(57)【要約】【課題】比較的強いアルカリ性のコンクリート廃材を埋め立て処分することによって発生するアルカリ性浸出水を中和・安定化し、環境に悪影響がないようにする簡便な方法を提供する。【解決手段】コンクリート廃材４，５；６，７，８を廃棄するに際し、固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層１；２，３を混入し、埋め立て処理を行う。固形硫酸バンド層１，２の位置Ｈ２は、全体の堆積高さＨ１の１／１６よりも下方（Ｈ１／１６≦Ｈ２）とする。また、固形硫酸バンドの中心粒径は、３〜２０ｍｍに選ばれる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート廃材を廃棄するに際し、固形硫酸バンドを混入し、埋め立て処理を行うことを特徴とするコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【請求項２】
使用される固形硫酸バンドの量は、
廃棄処理すべきコンクリート廃材の中和に必要な固形硫酸バンドの中和当量の０．６〜２．０倍に選ばれることを特徴とする請求項１記載のコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【請求項３】
固形硫酸バンドの中心粒径は、３〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【請求項４】
コンクリート廃材の中心粒径は、２〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【請求項５】
コンクリート廃材と固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層との全体の堆積高さをＨ１とするとき、固形硫酸バンド層は、上部からＨ１／１６の位置よりも下方に設けられることを特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載のコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【請求項６】
固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層は、厚み方向に間隔をあけて複数層、設けられることを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載のコンクリート廃材の廃棄処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート成分を含むアルカリ性の産業廃棄物であるコンクリート廃材を廃棄処理するための廃棄処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルの建替工事等において、コンクリート廃材を含む建設廃材が発生する。従来、これらコンクリート成分を含む建築廃材等の廃棄物は、たとえば、産業廃棄物処分場に埋め立て処分されることになる。
【０００３】
コンクリートは、セメントの水和反応により硬化するものであるが、セメントの水和反応により生じる主な成分の一つとして水酸化カルシウムが含まれており、この水酸化カルシウムにより、コンクリートはアルカリ性を示すものとなっている。セメントには、微量ではあるが、酸化ナトリウムや酸化カリウムが含まれており、これが水と反応して水酸化ナトリウムや水酸化カリウムとなり、コンクリートのアルカリ性を高めている。したがってコンクリートを含む産業廃棄物を土砂とともに産業廃棄物処分場に埋め立て処理した場合、雨水等により生じたアルカリ性の浸出水が産業廃棄物処分場から漏出すると、周囲の環境に悪影響を与える。
【０００４】
この問題を解決するために、従来、産業廃棄物処分場においては、周囲の環境に悪影響を与えるような物質が漏出しないように、産業廃棄物処分場の底面に防水性を有するシートを敷いて、周囲の地盤との遮水を図っている。また、大雨の際などに、産業廃棄物処分場から雨水が溢れ出た場合、周囲に悪影響を与えないようにするために、管理型産業廃棄物処分場においては、他から雨水の侵入を防ぐ雨水集排水設備や、浸出水を集水して速やかに排出するとともに、排出された浸出水を処理する浸出水集排水設備などが設けられる。
【０００５】
アルカリ性の産業廃棄物が埋め立てられた産業廃棄物処分場では、上記産業廃棄物が中和されない限り、アルカリ性の浸出水が周囲に漏出する可能性があり、埋め立てられた産業廃棄物の管理を長期にわたって行う必要がある。したがって、アルカリ性の産業廃棄物を中和処理することが好ましいが、単に酸性の水溶液を産業廃棄物に散布しても、産業廃棄物処分場に埋め立てられる大量のアルカリ性の産業廃棄物や土砂のほぼ全部が中和されるとは限らず、表層の産業廃棄物および土砂だけが中和される可能性がある。
【０００６】
この問題を解決するために、特開平１０−８０６７２号公報では、コンクリートスラッジを含む建設廃材の廃棄処理として、該廃材に塩酸を添加した水を散水し、浸出液を循環散水しながら、浸出液中の塩化カルシウムを炭酸カルシウムとして析出除去する。この先行技術の新たな問題は、比較的確実に中和することが可能であるが、設備的に大掛かりとなり、コンクリート廃材の廃棄処理方法として一般的に利用しがたいという欠点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コンクリート成分を含むアルカリ性のコンクリート廃材の埋め立て廃棄処理に利用可能な、非常に簡便な方法により、確実に中和することができ、中和された産業廃棄物を安定化することができる廃棄処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンクリート廃材を廃棄するに際し、固形硫酸バンドを混入し、埋め立て処理を行うことを特徴とするコンクリート廃材の廃棄処理方法である。
【０００９】
ビルの建替え工事等により発生するコンクリート廃材は、埋め立て処理に際してはコンクリート破砕機等により破砕される。コンクリート廃材の中心粒径（メジアン径Ｄｍｅ、５０％粒径とも言う）は２〜４０ｍｍである。
【００１０】
このような廃材を前述の先行技術のように塩酸の中和剤により中和処理しても廃材の内部まで短期間で中和処理することは不可能であり、長期間に亘りアルカリ分が徐々に溶出する。したがって、中和剤も長期間廃材の近傍に存在することが必要であるが、これが液体である場合には雨水と共に流出してしまい、中和剤が消失してしまい、短期間で効果がなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明では、この問題を解決するために、固形硫酸バンドを用いる。この固形硫酸バンドは、その結晶性のため、屋外で、雨水等への溶解性が低い。したがって雨水等で上記廃棄物から浸出するアルカリ水を長期に亘り、中和することができる。
【００１２】
また、上記構成によれば、コンクリート廃材から浸出するカルシウムを含むアルカリ水は固形硫酸バンドの硫酸根によって中和され、不溶性の硫酸カルシウムとして安定化されるので、環境への悪影響がないという利点がある。
【００１３】
また本発明は、使用される固形硫酸バンドの量は、
廃棄処理すべきコンクリート廃材の中和に必要な固形硫酸バンドの中和当量の０．６〜２．０倍に選ばれることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、固形硫酸バンドの中心粒径は、３〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、コンクリート廃材の中心粒径は、２〜４０ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
固形硫酸バンドの中心粒径は３〜２０ｍｍが好ましい。粒子径が小さすぎると、雨水によりコンクリート廃材から溶出するアルカリ成分を中和するために必要な量以上の過剰の硫酸アルミニウムが溶出するので、過剰の固形硫酸バンドが必要となり、好ましくない。また固形硫酸バンドの粒子径が大きすぎると、雨水により溶出した硫酸アルミニウム濃度が小さ過ぎるため、コンクリート廃材から溶出したアルカリを有効に中和するために必要な量が不足してしまい、好ましくない。
【００１７】
埋め立てに際しては、１）コンクリート廃材と固形硫酸バンドを予め混合し埋め立てする方法と、２）コンクリート廃材を埋め立て、次に固形硫酸バンドを層状に埋め立てて、コンクリート廃材の厚み方向の途中に、固形硫酸バンドの層を介在する方法とがある。簡便さの面より２）の方法が推奨される。
【００１８】
コンクリート廃材に、固形硫酸バンド層を設ける場合、本発明は、コンクリート廃材と固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層との全体の堆積高さをＨ１とするとき、固形硫酸バンド層は、上部からＨ１／１６の位置よりも下方に設けられることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層は、厚み方向に間隔をあけて複数層、設けられることを特徴とする。
【００２０】
固形硫酸バンド層が上部からＨ１／１６の位置よりも上方に設けられると、浸出水の初期のｐＨ値が高くなり、長期に亘り中和を行うことができなくなる。固形硫酸バンド層を複数層設けることによって、中和作用を確実に行うことができるようになる。
【００２１】
固形硫酸バンド層は、固形硫酸バンドのみから成ってもよいが、固形硫酸バンドだけでなくそのほかの材料、たとえばコンクリート廃材などが混合されて構成されてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態の断面図である。この場合、固形硫酸バンドを含む固形硫酸バンド層は、図１（１）の参照符１に示されるように１層、または図１（２）の参照符２，３に示されるように２層、コンクリート廃材４，５；６，７，８の厚み方向（図１（１）および図１（２）の上下方向）に介在される。初期のｐＨ低下を防止するためには２層混入が好ましい。本発明の実施の他の形態では、３層以上の複数層、固形硫酸バンドが混入されて介在されてもよい。
【００２３】
図１（１）に示す全埋め立て深さＨ１は、コンクリート廃材４，５と固形硫酸バンド層１との全体の堆積高さである。また、固形硫酸バンドの第１層１の埋め立て位置は、第１層１の厚み方向の中央位置と表層９との間の深さＨ２で規定され、本発明に従えば、固形硫酸バンドの第１層１は、Ｈ１／１６の位置よりも下方（Ｈ１／１６≦Ｈ２）に設けられ、好ましくはＨ１／３≦Ｈ２に選ばれる。固形硫酸バンドの第１層１の位置がＨ１／１６より上方である場合には、浸出水の初期のｐＨ値が高くなるので好ましくない。
【００２４】
固形硫酸バンド層の位置が下方過ぎる場合、浸出水の初期のｐＨ値が低くなることがあるので、図１（２）に示すように、固形硫酸バンド層２，３を２層混入するのが好ましい。図１（２）に示す全埋め立て深さＨ１は、コンクリート廃材６，７，８と固形硫酸バンド層２，３との全体の堆積高さである。また、固形硫酸バンドの第１層２の埋め立て位置は、第１層２の厚み方向の中央位置と表層９との間の深さＨ２で規定され、固形硫酸バンドの第２層３の埋め立て位置は、第２層３の厚み方向の中央位置と表層９との間の深さＨ３で規定される。本発明に従えば、固形硫酸バンドの第１層２は、Ｈ１／１６の位置よりも下方（Ｈ１／１６≦Ｈ２）に設けられ、固形硫酸バンドの第２層３は、固形硫酸バンドの第１層２よりも下方で、Ｈ１／３の位置よりも下方（Ｈ１／３≦Ｈ３）に設けられる。固形硫酸バンドの第２層３の位置がＨ１／３より上方である場合には、浸出水の初期のｐＨ値が高くなるので好ましくない。
【００２５】
これによって野外の土壌１１に埋め込まれたコンクリート廃材４，５；６，７，８および固形硫酸バンド１；２，３の表層９上に雨水が降下するなどして水が上方から供給されるとき、固形硫酸バンド１，２によるコンクリート成分の中和作用が長期間にわたり適切に達成される。前記深さＨ２が表層９に近すぎると、固形硫酸バンド１，２の水への溶解が早く、寿命が短くなってしまう。また、固形硫酸バンドの第２層３を図１（２）に示されるように第１層２の下方に間隔をあけて形成することによって、土壌１１からコンクリート廃材７，８に入り込んでくる水を中和することが確実になる。
【００２６】
図２は、本発明の実施の他の形態の断面図である。この場合、土壌１１には、コンクリート廃材と固形硫酸バンドとが粒状のままで混合された混合物１２が堆積される。その他の構成は、前述の実施の形態と同様である。コンクリート廃材と固形硫酸バンドとの重量混合比を、厚み方向（図２の上下方向）に変化し、たとえば上方になるにつれて固形硫酸バンドの混合割合を増加するようにしてもよい。
【００２７】
本発明の実施の他の形態では、図１の固形硫酸バンド層１，２は、表層９上に設けられてもよい。
【００２８】
【実施例】
以下実施例により、さらに詳しく説明するが本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の数値はそれぞれ以下の方法により測定した。
【００２９】
（１）中和当量値の定義
粒径４０ｍｍ以下で中心粒径１５ｍｍまで粉砕したコンクリート廃材１ｋｇをビーカーに入れ、７００ｍｌのイオン交換水を添加した後、３０分の煮沸を行った。冷却後、水を分離し、液体硫酸バンドを添加してｐＨ７とするのに必要な量を求めた。さらにこの水の添加、煮沸、冷却、水の分離、ｐＨ７とするのに必要な液体硫酸バンドの添加の一連の操作を繰り返し、煮沸、冷却後の水のｐＨが９以下になるまで行い、中和に要した液体硫酸バンドの合計量を固形硫酸バンド量に換算して中和当量値とした。前記量は、重量を表す。
【００３０】
（２）ｐＨ測定
市販のｐＨ測定器により測定した。
【００３１】
（実施例１〜３、比較例１）
先ず、実施例１〜３では、固形硫酸バンドを１層混入した場合の実験結果について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の実施例１〜３および比較例１を説明するための簡略化した断面図である。図に示すカラム１４に、粒径４０ｍｍ以下、平均粒径１５ｍｍのコンクリート廃材１５，１６を合わせて１０００ｇと、粒径２０ｍｍ以下で中心粒径が７ｍｍの固形硫酸バンド１７を１０ｇを１層混入し、毎日年間降雨量相当の水を上部１８より供給し、底部１９より排出する浸出水のｐＨを測定した。カラム１４の内径Ｄ１は、たとえば６２ｍｍであり、カラム１４内におけるコンクリート廃材１５，１６と固形硫酸バンド１７との合計の高さＨ１は、２５０ｍｍである。コンクリート廃材１５の上部とコンクリート廃材１６の下部とには、綿２１，２２を配置した。
【００３３】
実施例１は、固形硫酸バンド層１７の表層２３からの添加位置Ｈ２を、Ｈ１／２とした。実施例２は、添加位置Ｈ２を、Ｈ１／３とし、実施例３は、添加位置Ｈ２を０、すなわち表層２３とした。比較例１は、固形硫酸バンドを混入しなかった。
【００３４】
ｐＨ変化は表１のとおりで、実施例１，２においては、水の供給量が６年間の降雨量相当の量まで浸出水のｐＨは９以下であったが、固形硫酸バンドを混入していない比較例１においては、浸出水のｐＨは１２前後と強アルカリ性であった。
【００３５】
また表層２３に、固形硫酸バンド層１７を混入した実施例３においては、初期のｐＨが高かった。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（実施例４，５）
実施例４，５では、固形硫酸バンドを２層混入した場合の実験結果について説明する。
【００３８】
図４は、本発明の実施例４，５を説明するための簡略化した断面図である。図に示すカラム１４に粒径４０ｍｍ以下、平均粒径１５ｍｍのコンクリート廃材１５，２４，１６を合わせて１０００ｇと、粒径２０ｍｍ以下で中心粒径が７ｍｍの固形硫酸バンド２５，１７を合わせて１０ｇを表２の比率で２層混入し、毎日年間降雨相当量の水を上部１８より供給し、底部１９より排出する浸出水のｐＨを測定した。カラム１４の内径Ｄ１は、たとえば６２ｍｍであり、カラム１４内におけるコンクリート廃材１５，２４，１６と固形硫酸バンド２５，１７との合計の高さＨ１は、２５０ｍｍである。コンクリート廃材１５の上部とコンクリート廃材１６の下部とには、綿２１，２２を配置した。
【００３９】
固形硫酸バンド層１７の表層２３からの添加位置Ｈ２を、Ｈ１／１６とし、固形硫酸バンド層２５の表層２３からの添加位置Ｈ３を、Ｈ１／２とした。実施例４は、固形硫酸バンド層２５の量（ｇ）と固形硫酸バンド層１７の量（ｇ）との比を１：９とした。実施例５は、固形硫酸バンド層２５の量（ｇ）と固形硫酸バンド層１７の量（ｇ）との比を２：８とした。
【００４０】
ｐＨ変化は表２のとおりで、実施例４，５において、水の供給量が、初期から１０年間の降雨量相当の量まで浸出水のｐＨは中性付近で安定であった。また、実施例１のような初期のｐＨの低下は見られなかった。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的強いアルカリ性のコンクリート廃材を埋め立て処分することによって発生するアルカリ性の浸出水を中和・安定化し、環境に悪影響を及ぼさない簡便な廃棄処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の断面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態の断面図である。
【図３】本件発明者の実験結果の実施例１〜３および比較例１を説明するための簡略化した断面図である。
【図４】本件発明者の実験結果の実施例４，５を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１；２，３；１７，２５　固形硫酸バンドの層
４，５；６，７，８；１５，１６，２４　コンクリート廃材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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