(57)【要約】【課題】  廃棄物対策、土壌汚染対策、軟弱地盤対策およびコンクリート対策に有効な液状硬化剤および固化物を提供する。【解決手段】  液状硬化剤は、７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈し、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％である。固化物は、原料と、セメントと、上記液状硬化剤とを含むものである。液状硬化剤における蒸発残留物は１０〜２０重量％であり、コバルトの含有量は０．０１〜０．１重量％であり、カルシウムイオンの含有量は０．１重量％以下である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈する液状硬化剤において、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％であることを特徴とする液状硬化剤。
【請求項２】
蒸発残留物が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の液状硬化剤。
【請求項３】
コバルトの含有率が０．０１〜０．１重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状硬化剤。
【請求項４】
カルシウムイオンの含有率が０．１重量％以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の液状硬化剤。
【請求項５】
原料と、セメントと、液状硬化剤とを混合してなる固化物において、前記液状硬化剤は、７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈し、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％であることを特徴とする固化物。
【請求項６】
前記液状硬化剤は、蒸発残留物が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項５記載の固化物。
【請求項７】
前記液状硬化剤は、コバルトの含有率が０．０１〜０．１重量％であることを特徴とする請求項５または６に記載の固化物。
【請求項８】
前記液状硬化剤は、カルシウムイオンの含有率が０．１重量％以下であることを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載の固化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有害物質の溶出防止に利用可能な液状硬化剤および固化物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物や一般廃棄物等の廃棄物、この廃棄物を焼却した焼却灰および飛灰には、砒素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、六価クロム等のクロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、水銀（Ｈｇ）等の重金属や、ポリ塩化ベンゾ・パラ・ダイオキシンに代表される非常に毒性の強いホルモン阻害化学物質が僅かながら含まれている。このため、現在、廃棄物対策として、上記廃棄物等はセメント等と混合し、固化して埋め立て処分されている。
【０００３】
近年、土壌が重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質で汚染されていることが認知され、社会問題化している。このため、汚染土壌は、土壌汚染対策として、セメント等で固化して有害物質を封じ込めることで、有害物質の溶出、拡散を防止している。
【０００４】
さらに、近時、セメント自体にも、その原材料に起因して六価クロムや鉛等の重金属が含まれることが認識され、問題化している。このことは、上記廃棄物対策や土壌汚染対策にセメントを使用できないことを意味するばかりでなく、建設現場等で汎用されている砂利等の骨材とセメントとを混合して製造されるコンクリート製の建造物や土台等からも六価クロム等の有害物質が溶出することになると、環境を著しく害することを意味するものであり、早期のコンクリート対策が望まれる状況にある。
また、軟弱地盤あるいはゆるい砂層に、セメント系改良材を注入して撹拌翼で撹拌して改良体を作る地盤の混合処理工法においても、セメント自体に含まれる六価クロム等の有害物質が溶出するおそれがあることが問題視されており、何らかの対策が必要になってきている。
【０００５】
このような状況において、本願発明者は、特許文献１で、セメント類に、鉄やアルミニウム等の還元性金属を添加してなる廃棄物処理材を提案している。この廃棄物処理材は、上記飛灰またはセメント自体に含まれる有害金属イオンを還元性金属により還元することで有害金属をセメント固化体中に安定化させることが可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１８５４９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１１６６号公報
【特許文献３】特許第３００５６１７号公報
【特許文献４】特開２００４−２０９３７２号公報
【特許文献５】特開２００４−１０５９００号公報
【特許文献６】特開平１０−２７２４３５号公報
【特許文献７】特開昭６３−２８４３１０号公報
【特許文献８】特公平６−９９０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、廃棄物対策、軟弱地盤対策、土壌汚染対策およびコンクリート対策に有効な液状硬化剤および固化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の請求項１記載の発明は、７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈する液状硬化剤において、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記液状硬化剤において、蒸発残留物が１０〜２０重量％であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記液状硬化剤において、コバルトの含有率が０．０１〜０．１重量％であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記液状硬化剤において、カルシウムイオンの含有率が０．１重量％以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、原料と、セメントと、液状硬化剤とを混合してなる固化物において、上記液状硬化剤は、７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈し、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記固化物において、前記液状硬化剤の蒸発残留物が１０〜２０重量％であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７記載の発明は、前記固化物において、前記液状硬化剤のコバルトの含有率が０．０１〜０．１重量％であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８記載の発明は、前記固化物において、前記液状硬化剤のカルシウムイオンの含有率が０．１重量％以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の液状硬化剤によれば、このアルカリ性を呈する液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加してセメント固化体（固化物）とする場合に、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムにより固化物をアルカリ性に維持し、これにより固化物の機械的強度を保持することができると共に、上記炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムによりセメントと水との水和反応を促進し、その水和物により六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質の溶出や拡散を確実に防止することができるという効果がある。
【００１７】
また、この発明の液状硬化剤によれば、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲にすることにより、液状硬化剤に７０重量％以上の液体を含めることができ、セメント等の硬化材と混合する際に、水の添加量を少なくすることができ、固化物の強度を高めることができ、混合作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【００１８】
さらに、この発明の液状硬化剤によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、セメント固化体（固化物）などの機械的強度を上昇させ、また重金属や有害物質を保持し溶出を防止することができるという効果がある。
【００１９】
また、この発明の液状硬化剤によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる上記液状硬化剤の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。
【００２０】
この発明の固化物によれば、液状硬化剤のナトリウム塩としての炭酸ナトリウムにより固化物をアルカリ性に維持し、これにより固化物の機械的強度を保持することができると共に、上記炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムによりセメントと水との水和反応を促進し、その水和物により、廃棄物由来の焼却灰や飛灰、あるいはセメントに含有されている上記有害物質の溶出や拡散を確実に防止することができるという効果がある。また、この固化物を土壌対策に利用した場合には、現地から汚染土壌を運び出す必要がなく、汚染土壌を速やかに固化して長期安定化を図ることができることから、高額な費用をかけることなく、汚染物質の溶出や拡散を容易に防止することができるという効果がある。
【００２１】
また、この発明の固化物によれば、液状硬化剤の蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲にすることにより、液状硬化剤に７０重量％以上の液体を含めることができ、セメント等の硬化材と混合する際に、水の添加量を少なくすることができ、固化物の強度を高めることができ、混合作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【００２２】
さらに、この発明の固化物によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、固化物の機械的強度を上昇させ、重金属や有害物質の溶出を防止するという効果がある。
【００２３】
また、この発明の固化物によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる固化物の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１による液状硬化剤は、含有率が７０重量％以上の液体に、ナトリウム塩が主成分として含まれると共にアルカリ性を呈する液状硬化剤において、塩素イオンの含有率が１〜１０重量％であり、かつナトリウムイオンの含有率が１〜１０重量％である。
【００２５】
この液状硬化剤に含まれる液体は、通常水であり、例えば液状硬化剤のアルカリ性を維持するものであれば、水道水、純水、蒸留水、湧き水、井戸水等の種類を問わず、いずれも使用可能である。液状硬化剤において液体の含有率を７０重量％とした理由は、７０重量％未満の場合には、液状硬化剤の流動性が低下してしまい、後述の原料とセメントへの液状硬化剤の添加時に、液状硬化剤中の液体の他に、水分調整用として水等の液体を新たに添加する必要が生じるか、あるいはその添加量が増えてしまい、作業効率の低下を招く不都合が生じるからである。
【００２６】
この液状硬化剤に含まれるナトリウム塩の主成分は炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムである。炭酸ナトリウムは、液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加して後述の固化物とする場合に、固化物のアルカリ性を助長して中性化による機械的強度の低下を防止することを主目的として添加される成分であり、塩化ナトリウムは、液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加して後述の固化物とする場合に、炭酸ナトリウムと共にセメント水和の促進を図る目的で添加される成分である。したがって、セメント水和が促進されることにより、後述の固化物から六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質が溶出され、拡散されることを確実に防止できる。
【００２７】
塩素イオンの含有率を１〜１０重量％の範囲とした理由は、１重量％未満の場合には、塩化ナトリウム等で供給される塩素イオンの添加効果が後述の固化物において発揮されず、１０重量％を超える場合には、塩素イオンが過剰となり、後述の固化物への添加効果が頭打ちとなるからである。したがって、この塩素イオンの添加量は、この液状硬化剤が後述の固化物中に添加されることを想定した上で、その固化物における液状硬化剤の添加効果を加味して適宜決められることが望ましく、例えば、後述の固化物における液状硬化剤の含有率が比較的高い場合には液状硬化剤中への塩素イオンの添加量を上記範囲の下限側に設定し、逆に後述の固化物における液状硬化剤の含有率が比較的低い場合には液状硬化剤中への塩素イオンの添加量を上記範囲の上限側に設定することが望ましい。
【００２８】
ナトリウムイオンの含有率を１〜１０重量％の範囲とした理由は、１重量％未満の場合には、塩化ナトリウムや炭酸ナトリウム等で供給されるナトリウムイオンの添加効果が後述の固化物において発揮されず、１０重量％を超える場合には、塩素イオンが過剰となり、後述の固化物への添加効果が頭打ちとなるからである。したがって、このナトリウムイオンの添加量は、上記塩素イオンの添加量の場合と同様に、液状硬化剤が後述の固化物中に添加されることを想定した上で、その固化物における液状硬化剤の添加効果を加味して適宜決められることが望ましく、例えば、後述の固化物における液状硬化剤の含有率が比較的高い場合には液状硬化剤中へのナトリウムイオンの添加量を上記範囲の下限側に設定し、逆に後述の固化物における液状硬化剤の含有率が比較的低い場合には液状硬化剤中へのナトリウムイオンの添加量を上記範囲の上限側に設定することが望ましい。
【００２９】
この液状硬化剤には、液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加して後述の固化物とする場合に、炭酸ナトリウムと同様に固化物のアルカリ性を助長して中性化による機械的強度の低下を防止する目的で添加されるアンモニウム塩が含まれている。このアンモニウム塩の含有率は２重量％以下であることが好ましい。また、アンモニウム塩は例えば塩化アンモニウムであることが好ましい。
【００３０】
この液状硬化剤の蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲とした理由は、１０重量％未満の場合には、上記塩素イオンおよびナトリウムイオンの添加効果を期待できる合計含有率を確保することができず、逆に、２０重量％を超える場合には、上記塩素イオンおよびナトリウムイオンの添加効果が頭打ちになるばかりでなく、上記液体の含有率を十分に確保することができないからである。
【００３１】
この液状硬化剤のコバルトを０．０１〜０．１重量％含有させた理由は、錯体を形成するコバルト化合物を含有することにより、セメント固化体（固化物）などの機械的強度を上昇させ、また重金属や有害物質を保持し溶出を防止することができるためである。
【００３２】
この液状硬化剤におけるカルシウムイオンの含有率が０．１重量％以下である理由は、カルシウムイオンが含まれる場合には、上記ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムの量が無視できない程度になり、この炭酸カルシウムが後述の固化物の性状に悪影響を与え、結果として上記有害物質の溶出、拡散を有効に防止できないからである。したがって、カルシウムイオンは液状硬化剤中には０．１重量％以下でなければならない。
【００３３】
このような液状硬化剤には、これを例えば後述の固化物の一構成要素として、他の構成要素と混合し、固化して使用される、廃棄物対策、土壌汚染対策、軟弱地盤対策およびコンクリート対策としての用途がある。
【００３４】
以上のように、この実施の形態１によれば、アルカリ性を呈する液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加して固化物とする場合に、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムにより固化物をアルカリ性に維持し、これにより固化物の機械的強度を保持することができると共に、上記炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムによりセメントと水との水和反応を促進し、その水和物により六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質の溶出や拡散を確実に防止することができるという効果がある。
【００３５】
また、この実施の形態１によれば、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲にすることにより、液状硬化剤に７０重量％以上の液体を含めることができ、セメント等の硬化材と混合する際に、水の添加量を少なくすることができ、固化物の強度を高めることができ、混合作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【００３６】
さらに、この実施の形態１によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、セメント固化体（固化物）などの機械的強度を上昇させ、また重金属や有害物質を保持し溶出を防止することができるという効果がある。
【００３７】
また、この実施の形態１によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる上記液状硬化剤の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。
【００３８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による固化物は、原料と、セメントと、実施の形態１による液状硬化剤とを混合してなるものである。
【００３９】
上記原料としては、排水処理系汚泥、し尿、糞尿、食品系残渣等の有機系廃棄物、建設残土、河川湖沼海域の底泥、アスファルト、コンクリート等の無機系廃棄物、焼却場で発生する焼却灰、飛灰およびその溶融物等の焼却灰、汚染土壌、軟弱土壌等の改良を要する土等の土壌、砂や砂利等のコンクリートを構成する骨材等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
セメントとしては、例えば特開２００２−２４１１６６号公報に記述されているように、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、セメント系固化材およびその他セメントと同様の機能を有する接合材等の硬化材を挙げることができる。
【００４１】
セメントは、例えば、水を添加したセメントスラリー状のものを用いるか、セメントそのものを用い、混合時に水を適宜添加するか、あるいはセメントスラリーを用いた場合でも上記原料の含水率が低いなど、必要に応じて水分を補給して用いるなど、種々の使用形態で用いられる。
【００４２】
上記原料およびセメントには、上述したように、六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質が僅かながらも含まれている蓋然性が高い。このため、固化物における原料、セメントおよび液状硬化剤の混合割合は、原料の種類、この原料中の上記有害物質の含有率および原料の再利用形態すなわち固化物の用途等、種々のファクタに基づいて適宜決められる。
【００４３】
以上のように、この実施の形態２によれば、液状硬化剤により、原料およびセメント中に含有される六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質の溶出、拡散を確実に防止することができるという効果がある。
【００４４】
また、この実施の形態２によれば、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲にすることにより、液状硬化剤に７０重量％以上の液体を含めることができることから、セメント等の硬化材と混合して固化物を作製する際に、水の添加量を少なくすることができ、固化物の強度を高めることができ、混合作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【００４５】
さらに、この実施の形態２によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、固化物の機械的強度を上昇させ、重金属や有害物質の溶出を防止するという効果がある。
【００４６】
また、この実施の形態２によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる上記固化物の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。
【００４７】
以下、この発明の用途を実施例により具体的に説明する。
実施例１．
図１はこの発明の液状硬化剤（実施例１）を用いて灰を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。図１に示すように、原料１としての灰と、セメント２と、液状硬化剤３と、土砂等の副資材４とを所定の配合割合でミキサー５内に投入し、混合した後に、その混合物を固化成形機６で成形して固化物７を作製した。
【００４８】
上記液状硬化剤３は最良の形態の一つであり、その性状は次のようなものである。液状硬化剤３の色調は赤紫色を呈し、ｐＨが１０．４でアンモニア臭を呈するものであり、蒸発残留物（１０５℃、２４時間で測定）は１６．１％であり、密度は１．１４３ｇ／ｃｍ３であり、粘度は４．２ｍ・Ｐａｓであり、強熱残渣（６００℃、３０分で測定）は９８．０重量％であり、塩素イオン量は４．６重量％であり、ナトリウムイオン量は４．８重量％であり、コバルトは０．０４重量％であり、カルシウムイオン量は０．１重量％以下で痕跡程度であった。
【００４９】
また、上記液状硬化剤３は最良の形態の一つであり、その性状は次のようなものである。液状硬化剤３の色調は赤紫色を呈し、ｐＨが１０．０でアンモニア臭を呈するものであり、蒸発残留物（１０５℃、２４時間で測定）は１６．７％であり、密度は１．１４９ｇ／ｃｍ３であり、粘度は４．４ｍ・Ｐａｓであり、強熱残渣（６００℃、３０分で測定）は９７．１重量％であり、塩素イオン量は４．１重量％であり、ナトリウムイオン量は４．４重量％であり、コバルトは０．０６重量％であり、カルシウムイオン量は０．１重量％以下であった。
【００５０】
これらの場合、固化物７中の液状硬化剤３により原料およびセメント中に含有される有害物質の溶出、拡散が確実に防止されるので、固化物７の環境への影響を最小限にすることができる。
【００５１】
実施例２．
図２はこの発明の液状硬化剤（実施例２）を用いて有害廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。図２に示すように、原料１としての有害廃棄物と、セメント２と、液状硬化剤３と、土砂等の副資材４とを所定の配合割合でミキサー５内に投入し、混合した後に、その混合物を固化成形機６で成形して固化物７を作製した。
【００５２】
この場合、固化物７中の液状硬化剤３により原料およびセメント中に含有される有害物質の溶出、拡散が確実に防止されるので、固化物７の環境への影響を最小限にすることができる。
【００５３】
実施例３．
図３はこの発明の液状硬化剤（実施例３）を用いて建設系廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。図３に示すように、原料１としての建設系廃棄物（コンクリート、アスファルト、土砂等）と、セメント２と、液状硬化剤３と、水８とを所定の配合割合でミキサー５内に投入し、混合した後に、その混合物を固化成形機６で成形して固化物７を作製した。
【００５４】
この場合、固化物７中の液状硬化剤３により原料およびセメント中に含有される有害物質の溶出、拡散が確実に防止されるので、固化物７の環境への影響を最小限にすることができる。
【００５５】
実施例４．
図４はこの発明の液状硬化剤（実施例４）を用いて建築物の基礎や躯体となるコンクリートを製造する過程を示すフローチャートである。図４に示すように、原料１としての砂・砂利などの骨材と、セメント２と、液状硬化剤３とを所定の配合割合でミキサー５内に投入し、混合した後に、その混合物を型枠９内で乾燥して固化物（コンクリート）７を作製した。
【００５６】
この場合、固化物７中の液状硬化剤３により原料およびセメント中に含有される有害物質の溶出、拡散が確実に防止されるので、固化物７つまり建築物による環境への影響を最小限にすることができる。
【００５７】
実施例５．
図５はこの発明の液状硬化剤（実施例５）を用いて汚染土壌あるいは軟弱地盤を固化する過程を示すフローチャートである。図５に示すように、地盤改良装置１０は、回転可能な２本の撹拌軸１１を含む掘削撹拌機１２と、この掘削撹拌機１２とは別に設けられたミキサー５からの混合物を供給する供給ポンプ１３とから概略構成されている。掘削撹拌機１２の撹拌軸１１の内部には供給ポンプ１３からの混合物（土壌固化材）を先端側へ供給するための連通口（図示せず）が形成されており、撹拌軸１１の下端外側には撹拌翼１１ａが配設されている。なお、撹拌軸１１も撹拌翼１１ａも、状況等に応じて単数、複数を適宜選択してもかまわない。
【００５８】
次に、汚染土壌（軟弱地盤）に対する地盤改良方法を説明する。まず、地盤改良装置１０を原料１としての汚染土壌（軟弱地盤）を含む現場１４に設置する。次に、セメント２と液状硬化剤３と水８とを所定の割合で配合し、ミキサー５内で混合し、この混合物を土壌固化材１６として準備する。次に、掘削撹拌機１２の複数の撹拌軸１１（図５では２本）をそれぞれ回転させながら現場１４へ下降させ、その撹拌翼１１ａにより現場１４を撹拌すると共に、供給ポンプ１３により撹拌軸１１の連通口（図示せず）を経由して撹拌軸１１の先端付近から土壌固化材１６を注入し、混合撹拌部１５を形成していく。そして、土壌固化材１６が注入された混合撹拌部１５では撹拌翼１１ａにより汚染土壌（軟弱地盤）と土壌固化材１６とが十分に混合される。次に、混合撹拌部１５を撹拌軸１１により所定深度まで掘り進んだら、撹拌軸１１を正転または逆転させながら掘削撹拌機１２を混合撹拌部１５から引き抜いていく。その際にも撹拌翼１１ａにより汚染土壌（軟弱地盤）と土壌固化材１６とが十分に混合され、時間経過と共にセメント２の水和反応により汚染土壌（軟弱地盤）は堅牢に固結する。
【００５９】
この場合、土壌固化材１６中の液状硬化剤３により原料およびセメント中に含有される有害物質の溶出、拡散が確実に防止されるので、固結した汚染土壌（軟弱地盤）である固化物７による環境への影響を最小限にすることができる。
【００６０】
次に、原料１中の有害物質の溶出を確認する実験を行った。
溶出実験
原料１として１ｍ３を用い、セメント２として１２０〜１８０ｋｇを用い、液状硬化剤３として１〜１５Ｌを用い、原料１中の含水率に応じて水を適宜添加して固化物７を作製した。このとき、原料１中の有害物質の含有量を定量すると共に、固化物７から有害物質の溶出量を定量する溶出実験を行った。原料１としては、焼却場飛灰、焼却灰、排水処理汚泥および湖沼底泥の４種類を選択し、これらに含有される六価クロム、鉛、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、砒素、総水銀、全シアンおよびカドミウムの有害物質の含有量および固化物からの溶出量をそれぞれ定量分析した。その結果を表１に示した。
【表１】
2006150284.tif 000003
【００６１】
表１から明らかなように、焼却場飛灰、焼却灰、排水処理汚泥および湖沼底泥を原料１とした固化物の溶出実験では、原料１それぞれに含有されていた有害物質（六価クロム、鉛、砒素、総水銀、全シアンおよびカドミウム）が０．１ｍｇ／Ｌ以下あるいは定量限界未満であり、実質的に固化物からの溶出がなかったことを確認した。また、有害な有機塩素化合物であるトリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレンについても定量限界未満であり、実質的に固化物からの溶出がなかったことを確認した。なお、表１中の「−」は、含有されているが定量分析を行わなかったことを意味するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
この発明の液状硬化剤および固化物は、廃棄物、汚染土壌またはセメント中に含まれる六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質は、液状硬化剤により、溶出および拡散を確実に防止するので、コンクリート製品に廃棄物やセメントを用いても、あるいは土壌改良として汚染土壌や軟弱地盤にセメントを用いても、有害物質が溶出および拡散されることなく、上述した廃棄物対策、土壌汚染対策、軟弱地盤対策およびコンクリート対策等、多方面への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の液状硬化剤（実施例１）を用いて灰を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図２】この発明の液状硬化剤（実施例２）を用いて有害廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図３】この発明の液状硬化剤（実施例３）を用いて建設系廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図４】この発明の液状硬化剤（実施例４）を用いてコンクリートを製造する過程を示すフローチャートである。
【図５】この発明の液状硬化剤（実施例５）を用いて汚染土壌（軟弱地盤）を固化する過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１  原料
２  セメント（硬化材）
３  液状硬化剤
４  副資材
５  ミキサー
６  固化成形機
７  固化物
８  水
９  型枠
１０  地盤改良装置
１１  撹拌軸
１１ａ  撹拌翼
１２  掘削撹拌機
１３  供給ポンプ
１４  現場
１５  混合撹拌部
１６  土壌固化材
【図１】
2006150284.tif 000004
【図２】
2006150284.tif 000005
【図３】
2006150284.tif 000006
【図４】
2006150284.tif 000007
【図５】
2006150284.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月22日(2005.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．１重量％に調整すると共に、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定し、かつカルシウムイオンの含有率を０．１重量％以下の範囲に設定することを特徴とする液状硬化剤の製法。
【請求項２】
原料およびセメントに、炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．１重量％に調整すると共に、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定し、かつカルシウムイオンの含有率を０．１重量％以下の範囲に設定した液状硬化剤を混合して固化物を製造することを特徴とする固化物の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の請求項１記載の発明は、液状硬化剤の製法であって、炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．１重量％に調整すると共に、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定し、かつカルシウムイオンの含有率を０．１重量％以下の範囲に設定することを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明の請求項２記載の発明は、固化物の製造方法であって、原料およびセメントに、炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．１重量％に調整すると共に、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定し、かつカルシウムイオンの含有率を０．１重量％以下の範囲に設定した液状硬化剤を混合して固化物を製造することを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明の液状硬化剤の製法によれば、このアルカリ性を呈する液状硬化剤をセメント等の硬化材に添加してセメント固化体（固化物）とする場合に、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムにより固化物をアルカリ性に維持し、これにより固化物の機械的強度を保持することができると共に、上記炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムによりセメントと水との水和反応を促進し、その水和物により六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質の溶出や拡散を確実に防止する液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、この発明の液状硬化剤の製法によれば、蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定することにより、液状硬化剤に７０重量％以上の液体を含めることができ、セメント等の硬化材と混合する際に、水の添加量を少なくすることができ、固化物の強度を高めることができ、混合作業の効率化を図る液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、この発明の液状硬化剤の製法によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、セメント固化体（固化物）などの機械的強度を上昇させ、また重金属や有害物質を保持し溶出を防止する液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、この発明の液状硬化剤の製法によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによるセメント固化体（固化物）の性状への悪影響を最小限に抑える液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この発明の固化物の製造方法によれば、液状硬化剤のナトリウム塩としての炭酸ナトリウムにより固化物をアルカリ性に維持し、これにより機械的強度を保持した固化物を得ることができると共に、上記炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムによりセメントと水との水和反応を促進し、その水和物により、廃棄物由来の焼却灰や飛灰、あるいはセメントに含有されている上記有害物質の溶出や拡散を確実に防止する固化物を得ることができるという効果がある。また、この固化物を土壌対策に利用した場合には、現地から汚染土壌を運び出す必要がなく、汚染土壌を速やかに固化して長期安定化を図ることができることから、高額な費用をかけることなく、汚染物質の溶出や拡散を容易に防止することができるという効果がある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、この発明の固化物の製造方法によれば、液状硬化剤の蒸発残留物を１０〜２０重量％の範囲に設定し、７０重量％以上の液体を含む液状硬化剤とセメント等の硬化材と混合する際に、水の添加量を少なくすることができ、機械的強度を高めた固化物を得ることができ、混合作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、この発明の固化物の製造方法によれば、コバルトを０．０１〜０．１重量％含有させることにより、機械的強度を上昇させた固化物を得ることができ、これにより固化物中からの重金属や有害物質の溶出を防止することができるという効果がある。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、この発明の固化物の製造方法によれば、カルシウムイオンが０．１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる固化物の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
この発明の液状硬化剤の製法および固化物の製造方法は、廃棄物、汚染土壌またはセメント中に含まれる六価クロム等の重金属やホルモン阻害化学物質等の有害物質の溶出および拡散を確実に防止するので、コンクリート製品に廃棄物やセメントを用いても、あるいは土壌改良として汚染土壌や軟弱地盤にセメントを用いても、有害物質が溶出および拡散されることなく、上述した廃棄物対策、土壌汚染対策、軟弱地盤対策およびコンクリート対策等、多方面への利用が可能である。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
【図１】この発明の液状硬化剤（実施例１）を用いて灰を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図２】この発明の液状硬化剤（実施例２）を用いて有害廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図３】この発明の液状硬化剤（実施例３）を用いて建設系廃棄物を固化して固化物を製造する過程を示すフローチャートである。
【図４】この発明の液状硬化剤（実施例４）を用いてコンクリートを製造する過程を示すフローチャートである。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
１  原料
２  セメント（硬化材）
３  液状硬化剤
４  副資材
５  ミキサー
６  固化成形機
７  固化物
８  水
９  型枠
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月21日(2005.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、
塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、
コバルト化合物とを、
７０重量％以上の液体に配合して、
塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、
かつコバルトの含有率を０．０１〜０．０６重量％に調整すると共に、
カルシウムイオンの含有率を０．０１重量％以下の範囲に設定する
ことを特徴とするアルカリ性を呈する液状硬化物の製法。
【請求項２】
原料およびセメントに、
炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、
塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、
コバルト化合物とを、
７０重量％以上の液体に配合して、
塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．０６重量％に調整すると共に、カルシウムイオンの含有率を０．０１重量％以下の範囲に設定したアルカリ性を呈する液状硬化剤を混合して固化物を製造することを特徴とする固化物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の請求項１記載の発明は、アルカリ性を呈する液状硬化剤の製法であって、炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．０６重量％に調整すると共に、カルシウムイオンの含有率を０．０１重量％以下の範囲に設定することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明の請求項２記載の発明は、固化物の製造方法であって、原料およびセメントに、炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを主成分とするナトリウム塩と、塩化アンモニウムを主成分とするアンモニウム塩と、コバルト化合物とを、７０重量％以上の液体に配合して、塩素イオンおよびナトリウムイオンの含有率をそれぞれ１〜１０重量％に調整し、かつコバルトの含有率を０．０１〜０．０６重量％に調整すると共に、カルシウムイオンの含有率を０．０１重量％以下の範囲に設定したアルカリ性を呈する液状硬化剤を混合して固化物を製造することを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、この発明の液状硬化剤の製法によれば、コバルトを０．０１〜０．０６重量％含有させることにより、セメント固化体（固化物）などの機械的強度を上昇させ、また重金属や有害物質を保持し溶出を防止する液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、この発明の液状硬化剤の製法によれば、カルシウムイオンの含有率が０．０１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによるセメント固化体（固化物）の性状への悪影響を最小限に抑える液状硬化剤を得ることができるという効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、この発明の固化物の製造方法によれば、コバルトを０．０１〜０．０６重量％含有させることにより、固化物の機械的強度を上昇させ、重金属や有害物質の溶出を防止するという効果がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、この発明の固化物の製造方法によれば、カルシウムイオンの含有率が０．０１重量％以下であるため、ナトリウム塩としての炭酸ナトリウムとの反応で生成される炭酸カルシウムによる固化物の性状への悪影響を最小限に抑えることができるという効果がある。