瓦砾处理用组合物及瓦砾处理方法

技术领域

本发明涉及对于包含被破坏的建筑物等的瓦砾的处理有用的技术，进一 步详细而言，涉及可以将牢固地附着了砂土的瓦砾、尤其是遭受海水侵袭而 胶着了砂土的瓦砾容易地分离成砂土和瓦砾的瓦砾处理用组合物、使用这样 的组合物进行的瓦砾处理方法。

背景技术

自古以来，在大规模的地震袭击城市时，除人受到灾害外，随着房屋、 建筑物等的倒塌而产生大量的瓦砾，其处理成为问题。例如，在2011年3月 11日发生的东日本大地震中，发生巨大海啸，给沿海地区带来灾难性的灾害， 在其重建时，巨大量的瓦砾处理成为了重大问题。这些瓦砾包含混凝土、木 材、金属、合成树脂等各种各样的物质，在其处理时需要将它们分类，尤其 是由于沾满砂土，因此首先必须除去砂土。

关于瓦砾的分类方法，至今也提出了各种方案。例如，提出如下方法： 向盛满水的水槽内投入混合存在沉淀物和悬浮物的瓦砾，将沉淀物与悬浮物 分类的方法(专利文献1)，以东日本大地震产生的瓦砾处理为目的，向包括 含水的具有电荷的颗粒及异物的废弃物中添加、混炼各种物质，然后进行筛 分的方法(专利文献2)。对于所述方案，在该专利文献2中指出，由于地震 灾害时产生的瓦砾包含大量含水率高的砂土，因此难以在原有状态下将瓦砾 运送至堆积地，另外上述专利文献1中记载的方法由于需要大量的处理水及 其后处理，因此无法在受灾地区采用。而且，根据专利文献2中记载的方法， 认为可以将含水的具有电荷的颗粒(粘土、泥浆、胶体颗粒等)及异物在保 持含水的状态下改性，成为能够筛分的状态，同时容易将上述颗粒从异物中 脱离并在其后进行筛分，由此能够效率良好地分离异物。

具体而言，在专利文献2记载的发明中，这次东日本大地震中产生的瓦 砾的含水率高，给筛分的处理带来困难，因此使用能够使含水的具有电荷的 颗粒(粘土、泥浆、胶体颗粒等)发生化学键合的特有化合物，由此上述颗 粒容易从异物脱离。与此相同的方案，也涉及到建设余土，在专利文献3记 载的发明中，出于含水比高的残土的粘性大、容易附着于混合机等而变得难 以处理的原因，提出了用混合机混合建设余土和具有土壤群粒化功能的聚合 物等物质之后进行筛分的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-075772号公报

专利文献2：日本特开2012-176394号公报

专利文献3：日本特开平07-136613号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，根据本发明人等的研究，对于牢固附着了砂土的瓦砾、尤其是东 日本大地震中产生的瓦砾而言，由于海啸的强力而被破坏、破碎的各种物质 与因海啸被冲到陆上来的海底的污泥、因海啸被刮取的大量的土壤或砂土等 混合，其结果是瓦砾中这些大量砂土等发生胶着、而且其量巨大，即便通过 未设想这样的情况的现有技术、地震灾害后提出的上述现有方法，也难以分 离砂土等与瓦砾，存在迄今应该解决的课题。另外，现有技术中，需要使用 大量的化合物(化学试剂)的情况也很多，也会担心处理后的处理物对环境 带来影响。进而，如前所述，巨大量的瓦砾处理、尤其是砂土等与瓦砾的分 离是其重建的前提，其解决是当务之急。以下，将海底等污泥、土壤或砂土 等统一简称为“砂土”。

于是，本发明的目的在于提供，以牢固附着了砂土的瓦砾、尤其由于海 啸等强力而被破坏、破碎的各种物质与因海啸等携带来的砂土混合而产生的 巨大量的瓦砾处理作为前提，将牢固附着的砂土从瓦砾中分离时，可以不给 环境带来不良影响、并且简便且效率良好地将砂土与瓦砾容易地分离的有用 的技术。

用于解决问题的方案

上述目的通过以下的本发明达成。即，本发明提供一种瓦砾处理用组合 物，其特征在于，其为用于从附着有砂土的瓦砾中分离砂土的瓦砾处理用组 合物，相对于石膏100质量份至少包含0.1～10质量份的高分子凝聚剂，前述石 膏的BSA比表面积为15000cm²/g以下，并且前述高分子凝聚剂的95％以上为 粒径200μm以下的粉末状。

作为上述本发明的瓦砾处理用组合物的优选实施方式，可列举下述实施 方式。可列举：前述石膏的BSA比表面积为10000cm²/g以下；前述高分子凝 聚剂的95％以上为粒径150μm以下的粉末状；前述高分子凝聚剂的90％以上 为粒径10μm以上的粉末状；前述高分子凝聚剂为阴离子系或非离子系的高 分子凝聚剂；前述高分子凝聚剂为任选具有分支的链状结构的合成高分子化 合物；前述石膏为半水石膏或III型无水石膏，并且其95％以上为粒径700μm 以下的石膏。

作为另一实施方式，本发明提供一种瓦砾处理方法，其特征在于，其为 用于从附着有砂土的瓦砾中分离砂土的瓦砾处理方法，其具有：处理工序， 向前述附着有砂土的瓦砾中分别添加石膏和高分子凝聚剂、或者将石膏和高 分子凝聚剂以预先混合的状态添加，将它们进行混炼；分离工序，从由该处 理工序得到的混炼物中分离瓦砾与附着于该瓦砾的砂土，前述处理工序中， 相对于1m³前述瓦砾，添加10～100kg石膏和0.01～10kg高分子凝聚剂。

作为上述本发明的瓦砾处理方法的优选实施方式，可列举下述形式。可 列举：前述石膏的95％以上为粒径700μm以下；前述石膏的BSA比表面积为 15000cm²/g以下，并且前述高分子凝聚剂的95％以上为粒径200μm以下的粉 末状；前述石膏的BSA比表面积为10000cm²/g以下；前述高分子凝聚剂的95％ 以上为粒径150μm以下的粉末状；前述高分子凝聚剂的90％以上为粒径10μm 以上的粉末状；前述高分子凝聚剂为阴离子性或非离子性的合成高分子凝聚 剂；前述高分子凝聚剂为任选具有分支的链状结构的合成高分子化合物；前 述石膏为半水石膏或III型无水石膏；附着有砂土的瓦砾为附着了因海水而具 有高胶着性的砂土的瓦砾。

发明的效果

根据本发明，可提供对于如东日本大地震中产生的那种、包含因海水而 被混合、产生的大量砂土的瓦砾，可以通过极其简单的操作从瓦砾中分离牢 固固定的砂土，能够简便、效率良好且容易地实现作为瓦砾处理中的重要问 题的、砂土和瓦砾分离的瓦砾处理用组合物、使用这样的组合物进行的瓦砾 处理方法。进而，本发明提供能够以在分离处理后的处理物不给环境带来不 良影响的状态分离砂土与瓦砾的瓦砾处理用组合物及瓦砾处理方法。

具体实施方式

以下，列举优选的形式，对本发明进一步详细地说明。本发明人等为了 解决上述的现有技术的课题，对于胶着有砂土的瓦砾、尤其是东日本大地震 中产生的瓦砾的性状进行了研究。其结果，认识到因巨大海啸被破坏、与大 量砂土一同被搬运而产生的瓦砾由于遭受了海水侵袭，因此与通常建设现 场、单纯倒塌的房屋所产生的瓦砾不同，即便被干燥后，砂土也以粘着的状 态牢固附着，分离砂土与瓦砾是极其困难的。而且，以往尚未知晓可以将以 这样粘着的状态(以下称为胶着性)牢固附着于瓦砾的砂土通过简便的方法 容易地分离的方法，认为解决该课题是当务之急、进行了深入地研究。

本发明人等在详细地研究过程中，发现东日本大地震中产生的附着于瓦 砾的砂土具有高胶着性的原因是，由于被海水破坏、与砂土混合，导致源自 海水的钠成分掺入砂土、尤其是具有层状结构的粘土矿物中。基于所述见解， 为了将该具有高胶着性的砂土与瓦砾分离而进行深入研究，结果完成了本发 明。

作为研究的前提，本发明人等确认了下述举出的现有的瓦砾处理方法的 课题。首先，作为现有的瓦砾处理方法，有如前面举出的专利文献1中提出 的那种将瓦砾投入水槽内而分离沉淀物与悬浮物的方法，但该方法不但需要 具备有水槽的大型设备，而且由于处理后产生大量的处理水，因此需要用于 处理其的辅助设施(secondaryfacilities)等，设备的规模变大，难以在受 灾地区利用。

与此相对，作为即便在受灾地区也能够简便地分离砂土与瓦砾的方法， 考虑到各种方法：使砂土的含水率降低之后进行筛分，从而分离砂土与瓦砾 的方法。然而，如下所述，均难以说是最适合的方法。具体而言，虽然有使 包含砂土的瓦砾进行日光干燥、加热处理而使其干燥之后进行筛分的方法， 但是在瓦砾的量巨大的情况下，存在确保日光干燥用的用地、加热所需能量 变得巨大之类的问题。进而，根据本发明人等的研究，由于东日本大地震中 产生的附着于瓦砾的砂土具有高胶着性，因此即便通过上述方法使所附着的 砂土干燥，也难以分离砂土与瓦砾。进而，虽然有添加生石灰等改性材料来 降低含水率之后进行筛分的方法，但是在将该方法用于附着了具有高胶着性 的砂土的瓦砾时，即使能够降低含水率，也难以从瓦砾中分离砂土。另外， 对瓦砾进行加热处理时也同样，在添加生石灰等改性材料进行处理时，担心 产生氨气等有害气体，此时产生处理物对周围环境带来不良影响之类的其它 课题。

在前面举出的针对建设余土的专利文献3的技术中，在粘性大的含水比 高的残土中添加混合具有土壤的群粒化功能的水溶性聚合物粉末之后，驱动 筛分机从而可以将柔软或粘性高的含水比高的土壤制成能够再利用于回填 等施工的、赋予如沙那样的流动性的物质。本发明人等对于附着了具有高胶 着性的砂土的瓦砾，尝试使用上述针对建设余土的瓦砾与砂土的分离技术。 确实认识到未对环境带来不良影响，也获得了降低砂土的含水率的效果，但 是砂土与瓦砾的分离性能并不充分，不能简便地分离出牢固附着的大量砂 土。

上述研究的结果，确认了牢固附着有具有高胶着性的砂土的瓦砾的情况 与通常的瓦砾的情况不同，即便充分地降低处理后的砂土的含水率，砂土与 瓦砾的分离性也不充分，无法将砂土从瓦砾容易地剥离。尤其是东日本大地 震中产生的瓦砾的情况下，即便充分地降低砂土的含水率时，也不能充分地 降低处理后的砂土的胶着性，可知这是无法充分分离砂土和瓦砾的原因。

此外，确认到因巨大海啸产生的瓦砾是因海水而被破坏、流入海水并与 刮取的砂土、海底的污泥一起混合而产生的，因此较多地含有海水中所含的 钠成分，由于该钠成分掺入砂土中的土壤(粘土矿物)中，因此即使水洗也 无法容易地除去该土壤中所含的钠成分。而且，得到的结论是：原因在于， 该砂土所含的钠成分为显示出对于瓦砾的高胶着性，这也是利用以降低含水 率为目的的现有的处理无法降低瓦砾的胶着性的原因。由此情况，本发明人 等认为重要的是在该被处理物中，通过在瓦砾的含水率降低的基础上实现瓦 砾中的钠成分降低，由此兼具瓦砾的含水率的降低和胶着性的降低，若能够 实现，则砂土与瓦砾的分离变得容易。

在上述认识的基础上，本发明人等为了发现能够兼具在该处理物中瓦砾 的含水率的降低和砂土的胶着性的降低(砂土中的钠成分的降低)的方法而 进行了深入研究，其结果是，发现用简便的方法就能够得到上述效果的有用 的物质的组合，从而完成了本发明。具体而言，发现通过使用具有特有比表 面积的石膏100质量份和特有粒径的、尺寸统一的粉末状的高分子凝聚剂 0.1～10质量份进行瓦砾处理这样极其简便的构成，能够兼具瓦砾的含水率的 降低和胶着性的降低，可实现本发明的显著效果。具体而言，发现了如下出 乎意外的效果：使用包含上述2种物质的本发明的瓦砾处理用组合物，对于 其被处理物、现在悬而未决的因海啸产生的附着了具有高胶着性的砂土的东 日本大地震的瓦砾进行处理时，牢固附着于瓦砾的砂土纷纷从瓦砾中容易地 剥离(脱落)，其后进行筛分，由此可简单地分离砂土与瓦砾。

本发明人等认为能够得到上述显著效果的理由如下。首先，使用本发明 的瓦砾处理用组合物将牢固附着有砂土的瓦砾进行混炼处理，从而使作为高 胶着性的原因的处于掺入土壤(粘土矿物)的状态的钠成分被源自构成瓦砾 处理用组合物的石膏的钙成分置换。该置换下来的钠成分溶于瓦砾所含的水 中，进而随着水一起被吸收到构成瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂内。本 发明人等认为能够达成兼具瓦砾的含水率的降低和胶着性的降低的理由为 上述一系列现象的结果。进而，除上述外，构成瓦砾处理用组合物的石膏其 自身为干爽的，因此认为这也是能够有效降低附着于瓦砾的砂土的胶着性、 从瓦砾中的剥离变得容易的主要原因。

本发明人等为了确认上述举出的理由，进行了下述实验。即，对于使用 水溶剂进行提取操作并将附着于瓦砾的砂土作为样品所得的提取液中包含 的钠离子、和使用本发明的瓦砾处理用组合物将砂土与瓦砾分离处理、且将 所得处理土作为样品并用水溶剂提取的提取液中包含的钠离子的量进行测 定，比较二者的测定值。上述比较的结果是，将使用本发明的瓦砾处理用组 合物处理后的处理土作为样品的提取液与未使用组合物时的提取液相比，显 然包含了较多的钠离子。由此情况也可验证通过使用本发明的瓦砾处理用组 合物对瓦砾进行处理，附着于土壤的钠成分与源自构成瓦砾处理用组合物的 石膏的钙成分发生了置换。

以下，对于构成本发明的瓦砾处理用组合物的成分分别进行说明。

〔瓦砾处理用组合物〕

(石膏)

作为构成本发明的瓦砾处理用组合物的石膏，可使用二水石膏、半水石 膏、无水石膏(I型无水、II型无水、III型无水)中任一者，在处理附着于瓦 砾的砂土时大多需要具有一定程度的强度，若考虑此方面，则更优选为半水 石膏或III型无水石膏。另外，半水石膏、III型无水石膏的吸湿性优异，因此 与二水石膏、II型无水石膏相比，也存在防止高分子凝聚剂吸湿而产生形成 团块的不良情况的性能优异的优点。如前所述，本发明的瓦砾处理用组合物 在与瓦砾混炼而使用时，附着于瓦砾的砂土(土壤)中所含的钠与作为石膏 的构成成分的石膏的钙发生置换(钠成分溶于水)，从而能够降低砂土(土 壤)的胶着性。另外，根据本发明人等的研究，本发明的瓦砾处理用组合物 将石膏作为构成成分，从而能够抑制与石膏组合使用的高分子凝聚剂在库存 等中保存时成为问题的、高分子凝聚剂形成团块之类的不良情况的产生。根 据本发明人等的研究，尤其是只要满足本发明所规定的配合比例，作为瓦砾 处理用组合物就能够长期保存。于是，本发明的瓦砾处理用组合物的包装形 式可以制为包含石膏和高分子凝聚剂的混合物，通过这样操作，能够提高其 实用性。但是，本发明的瓦砾处理用组合物不限于这样的形式，根据使用状 况，也可以制成将本发明所规定的石膏和本发明所规定的高分子凝聚剂分别 保存、在使用时将它们一起使用的形式。

进而，根据本发明人等的研究，对于构成本发明的瓦砾处理用组合物的 石膏，BSA比表面积为15000cm²/g以下时能够得到高效果。更优选为，BSA 比表面积为10000cm²/g以下、进而优选为5000cm²/g以下时，能够得到更显著 的效果。即，根据本发明人等的研究，作为钙的供给源的石膏无论其比表面 积如何均可适宜地使用，但使用如本发明所规定这样的比表面积的石膏，在 其处理时，作为钙供给材料显示出高性能，易于与土壤中的钠置换，能够更 显著地得到本发明的效果。另一方面，根据本发明人等的研究，超过 15000cm²/g的比表面积大的石膏多少会对高分子凝聚剂带来影响，其结果也 发现瓦砾与砂土的分离效率稍有恶化的倾向，故不优选。

另外，如前所述，认为通过在瓦砾处理用组合物的构成中使用石膏，石 膏自身的物性(干爽感)也成为降低附着于瓦砾的砂土的胶着性的主要原因。 由以上理由，构成本发明的瓦砾处理用组合物的石膏更优选为粉末状的石 膏。作为其粒径，例如，该石膏的95％以上的粒径为700μm以下、更优选的 是95％以上的粒径为600μm以下。需要说明的是，粒径是将使其预先通过网 眼1mm的筛从废石膏等中去除混入的纸片、石子等后的石膏利用激光衍 射·散射法测定而得到的值。另外，本发明的瓦砾处理用组合物所使用的石 膏如前所述，基本上只要具有作为钙离子的供给源的功能即可，因此也可使 用天然石膏、副产石膏等任一者。当然，也可利用废石膏、尤其是废石膏板。 此时，即便不去除废石膏所包含的板用原纸等纸成分等而直接作为瓦砾处理 用组合物使用，也没有任何问题，也不会由此带来不良影响。

(高分子凝聚剂)

构成本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂相对于上述的石膏100 质量份以0.1～10质量份的范围的量而含有，本发明中，使用其95％以上为粒 径200μm以下的粉末状的颗粒尺寸一致的高分子凝聚剂。根据本发明人等的 研究，本发明的瓦砾处理用组合物中，作为其构成成分而包含高分子凝聚剂， 因此使本发明的瓦砾处理用组合物和瓦砾混炼时，能够提早吸收附着于瓦砾 的土壤的水分并保持。另外，根据本发明人等的研究，通过本发明的瓦砾处 理用组合物和瓦砾的混炼处理，从而与石膏所供给的钙迅速地置换并溶入土 壤中的水分的钠成分被吸入到高分子凝聚剂中。需要说明的是，高分子凝聚 剂中没有保持钠成分本身的能力。

构成本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂的含量相对于石膏100 质量份为0.1～10质量份的范围、更优选相对于石膏100质量份为0.5～8质量份、 进而优选为0.5～5质量份。即，若高分子凝聚剂的量过少，则由于瓦砾处理用 组合物和瓦砾的混炼时间短等原因，存在瓦砾处理用组合物的吸水量不足、 上述本发明的效果体现不充分的可能性。另一方面，与上述范围相比过多时， 在保存瓦砾处理用组合物时，在瓦砾处理用组合物中高分子凝聚剂形成团 块、发生高分子凝聚剂的吸水性能降低的不良情况。作为本发明的瓦砾处理 用组合物处理的对象的瓦砾如前所述，因为是附着有具有高胶着性的砂土的 瓦砾，因此所处理的瓦砾在高含水的情况下，优选使用构成在处理中使用的 本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂的添加量多的组合物。

对于构成本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂没有特别限定，其 中，优选使用包含可以具有分支的链状结构的合成高分子化合物的聚集剂。 即，本发明中，可适宜使用被称为线状高分子、直链状高分子、棒状高分子 的、无分支的直链状结构的物质、或者被称为支化高分子、分支高分子的、 具有支链的链状结构的物质的任一者。根据本发明人等的研究，与后所述那 样使用包含被称为网眼状高分子、交联高分子的具有3维结构的网状的高分 子化合物的聚集剂(以下简称为网状结构的高分子凝聚剂)的情况相比，使 用上述的任选具有分支的链状结构的高分子凝聚剂(以下简称为链状结构的 高分子凝聚剂)的情况下，附着于瓦砾的具有高胶着性的砂土更容易从瓦砾 剥离、得到的本发明的效果更显著。具体而言，与使用链状结构的高分子凝 聚剂的处理相比，使用网状结构的高分子凝聚剂时的处理中存在于土壤中的 钠置换为石膏所供给的钙的置换效率稍有降低的倾向。与此相对，在本发明 中尤其作为问题的、遭受海水侵袭而牢固胶着了砂土的瓦砾的处理中，成为 该牢固胶着的原因的掺入土壤的海水中的钠置换为钙的置换效率高时能够 进一步降低该牢固的胶着、更容易地从瓦砾中剥离砂土。关于通过使用该链 状结构的高分子凝聚剂，能够将附着于瓦砾的具有高胶着性的砂土从瓦砾中 更容易地剥离，将通过后述的对于实际瓦砾的研究试验来确认。

对于本发明所使用的高分子凝聚剂的种类也没有特别限定，也可以使用 一直以来用于工业废水的处理等的、阴离子系、非离子系、阳离子系中的任 一种高分子凝聚剂。具体而言，只要是用于工业废水中的悬浊物质的凝聚沉 淀的凝聚剂，就可优选使用任一者。例如可列举出：由选自丙烯酰胺、丙烯 酸钠、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸等的单独的单体形成的聚合物、 由这些单体的多种合成的共聚物等。作为具体例子，作为阳离子系的高分子 凝聚剂，可列举出丙烯酰胺-丙烯酸二甲基氨基乙酯·甲基氯季盐的共聚物 (copolymersofacrylamideanddimethylaminoethylacrylatemethyl chloridequaternarysalt)等；作为非离子系的高分子凝聚剂，可列举出聚 丙烯酰胺等。另外，作为阴离子系的高分子凝聚剂，可列举出丙烯酰胺/丙 烯酸钠的共聚物等丙烯酸系凝聚剂、丙烯酰胺/丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的 共聚物等磺酸系凝聚剂。根据本发明人等的研究，它们之中，优选使用非离 子系的高分子凝聚剂、阴离子系的高分子凝聚剂，尤其优选使用阴离子系的 高分子凝聚剂，其中优选使用丙烯酸系的高分子凝聚剂。其理由是，用本发 明的瓦砾处理用组合物处理遭受了海水侵袭的瓦砾时，起因于海水的被掺入 土壤中的钠成分与组合使用的石膏的钙发生置换，其结果成为钙离子存在于 土壤表面的状态，因此认为与阳离子系、非离子系的高分子凝聚剂相比，使 用阴离子系的高分子凝聚剂时能够迅速地发生反应。关于通过使用阴离子系 的高分子凝聚剂，能够将附着于瓦砾的具有高胶着性的砂土从瓦砾中更容易 地剥离，也将通过后述的研究试验来确认。

构成本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂中，使用95％以上为粒 径200μm以下的粉末状的高分子凝聚剂。更优选的是使用高分子凝聚剂的 95％以上为粒径150μm以下的粉末状的高分子凝聚剂。高分子凝聚剂的粒径 越小、吸水速度越快，能够缩短瓦砾处理时的作业时间。然而，若高分子凝 聚剂的粒径过小，则成为与瓦砾混炼时产生粉尘的原因，有使作业环境恶化 的担心，因此作为构成本发明的瓦砾处理用组合物的高分子凝聚剂，可以使 用高分子凝聚剂的90％以上为粒径10μm以上、更优选95％以上为10μm以上的 粉末状。需要说明的是，高分子凝聚剂的粒径是利用激光衍射/散射法测定的。

(其它成分)

本发明的瓦砾处理用组合物除了上述构成成分以外，还可以含有铝化合 物等。如日本特开2010-207659号公报中记载的那样，在熟石膏(半水石膏) 中，若添加混合选自由氧化铝、氯化铝、氢氧化铝、硫酸铝及它们的衍生物 组成的组中的至少1种铝化合物、以及包含钙或镁成分的中和剂，则能够成 为效率良好地降低重金属等的溶出、并且对于泥土显示出良好的固化性能、 进而能够使处理物成为中性的重金属等不溶出固化材料。可认为作为本发明 中处理对象的瓦砾当然也可能包含重金属，利用本发明的瓦砾处理用组合物 处理后的、从瓦砾中剥离的砂土中也有可能包含重金属。于是，本发明的瓦 砾处理用组合物中也含有铝化合物等是有效的。另外，如日本特开 2010-208870号公报中记载的那样，熟石膏中添加了铝化合物的组合物在作 为土壤的固化材料使用时，能够抑制硫化氢的产生。于是，从此观点出发， 也优选设为添加了铝化合物的形态。此外，根据需要也可以适宜使用pH调节 剂等。需要说明的是，在与砂土混炼的情况下，与砂土发生反应的石灰系等 材料优选不作为构成材料使用。即，这是因为在添加大量的石灰系等材料时， 石灰系等材料与土壤中的氮成分反应而生成氨气，此时会担心处理环境的恶 化。

〔瓦砾处理方法〕

本发明的瓦砾处理方法的特征在于，其具有：向1m³附着有砂土的瓦砾 中添加10～100kg石膏和0.01～10kg高分子凝聚剂进行混炼的处理工序、和从 该处理工序中得到的混炼物中，分离瓦砾和附着于该瓦砾的砂土的分离工 序。作为此时向瓦砾添加石膏和高分子凝聚剂的方法，可以是分别添加，也 可以是设为预先将石膏和高分子凝聚剂混合的状态，添加混合物。作为本发 明中处理对象的砂土所附着的瓦砾没有特别限定，例如，对于非法倾倒至山 中、海岸等的瓦砾、拍打至海岸等的瓦砾、因涨潮或海啸产生的瓦砾、尤其 对于东日本大地震中产生的瓦砾而使用时，显著地得到本发明的效果。尤其 对于即便使用以往的方法也不能容易地分离砂土和瓦砾的、因海水等的影响 而大量含有钠成分的、具有高胶着性的砂土所附着的瓦砾，可以通过使用本 发明的方法，使砂土和瓦砾的分离处理变得容易，因此得到本发明的更大的 效果。即，本发明的瓦砾处理方法中，通过将本发明所规定的石膏和粉末状 的高分子凝聚剂以本发明所规定的比率添加至瓦砾并将它们混炼这样极其 简易的操作，即使是附着于瓦砾的具有高胶着性的砂土，也能够从瓦砾中容 易地剥离。具体而言，以粘着的状态牢固附着于瓦砾的砂土在上述混炼操作 之后成为容易纷纷剥落的状态。对于在上述情况中使用的混炼机没有特别限 定，只要能够达成本发明的目的，就可以为任意。

上述的石膏和粉末状的高分子凝聚剂如前所述那样可以分别添加而混 合，也可以预先将它们混合，将其混合物供给至前述处理工序。在预先混合 石膏和高分子凝聚剂的情况下，相对于石膏100质量份，添加多于10质量份 的高分子凝聚剂时，有可能经过长时间而在石膏内高分子凝聚剂形成团块， 因此不优选长期保存石膏和高分子凝聚剂的混合物。本发明的瓦砾处理方法 所使用的石膏和高分子凝聚剂特别优选使用前面说明的构成的本发明的瓦 砾处理用组合物的构成材料。具体而言，所使用的石膏优选例如其BSA比表 面积为15000cm²/g以下，并且所使用的粉末状的高分子凝聚剂优选其95％以 上为粒径200μm以下的粉末状。本发明的瓦砾处理方法中重要的是，在附着 有砂土的瓦砾的处理工序中，向1m³附着有砂土的瓦砾中添加10～100kg石膏 和0.01～10kg高分子凝聚剂进行混炼。

利用本发明的瓦砾处理方法得到的处理物如前所述那样，附着于瓦砾的 具有胶着性的砂土处于纷纷剥落的状态，对于该处理工序后进行的分离工序 中的分离操作没有特别限定。作为更简易的方法，例如可列举边摇动该状态 的处理物边进行的筛分操作，对其没有限定。筛分操作可以为手动作业，也 可以用振动筛等自动地进行。进而，在进行筛分操作之前，可以使用混合机 等，进行剥离操作，其使形成处理物的瓦砾和以纷纷剥落的状态附着于该瓦 砾砂土剥离，从而容易分离砂土和瓦砾。

对于利用本发明的方法进行处理的对象没虽然有特别限定，但如前所述 那样优选起因于钠成分而使砂土具有高胶着性的、砂土牢固附着且不容易从 瓦砾中剥离的瓦砾。在处理这样的瓦砾时，更显著地体现出本发明的效果。 即，如前所述，本发明的瓦砾处理用组合物的作用在于，混炼至瓦砾时，石 膏成为钙供给源并且与作为砂土的胶着性原因的附着于土壤的钠置换，置换 后的钠溶入共存于瓦砾中的水、或者高分子凝聚剂中保存的水中，结果具有 胶着性的砂土的胶着性消失而成为容易纷纷剥离的状态，从而体现出其显著 的效果。上述情况表示用本发明的方法进行处理的瓦砾优选具有某种程度的 含水率。对此，附着有砂土的瓦砾几乎均具有某种程度的含水率，尤其东日 本大地震中产生的由于巨大海啸产生的瓦砾几乎均具有至少30％的含水比， 包含大量起因于海水的钠成分，因此均成为本发明的适合的处理对象。因此， 用本发明的处理方法进行处理的瓦砾的含水率极低的情况下，向瓦砾中洒水 而提高含水率也是有效的方法。

实施例

以下，举出本发明的实施例、比较例及参考例，对本发明进一步具体地 说明，但本发明不限于这些实施例。

[实施例1、参考例1(关于石膏粉末的比表面积不同的研究)]

使用石膏粉末的性状各自不同的瓦砾处理用组合物，对于东日本大地震 中产生的起因于巨大海啸而附着有大量砂土的实际的瓦砾，如下述那样进行 处理，进行瓦砾和砂土的分离处理试验。处理中所使用的瓦砾的含水比为 40％。处理中，分别使用由BSA比表面积如表1所示各自不同的半水石膏50kg、 和高分子凝聚剂的95％以上为粒径150μm以下的粉末状的高分子凝聚剂 0.5kg构成的各瓦砾处理用组合物(以下称为瓦砾处理材料)。构成各瓦砾处 理材料的半水石膏中使用95％以上为粒径600μm以下的粉末状的物质。另外， 高分子凝聚剂使用其主成分为丙烯酰胺/丙烯酸钠的共聚物(阴离子量： 30～35mol％、阴离子度(anionicdegree)：3.6～3.8meq/gr、分子量：约900 万)的阴离子系高分子凝聚剂。

用上述构成的各瓦砾处理材料如下述操作分别进行处理，如下述求出附 着于瓦砾的砂土的剥离效率，进行各瓦砾处理材料的评价。首先，基于各瓦 砾处理材料的处理按照下述顺序进行。向上述附着有具有胶着性的砂土的瓦 砾1m³中，添加作为瓦砾处理材料的构成成分的半水石膏的BSA比表面积如 表1所示各种不同的瓦砾处理材料，利用搅拌机进行搅拌混炼1分钟。混炼后， 使用筛孔为9.5mm的筛对瓦砾进行筛分。接着，测定如上述处理的结果所得 的筛下的处理土的重量，使用用于处理的附着有砂土的处理前的瓦砾与瓦砾 处理材料的总量，如下述测定剥离效率。将所得结果示于表1中。

剥离效率(％)＝〔筛下的处理土的重量/(瓦砾+瓦砾处理材料(石膏 粉末+高分子凝聚剂))〕×100

表1：试验的概要和评价结果(研究石膏粉末的比表面积不同带来的影 响)

其结果，如表1所示可知，根据所使用的石膏粉末的比表面积的值，砂 土的剥离效率显然不同。更具体而言，可知在使用石膏粉末的BSA比表面积 为15000cm²/g以下、更优选为10000cm²/g以下、进而优选为5000cm²/g以下时， 可得到高的剥离效率。另外，确认了即便石膏粉末的BSA比表面积大于 15000cm²/g，不但给材料制备带来负荷，而且如参考例1所示存在那样剥离 效率稍有恶化的倾向。

[实施例2(关于石膏粉末的种类不同的研究)]

使用与实施例1的处理中使用的同样的含水比40％的瓦砾各1m³，如表2 所示那样变更构成各瓦砾处理材料的石膏粉末的种类，除此以外，进行与实 施例1同样的处理试验，利用同样的方法进行评价。具体而言，对于各瓦砾 处理材料的构成，关于石膏粉末，与实施例1-5中使用的同样的BSA比表面积 为5000cm²/g，并且分别使用表2所示的种类不同的石膏粉末。另外，关于构 成各瓦砾处理材料的高分子凝聚剂，使用与实施例1中使用的同样的高分子 凝聚剂。与实施例1情况同样地测定剥离效率，将所得结果示于表2中。另外， 如下述测定筛下的处理土的圆锥指数，将所得结果一并示于表2中。

圆锥指数试验依据“经过压实的土的圆锥指数试验JISA1228”利用下 述方法进行。

首先，将筛下的处理土基于JISA1210投入内径10cm的模具，用质量为 2.5kg的压头每1层各25次、整形3层夯实表面，制备测试体。接着，在所得的 测试体的上端面的中央垂直地竖立圆锥贯入仪，以1cm/秒的速度贯入，由圆 锥的前端自测试体端面贯入5cm、7.5cm及10cm时的载荷计的读数，求出各 自的贯入阻力。对于圆锥指数qc(kN/m²)，由平均贯入阻力Qc(N)和圆锥 前端的底面积A(cm²)通过下式算出。

qc＝Qc×10/A

表2：试验的概要和评价结果(研究石膏粉末的种类不同带来的影响)

其结果，如表2所示可知，根据所使用的石膏的种类不同，砂土的剥离 效率无变化，任意种类的石膏均可用于瓦砾处理材料。另外，筛下的处理土 的圆锥指数在使用任意石膏时均为200kN/m²以上，具有可搬运的程度以上的 强度。其中，使用半水石膏及III型无水石膏的体系中，具有可利用于路基· 路体填土、土木结构物的回填材料、河堤、土地建成的400kN/m²以上的强度。

[实施例3、参考例2、3(关于高分子凝聚剂的粒径不同的研究)]

使用与实施例1的处理中使用的同样的含水比40％的瓦砾各1m³，如表3 所示那样设定各瓦砾处理材料的构成，除此以外，进行与实施例1同样的处 理试验，利用与实施例1同样的方法进行评价。具体而言，对于各瓦砾处理 材料的构成，石膏粉末使用与实施例1-5中使用的同样的BSA比表面积为 5000cm²/g的半水石膏，为固定的条件，高分子凝聚剂使用各自粒度分布不 同的粉末状的高分子凝聚剂。具体而言，分别使用其95％以上的粒径为表3 中所示的值以下的物质。将所得结果示于表3中。

表3：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的粒径不同带来的影 响)

其结果，如表3所示可知，根据用于瓦砾处理材料的构成的高分子凝聚 剂的粒度分布，砂土的剥离效率不同。更具体而言，可知在使用高分子凝聚 剂的95％以上的粒径为200μm以下的粉末状、更优选为150μm以下的粉末状 时，可得到高的剥离效率。即便在使用高分子凝聚剂的粒径大于该值的参考 例2、3的情况下，与使用以往的方法相比，也可得到高的剥离效率，但是在 这些方法的情况下，吸水速度差、剥离操作耗时、进行实际的处理操作时， 从迅速处理的观点来看存在问题，确认到实用性差。

[实施例4、比较例1、2、参考例4(关于高分子凝聚剂的配合量的研究 -对于含水比30％的瓦砾的处理)]

替代到现在为止的实施例中处理的含水比40％的瓦砾，使用东日本大 地震中产生的起因于巨大海啸的附着有大量砂土的、含水比为30％且低于实 施例1的实际的瓦砾各1m³，如下述进行处理，进行瓦砾与砂土的分离处理试 验。将作为各瓦砾处理材料的构成成分的半水石膏和高分子凝聚剂的配合比 例示于表4中，进而对于用于处理的瓦砾处理材料的使用量，以半水石膏的 量为30kg的方式减少使用量，除此以外，进行与实施例1同样的处理试验， 利用同样的方法进行评价。其中，各瓦砾处理材料使用的是将石膏粉末和高 分子凝聚剂配合后经过1个月保存的混合物。具体而言，对于各瓦砾处理材 料的构成，石膏粉末使用与实施例1-5中使用的同样的BSA比表面积为 5000cm²/g的半水石膏100份，高分子凝聚剂使用与实施例1中使用的同样的 95％以上为粒径150μm以下的粒度分布的高分子凝聚剂。将所得结果示于表4 中。

表4：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的配合量不同带来的 影响)

其结果，如表4所示可知，根据所使用的高分子凝聚剂的配合比例，砂 土的剥离效率不同。更具体而言，首先，从与未配合高分子凝聚剂的情况、 配合量极少的比较例1、2的情况的比较，可明显确认到通过使用高分子凝聚 剂带来提高剥离效率的效果。而且，若将高分子凝聚剂的配合量相对于石膏 粉末100质量份设为0.1质量份以上、适宜为0.5质量份以上，则确认了得到高 的剥离效率。另外，高分子凝聚剂的配合量增多时，剥离效率提高，但如参 考例4那样多于10质量份时，确认到高分子凝聚剂形成团块、吸水性能降低， 结果导致剥离效率恶化。若考虑材料成本，则可知只要相对于石膏粉末100 质量份的高分子凝聚剂的配合量为8质量份、进而为5质量份左右，就能够得 到充分的剥离效率。需要说明的是，关于参考例4的试验结果，利用刚配合 后的瓦砾处理材料实施试验来再次验证，作为此时的结果，得到与相对于石 膏粉末100质量份配合10质量份高分子凝聚剂的实施例4-6的情况相同程度 的高的剥离效率。

[实施例5、比较例3、4、参考例5(关于高分子凝聚剂的配合量的研究 -对于含水比50％的瓦砾的处理)]

替代实施例1中处理的含水比40％的瓦砾，使用东日本大地震中产生的 起因于巨大海啸的附着有大量砂土的、含水比高至50％的实际的瓦砾各1m³， 如下述进行处理，进行瓦砾和砂土的分离处理试验。将作为各瓦砾处理材料 的构成成分的半水石膏和高分子凝聚剂的配合比例设为如表5中所示，除此 以外，进行与实施例1中进行的同样的处理试验，利用同样的方法进行评价。 其中，试验所使用的各瓦砾处理材料中，使用的是将石膏粉末和高分子凝聚 剂配合后经过1个月的混合物。具体而言，以半水石膏的量为50kg的方式设 定瓦砾处理材料的使用量，对于各瓦砾处理材料的构成，石膏粉末使用与实 施例1-5中使用的同样的BSA比表面积为5000cm²/g的半水石膏，高分子凝聚 剂使用与实施例1中使用的同样的95％以上为粒径150μm以下的粒度分布的 高分子凝聚剂。将所得结果示于表5中。

表5：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的配合量不同带来的 影响)

其结果，如表5所示，可得到与示出处理含水比为30％的瓦砾时的结果 的表4基本相同的结果。由这些结果可确认，虽然瓦砾的含水比高的情况比 含水比低的情况需要的处理材料要多，但是高分子凝聚剂的配合比例并不依 赖于所处理的瓦砾的含水比。

[实施例6、比较例5(关于分别添加时高分子凝聚剂的配合量的研究- 对于含水比30％的瓦砾的处理)]

使用与实施例4中处理的同样的、东日本大地震中产生的起因于巨大海 啸的附着有大量砂土的含水比30％的实际的瓦砾各1m³，如下述进行处理， 进行瓦砾和砂土的分离处理试验。将添加到瓦砾的半水石膏和高分子凝聚剂 的比例设为如表6中所示(与表4相同的比例)，所使用的各瓦砾处理材料并 不是预先配合石膏粉末和高分子凝聚剂而成的混合物，而是分别保存、分别 添加，其后进行混炼处理。此时，相对于瓦砾1m³，将30kg的半水石膏和规 定量的高分子凝聚剂混炼后进行处理试验，利用同样的方法进行评价。具体 而言，石膏粉末使用与实施例1-5中使用的同样的BSA比表面积为5000cm²/g 的半水石膏，高分子凝聚剂使用与实施例1中使用的同样的、95％以上为粒 径150μm以下的粒度分布的高分子凝聚剂。将所得结果示于表6中。

表6：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的配合量不同带来的 影响)

其结果，如表6所示，可得到与表4的情况基本相同的结果，尤其在添加 15份的高分子凝聚剂的实施例6-8中，也没有确认到如参考例4那样的剥离效 率的降低。

[实施例7、比较例6(关于高分子凝聚剂的化学结构不同的研究)]

使用与实施例4中处理的同样的、东日本大地震中产生的起因于巨大海 啸的附着有大量砂土的含水比30％的实际的瓦砾各1m³，进行瓦砾与砂土的 分离处理试验。此时所用的高分子凝聚剂均为主成分是丙烯酰胺/丙烯酸钠 的共聚物的阴离子系高分子凝聚剂，使用其化学结构各自不同的高分子凝聚 剂，调查化学结构不同带来的处理优越性的不同。具体而言，分别使用无分 支的直链状的高分子凝聚剂、具有分支的链状的高分子凝聚剂、网状的高分 子凝聚剂，除此以外，与实施例4-4同样地处理。具体而言，将添加到上述 的瓦砾中的半水石膏的量设为100份，将各高分子凝聚剂的配合量均设为5 份。将所得结果示于表7中。如表7所示，确认了使用任选具有分支的链状结 构的高分子凝聚剂带来的瓦砾处理的优越性、尤其使用没有支链的直链状的 高分子凝聚剂带来的瓦砾处理的优越性。

表7：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的化学结构不同带来 的影响)

[实施例8、比较例7(关于高分子凝聚剂的离子性不同的研究)]

使用与实施例4中处理的同样的、东日本大地震中产生的起因于巨大海 啸的附着有大量砂土的含水比30％的实际的瓦砾各1m³，进行瓦砾与砂土的 分离处理试验。此时所用的高分子凝聚剂分别使用离子性不同的下述3种高 分子凝聚剂。具体而言，作为阴离子系的高分子凝聚剂，使用其它实施例中 使用的丙烯酰胺/丙烯酸钠的共聚物，作为非离子系的高分子凝聚剂，使用 聚丙烯酰胺，作为阳离子系的高分子凝聚剂，使用丙烯酰胺/丙烯酸二甲基 氨基乙酯甲基氯季盐的共聚物，调查高分子凝聚剂的离子性不同带来的优越 性。处理中均使用不具有网状结构的化学结构的高分子凝聚剂。除此以外， 与实施例4-4同样地处理。具体而言，将添加到上述的瓦砾的半水石膏的量 设为100份，将各高分子凝聚剂的配合量均设为5份。将所得结果示于表8中。 如表8所示，与阳离子性相比，可确认通过使用阴离子性或非离子性的高分 子凝聚剂能够得到瓦砾处理的优越性、尤其使用阴离子性的高分子凝聚剂带 来的瓦砾处理的优越性。

表8：试验的概要和评价结果(研究高分子凝聚剂的极性不同带来的影 响)

产业上的可利用性

作为本发明的活用例子，可提供如下有用的技术：其为极其简单的构成、 同时以处理被海啸的强力所破坏、破碎的各种材料与因海啸带来的砂土混合 的瓦砾作为前提，在分离砂土与瓦砾时，可以不给环境带来不良影响、并且 简便且效率良好地将具有胶着性的砂土与瓦砾容易地分离。因此，实现了东 日本大地震中产生的巨大量的瓦砾处理的迅速化，作为结果可期待重建事业 的进展。进而，本发明的活用例不限于上述，对于非法倾倒至山中、海岸等 的瓦砾处理，使用本发明的技术也是有效的，通过这些处理，也可期待有助 于环境保护。