JPH0947794A - 含水泥土の固化方法 - Google Patents

含水泥土の固化方法

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JPH0947794A
JPH0947794A JP7224522A JP22452295A JPH0947794A JP H0947794 A JPH0947794 A JP H0947794A JP 7224522 A JP7224522 A JP 7224522A JP 22452295 A JP22452295 A JP 22452295A JP H0947794 A JPH0947794 A JP H0947794A
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勝一 神田
Takeshi Nakagawa
剛 中川
Katsuhiko Kurihara
勝彦 栗原
Susumu Seki
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】アクリルアミド50〜100モル%、アク
リル酸および/また はメタクリル酸もしくはそれらの
塩0〜50モル%ならびにこれらと共重合可能な他のモ
ノビニル化合物0〜10モル%よりなるモノマーを、そ
の総量100部に対してビニル基を2個以上有するモノ
マー3〜100ppmの存在下に重合せしめ、得られた
非水溶性重合体を含水泥土1m3 に対して0.1〜5k
g添加する含水泥土の固化方法。 【効果】含水泥土を少ない重合体の添加量で短時間に固
化することができ、しかも、固化泥土のベタつき、糸引
きが無く、またブリージングが生ずることも無いために
非常に作業性がよく、非常に優れた含水泥土の固化方法
を提供し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土圧系シールド工
法等の土木工事などに際して発生する含水泥土の固化方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】土木工事等に際して発生する含水泥土は
流動性が高く、そのままではダンプトラック等による運
搬が困難であるため、これら含水泥土に対し各種固化剤
および固化方法が提案されている。例えば、含水泥土に
石灰、セメント系の固化剤を加えこれら固化剤の水硬性
を利用して固化する方法 (特開昭61-216994 号公報参
照)、高吸水性樹脂を含水泥土に添加し見かけ上の含水
比を低下させて含水泥土の強度を上げる方法(特開昭59
-155488 号公報参照)、高分子量のアクリル系凝集剤を
添加し土砂を凝集させる方法 (特開平2-194890号公報参
照)等である。
【0003】しかし、生石灰、セメント系を使用する固
化方法は、 (1) 固化時間が長く、固化に数時間から数日を要する。 (2) 固化した泥土のpHは強アルカリ性を示す。 高吸水性樹脂を使用する方法は、 (1) 多量に添加する必要があり、経済的でない。 (2) 吸水した樹脂と泥土との接着性は期待できず、ブリ
ージングが起き易く、特にダンプトラック等による運搬
時の振動で固化処理泥土より水分が流れ出る。 アクリル系凝集剤を使用する方法は、 (1) 土砂の凝集が強固で接着性を有しているが固化処理
物がベタつき、糸を引き処理装置等に付着するため作業
性が極めて悪い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決し、少ない添加量で、短時間で固化でき、固化処理
物のベタつきや糸引がなく、且つブリージングが生じな
い含水泥土の固化方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、特定の重合条件によって得られた非水溶性アク
リル系重合体の使用が上記課題の解決に極めて有効であ
ることを見出し本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は、アクリルアミド50
〜100モル%、アクリル酸および/またはメタクリル
酸もしくはそれらの塩0〜50モル%ならびにこれらと
共重合可能な他のモノビニル化合物0〜10モル%より
なるモノマーを、その総量100部に対してビニル基を
2個以上有するモノマー3〜100ppmの存在下に重
合せしめ、得られた非水溶性重合体を含水泥土1m3
対して0.1〜5kg添加することを特徴とする含水泥
土の固化方法、である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明における含水泥土に添加す
る重合体は、アクリルアミド50〜100モル%、アク
リル酸および/またはメタクリル酸もしくはそれらの塩
0〜50モル%ならびにこれらと共重合可能な他のモノ
ビニル化合物0〜10モル%よりなるモノマーを、その
総量100部に対してビニル基を2個以上有するモノマ
ー3〜100ppmの存在下に重合せしめた非水溶性重
合体である。
【0008】アクリル酸およびメタクリル酸の塩として
は、アルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアミン塩が
挙げられる。また、アクリルアミド、アクリル酸および
/またはメタクリル酸もしくはそれらの塩と共重合可能
な他のモノビニルモノマーとしては、2−アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸およびビニルスルホ
ン酸ならびにそれらの塩等の水溶性モノビニル化合物、
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチおよびスチレン等
の疎水性モノビニル化合物等が挙げられる。
【0009】ビニル基を2個以上を有するモノマーは、
例えば、同一分子内に2個以上の活性な炭素間二重結合
を有する化合物であり、具体的には、メチレンビスアク
リルアミド、ジエチレングリコールジアクリレート、ト
リエチレングルコールジメタクリレートに代表される多
価アルコールの多アクリレートおよび多メタクリレート
及びグリセリントリアリルエーテル等の多価アルコール
の多アリルエーテル等が挙げられる。
【0010】モノマー組成に関し、アクリルアミドは5
0〜100モル%使用されるが、その使用量が50モル
%以下では固化剤としての機能が十分発揮できない。ア
クリル酸および/またはメタクリル酸もしくはそれらの
塩は0〜50モル%、アクリルアミド、(メタ)アクリ
ル酸等と共重合可能な他のモノビニル化合物は0〜10
モル%の範囲である。
【0011】ビニル基2個以上有するモノマーは、これ
以外の上記モノマー総量に対して3〜100ppm、好
ましくは、5〜60ppmの範囲であり、採用するそれ
ぞれの重合条件により最適添加量が決められる。添加量
が100ppmを越えると含水泥土の固化性能が低下
し、その分使用量を増加する必要がある。一方、3pp
m未満では処理土がベタつく等により本発明の効果が得
られない。
【0012】本発明の重合体を得るための重合方法とし
ては、水溶液重合,沈殿重合(分散重合)、逆相懸濁重
合および逆相乳化重合のいずれでもよいが、特に、逆相
乳化重合が好ましい。逆相乳化重合としては、例えば、
特公昭34-7679 号、特公昭52-18224号、特公昭52-39417
号各公報記載の方法が採用可能である。
【0013】具体的には、モノマーを含む水性相と疎水
性液体とを乳化性界面活性剤を用いて混合、乳化分散さ
せて調製した油中水型エマルションを遊離ラジカルを生
成する重合開始剤の存在下、重合して逆相乳化型重合体
を得る。
【0014】重合開始剤の例として、過硫酸塩、過酸化
アルキル化合物等の過酸化物と亜硫酸塩、第一鉄塩、ア
ミン化合物と組み合わせたレドックス開始系、アゾビス
イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2−アミ
ジノプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス−(2,
4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ型熱分解開始系
等が用いられる。また、ベンゾフェノン、ベンゾインエ
チルエーテル等の光増感剤の存在下、光照射して重合さ
せることもできる。
【0015】本発明の非水溶性重合体は、後記実施例に
示されるように、曳糸長およびポリマー液フィルター通
過率において、従来の水溶性凝集剤および高吸水性樹脂
と比較し、特異的である。すなわち、従来の水溶性凝集
剤は曳糸長が約40mm、ポリマー液フィルター通過率
がほぼ100%であり、また、従来の高吸水性樹脂は曳
糸長が0mm、ポリマー液フィルター通過率が約1%で
あるのに対し、本発明の重合体はポリマー液フィルター
通過率が約3%以下で実質的に非水溶性でありながら、
しかも曳糸長が約4〜10mmあり、前二者とは明らか
に性状が相違する。したがって、本発明により得られる
効果は、このような重合体の性状の相違に基づくものと
推察される。
【0016】本発明の対象となる含水泥土としては、一
般的には、含水比30%以上のシールド工法等の土木工
事により排出される掘削残土、あるいは河川、港湾に堆
積したヘドロ等を含み、その他固化処理を必要とする各
種汚泥が挙げられる。
【0017】含水泥土への重合体の添加方法は、重合体
の粉末または液状品をそのまま添加してもよいし、また
は重合体の粉末または液状品を一度水に溶解させてから
添加してもよく、特に制限はない。
【0018】重合体の添加量は0.1〜5kg/m3
好ましくは0.2〜3kg/m3 の範囲である。添加量
0.1kg/m3 未満では固化が不充分ないしは固化せ
ず、5kg/m3 を越えてもそれ以上の効果は得られず
経済的でない。
【0019】また、本発明の重合体を含水泥土の固化に
使用するに際し、必要に応じて従来から使用されている
固化剤、例えば、セメント、石灰、石膏および水ガラス
等を併用することもできる。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明がこれにより特に限定されるものではない。
【0021】A.重合体の製造 実施例1 水67.3部にアクリルアミド50%水溶液426.0
部(3.0モル)とアクリル酸72.0部(1モル)、
45%水酸化ナトリウム88.9部およびメチレンビス
アクリルアミド(MBAA)0.0029部を加えて水
性相を調製した。次いで、この水性相に出光石油化学製
IP-ソルベント2028 306.9部および花王製レオド
ール MS-60 10.2部およびレオドール SP-O10 2
0.4部を含有する油相を加えてワーリングブレンダー
中で1分間攪拌し、油中水型エマルションを得た。生成
したエマルションを撹拌機、窒素ガス吹き込み管、温度
計およびガス出口管を設置した1500mlセパラブル
フラスコに仕込み、次いで、ベンゾインエチルエーテル
(メタノール1ml中0.05部)を添加した。このエ
マルション中に窒素ガスを吹きこみ溶存酸素を除去後、
ウオーターバス上で重合温度を40℃ち、紫外線ランプ
により光照射して残存モノマーが1%以下になるまで重
合を行った。上記、重合により得られた油中水型エマル
ションに、反転用界面活性剤として花王製エマルゲン 9
10 20.4部およびエマルゲン 906 10.2部を添
加して重合体を得た。本逆相エマルション重合品の有効
分は30%であり、製品粘度は420cp、曳糸長は
9.5mmであった。これを試料−1とし、結果を表1
に示す。
【0022】尚、曳糸長およびポリマー液フィルター通
過率の測定は下記の方法により行った。 〔曳糸長〕300mlガラス製ビーカーに0.1%ポリ
マー水溶液300gを採り、直径6.6mm先端を丸め
たガラス製棒をポリマー液の液面より10mm入った所
に保持し、次いで、ガラス棒を500mm/分の速度で
引き上げ糸が切れるまでの距離(mm)を測定した。
【0023】〔ポリマー液フィルター通過率〕0.1%
ポリマー液300mlを下口にポアサイズ1μのニュク
レポアーフィルター(Nucleopore Corp製)を付けたプラ
スチック製円筒容器(直径 60mm 、長さ 300mm) に入
れ、圧力2kg/cm2 で加圧濾過し、濾液〔A (g)〕
を90℃乾燥機中で水分を蒸発させて残分量〔B(mg)〕
を測定し、下式により算出した。ポリマー液フィルター
通過率(%)=(B/A)×100
【0024】実施例2 実施例1においてMBAA添加量を変えた以外は、実施
例1と同様の操作を行い、試料−2および比較試料−1
〜3を得た。結果を表1に示す。
【0025】 * 従来の水溶性凝集剤に相当 ** 従来の高吸水樹脂に相当
【0026】本発明の重合体(試料−1および2)は、
ほとんどポアサイズ1μのフィルターを通過しないのに
比較し、架橋剤を添加せずに調製した重合体(比較試料
−1従来の水溶性凝集剤に相当)および架橋剤の添加量
が本発明の下限未満で調製した重合体(比較試料−2)
は、上記フィルターをほとんど通過することから、本発
明の重合体は、従来の水溶性凝集剤とは異なり、一方、
架橋剤の添加量が本発明の上限を越えて調製した重合体
(比較試料−3 従来の高吸水樹脂に相当)は、曳糸長
が0mmで全く曳糸性を示さないのに比較し、本発明の
重合体はかなりの曳糸性を示し、従来の高吸水樹脂とは
異なることが明らかである。
【0027】実施例3 水39.7部にアクリルアミド50%水溶液559.4
部(3.94モル)とアクリル酸4.3部(0.06モ
ル)、45%水酸化ナトリウム5.3部およびジエチレ
ングリコールジメタクリレート(DEGDM)0.00
43部を加えて水性相を調製した。次いで、この水性相
に出光石油化学製 IP-ソルベント 2028285.3部お
よび花王製レオドール MS-60 9.5部およびレオドー
ル SP-O10 19.0部を含有する油相を加えてワーリン
グブレンダー中で1分間攪拌し、油中水型エマルション
を得た。生成したエマルションを撹拌機、窒素ガス吹き
込み管、温度計およびガス出口管を設置した1500m
lセパラブルフラスコに仕込み,次いで、2,2’−ア
ゾビス(2,4−ジメチルバレロニトル)0.05部
(トルエン1ml中)を添加した。このエマルション中
に窒素ガスを吹きこみ溶存酸素を除去後、ウオーターバ
ス上で重合温度を40℃に保ち、残存モノマーが1%以
下になるまで重合を行った。上記、重合により得られた
油中水型エマルションに、反転用界面活性剤として花王
製エマルゲン 910 19.0部およびエマルゲン 906
9.5部を添加して重合体を得た。本逆相エマルション
重合品の有効分は30%、製品粘度は350cp、曳糸
長は5.3mmであった。これを試料−3とし、結果を
表2に示す。
【0028】実施例4 実施例3においてモノマー組成およびDEGDMの添加
量を変えた以外は、実施例3と同様の操作を行い、試料
−3〜5および比較試料−4を得た。結果を表2に示
す。
【0029】 AA/Aa-Na :アクリルアミト゛ / アクリル酸ナトリウム AA/Aa-NH4 /AMPS-Na:アクリルアミト゛ / アクリル酸アンモニウム/ 2-アクリルアミト゛ -2-メチルフ゜ ロハ゜ ン スルホン酸ナトリウム
【0030】B.含水泥土への添加 実施例5 下記の組成および物性値を有する含水泥土を、豊浦標準
砂1600g、SAM クレー1067gおよび水1067
gをJIS R5201でのモルタルミキサーで3分間
混練することにより調製した。
【0031】シルト粘土分 40% 含水比 40% 比重 1.79 フロー値 300以上
【0032】この含水泥土1000mlに表3に記載し
た重合体(逆相エマルジョンポリマーをそのまま)を所
定量加え、JIS R5201でのモルタルミキサーで
3分間混練した後、固化泥土の評価を行った。結果を表
3に示す。
【0033】〔評価方法〕 (1) フロー値 含水泥土の固化状態をJIS−R5201に定める「モ
ルタルの物理試験方法」に従ってフロー値を測定した。
フロー値が110未満であればダンプトラック等での運
搬は可能であり、110〜120の範囲はどうにか運搬
可能であるが、120を越えると運搬不能となる。
【0034】(2) ブリージング 含水泥土100gに7.5kgの荷重を1分かけて、そ
の間にじみ出た水分量(ml)を測定した。この値はで
きるだけ小さい方がよいが、3ml程度以下であれば特
に支障は無い。
【0035】(3) ベタつきおよび糸引き試験 フロー試験終了後の固化した含水泥土のベタつきおよび
糸引き性を評価した。 〇印:ベタつきおよび糸引き性が無い ×印:ベタつきおよび糸引き性を呈する
【0036】
【0037】実施例6 実施例5に準じて、以下の組成および物性値を有する含
水泥土調製した。 シルト粘土分 45% 含水比 50% 比重 1.70 フロー値 300以上 この含水泥土1000mlに表4に記載した重合体(逆
相エマルジョンポリマーをそのまま)を所定量加えJI
S R5201でのモルタルミキサーで3分間混練した
後、評価を行った。結果を表4に示す。
【0038】
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、含水泥土を少ない重合
体の添加量で短時間に固化することができ、しかも、固
化泥土のベタつき、糸引きが無く、またブリージングが
生ずることも無いために非常に作業性がよく、非常に優
れた含水泥土の固化方法を提供し得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 進 東京都千代田区丸の内一丁目5番1号 日 東化学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリルアミド50〜100モル%、ア
    クリル酸および/またはメタクリル酸もしくはそれらの
    塩0〜50モル%ならびにこれらと共重合可能な他のモ
    ノビニル化合物0〜10モル%よりなるモノマーを、そ
    の総量100部に対してビニル基を2個以上有するモノ
    マー3〜100ppmの存在下に重合せしめ、得られた
    非水溶性重合体を含水泥土1m3 に対して0.1〜5k
    g添加することを特徴とする含水泥土の固化方法。
  2. 【請求項2】 重合が逆相乳化法によるものである請求
    項1記載の含水泥土の固化方法。
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