JPH07157761A

JPH07157761A - 土質安定処理材及び土質安定処理工法

Info

Publication number: JPH07157761A
Application number: JP34463393A
Authority: JP
Inventors: Keiji Omori; 啓至大森; Masao Sekiguchi; 昌男関口; Masahiko Moriya; 政彦守屋; Koichi Yamamoto; 晃一山本
Original assignee: Chichibu Onoda Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】石膏ボード廃材を土質安定処理に有効に利用
する。【構成】石膏ボード廃材の粉砕物１〜５０重量部とセ
メント５０〜９９重量部を含有する土質安定処理材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設廃棄物の一つであ
る石膏ボード廃材を有効に利用する土質安定処理材及び
土質安定処理工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石膏ボード廃材の利用法としては、農業
用の土壌添加材、軽量コンクリート、路盤安定材等への
再利用可能性が指摘されているが、抽象的概念のみに留
まり、技術的な検討がなされないまま、一部で石膏ボー
ド用原料として利用されているにすぎなかった。しか
し、建設現場で発生した廃材については回収・運搬コス
トがかかる上に、石膏ボード製造原料としての再利用率
に限界があり、大半が混合廃棄物として処分されてい
る。

【０００３】一方、石膏そのものは、排脱石膏の土質安
定処理材への適用に見られるように、セメント、フライ
アッシュ、高炉スラグ等とともに土質安定処理材の構成
材料として、その有効性については、多くの実施例が存
在している。

【０００４】石膏ボード廃材は、年間約数拾万トンの発
生があるとされており、建設系混合廃棄物として処分さ
れているのが実情であり、これを軟弱地盤等の土質安定
処理に用いることは、建設廃材の処理・有効利用の点で
意義が大きい。しかし、石膏ボード廃材は、単に石膏の
みではなく、紙の混在が避けられない上に、紙と石膏の
接着に有機物からなる接着剤が使用されていることもあ
り、一般にはセメント等の凝結遅延を伴うため、土質安
定処理に用いる材料としては好ましくないと考えられて
おり、これまでに研究あるいは実施事例がなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、石膏以外の不純物を含んでいる石膏ボード
廃材を、土質安定処理に用いるための利用方法を見いだ
すことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】土質安定処理に用いられ
る石膏には、安定処理の対象により適切な石膏の形態が
ある。石膏ボード廃材に含まれる石膏の種類ならびに結
晶構造を調査した結果、９０％以上が二水石膏であり、
火山灰質粘性土や一般の沖積粘土・シルトの土質安定材
として使用可能な材料であることを見い出した。

【０００７】次に、石膏ボード廃材に含まれる紙及び接
着材成分が土質安定材の性能に及ぼす影響を調べた結
果、石膏ボード中に含まれる紙の含有量は重量で１０％
以下であり、この程度の量であれば、セメント系材料へ
の添加率を適切な量とすることにより、その硬化を阻害
しないことが判明した。

【０００８】すなわち、石膏ボード廃材の粉砕物１〜５
０重量部に対し、セメントを５０〜９９重量部添加し、
必要に応じて石灰、フライアッシュ、高炉スラグの一種
または複数種を組み合わせて添加することにより、普通
ポルトランドセメントを上回る安定処理効果を得られる
ことが判明した。

【０００９】上記石膏ボード廃材の粉砕時における最大
粒径、篩分け寸法は、土質安定効果の観点からは、細か
い方がよいが、現実に有効利用をはかる経済性を考えれ
ば、粗い方が扱いやすい。この点については適用する安
定処理工法が粉体混合方式の場合、多少の粒度の粗いも
の、すなわち２０ｍｍ以下のものでも可能であるが、ス
ラリー方式の場合は、分離しない範囲の粒度、すなわち
５ｍｍ以下が必要である。

【００１０】

【作用】本発明によれば、石膏ボード廃材を利用して土
質安定処理を行なうことができる。

【００１１】

【実施例】

（実験例１）カッタータイプのボード粉砕機（２５ｍｍ
間隔の複数のカッターを備えたもの）により、２５ｍｍ
以下に破砕した石膏ボード廃材（紙混入率６．４重量
％）をスクリューフィーダータイプの搬送機で篩に導入
し、各種の篩目ごとに篩通過分の体積専有率及びその中
の紙の混入率を求めた。この結果を表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】以上の結果より、篩目を細かくすることに
より紙の含有率を１％以下のレベルに抑えることが可能
であるが、篩目を細かくすることにより、廃棄物として
処分を要する量が増加することがわかる。

【００１４】つぎに、これらの材料を用いて、土との粉
体混合ならびにスラリー混合への適用性を検討したとこ
ろ、粉体混合の場合は２０ｍｍ以下に粉砕したものや２
０ｍｍ以下の篩を通過したものが適切であり、セメント
単独の場合よりも粒塊状のボード廃材の方が混合性で優
れていた。一方スラリー混合する場合、沈降現象が生
じ、少なくとも５ｍｍ以下に粉砕したものや、５ｍｍ以
下の篩を通過させたものでなければならないことが分か
った。

【００１５】（実験例２）千葉県佐倉産の関東ローム
（自然含水比１１２％，液性限界１２２％，塑性限界３
７％）に対し、表２に示す安定処理材を作製し、試料土
乾燥重量に対して３０％添加した。この安定処理土の一
軸圧縮強さの測定を土質工学会基準（ＪＳＦＴ５１
１）に準拠して実施した。供試体の作製は、１．５ｋｇ
のランマを２０ｃｍ落下させ、３層１２回締め固めてお
こなった。この結果を表３に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】この結果、セメントに石膏ボード廃材を添
加した安定処理材は、普通ポルトランドセメント単独に
比べて、強度発現が大きく、二水石膏添加のものと比較
しても、同等以上の強度を示すことが判明した。また、
利用限界としては、石膏ボード廃材も石膏と同様にセメ
ントに対して過剰に添加すると固化体の膨脹を生じるた
め、石膏ボード廃材が土質安定材中に占める割合は５０
重量部％以下で好ましくは２０〜３０重量部％がよいと
考えられる。

【００１９】本実験で使用した石膏ボード廃材は、新材
の切断片を用いたものであり、一部半水石膏を含んでい
るため、比較例として用いた二水石膏よりも若干高い強
度を示したものと考えられる。また、解体工事における
古い石膏ボードを用いた場合は、表面化粧材等の影響も
あり、上記実験例より低い強度を示したが、セメントに
比べて同等以上の強度特性を有していた。

【００２０】なお、表面化粧材等の影響が大きい場合、
表面化粧材を適当に除去すれば、強度低下を防止するこ
とができ、その方法としては、粉砕の前後に通常の方法
で除去するだけでなく、篩目を小さくすることでも良
い。

【００２１】（実験例３）石膏ボード廃材中の紙の含有
量が固化性能に与える影響を調べる目的で、表４に示す
配合で、セメントと二水石膏（実験例２と同じもの）に
パルプを添加した固化材を用いて、安定処理材／水比を
１．０とした材料スラリーで関東ローム（実験例２と同
じ試料土）に試料土乾燥重量の３０％を添加して、固化
強度を調べた。

【００２２】

【表４】

【００２３】この結果、パルプ量として、石膏の１０％
程度の量であれば、安定処理後の強度に影響を与えない
ことが分かる。一方、石膏ボード中に含まれる紙の量
は、３〜７％程度であるため安定処理材として用いる場
合に問題のない量と考えられる。また、スラリーとして
添加しても、特にパルプを用いない安定処理材より強度
が劣ることもなく、このような使い方で、表層安定処理
のみならず深層混合処理による土質安定処理工法にも適
用可能なことが示された。

【００２４】（実験例４）表５に示す安定処理材を作製
して、埼玉県大宮産の高有機質土（含水比２０６％，湿
潤密度１．２１６ｇ／ｃｍ^３，有機物含有量２２．８
％）に対して用い、安定処理土の一軸圧縮強さを求め
た。混合方法は、安定処理材／水比１．０でスラリー状
態として、安定処理材の添加量は１５０ｋｇ／ｍ^３とし
た。

【００２５】

【表５】

【００２６】本実験例では、普通セメントと石膏ボード
廃材に高炉水砕スラグを添加した材料が、有機質土に対
して、有効な安定処理効果を示すことが分かったが、同
様に一般に土質安定材料として利用されている石灰、フ
ライアッシュについても一種あるいは複数種の組み合わ
せで有効に機能することも確認された。

【００２７】（実施例１）関東ローム（自然含水比１０
２％）の路床改良を目的として、実験例１の１５ｍｍ篩
を通過した石膏ボード廃材粉砕物（０．６ｍｍ以下５
０．３％）３０重量％と普通セメント７０重量％とを混
合した安定処理材を用いて、以下に述べる方法で土と粉
体混合を実施した。安定処理材は対象土１ｍ^３あたり２
２０ｋｇの添加となるように対象地盤上に散布し、バッ
クホウで混合後、一層の仕上がり厚２０ｃｍとしてタイ
ヤローラーで転圧し、合計６０ｃｍ厚の安定処理を施し
た。施工後７日経過時に、現場ＣＢＲを測定したとこ
ろ、安定処理前２以下であったものが１６〜２５になっ
ており、十分な改良効果を得られることが分かった。

【００２８】（実施例２）地盤の沈下・すべり破壊防止
を目的に、高有機質土（実験例４と同じ対象土）の改良
を深層攪拌工法で実施するに際して、実験例１の５ｍｍ
篩を通過した石膏ボード廃材粉砕物（０．６ｍｍ以下８
７％）２０重量％、普通セメント４０重量％と高炉水砕
スラグ（ブレーン比表面積４２００ｃｍ^２／ｇ）４０重
量％とを混合した安定処理材を用いてスラリー混合によ
る安定処理試験を実施した。安定処理材は、対象土１ｍ
^３あたり３００ｋｇの割合で添加して、二軸の攪拌羽根
を装着した深層混合処理機を用いて、Ｇ．Ｌ−８〜−１
ｍの７ｍ厚を改良した。なお、安定処理材スラリーを作
製するミキサー吐出口には、粗粒物を除去する目的で
２．５ｍｍメッシュの金網を設置した。施工後２８日経
過時に、安定処理部のボーリングを実施し、コア強度の
測定を実施したところ、２．５〜７．６ｋｇ／ｃｍ^２の
一軸圧縮強さを示すことが確認され、十分な強度を有す
ることが判明した。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、石膏
ボードの廃材を利用して土質安定処理を行なうことがで
き、単に廃材を処理するだけでなく、資源としての有効
利用ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本晃一千葉県佐倉市大作二丁目４番２号小野田セメント株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石膏ボード廃材の粉砕物１〜５０重量部
とセメント５０〜９９重量部を含有することを特徴とす
る土質安定処理材。
【請求項２】石膏ボード廃材の粉砕物１〜５０重量部
と、セメント５０〜９９重量部と、石灰、フライアッシ
ュ及び高炉スラグのうちの少なくとも１種とを含有する
ことを特徴とする土質安定処理材。
【請求項３】石膏ボード廃材の粉砕物が２０ｍｍ以下
に粉砕したもの及び／又は粉砕後２０ｍｍ以下の篩を通
過したものである請求項１又は２に記載の土質安定処理
材を、粉粒状態のまま土に混合することを特徴とする土
質安定処理工法。
【請求項４】石膏ボード廃材の粉砕物が５ｍｍ以下に
粉砕したもの及び／又は粉砕後５ｍｍ以下の篩を通過し
たものである請求項１又は２に記載の土質安定処理材
に、水を添加し、スラリー状態にして土に混合すること
を特徴とする土質安定処理工法。