JPH05156251A - 含水土壌の改良剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 細骨材、石灰および／または石コウ、および水溶
性重合体、とから成る含水土壌の改良剤。 【構成】 高含水比の建設残土の土質を改良し、これ
を埋め戻しなどで再利用することができる。コンクリー
ト廃棄物の再利用にもなる。

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
し、特に建設土木工事など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殆どは再利
用できず、埋立て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重
要性が増してきている。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、道路工事の場合には掘り起こした現
場の埋め戻しに、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。このよう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】一方、首都圏を中心とした都市の再開発計
画で既設のビルディングを取壊し、高層化を進めている
が、取壊したコンクリート建造物の廃棄が問題となって
いる。一部は粉砕して再利用を行なっているが、大部分
は産業廃棄物として埋立て処理に回され、残土と同様に
不法投棄も多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前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
である。一方、通常の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
ようは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。また、処理して
も土の強度の向上が望めないなどの問題があった。

【０００６】

【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、細骨材と特定の成分を併用す
ることにより、残土など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。即ち、本発明
の要旨は、細骨材、石灰および／または石コウ、お
よび水溶性重合体、とから成る含水土壌の改良剤に存
する。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける含水土壌の改良とは、軟弱または粘着性の高い含
水土壌を埋め戻しなどに再利用するため、強度の向上を
図るとともに砂の様に流動性を付与し、また水中で膨潤
しないよう固化処理することである。従って、本発明に
おける含水土壌の改良とは、含水土壌を単に塊状固化
し、流動性が失われた状態にするものではない。

【０００８】本発明に使用する細骨材は、平均粒径が、
通常０．０２〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍの
骨材である。該範囲において残土の強度向上が顕著に認
められる。骨材としてはコンクリート破砕物、砂、砂
利、砕石などの粒状の材材が例示される。天然の骨材と
しては、深成岩のほか、安山岩、玄武岩、砂岩などから
得られたものが好ましい。これら細骨材は、比重が、通
常２．０〜３．０ｇ／ｃｍ³、またＪＩＳ Ａ１１０４
の標準試験による単位容積重量が、通常１５００〜２０
００ｋｇ／ｃｍ ³である。

【０００９】本発明に使用する石灰は、好ましくは生石
灰であるが、消石灰を用いることもできる。生石灰は通
常市販されているものでよく、また、一般の食品工業や
家庭から発生した魚介類の骨殻、および発電所等の冷却
管に付着した貝殻などを焼いて粉砕して得たものを用い
ることもできる。

【００１０】本発明に使用する石コウは、好ましくは無
水石コウであるが、半水石コウを用いることもできる。
石灰および／または石コウと、細骨材の重量比は、特に
制限があるものではないが、通常１：１〜２５０、好ま
しくは１：２〜１００で使用される。

【００１１】本発明に使用する水溶性重合体とは、通
常、少なくとも１０００ｍｌの水に１ｇ以上溶解する重
合体であって、一般には、（メタ）アクリルアミドの単
独重合体またはその共重合体が例示される。該共重合体
としては、好ましくは親水性基としてカルボキシル基を
有するものであり、特に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％含まれるものである。
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。

【００１２】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。

【００１３】かかるカルボキシル基を有する水溶性重合
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合せて共重合したものでもよい。

【００１４】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
たものでももい。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。

【００１５】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、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。

【００１６】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材、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、共重合可能な単量体の混合物の重
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。

【００１７】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、撹拌下重合する方法、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
いた後、所定温度とし、ラジカル重合開始剤を添加し均
一に混合後、窒素ガス気流化、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℃、好ま
しくは４０〜８０℃の範囲で目的の重合物の分子量に応
じて選択される。

【００１８】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。水溶性重合体と石灰および／または石コ
ウの混合重量比は、特に制限はないが、通常１：１〜５
００、好ましくは１：２〜１：２５０の範囲で用いられ
る。

【００１９】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、前述した
各成分の重量比の範囲において、石灰および／または石
コウの添加量は、残土に対して、通常０．２〜２０重量
％、好ましくは０．５〜１０重量％であり、細骨材の添
加量は、通常０．５〜５０重量％、好ましくは１〜３０
重要％の範囲であり、水溶性重合体の添加量は、通常
０．００１〜１重量％、好ましくは０．０１〜０．５重
量％の範囲である。

【００２０】本発明の含水土壌の改良剤では、石灰また
は石コウによる土壌の改良効果が、水溶性重合体を添加
することによってより促進される。それは、水溶性重合
体の添加により土壌を造粒する際の粒子間の付着が防止
され流動性が保持されるためと推定される。そして、更
に細骨材を併用することにより、土の強度、もしくは地
盤支持力が相重的に改善されるものである。

【００２１】次に、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％、さらには
含水比５０〜１５０％程度の含水比の高い土壌であり、
具体的には上下水道工事、道路工事、宅地造成工事など
一般の土木・建設工事にともなって発生する残土であ
る。なお、含水比とは、１１０℃の炉乾燥によって失わ
れる土水の質量の、土の炉乾燥質量に対する比を百分率
で表した値であり、ＪＩＳ Ａ１２０３（含水比試験方
法）によって測定される値である。

【００２２】土質には関東ローム層、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８０〜１３０％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なり、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。

【００２３】本発明の改良剤の添加方法は特に限定され
ないが、好ましくは細骨材および水溶性重合体を添加混
合後に石灰および／または石コウ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、土壌との混合か通常の方
法、例えばベルトコンベヤ上の含水℃場に改良剤を散布
し、バックホウにより混合する方法などが用いられる。
細骨材、石灰、石コウは、通常いずれも粉末のまま添加
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。

【００２４】本発明の改良剤中には、その他、高吸水性
重合体、セメント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。

【００２５】

【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越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。

【００２６】実施例１〜３および比較例１〜９ 含水土壌のうちで処理の困難な、含水比１３０％の関東
ローム層を原料土として用い、改良試験を行なった。細
骨材として平均粒径約１．７ｍｍのリサイクルコンクリ
ート（コンクリートの粉砕品で以下「ＲＣ」と略す）を
使用した。

【００２７】原料土とＲＣを所定の割合で混合し、夫々
７ｋｇずつポリエチレン袋に小分けし、改良処理を行な
った。改良処理は、各袋中に水溶性重合体粉末を７ｇず
る降り掛けながら混合した後、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に直ちに
密封した。６日間密閉養生後、ＪＩＳ Ａ１２１０（突
き固めによる土の締め固め試験方法）に従い、内径１５
ｃｍのモールドに改良土を３層に分けて夫々、４．５ｋ
ｇのランマーで９２回突き固めて、突き固め試験を行な
った。

【００２８】次に、ＪＩＳＡ１２１１（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
て水を取り除き、１５分後に所定の測定を行なった後、
ＣＢＲ（ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＢｅａｒｉｎｇ Ｒａｔ
ｉｏ）試験器により荷重一貫入量曲線を求めた。

【００２９】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で定めらられている２．５
ｍｍ貫入時の標準荷重、１，３７０ｋｇを用いた。ＣＢ
Ｒ値は大きいほど強度が高いことを示す。

【００３０】 ＣＢＲ＝（貫入強度／標準荷重）×１００（％） また、改良土の状態を目視観察した。以上の試験の結果
を表−１に示す。

【００３１】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。
なお、使用した水溶性重合体Ａはアクリルアミド：アク
リル酸ナトリム＝８５：１５モル比の共重合体で極限粘
度［η］は２２．３であり、Ｂはアクリルアミド：アク
リル酸ナトリム＝７０：３０モル比の共重合体で極限粘
度［η］は１５．３である。いずれも土に対して、０．
１重量％併用した。

【００３２】比較例１〜４はＲＣを使用しなかった場
合、比較例５、６はＲＣのみ混合した場合、比較例７、
８はＲＣと生石灰を使用した場合、比較例９、１１はＲ
Ｃと水溶性重合体を併用した場合、および比較例１０は
ＲＣ単独の場合の試験結果である。なお、比較例１、
２、５は、粘着性が大きいため突き固め試験機に掛から
なかったので、手で突き固めたときの参考値である。

【００３３】

【表１】 Ａ：アクリルアミド：アクリル酸ナトリウム＝８５：１
５モル比 Ｂ：アクリルアミド：アクリル酸ナトリウム＝７０：３
０モル比

【００３４】実施例７〜９および比較例１２〜１７ リサイクルコンクリートの代りに平均粒径０．１５ｍｍ
の山砂を使う以外は、実施例１と同様に処理して、試験
を行ない、結果を表−２に示す。なお、比較例１２は山
砂を６０重量％添加した場合、比較例１３は山砂６０重
量％と改質剤として水溶性重合体Ａを残土および山砂に
対して０．１重量％併用使用した場合、比較例１４〜１
６は山砂と生石灰で処理した場合、および比較例１７は
山砂単独場合である。なお、比較例１２は、手で突き固
めたときの参考値である。

【００３５】

【表２】

【００３６】実施例１０、１１および比較例１８、１９ 生石灰の代りに石コウを用いた以外は実施例７と同様に
処理して試験を行なった。結果を表−３に示す。なお、
比較例１８、１９は重合体を併用しなかった場合の試験
結果である。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】従来に技術では、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のみならず、現在、処理
に困っているコンクリート廃材や、陶器、コンクリート
片の混入した残土も資源として利用できる。

【００３９】かくして残土や今後増大するコンクリート
廃棄物の不法投棄を防止するとともに、埋め戻し用砂な
どの採取による環境破壊を防止できるため、地域社会に
貢献するところが大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細骨材、石灰および／または石コ
   ウ、および水溶性重合体、とから成る含水土壌の改良
   剤。