JPH0532970A - 土質固化剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、含水土壌に対し、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】（ａ）三酸化硫黄を６％以上含有するセメント
系固化剤と （ｂ）水溶性ポリマー及び／又は高吸水性ポリマーとか
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、スラッジなどの含水土壌を効果
的に固化したり、あるいは地盤に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埋立地に於いてトラック等車両
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、安定化させる方法として、高吸水性
ポリマーにより含水土壌中の遊離水分を取り込みさせる
方法、土壌中にセメント類や石灰系材料を混合させる方
法等が知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高吸水
性ポリマーを使用する方法は土壌の含水比を急激に低下
され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。セメント類を混合
させる方法は固化反応に長時間を要し、特にセメント類
は有機物質により固化反応が阻害され易く、有機物含有
量が多い土壌では固化が困難な場合もある。又、石灰系
材料を用いる場合も固化反応に長時間要し、更に危険物
として特別な取り扱いをしなければならないため運搬効
率を著しく低下させるのである。しかるに含水土壌を速
やかに固化させ即時搬出が可能であり、更に土壌の固化
強度が十分に得られる固化剤が望まれており、かつ課題
となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者等はかか
る課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、「（ａ）三
酸化硫黄を６％以上含有するセメント系固化剤と（ｂ）
水溶性ポリマー及び／又は高吸水性ポリマーとかなら成
ることを特徴とする土質固化剤」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、（ａ）特定のセメント系固化剤と（ｂ）水溶性ポリ
マー及び／又は高吸水性ポリマーを混合することにより
含水土壌の固化速度及び固化強度が著しく向上する土質
固化剤である。

【０００５】以下、本発明について詳述する。一般にセ
メントは、全て無機物質からなっている。その化学組成
は酸化カルシウムを主体に二酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、酸化鉄（III）、酸化マグネシウム、三酸化硫黄
から成り、通常三酸化硫黄の含有量は約２.０％であ
る。本発明で用いられるセメント系固化剤は、三酸化硫
黄を６％以上含有しており、従来のセメントと比較して
三酸化硫黄の含有量が大きいことが特徴である。市販品
としては大阪セメント株式会社製の「ＥＳＣ−Ｄ」が著
名である。かかるセメント系固化剤を用いることによ
り、水溶性ポリマー及び／又は高吸水性ポリマーと混合
した場合に、例え有機物質を含有する含水土壌であって
も、極めて速やかに固化させ、更に大きな固化強度を発
揮するという顕著な効果を示すのである。

【０００６】本発明における水溶性ポリマーとは、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和酸
類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリ
ル類、アクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン
酸、アリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類、オ
キシアルキレン類で変性されたポリビニルアルコール
等、ポリアクリル酸及びその塩、ポリエチレンオキシ
ド、アルギン酸およびその塩、カルボキシメチルセルロ
ース、メチルセルロース等が挙げられ、特に好ましくは
平均重合度１８００以上のポリビニルアルコール、平均
重合度１００００以上のポリアクリル酸およびその塩、
アルギン酸及びその塩が有利である。

【０００７】一方、高吸水性ポリマーとしては、水に溶
解することなく、水を吸収しその容積を数倍から千倍近
く膨潤するものを指し、例えばアクリル酸塩重合体架橋
物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体のケン化
物、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物、
デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体架橋物の
ケン化物、無水マレイン酸グラフトポリビニルアルコー
ル架橋物、ポリエチレンオキシド架橋物、無水マレイン
酸とオレフィン類からなる共重合体架橋物、無水マレイ
ン酸−酢酸ビニル共重合体ケン化物の架橋体、多糖類−
アクリル酸グラフト架橋物、カルボキシメチルセルロー
ス架橋体、アクリルアミド重合体架橋物等が挙げられ
る。なかでも固化速度の速さからアクリル酸塩重合体架
橋物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体ケン化
物、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物等のア
クリル酸塩を含有する高吸水性樹脂が好ましく、また固
化物の固さ、圧縮強度の点からはアクリル酸エステル−
酢酸ビニル共重合体ケン化物等ポリビニルアルコール成
分を含有する高吸水性樹脂が好ましい。

【０００８】該ポリマーの粉粒体は通常平均粒径５０〜
８５０μm程度のものが好ましく、粒径があまりにも大
きいと土砂に均一に混合し難く、しかも固化時間が長く
かかり好ましくない。水溶性ポリマー及び高吸水性ポリ
マーはそれぞれ単独で用いても本発明に示す如き効果は
得られるが、圧縮時に水分が分離するのを防ぐ理由によ
り水溶性ポリマー及び高吸水性ポリマーを１０：９０〜
９０：１０、好ましくは２０：８０〜５０：５０の割合
で混合するのが有利である。本発明の固化剤において
（ａ）成分と（ｂ）成分の重量比は通常９５：５〜１
０：９０、好ましくは８５：１５〜４０：６０である。
（ａ）成分の重量比が９５／１００より大きい場合は固
化強度はでるものの固化速度が遅く、又圧縮時に水が遊
離する傾向があり、また（ａ）の重量比が１０／１００
より小さい場合は固化強度が得られない。

【０００９】本発明の固化剤を使用するに際し、必要に
応じて二酸化ケイ素等の無機粉体、湿式シリカ、乾式シ
リカ、ゼオライト、ベントナイト、ケイソウ土、タル
ク、パーライト、ケイ砂、活性白土等の任意成分を併用
することができる。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。

【００１０】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０.５〜１００重量部、好ましく
は１〜１０重量部が有利である。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。

【００１１】

【作 用】本発明における土質固化剤は、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
弱地盤の強化や工事等における補強効果強度を与えるこ
とができる優れた固化剤である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明において実例を挙げ更に詳述す
る。 実施例１〜６ 含水率４０％の砂質土１００重量部（固形分換算）に表
１で示す固化剤を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。

【００１３】

【表１】

【００１４】比較例１〜３ 含水率４０％の砂質土１００重量部（固形分換算）に表
２で示す固化剤を混合して実施例１に従い固化速度及び
圧縮強度を測定した。結果はまとめて表３に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】

【効 果】本発明の土質固化剤は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】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】本発明における水溶性ポリマーとは、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和酸
類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリ
ル類、アクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン
酸、アリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類、オ
キシアルキレン類で変性されたポリビニルアルコール
等、ポリアクリル酸及びその塩、ポリエチレンオキシ
ド、アルギン酸及びその塩、グアガム、マンナン類、キ
サンタンガム、ローカストビーンガム等の多糖、カルボ
キシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルセルロース等の水溶性セルロース誘導体等が挙げら
れ、特に好ましくは平均重合度１８００以上のポリビニ
ルアルコール、平均重合度１００００以上のポリアクリ
ル酸およびその塩、アルギン酸及びその塩が有利であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】（ａ）三酸化硫黄を６％以上含有するセメ
   ント系固化剤と （ｂ）水溶性ポリマー及び／又は高吸水性ポリマーとか
   ら成ることを特徴とする土質固化剤