JP2974523B2 - Pollutant barrier - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、環境保全、特に汚染さ
れたまたは汚染の虞れがある領域の周囲に、その領域か
ら周辺への汚染物質の移動を阻止する遮断壁に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to environmental protection, and more particularly, to a barrier that blocks the transfer of contaminants from an area that is contaminated or at risk of contamination from that area to the surroundings.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、産業の発達および都市生活の多様
化に伴って、産業廃棄物や都市ごみの問題が大きくクロ
ーズアップされてきている。特に、その廃棄物の処理量
の増大の他、廃棄物中に含まれる有害物質、たとえば
鉛、カドミウム、クロムなどの重金属が生活領域に、た
とえば地下水を通して流出することが大きな問題となっ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of industry and the diversification of urban life, problems of industrial waste and municipal waste have been greatly highlighted. In particular, in addition to an increase in the amount of the waste, there is a serious problem that harmful substances contained in the waste, for example, heavy metals such as lead, cadmium, and chromium, flow out to living areas, for example, through groundwater.
【０００３】この問題に対しては、汚染されたまたは汚
染の虞れのある領域の周囲に、その領域から周辺への汚
染物質の移動を阻止する遮断壁を構築することが好適な
解決策となる。実際に、従来から、その領域の周囲にコ
ンクリート壁を、あるいはさらに底にコンクリートの不
透水性壁を構築することが行われてきた。[0003] The solution to this problem is to construct a barrier around the contaminated or potentially contaminated area and to prevent the transfer of contaminants from that area to the surroundings. Become. Indeed, it has been conventional to build concrete walls around the area, or even concrete impermeable walls at the bottom.
【０００４】重金属を環境中に流出させないための固定
法としては、化学的な方法、粘土物質による方法が従来
より用いられている。As a fixing method for preventing heavy metals from flowing into the environment, a chemical method and a method using a clay material have been conventionally used.
【０００５】このうち前者の方法は、重金属のｐＨを塩
基側にそれぞれに応じて調節すれば、不溶性（難溶性）
の水酸化物を生成させることができる。または、適当な
ｐＨの条件の下にて、１価の炭酸塩を重金属に反応させ
ることによって、不溶性の炭酸化物を生成させることに
より、重金属を水酸化物、あるいは炭酸化物として固定
する方法である。In the former method, the insoluble (poorly soluble) is obtained by adjusting the pH of the heavy metal to the base side in accordance with each of them.
Can be produced. Alternatively, a method in which a monovalent carbonate is reacted with a heavy metal under an appropriate pH condition to generate an insoluble carbonate, thereby fixing the heavy metal as a hydroxide or a carbonate. .
【０００６】一方、一般的に粘土鉱物類は珪酸アルミネ
ートのシートに１価の金属または２価の金属が狭まった
構造になっている。これがある一定の条件下において
は、粘土類のイオン交換能と呼ばれる性質により、重金
属イオンが前記の１価あるいは２価の金属と交換され、
重金属をシート内に停滞させるというのが後者の方法で
ある。On the other hand, clay minerals generally have a structure in which a monovalent metal or a divalent metal is narrowed in a sheet of silicate aluminate. Under certain conditions, heavy metal ions are exchanged for the above-mentioned monovalent or divalent metal due to the property called ion exchange capacity of clays,
The latter method is to stagnate heavy metal in the sheet.
【０００７】従来、特開昭６１−１０５５００号公報に
示されているように、遮断壁に用られていた多孔質材料
の組成としては、ベントナイト−セメントを基本材料と
して、その中に重金属の捕捉材料として、粘土類、シリ
カ質材料、炭酸ナトリウム、アルカリ金属のピロ燐酸塩
または酒石酸塩などを含むものである。Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-105500, the composition of a porous material used for a barrier wall is a bentonite-cement basic material, in which heavy metals are trapped. Materials include clays, siliceous materials, sodium carbonate, alkali metal pyrophosphate or tartrate, and the like.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この材料は、硬化後に
ある程度のフレキシビィリティーと適度な硬さを有し、
遮水性に優れている。This material has a certain degree of flexibility and moderate hardness after curing,
Excellent water barrier.
【０００９】しかし、この種のベントナイト−セメント
系の遮断壁では、遊離のカルシウム（水酸化カルシウ
ム）が残留する。これに壁内の水が接触するときには、
遊離の水酸化カルシウムが溶出し、この跡が空隙となり
通水量が増して遮水性能が低下する。However, free calcium (calcium hydroxide) remains in this type of bentonite-cement barrier. When the water in the wall comes in contact with this,
Free calcium hydroxide is eluted, and these traces become voids, increasing the amount of water flow and reducing the water blocking performance.
【００１０】また、遮断壁の構築材料中に重金属の捕捉
材料を添加しても、重金属イオンを捕捉する以前に、遊
離のカルシウムイオン、マグネシウムイオンと結合して
しまい、効果が発揮されないことが多い。[0010] Even if a heavy metal trapping material is added to the material for constructing the barrier, it often binds to free calcium ions and magnesium ions before trapping the heavy metal ions, and the effect is often not exhibited. .
【００１１】さらに、カドミウムや鉛等は捕捉または滞
留を行わせることは比較的容易であるものの、３価また
は６価クロムについては、捕捉がきわめて困難である。Further, while it is relatively easy to capture or retain cadmium and lead, it is extremely difficult to capture trivalent or hexavalent chromium.
【００１２】したがって、本発明の課題は、遮水性に優
れるとともに、重金属特にクロムの捕捉性にも優れたも
のとすることにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide not only excellent water blocking properties but also excellent capturing properties for heavy metals, particularly chromium.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題は、汚染された
または汚染の虞れがある領域の周囲に、その領域から周
辺への汚染物質の移動を阻止する遮断壁において、ナト
リウムベントナイトを４０〜１００ｋｇ／ｍ3、高炉セ
メントのＢ種またはＣ種あるいはそれらの混合物を２０
０〜５００ｋｇ／ｍ3 含み、 前記ナトリウムベントナイ
トおよび前記高炉セメントによって形成される細孔を緻
密化して重金属イオンを捕捉する微細孔を形成させるた
めに、さらにエトリンガイトを生成させる混和材を１０
〜７５ｋｇ／ｍ3、および金属アルミニウムを含む混和
材を２〜１０ｋｇ／ｍ3 含み、 重金属イオンを捕捉する
微細孔が形成されたことで解決できる。The object of the present invention is to provide a method for removing sodium bentonite from around a contaminated or potentially contaminated area at a barrier which prevents the transfer of contaminants from that area to the surroundings. 100 kg / m 3 , blast furnace cement B or C or a mixture thereof
Wherein 0~500kg / m 3, the sodium vent Nai
And the pores formed by the blast furnace cement
To form micropores that trap heavy metal ions
10 additional admixtures to produce ettringite
~75kg / m 3, and the admixtures containing metal aluminum, and 2 to 10 kg / m 3, to capture the heavy metal ions
The problem can be solved by forming the fine holes .
【００１４】この場合、さらにフライアッシュ、シリカ
フュームまたはホワイトカーボンあるいはそれらの混合
物を５０ｋｇ／ｍ3以下、およびまたは塩化亜鉛賦活法
による活性炭を１００ｋｇ／ｍ3以下含ませることがで
きる。In this case, fly ash, silica fume or white carbon or a mixture thereof can be further contained at 50 kg / m 3 or less, and / or activated carbon obtained by zinc chloride activation method at 100 kg / m 3 or less.
【００１５】[0015]
【作用】ナトリウムベントナイトを４０〜１００ｋｇ／
ｍ3、高炉セメントのＢ種またはＣ種あるいはそれらの
混合物を２００〜５００ｋｇ／ｍ3含む材料による遮断
壁は、多孔質であり、その細孔（ミクロポア）で重金属
類を吸着または収着によって捕捉できるものである。[Action] Sodium bentonite is 40 to 100 kg /
m 3 capture, the blocking wall of the Class B or Class C, or mixtures thereof blast furnace cement by materials including 200～500Kg / m 3 is porous, the adsorption or sorption of heavy metals in the pores (micropores) You can do it.
【００１６】セメントとして高炉セメントを用いると、
強度が高まるとともに、高炉セメント粒子の表面に、主
にゲル状の珪酸石灰水和物（一般にＣＳＨと呼ばれる）
の各種トバモライト系結晶が生成し、強度および透水係
数（遮水性）を高める。一軸圧縮強度は５〜３０ｋｇ／
ｍ2、透水係数（Ｋ）は１０-6〜１０-7ｃｍ／秒を示
す。When blast furnace cement is used as cement,
As the strength increases, the surface of the blast furnace cement particles is mainly gelled silicate lime hydrate (generally called CSH)
Of various types of tobermorite-based crystals are formed to increase strength and water permeability (water-blocking). Uniaxial compressive strength is 5-30kg /
m 2 and the water permeability (K) are 10 −6 to 10 −7 cm / sec.
【００１７】ナトリウムベントナイト量が４０ｋｇ／ｍ
3未満では、スラリー粘性が低くなり、ブリージング量
が多くなり、逆に１００ｋｇ／ｍ3を超えると、粘性が
異常に高く、施工が不能となる。The amount of sodium bentonite is 40 kg / m
If it is less than 3 , the slurry viscosity will be low and the amount of breathing will be large. Conversely, if it exceeds 100 kg / m 3 , the viscosity will be abnormally high and construction will be impossible.
【００１８】高炉セメントとしては、高い透水係数をも
たらすために粒径が細かいＢ種またはＣ種あるいはそれ
らの混合物を用いるのが好ましく、その量が２００ｋｇ
／ｍ3未満では、圧縮強度が低く、透水係数が大きくな
る。逆に５００ｋｇ／ｍ3を超えると、スラリー粘性が
高くなり、施工が困難である。As the blast-furnace cement, it is preferable to use Class B or Class C or a mixture thereof having a small particle size in order to provide a high hydraulic conductivity.
If it is less than / m 3 , the compressive strength is low and the water permeability is large. On the other hand, if it exceeds 500 kg / m 3 , the viscosity of the slurry will be high, and construction will be difficult.
【００１９】一方、単にナトリウムベントナイトおよび
高炉セメント系の材料のみでは、重金属の捕捉性が、後
述の比較例で示すように、３価または６価のクロムの捕
捉性は１ｍ3当たり３０ｍ3程度の低濃度汚染水の能力を
有するものの、充分でない。この捕捉性を高めるために
は、細孔（ミクロポア）をさらに細かくすることが好ま
しい。On the other hand, the sodium-bentonite and blast-furnace cement-based materials alone have a heavy metal trapping property of about 30 m 3 / m 3 as shown in a comparative example described later. Although capable of low concentration polluted water, it is not enough. In order to enhance this trapping property, it is preferable to make the pores (micropores) finer.
【００２０】そこで、天然または人工ポゾラン、フライ
アッシュ、好適にはより微細なもしくは活性化度が高い
シリカフュームまたはホワイトカーボン、あるいはそれ
らの混合物からなる珪酸質材料を添加して、高炉セメン
トとのポゾラン反応を促進させて緻密化を図ることがで
きる。Therefore, a silicic material consisting of natural or artificial pozzolan, fly ash, preferably finer or highly activated silica fume or white carbon, or a mixture thereof is added, and the pozzolanic reaction with the blast furnace cement is performed. Can be promoted and densification can be achieved.
【００２１】しかるに、前述のように粘土鉱物類の含有
や化学的固定化のための捕捉材料を使用する場合には、
水と接触して遊離の水酸化カルシウムが溶出し、この跡
が空隙となり通水量が増して遮水性能が低下したり、そ
の捕捉材料が重金属イオンを捕捉する以前に、遊離のカ
ルシウムイオン、マグネシウムイオンと結合してしま
い、効果が発揮されない。However, as described above, when using a trapping material for containing clay minerals or chemically immobilizing,
Free calcium hydroxide is eluted upon contact with water, and these traces become voids, increasing the amount of water flow and impairing the water blocking performance, and before the capturing material captures heavy metal ions, free calcium ions, magnesium The effect is not exhibited because it binds to ions.
【００２２】したがって、本発明の極微細なミクロポア
を多数形成させるのが唯一の有効手段である。このため
に、本発明では、高炉セメントに対して珪酸質材料を用
いてポゾラン反応を生じさせることにより緻密化を図る
ほか、エトリンガイトを生成させる混和材を１０〜７５
ｋｇ／ｍ3、金属アルミニウムを含む混和材を２〜１０
ｋｇ／ｍ3含有させ、より緻密化を図る。Therefore, the only effective means is to form a large number of ultrafine micropores of the present invention. For this reason, in the present invention, in addition to achieving densification by causing a pozzolanic reaction to a blast furnace cement using a siliceous material, an admixture for generating ettringite is used in an amount of 10 to 75%.
kg / m 3 , 2 to 10 admixtures containing metallic aluminum
kg / m 3 to increase the density.
【００２３】エトリンガイトを生成させる混和材として
は、カルシウム・サルホ・アルミネートを含むもので、
これが次記のように水と化合してエトリンガイトを生成
させる。 3CaO・Al2O3・3CaSO4+32H2O → Ca3A・3CaSO4・32H2O この代表例としては電気化学工業社製「デンカＣＳＡ」
を例示できる。このエトリンガイトを生成させる混和材
が１０ｋｇ／ｍ3未満では、エトリンガイトを生成させ
る効果が小さく、したがって緻密化が充分でなく、７５
ｋｇ／ｍ3を超えるとその膨張化作用によって逆に緻密
性が得られない。The admixture for forming ettringite includes calcium sulfo aluminate,
This combines with water to form ettringite as described below. 3CaO ・ Al 2 O 3・ 3CaSO 4 + 32H 2 O → Ca 3 A ・ 3CaSO 4・ 32H 2 O As a typical example, “DENKA CSA” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Can be exemplified. When the amount of the ettringite-forming admixture is less than 10 kg / m 3 , the effect of forming the ettringite is small, and therefore, the densification is not sufficient.
If it exceeds kg / m 3 , denseness cannot be obtained due to the expansion effect.
【００２４】金属アルミニウムを含む混和材としては、
金属アルミニウム単体のほか、これにさらにリグニンス
ルフォン酸塩を分散剤およびその分散遅延剤も含有する
ものなどを用いることができる。後者の例としては、ポ
ゾリス物産社製「ポゾリスＧＦ６３０−Ａ２」を挙げる
ことができる。金属アルミニウムを含む混和材が２ｋｇ
／ｍ3未満では、水酸化アルミニウムを生成させる効果
が小さく、したがって緻密化が充分でなく、１０ｋｇ／
ｍ3を超えるとその膨張化作用によって逆に緻密性が得
られない。この場合、金属アルミニウムを含むもののほ
か、水酸化アルミニウムそのものであってもよい。Examples of the admixture containing metallic aluminum include:
In addition to metal aluminum alone, it is possible to use those further containing a lignin sulfonate as a dispersant and a dispersion retarder thereof. As an example of the latter, "Pozzolith GF630-A2" manufactured by Pozoris Bussan Co., Ltd. can be mentioned. 2 kg of admixture containing metallic aluminum
If it is less than 10 kg / m 3 , the effect of forming aluminum hydroxide is small , so that densification is not sufficient and
If it exceeds m 3, on the contrary, denseness cannot be obtained due to its expansion action. In this case, aluminum hydroxide itself may be used in addition to the one containing metal aluminum.
【００２５】かくして、ナトリウムベントナイト−高炉
セメント材料に対して、エトリンガイトを生成させる混
和材および金属アルミニウムを含む混和材を含有させる
と、後述の実施例で示すように、極微細なミクロポアの
生成によって、クロムイオンの遮断性も優れたものとな
る。そして、必ずしも珪酸質材料の添加を要することな
く優れた遮断性および遮水性を示す。Thus, when the sodium bentonite-blast furnace cement material contains the admixture for forming ettringite and the admixture containing metallic aluminum, as shown in the examples described below, the formation of ultrafine micropores Chromium ion blocking properties are also excellent. And it shows excellent barrier properties and water barrier properties without necessarily requiring addition of a siliceous material.
【００２６】ちなみに、実施例１３の材料によって構成
された遮断壁材料について、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）によって観察したところ、図１に示す概要構造（モ
デル構造）であった。このことから、カルシウム・サル
ホ・アルミネート（ＣＳＡ）本体の周囲に生成する手が
長いエトリンガイト針状結晶とセメント粒子表面に生成
する手が短い珪酸石灰水和物（ＣＳＨ）結晶とが巧妙に
噛み合い、かつベントナイト粒子および水酸化アルミニ
ウム結晶を取り込みながら、全体として微細なミクロポ
アを形成することが判る。その結果、その微細なミクロ
ポアにクロムイオンなどの重金属イオンが良好に捕捉さ
れるものと考えられる。Incidentally, with respect to the barrier wall material constituted by the material of Example 13, the scanning electron microscope (SE
Observation by M) showed the general structure (model structure) shown in FIG. This suggests that the long-handed ettringite needle crystal formed around the calcium-sulfo-aluminate (CSA) body and the short-handed silicate lime hydrate (CSH) crystal formed on the cement particle surface are cleverly engaged. It can be seen that fine micropores are formed as a whole while taking in bentonite particles and aluminum hydroxide crystals. As a result, it is considered that heavy metal ions such as chromium ions are favorably captured by the fine micropores.
【００２７】一方、前述の緻密性とは無関係であるが、
塩化亜鉛賦活法による活性炭を１００ｋｇ／ｍ3以下含
有させることができる。活性炭には水蒸気賦活法による
ものもあるが、クロムの捕捉能力はないことを知見して
いる。上限を超えると、その効果が飽和する。On the other hand, although not related to the above-mentioned denseness,
100 kg / m 3 or less of activated carbon by the zinc chloride activation method can be contained. Some activated carbons are activated by the steam activation method, but they have no ability to capture chromium. Exceeding the upper limit saturates the effect.
【００２８】なお、本発明において、必要ならば、その
他に粘土鉱物類、化学的固定化材料を少量添加すること
を妨げない。In the present invention, if necessary, addition of a small amount of clay minerals and a chemical fixing material is not prevented.
【００２９】[0029]
【実施例】従来および比較例としての遮断壁の組成およ
び性能を表１に、本発明による遮断壁の組成および性能
を表２に示す。EXAMPLES Table 1 shows the composition and performance of the conventional and comparative barrier walls, and Table 2 shows the composition and performance of the barrier walls according to the present invention.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】なお、６価クロムの捕捉能力としては、５
ｍｍφ×１０ｃｍの供試体を作成し、その上から６価ク
ロムを１リットル中に５ｍｇ含む水を透過させたとき
の、透過水中の６価クロム量を測定することにより、遮
断壁に換算演算した場合の値を示している。The ability to capture hexavalent chromium is 5
A specimen of mmφ × 10 cm was prepared, and the amount of hexavalent chromium in the permeated water when permeating water containing 5 mg of hexavalent chromium in 1 liter from above was measured to calculate the conversion value to the barrier wall. The values in the case are shown.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば、遮水性に優れるとともに、重金属特にクロムの
捕捉性にも優れたものとすることができる。As is evident from the above description, according to the present invention, it is possible to obtain not only excellent water blocking properties but also excellent capture of heavy metals, particularly chromium.
【図１】実施例１３の材料によって構成された遮断壁材
料を電子顕微鏡で観察した概要構造図である。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a blocking wall material made of a material of Example 13 observed with an electron microscope.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:14） (72)発明者 飯尾 正俊 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ライト工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 美知代 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ライト工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−105500（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208853（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−37470（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−194216（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 14:10 C04B 22:04 C04B 22:14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C04B 22:14) (72) Inventor Masatoshi Iio 4-35, Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo Light Industry Co., Ltd. (72) Inventor Michiyo Suzuki 4-35, Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo Light Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-61-105500 (JP, A) JP-A-3-208853 (JP, A) JP-A-2-26857 (JP, A) JP-A-55-37470 (JP, A) JP-A-4-194216 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C04B 28 / 02 C04B 14:10 C04B 22:04 C04B 22:14
Claims (3)
周囲に、その領域から周辺への汚染物質の移動を阻止す
る遮断壁において、 ナトリウムベントナイトを４０〜１００ｋｇ／ｍ3、高
炉セメントのＢ種またはＣ種あるいはそれらの混合物を
２００〜５００ｋｇ／ｍ3 含み、 前記ナトリウムベントナイトおよび前記高炉セメントに
よって形成される細孔を緻密化して重金属イオンを捕捉
する微細孔を形成させるために、さらに エトリンガイト
を生成させる混和材を１０〜７５ｋｇ／ｍ3、および金
属アルミニウムを含む混和材を２〜１０ｋｇ／ｍ3 含
み、 重金属イオンを捕捉する微細孔が形成された ことを特徴
とする汚染物質の遮断壁。The present invention relates to a blast furnace cement, comprising sodium bentonite 40 to 100 kg / m 3 , around a contaminated or potentially contaminated area, a barrier wall for preventing the transfer of contaminants from the area to the surroundings. The sodium bentonite and the blast furnace cement contain 200 to 500 kg / m 3 of the type B or the type C or a mixture thereof.
The dense pores formed are trapped to capture heavy metal ions
To form the micropores, further 10~75kg the admixture to produce ettringite / m 3, and 2 to 10 kg / m 3 including an admixture comprising metallic aluminum
Seen, the blocking wall of the pollutants, characterized in that micropores of capturing heavy metal ions are formed.
たはホワイトカーボンあるいはそれらの混合物を５０ｋ
ｇ／ｍ3以下含む請求項１記載の汚染物質の遮断壁。2. The method further comprises adding fly ash, silica fume or white carbon or a mixture thereof to 50k.
g / m 3 or less including claim 1 blocking wall pollutants according.
０ｋｇ／ｍ3以下含む請求項１または請求項２記載の汚
染物質の遮断壁。3. Activated carbon by zinc chloride activation method
3. The barrier wall for pollutants according to claim 1, wherein the barrier wall contains 0 kg / m 3 or less.
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| JP31743292A JP2974523B2 (en) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Pollutant barrier |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107671108A (en) * | 2017-10-26 | 2018-02-09 | 中节能清洁技术发展有限公司 | Curing for hazardous waste |
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1992
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| CN107671108A (en) * | 2017-10-26 | 2018-02-09 | 中节能清洁技术发展有限公司 | Curing for hazardous waste |
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