JPH10165998A

JPH10165998A - アルカリ性泥土の改質剤

Info

Publication number: JPH10165998A
Application number: JP8353199A
Authority: JP
Inventors: Michio Ikematsu; 道雄池松; Katsumi Matsumoto; 克美松本
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1998-06-23
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JP3736702B2

Abstract

(57)【要約】【課題】地盤改良工事、杭・基礎工事などで使用される
セメント系改良剤、石灰系改良剤、水ガラス系改良剤な
ど、アルカリ系土壌改良剤を用いる工事などにおいて発
生するアルカリ性の泥土類を短時間で再利用又は廃棄が
容易な形態に改質しうるアルカリ性泥土の改質剤を提供
する。【解決手段】(Ａ)無機凝結性化合物と、(Ｂ)水溶性高分
子化合物及び／又は(Ｃ)椰子屑（Coir Pith）とを含有
して成るアルカリ性泥土の改質剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ性泥土の改
質剤に関し、さらに詳しくは、地盤改良工事、杭・基礎
工事などで使用されるセメント系改良剤、石灰系改良
剤、水ガラス系改良剤などのアルカリ系土壌改良剤を用
いる工事などにおいて発生するアルカリ性の泥土類を、
短時間で再利用又は廃棄が容易な形態に改質しうるアル
カリ性泥土の改質剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良工事、杭・基礎工事などで使用
されるセメント系改良剤、石灰系改良剤、水ガラス系改
良剤などのアルカリ系の土壌改良剤を用いる工事におい
て発生するアルカリ性泥土類は、含水量が多く流動性に
富むため、通常のダンプカーやトラックなどによる運搬
作業を困難なものとしている。このため、従来はこれら
アルカリ性含水泥土は、それに石灰あるいはセメント系
の固化剤を混合して処理したり、脱水機を用いて固液分
離を行って処理するなどの方法がとられている。しかし
ながら、石灰あるいはセメント系固化剤を用いて、含水
率の高いアルカリ性泥土を処理する場合、処理後のアル
カリ性泥土が流動性を失い、取り扱いが容易な強度に達
するまでには通常数十時間を要するという問題がある。
一方、通常の土木工事排出泥土の改質剤として用いられ
ている高分子系の改質剤を使用して、含水率の高いアル
カリ性泥土を処理する場合、改質に必要な添加量が、非
常に多くなったり、場合によっては、改質効果を示さな
いという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術がもつ欠点を克服し、含水量の多いアルカリ性
泥土に添加することにより、短時間でその流動性を失わ
せ、強度が大きく再利用の容易な処理土とすることがで
きるアルカリ性泥土の改質剤を提供することを目的とし
てなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の優
れた機能を有するアルカリ性泥土の改質剤を開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、無機凝結性化合物の有する凝結
効果及び吸水効果などに着目し、この無機凝結性化合物
に、増粘効果、吸水効果、凝集効果などをもつ水溶性高
分子化合物及び／又は吸水効果、繊維構造による補強効
果などをもつ椰子屑（Coir Pith）を組み合わせたもの
が、その目的に適合しうることを見い出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は（１）(Ａ)無機凝結性化合物及び(Ｂ)水溶性高分子化
合物を含有することを特徴とするアルカリ性泥土の改質
剤、（２）(Ａ)無機凝結性化合物及び(Ｃ)椰子屑（Coir
Pith）を含有することを特徴とするアルカリ性泥土の
改質剤、及び（３）(Ａ)無機凝結性化合物、(Ｂ)水溶性
高分子化合物及び(Ｃ)椰子屑（Coir Pith）を含有する
ことを特徴とするアルカリ性泥土の改質剤、を提供する
ものである。また、本発明の好ましい態様は、（４）さ
らに、(Ｄ)成分として、無機水硬性物質、無機多孔性物
質及び膨潤性粘土鉱物の中から選ばれた少なくとも１種
を含有する上記第(１)、(２)、(３)項記載のアルカリ性
泥土の改質剤、（５）(Ａ)成分と(Ｂ)成分との配合割合
が、重量比で１：１０ないし５０：１である上記第
(１)、(３)、(４)項記載のアルカリ性泥土の改質剤、
（６）(Ａ)成分と(Ｃ)成分との配合割合が、重量比で
１：１０ないし２０：１である上記第(２)、(３)、(４)
項記載のアルカリ性泥土の改質剤、及び（７）(Ａ)成分
と(Ｄ)成分との配合割合が、重量比で１：５ないし２
０：１である上記第(４)項記載のアルカリ性泥土の改質
剤、である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のアルカリ性泥土の改質剤
において、(Ａ)成分として用いられる無機凝結性化合物
としては、アルカリ性泥土に混入させた場合、凝結効果
及び吸水効果を発揮しうるものであればよく、特に制限
されず、様々な化合物を使用することができる。この無
機凝結性化合物の例としては、塩化ナトリウム、塩化カ
ルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナ
トリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カ
リウムアルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、
チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カルシウム、チ
オ硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、
亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、ホウ酸、モリブ
デン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸
カリウム、水酸化ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、
ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカ
などの無機化合物を挙げることができる。これらの凝結
性無機化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種
以上を組み合わせて用いてもよい。この(Ａ)成分の無機
凝結性化合物は、その特性として凝結結果、及び吸水効
果を有する。アルカリ性泥土に該無機凝結性化合物を添
加することにより急速にアルカリ性泥土中のアルカリ成
分が凝結され、かつアルカリ性泥土の中の水分が吸収さ
れるので、強度の大きな取り扱いやすい固化した処理土
が得られる。本発明のアルカリ性泥土の改質剤におい
て、(Ｂ)成分として用いられる水溶性高分子化合物とし
ては特に制限はなく、従来公知の様々な化合物を使用す
ることができる。この水溶性高分子化合物の例として
は、デンプン、マンナン、アルギン酸ナトリウム、ロー
カストビーンガム、グアーガム、ペクチン、キサンタン
ガム、デキストラン、ゼラチン、ラムザンガム、ジェラ
ンガムなどの天然水溶性高分子化合物、ビスコース、メ
チルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カチオン
化セルロース、α化デンプン、カルボキシルデンプン、
ジアルデヒドデンプン、カチオン化デンプン、デキスト
リン、ブリティシュゴム、カチオン化グアーガム、アニ
オン化グアーガム、メチルグリコールキトサンなどの半
合成水溶性高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ
（メタ）アクリル酸又はそのナトリウム塩、ポリ（メ
タ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
クロライド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチ
ルエーテルなどの合成水溶性高分子化合物などを挙げる
ことができる。これらの合成水溶性高分子化合物は、２
種あるいは３種類以上のモノマーを共重合させた合成高
分子化合物を使用することができる。これらの水溶性高
分子化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。

【０００６】この(Ｂ)成分の水溶性高分子化合物は、増
粘効果、吸水効果、凝集効果などを有し、(Ａ)成分の無
機凝結性化合物、又は(Ａ)成分の無機凝結性化合物と後
述する(Ｃ)成分の椰子屑（Coir Pith）との混合物に配
合することにより、効果的にアルカリ性泥土を強度の大
きな処理土に変換する。本発明においては、前記(Ａ)成
分の無機凝結性化合物と(Ｂ)成分の水溶性高分子化合物
との配合割合は、効果の点から、重量比で１：１０ない
し５０：１の範囲が好ましく、特に１：２ないし２０：
１の範囲が好ましい。また、これらの水溶性高分子化合
物以外の物質であっても、親水性であり、かつ増粘性、
吸水性、凝集性などを有する物質であれば、本発明に効
果的に用いることができる。本発明のアルカリ性泥土の
改質剤において、(Ｃ)成分として用いられる椰子屑（Co
ir Pith）は、ココヤシの実の中果皮より繊維を採取し
たあとに残される、通常淡褐色ないし暗褐色の短繊維状
又は粉末状物質である。その性状などについては、「ト
ロピック・ライン(ＴｒｏｐｉｃＬｉｎｅ)」第６巻、
第２号、第１〜４ページ（１９９３年）に報告されてい
るが、多量のリグニン及びセルロースを含有し、吸水性
を有する多孔性の物質である。この(Ｃ)成分の椰子屑
（Coir Pith）は、その特性として吸水効果を有し、ま
た繊維構造によって補強効果を発揮する。アルカリ性泥
土に椰子屑（Coir Pith）を添加することにより、急速
にアルカリ性泥土中の水分が吸収され、処理土は繊維に
よって補強されるので、強度の大きな取り扱いやすい固
化した処理土が得られる。本発明においては、前記(Ａ)
成分の無機凝結性化合物と(Ｃ)成分の椰子屑（Coir Pit
h）との配合割合は、効果の点から、重量比で１：１０
ないし２０：１の範囲が好ましく、特に１：２ないし
５：１の範囲が好ましい。本発明のアルカリ性泥土の改
質剤は、前記の(Ａ)成分と(Ｂ)成分、(Ａ)成分と(Ｃ)成
分、又は(Ａ)成分と(Ｂ)成分と(Ｃ)成分を含有するもの
であるが、さらに必要に応じ、これらに、（Ｄ）成分と
して、無機水硬性物質、無機多孔性物質および膨潤性粘
土鉱物の中から選ばれた少なくとも１種を含有させるこ
とができる。

【０００７】前記無機水硬性物質としては、水硬性を示
す無機物質であればよく、特に制限されず、様々な化合
物を用いることができる。この無機水硬性物質の例とし
ては、半水石膏、普通ポルトランドセメント、速硬性ポ
ルトランドセメント、高炉セメント、その他の改良され
たポルトランドセメント、アルミナセメント、カルシウ
ムセメント、フライアッシュやポゾランを含有するセメ
ント類、セメント系の土壌改良剤、生石灰、消石灰、石
灰系の土壌改良剤などを挙げることができる。この無機
水硬性物質は、泥粒子や有機物質との反応あるいは物理
的な吸着による凝結効果、水和による脱水効果などによ
りアルカリ性泥土の水分を吸収するので、強度の大きな
取り扱いやすい固化した処理土が得られる。また、無機
多孔性物質としては、例えば、ゼオライト、パーライ
ト、バーミキュライト、珪藻土焼成物、粘土鉱物多孔質
焼成物、ケイ酸カルシウム焼成物などを挙げることがで
きる。この無機多孔性物質は、空孔による吸水効果、粒
径による補強効果などによりアルカリ性泥土の固化に効
果を発揮する。さらに、膨潤性粘土鉱物としては、例え
ば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイ
ト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチー
ブンサイト、膨潤性雲母などを挙げることができる。こ
の膨潤性粘土鉱物は、膨潤力による吸水効果、粘土質に
よる増粘効果などによりアルカリ性泥土を固化し、適度
の強度を与える。この必要に応じて用いられる（Ｄ）成
分の物質は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせ
て用いてもよい。また、前記（Ａ）成分の無機凝結性化
合物とこの（Ｄ）成分との配合割合は、効果の点から、
重量比で１：５ないし２０：１の範囲が好ましく、特に
１：３ないし１０：１の範囲が好適である。本発明の改
質剤は、地盤改良工事、杭・基礎工事などで使用される
セメント系改良剤、石灰系改良剤、水ガラス系改良剤な
どのアルカリ系の土壌改良剤を用いる工事において発生
するアルカリ性泥土類の改質に使用することができる。
本発明の改質剤によって処理することができるアルカリ
性泥土の含水率の上限は特に問わず、例えば、含水率が
９０重量％に達するような高含水率のアルカリ性泥土も
処理することができる。アルカリ性泥土に対する改質剤
の添加量は、アルカリ性泥土の性状（土質、含水率な
ど）及び所望する処理土の性状などにより異なり、特に
限定されないが、通常はアルカリ性泥土に対して、２０
重量％以下で充分である。また、アルカリ性泥土１ｍ³
当たり、０.５〜１５０kg程度、好ましくは１〜１００k
gである。本発明の改質剤の添加により、急速にアルカ
リ性泥土中のアルカリ成分が凝結性無機化合物の作用で
凝結され、アルカリ性泥土の中の水分が吸収されるの
で、取り扱いの容易な強度を有する固化した処理土とな
り、処理土の再利用及び廃棄が容易となる。さらに改質
剤に椰子屑（Coir Pith）を併用することにより、急速
にアルカリ性泥土中の水分が吸収され、処理土は繊維に
よって補強されるので、さらに強度の大きな取り扱いや
すい固化した処理土となり、処理土の再利用及び廃棄が
より容易となる。本発明の改質剤は、(Ａ)成分の無機凝
結性化合物と(Ｂ)成分の水溶性高分子化合物及び／又は
(Ｃ)成分の椰子屑（Coir Pith）と所望により用いられ
る（Ｄ）成分の物質を、予め混合してワンパック型改質
剤として使用してもよいし、各成分をそれぞれ別々に添
加して使用してもよく、あるいは、各成分のうちの何種
かを予め混合し、残余の成分を別々に添加して使用して
もよい。このように各成分を任意の順序で使用すること
ができるが、これらの使用方法の中で、ワンパック型改
質剤として、全成分を同時に添加する方法が、効果の点
から有利である。本発明の改質剤においては、(Ａ)成
分、(Ｂ)成分、(Ｃ)成分及び必要に応じて用いられる
(Ｄ)成分は、ミルなどを用いて粉砕し、粒径を１mm未満
とすれば特に効果的であるが、未粉砕または１mm以上の
粒径の各成分も使用することができる。本発明の改質剤
は、各成分が乾燥状態であるとき最も高い効果が得られ
るが、スラリー状、その他の形状でも使用することがで
きる。なお、本発明の改質剤をスラリー状とすれば、高
粘性液体用ポンプで輸送することができる。

【０００８】本発明のアルカリ性泥土の改質剤において
は、無機凝結性化合物は、アルカリ成分に対する凝結効
果及び土壌中の水分に対する吸水効果によって、高含水
率のアルカリ性泥土を効果的に固化する。また、椰子屑
（Coir Pith）は、吸水効果及び繊維構造による補強効
果によって、無機凝結性化合物の効果を高め、高含水率
のアルカリ性泥土を効果的に固化する。さらに、水溶性
高分子化合物は、吸水効果、増粘効果、凝集効果などに
より、無機凝結性化合物及び椰子屑（Coir Pith）の効
果を高め、より強度のある改質土とし、水の遊離なども
防止する。一方、所望により用いられる無機水硬性物質
は、凝結効果、水和による脱水効果などにより、無機凝
結性化合物及び椰子屑（Coir Pith）の効果を高め、よ
り強度のある改良土とし、雨水による処理土の軟弱化を
抑制する。また無機多孔性物質は、空孔による吸水効
果、粒径による補強効果などにより、低添加量でも効果
的にアルカリ性泥土を固化する。次に膨潤性粘土鉱物
は、膨潤力による吸水効果、粘土質による増粘効果など
により、低添加量でも効果的にアルカリ性泥土を固化す
る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。実施例１ＳＭＷ工法（ＳｏｉｌＭｉｘｉｎｇＷａｌｌの略
称：特許第１５７５２９４号掘削方法）による、地盤改
良工事現場から採取したアルカリ性泥土（含水率５２.
４重量％）２リットルに、炭酸ナトリウム１００ｇとCo
ir Pith１００ｇを同時に添加し、２分間モルタルミキ
サーで撹拌した。１０分後に、コーンペネトロメータを
用いて処理土のコーン指数を測定したところ、２.１kg
／cm²であった。実施例２実施例１と同じ泥土２リットルに、炭酸ナトリウム５０
ｇとCoir Pith３０ｇとグアーガム６ｇを同時に添加
し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。１０分後に、
コーンペネトロメータを用いて処理土のコーン指数を測
定したところ、１.５kg／cm²であった。実施例３実施例１と同じ泥土２リットルに、炭酸ナトリウム５０
ｇとCoir Pith３０ｇとグアーガム６ｇと生石灰３０ｇ
を同時に添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。
１０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土のコ
ーン指数を測定したところ、２.７kg／cm²であった。比較例１実施例１と同じ泥土２リットルに、ポルトランドセメン
ト２００ｇを添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌し
た。１０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土
のコーン指数を測定したところ、流動性があり、コーン
指数は測定できなかった。比較例２実施例１と同じ泥土２リットルに、炭酸ナトリウム２０
０ｇを添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。１
０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土のコー
ン指数を測定したところ、流動性があり、コーン指数は
測定できなかった。以上の結果、無機凝結性化合物とCo
ir Pithを添加した実施例１、無機凝結性化合物とCoir
Pithと水溶性高分子化合物を添加した実施例２、無機凝
結性化合物とCoir Pithと水溶性高分子化合物と無機水
硬性物質を添加した実施例３では、処理土は所望のコー
ン指数を示し、トラックなどによる運搬に耐えうる強度
に改質されている。これに対し、ポルトランドセメント
のみを添加した比較例１、無機凝結性化合物のみを添加
した比較例２では、アルカリ性泥土を短時間で改良処理
することができなかった。実施例４疑似アルカリ性泥土（ポルトランドセメント１６.６重
量％、粉末粘土３７.４重量％、含水率４５.７重量％、
セメント分散剤０.３重量％）２リットルに、硫酸アン
モニウムアルミニウム１００ｇとCoir Pith１００ｇを
同時に添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。１
０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土のコー
ン指数を測定したところ、２.５kg／cm²であった。実施例５実施例４と同じ泥土２リットルに、硫酸アンモニウムア
ルミニウム５０ｇとCoir Pith３０ｇと合成ポリマー
［アクリル酸３３モル％とアクリルアミド６７モル％と
の共重合物、固有粘度１８dl／ｇ(２０℃、１Ｎ−Ｎａ
Ｃｌ水溶液)］６ｇを同時に添加し、２分間モルタルミ
キサーで撹拌した。１０分後に、コーンペネトロメータ
を用いて処理土のコーン指数を測定したところ、１.８k
g／cm²であった。実施例６実施例４と同じ泥土２リットルに、硫酸アンモニウムア
ルミニウム５０ｇとCoir Pith３０ｇと合成ポリマー
［前出］６ｇとケイ酸カルシウム焼成物３０ｇを同時に
添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。１０分後
に、コーンペネトロメータを用いて処理土のコーン指数
を測定したところ、２.９kg／cm²であった。実施例７実施例４と同じ泥土２リットルに、硫酸アンモニウムア
ルミニウム５０ｇと合成ポリマー［前出］６ｇを同時に
添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。１０分後
に、コーンペネトロメータを用いて処理土のコーン指数
を測定したところ、１.２kg／cm²であった。比較例３実施例４と同じ泥土２リットルに、ポルトランドセメン
ト２００ｇを添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌し
た。１０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土
のコーン指数を測定したところ、流動性があり、コーン
指数は測定できなかった。比較例４実施例４と同じ泥土２リットルに、合成ポリマー［前
出］１２ｇを添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌し
た。１０分後に、コーンペネトロメータを用いて処理土
のコーン指数を測定したところ、流動性があり、コーン
指数は測定できなかった。以上の結果、無機凝結性化合
物とCoir Pithを併用した実施例４〜６、及び無機凝結
性化合物と水溶性高分子化合物を併用した実施例７の処
理土は、トラック搬出に十分なコーン指数を示した。こ
れに対し、無機凝結性化合物を添加していない比較例３
及び４の処理土は、流動性があり、トラック搬出は不可
能であった。

【００１０】

【発明の効果】本発明のアルカリ性泥土の改質剤は、地
盤改良工事、杭・基礎工事などで使用されるセメント系
改良剤、石灰系改良剤、水ガラス系改良剤など、アルカ
リ系土壌改良剤を用いる工事などにおいて発生するアル
カリ性の泥土類を、短時間に再利用又は廃棄が容易な形
態の処理土とすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(Ａ)無機凝結性化合物及び(Ｂ)水溶性高分
子化合物を含有することを特徴とするアルカリ性泥土の
改質剤。
【請求項２】(Ａ)無機凝結性化合物及び(Ｃ)椰子屑（Co
ir Pith）を含有することを特徴とするアルカリ性泥土
の改質剤。
【請求項３】(Ａ)無機凝結性化合物、(Ｂ)水溶性高分子
化合物及び(Ｃ)椰子屑（Coir Pith）を含有することを
特徴とするアルカリ性泥土の改質剤。
【請求項４】さらに、(Ｄ)成分として、無機水硬性物
質、無機多孔性物質及び膨潤性粘土鉱物の中から選ばれ
た少なくとも１種を含有する請求項１、２又は３記載の
アルカリ性泥土の改質剤。