JP2006152150A

JP2006152150A - 地盤改良材の製造方法

Info

Publication number: JP2006152150A
Application number: JP2004346432A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kimura; 博木村; Yasuyoshi Shimazaki; 保義嶋崎
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP4609701B2

Abstract

【課題】浚渫土を用いた地盤改良材の製造方法を提供する。
【解決手段】炭酸カルシウムを含有してなる採取浚渫土と火力発電所から産出された石炭灰とを用いて地盤改良材を製造する方法であって、採取浚渫土を脱水させる脱水工程と、脱水浚渫土を加熱することにより炭酸カルシウムを酸化カルシウムに熱分解させてなる燃焼浚渫土を得る加熱工程と、燃焼浚渫土と石炭灰とを混合することにより地盤改良材を得る混合工程とを含むものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、地盤改良材の製造方法に関し、より詳細には、例えば珊瑚や貝類等の炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土と、発電施設から産出された石炭灰とを用いて地盤改良材を製造する方法に関する。

一般に、浚渫土は、含水率が極めて高く、強度が低いという特性を有している。そこで、従来そのような浚渫土を再利用することを目的として、該浚渫土に対して、生石灰を主材として混合するとともに、例えば火力発電所等の発電施設から産出されたフライアッシュと称される石炭灰を助材として混合することにより地盤改良材を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。

特開２００１−５５７５６号公報特開平５−３３１８２９号公報特開平５−３３１８３０号公報

ところで、上記製造方法は、一般的な浚渫土を対象としたものであり、例えば海洋等からの浚渫土のように珊瑚および貝類等の炭酸カルシウムを含有してなるという特質を有しているものに適用できるかについては明らかにされていない。そのため、炭酸カルシウムを含有して成る浚渫土に応じた地盤改良材の製造方法が望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みて、炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土を用いて、地盤改良に適した地盤改良材を製造することができる地盤改良材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る地盤改良材の製造方法は、炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土と、発電施設から産出された石炭灰とを用いて地盤改良材を製造する方法であって、前記浚渫土を脱水させる脱水工程と、脱水させた浚渫土を加熱することにより、前記炭酸カルシウムを酸化カルシウムに熱分解させてなる燃焼浚渫土を得る加熱工程と、前記燃焼浚渫土と前記石炭灰とを混合することにより地盤改良材を得る混合工程とを含むことを特徴とする。

本発明の地盤改良材の製造方法によれば、脱水工程において炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土を脱水させ、加熱工程において脱水させた浚渫土を加熱することにより炭酸カルシウムを酸化カルシウムに熱分解させてなる燃焼浚渫土を得、混合工程において燃焼浚渫土と発電施設からの石炭灰とを混合することにより、酸化カルシウムと石炭灰とを有する地盤改良材を製造することができる。このような地盤改良材は、構成成分である酸化カルシウムが地盤改良の対象となる土壌中の水分と反応して水酸化カルシウムに変化し、この水酸化カルシウムが石炭灰とポゾラン反応することにより該土壌を固化させるため、良好な強度を有する土壌を生成させることができ、地盤の改良に適しているものになる。従って、炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土を用いて、地盤改良に適した地盤改良材を製造することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る地盤改良材の製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１〜図３は、それぞれ本発明の実施の形態における地盤改良材の製造方法の各工程を模式的に示したものである。これらの図面を適宜参照しながら、本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法について説明する。本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法は、脱水工程と、加熱工程と、混合工程とを含むものである。

脱水工程は、例えば海洋等の海底土壌中から浚渫された土壌（以下、採取浚渫土ともいう）１０を脱水させる工程である。より詳細に説明すると次のようになる。採取浚渫土１０には、多量の水分、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）や酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）等を含む粘土分、生物の死骸や地上からの流出物である有機物が含まれているだけでなく、例えば珊瑚や貝類等の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）も含まれている。そして、図１に示したように、採取浚渫土１０を脱水処理装置２０に投入して、該採取浚渫土１０に含まれている多量の水分２１を取り除く工程である。かかる工程により、脱水処理が施された浚渫土（以下、脱水浚渫土ともいう）１１が得られる。

加熱工程は、脱水浚渫土１１を加熱する工程であり、より詳細には、図２に示したように、脱水浚渫土１１を加熱処理器３０に投入して、例えば８００℃以上の加熱処理を施し、加熱処理を施した浚渫土（以下、燃焼浚渫土ともいう）１２を得る工程である。

このような加熱工程により脱水浚渫土１１を構成する各成分は次のようになる。脱水浚渫土１１を構成する有機物は、加熱処理が施されることにより、燃焼して微灰となる。脱水浚渫土１１を構成する炭酸カルシウムは、下記の反応式（１）のように熱分解して、生石灰（酸化カルシウム（ＣａＯ））および二酸化炭素（ＣＯ₂）になる。

反応式（１）：ＣａＣＯ₃→（加熱（８００℃以上））→ＣａＯ＋ＣＯ₂

炭酸カルシウムが熱分解することにより得られる酸化カルシウムは、セメントの主成分と同じものである。一方、炭酸カルシウムが熱分解することにより得られる二酸化炭素は、加熱処理器３０を構成する排出管３１を通じて外部に排出されることになる。

混合工程は、燃焼浚渫土１２と、フライアッシュと称される石炭灰４２とを混合する工程であり、より詳細には、図３に示したように、燃焼浚渫土１２と、石炭を燃料とする火力発電所４０から産出された石炭灰４２とを混合機５０に投入して混合処理を施すことにより地盤改良材１３を得る工程である。ここに、石炭灰４２について説明する。一般に石炭を燃料とする火力発電所４０では、燃焼後の石炭灰４２が産出される。このように産出された石炭灰４２は、例えばサイロ等の石炭灰貯蔵施設４１に貯蔵されている。従って、本工程では、燃焼浚渫土１２と、石炭灰貯蔵施設４１からの石炭灰４２とを混合機５０に投入して混合処理を施す工程である。このように混合工程で得られた地盤改良材１３は、所定の容器１３ａに封入される。

そして、上記製造方法により製造した地盤改良材１３（所定の容器１３ａに封入された地盤改良材１３）を、図４に示したように、地盤改良が必要とされる土地６０まで運搬した後に、該土地６０の所定個所６１に散布し、該地盤改良材１３と土壌とを混合撹拌する。これにより、地盤改良材１３と所定個所６１の土壌との間で次のような反応が生じることになる。

地盤改良材１３を構成する酸化カルシウムは、土壌中の水分と反応することによりカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）と、強アルカリ性を示す水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）とに変化する。カルシウムイオンは、土壌中の粘土分である二酸化ケイ素や酸化アルミニウムと反応することにより該土壌を固化させることになる。

強アルカリ性を示す水酸化カルシウムは、地盤改良材１３を構成する石炭灰との間でポゾラン反応（固化反応）を生じ、これにより、該地盤改良材１３と混合撹拌された土壌は、徐々に固化することになる。つまり、水酸化カルシウムと石炭灰との間でポゾラン反応が生じることにより、地盤改良材１３が混合撹拌された土壌の強度の徐々に向上させることになる。その結果、良好な強度を有する土壌を生成させることができ、上記土地６０の地盤を改良することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法においては、脱水工程において採取浚渫土１０を脱水させ、加熱工程において脱水浚渫土１１中の炭酸カルシウムを酸化カルシウムに熱分解させてなる燃焼浚渫土１２を得、混合工程において燃焼浚渫土１２と石炭灰４２とを混合することにより、酸化カルシウムと石炭灰とを有する地盤改良材１３を製造することができる。このような地盤改良材１３は、構成成分である酸化カルシウムが地盤改良の対象となる土壌の水分と反応して水酸化カルシウムに変化し、この水酸化カルシウムが石炭灰４２とポゾラン反応することにより該土壌を固化させるため、良好な強度を有する土壌を生成させることができ、地盤の改良に適しているものになる。従って、上記製造方法によれば、炭酸カルシウム成分を含有してなる浚渫土を用いて、地盤改良に適した地盤改良材１３を製造することができる。

また、上記製造方法によれば、採取浚渫土１０等の土壌、および石炭灰４２の有効利用が図ることができる結果、従来石炭灰等を廃棄処分していたことによる環境への負荷、すなわち環境破壊の低減化を図ることができる。

更に、上記製造方法により製造された地盤改良材１３によりそれまで活用できなかった軟弱地盤の改良を図ることができる。

以上本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。上記の実施の形態では、製造した地盤改良材１３を所定の容器１３ａに封入した態様で地盤改良が必要な土地まで運搬していたが、本発明では、可搬式の加熱処理器および混合機を利用して、地盤改良が必要な土地で燃焼浚渫土を生成した後に、地盤改良材を製造しながら該土地の所定個所に散布して土壌と混合させても良い。

以上のように、本発明に係る地盤改良材の製造方法によれば、例えば珊瑚や貝類等の炭酸カルシウムを含有して成る浚渫土と、発電施設から産出された石炭灰とを用いて地盤改良材を製造するのに有用である。

本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法の各工程を模式的に示した模式図である。本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法の各工程を模式的に示した模式図である。本発明の実施の形態に係る地盤改良材の製造方法の各工程を模式的に示した模式図である。図１〜図３の各工程により製造された地盤改良材の利用形態を模式的に示した模式図である。

符号の説明

１０採取浚渫土
１１脱水浚渫土
１２燃焼浚渫土
１３地盤改良材
２０脱水処理装置
３０加熱処理器
４０火力発電所
４２石炭灰
５０混合機

Claims

炭酸カルシウムを含有してなる浚渫土と、
発電施設から産出された石炭灰と
を用いて地盤改良材を製造する方法であって、
前記浚渫土を脱水させる脱水工程と、
脱水させた浚渫土を加熱することにより、前記炭酸カルシウムを酸化カルシウムに熱分解させてなる燃焼浚渫土を得る加熱工程と、
前記燃焼浚渫土と前記石炭灰とを混合することにより地盤改良材を得る混合工程と
を含むことを特徴とする地盤改良材の製造方法。