JP6002496B2 - 土工材料 - Google Patents
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Description
しかし、これらの方法では、不溶化の効果が低く、フライアッシュやペーパースラッジ灰からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を前記土壌環境基準以下に抑制することは困難であった。
フライアッシュやペーパースラッジ灰とは異なるが、不溶化処理した汚染土壌において重金属等の有害物質が溶出する環境条件としては、pHが最も重要な要因であることが既往の調査結果から明らかになっている。pH変化に対する重金属等の溶出挙動については、重金属等で汚染した土壌を不溶化処理したものについて、pH4.0 の酸性雨に年間降雨量2,000mm で100 年間曝された場合を考慮した評価試験方法が社団法人土壌環境センターより提案されており(GEPC技術標準TS-02-S1 重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)、不溶化処理したフライアッシュやペーパースラッジ灰についても、このような酸性環境下での重金属等の溶出を防止する必要がある。
従って、本発明の課題は、フライアッシュやペーパースラッジ灰を使用した土工材料において、下水汚泥焼却灰に含まれる有害物質であるふっ素、ほう素および重金属類(ひ素、セレン)の酸性環境下における溶出量を土壌環境基準以下に抑制できる経済的かつ効率的な土工材料の処方を提供することにある。
[1](A)ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる1種以上の酸性環境下における溶出量(社団法人土壌環境センターの技術標準:GEPC TS−02−S1で測定)が、土壌環境基準を超えるフライアッシュ、(B)CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを100:10〜100:200の質量比で含むカルシウムアルミネート、(C)硫酸アルミニウム、(D)石灰及び(E)アルカリ金属リ
ン酸塩を含有する土工材料であって、
(B)カルシウムアルミネート100質量部に対して、(C)硫酸アルミニウム3〜40質量部、(D)石灰2〜20質量部及び(E)アルカリ金属リン酸塩0.5〜4質量部であり、
(A)フライアッシュ100質量部に対し、(B)カルシウムアルミネート、(C)硫酸アルミニウム、(D)石灰、(E)アルカリ金属リン酸塩の合計が0.5〜10質量部である土工材料。
[2](E)アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである[1]に記載の土工材料。
[3]ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの酸性環境下における溶出量(社団法人土壌環境センターの技術標準:GEPC TS−02−S1で測定)が、土壌環境基準以下に抑制されたものである[1]又は[2]に記載の土工材料。
KH2PO4 (2)
K3PO4 (3)
最大粒径が1.2mm以下のフライアッシュとペーパースラッジ灰を使用した。このフライアッシュとペーパースラッジ灰について、社団法人土壌環境センターの技術標準(GEPC TS−02−S1:重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)に準じた方法で測定した酸性環境下でのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を表2に示す。
CaO源に石灰石(CaO含有量;56質量%)、Al2O3源にバン土頁岩(Al2O3含有量;88質量%)のそれぞれ粗砕粒(粒径約1mm以下)を用い、以下のA1〜A6で表すカルシウムアルミネートの粉末を作製した。その作製方法は、CaO源とAl2O3源を所定のモル比に配合したものを、電気炉で1800℃(±50℃)に加熱し、60分間保持した後、加熱を停止して炉内で自然放冷して得た(B1〜B3)。同様に1800℃(±50℃)に加熱し、60分間保持した後、温度1800℃の電気炉から加熱物を常温下に取り出し、取り出し後は直ちに加熱物表面に流量約100cc/秒で窒素ガスを吹き付けて急冷して得た(B4〜B6)。得られた冷却物はボールミルで粉砕し、ブレーン比表面積が5000±500cm2/gとなるよう粉砕時間を変えて粉末度を調整した。
B1;CaO/Al2O3=モル比1.0の結晶質カルシウムアルミネート
B2;CaO/Al2O3=モル比1.7の結晶質カルシウムアルミネート
B3;CaO/Al2O3=モル比0.5の結晶質カルシウムアルミネート
B4;CaO/Al2O3=モル比1.7の非晶質カルシウムアルミネート
B5;CaO/Al2O3=モル比2.3の非晶質カルシウムアルミネート
B6;CaO/Al2O3=モル比2.9のガラス化率10%のカルシウムアルミネート
(D)酸化カルシウム:関東化学社製 粉末試薬
(E)リン酸二水素カリウム:関東化学社製 粉末試薬
(A)フライアッシュまたはペーパースラッジ灰に表3の溶出防止成分を表5に示す配合割合で配合し、本発明の土工材料および比較品の土工材料を作成した。次に、該土工材料100質量部に対して水を60質量部加え、モルタルミキサーで3分間混合して混合物を調整した。該混合物をビニール袋内に封入して20℃の温度で養生し、養生期間1、7日経過後に、社団法人土壌環境センターの技術標準(GEPC TS−02−S1:重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)に準じた方法で、酸性環境下でのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を測定した。溶出量の測定結果を表5に示す。
(1)所定期間養生後の試料を粗砕し、ふるい2mm通過分を採取混合する。
(2)容積1000mLのポリ容器に試料50gを計りとり、溶媒として硫酸水溶液(0.769mmol/L)500gを加え、振とう機(振とう回数200回/分)で6時間振とうする。
(3)ポリ容器を30分静置した後、試料液の上澄みを孔径0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して検液とする。
(4)採取した検液の成分を表4に示す方法で測定する。
Claims (3)
- (A)ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる1種以上の酸性環境下における溶出量(社団法人土壌環境センターの技術標準:GEPC TS−02−S1で測定)が、土壌環境基準を超えるフライアッシュ、(B)CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを100:10〜100:200の質量比で含むカルシウムアルミネート、(C)硫酸アルミニウム、(D)石灰及び(E)アルカリ金属リン酸塩を含有する土工材料であって、
(B)カルシウムアルミネート100質量部に対して、(C)硫酸アルミニウム3〜40質量部、(D)石灰2〜20質量部及び(E)アルカリ金属リン酸塩0.5〜4質量部であり、
(A)フライアッシュ100質量部に対し、(B)カルシウムアルミネート、(C)硫酸アルミニウム、(D)石灰、(E)アルカリ金属リン酸塩の合計が0.5〜10質量部である土工材料。 - (E)アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである請求項1に記載の土工材料。
- ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの酸性環境下における溶出量(社団法人土壌環境センターの技術標準:GEPC TS−02−S1で測定)が、土壌環境基準以下に抑制されたものである請求項1又は2に記載の土工材料。
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