JPH0532969A - 土質固化剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、安全性の点で優れかつ固化速度及
び固化強度の促進効果が顕著である土質固化剤を提供す
ることにある。 【構成】苛性アルカリ及び／又はアンモニアでの中和度
が３０〜８０モル％、イオン交換水吸水能が３００〜１
２００倍であるポリアクリル酸からなる高吸水性ポリマ
ーとアルミナセメントから成る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高含水比粘性土、砂質
土、ヘドロ、高有機質土、スラッジ、シルトなどの含水
土壌を効果的に固化したり、あるいは地盤に大きな固化
強度を与える土壌強化に有用な土質固化剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木工事などに際して発生する土砂は、
多量の水分を含み、流動性に富んでいるため非常に取り
扱いにくく、特にベルトコンベアやダンプカー等による
搬出作業を困難なものにしている。更にかかる土壌は埋
立て等に利用されるためトラック等車両が通行できる圧
縮強度が必要とされる。このため従来より含水土壌を固
化、安定化させる方法が種々検討され、例えば(ａ)特開
昭５８−１８７４８５では、含水土壌に高吸水性ポリマ
ーを混合して土壌中の遊離水分を低減する方法、(ｂ)特
開昭６４−８１８８６は（メタ）アクリルアミド(共)重
合体及び石コウからなる含水土壌固化剤を使用する方法
等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(ａ)に
おいては土壌の含水比を急激に低下させることでは大き
な効果を発揮するが、固化強度の点では必ずしも満足で
きるものとはいい難く、更にダンプカー等による運搬時
にその振動により水分が分離したり、降雨等により水と
再び接触すると崩壊し、再度軟弱化してしまう等の欠点
を有している。(ｂ)においてはアクリルアミドモノマー
が非常に強い毒性を示し、経皮から容易に吸収される物
質であるため、かかるポリマーの製造には大きな危険が
伴い、又アクリルアミドの重合反応が不十分である場
合、モノマーが残存して中毒の原因となる。更にはポリ
アクリルアミドを土壌に混合させた際、自然界における
分解後の安全性にも懸念が残り、極めて深刻な問題とな
っている。しかるに含水土壌を非常に速やかに固化させ
即時搬出を可能にすると共に十分な固化強度を示し、し
かも安全性が高い固化剤を見いだすことができれば、そ
の意義は極めて大きいものとなる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決すべく
鋭意研究を重ねた結果、「苛性アルカリ及び／又はアン
モニアでの中和度が３０〜８０モル％、イオン交換水吸
水能が３００〜１２００倍であるアクリル酸からなる高
吸水性ポリマーとアルミナセメントから成る土質固化
剤」が目的に合致することを見出し本発明を完成するに
至った。すなわち本発明は、特定範囲の中和度及びイオ
ン交換水吸水能を示すアクリル酸からなる高吸水性ポリ
マーとアルミナセメントから成る固化剤を用いることに
より含水土壌の固化速度及び固化強度の促進効果が顕著
に現れるのである。更にアクリル酸及びアルミナセメン
トはいずれも毒性が低いため、安全性の点においても優
れた固化剤であるといえる。

【０００５】以下、本発明について詳述する。本発明に
おける高吸水性ポリマーは、アクリル酸をアルカリによ
り部分的に中和し、重合することにより得られる。その
中和度は３０〜８０モル％、好ましくは４０〜７５モル
％が適している。中和度が３０モル％未満の場合、アク
リル酸の解離度が低く、吸水能力が低下するためアルミ
ナセメントと混合した場合に本発明の如き効果を発揮で
きない。中和度が８０モル％を越えた場合は、かかるポ
リマーがアルカリ性を呈するため取り扱い上の注意が必
要となり好ましくない。アクリル酸の中和剤としては水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化アンモニウム等の苛性アルカリ及びアンモニアを単
独あるいは２種以上併用として用いられるが、工業的に
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、特に経済性も考
慮すれば水酸化ナトリウムが望ましい。

【０００６】本発明におけるアクリル酸の重合方法は特
に限定はなく、塊状重合、水溶液重合、噴霧重合、逆相
乳化重合及び逆相懸濁重合等いずれの方法を用いても良
い。得られたポリマーのイオン交換水吸水能は３００〜
１２００倍、好ましくは５００〜１０００倍が適してお
り、３００倍未満の場合は固化能力が低下し、特に即硬
化性が得られない。一方１２００倍を越えた場合は固化
速度は得られるが、固化体の初期固化力が弱いため固化
物に振動を与えると水を分離してしまう等固化剤として
優れた効果を示さなくなる。

【０００７】本発明に用いられるアルミナセメントと
は、ボーキサイトのようなアルミナの多い原料と石灰石
を混合してロータリーキルン等で溶融あるいは焼成して
造られる。一般にその化学成分はアルミナ４０％、酸化
カルシウム４０％、酸化ケイ素１０％及び酸化鉄(III)
１０％に近いとされており、普通セメント（ポルトラン
ドセメント）に比べ水和反応が非常に早く早強性である
ことが特徴である。本発明の固化剤においてかかる高吸
水性ポリマーとアルミナセメントの重量比は通常５：９
５〜９０：１０、好ましくは１５：８５〜６０：４０が
有利である。高吸水性ポリマーの重量割合が大きい場
合、固化物の圧縮強度が不足しがちであり、一方小さい
場合は固化速度が低下するため運搬作業などに支障をき
たす場合がある。

【０００８】本発明の固化剤を使用するに際し、必要に
応じ二酸化ケイ素等の無機粉体、シリカ、活性白土、ケ
イ砂、ケイソウ土、パーライト、ベントナイト等の任意
成分を併用することも可能である。本発明の固化剤を用
いる含水土壌としては高含水比粘性土、砂質土、ヘド
ロ、高有機質土、スラッジ、シルト、その他固化処理を
必要とする土壌いずれに対しても使用可能である。本発
明における固化剤の添加量は含水比、含水土壌の性状に
より異なるが、通常含水土壌の固形分１００重量部に対
して０.５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部が
有利である。

【０００９】本発明における固化剤の添加方法は何ら制
限されるものではなく、例えば(ａ)成分と(ｂ)成分を予
め混合させ土壌に添加する方法、(ａ)成分と(ｂ)成分を
別々に土壌に添加する方法等が挙げられる。更に、本発
明の固化剤を一時に全量投入することもあるいは数回に
分割して投入することも可能である。

【００１０】

【作 用】本発明における土質固化剤は、安全性に優
れかつ含水土壌を非常に速やかに固化させ、即時運搬を
可能にすると共に軟弱地盤の工事等に於いて地盤に強度
を与えることができる優れた固化剤である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明について実施例を挙げ詳述す
る。 実施例１〜６ 含水率４０％の砂質土１００重量部（固形分換算）にア
クリル酸・アクリル酸ナトリウム共重合体とルムナイト
（アルミナセメント、アルコア化成株式会社製）を表１
に示す配合割合で混合して含水土壌の固化速度及び固化
土の圧縮強度を測定した。結果はまとめて表３に示す。 ○固化速度の測定方法 モルタル用万能混合撹拌機に所定量の含水土壌を仕込
み、続いて撹拌しながら所定量の固化剤を添加した。添
加後、土壌が全く流動性を示さない状態あるいは水気の
ない団粒状態になる迄の時間を固化時間として測定し
た。 ○固化土の圧縮強度の測定方法 固化処理を施した土壌をモールドに充填してつき固め、
直径１００mm、高さ２００mmの円柱型で側圧を受けない
試供体として一軸圧縮試験器にかけ、その最大応力を断
面積で割って一軸圧縮強度とした。

【００１２】

【表１】

【００１３】比較例１〜６ 表２に示した固化剤を用いて実施例１に従い含水土壌の
固化速度及び固化土の圧縮強度を測定した。結果はまと
めて表３に示す。

【００１４】

【表２】

【００１５】

【表３】

【００１６】

【効 果】本発明の固化剤は安全性の点で優れかつ含
水土壌を非常に速やかに固化させ、即時搬出を可能にす
ると共に土壌に大きな強度を保有させる顕著な効果を示
す。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【表３】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】苛性アルカリ及び／又はアンモニアでの中
   和度が３０〜８０モル％、イオン交換水吸水能が３００
   〜１２００倍であるポリアクリル酸からなる高吸水性ポ
   リマーとアルミナセメントから成る土質固化剤