JP4564647B2

JP4564647B2 - 土壌固化剤

Info

Publication number: JP4564647B2
Application number: JP2000363433A
Authority: JP
Inventors: 勝一國松; 豊松田
Original assignee: 松田技研工業株式会社
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: JP2002167582A

Description

【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等の建設現場からの発生土のような土壌を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。
【０００２】
【従来の技術】
土壌固化剤用酸性剤として、塩化第二鉄水溶液が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
酸化マグネシウムと塩化第二鉄水溶液とを予め混合してから土壌に混合しようとすると、酸化マグネシウムに塩化第二鉄水溶液を添加した時点で急激な硬化反応が起り、土壌と均一に混合することが困難となる。
そこで酸化マグネシウムと塩化第二鉄水溶液とを別々に土壌に混合しなければならないが、この場合には混合作業が二回必要となり、非常に手間がかかる。
【０００４】
更に塩化第二鉄水溶液は腐蝕性があり、機器には耐腐蝕性材料を使用した高価なものが必要となる。
【０００５】
粉末の塩化第二鉄を使用すれば、機器の腐蝕はある程度防止出来るが、塩化第二鉄は非常に潮解性が高く、空気中の水分を吸収して直ちに潮解することから、取扱いが非常に困難となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、酸化マグネシウムと、塩化第二鉄水溶液吸着無機多孔質体とからなる土壌固化剤を提供するものである。
【０００７】
更に本発明は、酸化マグネシウムと、第二塩化鉄水溶液吸着無機多孔質体と、液状酸性剤吸着無機多孔質体とからなることを特徴とする土壌固化剤を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【０００９】
本発明の土壌固化剤は、酸化マグネシウムと、塩化第二鉄水溶液が吸着された無機多孔質体とからなり、該土壌固化剤を使用する際は、該酸化マグネシウムと該無機多孔質体とを混合した状態で土壌に添加混合され、土壌を硬化させる。
【００１０】
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（軽焼マグネシア）の使用が望ましい。また本発明ではドロマイトのような酸化マグネシウムを含むものも使用出来る。
【００１１】
本発明で使用される塩化第二鉄水溶液は、通常４０〜４７°Ｂｅの比重であり、無機多孔質体に吸着させて塩化第二鉄水溶液吸着無機多孔質体として土壌固化剤に使用される。
【００１２】
本発明で使用される無機多孔質体としては、例えば、シリカヒューム、ベントナイト、白土類、タルク、ケイソウ土、ゼオライト、セピオライト、フライアッシュ、焼却炭、活性炭、パーライト、バミューライト等がある。
なお無機多孔質体の平均粒径は５〜１５μｍである。
【００１３】
上記無機多孔質体に吸着される塩化第二鉄水溶液の添加量は、通常、無機多孔質体１００重量部に対して３０〜１５０重量部である。
【００１４】
本発明では、上記酸化マグネシウムおよび塩化第二鉄水溶液吸着無機多孔質体と共に、処理土のｐＨを低くするための酸性剤を無機多孔質体に吸着させた液状酸性剤吸着多孔質体を使用する土壌固化剤であってもよい。
【００１５】
本発明で使用される酸性剤は液状であり、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸等の酸性剤である。
【００１６】
酸性剤が吸着される無機多孔質体は、上記無機多孔質体と同様であり、該酸性剤は無機多孔質体１００重量部に対して通常３０〜１５０重量部吸着される。
【００１７】
本発明の土壌固化剤は、酸化マグネシウムと塩化第二鉄水溶液を吸着させた無機多孔質体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、上記した酸性剤を土壌固化剤の成分とした場合にあっては、該酸性剤によって土壌のｐＨを酸性側、望ましくはｐＨ５〜９、更に望ましくはｐＨ５. ８〜８. ６に調節して酸化マグネシウムと塩化第二鉄と土壌との固化反応が促進される。
【００１８】
本発明の土壌固化剤の上記した成分の添加比率は、酸化マグネシウム１００重量部に対して、塩化第二鉄水溶液吸着無機多孔質体は１０〜１００重量部添加される。
なお液状酸性剤吸着無機多孔質体については、土壌のｐＨに応じて添加量が調節されることは言うまでもない。
【００１９】
また所望により、上記した土壌固化剤の成分に加えて、他の成分を加えてもよい。例えば、他の成分として処理土が水分を多量に含有する場合には、所望により上記した土壌固化剤の成分に加えて、有機高分子凝集剤および／または吸水剤を加えてもよい。該有機高分子凝集剤としては、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム−アクリルアミド共重合体、ポリエチレンオキサイドの合成高分子凝集剤、グアガム、キサンタンガム、アルギン酸等の天然高分子業種剤等があり、該吸水剤としては、例えば、下水焼却灰、木炭、シリカゲル等がある。有機高分子凝集剤および／または吸水剤は、上記土壌を凝縮して水を排除、あるいは土壌中の水を吸収し、望ましい固さの土壌固化物が得られる。
【００２０】
また、土壌のｐＨを酸性側にするために粉末状の酸性剤を土壌固化剤の成分として加えてもよく、粉末状の酸性剤としては、例えば粉末硫酸、ホウ酸等の粉末状の無機酸あるいは蓚酸、クエン酸、リンゴ酸、ベンゼンスルホン酸等の粉末状の有機酸、硫酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸アンモニウム等の強酸と弱塩基との粉末状の塩、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の粉末状の酸性塩等が使用される。
【００２１】
なお土壌固化剤の成分として、上記した成分以外に、所望なれば炭酸カルシウム、無水石膏、半水石膏、タルク、未焼ドロマイト、ケイ石粉等の充填剤が添加されてもよい。
【００２２】
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く、場合によっては成分のうち２種以上を予め混合しておいて土壌に添加されてもよい。
【００２３】
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。一般に土質を多く含んでいる粘性の大きな土壌の場合には添加量は多くし、また土質が少なく粘性の小さな土壌の場合には、添加量は少なくてよい。また含水量については、含水比１００％以下の土壌の場合、本発明の土壌固化剤は土壌１ｍ³あたり３０〜１００ｋｇ程度添加され、含水比１００〜２００％の土壌の場合には、本発明の土壌固化剤は１ｍ³当り５０〜２００ｋｇ程度添加される。
【００２４】
以下、本発明を実施例によって説明する。
〔実施例１〕
試料土壌^*1１０００ｃｃに対し、酸化マグネシウム１０重量部、無機多孔質体１０重量部に対して塩化第二鉄水溶液（４０°Ｂｅ）６重量部を吸着させた無機多孔質体（シリカヒューム）を６重量部、粉末状酸性剤（粉末硫酸）０. ３重量部の混合物からなる土壌固化剤１００ｇを添加し混練機で混練し、モールドに充填して１時間後に水中養生して１日、２日、５日、７日後の一軸圧縮強度（ｋｇｆ／ｃｍ²）と２７日後のｐＨ値^*2を測定した。結果を表１に示す。
試料土壌^*1：カオリン粘土^*3１０００ｇを水５００ｃｃに添加混合して調製した。該試料土壌の含土率６６.3重量％である。
カオリン粘土^*3：含土率９９. ５重量％、比重２. ６６、シルト分（粒径５〜７５μｍ）６２. １％、粘土分（粒径５μｍ以下）３７. ９％である。
ｐＨ値^*2：２７日間水中養生した試料１００ｇ採取し、蒸留水５００ｃｃを添加混合し、２４時間放置後、浸漬水のｐＨ値を測定した（以下実施例および比較例において同様）。
【００２５】
〔実施例２〕
試料土壌（実施例１と同様）１０００ｃｃに対し、酸化マグネシウム１０重量部、無機多孔質体１０重量部に対して塩化第二鉄水溶液（４０°Ｂｅ）６重量部を吸着させた無機多孔質体（シリカヒューム）を６重量部、該無機多孔質体１０重量部に対してリン酸水溶液（７５重量％）を５重量部を吸着させた酸性剤１重量部の混合物からなる土壌固化剤１００ｇを添加し混練機で混練し、モールドに充填して１時間後に水中養生して１日、２日、５日、７日後の一軸圧縮強度（ｋｇｆ／ｃｍ²）と２７日後のｐＨ値をガラス電極法で測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
〔比較例〕
上記実施例と比較するために、試料土壌（実施例１と同様）１０００ｃｃに対し、酸化マグネシウム６重量部、シリカヒューム１重量部、塩化第二鉄水溶液（４０°Ｂｅ）３重量部、粉末状酸性剤（粉末硫酸）０. ３重量部の混合物からなる土壌固化剤１００ｇを添加し混練機で混練し、モールドに充填して１時間後に水中養生して１日、２日、５日、７日後の一軸圧縮強度（ｋｇｆ／ｃｍ²）と２７日後のｐＨ値をガラス電極法で測定した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１に示される実施例１、実施例２および比較例の結果からわかるように、塩化第二鉄水溶液を無機多孔質体に吸着させた状態で使用しても、十分土壌を固化できる。またｐＨ値も同様に制御できる。
【００２９】
〔実施例３〕
東京都内の土圧シールド現場より発生した関東ローム由来の泥土^*4３０００ｃｃに対し、実施例１の土壌固化剤３００ｇを添加し混練機で混練し、モールドに充填して１時間後に水中養生して１日、２日、７日、９日後の一軸圧縮強度（ｋｇ／ｃｍ²）と９日後のｐＨ値を測定した。結果を表２に示す。
関東ローム由来の泥土^*4：含土率４５. ８重量％、砂分（粒径２ｍｍ〜７５μｍ）５１. １％、シルト分（粒径５〜７５μｍ）２３. ５％、粘土分（粒径５μｍ以下）２５. ４％、含水比１１８. ３％である。
【００３０】
【表２】

【００３１】
本実施例の結果より、本発明の土壌固化剤は現場から発生する土壌を十分固化させることが出来ることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
塩化第二鉄水溶液を無機多孔質体に吸着させることで、予め他の土壌固化剤の成分とを混ぜ合わせることができ土壌の固化作業を軽減され、また局所的に急激な発熱反応を発生させることなく土壌を固化させることができる。

Claims

酸化マグネシウムと、塩化第二鉄水溶液吸着無機多孔質体とからなることを特徴とする土壌固化剤
酸化マグネシウムと、第二塩化鉄水溶液吸着無機多孔質体と、液状酸性剤吸着無機多孔質体とからなることを特徴とする土壌固化剤