JP6341818B2 - 遮水材の製造方法 - Google Patents
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Description
請求項1の発明では、まず、第1混合ステップにて、水と繊維材とを混合させることである。これにより、土中に繊維材を分散させる従来と比較して、より短時間で容易に、水中に繊維材を均一に分散させることができる。次に、第2混合ステップにて、繊維材が均一に分散した水にベントナイトを投入し撹拌して練り混ぜることである。これにより、繊維材が均一に分散したままで、次第にベントナイトが繊維材に絡み合った状態でベントナイトも均一に混合される。このとき、ベントナイトの投入した重量に応じて混合された遮水材のスラリー比重が大きくなり、粘性が高くなる。
また、第3混合ステップにおいて、繊維材及びベントナイトを含む水に固化材を混合させると水和反応により時間経過とともに粘性が増加して、一定の強度を発現するようになる。
さらに、第2混合ステップにて繊維材が分散した水にベントナイトを混合して撹拌しているが、ベントナイトは、主材となるフライアッシュよりも製造する遮水材全体の配合における重量比が小さく、フライアッシュよりも粒径が小さいので、繊維材を含む水にベントナイトを混合したものを撹拌する撹拌装置は高い撹拌能力(撹拌するために必要な駆動力)を必要としない。さらには、ベントナイトは、粒径が主に5μm未満であり、最終的に製造される遮水材を難透水性(遮水性)とする重要な材料である。このベントナイトを塊として水に投入した場合、塊となる粒子群の周りに水が覆うことになるが、このベントナイトは、粒子の間に水が浸透しにくく団粒化し易い性質(ダマになり易い性質)である。そのため、このベントナイトを水中に均一に分散させるためには、水をベントナイトの粒子間に浸透させる必要があり、水に繊維材を混合した直後の早い段階でベントナイトを混合させ、その後の他の構成部材の混合時間も含めて水の浸透時間を適切に確保することで、ベントナイトが局所的に偏らず団粒化を抑制して、ベントナイトを一様に分散させることができ、遮水性の観点からも有効となる。さらに、第4混合ステップでは、全体に対する重量比が最も大きい主材のフライアッシュを混合して撹拌するので、この第4混合ステップで使用される撹拌装置は、第2混合ステップで使用する撹拌装置及び第3混合ステップで使用する撹拌装置よりも、高い撹拌能力(撹拌するために必要な駆動力)を備える必要がある。撹拌能力が高い装置の機材費は高価であり、多くの材料を混合した上で、遮水材の時間あたりの製造数量を大きくするためには、撹拌能力の高い装置には撹拌負荷の大きな混合を連続して担うことが有効である。そして、第2混合ステップおよび第3混合ステップでは撹拌能力が低く安価な撹拌装置を使用して、第4混合ステップで使用する撹拌装置に供給するスラリーを事前に準備し、第4混合ステップにて主材で重量比の最も大きいフライアッシュを連続混合することが、時間あたりの製造量を向上させ、その結果として、遮水材の製造単価を安価とすることができる。
請求項2の発明では、第1混合ステップにおいて、ベントナイトの一部を含む水に繊維材を混合させており、これは、水の粘性を若干大きくするために、ベントナイトの一部を若干量(例えば水1m3に対して10〜50kg程度、スラリー比重換算1.00〜1.05g/cm3)を水に混合させるようにしている。これにより、第1混合ステップにおいて、大量の水に繊維材が偏ることなく均一に分散した状態を創出することができ、残りのベントナイトを投入して撹拌した際に繊維材及びベントナイトがさらに均一に分散するようになる。
なお、請求項1及び2の発明で採用される水は、海水でもよいし、淡水でもよい。また、繊維材は、ポリプロピレン(PP)繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリエチレン(PE)繊維、グラスファイバー(GA)繊維等が採用される。
請求項3の発明では、撹拌装置内に充填された水(ベントナイトの一部を含む水)に繊維材を小分けにして順次投入することで、水中に繊維材が均一に分散するようになる。具体的には、第1混合ステップでは、まず、撹拌装置内に所定量の水(ベントナイトの一部を含む水)が充填され、その所定量の水に作業者が所定量の繊維材を極少量ずつ投入するのではなく、大まかに小分けにして複数回に分けて投入するようにしている。土中でなく、水中に投入するため、水中に繊維材がすみやかに均一に分散するようになる。
ところで、繊維材を一気に撹拌装置内の水に投入すると、繊維材の塊がほぐれて均一に分散するまでに撹拌時間を長くする必要がある。一方、所定量の繊維材を撹拌装置内に投入した後に、所定量の水を撹拌装置に入れた場合も同様に、繊維材がうまく分散せずに塊状となり、繊維材が撹拌装置の撹拌翼に絡まるようになる。なお、繊維材を土中に投入する場合においては、極少量ずつ小分けして投入するが、均一に混ぜるためには所定の全量を投入後20分程度の撹拌時間を要する場合がある。これに対して小分けした繊維材を水に混ぜる場合は投入後1分程度で均一に分散することができる。
請求項4の発明では、水と比重が異なった繊維材を用いても、分散剤により、繊維材が水中で均一に分散するようになる。しかも、この繊維材の製造時に分散剤を塗布することにより、繊維材を数十本単位の束にまとめて、所定の長さに切断することができ、梱包時や投入時の繊維材の取り扱いが容易となる。つまり、取り扱う繊維材が細く短いため、繊維が乾燥した状態では、梱包時や投入時に繊維材が気中に舞い上がり、取り扱いにくくなるが、製造時に分散剤を繊維材に塗布することで、取り扱いを容易にすることができる。
請求項5の発明では、繊維材、ベントナイト、固化材及びフライアッシュを均一に分散させることができる。
請求項6の発明では、重量比にて、フライアッシュ:高炉セメント=12〜9.6:1の割合で配合されるので、有害物質の溶出を抑制することができる。
遮水材10は、例えば、産業廃棄物や一般廃棄物等を最終処分するための廃棄物処分場に備えた遮水層6に使用されるものである。
護岸2は、ここではケーソン式護岸からなっており、海底地盤(ここでは、難透水性地盤)Gに造成した捨石マウンド3上に据付けられたケーソン4と、ケーソン4の背後に裏込石を投入して造成された裏込層5とからなっている。該裏込層5の、内水域B側の背面は法面となっており、この裏込層5の法面と埋立処分域1の底面上には、遮水材10が打設される遮水層6が連続して造成されている。遮水層6は、ここでは埋立処分域1の底面上での厚さt2が、裏込層5の法面上での厚さt1よりも厚くなるように造成されている。なお、前記厚さt1、t2は、一例としてt1=0.5m程度、t2=2.0m程度に設定される。また、所望により裏込層5の法面に予め遮水シートを敷設し、該遮水シート上に遮水層6を造成してもよい。
フライアッシュは、石炭を燃料として用いる火力発電所において、燃焼時に生成されるものである。フライアッシュの粒径は5μm〜75μmの範囲である。フライアッシュは、略同一粒径のために粒子間の間隙が大きく、水分が抜けやすいために振動等により液状化現象が発生する。すなわち、フライアッシュは、各粒子間の水分の保持効果が小さいために、各粒子が離れ易く団粒化しにくい性質を有している。
製造設備20は、遮水材10を打設する遮水層6の近傍に配置される。該製造設備20は、海水にポリプロピレン繊維及びベントナイトを混合する第1プラント施設21と、該第1プラント施設21からの混合物に高炉セメントを混合する第2プラント施設22と、該第2プラント施設22からの混合物にフライアッシュを混合する第3プラント施設23とを備えている。
まず、ステップS1では、海水用圧送ポンプ50により所定量の海水を第1プラント施設21の第1撹拌装置26に圧送する。
Claims (6)
- 遮水層に使用される、水、繊維材、ベントナイト、フライアッシュ及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、
前記水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、
該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトを混合して撹拌する第2混合ステップと、
該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、
該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、
を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。 - 遮水層に使用される、水、繊維材、ベントナイト、フライアッシュ及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、
前記ベントナイトの一部を含む水と前記繊維材とを混合する第1混合ステップと、
該第1混合ステップの後に、前記ベントナイトの残りを混合して撹拌する第2混合ステップと、
該第2混合ステップの後に、前記固化材を混合して撹拌する第3混合ステップと、
該第3混合ステップの後に、前記フライアッシュを混合して撹拌する第4混合ステップと、
を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。 - 前記第1混合ステップでは、充填された水または前記ベントナイトの一部を含む水に前記繊維材を投入することを特徴とする請求項1または2に記載の遮水材の製造方法。
- 前記繊維材には、分散剤が塗布されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の遮水材の製造方法。
- 前記第4混合ステップでは、前記フライアッシュを複数回に分けて投入して、該フライアッシュの投入作業と撹拌作業とを交互に行うことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の遮水材の製造方法。
- 前記固化材は、高炉セメントであり、
前記フライアッシュの前記高炉セメントに対する重量比が、12〜9.6であることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の遮水材の製造方法。
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