(57)【要約】【構成】水硬性材料粉末と、高炉スラグ粉末と、石膏粉末とより構成され、これらの混合後の粉末度が３０００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、ＳＯ３としての含有量が５．０〜１０．０重量％であるセメント系固化材およびこの固化材を用いて廃棄物等を現位置で固化処理する方法である。【効果】本発明のセメント系固化材およびこれを用いた固化処理方法は、有害金属及びダイオキシン類を含む廃棄物等を現位置で固化処理し、その固化処理物より上記有害金属及びダイオキシン類の溶出量をいずれも法律で定める基準値以下にすることが可能である。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性材料粉末と、高炉スラグ粉末と、石膏粉末とより構成され、
これらの混合後の粉末度が３０００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、ＳＯ３としての含有量が５．０〜１０．０重量％であるセメント系固化材。
【請求項２】
上記水硬性材料粉末２０〜８０重量％と、高炉スラグ粉末１０〜７０重量％と、石膏粉末１０〜２０重量％とからなる請求項１に記載のセメント系固化材。
【請求項３】
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法。
【請求項４】
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の側面土と、
請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法。
【請求項５】
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の側面土と、
有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の底面土と、
請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法。
【請求項６】
上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌、およびその周辺土壌を上記セメント系固化材で固化処理する固化処理方法であって、
上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌とこれらを取り囲む側面土と、上記セメント系固化材とを混合して固化する工程、
上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、上記セメント系固化材とを混合して固化処理する工程、
上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、これらを取り囲む側面土と、これらの底面土と、上記セメント系固化材とを混合して固化する工程、
の何れか１工程を備えた請求項３〜請求項５のうち、何れか１項に記載の固化処理方法。
【請求項７】
請求項３〜請求項６のうち、何れか１項に記載の固化処理方法で処理した固化処理物上に、セメント系固化材と土壌とを混合した混合物で盛土する固化処理方法。
【請求項８】
上記混合して固化する固化処理方法は、上記セメント系固化材を供給する供給口を備えた混合攪拌機で貫入時または引き抜き時に、上記セメント系固化材を供給して固化処理物を形成する請求項３〜請求項６のうち、何れか１項に記載の固化処理方法。
【請求項９】
上記混合攪拌機は、少なくとも先端部に掘削翼と前記セメント系固化材吐出口を有し、その上方に攪拌翼を有する混合攪拌機であり、
上記吐出口より上記セメント系固化材を供給しながら掘削して柱状固化処理物を形成する請求項３〜請求項６または請求項８のうち、何れか１項に記載の固化処理方法。
【請求項１０】
上記側面土と上記セメント系固化材とを混合する固化材処理が、
少なくとも先端部に掘削翼と固化材吐出口を有し、その上方に攪拌翼を有する混合攪拌機を使用するか、
または、先端部に固化材吐出口を有し、無端チェーンに取り付けられた掘削ビットを有する装置を使用し、
上記セメント系固化材を供給しながら掘削して上記側面土と固化材との固化処理物を形成する請求項４〜請求項６または請求項８のうち、何れか１項に記載の固化処理方法。
【請求項１１】
上記セメント系固化材は、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材を粉末状または水と混合したスラリー状で使用する請求項３〜請求項１０のうち、何れか１項に記載の固化処理方法。
【請求項１２】
少なくとも上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と上記セメント系固化材とを混合した固化処理物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌等を埋め立てる最終埋め立て処分場に関し、特に、人の健康を害する有害物を含有した廃棄物をセメント系固化材で固化処理して、埋め立て処分場より有害な重金属類およびダイオキシン類などが周辺部へ溶出または流出するのを防止するためのセメント系固化材とその固化処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般家庭などより排出された生ゴミ、粗大ゴミなどは、地域の清掃工場に集積された後、焼却などの方法で処理され、その焼却灰は最終処分場において産業廃棄物として埋め立て処理されている。
しかしながら、近年清掃工場においては、工場より排出される人の健康に有害なダイオキシン類の排出が問題となり、清掃工場周辺及び焼却灰などを埋め立てた最終処分場を含めて、環境基準値が強化され、２０００年１月１５日にはダイオキシン類対策特別措置法が施行されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記対策特別措置法の施行に先立ち、国が行った調査によれば、昭和４６年９月以前の処理基準の適用のなかった処分場、或いはこれ以後の処分基準及び処分基準共同命令の対象となった処分場においても、処分場内の排水処理等が不適切と指摘された処分場が見受けらる。これらの処分場においては、ダイオキシンなどの有害物質が雨水または地下水などに溶出したり、周辺土壌へ流出または浸出し、環境汚染の原因となっている。従って、これら処分場等の廃棄物を処理して、国の定める処理基準内とする処理方法の確立が望まれていた。
【０００４】
また、清掃工場の焼却施設より排出される焼却灰中のクロム、亜鉛等の重金属類の処理方法については、溶融法、セメントによる固化処理、化学的処理方法等が確立されているが、上記焼却灰中のダイオキシン類、および最近話題となっている上記工場周辺部の土壌のダイオキシン汚染を含め、既に埋め立て処理されている焼却灰等のダイオキシン類を含有している有害物質の処理方法の開発が望まれている。
そこで、本発明者は上記課題を解決する方法について種々研究した結果、次に示す固化材と、これを用いた固化処理方法を開発するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、水硬性材料粉末と、高炉スラグ粉末と、石膏粉末とより構成され、これらの混合後の粉末度が３０００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、ＳＯ３としての含有量が５．０〜１０．０重量％であるセメント系固化材である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、上記水硬性材料粉末２０〜８０重量％と、高炉スラグ粉末１０〜７０重量％と、石膏粉末１０〜２０重量％とからなる請求項１に記載のセメント系固化材である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の側面土と、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の側面土と、有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌の底面土と、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材とを混合して固化する固化処理方法である。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌、およびその周辺土壌を上記セメント系固化材で固化処理する固化処理方法であって、上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌とこれらを取り囲む側面土と、上記セメント系固化材とを混合して固化する工程、上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、上記セメント系固化材とを混合して固化処理する工程、上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と、これらを取り囲む側面土と、これらの底面土と、上記セメント系固化材とを混合して固化する工程、の何れか１工程を備えた請求項３〜請求項５のうち、何れか１項に記載の固化処理方法である。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜請求項６のうち、何れか１項に記載の固化処理方法で処理した固化処理物上に、セメント系固化材と土壌とを混合した混合物で盛土する固化処理方法である。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、上記混合して固化する固化処理方法は、上記セメント系固化材を供給する供給口を備えた混合攪拌機で貫入時または引き抜き時に、上記セメント系固化材を供給して固化処理物を形成する請求項３〜請求項６のうち、何れか１項に記載の固化処理方法である。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、上記混合攪拌機は、少なくとも先端部に掘削翼と前記セメント系固化材吐出口を有し、その上方に攪拌翼を有する混合攪拌機であり、上記吐出口より上記セメント系固化材を供給しながら掘削して柱状固化処理物を形成する請求項３〜請求項６または請求項８のうち、何れか１項に記載の固化処理方法である。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、上記側面土と上記セメント系固化材とを混合する固化材処理が、少なくとも先端部に掘削翼と固化材吐出口を有し、その上方に攪拌翼を有する混合攪拌機を使用するか、または、先端部に固化材吐出口を有し、無端チェーンに取り付けられた掘削ビットを有する装置を使用し、上記セメント系固化材を供給しながら掘削して上記側面土と固化材との固化処理物を形成する請求項４〜請求項６または請求項８のうち、何れか１項に記載の固化処理方法である。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、上記セメント系固化材は、請求項１または請求項２に記載のセメント系固化材を粉末状または水と混合したスラリー状で使用する請求項３〜請求項１０のうち、何れか１項に記載の固化処理方法である。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、少なくとも上記有害物を含有する廃棄物およびまたは有害物を含有する土壌と上記セメント系固化材とを混合した固化処理物である。
【００１７】
【発明の実施の態様】
本発明の廃棄物等とは、有害物を含有する廃棄物および人の健康に有害な重金属およびダイオキシンなどで汚染されている土壌、または、これらが既に最終処分場に投棄されている場合を対象としている。これらは、法律により環境に排出する量が規定されている。
最終処分場に投棄されている廃棄物等を処理する場合は、図３および図４に示すように、上記廃棄物等の周辺土壌、すなわち、廃棄されている廃棄物等を取り囲んでいる側面側の土壌（以下、側面土という）と、この廃棄物等の底面側の土壌（以下、底面土という）を含めて固化処理する。廃棄物等に含有されている有害物が雨水および地下水などに溶解したり漏れたりして、周辺部の環境を汚染するのを防止する上記固化処理方法とセメント系固化材とを本発明は提供するものである。
【００１８】
本発明のセメント系固化材は、水硬性材料粉末２０〜８０重量％と、高炉スラグ粉末１０〜７０重量％と、石膏粉末１０〜２０重量％とより構成され、この混合物の粉末度が３０００〜１００００ｃｍ２／ｇであり、かつ、ＳＯ３の含有量が５．０〜１０．０重量％のセメント系固化材である。
【００１９】
上記セメント系固化材と廃棄物等と混合して固化処理物を形成することにより、これらに含まれている重金属類やダイオキシン類の溶出または流出を防止するのは、上記セメント系固化材が硬化する際に生成するカルシウムサルホアルミネート系化合物、いわゆるエトリンガイト中に重金属類を包み込んでしまうためと、ダイオキシン類を含有している廃棄物等をセメント系固化材硬化物で取り囲むとともに、透水性の極めて小さい層、いわゆる不透水層を形成するためと推測される。
【００２０】
本発明の固化処理方法は、廃棄物等と上記セメント系固化材とを混合して固化処理物を形成することにより、透水性の極めて小さい層、いわゆる不透水層を形成し、重金属およびダイオキシン類等の有害物の溶出または流出を防止する。
また、廃棄物等や側面土とを上記セメント系固化材で混合して固化処理物を形成することにより不透水層を形成させ、地下水が側面より浸入するのを防止し、廃棄物等から重金属やダイオキシン類等の有害物が溶出または流出するのを防止する。
また、廃棄物等やこれらの周辺部、すなわち、廃棄物等や側面土や底面土と上記セメント系固化材とを混合して固化し、これらの固化物を形成させることにより、上記不透水層を形成させ、雨水の浸入並びに側面側および底面側からの地下水等の浸入を防止し、廃棄物等から重金属やダイオキシン類等の有害物が溶出または流出するのを防止するものである。
また、廃棄物等とセメント系固化材との固化処理物上、または廃棄物や側面土と上記セメント系固化材との固化処理物上を、上記セメント系固化材と土壌とを混合した混合物で覆って、上面側に不透水層を形成させることにより、雨水の浸透を防止する固化処理方法である。
【００２１】
本発明の水硬性物質としては、ＪＩＳ　Ｒ　５２１０に規定する各種ポルトランドセメント、エーライト、ビーライトなどを主体とした特殊セメント、フライアッシュ、シリカセメントなど、または上記ポルトランドセメントクリンカ及び特殊セメントクリンカなどであるが、製造の容易さおよび価格などを考慮すれば、普通ポルトランドセメントを添加することが好ましい。
上記水硬性物質の使用量は、２０〜８０重量％である。使用量が２０重量％未満では、水硬性材料の使用量が不足し、所定の強度が得られない。また、８０重量％を越えると、高炉スラグ粉末などの使用量が不足し、エトリンガイトの生成量が不足し、硬化体より重金属或いはダイオキシンの溶出量または流出量が増加する可能性がある。好ましい使用量は、２５〜６０重量％である。
【００２２】
水硬性物質に混合する高炉スラグ粉末は、溶鉱炉より排出されるスラグを水により急冷した急冷スラグを粉砕機により所定の粒径に粉砕した粉末であり、アルカリ性物質の存在により水硬性を発現する。
この高炉スラグ粉末の添加量は、１０〜７０重量％である。１０重量％未満では水硬性物質の添加量が増え、エトリンガイトの生成量が少なく、かえって硬化体より重金属或いはダイオキシンの溶出量または流出量が増加する可能性がある。また、７０重量％を越えると、水硬性物質の添加量が不足し、所定の強度が得られなくなる可能性がある。好ましい添加量は、３０〜６０重量％である。
【００２３】
添加する石膏は、天然または化学石膏の二水または無水のいずれでも使用可能であるが、無水石膏が好ましい。添加量は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２で規定するポルトランドセメントの化学分析方法に基づいた分析値で、上記セメント系固化材中のＳＯ３は５．０〜１０．０重量％となるように添加する。ＳＯ３が５．０重量％未満では、エトリンガイトの生成が不十分となり、硬化体より重金属或いはダイオキシン類が溶出または流出する可能性がある。またＳＯ３が１０．０重量％を越えると、エトリンガイトの生成量が多くなりすぎ、膨張性を示し、ダイオキシン類が溶出または流出する可能性があると共に、周辺部の地山等に悪影響を及ぼす可能性がある。好ましい添加量は、６．０〜８．０重量％である。
【００２４】
上記高炉スラグ粉末と、水硬性材料粉末と、石膏粉末とを混合した後の粉末度はブレーン比表面積で３０００〜１００００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ未満では、強度の発現性が悪い。また、１００００ｃｍ２／ｇを越えるとスラリーとした場合の粘性が増加し、施工時のスラリーの輸送上好ましくないばかりか、製造原価も上昇する。好ましい範囲は、３５００〜６０００ｃｍ２／ｇである。
【００２５】
また、上記廃棄物等、特に焼却灰をセメントおよびセメント系固化材で固化処理する場合、環境庁告示により、焼却灰の場合セメント（含むセメント系固化材）の添加量が１５０ｋｇ／ｍ３以上、一軸圧縮強度が１０ｋｇ／ｃｍ２以上と定められている。
また、形成する周辺土壌も含めた固化処理層の透水係数は、環境庁共同命令で定める薬剤等の注入による固化処理条件および不透水性地盤に関しての透水係数基準値に準拠して、１×１０−５ｃｍ／ｓｅｃ以下とする。
従って、本発明においても上記廃棄物等に対する上記セメント系固化材の添加量は、上記環境庁告示の数値を十分に満足するように定める。
【００２６】
上記セメント系固化材で、上記廃棄物等を固化処理する装置は特に限定されたものでなく、公知の攪拌混合装置を使用できる。
また、廃棄物等が埋め立てられている処分場（以下最終処分場という）をその周辺土壌と共に処理する方法の望ましい一例として、混合攪拌機の先端部に設けている吹き出し口より上記セメント系固化材スラリーまたは粉末を噴出させ、上記廃棄物等や周辺土壌を対象として上記セメント系固化材のスラリーまたは粉末を混合し、円柱状体の混合物を形成する方法が使用できる。この場合、隣接する円柱状の混合物同士が互いに隙間を生じないようにオーバーラップ（以下、ラップという）して形成し、廃棄物等やその側面土や底面土を含めて最終処分場全体を固化処理する。この結果、廃棄物中に含まれている有害な重金属およびダイオキシン類の溶出または流出を防止することができる。この固化処理において、上記廃棄物等の側面に形成する側面壁の形成深さは、この廃棄物等の底面側に形成する底面壁と同一深さとすることが望ましい。
また、有害物を含有しない一般土壌と上記セメント系固化材とを混合し、この混合物で上記で固化処理した廃棄物等およびこれを取り囲む固化処理物を覆うことにより不透水層を形成する固化処理方法である。
【００２７】
本発明の固化処理に使用する固化処理装置とその処理システムの一例を、図１〜図８に示す。
図１または図２は、本発明のセメント系固化材を水と混練したスラリーを使用し、円柱状の固化処理物を形成する混合攪拌機の一例である。図３は、この混合攪拌機を用いて円柱状の固化処理物をオーバラップして設ける際の配置図である。
これらの図に示すように、セメント系固化材と混練水とを計量器１、２で所定量計量し、ミキサー３により混練した混練物を輸送ポンプ４によって混合攪拌機７に輸送する。その途中で、計量器５により混合物の輸送量を計測する。
混合攪拌機７は、内部に固化材スラリーの通路を有する攪拌軸８に複数本の攪拌翼９を取り付けている。また、この攪拌軸８の先端部には、掘削翼１１と、固化材スラリーの吐出口１２と、掘削翼１１と攪拌軸８との間に共回り防止翼１０とを備えている。
この混合攪拌機７を回転させながら所定位置に貫入させる際、上記固化材と水とを混練した固化材スラリーを輸送ポンプ４により混合攪拌機７に輸送し、混合攪拌機７の攪拌軸中８の通路を介して吐出口１２より上記セメント系固化材スラリーを噴出しながら円柱状に掘削すると同時に、掘削した土と上記セメント系固化材スラリーとの混合を行う。掘進が所定の深さに到達した時点で、掘進を中止する。更に、攪拌軸８を逆回転して上記セメント系固化材と掘削土とを再度攪拌しながら混合攪拌機７を引き上げることにより、円柱状の硬化体を形成する。
この際、共回り防止翼１０は、混合した掘削土が攪拌軸８および攪拌翼９とともに共回りをするのを防止する。従って、土と固化材スラリーとの混合を促進する役目をする。
また、この方式の混合攪拌機を使用して上記セメント系固化材粉末も使用可能である。この場合は、上記セメント系固化材の輸送は、公知の空気輸送方式となる。
【００２８】
図１および図２に示す固化処理装置で固化処理する固化処理物は、図３および図４に示すように円柱状に形成される。
そこで、最終処分場の廃棄物等を処理する場合は、図４に示すように廃棄物等を含まない周辺土を含めて固化処理する。その処理方法としては、図３に示すように円柱状の固化処理物をオーバラップして形成する。図によれば、まず廃棄物等を含まない何れかの側面土よりＡ行、続いてＢ行というように上記円柱状の固化処理物を形成する。Ａ行とＢ行は、千鳥足状に、且つ互いにオーバラップさせて間隙が生じないように配置する。図示していないが、Ａ行内の隣接する円柱同士をオーバラップさせることにより、Ａ行とＢ行の間隔を拡げて、互いのオーバラップ量を少なくし、且つ互いの円柱体同士に間隙を生じさせないようにしても良い。
次に、処理する列が廃棄物等を含む場合、例えばＣ行１列よりＣ行ｎ列（以下、単にＣ１〜Ｃｎと記す）を処理する場合は、廃棄物等を含まないＣ１列より廃棄物を含むＣｎ−２列まで順次行い、次に廃棄物を含まない最終列のＣｎ列を行い、続いてＣｎ−１列を行う。この様にして廃棄物等を処理して円柱状の固化処理物（コラム）を形成し、廃棄物等を含む最終行を処理した時点で、廃棄物を含まない最終行を形成させ、続いてその内側の行を最終行および廃棄物を含む最終行とオーバラップして間隙が生じないように形成する。この様に処理することにより周辺部の地山を含めて最終処分場全体を固化処理して、廃棄物等より有害な重金属及びダイオキシン類が周辺部に溶出または流出するのを防止する。
また、廃棄物等を含まない側面側の処理深さは、図４に示すように底面層と同一レベルとなるように処理することが安全上望ましい。
更に、図４に示すように、廃棄物等を固化処理した層の上面より雨水が浸入するのを防止するため、廃棄物等およびこれを取り囲む側面土の固化処理物上に遮水シートを被せ不透水層を形成させ、その上に盛土する。この際、遮水シートに代え、上記廃棄物等を一切含まない盛土と上記セメント系固化材を混合した混合物を、上記固化処理物上に被せて締め固め、遮水シートに代わる不透水層とすることができる。
また、廃棄物等および周辺土の円柱状固化処理物を形成する混合攪拌機は、図１および図２に示す装置に限定されるものでなく、他の方式、例えば、ＣＤＭ、ＤＪＭ等の機械式攪拌方法や、高圧噴射方式等も使用可能である。
【００２９】
また、図５〜図８に示す特許第２６８９３７０号公報または特公平８−６３４８号公報などに記載されている板状の連続壁を形成する装置を用いて、上記廃棄物等を取り囲む側面壁を形成することができる。
これらの図に示すように、２１は、走行車両２２に装着されているクローラであり、２３は、垂直な箱形のカッターポストである。２４は、カッターポスト２３の周囲を循環する無端チェーンであり、この無端チェーン２４には複数個の掘削ビット２５が所定間隔で取り付けられている。
この掘削ビット２５を取り付けている無端チェーン２４を有するカッターポスト２３は、ガイドフレーム２６に沿って上下方向に移動自在に保持されている。このカッターポスト２３を保持したガイドフレーム２６は、枠体２７に沿って油圧シリンダー２８によって水平方向に移動自在に保持されている。
図５中の２９は、枠体２７を支持するステーである。図７に示すようにカッターポスト２３内には、固化材を供給するための供給路３０が、カッターポスト２３の端部に設けられている固化材の吐出口３１に連通するように配設されている。
無端チェーン２４は、下部アイドラー３２と図示していない上部スプロケットとの間に掛け渡され、図示していない駆動装置により循環している。
また、掘削ビット２５は、図８に示すようにプレート３３を介して無端チェーン２４に取り付けられている。
【００３０】
まず、固化処理場所に上記装置を移動させ、固化開始位置に上記カッターポスト２３をセットし、上記カッターポスト２３の無端チェーン２４を回転させ、無端チェーン２４に取り付けられている掘削ビット２５により掘削しながら、カッターポスト２３を下方に移動させ、掘削予定深さまで掘削する。この際、カッターポスト２３の下部に配設されている固化材吐出口３１より固化材を供給し、無端チェーン２４により掘削した土と混合して固化処理層を形成する。所定の深さまで達した時点で、図６に示すように油圧シリンダー２８によりカッターポスト２３を水平方向に移動させる。この水平方向の移動は、無端チェーン２４を回転させながら固化材を供給し、固化処理を行い、図６に示すような板状の固化処理層３４を形成する。
上記油圧シリンダー２８のストロークが限度に到達した時点で、カッターポスト２３を地中で停止したまま、油圧シリンダー２８を収縮させながら走行車両２２の移動を行う。この油圧シリンダー２８の収縮が完了した時点で、再度カッターポスト２３の運転を再開し、油圧シリンダー２８により水平方向の移動を行う。このような操作を繰り返し行うことにより、連続した板状の固化処理層を形成する。
以上のように無端チェーン２４を使用して土を掘削し固化材と混合するため、掘削部位の地層が異なり、例えば、粘性土層と砂質土層等の互層である場合には、掘削方向がこれらの層を横断する方向であるため、互いに混合され、深さ方向に均質となる。従って、掘削時にセメント系固化材を混合すれば、深さ方向に透水係数が小さく、かつ、均質で優れた固化処理層を形成することができる。
上記混合攪拌機においても、固化材は、乾式または湿式で用いることが可能であるが、操作上および掘削土との混合上の容易さにより湿式で用いることが望ましい。
【００３１】
【実施例】
本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでない。
表１に示す組成の三菱マテリアル株式会社製のポルトランドセメントと市販の高炉スラグ粉末と市販の無水石膏とを表２に示す割合で混合し、本試験用のセメント系固化材Ａ〜Ｆを製造した。
【００３２】
【表１】
2004041942.tif 000003
【００３３】
【表２】
2004041942.tif 000004
この固化材を、最終処分場より採取した表３に示す性状の廃棄物および別途採取した一般土壌について、固化材を１５０、２００、２５０、３００ｋｇ／ｍ３の割合で配合し、これを水／固化材比１００％で混練して、屋内試験用の供試体を作製した。
【００３４】
【表３】
2004041942.tif 000005
【００３５】
この供試体を次に示す方法により、一軸圧縮試験、透水試験、溶出試験を実施した。
一軸圧縮試験：地盤工学会基準ＪＧＳ　Ｔ　８２１「安定処理土の締め固めをしない供試体作成方法」に従い供試体を製作し、ＪＩＳ　Ａ　１２１６「土の一軸圧縮試験方法」に従い圧縮強度を測定した。
透水試験：供試体の製作は、上記地盤工学会基準ＪＧＳ　Ｔ　８２１「安定処理土の締め固めをしない供試体作成方法」に準じて行い、透水試験は、ＪＩＳ　Ａ　１２１６「土の透水試験方法」の変水位透水試験に従った。
溶出試験：供試体は、上記圧縮試験後の供試体を使用し、建設省案の「再生資材評価方法」に従い重金属類を測定した。ダイオキシン類についてはこの評価方法を準用して流出量を検出した。
以上の結果を、表４に廃棄物を固化した供試体の一軸圧縮強度、透水係数、ダイオキシンの溶出試験に基づく検出量の測定結果に示す。また、表５に廃棄物より溶出する重金属類の溶出量の測定結果と、表６に一般土壌を固化した供試体の一軸圧縮強度透水係数の測定結果を示す。
一軸圧縮強度については、側壁のコラムでは、ソイルセメント柱列壁の一般的な目標強度は４９０ｋＮ／ｍ２（５ｋｇｆ／ｃｍ２）以上である。また、有害物を含む廃棄物を改良する場合は、環境庁告示「金属等を含む廃棄物の固型化に関する基準」の規定に従い、埋め立ての場合は、固化後の一軸圧縮強度が９８０ｋＮ／ｍ２（１０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上となっており、安全率および現場の状況等を考慮して４９００ｋＮ／ｍ２（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上を目処とする。
固化処理後の透水性について、平成１０年６月告示の総理府・厚生省共同命令「一般廃棄物の最終処分場及び産業廃棄物の最終処分場に係わる技術上の基準を定める命令の一部を改正する命令」によれば、薬剤等の注入による固化条件及び不透水性地層に関しての目標透水係数は、１ルジオンもしくは１×１０−５ｃｍ／ｓｅｃとなっている。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
【表５】
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ダイオキシンについては、表４に示すとおり、圧縮強度の増加に伴い前記ダイオキシンの溶出試験に基づく検出量も減少し、本試験結果では、一軸圧縮強度：４９００ｋＮ／ｍ２（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上で検出量がほぼ検出限界以下（検出限界は２ｐｇ−ＴＥＱ／ｌである。）となることが判明した。
また、上記表４において効果のあった配合量２００ｋｇ／ｍ３と２５０ｋｇ／ｍ３について一般土Ａと一般土Ｂの、一軸圧縮強度と透水係数を測定した。その結果は、表６に示す通り何れも満足すべき結果であり、廃棄物の側面土や底面土を処理する場合も廃棄物を処理する場合と同じ配合量で処理できることが明らかとなった。
因みに、一般的なソイルセメント柱列における目標強度は４９０ｋＮ／ｍ２（５ｋｇｆ／ｃｍ２）であり、表６の結果は、はるかにこの値を超えている。
【００３８】
【表６】
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【００３９】
【発明の効果】
本発明のセメント系固化材及びこれを用いた固化処理方法で、廃棄物等および最終処分場で埋め立て処理されている廃棄物等を現位置で固化処理可能であることが判明した。
また、本発明の固化材は、法律で定める有害金属及びダイオキシン類を含む廃棄物等を固化処理しても、その固化処理物より上記有害金属及びダイオキシン類の溶出量または流出量を上記の通りいずれも法律で定める基準値以下にすることが可能なセメント系固化材である。
上記本発明の固化処理方法は、最終処分場に投棄されている廃棄物等を周辺の土壌も含めて一体に固化処理し、全体を固化処理して一体化地盤としてしまうため、地盤の不同沈下等に対しても対応力があると共に、有害物を含んだ土壌および廃棄物を固化材で被覆・固化しているので、不透水層を形成し有害物の溶出または流出を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固化処理方法を示すブロック図である。
【図２】本発明の固化材を注入する混合攪拌機の部分断面図である。
【図３】本発明の固化材を用いて最終処分場を固化処理する方法の一例を示した部分平面図である。
【図４】本発明の固化材を用いて最終処分場を固化処理した際の部分縦断面図である。
【図５】本発明のセメント系固化材を混合し、連続壁を形成する固化処理装置の側面図である。
【図６】図５の固化処理装置の正面図である。
【図７】カッターポストの端部の部分拡大図である。
【図８】カッターポストの部分横断面図である。
【符号の説明】
１　固化材計量器、
２　水計量器、
３　ミキサー、
６　改良装置、
７　混合攪拌機、
８　攪拌軸、
９　攪拌翼、
１０　共回り防止翼、
１１　掘削翼、
１２　吐出口、
２２　車両、
２３　カッターポスト、
２４　無端チェーン、
２５　掘削ビット、
２６　ガイドフレーム、
２７　枠体、
２８　油圧シリンダー、
３０　供給路、
３１　吐出口、
３２　下部アイドラー、
３３　プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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