JPH04345685A

JPH04345685A - 含水土壌の改良剤

Info

Publication number: JPH04345685A
Application number: JP11766491A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Shiragami; 光章白神; Kenji Mori; 賢治森
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Mitsubishi Chemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-12-01
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JP2529785B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含水土壌の改良剤に関
する。詳しくは建設および土木工事等に伴って発生する
建設残土など（以下、「残土」という）を土質改良し、
資源として再利用を図るのに適した含水土壌の改良剤に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、各地で発生した残土の大部分は、
再利用できず埋立て処分したり他の場所へ搬出したりし
ているが、かなりの不法投棄があり、環境破壊の問題と
してクローズアップされてきている。これは残土の発生
量が、活発な再開発事業などで急増傾向にある半面、海
面埋立て工事が減少傾向であるため、残土受入場所の確
保が難しくなってきていることに起因している。

【０００３】また、掘り起こした現場の埋め戻しには、
法律上、砂を用いることと定められている。従って、埋
め戻しには一般に、他の場所より山砂を持ってこなけれ
ばならず、こちらでも環境破壊の問題が起こりつつある
。この様な情勢の中で発生した残土の再利用に関して、
生石灰を用いた残土処理のテストプラントを稼働させて
いる例がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記テストプラントの
方法は、良質な残土のみを対象とし、敷地が広大なため
天日乾燥し含水比の低い残土を対象に改良しているもの
であり、一般に改良プラントを考える場合は敷地が広く
取れないので、現場で発生した含水比の高い残土を天日
乾燥せずにそのまま改良しなければならず、このような
含水比の高い土は粘着性が大であり、混合機などに付着
して操業が難しく処理できないなどの問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来技術
の課題を解決し、残土の再利用に関し優れた改良剤を得
るべく鋭意検討した結果、（メタ）アクリル酸またはそ
の塩を含有する（メタ）アクリルアミド系重合体などの
カルボキシル基を有する水溶性重合体と石灰を併用使用
することにより、残土等の含水土壌を埋め戻しに再利用
できることを見出し、本発明に到達した。

【０００６】即ち、本発明の要旨は、カルボキシル基を
有する水溶性重合体と石灰からなる含水土壌の改良剤に
存する。以下、本発明を詳細に説明する。本発明の改良
とは、軟弱または粘着性の高い含水土壌を埋め戻し等に
再利用するため、強度の向上を計りつつ、砂のように流
動性を付与し、また、水中で膨潤しない程度に固化処理
することである。従って、本発明における改良とは、含
水土壌を単に塊状固化し、流動性が失なわれた状態にす
るものではない。

【０００７】本発明に使用する水溶性重合体とは、通常
、少なくとも１００ｍｌの水に１ｇ以上溶解する重合体
である。該重合体は、親水性基としてカルボキシル基を
有するものであり、重合体を構成する全単量体のうち、
カルボキシル基を有する単量体が、通常１〜８０モル％
、好ましくは５〜６０モル％含まれる。また、カルボキ
シル基は、遊離酸または塩の形のどちらで存在していて
もよい。

【０００８】塩の種類としては、例えばナトリウム、カ
リウムなどのアルカリ金属の塩、カルシウム、マグネシ
ウムなどのアルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、炭
素数１〜１８のアルキルアミン、アルカノールアミンな
どのアミン塩、およびこれら２種以上の混合物があるが
、好ましくはアルカリ金属の塩である。かかる水溶性重
合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩を含有
する（メタ）アクリルアミド系重合体、マレイン酸また
はその塩と酢酸ビニルとの共重合体、イタコン酸または
その塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体などがあ
るが、好ましくは（メタ）アクリル酸またはその塩を含
有する（メタ）アクリルアミド系重合体である。（メタ
）アクリル酸またはその塩を含有するアクリルアミド系
重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（
メタ）アクリルアミドを共重合したもののほか、（メタ
）アクリルアミドを部分加水分解したものでもよい。また、以上示したような単量体を組み合わせて共重合し
たものでもよい。

【０００９】更に、上記の重合体には、親水性基として
スルホン酸基を含む単量体、例えばビニルスルホン酸、
アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸及びこれらの塩などを含めて共重合し
たものでもよい。また、水溶性を阻害しない程度の量で
あれば、オレフィン、アクリル酸エステル、ビニルエス
テルのような疎水性単量体を含んでいてもよい。

【００１０】本発明で使用される水溶性重合体の分子量
は、通常１００万以上、好ましくは５００万以上である
。製法は特に限定されないが、一般にラジカル重合法で
あり、そのうちで、特に、水または低級アルコールなど
を溶媒とした溶液重合が採用される。単量体の濃度は通
常１０重量％以上、好ましくは１５〜６０重量％である
。重合開始剤は、水溶媒で重合する場合、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウムなどの過酸化物、およびそれら
を用いたレドックス系開始剤、Ｎ，Ｎ′−アゾビス−（
２−アミジノプロパン）・２塩酸塩、４，４′−アゾビ
ス−（４−シアノ吉草酸）−２−ナトリウムなどの水溶
性ラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤
の使用量は、共重合可能なモノマーの混合物の重量に対
して、通常０．００５〜５重量％、好ましくは０．０５
〜０．５重量％である。

【００１１】重合方法は、特に制限されないが、水溶液
重合を例示するならば攪拌下重合する方法、容器中で静
置し断熱状態で重合する方法、シート状で除熱しつつ重
合する方法、油中水型エマルジョンまたは分散状態で重
合する方法が例示される。静置して重合する方法として
は、所定の単量体水溶液に窒素ガスを通じて酸素を除い
たのち、所定温度となしラジカル重合開始剤を添加し均
一に混合後、窒素ガス気流下、所定温度に保持する方法
が例示される。重合温度は、通常１０〜１５０℃の範囲
で目的の重合物の分子量に応じて選択されるが、好まし
くは４０〜８０℃である。

【００１２】かくして得られた重合体はそのまま乾燥器
で乾燥、または脱水剤で処理した後、乾燥し粉砕して試
料に供される。本発明に使用される石灰は、生石灰また
は消石灰であり、いずれの場合にも粉末で添加するのが
好ましい。水溶性重合体と石灰の混合重量比は通常１：
１〜１：５００、好ましくは１：２〜１：２５０である
。

【００１３】本発明の対象となる土壌は、通常、含水比
２０％以上の土壌である。特に本発明の改良剤の使用が
期待できるのは、含水比４０〜２００、更には含水比６
０〜１５０程度の含水量の高い土壌であり、具体的には
、国内の上下水道工事、道路工事、宅地造成工事など一
般の土木・建設工事に伴なって発生する残土（建設残土
）である。なお、含水比とは、１００℃の炉乾燥によっ
て失われる土中水の質量の、土の炉乾燥質量に対する比
を百分率で表わした値であり、ＪＩＳ　　Ａ１２０３（
含水比試験方法）によって測定される値である。

【００１４】土質にはローム層、砂礫、土砂などがあり
、通常はこれらの混合物であるが、発生現場によっては
コンクリート片などが混入している場合もある。含水比
は土質により異なるため、発生する現場によるところが
大きい。含水比の高いものには例えば関東ローム層があ
り、通常１００〜１２０前後の含水比を示し、粘着性が
大きいが、本発明の改良剤を使用することにより固化、
および造粒されるため流動性が付与され、粘着性および
水中での膨潤性が無く、地盤支持力が向上し埋め戻し再
利用可能とすることができる。

【００１５】本発明の改良剤の添加量は、被処理土壌の
含水比により異なるため特に限定されないが、水溶性重
合体は含水土壌に対して、通常０．００１〜１重量％、
好ましくは０．０１〜０．５重量％であり、石灰量は、
通常０．２〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量
％である。本発明の改良剤の添加方法は特に限定されな
いが、好ましくは水溶性重合体を添加後に石灰を添加す
る方法であるが、同時に添加混合またはプレミックスし
て使用しても何等差しつかえない。また、土壌との混合
は通常の方法、例えばベルトコンベヤ上の含水土壌に改
良剤を散布し、バックホウにより混合する方法などが用
いられる。石灰は、通常粉末のまま添加されるが、水溶
性重合体は粉末状の他、水溶液として添加してもよい。

【００１６】本発明の改良剤中には、その他セメント系
固化剤、高吸水性樹脂などを任意の割合で加えることが
でき、また、これらを別個に土壌混合時に加えてもよい
。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。水溶性重合体の製造例攪拌機、窒素導入管、冷却管を備えた１００ｍｌのセパ
ラブルフラスコに９．６０ｇの２０重量％アクリル酸ナ
トリウム（以下「ＡＣＡ−Ｎａ」と略す）水溶液と１３
．０８ｇのアクリルアミド（以下「ＡＡＭ」と略す）お
よび、３２．８２ｇの脱塩水を入れ、均一に溶解した。攪拌しながら容器内に窒素を導入しつつ系内の脱気を行
った。

【００１８】次に、５０℃の湯浴に浸して内温が５０℃
になったら、４．５０ｇの０．２重量％Ｎ，Ｎ′−アゾ
ビス−（２−アミジノプロパン）・２塩酸塩水溶液を入
れ、全量を６０ｇとした。尚、攪拌は重合開始時点で停
止した。窒素を導入しながら、５０℃の恒温水槽中で４
時間重合させたところ、重合体の濃度が２５重量％のＡ
ＣＡ−Ｎａ／ＡＡＭ＝１０／９０モル比の重合体Ａを得
た。

【００１９】以下、モノマー組成を下述のものに代える
以外は同様にして重合体Ｂ〜Ｈを得た。得られた２５重
量％の重合体は夫々、重合率測定用に約１０ｇ残し、ア
セトン又はメタノール中で湿式粉砕及び脱水し、室温で
減圧乾燥後、更にコーヒーミル型粉砕機により粉砕して
微粉とした。

【００２０】臭素法で測定した重合率は、いずれもほぼ
１００％であった。また、還元粘度ηｓｐ／ｃにつき、
乾燥した重合体を１規定の食塩水で０．１ｇ／ｄｌの濃
度に溶解し、２５℃でオストワルド粘度計を用いて測定
した。以下に、重合体Ａ〜Ｈのモノマー組成（モル比）
、還元粘度を示す。　　　　　　　　　　　　　　　　　　（組　　成）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（還元粘度）　　　　重合体Ａ：ＡＣＡ−Ｎａ／Ａ
ＡＭ　　＝１０／９０　　　　　　　　　　２８．１　
　　　　　〃　　Ｂ：　　　　　　　　　　〃　　　　
　　　　　　＝２０／８０　　　　　　　　　　３１．
２　　　　　　〃　　Ｃ：　　　　　　　　　　〃　　
　　　　　　　　＝３０／７０　　　　　　　　　　２
６．９　　　　　　〃　　Ｄ：　　　　　　　　　　〃
　　　　　　　　　　＝６０／４０　　　　　　　　　
　１９．６　　　　　　〃　　Ｅ：ＭＣＡ−Ｎａ／ＡＡ
Ｍ　　＝２０／８０　　　　　　　　　　２６．９　　
　　　　〃　　Ｆ：　　　　Ａ　　Ａ　　Ｍ　　　　　
　　　＝１００　　　　　　　　　　　　　　２９．６
　　　　　　〃　　Ｇ：ＡＭＰＳ−Ｎａ／ＡＡＭ＝１０
／９０　　　　　　　　　　２８．９　　　　　　〃　
　Ｈ：　　　　　　　　　　〃　　　　　　　　　　＝
２０／８０　　　　　　　　　　２７．８重合体Ａ〜Ｄ
は、ＡＣＡ−Ｎａ／ＡＡＭ系であり、Ｅはメタアクリル
酸ナトリウム（以下「ＭＣＡ−Ｎａ」と略す）／ＡＡＭ
系、ＦはＡＡＭホモポリマー、Ｇ，Ｈは２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム（以下
「ＡＭＰＳ−Ｎａ」と略す）／ＡＡＭ系である。実施例１〜５および比較例１〜５含水比１１５の関東ローム層（採取場所：東京都町田市
南大谷）を原料土として用い、改良試験を行なった。

【００２１】原料土を夫々、７ｋｇずつポリ袋に小分け
し、改良処理を行なった。改良処理は、ポリ袋中に各種
の水溶性重合体粉末を７ｇずつ振り掛けながら混合した
後、更に２１０ｇの生石灰の粉末を加えてかき混ぜた。更に水分が飛ばないよう直ちに密封した。６日間密閉養
生後、ＪＩＳ　　Ａ１２１０（突固めによる土の締固め
試験方法）に従い、内径１５ｃｍのモールドに改良土を
３層に分けて、夫々４．５ｋｇのランマで９２回突き固
めて、突固め試験を行った。

【００２２】次に、ＪＩＳ　　Ａ１２１１（ＣＢＲ試験
方法）に従い、浸水膨張試験の準備を行ない、４日間水
槽に浸漬して膨張量を追跡した。更に、水槽より取り出
して水を取除き、１５分後に所定の測定を行なった後、
ＣＢＲ（ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＢｅａｒｉｎｇ　　Ｒａ
ｔｉｏ）試験器により荷重−貫入量曲線を求めた。貫入
量２．５ｍｍに於ける荷重（以下、貫入強度と略す）を
読取り、次の式によりＣＢＲを計算する。式中の標準荷
重は、ＪＩＳで定められている２．５ｍｍ貫入時の標準
荷重１，３７０ｋｇを用いた。

【００２３】ＣＢＲ＝（貫入強度／標準荷重）×１００（％）ＣＢＲ
値は大きいほど強度が高いことを示す。また、改良土の
状態を目視観察した。試験の結果をまとめて表１に示し
た。また、同時に測定した水浸４日後の膨張量より求め
た膨張比はいずれも１％以下で良好であった。

【００２４】

【表１】＊）軟弱な粘土の為、突き固め試験器に掛からなかった
ので、参考として手で突き固めた。

【００２５】実施例６、７および比較例６〜８重合体Ｂ
を使用し、石灰量を変える以外は実施例１と同様に処理
して、試験を行なった。

【００２６】結果を表２に示した。比較例６〜８は、い
ずれも石灰単独処理を行なったものである。浸水膨張試
験の結果は、いずれも１％以下の膨潤比であった。なお
、表２に、比較のため、実施例２も併記した。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】従来、利用困難で不法投棄の対象となっ
ていた高含水比の残土が、本発明の含水土壌の改良剤を
用いることにより、そのまま天日乾燥せずにプラントで
改良可能となり、資源としてそのまま埋め戻し等に再利
用することができる。かくして残土の不法投棄や、埋め
戻し用砂などの採取による環境破壊を防止し、地域社会
に貢献するところが大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　カルボキシル基を有する水溶性重合体
と石灰からなる含水土壌の改良剤。
【請求項２】　　水溶性重合体が（メタ）アクリル酸ま
たはその塩を含有する（メタ）アクリルアミド系重合体
である請求項１の含水土壌の改良剤。
【請求項３】　　水溶性重合体と石灰の重量比が１：１
〜１：５００である請求項１の含水土壌の改良剤。