JPH11267696A - 泥水及び含水土壌の処理方法 - Google Patents
泥水及び含水土壌の処理方法Info
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- JPH11267696A JPH11267696A JP10115847A JP11584798A JPH11267696A JP H11267696 A JPH11267696 A JP H11267696A JP 10115847 A JP10115847 A JP 10115847A JP 11584798 A JP11584798 A JP 11584798A JP H11267696 A JPH11267696 A JP H11267696A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 泥水や底泥、建設残土等の含水土壌を短時間
に所定の強度に容易に固化させることができ、必要に応
じて地盤化あるいは軟岩化することができ、また所定の
粒度，強度をもった粒子状に細粒化することが可能で、
更に泥水シールド工法における一次覆工に際しての裏込
材料等広範囲に資源として再利用できる最適の固化処理
方法を提案するものである。 【解決の手段】 泥水や底泥、建設残土等の含水土壌に
セメント，生石灰，消石灰，石膏等の水硬性物質を添加
混合した後、酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理す
ることを特徴とする泥水及び含水土壌の処理方法。
に所定の強度に容易に固化させることができ、必要に応
じて地盤化あるいは軟岩化することができ、また所定の
粒度，強度をもった粒子状に細粒化することが可能で、
更に泥水シールド工法における一次覆工に際しての裏込
材料等広範囲に資源として再利用できる最適の固化処理
方法を提案するものである。 【解決の手段】 泥水や底泥、建設残土等の含水土壌に
セメント，生石灰，消石灰，石膏等の水硬性物質を添加
混合した後、酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理す
ることを特徴とする泥水及び含水土壌の処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、泥水や底泥（浚渫
ヘドロ等），これらの脱水ケーキ，建設残土などの含水
土壌の処理方法に関するものである。
ヘドロ等），これらの脱水ケーキ，建設残土などの含水
土壌の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から泥水や含水土壌の処理法につい
ては、多くの技術が提案されており、その主なものとし
ては、（イ）セメント処理法，（ロ）生石灰処理法，
（ハ）セメント−生石灰法，（ニ）セメント−石膏法，
（ホ）セメント−生石灰−石膏法等があるが、上記の処
理法は次のような致命的な欠点がある。
ては、多くの技術が提案されており、その主なものとし
ては、（イ）セメント処理法，（ロ）生石灰処理法，
（ハ）セメント−生石灰法，（ニ）セメント−石膏法，
（ホ）セメント−生石灰−石膏法等があるが、上記の処
理法は次のような致命的な欠点がある。
【０００３】（１）含水率の非常に高い泥水やヘドロな
どには適用できないこと。 （２）固化時間に長期（２５〜３０日位）を要し、経済
的でないこと。 （３）固化物の強度が低いので搬送等が困難であり、再
利用も難しいこと。
どには適用できないこと。 （２）固化時間に長期（２５〜３０日位）を要し、経済
的でないこと。 （３）固化物の強度が低いので搬送等が困難であり、再
利用も難しいこと。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
諸欠点を解消し、泥水や含水土壌を極めて短時間に所定
の強度に容易に固化させることができ、必要に応じて地
盤化あるいは軟岩化することが可能で、また所定の粒
径、強度をもった粒子状に細粒子化することができ、更
に泥水シールド工法における一次覆工に際しての裏込材
料など広範囲に資源として再利用できる最適の固化処理
方法を提案するものである。
諸欠点を解消し、泥水や含水土壌を極めて短時間に所定
の強度に容易に固化させることができ、必要に応じて地
盤化あるいは軟岩化することが可能で、また所定の粒
径、強度をもった粒子状に細粒子化することができ、更
に泥水シールド工法における一次覆工に際しての裏込材
料など広範囲に資源として再利用できる最適の固化処理
方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、泥水や底
泥（ヘドロ等）、建設残土等の含水土壌にセメント、生
石灰、消石灰、石膏等の水硬性物質を添加混合した後、
酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理することを特徴
とする含水土壌の処理方法であり、
泥（ヘドロ等）、建設残土等の含水土壌にセメント、生
石灰、消石灰、石膏等の水硬性物質を添加混合した後、
酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理することを特徴
とする含水土壌の処理方法であり、
【０００６】第２の発明は、泥水や底泥（ヘドロ等）、
建設残土等の含水土壌にセメント，生石灰，消石灰，石
膏等の水硬性物質を添加混合した後、酸性珪酸ソーダを
添加混合して固化処理した後、さらに該固化処理された
含水土壌を造粒化することを特徴とする含水土壌の処理
方法を提供するものである。
建設残土等の含水土壌にセメント，生石灰，消石灰，石
膏等の水硬性物質を添加混合した後、酸性珪酸ソーダを
添加混合して固化処理した後、さらに該固化処理された
含水土壌を造粒化することを特徴とする含水土壌の処理
方法を提供するものである。
【０００７】上記の発明において、酸性珪酸ソーダは、
珪酸ソーダに硫酸等の無機酸あるいは酢酸等の有機酸を
添加混合して強酸性に調整したものであり、また造粒化
された粒子を粒度調整して細粒化することにより人工砂
として回収することもできる。
珪酸ソーダに硫酸等の無機酸あるいは酢酸等の有機酸を
添加混合して強酸性に調整したものであり、また造粒化
された粒子を粒度調整して細粒化することにより人工砂
として回収することもできる。
【０００８】更に、上記固化される泥水や含水土壌の固
化直前に型に装填し、そのまま又は必要に応じて加圧し
て（成形）固化させることにより軟岩化させることもで
きる。
化直前に型に装填し、そのまま又は必要に応じて加圧し
て（成形）固化させることにより軟岩化させることもで
きる。
【０００９】本発明において使用する水硬性物質（固化
剤）はセメント，生石灰，消石灰，石膏等であり、固化
助剤として酸性珪酸ソーダ（ナトリウム）を使用する。
剤）はセメント，生石灰，消石灰，石膏等であり、固化
助剤として酸性珪酸ソーダ（ナトリウム）を使用する。
【００１０】珪酸ナトリウムの濃厚水溶液は、水ガラス
と呼ばれている。この水ガラスの分子式は、Ｎａ２Ｏ・
ｎＳｉＯ２・ＸＨ２Ｏと表される。分子式中のｎおよび
Ｘはモル比である。珪酸ナトリウムは、液状では一般に
珪酸ソーダと呼ばれ、ｎが大きくなると珪酸ソーダの溶
解度が非常に小さくなるため、上限が４と考えられてい
る。従って、液状の場合のモル比ｎは２〜４までとなっ
ている。
と呼ばれている。この水ガラスの分子式は、Ｎａ２Ｏ・
ｎＳｉＯ２・ＸＨ２Ｏと表される。分子式中のｎおよび
Ｘはモル比である。珪酸ナトリウムは、液状では一般に
珪酸ソーダと呼ばれ、ｎが大きくなると珪酸ソーダの溶
解度が非常に小さくなるため、上限が４と考えられてい
る。従って、液状の場合のモル比ｎは２〜４までとなっ
ている。
【００１１】酸性珪酸ナトリウムは、珪酸ソーダ１号、
珪酸ソーダ２号、珪酸ソーダ３号および特殊珪酸ソーダ
（珪酸ソーダ４号を含む、モル比＝ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ
＝１〜４）等を例えば硫酸で強酸性に調整した溶液であ
る。この酸性珪酸ソーダ溶液は次の反応式で示すことが
できる。 Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２＋Ｈ２ＳＯ４→Ｎａ２ＳＯ４＋ｎ
ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ
珪酸ソーダ２号、珪酸ソーダ３号および特殊珪酸ソーダ
（珪酸ソーダ４号を含む、モル比＝ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ
＝１〜４）等を例えば硫酸で強酸性に調整した溶液であ
る。この酸性珪酸ソーダ溶液は次の反応式で示すことが
できる。 Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２＋Ｈ２ＳＯ４→Ｎａ２ＳＯ４＋ｎ
ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ
【００１２】
【作用】本発明は上記のように構成され、含水土壌を極
めて短時間に所定の強度に容易に固化できるから、必要
に応じて地盤化或は軟岩化することができる。また、所
定の粒径、強度持った粒子状に細粒子化することもでき
る。
めて短時間に所定の強度に容易に固化できるから、必要
に応じて地盤化或は軟岩化することができる。また、所
定の粒径、強度持った粒子状に細粒子化することもでき
る。
【００１３】従って、上記素材を用いて埋立処分する場
合には、所要の強度を持った地盤が形成できる。
合には、所要の強度を持った地盤が形成できる。
【００１４】また、泥水シールド工法による掘削工事に
おいて、外部に排出される泥水は、脱水することなく極
めて短時間のうちに固化することができることから、運
搬等に際して取り扱いが極めて容易となる。
おいて、外部に排出される泥水は、脱水することなく極
めて短時間のうちに固化することができることから、運
搬等に際して取り扱いが極めて容易となる。
【００１５】また、極めて短時間に固化（ただし、瞬結
性ではない）することと、所要の強度の発現から一次覆
工としてのセグメントの裏込工法の裏込材料として、外
部に排出される泥水を利用することができる。更に、上
記の含水土壌、粒状化することにより、所定の粒子径お
よび強度を有する細粒子化することができる。
性ではない）することと、所要の強度の発現から一次覆
工としてのセグメントの裏込工法の裏込材料として、外
部に排出される泥水を利用することができる。更に、上
記の含水土壌、粒状化することにより、所定の粒子径お
よび強度を有する細粒子化することができる。
【００１６】このように、上記材料を極めて短時間に固
化できることから、地盤化、軟岩化、団粒化、細粒子
化、更に泥水シールド工法における一次覆工に際しての
裏込材料など、極めて広範囲に資源として再利用を図る
ことができる。以下、本発明の実施の形態を実施例およ
び図面により説明する。
化できることから、地盤化、軟岩化、団粒化、細粒子
化、更に泥水シールド工法における一次覆工に際しての
裏込材料など、極めて広範囲に資源として再利用を図る
ことができる。以下、本発明の実施の形態を実施例およ
び図面により説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施例１（泥水｛ベントナイト泥
水−掘削土・混合泥水｝）の固化） １）泥水の組成 一般に、泥水シールド工法等を採用した掘削工事におい
ては、掘削孔にベントナイト泥水或は掘削土泥水を供給
して、発生土をベントナイト泥水或は掘削土泥水と共に
外部に排出している（排出泥水）。この排出泥水から、
砂を分離して再利用する場合が多い。残りの泥水は廃棄
される。
水−掘削土・混合泥水｝）の固化） １）泥水の組成 一般に、泥水シールド工法等を採用した掘削工事におい
ては、掘削孔にベントナイト泥水或は掘削土泥水を供給
して、発生土をベントナイト泥水或は掘削土泥水と共に
外部に排出している（排出泥水）。この排出泥水から、
砂を分離して再利用する場合が多い。残りの泥水は廃棄
される。
【００１８】従って、廃棄される泥水は、ベントナイト
泥水−掘削土・混合泥水、或は掘削土泥水−掘削土・混
合泥水等であり、水を多量に含んでいるため、スラリー
状である。この場合、混合泥水の含水比は約１５０〜２
５０％、含泥率は４０〜６０％程度である。この泥水
は、運搬等を容易にするため、加圧脱水によって固液分
離を行なって脱水ケーキ（含水土壌）とし、産業廃棄物
としての処分を行なっているのが現状である。
泥水−掘削土・混合泥水、或は掘削土泥水−掘削土・混
合泥水等であり、水を多量に含んでいるため、スラリー
状である。この場合、混合泥水の含水比は約１５０〜２
５０％、含泥率は４０〜６０％程度である。この泥水
は、運搬等を容易にするため、加圧脱水によって固液分
離を行なって脱水ケーキ（含水土壌）とし、産業廃棄物
としての処分を行なっているのが現状である。
【００１９】本実施例の試験に使用した泥水は、実際の
現場において砂を分離した後、外部廃棄される泥水で、
ベントナイト泥水−掘削土・混合泥水（以下、単に「泥
水」という）である。
現場において砂を分離した後、外部廃棄される泥水で、
ベントナイト泥水−掘削土・混合泥水（以下、単に「泥
水」という）である。
【００２０】この泥水の粒度試験を行ない、粒度試験の
結果を表１に、また粒径加積曲線を図７に示した。ま
た、表２及び図８〜１０に土の工学的分類を示した。土
の工学的分類では、泥水は「Ｆ」であった。すなわち、
泥水の粒径による分類によれば、「細粒土」となった。
結果を表１に、また粒径加積曲線を図７に示した。ま
た、表２及び図８〜１０に土の工学的分類を示した。土
の工学的分類では、泥水は「Ｆ」であった。すなわち、
泥水の粒径による分類によれば、「細粒土」となった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】２）泥水の固化 釣針状フック攪拌翼付混合機（以下、混合機という）に
上記泥水３００ｇを入れ、１４０ｒ．ｐ．ｍで攪拌しな
がら、例えば早強ポルトランドセメント（固化剤）６０
ｇを少しずつ添加して、充分に均一になる程度混合し
た。次に、硫酸酸性の珪酸ソーダを全体に均一に散布し
て、約１分程度攪拌混合を行なった。攪拌混合後の泥水
は、塑性状態となった。直ちに、プラモールド（直径５
０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）に３層に分け、各層毎に突棒で
２５回突き固めた。
上記泥水３００ｇを入れ、１４０ｒ．ｐ．ｍで攪拌しな
がら、例えば早強ポルトランドセメント（固化剤）６０
ｇを少しずつ添加して、充分に均一になる程度混合し
た。次に、硫酸酸性の珪酸ソーダを全体に均一に散布し
て、約１分程度攪拌混合を行なった。攪拌混合後の泥水
は、塑性状態となった。直ちに、プラモールド（直径５
０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）に３層に分け、各層毎に突棒で
２５回突き固めた。
【００２４】図１は養生時間（室内自然養生＝気間養
生、平均２０℃）、０．５ｈｒ、１ｈｒ、２ｈｒおよび
４ｈｒの場合、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）と一軸圧縮
強度（σ）との関係を示すグラフである。この関係は、
泥水１００ｇ中に、早強ポルトランドセメントをＣ＝２
０ｇで一定とし、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）量を変数
ｘとした関係である（Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−ｘと記号し
た。泥水１００ｇに対して、セメント２０ｇ、ＳｉＯ２
ｘｇである。）。
生、平均２０℃）、０．５ｈｒ、１ｈｒ、２ｈｒおよび
４ｈｒの場合、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）と一軸圧縮
強度（σ）との関係を示すグラフである。この関係は、
泥水１００ｇ中に、早強ポルトランドセメントをＣ＝２
０ｇで一定とし、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）量を変数
ｘとした関係である（Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−ｘと記号し
た。泥水１００ｇに対して、セメント２０ｇ、ＳｉＯ２
ｘｇである。）。
【００２５】この関係グラフによれば、養生時間０．５
ｈｒ〜２４ｈｒの範囲では、ＳｉＯ２＝４０（Ｃ＝２０
一定）のとき、いずれの場合も最高値が得られた。養生
時間３０分では、早強ポルトランドセメントのみでは全
く強度の発現は見られないが、ＳｉＯ２＝４０の場合、
図１に見られるように一軸圧縮強度は、σ０．５ｈｒ＝
０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２となる。
ｈｒ〜２４ｈｒの範囲では、ＳｉＯ２＝４０（Ｃ＝２０
一定）のとき、いずれの場合も最高値が得られた。養生
時間３０分では、早強ポルトランドセメントのみでは全
く強度の発現は見られないが、ＳｉＯ２＝４０の場合、
図１に見られるように一軸圧縮強度は、σ０．５ｈｒ＝
０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２となる。
【００２６】標準的な人間が静かに歩行できる圧縮強度
は、約σ＝０．２Ｋｇｆ／ｃｍ２といわれているから、
この固化方法で泥水シールド工法の排出泥水を固化すれ
ば、例えば３０分後には人間が静かに歩行できる程度と
なることから、固化土を運搬するための取り扱いも極め
て容易となる。また、内海、湖沼、河川、水路、堀或い
は掘割等の底泥の浚渫ヘドロ等にこの処理法を適用すれ
ば、直ちに（約８０分後位）固化することが考えられ
る。一方、早強ポルトランドセメントのみの場合、強度
を発現するためには４〜６時間を要し、圧縮強度σ＝
０．２Ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。しかしながら、Ｓｉ
Ｏ２＝４０を添加した場合、圧縮強度σ＝３〜３．５Ｋ
ｇｆ／ｃｍ２となり、１５〜１７倍に増加した。
は、約σ＝０．２Ｋｇｆ／ｃｍ２といわれているから、
この固化方法で泥水シールド工法の排出泥水を固化すれ
ば、例えば３０分後には人間が静かに歩行できる程度と
なることから、固化土を運搬するための取り扱いも極め
て容易となる。また、内海、湖沼、河川、水路、堀或い
は掘割等の底泥の浚渫ヘドロ等にこの処理法を適用すれ
ば、直ちに（約８０分後位）固化することが考えられ
る。一方、早強ポルトランドセメントのみの場合、強度
を発現するためには４〜６時間を要し、圧縮強度σ＝
０．２Ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。しかしながら、Ｓｉ
Ｏ２＝４０を添加した場合、圧縮強度σ＝３〜３．５Ｋ
ｇｆ／ｃｍ２となり、１５〜１７倍に増加した。
【００２７】以上要するに、早強ポルトランドセメント
（固化剤）に酸性珪酸ソーダ（固化助剤）を添加する
と、極めて短時間の養生期間、即ち早期において一軸圧
縮強度が顕著に増大することが明らかとなった。
（固化剤）に酸性珪酸ソーダ（固化助剤）を添加する
と、極めて短時間の養生期間、即ち早期において一軸圧
縮強度が顕著に増大することが明らかとなった。
【００２８】また、図２のグラフにおいて、Ｃ−ＳｉＯ
２＝２０−４０の場合における養生時間と圧縮強度との
関係、即ち経時変化を見ると、グラフはわずかに凸湾曲
した放物線になっているが、直接しかも大きく養生時間
が圧縮強度に影響していることが認められた。例えば、
２４時間後の圧縮強度（図２参照）は、Ｃ−ＳｉＯ２＝
２０−４０の場合、σ２４＝９．８Ｋｇｆ／ｃｍ２、早
強ポルトランドセメントのみの場合、σ２４＝４．３Ｋ
ｇｆ／ｃｍ２である。即ち、１／２以下の強度である。
これらの関係から分るように、早強ポルトランドセメン
トのみの場合に比較して、酸性珪酸ソーダを適量添加す
ることは、早期の強度の発現効果のみならず、一軸圧縮
強度が２倍以上増加することが認められた。
２＝２０−４０の場合における養生時間と圧縮強度との
関係、即ち経時変化を見ると、グラフはわずかに凸湾曲
した放物線になっているが、直接しかも大きく養生時間
が圧縮強度に影響していることが認められた。例えば、
２４時間後の圧縮強度（図２参照）は、Ｃ−ＳｉＯ２＝
２０−４０の場合、σ２４＝９．８Ｋｇｆ／ｃｍ２、早
強ポルトランドセメントのみの場合、σ２４＝４．３Ｋ
ｇｆ／ｃｍ２である。即ち、１／２以下の強度である。
これらの関係から分るように、早強ポルトランドセメン
トのみの場合に比較して、酸性珪酸ソーダを適量添加す
ることは、早期の強度の発現効果のみならず、一軸圧縮
強度が２倍以上増加することが認められた。
【００２９】実施例２（含水土壌の固化） １）含水土壌（脱水ケーキ）の組成 ここにいう脱水ケーキは、上記１）の泥水の組成に述べ
たように、廃棄される泥水、すなわち排出泥水から砂を
分離して外部に排出する泥水、性状的にはベントナイト
泥水−掘削土・混合泥水に高分子凝集剤を添加して加圧
脱水によって固液分離を行なった含水土壌である。従っ
て、その組成は、前記泥水の組成と同じである。表３は
この含水土壌（脱水ケーキ）の性質である。なお、底泥
や建設残土等の含水土壌もほぼその組成は同様である。
たように、廃棄される泥水、すなわち排出泥水から砂を
分離して外部に排出する泥水、性状的にはベントナイト
泥水−掘削土・混合泥水に高分子凝集剤を添加して加圧
脱水によって固液分離を行なった含水土壌である。従っ
て、その組成は、前記泥水の組成と同じである。表３は
この含水土壌（脱水ケーキ）の性質である。なお、底泥
や建設残土等の含水土壌もほぼその組成は同様である。
【００３０】
【表３】
【００３１】２）含水土壌（脱水ケーキ）の固化 加圧脱水した脱水ケーキを混合機で充分に攪拌混合（５
〜１０ｍｉｎ）した。脱水ケーキはペースト状となっ
た。この含水土壌３００ｇに対して、早強ポルトランド
セメント６０ｇを少しずつ全体に散布して５ｍｉｎ程度
練り混ぜ、次に硫酸酸性珪酸ソーダを均一に散布し、約
１ｍｉｎ程度攪拌混合を行った。攪拌混合後、直ちにプ
ラモールドに３層、２５回突固めを行ない、供試体を作
った。表４及び図３〜図４は、養生時間０．５ｈｒ、１
ｈｒ、２ｈｒ、４ｈｒ、６ｈｒ、２４ｈｒ（１日）およ
び１６８ｈｒ（７日）の場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧
縮強度との関係を示すものである。
〜１０ｍｉｎ）した。脱水ケーキはペースト状となっ
た。この含水土壌３００ｇに対して、早強ポルトランド
セメント６０ｇを少しずつ全体に散布して５ｍｉｎ程度
練り混ぜ、次に硫酸酸性珪酸ソーダを均一に散布し、約
１ｍｉｎ程度攪拌混合を行った。攪拌混合後、直ちにプ
ラモールドに３層、２５回突固めを行ない、供試体を作
った。表４及び図３〜図４は、養生時間０．５ｈｒ、１
ｈｒ、２ｈｒ、４ｈｒ、６ｈｒ、２４ｈｒ（１日）およ
び１６８ｈｒ（７日）の場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧
縮強度との関係を示すものである。
【００３２】
【表４】
【００３３】この関係は、含水土壌（脱水ケーキ）１０
０ｇに対して、早強ポルトランドセメントＣ＝２０ｇと
一定とし、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）を変数ｘ（Ｃ−
ＳｉＯ２＝２０−ｘ）とした関係である。これらの関係
から、含水土壌の最高一軸圧縮強度は、泥水の場合（図
−１、ＳｉＯ２添加量３０ｇ一定）に比較して、養生時
間が長時間程、酸性珪酸ソーダの添加量（含水土壌１０
０ｇに対して）が減少している。例えば、０．５ｈｒで
はＳｉＯ２：５０ｇ、１ｈｒではＳｉＯ２：４０ｇ、２
ｈｒおよび４ｈｒではＳｉＯ２：３０ｇ、更に２４ｈｒ
（１日）および１６８ｈｒ（７日）ではＳｉＯ２：２０
ｇ、等となった。
０ｇに対して、早強ポルトランドセメントＣ＝２０ｇと
一定とし、酸性珪酸ソーダ（ＳｉＯ２）を変数ｘ（Ｃ−
ＳｉＯ２＝２０−ｘ）とした関係である。これらの関係
から、含水土壌の最高一軸圧縮強度は、泥水の場合（図
−１、ＳｉＯ２添加量３０ｇ一定）に比較して、養生時
間が長時間程、酸性珪酸ソーダの添加量（含水土壌１０
０ｇに対して）が減少している。例えば、０．５ｈｒで
はＳｉＯ２：５０ｇ、１ｈｒではＳｉＯ２：４０ｇ、２
ｈｒおよび４ｈｒではＳｉＯ２：３０ｇ、更に２４ｈｒ
（１日）および１６８ｈｒ（７日）ではＳｉＯ２：２０
ｇ、等となった。
【００３４】図５は、各養生時間において、最高一軸圧
縮強度が得られた酸性珪酸ソーダの添加量を示したもの
である。図３、図４および図５等から、総括的に捉えれ
ば、短期間の養生時間（０．５ｈｒ〜１．０ｈｒ）で酸
性珪酸ソーダ４０〜５０ｇ（含水土壌１００ｇに対し
て）では、０．５〜１．０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の強度が
期待できる。長時間の養生（１日〜７日）で、酸性珪酸
ソーダ２０ｇでは、１０〜２０Ｋｇｆ／ｃｍ２の強度が
期待できるものと考えられた。
縮強度が得られた酸性珪酸ソーダの添加量を示したもの
である。図３、図４および図５等から、総括的に捉えれ
ば、短期間の養生時間（０．５ｈｒ〜１．０ｈｒ）で酸
性珪酸ソーダ４０〜５０ｇ（含水土壌１００ｇに対し
て）では、０．５〜１．０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の強度が
期待できる。長時間の養生（１日〜７日）で、酸性珪酸
ソーダ２０ｇでは、１０〜２０Ｋｇｆ／ｃｍ２の強度が
期待できるものと考えられた。
【００３５】各気間養生時間と酸性珪酸ソーダの添加量
との関係を図４に示した。この関係は、各養生時間にお
いて、最高一軸圧縮強度が得られる酸性珪酸ソーダの添
加量（ｇ）であるから、全体（図３〜５）を総括的に捉
えれば、短期間の養生時間（０．５〜１ｈｒ）で、酸性
珪酸ソーダ４０〜５０ｇ（含水土壌１００ｇに対して）
では、０．５〜１．０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の強度が期待
できる。また、長時間の養生時間（１日〜７日）で、酸
性珪酸ソーダ２０ｇでは、１０〜２０Ｋｇｆ／ｃｍ２の
強度が期待できると考えることができる（図６参照）。
との関係を図４に示した。この関係は、各養生時間にお
いて、最高一軸圧縮強度が得られる酸性珪酸ソーダの添
加量（ｇ）であるから、全体（図３〜５）を総括的に捉
えれば、短期間の養生時間（０．５〜１ｈｒ）で、酸性
珪酸ソーダ４０〜５０ｇ（含水土壌１００ｇに対して）
では、０．５〜１．０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の強度が期待
できる。また、長時間の養生時間（１日〜７日）で、酸
性珪酸ソーダ２０ｇでは、１０〜２０Ｋｇｆ／ｃｍ２の
強度が期待できると考えることができる（図６参照）。
【００３６】実施例３（造粒化法） １）泥水からの場合 図１のグラフから、泥水の固化の配合はＣ−ＳｉＯ２＝
２０−４０、気間養生時間４ｈｒとして、プラモールド
（φ５０ｍｍ、Ｈ１００ｍｍ）から脱型した供試体を適
当な大きさ（５ｍｍ程度）に破砕して、約１０分程度の
振盪により土粒子を転がすと、角ばった粒子が丸みを帯
びて適度の粒度をもった土粒子となる。この方法を造粒
化或は造粒化法とした。
２０−４０、気間養生時間４ｈｒとして、プラモールド
（φ５０ｍｍ、Ｈ１００ｍｍ）から脱型した供試体を適
当な大きさ（５ｍｍ程度）に破砕して、約１０分程度の
振盪により土粒子を転がすと、角ばった粒子が丸みを帯
びて適度の粒度をもった土粒子となる。この方法を造粒
化或は造粒化法とした。
【００３７】また、破砕して、振盪により土粒子を転が
す際に、適当量の生石灰（Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０
−３０−２０）散布すると、更に造粒化がしやすくなる
ことが分った。この際の気間養生時間は、２ｈｒ程度で
も充分造粒化が可能であった。 ２）含水土壌（脱水ケーキ）からの場合
す際に、適当量の生石灰（Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０
−３０−２０）散布すると、更に造粒化がしやすくなる
ことが分った。この際の気間養生時間は、２ｈｒ程度で
も充分造粒化が可能であった。 ２）含水土壌（脱水ケーキ）からの場合
【００３８】図３のグラフによれば、一軸圧縮強度が最
大となる配合は、気間養生時間１ｈｒではＣ−ＳｉＯ２
＝２０−４０、２ｈｒ〜６ｈｒでは２０−３０、６ｈｒ
以上では２０−２０であった。脱水ケーキの造粒化実験
の配合は、Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−３０、気間養生時間４
ｈｒとして行なった。この場合の造粒化では、極めて良
好な土粒子を造ることができた。また、同様の配合（２
０−３０）で、供試体を破砕して、振盪により土粒子を
転がす際に、適当量の生石灰を散布すると、気間養生時
間は２ｈｒで良好な造粒子を造ることができた。この際
の配合は、Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−２０で
あった。
大となる配合は、気間養生時間１ｈｒではＣ−ＳｉＯ２
＝２０−４０、２ｈｒ〜６ｈｒでは２０−３０、６ｈｒ
以上では２０−２０であった。脱水ケーキの造粒化実験
の配合は、Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−３０、気間養生時間４
ｈｒとして行なった。この場合の造粒化では、極めて良
好な土粒子を造ることができた。また、同様の配合（２
０−３０）で、供試体を破砕して、振盪により土粒子を
転がす際に、適当量の生石灰を散布すると、気間養生時
間は２ｈｒで良好な造粒子を造ることができた。この際
の配合は、Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−２０で
あった。
【００３９】実施例４（人工砂法） １）泥水の場合 泥水の造粒子化法の適用配合は、例えば前記実施例３で
既述したように、Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−４０、気間養生
時間４ｈｒ、或はＣ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−
２０、気間養生時間２ｈｒ程度で、それぞれ造粒化粒子
ができることを示した。そこで、これらの土粒子の粒度
を適当に調節することにより、人工砂を造ることができ
た。
既述したように、Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−４０、気間養生
時間４ｈｒ、或はＣ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−
２０、気間養生時間２ｈｒ程度で、それぞれ造粒化粒子
ができることを示した。そこで、これらの土粒子の粒度
を適当に調節することにより、人工砂を造ることができ
た。
【００４０】２）含水土壌（脱水ケーキ）の場合 含水土壌の造粒化法の適用配合は、例えば実施例３でＣ
−ＳｉＯ２＝２０−３０、気間養生時間４ｈｒ、或いは
Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−２０、気間養生時
間２ｈｒで、それぞれ極めて良好な土粒子ができること
を示している。そして、これらの土粒子から直ちに人工
砂を造ることができた。
−ＳｉＯ２＝２０−３０、気間養生時間４ｈｒ、或いは
Ｃ−ＳｉＯ２−ＣａＯ＝２０−３０−２０、気間養生時
間２ｈｒで、それぞれ極めて良好な土粒子ができること
を示している。そして、これらの土粒子から直ちに人工
砂を造ることができた。
【００４１】実施例５（軟岩化法について） 軟岩化とは、本発明の固化処理法を使用して、型に充填
して固化させる方法、あるいは型に充填後、直ちに載荷
して圧力を加えるいわゆる加圧固化法である。
して固化させる方法、あるいは型に充填後、直ちに載荷
して圧力を加えるいわゆる加圧固化法である。
【００４２】これにより、例えば固化直前に載荷荷重を
５０、１００、２００および５００Ｋｇｆで、供試体の
加圧圧力は１０．２、２０．４、４０．７および１０
１．８Ｋｇｆ／ｃｍ２となる（断面積Ａ＝４．９１ｃｍ
２）。載荷時間は１分とした。
５０、１００、２００および５００Ｋｇｆで、供試体の
加圧圧力は１０．２、２０．４、４０．７および１０
１．８Ｋｇｆ／ｃｍ２となる（断面積Ａ＝４．９１ｃｍ
２）。載荷時間は１分とした。
【００４３】陶土に水を加え、人工泥水を作成した。こ
の泥水をＭ泥水とした。陶土の組成を表５に示した。含
水比は７１．２％とした。
の泥水をＭ泥水とした。陶土の組成を表５に示した。含
水比は７１．２％とした。
【００４４】
【表５】
【００４５】このＭ泥水について、前記実施例１の泥水
の固化と同様の方法で固化実験を行った。図１１と１２
は、気間養生時間と一軸圧縮強度との関係を示すグラフ
である。また、図１３はＣ−ＳｉＯ２＝２０−２０（ｇ
／Ｍ泥水・１００ｇ）とした場合の経時変化と一軸圧縮
強度との関係を示すグラフである。
の固化と同様の方法で固化実験を行った。図１１と１２
は、気間養生時間と一軸圧縮強度との関係を示すグラフ
である。また、図１３はＣ−ＳｉＯ２＝２０−２０（ｇ
／Ｍ泥水・１００ｇ）とした場合の経時変化と一軸圧縮
強度との関係を示すグラフである。
【００４６】図１１，１２及び１３等を考慮して、Ｃ−
ＳｉＯ２＝２０−２０（ｇ／Ｍ泥水・１００ｇ）とし
て、軟岩化方法による載荷荷重試験を行った。図１４は
気間養生０．５時間後に載荷荷重を１分間加えた場合の
載荷荷重と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
載荷荷重０〜２００Ｋｇｆ（０〜４０．７Ｋｇｆ／ｃｍ
２）の範囲では一軸圧縮強度は１５Ｋｇｆ／ｃｍ２から
５７Ｋｇｆ／ｃｍ２まで、ほぼ直線的に増加し、無載荷
の３．８倍に達していることが認められた。また、載荷
荷重５００Ｋｇｆ（１０１．８Ｋｇｆ／ｃｍ２）では６
６Ｋｇｆ／ｃｍ２に達し、４．４倍となっている。
ＳｉＯ２＝２０−２０（ｇ／Ｍ泥水・１００ｇ）とし
て、軟岩化方法による載荷荷重試験を行った。図１４は
気間養生０．５時間後に載荷荷重を１分間加えた場合の
載荷荷重と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
載荷荷重０〜２００Ｋｇｆ（０〜４０．７Ｋｇｆ／ｃｍ
２）の範囲では一軸圧縮強度は１５Ｋｇｆ／ｃｍ２から
５７Ｋｇｆ／ｃｍ２まで、ほぼ直線的に増加し、無載荷
の３．８倍に達していることが認められた。また、載荷
荷重５００Ｋｇｆ（１０１．８Ｋｇｆ／ｃｍ２）では６
６Ｋｇｆ／ｃｍ２に達し、４．４倍となっている。
【００４７】以上総括すると、Ｍ泥水に対する軟岩化方
法は、気間養生２４時間のみではあるが、かなりの効果
が認められ、このことから泥水を含めた含水土壌にこの
軟岩化方法を適用することにより、軽量骨材の製造に利
用できることを示唆しているものと考えられた。
法は、気間養生２４時間のみではあるが、かなりの効果
が認められ、このことから泥水を含めた含水土壌にこの
軟岩化方法を適用することにより、軽量骨材の製造に利
用できることを示唆しているものと考えられた。
【００４８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され、泥水や
含水土壌を極めて短時間に所定の強度に容易に固化させ
ることができ、必要に応じて地盤化あるいは軟岩化させ
ることができる。
含水土壌を極めて短時間に所定の強度に容易に固化させ
ることができ、必要に応じて地盤化あるいは軟岩化させ
ることができる。
【００４９】また、所定の粒径，強度をもった粒子状に
細粒化することができ、更に泥水シールド工法における
一次覆工に際して裏込材料など、広範囲に資源として再
利用でき、本発明は未利用資源の活用として、画期的な
効果がある。
細粒化することができ、更に泥水シールド工法における
一次覆工に際して裏込材料など、広範囲に資源として再
利用でき、本発明は未利用資源の活用として、画期的な
効果がある。
【００５０】なお、前記実施例では泥水としてベントナ
イト泥水−掘削土・混合泥水の固化処理を、また含水土
壌としてこの泥水を加圧脱水した脱水ケーキの固化処理
について記述したが、その他の泥水や浚渫ヘドロなどの
底泥あるいは建設残土等の含水土壌についても同様な方
法で固化処理することができる。
イト泥水−掘削土・混合泥水の固化処理を、また含水土
壌としてこの泥水を加圧脱水した脱水ケーキの固化処理
について記述したが、その他の泥水や浚渫ヘドロなどの
底泥あるいは建設残土等の含水土壌についても同様な方
法で固化処理することができる。
【図１】泥水１００ｇに対してＣ−ＳｉＯ２＝２０−ｘ
とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関係を
示すグラフである。
とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関係を
示すグラフである。
【図２】泥水１００ｇに対してＣ−ＳｉＯ２＝２０−４
０で一定とした場合の養生期間と一軸圧縮強度との関係
を示すグラフである。
０で一定とした場合の養生期間と一軸圧縮強度との関係
を示すグラフである。
【図３】含水土壌１００ｇに対してＣ−ＳｉＯ２＝２０
−ｘとした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関
係を示すグラフである。
−ｘとした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関
係を示すグラフである。
【図４】含水土壌１００ｇに対してＣ−ＳｉＯ２＝２０
−ｘとした場合の気間養生期間（２０℃）１日および７
日における酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関係を示
すグラフである。
−ｘとした場合の気間養生期間（２０℃）１日および７
日における酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との関係を示
すグラフである。
【図５】気間養生時間（Ｈｒ）と含水土壌１００ｇに対
する酸性珪酸ソーダ添加量（ｇ）との関係を示すグラフ
である。
する酸性珪酸ソーダ添加量（ｇ）との関係を示すグラフ
である。
【図６】Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−３０で一定とした場合の
養生期間と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
養生期間と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図７】泥水の粒度試験における粒径加積曲線を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】泥水の「土の工学的分類」における塑性図であ
る。
る。
【図９】泥水の「土の工学的分類」における三角座標を
示す図である。
示す図である。
【図１０】泥水の「土の工学的分類」における三角座標
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−ｘ（ｇ／Ｍ泥水・１０
０ｇ）とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との
関係を示すグラフである。
０ｇ）とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との
関係を示すグラフである。
【図１２】Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−ｘ（ｇ／Ｍ泥水・１０
０ｇ）とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との
関係を示すグラフである。
０ｇ）とした場合の酸性珪酸ソーダと一軸圧縮強度との
関係を示すグラフである。
【図１３】Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−４０（ｇ／Ｍ泥水・１
００ｇ）で一定とした場合の気間養生時間と一軸圧縮強
度との関係を示すグラフである。
００ｇ）で一定とした場合の気間養生時間と一軸圧縮強
度との関係を示すグラフである。
【図１４】Ｃ−ＳｉＯ２＝２０−２０（ｇ／Ｍ泥水・１
００ｇ）とした場合の載荷荷重と一軸圧縮強度との関係
を示すグラフである。
００ｇ）とした場合の載荷荷重と一軸圧縮強度との関係
を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項１】 泥水，底泥，建設残土等の含水土壌にセ
メント，生石灰，消石灰，石膏等の水硬性物質を添加混
合した後、酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理する
ことを特徴とする泥水及び含水土壌の処理方法。 - 【請求項２】 泥水，底泥，建設残土等の含水土壌にセ
メント，生石灰，消石灰、石膏等の水硬性物質を添加混
合した後、酸性珪酸ソーダを添加混合して固化処理した
後、該固化処理された泥水又は含水土壌を造粒化処理す
ることを特徴とする泥水及び含水土壌の処理方法。 - 【請求項３】 前記酸性珪酸ソーダは、珪酸ソーダに硫
酸等の無機酸又は有機酸を添加混合して酸性に調整して
なる請求項１又は２記載の泥水及び含水土壌の処理方
法。 - 【請求項４】 前記造粒化された粒子を粒度調整し細粒
化して人工砂として回収する請求項２又は３記載の泥水
及び含水土壌の処理方法。 - 【請求項５】 前記固化処理される含水土壌をその固化
直前に型に装填し、そのまま又は必要により加圧して固
化させることにより軟岩化させる請求項１，２又は３記
載の泥水及び含水土壌の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115847A JPH11267696A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 泥水及び含水土壌の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115847A JPH11267696A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 泥水及び含水土壌の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11267696A true JPH11267696A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14672616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10115847A Pending JPH11267696A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 泥水及び含水土壌の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11267696A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6605335B2 (en) | 2000-05-22 | 2003-08-12 | Hitachi, Ltd. | Magnetic recording medium |
| CN100435908C (zh) * | 2007-03-15 | 2008-11-26 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 一种膨润土矿浆脱水方法 |
| CN109384360A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-02-26 | 北京市政建设集团有限责任公司 | 一种膨润土-水玻璃材料及其在淤泥固化中的使用方法 |
| JP2019126761A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | Ａｃ‐Ｌａｂｏ株式会社 | ベントナイト汚泥もしくはシールド工法汚泥の処理剤とその製造方法並びにこれを用いたベントナイト汚泥もしくはシールド工法汚泥の処理方法 |
| CN110526647A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-03 | 上海海顾新材料科技有限公司 | 一种底泥干化固结剂及其制备方法 |
| CN113735412A (zh) * | 2021-11-05 | 2021-12-03 | 中南大学 | 一种基础工程废弃泥浆高效脱水固化处理剂及其使用方法 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP10115847A patent/JPH11267696A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6605335B2 (en) | 2000-05-22 | 2003-08-12 | Hitachi, Ltd. | Magnetic recording medium |
| CN100435908C (zh) * | 2007-03-15 | 2008-11-26 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 一种膨润土矿浆脱水方法 |
| JP2019126761A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | Ａｃ‐Ｌａｂｏ株式会社 | ベントナイト汚泥もしくはシールド工法汚泥の処理剤とその製造方法並びにこれを用いたベントナイト汚泥もしくはシールド工法汚泥の処理方法 |
| CN109384360A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-02-26 | 北京市政建设集团有限责任公司 | 一种膨润土-水玻璃材料及其在淤泥固化中的使用方法 |
| CN110526647A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-03 | 上海海顾新材料科技有限公司 | 一种底泥干化固结剂及其制备方法 |
| CN113735412A (zh) * | 2021-11-05 | 2021-12-03 | 中南大学 | 一种基础工程废弃泥浆高效脱水固化处理剂及其使用方法 |
| CN113735412B (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 中南大学 | 一种基础工程废弃泥浆高效脱水固化处理剂及其使用方法 |
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