JPH06298552A - 速硬性固化材 - Google Patents
速硬性固化材Info
- Publication number
- JPH06298552A JPH06298552A JP8330193A JP8330193A JPH06298552A JP H06298552 A JPH06298552 A JP H06298552A JP 8330193 A JP8330193 A JP 8330193A JP 8330193 A JP8330193 A JP 8330193A JP H06298552 A JPH06298552 A JP H06298552A
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- Japan
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- sludge
- solidifying material
- solidifying
- weight
- sodium carbonate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高含水比の汚泥を短時間に固化させるこ
とができ、長期の強度発現性が比較的小さいため土砂の
再利用が可能な固化材を提供する。 【構成】 固化材中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０
重量％になるようにせっこう量を調製したポルトランド
系セメント９２〜９８重量％、及び炭酸ナトリウム２〜
８重量％からなる速硬性固化材。
とができ、長期の強度発現性が比較的小さいため土砂の
再利用が可能な固化材を提供する。 【構成】 固化材中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０
重量％になるようにせっこう量を調製したポルトランド
系セメント９２〜９８重量％、及び炭酸ナトリウム２〜
８重量％からなる速硬性固化材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばシールド掘削，
地下連続壁あるいは場所打杭工法の泥水を使用する掘削
工法において発生する高含水掘削泥土の固化処理のため
の固化材に関するものである。
地下連続壁あるいは場所打杭工法の泥水を使用する掘削
工法において発生する高含水掘削泥土の固化処理のため
の固化材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高含水の掘削泥土は、多くの場合、汚泥
のこぼれや飛散等を防ぐため箱型ダンプカーで掘削現場
から処理場まで運搬されている。一部の掘削現場では脱
水機で脱水され、その後従来の固化材（セメント系，石
灰系及び高分子系固化材）で固化処理されている。しか
し、この方法では脱水機器の設置、固化処理に時間を要
すること、さらには脱水〜固化処理の工程がうまく機能
しないため、汚泥や改良土の置場等のために広大な場所
が必要となるなどの多くの課題があった。また、汚泥の
最終処分地が少なくなり、環境問題、さらには掘削土砂
の有効利用（リサイクル）等の観点から、汚泥の利用技
術の開発が社会的課題として強く望まれている。
のこぼれや飛散等を防ぐため箱型ダンプカーで掘削現場
から処理場まで運搬されている。一部の掘削現場では脱
水機で脱水され、その後従来の固化材（セメント系，石
灰系及び高分子系固化材）で固化処理されている。しか
し、この方法では脱水機器の設置、固化処理に時間を要
すること、さらには脱水〜固化処理の工程がうまく機能
しないため、汚泥や改良土の置場等のために広大な場所
が必要となるなどの多くの課題があった。また、汚泥の
最終処分地が少なくなり、環境問題、さらには掘削土砂
の有効利用（リサイクル）等の観点から、汚泥の利用技
術の開発が社会的課題として強く望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題の１つは、高含水の汚泥を数十分で土状に改良
する新規な固化材を提供することにある。換言すれば、
高含水汚泥と固化材を混合し、数十分後に通常のダンプ
カーで場内から搬出可能な土に改良することのできる固
化材に関する。改良された土砂は産業廃棄物としての汚
泥でなく、残土として取り扱うことができるとともに土
として盛土，埋戻し材等に有効に活用できる。
する課題の１つは、高含水の汚泥を数十分で土状に改良
する新規な固化材を提供することにある。換言すれば、
高含水汚泥と固化材を混合し、数十分後に通常のダンプ
カーで場内から搬出可能な土に改良することのできる固
化材に関する。改良された土砂は産業廃棄物としての汚
泥でなく、残土として取り扱うことができるとともに土
として盛土，埋戻し材等に有効に活用できる。
【０００４】また、固化処理装置を用いて改良を行う場
合、通常、攪拌翼で汚泥と固化材を練り混ぜて混合され
る。この場合、練り混ぜが不十分で不均一な処理土とな
る場合や、練り混ぜ条件によって固化特性が大きく影響
される場合等が問題であった。本発明の固化材は、練り
混ぜ期間中は混合土の粘性を低く保ち、その後急速に固
化させる機能を有しているので、練り混ぜ条件にあまり
影響を受けないで汚泥の改良が可能となる。汚泥と固化
材とを強制練りで混合する場合において、均質な改良土
を得ることも重要な課題である。
合、通常、攪拌翼で汚泥と固化材を練り混ぜて混合され
る。この場合、練り混ぜが不十分で不均一な処理土とな
る場合や、練り混ぜ条件によって固化特性が大きく影響
される場合等が問題であった。本発明の固化材は、練り
混ぜ期間中は混合土の粘性を低く保ち、その後急速に固
化させる機能を有しているので、練り混ぜ条件にあまり
影響を受けないで汚泥の改良が可能となる。汚泥と固化
材とを強制練りで混合する場合において、均質な改良土
を得ることも重要な課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はポルトランド系
セメント９２〜９８重量％及び炭酸ナトリウム２〜８重
量％からなり、固化材中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０
重量％の固化材である。
セメント９２〜９８重量％及び炭酸ナトリウム２〜８重
量％からなり、固化材中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０
重量％の固化材である。
【０００６】ポルトランド系セメントとしては、固化材
中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０重量％になるものが好
ましい。このＳＯ3 は主としてせっこうに由来するもの
であり、せっこうの形態としては２水せっこう，半水せ
っこう，ＩＩＩ型無水せっこうあるいはＩＩ型無水せっ
こうが挙げられる。このうち、特に好ましい形態は２水
せっこうまたはＩＩ型無水せっこうである。本発明の速
硬性固化材は、炭酸ナトリウムの作用によって汚泥と接
触後初期段階ではポルトランド系セメントの水和反応を
抑制し、また土粒子への作用によって処理土の粘性を下
げるとともに、その後はポルトランド系セメントの急激
な水和反応を誘発させる役割を有する。この過程におい
て、固化材中のＳＯ3 成分は炭酸ナトリウムの作用を安
定化させるとともに、その作用を助長させることが可能
となる。このためには固化材中のＳＯ3 成分の量を１．
５〜８．０重量％に限定する必要がある。ＳＯ3 成分が
１．５重量％未満では、炭酸ナトリウムの作用を安定あ
るいは助長させるに不十分であり、８．０重量％を超え
ると速硬性が余り期待できなくなるため好ましくない。
せっこうの添加形態は、ポルトランド系セメント製造時
に混合粉砕しても良く、またポルトランドセメントに所
要量のせっこう粉末を混合しても良い。通常の普通セメ
ントや早強セメントもこれに含まれるが、この場合には
早強セメントがより好ましい。
中のＳＯ3 成分が１．５〜８．０重量％になるものが好
ましい。このＳＯ3 は主としてせっこうに由来するもの
であり、せっこうの形態としては２水せっこう，半水せ
っこう，ＩＩＩ型無水せっこうあるいはＩＩ型無水せっ
こうが挙げられる。このうち、特に好ましい形態は２水
せっこうまたはＩＩ型無水せっこうである。本発明の速
硬性固化材は、炭酸ナトリウムの作用によって汚泥と接
触後初期段階ではポルトランド系セメントの水和反応を
抑制し、また土粒子への作用によって処理土の粘性を下
げるとともに、その後はポルトランド系セメントの急激
な水和反応を誘発させる役割を有する。この過程におい
て、固化材中のＳＯ3 成分は炭酸ナトリウムの作用を安
定化させるとともに、その作用を助長させることが可能
となる。このためには固化材中のＳＯ3 成分の量を１．
５〜８．０重量％に限定する必要がある。ＳＯ3 成分が
１．５重量％未満では、炭酸ナトリウムの作用を安定あ
るいは助長させるに不十分であり、８．０重量％を超え
ると速硬性が余り期待できなくなるため好ましくない。
せっこうの添加形態は、ポルトランド系セメント製造時
に混合粉砕しても良く、またポルトランドセメントに所
要量のせっこう粉末を混合しても良い。通常の普通セメ
ントや早強セメントもこれに含まれるが、この場合には
早強セメントがより好ましい。
【０００７】本発明の固化材の原料である炭酸ナトリウ
ムとしては、無水炭酸ソーダ，ソーダ灰，含水炭酸ナト
リウム等を使用する。炭酸ナトリウムは本発明の固化材
で最も重要な役割を果たすものであり、その配合割合は
無水炭酸ナトリウム換算で２〜８重量％、好ましくは４
〜７重量％である。２重量％未満では速硬性の向上が期
待できず、また８重量％を超えると、逆に処理土の初期
強度が低下するため好ましくない。
ムとしては、無水炭酸ソーダ，ソーダ灰，含水炭酸ナト
リウム等を使用する。炭酸ナトリウムは本発明の固化材
で最も重要な役割を果たすものであり、その配合割合は
無水炭酸ナトリウム換算で２〜８重量％、好ましくは４
〜７重量％である。２重量％未満では速硬性の向上が期
待できず、また８重量％を超えると、逆に処理土の初期
強度が低下するため好ましくない。
【０００８】なお、本発明の速硬性固化材の汚泥に対す
る添加量は、汚泥の土質や含水比によって異なるが、通
常、汚泥１ｍ3 あたり５０〜２５０ｋｇである。また、
汚泥と固化材の割合はバックホウでも可能であるが、強
制二軸攪拌翼を装備した混合設備の使用が均一かつ良質
の改良土を得るうえで望ましい。
る添加量は、汚泥の土質や含水比によって異なるが、通
常、汚泥１ｍ3 あたり５０〜２５０ｋｇである。また、
汚泥と固化材の割合はバックホウでも可能であるが、強
制二軸攪拌翼を装備した混合設備の使用が均一かつ良質
の改良土を得るうえで望ましい。
【０００９】
【作用】通常のポルトランドセメントによって高含水の
汚泥を固化させる場合、ポルトランドセメントの初期水
和段階で溶出される水酸化カルシウムが粘土粒子等に吸
着・消費されるため、固化が進行しない。その後、溶出
された水酸化カルシウムが粘土粒子に十分吸着されたの
ち固化が開始される。つまり、単に通常のポルトランド
セメントを使用した場合には、汚泥が高含水比であるこ
ともあって十分な速硬性が発現されない。
汚泥を固化させる場合、ポルトランドセメントの初期水
和段階で溶出される水酸化カルシウムが粘土粒子等に吸
着・消費されるため、固化が進行しない。その後、溶出
された水酸化カルシウムが粘土粒子に十分吸着されたの
ち固化が開始される。つまり、単に通常のポルトランド
セメントを使用した場合には、汚泥が高含水比であるこ
ともあって十分な速硬性が発現されない。
【００１０】しかし、本発明の固化材は、含有する炭酸
ナトリウムによって粘土粒子を安定化させる。さらに、
ポルトランド系セメントの水和反応を活性化させ、また
溶出する水酸化カルシウムの溶解度を高めるため、固化
材添加後ある程度の期間（数分〜十数分間）は実質的な
固化は起こらず、むしろ処理土の粘性は低下する。その
後は促進されたセメントの水和反応によって固化が急激
に進行する。このような炭酸ナトリウムの作用は適正量
のＳＯ3 の共存下で安定化され、また助長されるため速
硬性が実現できる。
ナトリウムによって粘土粒子を安定化させる。さらに、
ポルトランド系セメントの水和反応を活性化させ、また
溶出する水酸化カルシウムの溶解度を高めるため、固化
材添加後ある程度の期間（数分〜十数分間）は実質的な
固化は起こらず、むしろ処理土の粘性は低下する。その
後は促進されたセメントの水和反応によって固化が急激
に進行する。このような炭酸ナトリウムの作用は適正量
のＳＯ3 の共存下で安定化され、また助長されるため速
硬性が実現できる。
【００１１】
【実施例】実験に使用した高含水汚泥は、シールドトン
ネル掘削現場から採取したものである。その土質試験結
果を表１に示す。
ネル掘削現場から採取したものである。その土質試験結
果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に、実験に用いた固化材の配合割合を表
２に示す。このうち早強セメントはＳＯ3 ２．６％，粉
末度４５３０ｃｍ2 ／ｇ、普通セメントはＳＯ3 １．８
％，粉末度３３２０ｃｍ2 ／ｇ、炭酸ナトリウムは無水
物、無水せっこうはＳＯ3 ５５．８％，粉末度７２５０
ｃｍ2 ／ｇのものである。
２に示す。このうち早強セメントはＳＯ3 ２．６％，粉
末度４５３０ｃｍ2 ／ｇ、普通セメントはＳＯ3 １．８
％，粉末度３３２０ｃｍ2 ／ｇ、炭酸ナトリウムは無水
物、無水せっこうはＳＯ3 ５５．８％，粉末度７２５０
ｃｍ2 ／ｇのものである。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２に示した種々の固化材をそれぞれシー
ルド泥土に、シールド泥土１ｍ3 あたり１００ｋｇ添加
し、ホバートミキサーによって１０分間攪拌混合した。
得られた処理土を内径５０ｍｍ，高さ１００ｍｍの円筒
型枠にタッピング充填を行い、温度２０℃で密封養生を
行ったのち、所定材令で一軸圧縮強度を測定した。これ
らの結果を表３に示す。
ルド泥土に、シールド泥土１ｍ3 あたり１００ｋｇ添加
し、ホバートミキサーによって１０分間攪拌混合した。
得られた処理土を内径５０ｍｍ，高さ１００ｍｍの円筒
型枠にタッピング充填を行い、温度２０℃で密封養生を
行ったのち、所定材令で一軸圧縮強度を測定した。これ
らの結果を表３に示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】実施例からわかるように、成形後３０分の
一軸圧縮強度は約０．５〜０．８ｋｇｆ／ｃｍ2 にも達
し、十分な速硬性を示していることが理解できる。すな
わち、汚泥と固化材とを混練したのち３０分〜１時間程
度で十分な固化が起こるため、例えば平トラック等の非
密閉型の車輌で搬出することが可能となる。これに対し
て、本発明の特許請求の範囲を逸脱した固化材は、３０
分後の一軸圧縮強度が小さいか、または１日の圧縮強度
が大きすぎて土砂としての再利用が困難となるなど好ま
しくない。
一軸圧縮強度は約０．５〜０．８ｋｇｆ／ｃｍ2 にも達
し、十分な速硬性を示していることが理解できる。すな
わち、汚泥と固化材とを混練したのち３０分〜１時間程
度で十分な固化が起こるため、例えば平トラック等の非
密閉型の車輌で搬出することが可能となる。これに対し
て、本発明の特許請求の範囲を逸脱した固化材は、３０
分後の一軸圧縮強度が小さいか、または１日の圧縮強度
が大きすぎて土砂としての再利用が困難となるなど好ま
しくない。
【００１８】次に、実施例２，実施例７及び比較例３の
固化材を使用し、汚泥との練り混ぜ時間を変えた場合の
固化体の３０分後の一軸圧縮強度を表４に示した。
固化材を使用し、汚泥との練り混ぜ時間を変えた場合の
固化体の３０分後の一軸圧縮強度を表４に示した。
【００１９】
【表４】
【００２０】表４からわかるように、本発明の速硬性固
化材は、特に炭酸ナトリウムとポルトランド系セメント
あるいは汚泥中の粘土分との相互作用によって練り混ぜ
が良好となり、混練時間１０分までの範囲では固化体の
一軸圧縮強度に大差がみられない。これに対して、比較
例６では３０分後の一軸圧縮強度が小さいこと及び練り
混ぜ時間が長くなるにつれてこの値が小さくなり、固化
特性が練り混ぜ条件に大きく左右される欠点を有する。
化材は、特に炭酸ナトリウムとポルトランド系セメント
あるいは汚泥中の粘土分との相互作用によって練り混ぜ
が良好となり、混練時間１０分までの範囲では固化体の
一軸圧縮強度に大差がみられない。これに対して、比較
例６では３０分後の一軸圧縮強度が小さいこと及び練り
混ぜ時間が長くなるにつれてこの値が小さくなり、固化
特性が練り混ぜ条件に大きく左右される欠点を有する。
【００２１】
【発明の効果】本発明の固化材を使用すると、泥水を使
用する掘削汚泥（高含水比）を約３０分前後の短時間内
で固化させることができ、場外搬出作業が容易となる。
また、その後の強度発現性は比較的小さく、土砂として
の再利用が可能となる。従って、本発明の固化材は環境
汚染等の社会問題になることがなく、資源の有効利用に
貢献する。
用する掘削汚泥（高含水比）を約３０分前後の短時間内
で固化させることができ、場外搬出作業が容易となる。
また、その後の強度発現性は比較的小さく、土砂として
の再利用が可能となる。従って、本発明の固化材は環境
汚染等の社会問題になることがなく、資源の有効利用に
貢献する。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 22:14 Ｂ 2102−4Ｇ 22:10） 2102−4Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 固化材中のＳＯ3 成分が１．５〜
８．０重量％になるようにせっこう量を調製したポルト
ランド系セメント９２〜９８重量％、及び炭酸ナトリウ
ム２〜８重量％からなる速硬性固化材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8330193A JPH06298552A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 速硬性固化材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8330193A JPH06298552A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 速硬性固化材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06298552A true JPH06298552A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=13798593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8330193A Pending JPH06298552A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 速硬性固化材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06298552A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016204578A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 宇部興産株式会社 | 高含水土用固化材および高含水土の固化処理方法 |
| US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
| US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP8330193A patent/JPH06298552A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016204578A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 宇部興産株式会社 | 高含水土用固化材および高含水土の固化処理方法 |
| US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
| US11247942B1 (en) | 2016-04-21 | 2022-02-15 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10843968B1 (en) | 2016-04-21 | 2020-11-24 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11926568B1 (en) | 2016-04-21 | 2024-03-12 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US12398074B1 (en) | 2016-04-21 | 2025-08-26 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11440841B1 (en) | 2017-02-28 | 2022-09-13 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11987534B1 (en) | 2017-02-28 | 2024-05-21 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US12043578B1 (en) | 2018-04-25 | 2024-07-23 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
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