JPH10273664A - 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法 - Google Patents

含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法

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JPH10273664A
JPH10273664A JP9078582A JP7858297A JPH10273664A JP H10273664 A JPH10273664 A JP H10273664A JP 9078582 A JP9078582 A JP 9078582A JP 7858297 A JP7858297 A JP 7858297A JP H10273664 A JPH10273664 A JP H10273664A
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JP
Japan
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soil
solidified material
solidification
parts
hydrous soil
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JP9078582A
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English (en)
Inventor
Akio Nishida
明生 西田
Makoto Ueda
誠 上田
Teruaki Fujii
輝昭 藤井
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、含水土壌の固化改良に優れた性能を
示す固化材を提供し、含水土壌の固化改良を可能にする
方法の提供を目的とする。具体的には、固化改良後土壌
pH値が、9.5以下の範囲にあり、且つ、一軸圧縮強
度が、人が上を歩ける尺度である0.5kgf/cm2
以上である土壌を与える固化材の提供および該固化材を
使用する含水土壌の固化改良方法の提供を目的とする。 【解決手段】本発明では、固化材全体を100重量部と
したとき、10〜30重量部の金属硫酸塩と、0.5〜
5重量部のリチウム塩と、残部がアルミナセメントより
なる含水土壌用固化材特定の割合のアルミナセメント、
硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄、および炭酸塩より成る
固化材を開発し、上記課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、含水土壌の固化材
およびそれを使用する含水土壌の固化改良方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】軟弱土壌の土質改良には、固化材を使用
する固化処理が施される。また、軟弱土壌地域の改良利
用でなく、その地域の土木工事等に伴って発生する含水
残土を搬出する場合にも、流動性が高いことからそのま
までの搬送が困難であり、固化剤を使用して固化処理を
施した後、搬出する必要がある。何れの目的において
も、固化材には、固化後の土壌が目的に合った十分な強
度を有していること、適度の固化速度を有しているこ
と、固化材が化学的に安定であり有害物質が溶出しない
こと等の特性が要求されるが、これ等複数機能を要求さ
れる固化材として既に多くの技術が開示されている。こ
れ等は、含まれる水硬性成分の種によってセメント系と
石膏系に大別できるが、石膏系はアルカリ溶出によるア
ルカリ公害を引き起こす可能性は低いものの、固化後土
壌に十分な強度を付与できるものが得られていない。
【0003】一方、セメント系固化材は、セメントが強
アルカリであるためアルカリ公害を引き起こす可能性が
あるものの、固化後土壌は強度的に問題ないことから、
強度面を活かしつつアルカリ公害を抑制する試みが数多
く為されている。例えば、特開昭61−227899号
公報には、セメントに中和剤としてアルミニウムまたは
鉄の硫酸塩を添加した固化材が開示され、特開平5−7
8664号公報には、セメントに中和剤として硫酸バン
ドを添加した固化材が開示されている。また、特公昭5
7−19716号公報には、セメントに、硫酸アルミニ
ウム、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属の酸化物
を添加した固化材が開示されている。これ等は、対象土
壌、固化材添加量、評価方法等が夫々異なるため、固化
材としての比較評価は出来ないが、固化材については更
なる改良が要求されていることは事実であり、また、徒
に強度向上を図るのではなく、改良後土壌の使用目的に
応じて調製された固化材が要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、含水土壌の
固化改良に優れた性能を示す固化材を提供し、含水土壌
の固化改良を可能にする方法の提供を目的とする。具体
的には、pH値が、土壌の緩衝能力によるpH値降下が
速やかに起こり易い9.5以下の範囲であり、且つ、一
軸圧縮強度が、人が上を歩ける尺度である0.5kgf
/cm2 以上である土壌を与える固化材の提供および該
固化材を使用する含水土壌の固化改良方法の提供を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、特定の割合
のアルミナセメント、硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄、
およびリチウム塩より成る混合物が、上記課題を解決す
る優れた固化剤となることを見出し、本発明を完成し
た。すなわち、本発明は、固化材全体を100重量部と
したとき、10〜30重量部の硫酸アルミニウムまたは
硫酸鉄と、0.5〜5重量部のリチウム塩と、残部がア
ルミナセメントよりなる含水土壌用固化材及び該固化材
を使用する含水土壌の固化改良方法に関する。以下に本
発明を説明する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の固化材は水硬性成分とし
てアルミナセメントを使用するものである。セメントを
成分とする固化材は、強度面では優れた固化改良土壌を
与えるが、セメントはそれ自身が強アルカリであり、セ
メントを固化材の成分として使用するに当たっては、ア
ルカリ溶出の抑制に留意する必要がある。本発明者等
は、セメントの中でも比較的低アルカリのアルミナセメ
ントを主成分としたものに、中和剤として硫酸アルミニ
ウムまたは硫酸鉄等の金属硫酸塩、および、硬化促進材
としてリチウム塩を添加した組成物が優れた含水土壌用
固化材となることを見出し、本発明を完成した。
【0007】本発明において、水硬性成分として使用す
るセメントはアルミナセメントであるが、上述のよう
に、アルミナセメントは、セメントの中では比較的低ア
ルカリであり、セメントを添加した固化材としては、固
化改良後土壌のpH値上昇抑制に好ましい効果を与える
だけでなく、耐酸性に優れているという長所も有してい
る。
【0008】しかし、セメントを使用する限り、固化後
土壌のpH上昇は避けられない。本発明の固化材では、
硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄を中和材として添加し、
セメントを使用することによるpH上昇の抑制を図って
いる。本発明の固化材の主成分であるアルミナセメント
は、組成の相互に異なるものが数種市販されているが、
その何れもが何等の支障もなく使用可能である。一方、
中和剤として添加される硫酸アルミニウム、および、硫
酸第一鉄または硫酸第二鉄の形態の硫酸鉄は何れも、安
価で且つ入手が容易な材料であり、中和剤として性能的
に問題はないが、硫酸アルミニウムの使用が効果の点で
好ましい。
【0009】しかし、硫酸アルミニウムおよび硫酸鉄
は、アルミナセメントの硬化遅延材としても働くことか
ら、その添加量には限度があり、本発明の固化材中にお
ける硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄の割合は、固化材全
体の10〜30重量部とすることにより、固化材として
好ましい結果を与える。
【0010】本発明の固化材は、アルミナセメントと、
硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄等の金属硫酸塩よりなる
成分に加えて更にリチウム塩を添加して、硬化速度を高
くすることを図っている。リチウムイオンがアルミナセ
メントの硬化促進材として働くことは公知であり、リチ
ウム塩の添加により、中和剤としての硫酸アルミニウム
または硫酸鉄添加によるアルミナセメントの硬化遅延が
補償され、固化材として十分な性能を有する固化材を得
ることが出来る。本発明の固化材で使用されるリチウム
塩の例としては、炭酸リチウム、塩化リチウム、硝酸リ
チウム等の無機塩、または、酢酸リチウム、ぎ酸リチウ
ム等の有機塩を挙げることができるが、価格および入手
の容易さで炭酸リチウムの使用が最も好ましい。
【0011】リチウム塩の添加量は、固化材全体の0.
5〜5重量部とするのが良い。この範囲より少ないと添
加効果が十分に発現せず、多すぎると不経済であるだけ
でなく、固化後土壌のpH上昇を招くことがあり好まし
くない。
【0012】本発明の固化材は、前述した様に、アルミ
ナセメント、硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄、リチウム
塩を適量混合することにより十分その性能を発揮する
が、更に無機多孔体吸水材または有機高分子吸水材を添
加することにより、固化材添加後土壌のpH値はほとん
ど変動させることなく、固化改良後土壌の一軸圧縮強度
を更に改善することができる。吸水材は、土壌中に存在
する自由水と結合・固定化して自由水量を減少させる働
きを有していることから、吸水材を添加した固化材の使
用は、含水比の低い含水土壌の固化改良と同じになり、
固化材添加後の一軸圧縮強度が増加すると考えられる。
従って、含水比の高い土壌の固化改良においては、吸水
材の添加は特に効果的である。
【0013】本発明で使用可能な有機高分子吸水材の例
としては、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミ
ド、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、澱粉グ
ラフト共重合体等が挙げられるが、中でも有機高分子吸
水材としては最もポピュラーなポリアクリルアミドおよ
びポリメタクリルアミドが、吸水性能の面で好ましい結
果を与える。一方、本発明で使用可能な無機多孔体系吸
水材例としては、パーライト、ゼオライト、シリカ、ボ
トムアッシュ等を挙げることが出来るが、中でもパーラ
イトが、吸水性能、化学的安定性、価格面で最も好まし
い材料である。
【0014】固化材全体を100重量部とした吸水材の
添加量は、有機高分子系の場合には0.1〜5重量部、
無機質多孔体系の場合には5〜40重量部とするのが良
い。有機系、無機系何れにおいても、夫々の範囲より少
ないと添加効果が十分発現せず、逆に多いと経済的でな
くなるだけでなく、逆に固化改良後土壌の圧縮強度の低
下を招く場合がある。圧縮強度面での固化材の改良は、
固化改良に必要な固化材量の低減につながることから、
固化材への吸水材の添加量は、改良対象土の含水比、お
よび、目的強度を達成するのに必要な固化材の必要量と
を勘案して適宜決めることになる。
【0015】本発明の固化材の調製に必要な材料は何れ
も粉末状であることと、固化材がそれら材料の単なる混
合物であることから、その調製に当たっては特別な機
器、手段を必要とせず、ミキサー等公知の粉体混合用の
機器を使った、公知の粉体混合方法が適用できる。
【0016】本発明の固化材を使用して含水土壌の改良
を行なうに当たっては、水を加えたスラリー状として土
壌中に注入、散布する方法も適用できるが、土壌に余分
な水を加えない点で、粉末状態で混合するのが望まし
い。その際、一般に行なわれている、対象土壌とミキサ
ーを用いて混合するミキサー混合法やスタビライザーを
用いる浅層処理法が効果的に適用できる。また、含水土
壌への添加量は、含水土壌の特性、特に含水量による
が、含水土壌1m3 当たり50〜400kg添加するこ
とにより目的とする0.5kgf/cm2 以上の一軸圧
縮強度を有する改良土壌を得ることが出来る。もちろ
ん、必要に応じて固化材添加量を増やすことにより、p
H値の上昇を招くことなく土壌一軸圧縮強度を更に高め
る事も可能であり、目的、経済性に合わせて適宜添加量
を選択することになる。以下に、具体的例を挙げて本発
明を更に詳しく説明する。
【0017】
【実施例】
(1)固化材の調製 所定量のアルミナセメント、硫酸アルミニウムおよび炭
酸リチウム、更に必要に応じて吸水材を添加したものを
ホバート型ミキサーで3分間混合して固化材を調製し
た。 (2)改良土壌の調製 上記(1)で調製した固化材の所定量を供試土壌に添加
した後、ホバート型ミキサーで3分間混合して改良土壌
を調製した。混合後の土壌を、直径5cm、高さ10c
mの鋼製の円筒型のモールドに充填し、温度20℃、湿
度96%の恒温恒湿槽内で7日間養生し、評価用の供試
体を得た。 (3)改良土壌の評価:一軸圧縮強度測定 上記(2)で得られた供試体について、JIS A12
16に則った方法でその一軸圧縮強さを測定した。尚、
一軸圧縮強度については、対象土壌1m3 当たり100
kg量の添加で、人がその上を歩く事が可能な強度であ
る0.5kg/cm2 以上の一軸圧縮強度を有する改良
土壌を与えるものを良とした。 (4)改良土壌の評価:pH測定 上記(2)で得られた成形前の土壌について、土質工学
会基準JSFT 211−1990に則り、改良土壌の
pHを測定した。pH値については、9.5以下のもの
を良とした。
【0018】実施例1〜7および比較例1〜4 アルミナセメント、硫酸アルミニウムまたは硫酸第二
鉄、炭酸リチウムの混合比を種々変えた固化材を調製
し、含水比45%の粘性土を対象土壌とした場合の結果
を表1に示す。本発明の範囲に含まれる組成を有する固
化材を用いた場合、固化改良後土壌のpH値は何れも
9.5以下であり、且つ、一軸圧縮強度は0.5kgf
/cm2以上であり、目的とする基準をクリアしてい
た。それに対して、本発明の範囲を外れる組成を有する
固化材では、固化改良後土壌のpH値または一軸圧縮強
度が目標とした基準に達せず、固化材としては不適であ
ることが分かる。
【0019】
【表1】
【0020】実施例8、9 表1には、アルミナセメント、硫酸アルミニウムおよび
炭酸リチウムからなる成分に、更に有機系または無機系
吸水材を加えた固化材についての結果を合わせて示され
ている。無機系、有機系を問わず、吸水材の添加によ
り、改良後土壌のpH値を中性付近に保持したまま一軸
圧縮強度が向上することが分かる。
【0021】
【発明の効果】本発明の固化材は、石膏、アルミナセメ
ント、ポルトランドセメン、および硫酸アルミニウムま
たは硫酸鉄を成分とするものであるが、それを使用した
改良後土壌の一軸圧縮強度は0.5kgf/cm2 以上
と歩行可能な強度を有していることからその上での作業
が可能になるだけでなく、pH値も、土壌の緩衝能力に
よるpH値降下が速やかに起こり易い値である9.5以
下に収まっており、アルカリ公害を引き起こす可能性も
低い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI E02D 3/12 101 E02D 3/12 101 // C09K 103:00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全体を100重量部としたとき、10〜3
    0重量部の硫酸アルミニウムまたは硫酸鉄と、0.5〜
    5重量部のリチウム塩と、残部がアルミナセメントより
    なる含水土壌用固化材
  2. 【請求項2】成分として更に、5〜40重量部の無機質
    多孔体吸水材を含む、請求項1に記載の含水土壌用固化
    材。
  3. 【請求項3】成分として更に、0.1〜5重量部の有機
    高分子吸水材を含む、請求項1に記載の含水土壌用固化
    材。
  4. 【請求項4】リチウム塩が炭酸リチウムである請求項1
    から3までの何れかに記載の含水土壌用固化材。
  5. 【請求項5】請求項1から4までの何れかに記載の含水
    土壌用固化材を、含水土壌1m3当たり50〜400k
    g添加する、含水土壌の固化改良方法。
JP9078582A 1997-03-28 1997-03-28 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法 Pending JPH10273664A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000109831A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Ube Ind Ltd 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法
JP2021143230A (ja) * 2020-03-10 2021-09-24 太平洋マテリアル株式会社 流動化処理土及びその製造方法

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JP2000109831A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Ube Ind Ltd 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法
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