調整する第１工程と、
前記廃液を乾燥して乾燥粉体とする第２工程と、
前記乾燥粉体を混練水と一次混練してスラリーとする第３工程と、
前記スラリーにアルカリ金属化合物を加えてアルカリ金属／ホウ素のモル比を０．５〜０．７に調整する第４工程と、
前記スラリーに水硬性無機固化材を添加して二次混練し、固化する第５工程と、
を具備したことを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記アルカリ金属化合物が、ナトリウムの化合物であることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記アルカリ金属化合物が、水酸化物であることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記第２工程を、遠心薄膜乾燥機で行うことを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記第３工程において前記乾燥粉体を混練水と一次混練する時間が１０分以上であることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記水硬性無機固化材がポルトランドセメントであることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記第５工程において、前記水硬性無機固化材と共に、アルカリ性骨材として、セメント物、又は、消石灰、若しくは、これらの混合物を添加して混練することを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項８】
請求項７記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記アルカリ性骨材が、粒径２．５ｍｍ以下であることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記アルカリ性骨材が、水溶性無機固化材重量と骨材重量の比（水溶性無機固化材重量／骨材重量）が１乃至１／２であることを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法であって、
前記第５工程において、減水剤を添加することを特徴とするホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、加圧水型原子力発電所等から発生するホウ酸を主成分とする放射性廃液の固化処理においては、水酸化ナトリウムによる中和処理後、セメントやアスファルトにより固化する方法が採用されている。しかし、アスファルトは、加熱時の火災の危険性があることや、放射性核種の化学的吸着性が劣ることから、新規のプラントではセメントによる固化が主流となっている。
【０００３】
但し、セメント固化ではホウ酸がセメントの凝結反応を妨害する為に、大幅な硬化遅延や強度の低下が生じる。この為、減容性を高めながらもホウ酸廃液をセメント固化処理する観点から、水酸化カルシウム等を前処理剤として添加して固化する等、種々の提案がなされている。
【０００４】
例えば、ホウ酸含有廃液(ホウ酸ナトリウム液)を９０℃以上で加熱濃縮し、６０℃以下の温度に冷却し、ホウ酸ナトリウムを析出させた後、高炉セメントを添加して混練し、混練物をドラム缶に排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ホウ酸或いはホウ酸塩溶液をｐＨ７〜１０に調整し、二価もしくは二価以上の金属酸化物、水酸化物、塩類やセメント、スラグ等の粉体と混合してスラリー化し、このスラリーの水分を４０%以下として、硬化させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）
【０００６】
また、ホウ酸廃液に水酸化カルシウムを添加して乾燥粉体化した後、圧縮固化、樹脂による固化、セメント固化等を行う方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
また、ホウ酸含有放射性廃液にアルカリ金属元素化合物を添加調整する第１の工程と、この後に温度を８５℃より高い所定温度に昇温し、アルカリ土類金属化合物を添加して撹拌する第２の工程からなるホウ酸の難溶化処理をし、その後に乾燥処理して乾燥粉体をセメント固化する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
また、ホウ酸含有放射性廃液を乾燥粉体化した後にセメント固化する方法として、難溶化等の前処理をせずにホウ酸含有放射性廃液を乾燥し、セメントの硬化促進材としてアルミン酸ナトリウムを固化材に添加するとともに、助材として水酸化リチウムを固化材に添加してセメント固化する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−９０４９０号公報
【特許文献２】特開平１１−７２５９３号公報
【特許文献３】特開平２−２０８６００号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３７８号公報
【特許文献５】特開２００１−９７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法のうち、ホウ酸廃液を過飽和にまで濃縮した液にセメントやスラグ等の固化材を添加して混合すると、ホウ酸ナトリウムが水を吸収して水和物を生成し、極短時間に流動性を喪失して凝結を起こす。この事は、ホウ酸ナトリウム廃液を乾燥粉体として、セメント固化する場合も同様である。さらに、廃液成分のホウ素がセメントのカルシウム分と化合してしまうため、固化体の余剰水、ならびに固化体を水浸漬した液相が中性であることも、最終処分を考慮すると問題である。
【００１１】
また、ホウ酸ナトリウム廃液を乾燥しセメント固化するに際して、硬化促進材としてアルミン酸ナトリウム、助材として水酸化リチウムを用いる場合、これらの添加量が固化材中３５質量％程度と多くなるという課題がある。さらに、これらの硬化促進材等が高価であるため、コストが増大するという課題もある。
【００１２】
また、ホウ酸塩による硬化遅延やホウ酸ナトリウムの水和物化を回避するため、ホウ酸含有廃液に水酸化カルシウム等を添加して難溶化処理した上で、乾燥等の減容及び固化する方法では、ホウ酸塩を安定化してから処理するため有用であるが、難溶化した廃液成分が配管内に沈降して閉塞、あるいは乾燥機等の内部に固着した廃液成分が洗浄し難い等の不都合がある。
【００１３】
上述したように、従来のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法においては、高減容が困難であったり、システムの安定運転が困難である等の課題がある。
【００１４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ホウ酸含有放射性廃液を、高減容で安定したセメント固化体とすることのできるホウ酸含有放射性廃液の固化処理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】
【００１５】
本発明のホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法の一態様は、ホウ酸を含有する放射性の廃液を固化処理する方法であって、前記廃液にアルカリ金属化合物を添加してアルカリ金属／ホウ素のモル比を０.２〜０．３に調整する第１工程と、前記廃液を乾燥して乾燥粉体とする第２工程と、前記乾燥粉体を混練水と一次混練してスラリーとする第３工程と、前記スラリーにアルカリ金属化合物を加えてアルカリ金属／ホウ素のモル比を０．５〜０．７に調整する第４工程と、前記スラリーに水硬性無機固化材を添加して二次混練し、固化する第５工程と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ホウ酸含有放射性廃液を、安定的に、高減容で安定したセメント固化体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法の工程を示すフロー図。
【図２】本発明の他の実施形態に係るホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法の工程を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るホウ酸含有放射性廃液の固化処理方法の工程を示すフロー図である。以下、図１を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【００２０】
（第１工程（図１に示すステップ１０１））
本実施形態において固化処理の対象とする放射性廃棄物は、ホウ酸を主成分とする放射性の廃液（ホウ酸含有放射性廃液）である。本実施形態の第１工程では、このホウ酸含有放射性廃液１のホウ素に対して、アルカリ金属（例えば、ナトリウム）／ホウ素モル比が０．２〜０．３となるようにアルカリ金属化合物２を投入して、アルカリ金属／ホウ素モル比調整１１を行う。
【００２１】
この第１工程は、後述する第２工程における乾燥処理を考慮したもので、ホウ酸のアルカリ金属化合物では、このアルカリ金属／ホウ素モル比の溶解度が最も高いため、乾燥機等の洗浄性を考慮して設定したものである。なお、アルカリ金属化合物２としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム若しくはこれらの混合物等を使用することができ、いずれを使用しても、同様の効果が得られる。
【００２２】
（第２工程（図１に示すステップ１０２））
次に第２工程を実施する。この第２工程では、ホウ酸含有放射性廃液１を高減容で、多量に固化できるようにするため、第１工程でアルカリ金属／ホウ素モル比を調整した廃液に対して乾燥処理１２を実施し、乾燥粉体３として減容する。なお、この乾燥処理１２には、遠心薄膜乾燥機を用いることが好ましい。遠心薄膜乾燥機は、熱効率が高いことから装置をコンパクト化できる、乾燥処理時の気相部への粉体移行量が少ない等の特徴を有する。
【００２３】
（第３工程（図１に示すステップ１０３））
次に第３工程を実施する。通常のセメント固化手順では、セメントと混練水を練り混ぜたスラリー（セメントペースト）に乾燥粉体等の廃棄物を投入し、混練するのが一般的である。しかし、本実施形態では、第２工程で得た乾燥粉体３を水硬性無機化合物で固化するに際して、先ずは、混練機で乾燥粉体３と混練水４と混練する一次混練１３を行う。
【００２４】
乾燥粉体３の成分は、例えば、ホウ酸ナトリウム等であるが、通常の練り混ぜ手順、すなわちセメントペーストに乾燥粉体３を投入すると、ホウ酸ナトリウム等が水を吸収して含水塩となり、これによってセメント混練物の粘性が極端に高まって混練不良、若しくは疑凝結を生じるという問題が生じる。本実施形態では、乾燥粉体３と混練水４とを先に混練することで、この間に予め含水塩を生成させておく。この生成時間を考慮して、この工程では乾燥粉体３と混練水４を１０分以上混練することが好ましい。
【００２５】
（第４工程（図１に示すステップ１０４））
次に第４工程を実施する。ホウ酸含有放射性廃液１の主成分であるホウ酸は、セメントの硬化を大幅に遅延させる作用を有する。このため、第４工程では、練り混ぜた乾燥粉体３と混練水４のスラリーに、アルカリ金属化合物５を再度投入して、アルカリ金属（例えば、ナトリウム）／ホウ素モル比が０．５〜０．７となるように、アルカリ金属／ホウ素モル比調整１４を行う。
【００２６】
上記のようにアルカリ金属／ホウ素モル比調整１４を行うのは、後述する第５工程におけるセメント固化を考慮したもので、ホウ酸のアルカリ金属化合物では、このアルカリ金属／ホウ素モル比の溶解度が低いためである。これによって、セメント固化する際に乾燥粉体からのホウ酸化合物の溶出を抑えられる。
【００２７】
（第５工程（図１に示すステップ１０５））
次に第５工程を実施する。すなわち、上記第４工程までの処理を施した後、ここで水硬性無機固化材６を加えて、再度混練する二次混練１５を行う。この二次混練１５によって得られる混練物は、ドラム缶等の固化容器に収納することで、良好な固化体７とすることができる。
【００２８】
水硬性無機固化材６としては、例えば、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。これは以下のような理由による。すなわち、ホウ酸のアルカリ金属化合物をセメント固化する場合、セメント中のＣａがホウ酸と結合することでセメント固化に寄与するＣａ分が少なくなる傾向にある。このため、固化材中のＣａ分が多いポルトランドセメントを好適に用いることができる。
【００２９】
なお、我が国の放射性廃棄物処分場の概念からは、固化体浸出液のｐＨがアルカリであることが望ましく、ｐＨ１２以上であることがさらに望ましい。このため、図２に示す実施形態のように、必要に応じて、第５工程では、アルカリ性骨材８を併せて混練する。
【００３０】
アルカリ性骨材８としては、例えば、セメント硬化体の破砕片、粒状の消石灰等を用いることができる。粒径は通常の細骨材と同等の２．５ｍｍ以下とすることが望ましい。このような粒径のアルカリ性骨材８を用いることによって、混練物の流動性を高めることで廃棄物をより多く投入できる等のメリットがある。また、水硬性無機固化材６／アルカリ性骨材８の比率（重量比）は、１乃至１／２程度とすることが好ましい。
【００３１】
この場合、当該混練物の流動性維持時間が１時間程度得られることが、混練や洗浄等を裕度もって操作する観点から望ましい。このため、必要に応じて、遅延型の高性能減水剤９を用いることができる。なお、図２に示す実施形態では、第５工程における上記した点のみが図１に示す実施形態と相違している。
【００３２】
（実施例１）
以下、図１に示した工程に基づき、ホウ酸廃液の固化試験を実施した結果について説明する。先ず、６０℃程度に加温したホウ酸１２質量パーセントの水溶液に水酸化ナトリウムを投入して、Ｎａ／Ｂモル比を０．２５に調整し、ホウ酸ナトリウムの水溶液を得た（図１に示す第１工程）。
【００３３】
この第１工程で作製したホウ酸ナトリウム水溶液を模擬廃液として、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥粉体を得た（図１に示す第２工程）。なお、乾燥処理方法は、遠心薄膜乾燥機を用いた方法に限定されるものでは無いが、熱効率や粒径の安定性等の観点から遠心薄膜乾燥機を用いることが好ましい。
【００３４】
次に、１Ｌポリカップに、混練水３９３ｇ、続いて第２工程で作製した乾燥粉体３１５ｇを投入して卓上攪拌機で６０分攪拌して一次混練を行なった（図１に示す第３工程）。これは、乾燥粉体の成分であるホウ酸ナトリウムの水和を考慮したものであり、水和が安定しない状態で水硬性無機固化材を投入すると、混練に必要な水分が不足して粘度上昇し、混練不良に陥る。これを抑制するため、実施例１では６０分以上攪拌した。
【００３５】
次に、一次混練したスラリーに水酸化ナトリウムを加えて攪拌、溶解させ、Ｎａ／Ｂモル比を０．５〜０．７とするアルカリ金属／ホウ素モル比調整を行なった（図１に示す第４工程）。このモル比調整により、ホウ酸ナトリウムの溶解度を落とし、ホウ酸によるセメントの凝結遅延を抑制することが可能となる。
【００３６】
この後、普通ポルトランドセメント７５０ｇを添加し、１０分程度攪拌して二次混練を行った（図１に示す第５工程）。この混練物について物性を測定し、この後、５０ｍｍφ×１００ｍｍＨの型枠に注ぎ、固化体とした。
【００３７】
混練物の特性は、粘度が９ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）で良好な流動特性であった。固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）、材齢２８日の一軸圧縮強度が１２．１ＭＰａ（判定値１０ＭＰａ以上）であり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００３８】
（実施例２、実施例３）
実施例２、実施例３では、実施例１の第１工程におけるＮａ／Ｂモル比のみを変動させ、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。すなわちまず、６０℃程度に加温したホウ酸１２質量％の水溶液に水酸化ナトリウムを投入して、Ｎａ／Ｂモル比を０．２（実施例２）及び０．３（実施例３）に調整し、ホウ酸ナトリウムの水溶液を得た（図１に示す第１工程）。
【００３９】
この第１工程で作製した各Ｎａ／Ｂモル比のホウ酸ナトリウム水溶液を模擬廃液として、実施例１と同様に遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥処理を行った（図１に示す第２工程）。この結果、実施例２及び実施例３のいずれのＮａ／Ｂモル比の廃液においても粉体処理性、乾燥器の洗浄性に問題は無く、良好な乾燥粉体が得られた。
【００４０】
次に、実施例１と同様の条件で、各Ｎａ／Ｂ比（０．２（実施例２）及び０．３（実施例３））の乾燥粉体と混練水を６０分間一次混練した（図１に示す第３工程）。
【００４１】
次に、一次混練したスラリーに水酸化ナトリウムを加えて攪拌、溶解させ、Ｎａ／Ｂモル比を０．６に調整した（図１に示す第４工程）。
【００４２】
この後、実施例１と同様に普通ポルトランドセメント７５０ｇを添加して１０分間二次混練を行った（図１に示す第５工程）。この結果、混練物の粘度は、実施例２が１５ｄＰａ・ｓ、実施例３が７ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）であった。また、実施例２及び実施例３における固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）、材齢２８日の一軸圧縮強度が、実施例２では１１．５ＭＰa、実施例３では１３ＭＰa（判定値１０ＭＰａ以上）であり、いずれも良好な特性が得られた。
【００４３】
（比較例１、比較例２）
比較例１、比較例２では、実施例１の第１工程におけるＮａ／Ｂモル比のみを変動させ、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。すなわちまず、６０℃程度に加温したホウ酸１２質量％の水溶液に水酸化ナトリウムを投入して、Ｎａ／Ｂモル比を０．１５（比較例１）及び０．３５（比較例２）に調整して、ホウ酸ナトリウムの水溶液を得た（図１に示す第１工程）。
【００４４】
次に、この第１工程で作製した各Ｎａ／Ｂモル比のホウ酸ナトリウム水溶液を模擬廃液として、実施例１と同様に遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥処理を行った（図１に示す第２工程）。この乾燥処理の結果、得られた乾燥粉体中に多くの塊が混入していることが確認された。また、洗浄後の遠心薄膜乾燥機の内部には多くの付着物が見られ、洗浄性も不良であった。このため、比較例１、比較例２は、第２工程である乾燥処理工程に対して、不適であると判断した。
【００４５】
（実施例４、実施例５）
実施例４、実施例５では、実施例１の第３工程における一次混練時間のみを変動させ、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。第２工程までは、実施例１と同条件で廃液のＮａ/Ｂモル比を０．２５に調整し、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥粉体を得た。
【００４６】
次に、第３工程において乾燥粉体と混練水を一次混練する際に、実施例４では、１次混練時間を１０分とし、実施例５では、１次混練時間を３０分とした。その後の第４工程及び第５工程では、実施例１と同一の条件で処理を行い、第５工程後の測定項目も第１実施例と同様とした。
【００４７】
この結果、混練物の粘度は、実施例４が３５ｄＰａ・ｓ、実施例５が２０ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）であった。また、固化体は、実施例４、実施例５とも、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）、材齢２８日の一軸圧縮強度が実施例４では１１．９ＭＰａ、実施例５では１１．８ＭＰａ（判定値１０ＭＰａ以上）であり、いずれも良好な特性が得られた。
【００４８】
（比較例３）
比較例３では、実施例１の第３工程における一次混練時間のみを変動させて、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。第２工程までは、実施例１と同条件で廃液のＮａ/Ｂモル比を０．２５に調整し、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥粉体を得た。
【００４９】
次に、第３工程において乾燥粉体と混練水を一次混練する際に、比較例３では、１次混練時間を５分とした。次に、実施例１と同様に第４工程を行い、引き続き第５工程を行ったところ、第５工程の二次混練時にセメントを投入した時点で混練物粘度が上昇し、全体の混練が困難な粘度１００ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）となった。また、固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）となったが、二次混練の不良によって材齢２８日の一軸圧縮強度が約４ＭＰａで判定値（１０ＭＰａ以上）を満足できなかった。このため、一次混練時間が５分である比較例３は不適であると判断した。
【００５０】
（実施例６、実施例７）
実施例６、実施例７では、実施例１の第４工程におけるＮａ／Ｂモル比の二次調整条件のみを変動させ、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。第３工程までは、実施例１と同条件で、廃液のＮａ/Ｂモル比を０．２５に調整し、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥粉体を得、この粉体を、第３工程において１０分間一次混練してスラリーを得た。
【００５１】
次に、第４工程において、実施例６では、Ｎａ/Ｂモル比を０．５とし、実施例７では、０．７に各々調整した。その後、第５工程の二次混練を、実施例１と同一の条件で行った。この結果得られた混練物の粘度は、実施例６では１０ｄＰａ・ｓ、実施例７では１１ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）となった。また、固化体は、実施例６及び実施例７とも、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）、材齢２８日の一軸圧縮強度が実施例６では１１．５ＭＰａ、実施例７では１２ＭＰａ（判定値１０ＭＰａ以上）であり、いずれも良好な特性が得られた。
【００５２】
（比較例４、比較例５）
比較例４、比較例５では、実施例１の第４工程におけるＮａ／Ｂモル比の二次調整条件のみを変動させ、その他の条件は実施例１と同様として固化処理を行った。第３工程までは、実施例１と同条件で、廃液のＮａ/Ｂモル比を０．２５に調整し、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、乾燥粉体を得、この粉体を、第３工程において１０分間一次混練してスラリーを得た。
【００５３】
次に、第４工程において、比較例４では、Ｎａ/Ｂモル比を０．４とし、比較例５では、０．８に各々調整した。その後、第５工程の二次混練を、実施例１と同一の条件で行った。この結果、二次混練時にセメントを投入した時点で混練物の粘度が上昇し、全体の混練が困難な粘度１００ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）となった。また、固化体は２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）となったが、二次混練の不良によって材齢２８日の一軸圧縮強度が約４ＭＰａで判定値（１０ＭＰａ以上）を満足できなかった。このため、比較例４、比較例５におけるＮａ／Ｂモル比の二次調整条件は不適であると判断した。
【００５４】
上記した実施例１〜７の条件及び測定結果等を表１に示す。
【表１】
2014106144.tif 000003
【００５５】
上記した比較例１〜５の条件及び測定結果等を表２に示す。
【表２】
2014106144.tif 000004
【００５６】
表１、表２に示す結果から、第１工程におけるアルカリ金属／ホウ素モル比は、０．２〜０．３とすることが好ましいことが分かる。また、第３工程における一次混練時間は、１０分以上とすることが好ましいことが分かる。さらに、第４工程におけるアルカリ金属／ホウ素モル比は、０．５〜０．７とすることが好ましいことが分かる。
【００５７】
なお、第５工程で添加する水硬性無機固化材として、ポルトランドセメントに換えて高炉セメントを用いた以外は実施例１と同じ条件で固化処理を行ったところ、二次混練の混練物の粘度は、１１ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）となった。また、固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）であった。しかし、材齢２８日の一軸圧縮強度が約２ＭＰａ（判定値1０ＭＰａ以上）であった。したがって、使用する水硬性無機固化材として高炉セメントを用いることは好ましくなく、ポルトランドセメント等を用いることが好ましい。
【００５８】
実施例１で作製した固化体について、材齢２８日後に一部を採取して、固液比１０として７日間浸漬後に上澄み液のｐＨを測定したところ、８．５程度であった。固化体の浸出液ｐＨは、我が国においては処分後の長期安定性の観点からアルカリ性であることが望ましく、ｐＨ１２以上であることがさらに望ましい。
【００５９】
そこで、図２の実施形態における第５工程１０５に示すように、二次混練を行う際に、水硬性無機固化材の一部を、アルカリ性骨材８（セメント硬化物の破砕片及び粒状消石灰）に置き換えて、実施例１と同様の条件で試験を行った。この際、水硬性無機固化材６／アルカリ性骨材８の比率（重量比）は１／２として、アルカリ性骨材８の粒径は２．５ｍｍ以下とした。
【００６０】
この結果、混練物の粘度は１０〜１２ｄＰａ・ｓ（判定値５０ｄＰａ・ｓ以下）、固化体は２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％（判定値０ｖｏｌ％）、材齢２８日の一軸圧縮強度が約１１ＭＰａ（判定値１０ＭＰａ以上）であり、いずれも良好な特性が得られた。更に、材齢２８日後の固化体を一部採取して固液比１０で水に７日間浸漬して上澄み液のｐＨを測定したところ、１２．５であった。
【００６１】
上記のように、セメント硬化物の破砕片や粒状消石灰等からなるアルカリ性骨材を用いてもよい。なお、セメント硬化物の破砕片や粒状消石灰等の粒径が小さすぎると混練物の流動性が低下する場合がある。このような場合、混練水量を増やすと固化体強度が低下するため、遅延型の高性能減水剤９を微量添加するのが望ましい。この遅延型の高性能減水剤９としては、例えばリグニン系、オキシカルボン酸系、ナフタリン系、メラミン系の遅延型を使用することができる。特に、遅延型の高性能減水剤に属するメラミン系のものとしては、例えば、高縮合トリアジン系化合物／または変性メチロールメラミン縮合物と水溶性特殊高分子化合物の配合物を主成分とするものがある。
【００６２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０１……第１工程、１０２……第２工程、１０３……第３工程、１０４……第４工程、１０５……第５工程。
【図１】
2014106144.tif 000005
【図２】
2014106144.tif 000006