JP4619837B2

JP4619837B2 - 固化材およびそれを用いた固化体ならびに土壌改良方法

Info

Publication number: JP4619837B2
Application number: JP2005071419A
Authority: JP
Inventors: 隆行樋口; 亮悦吉野; 積石田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: JP2006249374A

Description

本発明は、ヘドロや建設汚泥などに使用する固化材およびそれを用いた固化体ならびに土壌改良方法に関するものである。

従来、建設汚泥を固化するための固化材は、セメントあるいは石灰を主体とし、用途によっては高炉水砕スラグや石膏類が混合されている。しかしながら、これらの物質はヘドロや汚泥中の水分と反応して強いアルカリ性を呈し、固化後の処理物は植物の生育には適さない。また、セメント系物質は有機質土壌や酸性土壌では水和反応が遅延し、強度発現性が低下しやすいという課題があった。そのため、固化後の土壌が中性領域でかつ酸性雰囲気下でも安定して硬化する物質として半水せっこうを主体とする固化材が検討されている（特許文献１）。
特開平8-311446号公報

ヘドロや建設汚泥などは含水比が高い場合が多く、半水せっこうをはじめとするせっこう類では中性領域での固化が可能となるものの、非常に多くの固化材を使用する必要がある点、また、固化体の耐水性が低いため雨水によって再び泥濘化しやすい点につき鋭意検討した結果、特定の固化材を使用することにより可能であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、アニオン変性ポリビニルアルコール、ポリアミドポリアミンおよび半水せっこうを含有してなる固化材であり、前記固化材を含有したｐＨが６〜９の固化体であり、前記固化材を使用する土壌改良方法である。

本発明の固化材およびそれを用いた固化体ならびに土壌改良方法は、比較的高い含水比のヘドロや建設汚泥などであっても固化することが可能となり、さらに、固化体が耐水性に優れることから再泥濘化し難いなどの効果を奏する。

本発明で使用するアニオン変性ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールの水酸基の一部がカルボキシル基やスルホン基などで変性され、アニオン性を示すものである。特に平均重合度が500〜3000、鹸化度が80mol%以上のものが、固化対象物質との混合性、水への溶解性、固化後の強度や弾性、保水性の観点から好ましい。アニオン変性度は特に規定されるもではないが、通常0.5〜10mol%程度が使い易い。0.5mol%未満や10mol%を超えると固化体の強度が不足する場合がある。なお、本発明では、アニオン変性ポリビニルアルコールを水溶液の状態で配合する。また、アニオン変性ポリビニルアルコールの固形分濃度は、通常1〜20質量%程度が好ましく、1質量%未満では強度が不足する場合があり、20質量%以上では粘性が高くなりすぎて固化対象物と混合し難くなる場合がある。

本発明で使用するポリアミドポリアミンは、特に限定されるものではなく、一般に市販されているものを使用することができる。例えば、旭電化工業株式会社製「アデカグランマイド650」などが挙げられる。また、本発明ではポリアミドポリアミンを溶剤に溶解した状態で使用する。

本発明で使用する半水せっこう（CaSO₄・1/2H₂O）は、特に限定されるものではなく、通常、土壌固化に用いられるものであれば良い。半水せっこうは、特に初期の強度発現性の観点から好ましい。半水せっこうの粉末度は、特に限定されるものではないが、固化対象物質への分散性や土壌との反応性の観点からブレーン比表面積で2000〜8000cm²/gが好ましく、4000〜6000 cm²/gがより好ましい。2000cm²/g未満では分散性や土壌との反応性が不足し固化後の強度が得られ難い場合があり、8000cm²/gを超えると不経済になる場合がある。

アニオン変性ポリビニルアルコール水溶液、ポリアミドポリアミン溶液および半水せっこうの配合比率は、特に限定されるものではないが、通常、半水せっこう100質量部に対し、アニオン変性ポリビニルアルコールが固形分で1〜20質量部、ポリアミドポリアミンが固形分で1〜20質量部が好ましく、アニオン変性ポリビニルアルコールが固形分で5〜15質量部、ポリアミドポリアミンが固形分で5〜15質量部がより好ましい。前記範囲外では固化対象物質との混合性、固化後の強度、固化体の耐水性が低下する場合がある。

本発明の固化材のヘドロや建設汚泥などに対する使用量は、特に限定されるものではないが、周辺の動植物への影響などを考慮すると、固化体のｐＨが６〜９の範囲となるようにすることが好ましい。

以下、実施例で詳細に説明する。

「実施例１」
自然含水比20質量%のシルト質粘土1000質量部に対し、表１に示す量の半水せっこうと、重合度1700、鹸化度90.0mol%、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール水溶液（固形分濃度10質量%）と、ポリアミドポリアミン溶液（固形分濃度95質量%）を加えた。充分に混合した後40×40×160ｍｍの型枠に詰め、ランマーを用いて締め固めた後、20℃湿度80%RH環境下で7日間養生した。その後、型枠から脱型し、固化体の圧縮強度とｐＨ、耐水性を評価した。結果を表１に示す。なお、半水せっこうだけを配合した場合、ポリアミドポリアミンを加えなかった場合、半水せっこうと高炉水砕スラグやフライアッシュを組み合わせた場合を比較例とした。表１に結果を併記する。

「使用材料」
アニオン変性ポリビニルアルコール：重合度1700、鹸化度90.0mol%、カルボキシル基変性、変性度2.0mol%
ポリアミドポリアミン：旭電化社製、「アデカグランマイド650」
半水せっこう：ブレーン比表面積6000cm²/g、市販品
高炉水砕スラグ：新日鉄高炉セメント社製「エスメント」、ブレーン比表面積6000cm²/g
フライアッシュ：フライアッシュＩＩ種、ブレーン比表面積3000cm²/g

「測定方法」
圧縮強度：JIS R 5201に準拠
ｐＨ：作製した供試体50gを500mlの純水に6hr浸漬し、上澄みのｐＨをｐＨ電極で測定
耐水性：上記のｐＨ測定溶液のにごり具合を目視で判定。濁っている：×、澄んでいる：○

表１に示すように、本発明の固化材は、固化体の含水比が高くても強度が高く、ｐＨも中性領域であることが分かる。

「実施例２」
アニオン変性ポリビニルアルコールの水溶液固形分濃度、重合度、鹸化度を表２に示すように変化させ、半水せっこう１００質量部に対し各アニオン変性ポリビニルアルコール水溶液１００質量部を加えたこと以外は実施例１と同様に行った。表２に結果を併記する。

表２に示すように、本発明の固化材は、固化体の含水比が高くても強度が高く、ｐＨも中性領域であることが分かる。

「実施例３」
半水せっこう、アニオン変性ポリビニルアルコール、ポリアミドポリアミンの添加量を表３に示すように変化させたこと以外は実施例１と同様に行った。表３に結果を併記する。

表３に示すように、本発明の固化材は、固化体の含水比が高くても強度が高く、pHも中性領域であることが分かる。

本発明の固化材およびそれを用いた固化体ならびに土壌改良方法は、比較的高い含水比のヘドロや建設汚泥などであっても中性領域で固化することが可能となり、さらに、固化体が耐水性に優れることから再泥濘化し難いなどの効果を奏するので、土木分野などで幅広く適用できる。

Claims

アニオン変性ポリビニルアルコール、ポリアミドポリアミンおよび半水せっこうを含有してなる固化材。
請求項１記載の固化材を含有したｐＨが６〜９の固化体。
請求項１記載の固化材を使用する土壌改良方法。