JP2001220200A

JP2001220200A - 遮水用材料

Info

Publication number: JP2001220200A
Application number: JP2000030532A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamaguchi; 修山口; Tatsuro Hirayama; 達郎平山
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物処分場における遮水層の遮水性能を改善
する。【解決手段】少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径２ｍｍ以下の骨材、水、及び減水剤を含む配合
物からなることを特徴とする遮水用材料を提供する。こ
の遮水材料は高強度で、高い耐久性をもち、かつ施工性
に優れているため、廃棄物処分場の遮水層に用いること
により、その遮水性能を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超高強度材料から
なり、耐久性に優れた廃棄物処分場の遮水用材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物の管理型最終処分場では、ゴムシ
ート、ウレタン、粘土などで遮水層を形成することが義
務づけられている。しかし、ゴムシートではシートの継
ぎ目からの漏水が懸念され、またウレタン及びゴムシー
トでは、経年劣化及び先鋭な廃棄物の搬入による貫通孔
の発生などによる漏水が生じ、遮水性能の低下が懸念さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄物処分
場における遮水層の遮水性能を改善することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】高強度で、高い耐久性を
もち、かつ施工性に優れた材料を廃棄物処分場の遮水層
に用いることにより、その遮水性能を改善させる。

【０００５】すなわち本発明は、少なくともセメント、
ポゾラン質微粉末、粒径２ｍｍ以下の骨材、水、及び減
水剤を混錬し、硬化させることにより、遮水性の高い遮
水用材料を提供する(請求項１)。

【０００６】また、前記の遮水用材料は、金属繊維及び
／又は有機質繊維を含んでもよい（請求項２）。金属繊
維は、径０．０１〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍの鋼
繊維であってもよく（請求項３）、有機質繊維は、径
０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのビニロン
繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミ
ド繊維、炭素繊維から選ばれる一種以上の繊維であって
もよい（請求項４）。

【０００７】さらに、遮水用材料は、平均粒径３〜２０
μｍの石英粉を含んでもよく（請求項５）、平均粒度１
ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含んでもよい
（請求項５）。

【０００８】本発明の遮水用材料は極めて流動性に富む
ため、構造物のうち遮水性を要する部分を本発明の遮水
用材料を吹き付けることで製造することもできる（請求
項７）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において用いられるセメントの種類は限定
されない。普通ポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルト
ランドセメント等の各種ポルトランドセメントや高炉セ
メント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使
用することができる。

【００１０】本発明において、遮水用材料の早期強度を
向上しようとする場合は、早強ポルトランドセメントを
使用することが好ましく、遮水用材料の流動性を向上し
ようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱
ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

【００１１】ポゾラン質微粉末としては、シリカフュー
ム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、
シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリ
カフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、１．
０μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明
のポゾラン質微粉末として好的である。

【００１２】ポゾラン質微粉末を配合することにより、
そのマイクロフィラー効果およびセメント分散効果によ
り組織が緻密化し、圧縮強度が向上する。一方、ポゾラ
ン質微粉末の添加量が多くなると単位水量が増大するの
で、ポゾラン質微粉末の添加量はセメント１００重量部
に対して５〜５０重量部が好ましい。

【００１３】本発明においては粒径２ｍｍ以下の骨材が
用いられる。ここで、骨材の粒径とは、８５％（重量）
累積粒径である（２ｍｍより大きい骨材が含まれていて
も良い）。骨材の粒径が２ｍｍを超えると、強度が低下
する。なお、遮水用材料の分離抵抗性、硬化後の強度等
から、最大粒径が２ｍｍ以下の骨材を用いることが好ま
しく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の骨材を用いることが
より好ましい。

【００１４】骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、
珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。骨材
の配合量は、遮水用材料の作業性や分離抵抗性、硬化後
の強度やクラックに対する抵抗性等から、セメント１０
０重量部に対して５０〜２５０重量部が好ましく、８０
〜１８０重量部がより好ましい。

【００１５】減水剤としては、リグニン系、ナフタレン
スルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を
使用することができる。それらの中でも、高性能減水剤
又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水
剤の添加量（セメントに対して外割）は、コンクリート
の流動性や分離抵抗性、硬化後の強度、さらにはコスト
等から、セメントに対して、固形分換算で、０．５〜
４．０重量％が好ましい。

【００１６】本発明において、水／セメント比は、遮水
用材料の流動性や分離抵抗性、硬化後の強度や耐久性等
から、１０〜３０重量％が好ましく、１５〜２５重量％
がより好ましい。

【００１７】本発明においては、曲げ強度を高める観点
から、配合物に金属繊維及び／又は有機質繊維を含ませ
ることが好ましい。金属繊維としては、鋼繊維、アモル
ファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優
れており、またコストや入手のし易さの点からも好まし
いものである。金属繊維は、径０．０１〜１．０ｍｍ、
長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。径が０．０１ｍｍ
未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切
れやすくなる。径が１．０ｍｍを超えると、同一配合量
での本数が少なくなり、遮水用材料の曲げ強度が低下す
る。長さが３０ｍｍを超えると、混練の際ファイバーボ
ールが生じやすくなる。長さが２ｍｍ未満ではマトリッ
クスとの付着力が低下し曲げ強度が低下する。

【００１８】金属繊維の配合量は凝結後の遮水用材料体
積の４％未満が好ましく、より好ましくは３．５％未満
である。金属繊維の含有量は、流動性と硬化体の曲げ強
度の観点から定められる。一般に、金属繊維の含有量が
多くなると曲げ強度が向上するが、一方、流動性を確保
するために単位水量も増大するので、金属繊維の含有量
は前記の量が好ましい。

【００１９】有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭
素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径０．００５〜
１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。有機
質繊維の含有量は、凝結後の遮水用材料体積の１０％未
満が好ましく、７％未満がより好ましい。なお、本発明
においては、金属繊維と有機質繊維を併用することは差
し支えない。

【００２０】本発明においては、遮水層の充填密度を高
める観点から、平均粒径３〜２０μｍ、より好ましくは
平均粒径４〜１０μｍの石英粉末を含ませることが好ま
しい。石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール
質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられ
る。石英粉末の配合量は、遮水用材料の流動性、硬化後
の強度等から、セメント１００重量部に対して５０重量
部以下が好ましく、２０〜３５重量部がより好ましい。

【００２１】本発明においては、硬化体の靱性を高める
観点から、平均粒度が１ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄片
状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度
とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではそ
の長さ）である。繊維状粒子としては、ウォラストナイ
ト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子として
は、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライ
トフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。繊維状
粒子又は薄片状粒子の配合量は、遮水用材料の流動性、
硬化体の強度や靱性等から、セメント１００重量部に対
して３５重量部以下が好ましく、１０〜２５重量部がよ
り好ましい。なお、繊維状粒子においては、硬化体の靱
性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度
が３以上のものを用いるのが好ましい。

【００２２】本発明においては、遮水用材料の混練方法
は特に限定するものではない。また、混練に用いる装置
も特に限定するものではなく、オムニミキサ、パン型ミ
キサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを
使用することができる。

【００２３】上記混練した遮水用材料を、廃棄物処分場
等の構造物の床面又は壁等の部材に使用することで、構
造物に求められる遮水性を付与することができる。構造
物に対する本発明の遮水用材料の施工方法は特に限定す
るものではなく、流し込み等慣用の方法で行うことがで
きるが、本発明の遮水用材料は流動性に富むことから、
床面又は壁等に吹き付けて施工することも可能であり、
省力化の観点から有効である。また、遮水用材料の養生
方法も特に限定するものではなく、常温養生や蒸気養生
等を行えばよい。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、以下の実施例で使用した材料は次の通りである。１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径０．７μｍ）３）骨材；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品４）金属繊維；鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）有機繊維；ビニロン繊維（直径：０．６ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤６）水；水道水７）石英粉（平均粒径７μｍ）８）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ０．３ｍｍ、長さ／直径の比４）

【００２５】実施例１次の条件にしたがって材料を混錬し、養生し、性能（フ
ロー値、圧縮強度および曲げ強度）を評価した。・配合条件低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部高性能ＡＥ減水剤；セメントに対して１．０重量％（固形分）水／セメント比；２２重量％・混練方法二軸練りミキサに各材料を一括投入し、混練・養生条件前置き（２０℃）４８時間、９０℃で４８時間蒸気養生・性能フロー値；２７０ｍｍ（試験方法は、「ＪＩＳＲ５
２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」
に準じる。ただし、１５回の落下運動は行わずに測定し
た。）圧縮強度；２１０ＭＰａ曲げ強度；２５ＭＰａ

【００２６】実施例２次の条件にしたがって材料を混錬し、養生し、性能（フ
ロー値、圧縮強度および曲げ強度）を評価した。・配合条件低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部高性能ＡＥ減水剤；セメントに対して１．０重量％（固形分）水／セメント比；２２重量％鋼繊維；遮水用材料中の体積の２％・混練方法二軸練りミキサに各材料を一括投入し、混練・養生条件前置き（２０℃）４８時間、９０℃で４８時間蒸気養生・性能フロー値；２５０ｍｍ（試験方法は、「ＪＩＳＲ５
２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」
に準じる。ただし、１５回の落下運動は行わずに測定し
た。）圧縮強度；２１０ＭＰａ曲げ強度；４７ＭＰａ

【００２７】実施例３次の条件にしたがって材料を混錬し、養生し、性能（フ
ロー値、圧縮強度および曲げ強度）を評価した。・配合条件低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部石英粉；３０重量部ウォラストナイト；２４重量部高性能ＡＥ減水剤；セメントに対して１．０重量％（固形分）水／セメント比；２２重量％鋼繊維；遮水用材料中の体積の２％・混練方法二軸練りミキサに各材料を一括投入し、混練・養生条件前置き（２０℃）４８時間、９０℃で４８時間蒸気養生・性能フロー値；２５０ｍｍ（試験方法は、「ＪＩＳＲ５
２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」
に準じる。ただし、１５回の落下運動は行わずに測定し
た。）圧縮強度；２３０ＭＰａ曲げ強度；４７ＭＰａ

【００２８】実施例１〜３のそれぞれの混錬物を硬化さ
せ、その遮水性能を評価するために透水係数を測定し
た。透水係数は、高さ１０ｃｍ、内径５ｃｍの円筒の型
に混錬物を入れ、地盤工学会基準ＪＧＳ０２３１「土
の透水試験法」に準じて、変水位透水試験方法により測
定した。その結果、いずれの混錬物の場合も水の浸透は
全く見られなかった。この結果から、本発明による混錬
物の硬化体は非常に高い遮水性能を示すことが明らかに
なった。

【００２９】

【発明の効果】本発明の遮水用材料は、高い流動性（フ
ロー値２５０ｍｍ以上）を示すことから施工が容易であ
り、流し込みまたは吹き付け等の方法により部材を製造
することが可能である。また、超高強度で、非常に高い
遮水性能を有することから、廃棄物処分場等の遮水性を
必要とされる構造物の部材に有用であり、ウレタンやゴ
ムシート等を用いる従来の遮水工法で懸念された、シー
トの継ぎ目からの漏水や貫通孔の発生による漏水の低減
に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 16:06 Ｃ０４Ｂ 16:06 Ｅ 18:14 18:14 Ｚ 22:06） 22:06）Ａ 111:27 111:27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径２ｍｍ以下の骨材、水、及び減水剤を含む配合
物からなることを特徴とする遮水用材料。
【請求項２】配合物に、金属繊維及び／又は有機質繊
維を含む請求項１に記載の遮水用材料。
【請求項３】金属繊維が、径０．０１〜１．０ｍｍ、
長さ２〜３０ｍｍの鋼繊維である請求項２記載の遮水用
材料。
【請求項４】有機質繊維が、径０．００５〜１．０ｍ
ｍ、長さ２〜３０ｍｍのビニロン繊維、ポリプロピレン
繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から
選ばれる一種以上の繊維である請求項２記載の遮水用材
料。
【請求項５】配合物に、平均粒径３〜２０μｍの石英
粉を含む請求項１〜４のいずれかに記載の遮水用材料。
【請求項６】配合物に、平均粒度１ｍｍ以下の繊維状
粒子又は薄片状粒子を含む請求項１〜５のいずれかに記
載の遮水用材料。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の遮水性
材料を吹き付けて製造することを特徴とする構造部材の
製造方法。