JP2003064361A - 土壌固化剤 - Google Patents

土壌固化剤

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Katsuichi Kunimatsu
勝一 国松
Yutaka Matsuda
豊 松田
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Matsuda Giken Industry Co Ltd
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Matsuda Giken Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、建設作業現場からの発生土等の土壌
を植物の生育に支障のないpH範囲で迅速に固化せしめ
て土壌固化物を土壌材料としてリサイクル可能にするこ
とを課題とする。 【解決手段】高炉スラグを50〜70重量%、酸化マグ
ネシウムおよび/または酸化マグネシウム含有物を酸化
マグネシウムとして10〜40重量%、カルシウム化合
物を10〜30重量%、硫酸アルミニウムおよび/また
はポリ塩化アルミニウムおよび/または鉄塩を5〜50
重量%とからなる土壌固化剤を土壌に添加混合すること
によって該土壌を迅速に固化せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシールド工
法、地中連続壁工法、浚渫工法、表層および深層地盤改
良工法、宅地造成工事等の建設現場からの発生土のよう
な土壌を植物の生育に支障のないpH範囲で固化させる
ために使用される土壌固化剤に関するものである。該土
壌固化剤によって固化された土壌はしたがって土壌材料
としてリサイクル可能である。
【0002】
【発明の背景】上記建設現場からの発生土のような土壌
は水分を多量に含み流動性があり、そのまゝでは運搬、
輸送が困難である。そこで該土壌には土壌固化剤を添加
して固化させた上で運搬、輸送行なう方法が採られてい
る。
【0003】
【従来の技術】従来、この種の土壌固化剤としては、セ
メント系固化剤、生石灰系固化剤、石膏系固化剤や有機
高分子系凝集剤や吸水性樹脂等が使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記セメント系固化剤
や生石灰系固化剤は、土壌に対して通常10〜15重量
%添加するが、このような添加量では処理土のpHが1
2以上になりアルカリ公害を惹き起こす。また運搬、輸
送が可能な程度に固化するまでに長時間を要すると言う
問題点もある。更に上記石膏系固化剤ではアルカリ公害
のおそれはなく、また処理土は短時間で固化するが、水
に接触すると固化剤が溶解して処理土が崩壊してしま
い、また多量に水分を含む土壌の場合には固化不良を起
こすおそれがあるので、多量に添加する必要がある。ま
た更に上記有機高分子系凝集剤や吸水性樹脂でもアルカ
リ公害のおそれはなく、また固化時間は早いが、処理土
は耐水性がなく、水に接触すると処理土が崩壊してしま
い、また水分を多量に含む土壌の場合には該有機高分子
系凝集剤や吸水性樹脂の添加量が多くなり、処理土が弾
性体となって、重機類で突崩したり搬出したりする作業
が困難になる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような建設
現場からの発生土のような土壌を短時間で運搬、輸送が
可能な程度に固化させることを課題とするものであり、
上記課題を解決するための手段として、高炉スラグを5
0〜70重量%、酸化マグネシウムおよび/または酸化
マグネシウム含有物を酸化マグネシウムとして10〜4
0重量%、カルシウム化合物を10〜30重量%、硫酸
アルミニウムおよび/またはポリ塩化アルミニウムおよ
び/または鉄塩を5〜50重量%とからなる土壌固化剤
を提供するものである。該土壌固化剤に更に有機高分子
凝集剤および/または吸水性樹脂を0.1〜5.0重量
%を添加したことが望ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に使用される高炉スラグと
しては、高炉スラグセメントに使用されるグレードの高
炉水砕スラグが望ましい。
【0007】本発明に使用される酸化マグネシウムに
は、低温焼成品と高温焼成品とがあるが、反応性の点か
らみて低温焼成品(仮焼マグネシア)の使用が望まし
い。また本発明では仮焼ドロマイトやドロマイトプラス
ターのような酸化マグネシウムを含むものも使用出来
る。仮焼ドロマイトはドロマイト(炭酸カルシウムと炭
酸マグネシウムの複塩で理論値として炭酸カルシウム5
4.27%、炭酸マグネシウム45.73%の割合で含
有)を700〜1000℃で焼成し炭酸マグネシウムを
酸化マグネシウムとし、一部の炭酸カルシウムを酸化カ
ルシウムとしたものである。ドロマイトプラスターは仮
焼ドロマイトを水と反応消化させた水酸化ドロマイトを
微粉砕し整粒したものであり、粉末化に問題のある仮焼
ドロマイトよりも望ましい酸化マグネシウム含有物であ
る。
【0008】本発明では該固化剤を添加混合した処理土
壌を短時間で搬出したい場合、土壌の取扱作業上支障の
無い流動化しない強度を出すためにカルシウム化合物が
添加される。該カルシウム化合物としては硫酸カルシウ
ム(石膏)、未焼成ドロマイト、炭酸カルシウム、フラ
イアッシュ、下水道汚泥焼却灰、塩化カルシウム、セメ
ント等があり、上記石膏には無水石膏、半水石膏、2水
石膏があるが、自体が短時間で硬化する半水石膏の使用
が望ましい。
【0009】本発明では処理土の硬化を助強し、pHを
調整するために硫酸アルミニウムおよび/またはポリ塩
化アルミニウムおよび/または鉄塩を添加する。該鉄塩
としては例えば過塩化鉄、硫酸第一鉄等が使用される。
【0010】処理対象土壌の含水比が例えば100%以
上の高含水の場合には、土壌中のフリー水分を吸収して
処理対象土壌の固化強度の向上や土壌固化剤の添加量を
減らすために、有機高分子凝集剤および/または吸水性
樹脂が使用される。上記有機高分子凝集剤としては、例
えばポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、アク
リル酸ソーダ−アクリルアミド共重合体、ポリエチレン
オキサイド等があり、上記吸水性樹脂としては例えばポ
リアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルア
ミド等がある。
【0011】上記成分においては、高炉スラグと酸化マ
グネシウムと土壌との固化反応によって土壌が固化せし
められるが、更にカルシウム化合物を添加して上記固化
反応における固化時間を短縮する。また硫酸アルミニウ
ムおよび/またはポリ塩化アルミニウムおよび/または
鉄塩によって土壌の硬化を助強し、かつpHを植物の生
育に支障のないpH範囲、即ちpH10以下、望ましく
はpH5〜9、更に望ましくはpH5.8〜8.6に調
節する。また水分を多量に含有する土壌の場合には、上
記成分に加えて上記有機高分子凝集剤および/または吸
水性樹脂を添加すると、土壌が凝縮して土壌中のフリー
の水が排除され、あるいは土壌中の水が吸収され、望ま
しい強度の土壌固化物が得られる。
【0012】上記成分の添加量は本発明の土壌固化剤
中、高炉スラグを50〜70重量%、酸化マグネシウム
および/または酸化マグネシウム含有物を酸化マグネシ
ウムとして10〜40重量%、カルシウム化合物を10
〜30重量%、硫酸アルミニウムおよび/またはポリ塩
化アルミニウムおよび/または鉄塩を5〜50重量%添
加する。また有機高分子凝集剤および/または吸水性樹
脂を添加する場合には、上記土壌固化剤中に0.1〜
5.0重量%の範囲で添加されるが、この添加量は土壌
の水分含有量に応じて調節される。上記土壌固化剤にお
いて、土壌中に無機質が有機質に対して多量に含まれて
いる場合には、酸化マグネシウムの量を減らし、高炉ス
ラグの量を多くし、逆に有機質が無機質に対して多量に
含まれている場合には、酸化マグネシウムの量を増や
し、高炉スラグの量を減らす。
【0013】本発明の土壌固化剤は土壌に添加する前に
全成分を混合し、その後土壌に添加されてもよいし、ま
た各成分を個々に土壌に添加されてもよいし、更に成分
のうちの二種以上をあらかじめ混合しておいて土壌に添
加されてもよい。
【0014】本発明の土壌固化剤の土壌に対する添加量
は、土質、含水量等によって調節される。一般に有機質
を多く含む土質の場合には添加量は少なくして良く、ま
た有機質の少ない土質の場合には添加量は多くする。更
に含水量の大きい土壌の場合は添加量は多くし、含水量
の小さい土壌の場合には添加量は少なくする。一般的に
言えば含水比100%以下の土壌の場合には、本発明の
土壌固化剤は土壌1m 3 当たり30〜100kg程度添加
され、含水比100〜400%の土壌の場合には、本発
明の土壌固化剤は土壌1m3 当たり50〜250kg程度
添加される。
【0015】〔実施例1〕ビル建設工事現場から発生し
た粘土質砂質土壌(含水比135.3%、含土率42.
5%、密度1.378g/cm3 、細粒分50.2%、強熱
減量7.4%、土壌pH7.2)1m3 に下記組成の固
化剤を100kg添加し攪拌混合し供試体とし、強度測定
の経時変化の結果を表1に示す。 固化剤の組成 スラグ 65重量% 酸化マグネシウム 15重量% 未焼成ドロマイト 10重量% 硫酸アルミニウム 10重量%
【0016】〔実施例2〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 スラグ 60重量% 酸化マグネシウム 15重量% フライアッシュ 15重量% 硫酸アルミニウム 10重量%
【0017】〔実施例3〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 スラグ 65重量% 酸化マグネシウム 15重量% 炭酸カルシウム 10重量% 硫酸アルミニウム 10重量%
【0018】〔実施例4〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 スラグ 60重量% 酸化マグネシウム 15重量% 二水石膏 15重量% 硫酸アルミニウム 10重量%
【0019】〔実施例5〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 スラグ 55重量% 酸化マグネシウム 15重量% 半水石膏 15重量% 過塩化鉄 15重量%
【0020】〔実施例6〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 酸化マグネシウム 40重量% 半水石膏 40重量% 硫酸第一鉄 20重量%
【0021】〔実施例7〕実施例1と同一土壌を用い同
一条件で固化剤の組成を変えた結果を表1に示す。 固化剤の組成 酸化マグネシウム 40重量% 半水石膏 40重量% PAC 20重量%
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明の土壌固化剤は、土壌と混合して
植物生育に支障のないpH範囲で短時間に運搬輸送の可
能な高強度に固化せしめることが出来、また固化物は水
との接触によっても崩壊せず、更に重機類で容易に突崩
すことが出来、建設現場での発生土等の土壌の大量迅速
処理が可能になり、そして得られた土壌固化物は土壌資
材としてリサイクルが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C09K 17/22 C09K 17/22 P 17/42 17/42 P // C09K 103:00 103:00 Fターム(参考) 4D004 AA32 AA43 AB01 BA02 CA45 CC13 CC17 DA03 DA10 4D059 AA09 BG00 DA03 DA16 DA17 DA22 DA70 DB11 DB15 DB24 DB28 4H026 CA02 CA05 CA06 CB03 CB05 CB08 CC01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高炉スラグを50〜70重量%、酸化マグ
    ネシウムおよび/または酸化マグネシウム含有物を酸化
    マグネシウムとして10〜40重量%、カルシウム化合
    物を10〜30重量%、硫酸アルミニウムおよび/また
    はポリ塩化アルミニウムおよび/または鉄塩を5〜50
    重量%とからなることを特徴とする土壌固化剤
  2. 【請求項2】請求項1の土壌固化剤に更に有機高分子凝
    集剤および/または吸水性樹脂を0.1〜5.0重量%
    を添加したことを特徴とする土壌固化剤
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