JP2820708B2 - 地盤強化・土質改良材 - Google Patents
地盤強化・土質改良材Info
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- JP2820708B2 JP2820708B2 JP1063777A JP6377789A JP2820708B2 JP 2820708 B2 JP2820708 B2 JP 2820708B2 JP 1063777 A JP1063777 A JP 1063777A JP 6377789 A JP6377789 A JP 6377789A JP 2820708 B2 JP2820708 B2 JP 2820708B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、産業廃棄物を活用した地盤強化・土質改
良材に関する。
良材に関する。
＜従来の技術＞ 海辺部、低地、湿地帯その他の軟弱地盤地域を整備し
そこに道路や構築物を築造するために、従来より各種の
地盤強化材や土質改良材（以下地盤強化・土質改良材と
称す）が使用されているが、これらの殆どはセメント類
を基材とし、これに石膏その他の水硬性無機物・有機物
を配合したものである。また水ガラスを基材としこれに
各種水硬性物質を配合したものも知られている。
そこに道路や構築物を築造するために、従来より各種の
地盤強化材や土質改良材（以下地盤強化・土質改良材と
称す）が使用されているが、これらの殆どはセメント類
を基材とし、これに石膏その他の水硬性無機物・有機物
を配合したものである。また水ガラスを基材としこれに
各種水硬性物質を配合したものも知られている。
一方、産業廃棄物は量的に年々増加しているがその処
理としては埋め立てに利用したり海洋に投棄したりして
いるのが現状である。
理としては埋め立てに利用したり海洋に投棄したりして
いるのが現状である。
しかしながら、従来の地盤強化・土質改良材は石灰岩
の産地より岩石を採取し破砕機に掛けた上、工場に運ん
で焼成したセメント類を基材とするのでコスト的に必ず
しも有利とは言えないものであり、また産業廃棄物は単
に投棄されているだけでそれ程有効利用されていないも
のである。
の産地より岩石を採取し破砕機に掛けた上、工場に運ん
で焼成したセメント類を基材とするのでコスト的に必ず
しも有利とは言えないものであり、また産業廃棄物は単
に投棄されているだけでそれ程有効利用されていないも
のである。
そこで、本出願人は産業廃棄物の組成に注目してその
化学組成を分析検討したところ、地盤強化・土質改良材
の有効成分として活用できそうなものをかなり多くの量
含有していることを知見として得たので、さきに「各種
工場排出物を利用した地盤強化改良材」を提案した（日
本特許公開、特開昭61−218684号公報参照）。この地盤
強化改良材はCaO、Al2O3、Fe2O3及びSiO2を主成分とし
て含有する産業廃棄物の焼成物を基材とし、これに、水
硬性物質の少なくとも１種を配合してSiO2、Al2O3、Fe2
O3、CaO、MgO、Na2O及びK2Oを組成分として含有するよ
うにしたものである。
化学組成を分析検討したところ、地盤強化・土質改良材
の有効成分として活用できそうなものをかなり多くの量
含有していることを知見として得たので、さきに「各種
工場排出物を利用した地盤強化改良材」を提案した（日
本特許公開、特開昭61−218684号公報参照）。この地盤
強化改良材はCaO、Al2O3、Fe2O3及びSiO2を主成分とし
て含有する産業廃棄物の焼成物を基材とし、これに、水
硬性物質の少なくとも１種を配合してSiO2、Al2O3、Fe2
O3、CaO、MgO、Na2O及びK2Oを組成分として含有するよ
うにしたものである。
＜発明が解決しようとする課題＞ 先に提案した、地盤強化改良材は各種工場排出物を有
効利用する点で当初の目的を達成することができたが、
この種の地盤強化・土質改良材は多く量に使用されるも
のなのでより一層コストを下げたいという要望があっ
た。更に膨張率を上げて地盤強化・土質改良材の特性を
向上させたいという要望があった。
効利用する点で当初の目的を達成することができたが、
この種の地盤強化・土質改良材は多く量に使用されるも
のなのでより一層コストを下げたいという要望があっ
た。更に膨張率を上げて地盤強化・土質改良材の特性を
向上させたいという要望があった。
そして、その後の研究によれば、焼成物としての基材
を得るに際し、セメント類を使用せずに粘土鉱物を用い
てCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等を補えばその分他の材料
の使用量を下げられ、更に組成成分としてアルミナを加
えてやれば膨張率が上がり地盤強化・土質改良材として
の特質を向上させられることが判明した。
を得るに際し、セメント類を使用せずに粘土鉱物を用い
てCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等を補えばその分他の材料
の使用量を下げられ、更に組成成分としてアルミナを加
えてやれば膨張率が上がり地盤強化・土質改良材として
の特質を向上させられることが判明した。
＜課題を解決するための手段＞ そして、この発明では、CaO、Al2O3、SiO2Fe2O3を主
成分として多く含有する産業廃棄物と、粘土鉱物とを混
合・焼成した焼成物を基材とし、この基材に石膏を加え
て地盤強化・土質改良材とした〔請求項（１）〕。更
に、上記の焼成物を、微粉砕して基材とし、これに半水
石膏を加えて地盤強化・土質改良材とした〔請求項
（２）〕。そして更に、上記の焼成物の水硬率〔CaO/
（Al2O3＋SiO2＋Fe2O3）〕が1.7ないし2.4の範囲になる
よう主成分の組成を予め調整して地盤強化・土質改良材
とした〔請求項（３）〕。そしてまた、組成成分として
アルミナを更に10％ないし20％（wt）前後加えて地盤強
化・土質改良材とした〔請求項（４）〕。
成分として多く含有する産業廃棄物と、粘土鉱物とを混
合・焼成した焼成物を基材とし、この基材に石膏を加え
て地盤強化・土質改良材とした〔請求項（１）〕。更
に、上記の焼成物を、微粉砕して基材とし、これに半水
石膏を加えて地盤強化・土質改良材とした〔請求項
（２）〕。そして更に、上記の焼成物の水硬率〔CaO/
（Al2O3＋SiO2＋Fe2O3）〕が1.7ないし2.4の範囲になる
よう主成分の組成を予め調整して地盤強化・土質改良材
とした〔請求項（３）〕。そしてまた、組成成分として
アルミナを更に10％ないし20％（wt）前後加えて地盤強
化・土質改良材とした〔請求項（４）〕。
＜作用＞ 精糖工場で粗糖を精製する際に発生する汚泥ケーキ、
製紙工場から排出される焼却灰、鉄工場で排出される鉄
サビを除去した後の鉄サビ汚泥や鉄鋼スラグ類、アルミ
製造過程の圧延スラグ、ビールろ過汚泥等の産業廃棄物
はCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3を含むものが多いので、こ
れらのうちCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3を主成分として多
く含むものを選択し、選択した産業廃棄物と粘土鉱物と
を混合し、1200ないし1600℃位の温度で焼成した焼成物
を基材とするものである。
製紙工場から排出される焼却灰、鉄工場で排出される鉄
サビを除去した後の鉄サビ汚泥や鉄鋼スラグ類、アルミ
製造過程の圧延スラグ、ビールろ過汚泥等の産業廃棄物
はCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3を含むものが多いので、こ
れらのうちCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3を主成分として多
く含むものを選択し、選択した産業廃棄物と粘土鉱物と
を混合し、1200ないし1600℃位の温度で焼成した焼成物
を基材とするものである。
産業廃棄物の例としては、以下の表１に示す如きもの
がある。尚、重金属を含まぬものを使用することは言う
までもない。そしてこれらに混合する粘土鉱物の例とし
ては以下の表２に示す如きものがある。
がある。尚、重金属を含まぬものを使用することは言う
までもない。そしてこれらに混合する粘土鉱物の例とし
ては以下の表２に示す如きものがある。
表１及び表２に示す如く産業廃棄物と粘土鉱物の主成
分は品種により異なるが、いずれでも有機物を焼却して
取り除くと無機物が得られるし、これを本発明に利用出
来るものである。
分は品種により異なるが、いずれでも有機物を焼却して
取り除くと無機物が得られるし、これを本発明に利用出
来るものである。
ところで、上記焼成物はいわゆるセメントクリンカー
でありその凝固時間を調整させるために石膏を「凝結遅
緩材」として基材に添加するが、石膏の添加は不足成分
を補う上でも有益である。この時、焼成物（セメントク
リンカー）を微粉砕して基材にすると、粘性が上がり吸
水率が上がるので硬化性を向上でき有利である。そして
石膏の内でも半水石膏は使い易い。即ち半水石膏は通常
使われる二水石膏に比べ含水率が少ないのでその分、吸
着水による凝固が少ないから使い易い。また焼成物の水
硬率を1.7ないし2.4に調整すれば普通ポルトランドセメ
ントに要求される凝固の度合いを充分満たし且つそれ以
上の凝固性を期待できる。水硬率を調整する上でカルシ
ウム不足の場合、経済性も考えて炭酸カルシウムを添加
すると良い。更に対象とする土壌が有機物を含む土質や
フミン、アミン酸を含むような土質（例えば腐食土）に
は水硬率を変え、それに合わせ組成成分の配合を行うよ
うにするものである。そしてまた組成成分としてアルミ
ナを10％ないし20％（wt）前後加えると約0.5ないし10
％体積が膨張して地盤の中の圧密現象で地盤の凝結硬化
がより好ましく成る。
でありその凝固時間を調整させるために石膏を「凝結遅
緩材」として基材に添加するが、石膏の添加は不足成分
を補う上でも有益である。この時、焼成物（セメントク
リンカー）を微粉砕して基材にすると、粘性が上がり吸
水率が上がるので硬化性を向上でき有利である。そして
石膏の内でも半水石膏は使い易い。即ち半水石膏は通常
使われる二水石膏に比べ含水率が少ないのでその分、吸
着水による凝固が少ないから使い易い。また焼成物の水
硬率を1.7ないし2.4に調整すれば普通ポルトランドセメ
ントに要求される凝固の度合いを充分満たし且つそれ以
上の凝固性を期待できる。水硬率を調整する上でカルシ
ウム不足の場合、経済性も考えて炭酸カルシウムを添加
すると良い。更に対象とする土壌が有機物を含む土質や
フミン、アミン酸を含むような土質（例えば腐食土）に
は水硬率を変え、それに合わせ組成成分の配合を行うよ
うにするものである。そしてまた組成成分としてアルミ
ナを10％ないし20％（wt）前後加えると約0.5ないし10
％体積が膨張して地盤の中の圧密現象で地盤の凝結硬化
がより好ましく成る。
＜実施例及び効果＞ 産業廃棄物として、精糖汚泥、製紙焼却灰、鉄サビ汚
泥、アルミ圧延スラグを選択使用し且つ粘土鉱物として
関東ロームを選び、これらを配合した焼成物を得、これ
を微粉砕して基材とした。尚、カルシウムとして炭酸カ
ルシウムを加えて意図する水硬率に合わせ組成成分を調
整した。そして、半水石膏を加えて地盤強化・土質改良
材とした。その全体の組成成分は次表３の通りであっ
た。
泥、アルミ圧延スラグを選択使用し且つ粘土鉱物として
関東ロームを選び、これらを配合した焼成物を得、これ
を微粉砕して基材とした。尚、カルシウムとして炭酸カ
ルシウムを加えて意図する水硬率に合わせ組成成分を調
整した。そして、半水石膏を加えて地盤強化・土質改良
材とした。その全体の組成成分は次表３の通りであっ
た。
実施例１ この実施例は、上記表３に示す組成成分のものを基準
として各々の添加量を調整したものであり、その配合内
容は表４の如きものであった。
として各々の添加量を調整したものであり、その配合内
容は表４の如きものであった。
そして表４の基材を用い、表５の如く半水石膏を加え
て地盤強化・土質改良材とした。
て地盤強化・土質改良材とした。
尚、半水石膏は10％添加しており、水硬率は２であっ
た。
た。
実施例２ この実施例は、表３の組成成分のものを基準として各
成分の添加量を調整したものであり、その配合内容は表
６の如きものであった。
成分の添加量を調整したものであり、その配合内容は表
６の如きものであった。
そして表６の基材に以下の表７の如く半水石膏を加え
て地盤強化・土質改良材とした。
て地盤強化・土質改良材とした。
半水石膏は10％添加してあり水硬率は2.0であった。
実施例３ 表６の基材にアルミナを10％そして半水石膏を20％加
えて表８の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。
えて表８の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。
この場合の水硬率は1.95であり、そして膨張率は体積
の0.5％であり、ゲル化タイムは1.5分そして凝結硬化は
30分であった。
の0.5％であり、ゲル化タイムは1.5分そして凝結硬化は
30分であった。
実施例４ 表６の基材にアルミナを10％と半水石膏を10％加えて
表９の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。
表９の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。
この場合の水硬率は２であり、そして膨張率は体積の
0.8乃至10％であり、ゲル化タイムは２分そして凝結硬
化は35分であった。
0.8乃至10％であり、ゲル化タイムは２分そして凝結硬
化は35分であった。
各実施例に於ける地盤強化・土質改良の効果は次に示
す通りである。
す通りである。
＜試験例１＞ 実施例１の地盤強化・土質改良材を、含水比100％の
関東ロームに15％添加、混合してテスト品Ａとし、これ
を型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ａを
ビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後に圧縮試験
を行ったところこのテスト品Ａの一軸圧縮強度は2.1kgf
/cm2であった。
関東ロームに15％添加、混合してテスト品Ａとし、これ
を型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ａを
ビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後に圧縮試験
を行ったところこのテスト品Ａの一軸圧縮強度は2.1kgf
/cm2であった。
＜試験例２＞ 実施例２の地盤強化・土質改良材を、含水比120％の
関東ロームに15％添加、混合してテスト品Ｂとし、これ
を型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ｂを
ビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後で圧縮試験
を行ったところこのテスト品Ｂの一軸圧縮強度は2.0kgf
/cm2であった。
関東ロームに15％添加、混合してテスト品Ｂとし、これ
を型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ｂを
ビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後で圧縮試験
を行ったところこのテスト品Ｂの一軸圧縮強度は2.0kgf
/cm2であった。
＜試験例３＞ 次にテスト品Ａに半水石膏を20％追加配合し、次にこ
れを含水比120％の関東ロームに20％添加、混合してテ
スト品Ｃとした。テスト品Ｃを型枠に入れ３日めに脱型
しビニール袋に詰めて湿空養生を４日間行った後に圧縮
試験を行った。このテスト品Ｃの一軸圧縮強度は5.4kgf
/cm2であった。
れを含水比120％の関東ロームに20％添加、混合してテ
スト品Ｃとした。テスト品Ｃを型枠に入れ３日めに脱型
しビニール袋に詰めて湿空養生を４日間行った後に圧縮
試験を行った。このテスト品Ｃの一軸圧縮強度は5.4kgf
/cm2であった。
＜試験例４＞ 次にテスト品Ｂに半水石膏を20％追加配合し、次にこ
れを含水比120％の関東ロームに20％添加混合してテス
ト品Ｄとした。そして試験例３と同様の処置を行ったテ
スト品Ｄの一軸圧縮強度を調べたところ6.3kgf/cm2であ
った。
れを含水比120％の関東ロームに20％添加混合してテス
ト品Ｄとした。そして試験例３と同様の処置を行ったテ
スト品Ｄの一軸圧縮強度を調べたところ6.3kgf/cm2であ
った。
以上の試験例１〜４より、各々のテスト品Ａ、Ｂ、Ｃ
及びＤは、それぞれ十分な圧縮強度を示していることが
判明した。
及びＤは、それぞれ十分な圧縮強度を示していることが
判明した。
＜試験例５＞ 埼玉県の大場川の川畔にあるメタンガスを発生させて
いる含水比279％の有機物シルト（pH＝5.5〜６）を選
び、これに実施例１及び実施例２の地盤強化の土質改良
材を各々20％ずつ配合して、上記の試験例１と同様の処
置を施してから一軸圧縮強度を調べたところ、双方の圧
縮強度は1.3〜1.9kgf/cm2であり、強度不足であること
が判った。そこで、今度は実施例３の地盤強化の土質改
良材を上記有機質シルトに20％配合して、上記と同様の
処置を施し、その一軸圧縮強度を調べたところ2.8kgf/c
m2であり、十分な強度を示した。
いる含水比279％の有機物シルト（pH＝5.5〜６）を選
び、これに実施例１及び実施例２の地盤強化の土質改良
材を各々20％ずつ配合して、上記の試験例１と同様の処
置を施してから一軸圧縮強度を調べたところ、双方の圧
縮強度は1.3〜1.9kgf/cm2であり、強度不足であること
が判った。そこで、今度は実施例３の地盤強化の土質改
良材を上記有機質シルトに20％配合して、上記と同様の
処置を施し、その一軸圧縮強度を調べたところ2.8kgf/c
m2であり、十分な強度を示した。
有機質シルトには、通常のポルトランドセメントのよ
うな水硬率1.7〜2.4の範囲の地盤強化・土質改良材であ
っても半水石膏の含有率を多くしたもの（例えば半水石
膏20％添加の実施例３の如き地盤強化・土質改良材）は
酸性の軟弱地盤の強化・土質の改良に有効であることが
判明した。そして、宅地造成その他の土木工事の施工途
次の地盤強化・土質の改良には、アルミナを10〜20％添
加した地盤強化の土質改良材（例えば実施例３及び４）
を使用すれば、地盤の圧密とゲル化を促進して工事期間
の短縮を図ることができることも判った。
うな水硬率1.7〜2.4の範囲の地盤強化・土質改良材であ
っても半水石膏の含有率を多くしたもの（例えば半水石
膏20％添加の実施例３の如き地盤強化・土質改良材）は
酸性の軟弱地盤の強化・土質の改良に有効であることが
判明した。そして、宅地造成その他の土木工事の施工途
次の地盤強化・土質の改良には、アルミナを10〜20％添
加した地盤強化の土質改良材（例えば実施例３及び４）
を使用すれば、地盤の圧密とゲル化を促進して工事期間
の短縮を図ることができることも判った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ０９Ｋ 103:00
Claims (4)
- 【請求項１】CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3を主成分として
多く含有する産業廃棄物と、粘度鉱物とを混合・焼成し
た焼成物を基材とし、この基材に石膏を加えて成る地盤
強度・土質改良材。 - 【請求項２】請求項（１）の焼成物を、微粉砕して基材
とし、これに半水石膏を加えて成る請求項（１）記載の
地盤強化・土質改良材。 - 【請求項３】請求項（１）の焼成物の水硬率が1.7ない
し2.4の範囲になるよう主成分の組成を予め調整した、
請求項（１）又は（２）記載の地盤強化・土質改良材。 - 【請求項４】組成成分としてアルミナを、更に10％ない
し20％（wt）前後加えて成る請求項（１）ないし（３）
のいずれかに記載の地盤強化・土質改良材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063777A JP2820708B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 地盤強化・土質改良材 |
| US08/274,824 US5501719A (en) | 1989-03-03 | 1994-07-14 | Ground strengthening/soil-improving material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063777A JP2820708B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 地盤強化・土質改良材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02245088A JPH02245088A (ja) | 1990-09-28 |
| JP2820708B2 true JP2820708B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=13239145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063777A Expired - Fee Related JP2820708B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-17 | 地盤強化・土質改良材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820708B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2732249B1 (fr) * | 1995-03-27 | 1997-06-13 | Sol Comp Du | Procedes de stabilisation de cendres resultant de l'incineration de boues de stations d'epuration des eaux urbaines |
| CN1116242C (zh) * | 1998-12-31 | 2003-07-30 | 金树青 | 低碱低掺量混凝土膨胀剂 |
| US20080276676A1 (en) * | 2004-10-04 | 2008-11-13 | Taiheiyo Cement Corporation | Solidification Material |
| JP5015435B2 (ja) * | 2004-10-18 | 2012-08-29 | 太平洋セメント株式会社 | 固化材 |
| CN104909694A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-16 | 柳州普亚贸易有限公司 | 新型抗菌抗渗混凝土 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1063777A patent/JP2820708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02245088A (ja) | 1990-09-28 |
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