(57)【要約】【課題】発塵が抑制され、また、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる水硬性粉状組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００〜２．１０、フリーライム量が０．１〜１．０質量％、全クロム量が２００ｐｐｍ以上、及び、全クロム量中の全六価クロムの割合が２０質量％以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、該固化材中のＳＯ3の割合が３．５〜１５質量％である固化材、（Ｂ）アルコール化合物、水和遅延剤、及びデンプン類からなる群より選ばれる１種以上の発塵抑制材、及び、（Ｃ）水、を含む水硬性粉状組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００〜２．１０、フリーライム量が０．１〜１．０質量％、全クロム量が２００ｐｐｍ以上、及び、全クロム量中の全六価クロムの割合が２０質量％以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、該固化材中のＳＯ3の割合が３．５〜１５質量％である固化材、（Ｂ）アルコール化合物、水和遅延剤、及びデンプン類からなる群より選ばれる１種以上の発塵抑制材、及び、（Ｃ）水、を含むことを特徴とする水硬性粉状組成物。
【請求項２】
上記（Ａ）固化材が、セメントクリンカーの粉砕物１００質量部当たり、１０〜１５０質量部の量の高炉スラグ微粉末を含む請求項１に記載の水硬性粉状組成物。
【請求項３】
上記（Ｂ）発塵抑制材がアルコール化合物であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．１〜５質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が０．０５〜２質量部である請求項１又は２に記載の水硬性粉状組成物。
【請求項４】
上記（Ｂ）発塵抑制材が水和遅延剤であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．０１〜１質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が１〜１０質量部である請求項１又は２に記載の水硬性粉状組成物。
【請求項５】
上記（Ｂ）発塵抑制材がデンプン類であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．０１〜０．５質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が１〜１０質量部である請求項１又は２に記載の水硬性粉状組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性粉状組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤等の土質改良に用いられる発塵が抑制されたセメント系固化材として、セメント系固化材にアルコールや、水と凝結遅延剤の混合物等を添加してなる地盤改良用発塵抑制型固化材が知られている。
例えば、特許文献１には、軟弱地盤等の土質改良に用いられる発塵が抑制された固化材として、濃度５〜７０重量％のアルコール系化合物の水溶液を、セメント系固化材に対して１〜１０重量％均一に添加・混合した地盤改良用無粉塵固化材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セメント系固化材にアルコールや、水と凝結遅延剤の混合物等を添加してなる地盤改良用発塵抑制型固化材は、該固化材の発塵が抑制されるものの、強度発現性が低下し、その結果、該固化材を用いた地盤改良土からの六価クロムの溶出量が増加するという問題があった。
本発明は、発塵が抑制され、また、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる水硬性粉状組成物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】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、（Ａ）水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００〜２．１０、フリーライム量が０．１〜１．０質量％、全クロム量が２００ｐｐｍ以上、及び、全クロム量中の全六価クロムの割合が２０質量％以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、該固化材中のＳＯ３の割合が３．５〜１５質量％である固化材、（Ｂ）アルコール化合物等から選ばれる発塵抑制材、及び、（Ｃ）水、を含む水硬性粉状組成物によれば、本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］  （Ａ）水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００〜２．１０、フリーライム量が０．１〜１．０質量％、全クロム量が２００ｐｐｍ以上、及び、全クロム量中の全六価クロムの割合が２０質量％以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、該固化材中のＳＯ3の割合が３．５〜１５質量％である固化材、（Ｂ）アルコール化合物、水和遅延剤、及びデンプン類からなる群より選ばれる１種以上の発塵抑制材、及び、（Ｃ）水、を含むことを特徴とする水硬性粉状組成物。
［２］  上記（Ａ）固化材が、セメントクリンカーの粉砕物１００質量部当たり、１０〜１５０質量部の量の高炉スラグ微粉末を含む前記［１］に記載の水硬性粉状組成物。
［３］  上記（Ｂ）発塵抑制材がアルコール化合物であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．１〜５質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が０．０５〜２質量部である前記［１］又は［２］に記載の水硬性粉状組成物。
［４］  上記（Ｂ）発塵抑制材が水和遅延剤であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．０１〜１質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が１〜１０質量部である前記［１］又は［２］に記載の水硬性粉状組成物。
［５］  上記（Ｂ）発塵抑制材がデンプン類であり、上記（Ａ）固化材１００質量部当たり、上記（Ｂ）発塵抑制材の量が０．０１〜０．５質量部で、かつ上記（Ｃ）水の量が１〜１０質量部である前記［１］又は［２］に記載の水硬性粉状組成物。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の水硬性粉状組成物によれば、該組成物の発塵を抑制することができ、また、該組成物を用いた地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の水硬性粉状組成物は、（Ａ）水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００〜２．１０、フリーライム量が０．１〜１．０質量％、全クロム量が２００ｐｐｍ以上、及び、全クロム量中の全六価クロムの割合が２０質量％以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、該固化材中のＳＯ3の割合が３．５〜１５質量％である固化材、（Ｂ）アルコール化合物、水和遅延剤、及びデンプン類からなる群より選ばれる１種以上の発塵抑制材、及び、（Ｃ）水、を含むものである。
以下、各成分について詳しく説明する。
【０００８】
［成分（Ａ）］
セメントクリンカーの粉砕物の水硬率（Ｈ．Ｍ．）は、２．００〜２．１０、好ましくは２．０１〜２．０８、より好ましくは２．０２〜２．０６である。該値が２．００未満であると、水硬性粉状組成物の強度発現性が低下する。該値が２．１０を超えると、廃棄物（特に、ＣａＯの含有量が少ない都市ごみ焼却灰）の使用量を増やすことが困難になる。
【０００９】
セメントクリンカーの粉砕物のケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）は、好ましくは１．３０〜１．９０、より好ましくは１．４０〜１．８０である。該値が１．３０以上であると、液相量が大きくないため、セメントクリンカーの製造がより容易となる。該値が１．９０以下であると、廃棄物の使用量をより増やすことができる。
【００１０】
セメントクリンカーの粉砕物の鉄率（Ｉ．Ｍ．）は、好ましくは１．５０〜２．１０、より好ましくは１．６０〜１．９０である。該値が１．５０以上であると、セメントクリンカーの被粉砕性がより良好になり、製造コストが低減する。該値が２．１０以下であると、固化材の品質を確保するために必要な石膏の量が小さいため、製造コストが低減する。
【００１１】
セメントクリンカーの粉砕物のフリーライム量は、０．１〜１．０質量％、好ましくは０．２〜０．８質量％、より好ましくは０．３〜０．６質量％である。該値が０．１質量％未満であると、焼成によってクリンカーを製造する際に必要な熱量が多くなる。該値が１．０質量％を超えると、水硬性粉状組成物の強度発現性が低下する。
【００１２】
セメントクリンカーの粉砕物中の全クロム量は、２００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００ｐｐｍ以上、さらに好ましくは３５０ｐｐｍ以上、特に好ましくは４００ｐｐｍ以上である。本発明においては、該値が２００ｐｐｍ以上であっても、上記粉砕物を含む水硬性粉状組成物を用いた地盤改良土からの、六価クロムの溶出量が低いことから、セメントクリンカーの原料中の廃棄物の使用量（特に、都市ごみ焼却灰）を増加させることができる。該値の上限は特に限定されないが、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減する（例えば、土壌汚染対策法における六価クロムの溶出量の基準値以下（０．０５ｍｇ／リットル以下）とする）観点から、好ましくは９００ｐｐｍ以下、より好ましくは８００ｐｐｍ以下、特に好ましくは７００ｐｐｍ以下である。
なお、本明細書中、「全クロム量」とは、セメントクリンカー中の六価クロムと三価クロムの合計量である。また、「ｐｐｍ」は質量基準である。
【００１３】
上記全クロム量中の全六価クロム（固溶性六価クロムおよび水溶性六価クロムの合計）の割合は、２０質量％以下、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは８質量％以下である。該割合が２０質量％を超えると、地盤改良土からの六価クロムの溶出量が増大する。
【００１４】
本発明に用いられるセメントクリンカーの原料としては、ポルトランドセメントクリンカーの製造に用いられる一般的な原料を使用することができる。具体的には、石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料；珪石、粘土等のＳｉＯ2原料；粘土等のＡｌ2Ｏ3原料；鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ2Ｏ3原料を使用することができる。
【００１５】
さらに、前記原料に加えて、廃棄物を原料の一部として使用することができる。
ここで、本明細書中、「廃棄物」とは、産業廃棄物または一般廃棄物をいう。
産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物をいう。産業廃棄物の例としては、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等）、建築廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰（例えば、石炭灰、焼却飛灰、溶融飛灰等）、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰、建設発生土（建設工事に伴い副次的に発生する土砂（例えば、地盤の掘削により生じるボーリング廃土）、及び建設汚泥（例えば、地盤改良工事で生じる、セメントミルクと掘削土の混合物））等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物をいう。
一般廃棄物の例としては、都市ごみ焼却灰、下水汚泥乾粉、及び貝殻等が挙げられる。
これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、リサイクルが進んでいない廃棄物を利用する観点から、都市ごみ焼却灰を原料の一部として使用することが望ましい。
【００１６】
上記廃棄物の使用量は、廃棄物の有効利用の促進の観点から、セメントクリンカー１ｔｏｎ当たり、好ましくは４００ｋｇ以上、より好ましくは５００ｋｇ以上である。また、上記廃棄物の使用量の上限は、水硬性粉状組成物の強度発現性の観点から、好ましくは８００ｋｇ、より好ましくは７００ｋｇである。
また、原料として使用される上記廃棄物のうち、都市ごみ焼却灰の使用量は、セメントクリンカー１ｔｏｎ当たり、都市ごみ焼却灰の利用促進の観点から、好ましくは２５０ｋｇ以上、より好ましくは３００ｋｇ以上、特に好ましくは３５０ｋｇ以上である。また、上記都市ごみ焼却灰の使用量の上限は、水硬性粉状組成物の強度発現性の観点から、好ましくは６５０ｋｇ、より好ましくは５５０ｋｇ、特に好ましくは５００ｋｇである。
なお、上記廃棄物の使用量（質量）は乾燥質量である。
【００１７】
本発明に用いられるセメントクリンカーは、還元焼成によって得ることができる。該セメントクリンカーの製造方法の一例としては、都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で、フリーライム量が０．１〜１．０質量％になるように焼成する方法が挙げられる。
上記クリンカー原料は、所望の水硬率（２．００〜２．１０）等を有するセメントクリンカーが得られるように各原料を混合した後、還元焼成される。各原料を混合する方法は、特に限定されるものではなく、慣用の装置等を用いて行うことができる。
【００１８】
上記還元剤としては、コークス、活性炭、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、及び都市ごみ等の廃棄物を圧縮・固形化した廃棄物固形塊等の可燃性物質が挙げられる。
ここで、本明細書中、「還元焼成」とは、還元雰囲気下で焼成することをいう。
還元焼成によってセメントクリンカーを製造することで、原料の廃棄物中にクロムが含まれていても、酸化雰囲気下で生じ易い六価クロムの生成を抑制することができる。また、廃棄物を加熱（焼成）する工程において、廃棄物が一時的に酸化雰囲気下で加熱されることで六価クロムが生成しても、その後に還元雰囲気での加熱（焼成）が行われることによって、六価クロムが三価クロムに還元されることから、セメントクリンカー中の六価クロムの量を低減することができる。
クリンカー原料を上記還元剤の存在下で焼成する方法によれば、得られるセメントクリンカー中の六価クロムの量をより低減し、全クロム量中の全六価クロムの割合をより低くすることができる。
【００１９】
原料を焼成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ロータリーキルン等の慣用の装置を使用することができる。
また、上記還元焼成は、焼成のためのバーナーの炎が、焼成の終了前のセメントクリンカーに直接当たるように行うこと（以下、「炎膜焼成」ともいう。）が好ましい。
還元剤の存在下での焼成と、炎膜焼成を併用することで、得られたセメントクリンカーに含まれる全クロム量中の全六価クロムの割合をさらに低減することができる。
【００２０】
以下、還元焼成の一例として、ロータリーキルンを用いた場合について説明する。
焼成に使用する燃料としては、主燃料である石炭の他、重油、天然ガス、及び燃料代替廃棄物（例えば、廃油、廃タイヤ、及び廃プラスチック等）等が挙げられる。
焼成温度は、好ましくは１，３００〜１，６００℃であり、焼成時間は、好ましくは１０〜１２０分間、より好ましくは２０〜１００分間である。
ロータリーキルンを用いて炎膜焼成を行う方法としては、（ａ）主バーナーからの炎の方向に角度を付けて、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱（焼成）する方法、（ｂ）主バーナーの設置位置を中心位置からずらすことで、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱（焼成）する方法、（ｃ）主バーナー以外に補助バーナーを設置することで、炎の形状を制御しやすいようにして、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱（焼成）する方法等が挙げられる。
【００２１】
還元剤の存在下でセメントクリンカーを焼成する方法としては、ロータリーキルン内に還元剤を供給する方法等が挙げられる。
上記還元剤は、ロータリーキルンの出口側あるいはロータリーキルンの途中から供給することが好ましい。また、上記還元剤は、ロータリーキルン用の主燃料に比べて燃焼速度の遅いもの、または、主燃料と同様の燃焼速度を有しかつ主燃料よりも粗い粒のものが好ましい。
【００２２】
上記還元剤の粒径は、好ましくは０．１〜２０ｍｍである。該粒径が０．１ｍｍ以上であれば、焼成の極初期段階において還元剤が燃えきってしまうことがないため、セメントクリンカー中の六価クロムの量を低減することができ、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる。該粒径が２０ｍｍ以下であると、セメントクリンカー中に未燃焼状態の還元剤が残存することが起こりにくいため、水硬性粉状組成物の強度発現性が向上する。
【００２３】
上記還元剤の使用量は、ロータリーキルン内に送入されたクリンカー原料１００質量部当たり、好ましくは５〜２０質量部、より好ましくは１０〜２０質量部である。該量が５質量部以上であると、セメントクリンカー中の六価クロムの量をより低減できる。該量が２０質量部以下であると、過剰な量（六価クロム量をゼロにするための量を超える量）の還元剤を使用せずにすみ、経済的である。
【００２４】
焼成後、得られたセメントクリンカーは、該セメントクリンカーの温度が４００℃以下になるまで、４０℃／分間以上の冷却速度で冷却されることが好ましい。該冷却速度が４０℃／分間以上であれば、セメントクリンカー中の三価クロムが、空気中の酸素により六価クロムに酸化されることを防ぐことができる。
また、セメントクリンカーの温度が４００℃以下になると、セメントクリンカー中の三価クロムが空気中の酸素により六価クロムに酸化される可能性は、極めて小さくなる。
なお、セメントクリンカーの温度が４００℃以下まで冷却された後の焼成物の冷却速度は、特に限定されない。
【００２５】
セメントクリンカーを４０℃／分間以上の冷却速度で冷却する方法としては、エアークエンチングクーラーを使用して冷却する方法、セメントクリンカーを水中に投入して冷却する方法、及びセメントクリンカーに散水して冷却する方法等が挙げられる。
【００２６】
本発明の水硬性粉状組成物に含まれる固化材は、上述したセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含むものである。
固化材のブレーン比表面積は、水硬性粉状組成物の強度発現性や製造等に係るコスト、さらには地盤改良土の耐久性等の観点から、好ましくは２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，０００〜４，５００ｃｍ２／ｇである。
上記石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
固化材中のＳＯ3（セメントクリンカー中のＳＯ3と、石膏中のＳＯ3と、他の任意に配合可能な後述の高炉スラグ微粉末等に含まれるＳＯ3の合計量）の割合は、３．５〜１５質量％、より好ましくは４〜１０質量％、特に好ましくは６〜９質量％である。該割合が３．５質量％未満では、水硬性粉状組成物を適用した土壌の硬化が速過ぎて、作業性が劣る。該割合が１５質量％を超えると、水硬性粉状組成物の強度発現性が低下するとともに、水硬性粉状組成物を適用した土壌の硬化が遅延する。
【００２７】
固化材は、強度発現性（一軸圧縮強さ）等の観点から、高炉スラグ微粉末を含んでいてもよい。高炉スラグ微粉末の配合量は、セメントクリンカーの粉砕物１００質量部当たり、好ましくは１０〜１５０質量部、より好ましくは２０〜１００質量部、特に好ましくは４０〜８０質量部である。該配合量が１０質量部以上であると、水硬性粉状組成物の強度発現性（特に、一軸圧縮強さ）等が向上する。該配合割合が１５０質量部以下であると、長期強度発現性の低下を抑制することができる。
また、固化材の材料として、さらにフライアッシュ、珪石粉末または石灰石粉末等を含んでいてもよい。
【００２８】
固化材の製造方法の一例としては、（ａ）都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で還元焼成して、セメントクリンカーを得るクリンカー調製工程と、（ｂ）上記セメントクリンカーと石膏（例えば、二水石膏）を混合及び粉砕して、セメントを得るセメント調製工程と、（ｃ）上記セメントと石膏（例えば、無水石膏）と他の任意に配合可能な材料（例えば、高炉スラグ微粉末）を混合して、固化材を得る固化材調製工程、を含む製造方法が挙げられる。
工程（ａ）において、還元焼成によってセメントクリンカーを得る方法は、上述のとおりである。
固化材の原料として、さらに高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、珪石粉末または石灰石粉末等を使用する場合は、工程（ｃ）において、これらの粉末を適宜、添加して混合すれば良い。
【００２９】
［成分（Ｂ）］
本発明で用いられる発塵抑制材は、アルコール化合物、水和遅延剤、及びデンプン類からなる群より選ばれる１種以上である。
アルコール化合物としては、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパノール、ポリエチレングリコール、ポリビニールアルコール、グリセリン等が挙げられる。中でも、無臭で揮発しにくく、かつ、安価であるという観点から、プロピレングリコールが好ましい。また、発塵の抑制効果が向上する観点から、ジエチレングリコールが好ましい。
アルコール化合物は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
アルコール化合物の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．４〜４質量部、特に好ましくは０．６〜３質量部である。該量が０．１質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が５質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
また、発塵抑制材としてアルコール化合物を用いる場合、水の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは０．０５〜２質量部、より好ましくは０．０８〜１質量部、特に好ましくは０．１〜０．８質量部である。該量が０．０５質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が２質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
なお、水は、通常、アルコール化合物との混合物（アルコール化合物の水溶液）として、本発明で用いられる。
【００３１】
本発明で用いられる水和遅延剤とは、固化材と水が接触した際に起こる水和反応を遅延させるものであればよい。
水和遅延剤の例としては、ヒドロキシカルボン酸もしくはその塩、糖類、無機酸もしくはその塩等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸の例としては、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、酒石酸、ヘプトン酸、ガラクトン酸等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸の塩の例としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。糖類の例としては、グルコース、サッカロース、デキストリン等が挙げられる。無機酸の例としては、リン酸、硼酸等が挙げられる。無機酸の塩の例としては、例えば、上述の無機酸の例のナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
中でも、発塵抑制効果の継続性、及び、後述する水硬性粉状組成物の強度発現性等の観点から、クエン酸もしくはその塩、グルコン酸もしくはその塩、およびグルコースが好ましく、クエン酸もしくはその塩、および、グルコン酸もしくはその塩が、より好ましい。
水和遅延剤としては、市販のセメントの凝結遅延剤、生石灰の水和遅延剤等を用いることができる。
水和遅延剤は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３２】
水和遅延剤の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは０．０１〜１質量部、より好ましくは０．０２〜０．７質量部、特に好ましくは０．０４〜０．４質量部である。該量が０．０１質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が１質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
また、発塵抑制材として水和遅延剤を用いる場合、水の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは２〜６質量部、特に好ましくは３〜５質量部である。該量が１質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が１０質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
【００３３】
本発明で用いられるデンプン類とは、デンプンの他に化工デンプンを含む。
ここで、化工デンプンとは、デンプンに物理的、酵素的または化学的処理を行なったものをいう。化工デンプンの例としては、アルファー化デンプン、デキストリン、酸化デンプン、酵素処理デンプン、デンプン誘導体等が挙げられる。
デンプン誘導体の例としては、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、架橋デンプン等が挙げられる。エーテル化デンプンの例としては、デンプングリコール酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルデンプン、カチオンデンプン等が挙げられる。エステル化デンプンの例としては、酢酸デンプン、リン酸デンプン、オクテニルコハク酸デンプン等が挙げられる。架橋デンプンの例としては、リン酸架橋デンプン、アセチル化アジピン酸架橋デンプン、アセチル化リン酸架橋デンプン、ヒドロキシプロピル化リン酸架橋デンプン、リン酸モノエステル化リン酸架橋デンプン等が挙げられる。
中でも、発塵抑制効果の継続性、及び、後述する発塵抑制用組成物の強度発現性等の観点から、デンプン、およびアルファー化デンプンが好ましく、デンプンがより好ましい。
デンプン類は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
デンプン類の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは０．０１〜０．５質量部、より好ましくは０．０２〜０．４質量部、特に好ましくは０．０３〜０．３質量部である。該量が０．０１質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が０．５質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
発塵抑制材としてデンプン類を用いる場合、水の量は、固化材１００質量部当たり、好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは２〜６質量部、特に好ましくは３〜５質量部である。該量が１質量部以上であれば、発塵の抑制効果がより向上する。該量が１０質量部以下であれば、水硬性粉状組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
【００３５】
本発明の水硬性粉状組成物の製造方法としては、（１）固化材と発塵抑制材を混合してなる混合物に、水を添加しながら混練する方法、（２）水と発塵抑制材を混合して、水溶液または懸濁液を調製し、該水溶液または懸濁液を固化材に添加しながら混練する方法、等が挙げられる。
中でも、作業性の観点から、前記（１）の方法が好ましい。
本発明の水硬性粉状組成物は、運搬、保存、施工時等において、粉塵の発生が少なく、これら施工時等における作業環境を良好にすることができる。
【００３６】
また、本発明の水硬性粉状組成物によれば、該組成物を用いた地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる。
本発明の水硬性粉状組成物を用いた地盤改良方法としては、（１）地盤改良対象土に水硬性粉状組成物を粉体のまま添加して混合するドライ添加、（２）水硬性粉状組成物と水を混合してなるスラリーを、地盤改良対象土に添加して混合するスラリー添加、が挙げられる。
スラリー添加を行う場合、水と水硬性粉状組成物の質量比（水／水硬性粉状組成物の比）は、好ましくは０．５〜１．５、より好ましくは０．６〜１．０である。
地盤改良対象土に対する、本発明の水硬性粉状組成物の使用量（水分を除く固形分換算）は、対象土の性状や施工条件、固化処理した土の要求強度にもよるが、土壌１ｍ３当り、好ましくは５０〜５００ｋｇ、より好ましくは１００〜４００ｋｇである。
【実施例】
【００３７】
［セメントクリンカーの製造］
セメントクリンカーの原料（クリンカー原料）として、エコセメント用の調合原料を使用した。上記クリンカー原料中の廃棄物の量は、セメントクリンカー１ｔｏｎ当たり、
５１７ｋｇであった。また、廃棄物に含まれる都市ごみ焼却灰の量は、セメントクリンカー１ｔｏｎ当たり、３５６ｋｇであった。
上記クリンカー原料について、「セメント協会標準試験方法  ＪＣＡＳ  Ｉ‐１４（セメント製造用原料の化学分析方法）」に準拠して化学組成を測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2016172651.tif 000002
【００３９】
上記クリンカー原料を、ロータリーキルンを用いて、以下の方法で焼成してセメントクリンカーを製造した。
ロータリーキルンとしては、メインバーナーに補助バーナーを追加したものを使用した。ロータリーキルンのメインバーナーの運転条件（燃焼種類、焚量（石炭の時間当たりの使用量））は固定したまま、補助バーナーの運転条件を変更することで、バーナーフレームの大きさ及び形状を変更した。
ロータリーキルンの主燃料としては石炭を使用した。該石炭の焚量を補助バーナー側で調整することで、焼成後のセメントクリンカー中のフリーライム量が０．１〜１．０質量％となるようにした。
還元剤としては、コークス（東海産興社製；粒径：３ｍｍ以下；固定炭素量：９９質量％以上）を使用した。還元剤の吹き込みは、補助バーナー側から行った。還元剤の使用量は、ロータリーキルン内に送入されたクリンカー原料１００質量部に対して、１８質量部となるようにした。
また、補助バーナーの炎の大きさ及び形状を変更して、バーナーの炎が、焼成の終了前のセメントクリンカーに直接当たるように調整することで、炎膜焼成を行った。
焼成条件としては、焼成温度は１，４５０℃とし、焼成時間は４０分間とした。
焼成後のセメントクリンカーの冷却には、エアークエンチングクーラーを使用した。冷却速度は４０℃／分間以上になるように調整した。
【００４０】
得られたセメントクリンカーについて、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０４（セメントの蛍光Ｘ線分析法）」に準拠して化学分析を行い、水硬率、ケイ酸率、鉄率、ボーグ式によるＣ3Ｓ（エーライト；３ＣａＯ・ＳｉＯ2）、Ｃ2Ｓ（ビーライト；２ＣａＯ・ＳｉＯ2）、Ｃ3Ａ（アルミネート相；３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）、及びＣ4ＡＦ（フェライト相；４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3）の含有率を算出した。
また、「セメント協会標準試験方法  ＪＣＡＳ  Ｉ０１（遊離酸化カルシウムの定量方法）」に準拠して、セメントクリンカーのフリーライム量を測定した。結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
また、「セメント協会標準試験方法  ＪＣＡＳ  Ｉ−５１（セメント及びセメント原料中の微量成分の定量方法）」に準拠して、セメントクリンカー中の全クロムの量（セメントクリンカー中の六価クロムと三価クロムの合計量）を測定した。
また、以下の手順に従って、セメントクリンカー中の全六価クロム量（固溶性六価クロム及び水溶性六価クロムの合計の量）を測定した。
［セメントクリンカー中の全六価クロム量の測定方法］
（１）１０質量％硫酸ナトリウム溶液５００ｍｌを収容した１リットルの合成樹脂製容器に、セメントクリンカー粉砕物を投入して、密栓する。
（２）上記合成樹脂製容器を、振とう機に取り付けて、２４時間振とうさせることによって、六価クロムを抽出する。
（３）振とう後、試料全量をろ過して、ろ液と残渣を回収する。
（４）回収したろ液に含まれる六価クロムの量を、ジフェニルカルバジド吸光光度法を用いて測定する。
（５）回収した残渣を全て合成樹脂製容器内に戻した後、１０質量％硫酸ナトリウム溶液５００ｍｌを合成樹脂製容器に再び供給して密封し、上記（２）〜（４）の作業を行うことを、３回繰り返す。
（６）測定した六価クロムの量の積算量を、試料中の全クロム量（固溶性六価クロムと水溶性六価クロムの合計量）とする。
さらに、得られた全クロム量と全六価クロムの量から、全クロム量中の全六価クロムの割合を算出した。結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
［固化材Ａの製造］
上記セメントクリンカーと石膏（新日鐵住金社の鹿島製鉄所製の排脱二水石膏）を、同時にボールミルを用いて粉砕することで、ブレーン比表面積が４，１１０ｃｍ２／ｇであり、セメント中の石膏の割合が３．２質量％（ＳＯ３換算）であるセメントを製造した。なお、粉砕時に、粉砕助剤としてジエチレングリコールを、粉砕物の全量中の割合で２００ｐｐｍの量になるように使用した。
得られたセメント、高炉スラグ微粉末（エスメント関東社製；商品名：エスメント  ４０００；ブレーン比表面積：４，３５０ｃｍ２／ｇ；ＳＯ3含有率：１．８質量％）及び無水石膏（タイ国産の天然無水石膏；ブレーン比表面積：３，７００ｃｍ２／ｇ）を、固化材中のセメントの割合が６３質量％、高炉スラグ微粉末の割合が２８質量％、無水石膏の割合が９質量％となるように混合して、固化材Ａを得た。なお、固化材Ａ中のＳＯ3の割合は、７．３質量％であった。また、固化材Ａにおいて、セメントクリンカーの粉砕物１００質量部当たりの、高炉スラグ微粉末の配合量は、４７質量部であった。
【００４５】
［水硬性粉状組成物の性能評価］
使用材料は、以下に示すとおりである。
（１）固化材Ａ：上述した方法によって得られたもの
（２）固化材Ｂ：セメント系固化材（太平洋セメント社製、商品名「ジオセット２００」）
（３）アルコール化合物Ａ：プロピレングリコール水溶液（濃度：８０質量％）
（４）アルコール化合物Ｂ：ジエチレングリコール水溶液（濃度：８０質量％）
（５）水和遅延剤Ａ：グルコン酸ナトリウム（試薬）
（６）水和遅延剤Ｂ：クエン酸（試薬）
（７）デンプン類：デンプン（昭和産業社製、コーンスターチ）
（８）水：水道水
（９）試料土：関東ローム（含水比：１０７％）
【００４６】
［実施例１］
上記材料を表４に示す配合で混合して、水硬性粉末状組成物を製造した。得られた水硬性粉状組成物を１０日間、２０℃の条件下で保管した後、発塵量を測定した。
発塵量は、テフロン処理防塵固化材技術資料の付録−１「テフロン処理防塵固化材の発塵試験方法」に準じ、浮遊粉塵量として測定した。なお、テフロンは登録商標である。デジタル粉塵計としては、柴田科学社製の「デジタル粉じん計Ｐ−５Ｌ型」を用いた。具体的には、内径７．５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状の試料落下装置の片側を、平滑なプラスチック板で蓋をして、試験落下装置の中に水硬性粉状組成物２００ｇを、強く締固めないように注意して、緩めに秤量した。
内径３９ｃｍ、高さ５９ｃｍの円筒容器の頂部投入口（直径７．５ｃｍ）より水硬性粉状組成物２００ｇを自然落下させ、底面より高さ４５ｃｍの位置の容器内の浮遊粉塵量（相対濃度ＣＰＭ［Ｃｏｕｎｔ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ］）を散乱光式デジタル粉塵計により測定した。
【００４７】
浮遊粉塵量の測定は、試料落下直後から１分間計測を連続して５回行い、試料投入前の測定値（ダークカウント）を差し引いた値の幾何平均値を、下記式（１）より求め、当該試料の「発塵量」とした。結果を表４に示す。
ＬｏｇＸ＝１／５Σｌｏｇ（Ｘｉ−ｄ）      ・・・（１）
（上記式（１）中、Ｘｉは個々の測定値を示し、ｄはダークカウントを示す。）
【００４８】
また、得られた水硬性粉状組成物を７日間、２０℃の条件下で保管したのち、該水硬性粉状組成物を土壌に添加した場合の一軸圧縮強さを測定した。
具体的には、試料土に上記水硬性粉状組成物を固形分換算で３００ｋｇ／ｍ３の量で、添加して混合し、「ＪＧＳ  ０８２１（安定処理土の締固めをしない供試体作製方法）」に準じて、φ５ｃｍ×１０ｃｍの円柱供試体を作製した。該供試体の材齢７日の一軸圧縮強さを「ＪＩＳ  Ａ１２１６（土の一軸圧縮試験方法）」に準じて測定した。
得られた一軸圧縮強さから、一軸圧縮強さの比を算出した。なお、一軸圧縮強さの比とは、比較例１３の一軸圧縮強さを１００％とした場合の一軸圧縮強さ（％）である。
【００４９】
［実施例２〜１２、比較例１〜１３］
上記材料を表４に示す配合で用いた以外は実施例１と同様にして、水硬性粉状組成物を製造した。得られた水硬性粉状組成物の発塵量の測定等を、実施例１と同様にして行った。
【００５０】
【表４】
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【００５１】
表４から、本発明の水硬性粉状組成物（実施例１〜１２）は、比較例１〜１３と比べて、地盤改良土からの六価クロムの溶出量が低い（０．０２２ｍｇ／リットル以下）ことがわかる。
また、本発明の水硬性粉状組成物（実施例１〜１２）は、比較例１３と比べて発塵量が少ないこと、および、比較例１〜１２と比べて発塵量が同程度であることがわかる。