JP2005095809A

JP2005095809A - コンクリート廃材の処理方法

Info

Publication number: JP2005095809A
Application number: JP2003334730A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yorifuji; 昌行依藤; Michimasa Noda; 道政野田; Toshiki Furubayashi; 俊樹古林
Original assignee: Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】コンクリート廃材が水と接触したときでも、アルカリ性溶出液の発生を抑制することができる簡便な処理方法を提供する。
【解決手段】液体硫酸バンド（アルミニウム成分量は、Ａｌ_２Ｏ_３換算で０．１重量％以上、さらには０．５重量％以上、とりわけ１重量％以上が好ましく、また８．５重量％以下、さらには８重量％以下が好ましい。）と硫酸鉄（II）を混合し、得られる水溶液とコンクリート廃材（最大粒径は、４０ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下である。）を混合することを特徴とするコンクリート廃材の処理方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート廃材の処理方法に関するものである。詳細には、クロム及びアルカリ成分を含むコンクリート廃材中のクロム及びアルカリの溶出を抑制するための処理方法に関するものである。

ビルの建替工事等において、コンクリート廃材のような建設廃材が発生する。これら建築廃材等は、廃棄物として、たとえば産業廃棄物処分場に埋め立て処分されている。

コンクリートは、通常、セメント、水、砂及び砂利を混合し、これをセメントの水和反応により硬化させたものである。この水和反応により生じる成分の一つとして水酸化カルシウムがあり、この水酸化カルシウムの存在により、コンクリートは、水存在下で、アルカリ性を示す。またセメントには、微量ではあるが、酸化ナトリウムや酸化カリウムも含まれており、これらも水と反応することにより、それぞれ水酸化ナトリウムや水酸化カリウムとなって、硬化したコンクリートに含有されるので、そのアルカリ性を高める。

したがって、産業廃棄物処分場に埋め立て処理されたコンクリート廃材を含む産業廃棄物に、雨水等が接触すると、アルカリ性の溶出水（浸出水と呼ばれることがある。）が生じる。もし、この溶出水が産業廃棄物処分場等から漏出すると、周囲の環境に影響を与える。この問題を解決するため、従来より、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り、アルカリ性の溶出水が漏出しないようにする対策が行なわれている。また大雨の際、他から産業廃棄物処分場への雨水の侵入を防ぐ雨水集排水設備や、産業廃棄物処分場内のアルカリ性の溶出水を集水して速やかに排出するとともに排出された溶出水を処理する溶出水集排水設備を付けた管理型産業廃棄物処分場が運用されてもいる。

いずれの方法でも、アルカリ性の溶出水を生じるコンクリート廃材が埋め立てられた産業廃棄物処分場では、溶出水が周囲に漏出しないように、埋め立てられた廃棄物の管理を長期にわたって行う必要があるため、産業廃棄物処分場内のコンクリート廃材を、アルカリ性溶出水が生じないように無害化することが要望されていた。

さらに、最近の重金属の土壌汚染対策上、コンクリート廃材に含まれるクロム（六価クロムなど）の溶出も無視できないレベルになってきており、対策が要望されている。可溶性六価クロムを含有する廃棄物の処理方法として、硫酸鉄（II）を使用する方法が知られている（特許文献１）。しかし、この方法では、コンクリート廃材のクロム溶出の防止及びアルカリ溶出の抑制の面において、その効果が十分でなかった。

特開２００１−１２１１０９号公報

本発明は、コンクリート廃材が酸化性雰囲気で水と接触したとき、クロムの溶出を防止し、かつコンクリート廃材が水と長期間接触したとき、ｐＨ１０を超えるアルカリ性溶出液の発生を抑制することができる、コンクリート廃材の無害化処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、コンクリート廃材中のクロム及びアルカリ成分の溶出抑制について検討した結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、液体硫酸バンドと硫酸鉄（II）を混合し、得られる水溶液とコンクリート廃材を混合することを特徴とするコンクリート廃材の処理方法を提供するものである。

本発明の処理方法でコンクリート廃材を処理することにより、コンクリート廃材が酸化性雰囲気で水と接触したとき、クロムの溶出を防止し、かつコンクリート廃材が水と長期間接触したとき、ｐＨ１０を超えるアルカリ性溶出液の発生を抑制することができる。

本発明で使用される液体硫酸バンドは、一般に市販されている水道用硫酸バンド、工業用硫酸バンド又はコンデンサーエッチングなどより回収される硫酸バンドなどが挙げられる。液体硫酸バンドのアルミニウム成分量は、Ａｌ₂Ｏ₃換算で０．１重量％以上、さらには０．５重量％以上、とりわけ１重量％以上であることが好ましく、また８．５重量％以下、さらには８重量％以下であることが好ましい。この液体硫酸バンドは、通常、その比重が１．０１以上、１．３４以下のものである。

前記の液体硫酸バンドと混合される硫酸鉄（II）は、式Ｆｅ(ＳＯ₄)・ｎＨ₂Ｏ〔ｎは０以上の数である。〕で表されるものであり、ｎは通常１以上、１０以下の範囲の数である。硫酸鉄の量は、液体硫酸バンド（Ａｌ₂Ｏ₃換算）１００重量部に対してＦｅ(ＳＯ₄)換算で、通常、１０重量部以上、好ましくは５０重量部以上であり、また通常３００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。

液体硫酸バンドと硫酸鉄（II）の混合は、例えば、攪拌機付き容器を使用し、この容器に液体硫酸バンドを入れた後、容器に攪拌しながら硫酸鉄（II）を添加する方法で行えばよい。混合により、硫酸鉄（II）は液体硫酸バンドに溶解して、硫酸塩の水溶液が得られる。

上で得られる硫酸塩の水溶液は、コンクリート廃材と混合される。硫酸塩の水溶液と混合される本発明の処理対象であるコンクリート廃材は、例えば、セメントと、任意の砂、砂利又は添加剤（減水剤など）とを混合し、硬化させたものからなり、具体的には、ビルの建替え工事など、より具体的には、古いビルを解体したとき発生するもの、又は新しいビル建築時、使用されずに余った生コンクリートが硬化したものなどが挙げられる。このコンクリート廃材は、粒径調整されたものが好ましく、例えば、最大粒径が４０ｍｍ以下、さらには２ｍｍ以下のものが好ましい。粒度調整されたコンクリート廃材では、より均一に処理されることがある。コンクリート廃材の粒径調整は、破砕機を使用して行えばよい。処理対象であるコンクリート廃材は、木くず、プラスチック製フィルムのようなコンクリート以外のものを含むものであってもよい。

硫酸塩の水溶液とコンクリート廃材の混合は、例えば、コンクリートミキサーのような混合機を使用して行えばよい。

硫酸塩の水溶液とコンクリート廃材の混合においては、混合後のスラリーのｐＨが６以上、１０以下となる量の硫酸塩の水溶液を使用することが好ましい。例えば、硫酸塩の水溶液の量は、コンクリート廃材（乾燥重量）に対して、通常３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上であり、また通常２００重量％以下、好ましくは１００重量％以下である。混合時間は、通常１秒以上、好ましくは５秒以上である。

硫酸塩の水溶液とコンクリート廃材との混合物は、必要に応じて、乾燥される。乾燥は、常圧常温の条件で静置する、いわゆる風乾により行えばよい。乾燥は、所要時間を短縮できることから、攪拌槽式乾燥機、熱風乾燥機などを使用して行なってもよい。

硫酸塩の水溶液とコンクリート廃材との混合物又は任意の乾燥を施された混合物には、塩を添加してもよい。ここで使用される塩は、弱酸と塩基との塩であればよく、弱酸としては炭酸、炭酸水素酸のような無機酸などが挙げられ、また塩基は、弱酸より相対的に強い塩基であればよく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムのような無機塩基などが挙げられる。塩は、具体的には、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどである。このような塩を前記の混合物に添加することにより、コンクリート廃材の内部に残るアルカリ成分の溶出を抑制できる。またコンクリート廃材の表面に硫酸塩の水溶液が残っていたとしても、塩の添加により中和されることから、処理後のコンクリート廃材は、それに接触した水が酸性（例えば、ｐＨ４）になることも防止できる。塩は、固体、水溶液いずれの状態で添加してもよい。塩の添加量は、通常、コンクリート廃材に対して０．１重量％以上である。一方、塩の添加量はあまり多くなっても、添加量に見合う効果が得られないので、１０重量％以下が好ましい。

上の混合物又は塩を添加された混合物は、通常そのまま、処分場に移送され、埋め立てされる。またこの混合物に、必要に応じて成形加工を施して再生材（例えば、路盤材）とし、これを使用してもよい。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

実施例１
[コンクリート廃材の前処理]
コンクリート廃材を最大粒径２ｍｍ以下になるまで粉砕した。

[コンクリート廃材の処理]
攪拌機付き容器に液体硫酸バンド（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０重量％、比重１．３２、ｐＨ２．０３）４５０ｇを入れた後、この容器に攪拌しながら硫酸鉄（II）七水和物（試薬、Ｆｅ(ＳＯ₄)・７Ｈ₂Ｏ、関東化学株式会社製）５０ｇを添加して硫酸第一鉄・七水塩を溶解させ、硫酸塩の水溶液を得た。得られた硫酸塩の水溶液と上の粉砕したコンクリート廃材１ｋｇを、プラスチック製スパチュラで５秒間混合した後、混合物を２０℃で２４時間風乾して、コンクリート廃材を処理した。

[クロム溶出テスト]
攪拌機付き容器に、水１Ｌと、上の[コンクリート廃材の処理]で得られたコンクリート廃材１、４００ｇとを入れ、攪拌した後、容器内のスラリーに空気を連続して吹き込み、酸化性雰囲気におけるクロム（Cr）の溶出量とそのときのｐＨを評価した。クロムの溶出量は、クロムが溶出した水のCr濃度を測定することにより求めた。この結果を表１に示す。

[アルカリ溶出テスト]
攪拌機付き容器に、水１Ｌと、上の[コンクリート廃材の処理]で得られたコンクリート廃材１,４００ｇとを入れ、１分間撹拌した後、攪拌を中止して２分間静置した。得られたスラリー（静置０日後）のｐＨをｐＨ測定器（商品名“ＨＯＲＩＢＡｐＨＭＥＴＥＲＦ−２２”、株式会社堀場製作所製）により測定した。容器内のスラリーについて、２０日後、３０日後、４０日後、６０日後に、１分間撹拌した後、攪拌を中止して２分間静置する操作を行って、各々、静置後の容器内のスラリーのｐＨを測定した。この結果を表２に示す。

試験例１
攪拌機付き容器に液体硫酸バンド（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０重量％、比重１．３２、ｐＨ２．０３）４５０ｇを入れた後、この容器に攪拌しながら硫酸鉄（II）七水和物（試薬、Ｆｅ(ＳＯ₄)・７Ｈ₂Ｏ、関東化学株式会社製）５０ｇを添加して硫酸第一鉄・七水塩を溶解させ、硫酸塩の水溶液を得た。得られた硫酸塩の水溶液と、実施例１の[コンクリート廃材の前処理]で得られたコンクリート廃材１ｋｇを５秒間混合し、さらに炭酸カルシウム３０ｇを添加して５秒間混合した後、混合物を２０℃で２４時間風乾して、コンクリート廃材を処理した。

上で得られたコンクリート廃材について、実施例１の[アルカリ溶出テスト]
と同じ条件で評価した。この例における結果を表２に示す。

比較例１
実施例１の[コンクリート廃材の処理]において、液体硫酸バンドに代えて水を使用した以外は、同様の操作を行った。結果を表１及び２に示す。

Claims

液体硫酸バンドと硫酸鉄（II）を混合し、得られる水溶液とコンクリート廃材を混合することを特徴とするコンクリート廃材の処理方法。
さらに、弱酸と塩基との塩をコンクリート廃材に添加する請求項１記載の方法。
液体硫酸バンドの濃度は、Ａｌ₂Ｏ₃換算で０．１〜８．５重量％である請求項１又は２記載の方法。
コンクリート廃材は、最大粒径が４０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
コンクリート廃材は、最大粒径が２ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
水溶液の量は、該水溶液とコンクリート廃材の混合により得られるスラリーのｐＨが６〜１０となる量である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
水溶液の量は、コンクリート廃材（乾燥重量）に対して、３０重量％以上、２００重量％以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
弱酸は、炭酸及び炭酸水素酸から選ばれる請求項２記載の方法。
塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムから選ばれる請求項２記載の方法。
塩の量は、コンクリート廃材に対して、０．１重量％以上である請求項２、８及び９のいずれか１項に記載の方法。