JPH11323332A

JPH11323332A - 含水土壌の改良剤および改良方法

Info

Publication number: JPH11323332A
Application number: JP10129083A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamada; 郷司山田; Hideyuki Nishibayashi; 秀幸西林
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP4070873B2

Abstract

(57)【要約】【課題】含水土壌を改良し、再利用を図る際に好適な
改良剤、および、改良方法を提供する。【解決手段】含水土壌の改良剤は、一般式（１）【化７】（式中、Ｒ₁はＨまたはメチル基を示し、Ｒ₂はＨ、メ
チル基またはエチル基を示す）で表される単量体および
一般式（２）【化８】（式中、Ｒ₃はＨまたはメチル基を示し、Ｘは−ＣＯＯ
−基または−ＣＨ₂Ｏ−基を示し、ｋは２または３であ
り、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ₄はＨ、炭素数１〜
12のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜12のアルキル
基を有するフェニル基、またはベンジル基を示す）で表
される単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種の
単量体を含む単量体成分を重合してなる水溶性重合体か
らなっている。含水土壌の改良方法は、含水土壌と、水
溶性重合体からなる改良剤とを混合することで、含水土
壌を、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒子状に
細粒化された固化物に改良する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含水土壌を改良す
る含水土壌の改良剤および改良方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、例えば、砂の代替品としての再利
用を図る際に好適な、含水土壌を粒状に改良する改良剤
および改良方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、場所打杭工法や泥水シ
ールド工法等を採用した掘削工事等に伴う建設廃材の処
理においては、掘削孔に掘削泥水を供給することによ
り、掘削時に発生する発生土を該掘削泥水と共に外部に
排出している。

【０００３】上記の発生土は、土砂が分離され、工事現
場の切り盛り等に再利用されるため、廃棄物処理法に定
める産業廃棄物には該当しない。しかしながら、泥状の
状態、より詳しくは、粘土と共に水を多量に含んだスラ
リー状を有し、流動性を呈する掘削泥水は、標準仕様ダ
ンプトラックに山積みができず、例えばその上を人が歩
けない状態を呈している。従って、上記の掘削泥水は、
そのままでは埋戻材料等に使用することができず、廃棄
物処理法に則った産業廃棄物として処理しなければなら
ない。このため、上記の掘削泥水は、運搬等が行えるよ
うに脱水プレスする等して固液分離を行った後、必要に
応じて、脱水ケーキ等として得られる汚泥、即ち含水土
壌に、セメントや重合体等が混合されて固化（改良）さ
れる。そして、これらの改良方法により改良された含水
土壌は、例えば埋め立て処分場等の所定の廃棄場所に廃
棄されるか、或いは、掘削孔の埋め戻しが必要な土木工
事においては、改良された含水土壌を掘削孔に注入する
ことが行われている。

【０００４】このような改良方法として、例えば、特開
平1-176499号公報には、含水土壌に、水溶性の合成高分
子物質等を混合する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、含水土
壌は産業廃棄物として処理しなければならないので、多
大な処分費用がかかる。また、建設廃材としての含水土
壌の最終処分量は膨大な量に上ると共に、含水土壌を廃
棄するための最終処分場用地の取得難や住民の反対等に
より、含水土壌の埋立処分は日々困難となっている。従
って、上記従来の改良方法で含水土壌を処理すると、廃
棄場所等、最終処分場用地の確保が困難となるという問
題点も有している。このため、含水土壌の再利用を図る
ことができる改良方法が切望されている。

【０００６】ところで、例えば、特開平4-345685号公報
には、カルボキシル基を有する水溶性重合体と石灰とか
らなる含水土壌の改良剤が開示されている。しかしなが
ら、該改良剤は、水溶性重合体がカルボキシル基を有し
ているので、その性能が含水土壌に含まれているイオン
に影響され易い。従って、脱水プレスして脱水ケーキを
得る際に例えば凝集剤等を用いた場合には、該凝集剤に
よって改良剤の性能が左右されてしまうので、充分な性
能を発揮することができない場合や、脱水ケーキに対し
て改良剤を大量に用いなければならない場合がある。そ
れゆえ、その性能が含水土壌に含まれているイオンに影
響され難い改良剤が求められている。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、含水土壌を改良し、再利用
を図る際に好適な改良剤、および、改良方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記の
目的を達成すべく、含水土壌の改良剤および改良方法に
ついて鋭意検討した。その結果、或る特定の分子構造を
有する単量体を含む単量体成分を重合してなる水溶性重
合体を含む改良剤を含水土壌に混合することで、含水土
壌を固化させ、産業廃棄物として廃棄することなく、再
利用することができることを見い出して、本発明を完成
させるに至った。

【０００９】即ち、請求項１記載の発明の含水土壌の改
良剤は、上記の課題を解決するために、一般式（１）

【００１０】

【化３】

【００１１】（式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₂は水素原子、メチル基またはエチル基を示
す）で表される単量体および一般式（２）

【００１２】

【化４】

【００１３】（式中、Ｒ₃は水素原子またはメチル基を
示し、Ｘは−ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂Ｏ−基を示し、
ｋは２または３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ
₄は水素原子、炭素数１〜12のアルキル基、フェニル
基、炭素数１〜12のアルキル基を有するフェニル基、ま
たはベンジル基を示す）で表される単量体からなる群よ
り選ばれる少なくとも一種の単量体を含む単量体成分を
重合してなる水溶性重合体を含むことを特徴としてい
る。

【００１４】請求項２記載の発明の含水土壌の改良剤
は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の含水
土壌の改良剤において、上記単量体成分が、N-ビニルア
セトアミドおよび／またはメトキシポリエチレングリコ
ール（メタ）アクリレートを含むことを特徴としてい
る。

【００１５】請求項３記載の発明の含水土壌の改良方法
は、上記の課題を解決するために、請求項１〜２の何れ
か１項に記載の含水土壌の改良剤を含水土壌に混合する
ことを特徴としている。

【００１６】請求項４記載の発明の含水土壌の改良方法
は、上記の課題を解決するために、請求項３記載の含水
土壌の改良方法において、上記含水土壌を粒状に改良す
ることを特徴としている。

【００１７】上記の各構成によれば、通常、汚泥として
廃棄される含水土壌を、トラックで運搬することが可能
であり、例えばその上を人が歩ける状態に改良された固
化物、より好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径
を有する粒子状に細粒化された固化物に改良することが
できる。これにより、改良後の含水土壌を、例えば砂の
代替品として埋め戻しや農園芸用等に有効に活用するこ
とができ、資源として再利用することができる。また、
改良後の含水土壌を粒状固化物にすれば、地面に埋め戻
した際の通水性を向上させることができ、より広い範囲
での含水土壌の再利用が可能となる。これにより、環境
保全、省資源、および廃棄場所の延命を図ることができ
ると共に、含水土壌の処分費用を低減することができ
る。

【００１８】また、上記請求項１ないし２の構成によれ
ば、改良剤は、或る特定の分子構造を有する単量体を含
む単量体成分を重合してなる水溶性重合体を含んでい
る。上記の水溶性重合体は、該重合体を構成する上記特
定の分子構造を有する単量体単位に、含水土壌に含まれ
ているイオンによって影響を受ける官能基を有していな
い。それゆえ、その性能や使用量が含水土壌に含まれて
いるイオンに影響され難い改良剤を提供することができ
る。

【００１９】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
かかる改良剤および改良方法によって固化（改良）され
る含水土壌は、どの様なものでもよく、また、従来は再
利用が困難であった粘土やシルトでも、改良土として、
例えば「建設発生土利用技術マニュアル」（１９９４
年、（財）土木研究センター発行）に定められた建設汚
泥に該当しない固化物、即ち、トラックで運搬すること
が可能であり、例えばその上を人が歩ける状態の固化
物、より好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径を
有する粒子状に細粒化された固化物とすることが可能で
ある。

【００２０】上記含水土壌としては、具体的には、例え
ば、地中連続壁工法、泥水シールド工法等を採用した掘
削工事での掘削時に発生する発生土を土砂と泥水とに分
離し、該泥水を脱水プレスする等して固液分離を行った
後、脱水ケーキ等として得られる汚泥；建設作業に伴っ
て発生する泥水を沈殿槽に静置し、沈殿として得られる
汚泥；掘削残土、軟弱残土；採石場並びに砕石場にて発
生する含水石粉等の汚泥；等が挙げられる。

【００２１】上記含水土壌は、ＪＩＳＡ１２０３
（含水比試験方法）に基づいて測定され、「（水（ｇ）
／固形分（ｇ））×100 」で表される含水比が20％〜 2
00％の範囲内のものが好ましく、50％〜 150％の範囲内
のものがより好ましい。含水比が 200％を超える含水土
壌は、水の含有量（以下、水分量と称する）が多いの
で、改良剤を多量に用いなければならず、改良剤のコス
トが高くなり、好ましくない。

【００２２】上記含水土壌の出所は、特に限定されるも
のではなく、また、上記含水土壌としては、粘土やシル
トの他に、ベントナイト等を含有するものであっても構
わない。

【００２３】本発明にかかる改良剤および改良方法は、
上述したように、含水土壌の出所に拘らず適用すること
ができるが、そのなかでも、関東地方で発生した含水土
壌に特に適している。建設副産物実態調査によれば、全
国でも、関東地方建設局管内における建設発生土の発生
量が最も多い。しかしながら、関東地方で発生した建設
発生土は、一般に、関東ローム（火山灰質粘性土）、シ
ルト、粘土等を多く含み、粒状に固化させることが困難
である。そこで、関東地方で発生した発生土を含む含水
土壌の再利用が絶望視されるなか、本発明によれば、従
来、粒状に固化させることが困難な、関東地方で発生し
た含水土壌を、充分な強度並びに所定の粒子径を有する
粒子状に細粒化された固化物とすることができる。

【００２４】本発明の含水土壌の改良剤として用いられ
る水溶性重合体（以下、単に重合体と記す）は、前記一
般式（１）で表される単量体、および、前記一般式
（２）で表される単量体からなる群より選ばれる少なく
とも一種の単量体を含む単量体成分を重合してなる重合
体であり、水溶性を備えている。

【００２５】上記の重合体は、前記一般式（１）で表さ
れる単量体、および、前記一般式（２）で表される単量
体からなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体を
（共）重合させることにより、或いは、該単量体と共重
合可能なその他の単量体（以下、単に、その他の単量体
と記す）と共重合させることにより、容易に得ることが
できる。つまり、上記単量体成分は、前記一般式（１）
で表される単量体、および、前記一般式（２）で表され
る単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種の単量
体だけを含んでいるか、或いは、該単量体とその他の単
量体とを含んでいる。

【００２６】前記一般式（１）で表される単量体として
は、具体的には、例えば、N-ビニルホルムアミド、N-ビ
ニルアセトアミド等のノニオン性単量体が挙げられる。
上記例示の単量体のうち、N-ビニルアセトアミドがより
好ましい。

【００２７】前記一般式（２）で表される単量体は、分
子内に、０〜１００個のエチレンオキシドおよび／また
はプロピレンオキシドが重合してなる二価基（エチレン
オキシドの場合は式中のｋが２、つまり、−Ｃ₂Ｈ₄Ｏ
−であり、プロピレンオキシドの場合は式中のｋが３、
つまり、−Ｃ₃Ｈ₆Ｏ−である）を有している。また、
前記一般式（２）中のＲ₄で示される置換基が炭素数１
〜12のアルキル基、または、炭素数１〜12のアルキル基
を有するフェニル基である場合において、該アルキル基
は、直鎖状であってもよく、分枝鎖状であってもよく、
環状であってもよい。

【００２８】前記一般式（２）で表される単量体として
は、具体的には、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メ
トキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、
フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アリルアルコール、（メタ）アリルアルコ
ールのエチレンオキシド付加物、（メタ）アリルアルコ
ールのプロピレンオキシド付加物、メチル（メタ）アク
リレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メ
タ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、
等のノニオン性単量体が挙げられる。上記例示の単量体
のうち、分子内に、エチレンオキシドが重合してなる二
価基を有している単量体がより好ましく、ヒドロキシエ
チル（メタ）アクリレート、および、メトキシポリエチ
レングリコール（メタ）アクリレートがさらに好まし
い。

【００２９】前記一般式（１）または一般式（２）で表
される単量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二
種類以上を併用してもよい。そして、上記例示の単量体
のうち、N-ビニルアセトアミド、および、メトキシポリ
エチレングリコール（メタ）アクリレートが特に好まし
い。つまり、単量体成分が、N-ビニルアセトアミドおよ
び／またはメトキシポリエチレングリコール（メタ）ア
クリレートを含んでいることが特に好ましい。

【００３０】また、上記その他の単量体は、前記一般式
（１）または一般式（２）で表される単量体と共重合可
能な単量体であればよく、特に限定されるものではな
い。つまり、本発明にかかる重合体を構成する、前記一
般式（１）または一般式（２）で表される単量体単位以
外の構造単位は、特に限定されるものではない。その他
の単量体としては、具体的には、例えば、2-アクリルア
ミド-2- メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アリルス
ルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、2-ヒト゛ロキシ-
3-(2-プロペニルオキシ) プロパンスルホン酸、イソプ
ロペニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスル
ホン酸、アリルホスホン酸、イソプロペニルホスホン
酸、ビニルホスホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレ
ート、イソプレンのスルホン化物、ホスホエチルメタク
リレート、および、これら単量体のアルカリ金属塩やア
ンモニウム塩等の、モノエチレン性不飽和酸；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸
ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル；メチルビニ
ルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニル
エーテル；3-メチル-3- ブテン-1- オール、3-メチル-2
- ブテン-1- オール、2-メチル-3-ブテン-2- オール等
の不飽和アルコール；アクロレイン等のアルデヒド基含
有ビニル単量体；（メタ）アクリロニトリル等のニトリ
ル基含有ビニル単量体；（メタ）アクリルアミド、N-t-
ブチルアクリルアミド、スチレン、N-ビニル-2-ピロリ
ドン等の、上記以外の官能基を含有する単量体；等が挙
げられる。これらその他の単量体は、一種類のみを用い
てもよく、また、二種類以上を併用してもよい。上記例
示のその他の単量体のうち、2-アクリルアミド-2- メチ
ルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレ
ート、および、N-ビニル-2- ピロリドンが特に好まし
い。

【００３１】本発明において、上記単量体成分中におけ
る前記一般式（１）または一般式（２）で表される単量
体の割合、即ち、上記の重合体を構成する全単量体単位
に占める該単量体単位の割合は、85モル％以上であるこ
とが好ましく、90モル％以上であることがさらに好まし
く、100 モル％であることが最も好ましい。上記単量体
の割合が85モル％未満であれば、得られる改良剤の性能
が含水土壌に含まれているイオンの影響を受け易くな
り、場合によっては含水土壌を粒状化することができな
くなるので好ましくない。

【００３２】上記重合体の製造方法、即ち、上記単量体
成分の重合方法は、特に限定されるものではなく、例え
ば、ラジカル重合開始剤等の重合開始剤を用いる重合方
法；イオン化放射線、電子線等の放射線や、紫外線を照
射する重合方法；加熱による重合方法；等の従来公知の
種々の方法を採用することができる。

【００３３】上記ラジカル重合開始剤としては、過酸化
物系やレドックス系、アゾ系の開始剤を用いることがで
き、具体的には、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパ
ーオキサイド等の、過酸化物系やレドックス系で好適に
用いられる過酸化物；亜硫酸水素ナトリウム、メタ重硫
酸ナトリウム、硫酸第一鉄アンモニウム、L-アスコルビ
ン酸、トリエタノールアミン等の、レドックス系で好適
に用いられる還元剤；2,2'-アゾビス (2,4-ジメチルバ
レロニトリル) 、 2,2'-アゾビス (2-アミノプロパン)
二塩酸塩、 2,2'-アゾビスイソブチルアミド二水和物、
2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2- イル) プロパ
ン] 二塩酸塩等のアゾ系開始剤；等が挙げられるが、特
に限定されるものではない。尚、重合開始剤の使用量
や、重合反応の反応条件等は、特に限定されるものでは
ない。

【００３４】本発明において、得られる重合体の重量平
均分子量は、特に限定されるものではないが、100,000
よりも大きいことがより好ましく、1,000,000 よりも大
きいことがさらに好ましい。

【００３５】上記重合体の重量平均分子量が 100,000未
満である場合には、改良後の含水土壌を粒状化すること
ができなくなるおそれがある。本願発明者等が検討した
結果、関東地方で発生した含水土壌は、上記重合体の重
量平均分子量が小さい場合、具体的には、100,000 未満
の場合には、粒状化しない場合があり、一方、重量平均
分子量が大きい程、粒状化させるために必要とする重合
体の使用量が少なくて済むことが判った。また、本願発
明者等がさらに検討した結果、上記重合体の使用量が等
しければ、上記重合体の重量平均分子量が大きい程、改
良後の含水土壌、即ち、含水土壌の固化物を、産業廃棄
物の規定にあてはまらない範囲内で、細粒化させる（粒
径を小さくする）ことができることが判った。

【００３６】本発明において、上記重合体の重量平均分
子量は、100,000 よりも大きければ特に限定されるもの
ではないが、20,000,000を超える場合には、上記の重合
体を含水土壌に混合したときに増粘効果が生じて両者を
均一に混合することができなくなるおそれがあると共
に、該重合体の製造が困難である。このため、上記重合
体の重量平均分子量の上限は、特に限定されるものでは
ないが、実質的に、20,000,000以下とすることが好まし
い。

【００３７】上記重合体は、水溶液またはエマルション
として用いてもよいが、取り扱い性並びに混合性の観点
から、上記重合体は、必要に応じて、乾燥、粉砕するこ
とにより、粉体として用いる方がより好ましい。尚、上
記重合体の乾燥方法並びに粉砕方法は、特に限定される
ものではない。

【００３８】上記の重合体を粉体（粒子）として用いる
場合における該重合体の粒子径は、0.01mm〜２mmの範囲
内が好ましく、0.02mm〜１mmの範囲内がより好ましい。
上記重合体の粒子径が２mmを超える場合には、上記の固
化物を細粒化するために必要とする上記重合体の使用量
を多くしなければならないのでコストが高くなり、好ま
しくない。一方、上記重合体の粒子径が0.01mm未満であ
る場合には、上記重合体を取り扱う際に粉塵が発生し易
くなると共に、重合体が吸湿し易くなる。従って、作業
性が低下すると共に、含水土壌に添加した際に継粉を生
じることになる。このため、含水土壌を改良してなる固
化物を細粒化するためには使用量を多くしなければなら
ないのでコストが高くなり、好ましくない。

【００３９】含水土壌 100重量部に対する上記重合体の
使用量は、0.01重量部〜５重量部の範囲内が好ましく、
0.02重量部〜１重量部の範囲内がより好ましい。上記重
合体の使用量が0.01重量部未満である場合には、上記含
水土壌の固化物を細粒化することができなくなるので好
ましくない。また、重合体の使用量を５重量部より多く
しても、上記の範囲内で使用した場合と殆ど効果が変わ
らない。従って、過剰に使用した重合体が無駄となるの
で好ましくない。尚、重合体を水溶液の状態で用いる場
合には、上記重合体の使用量は、水溶液中の該重合体の
量（純分）を示すものとする。

【００４０】以上のように、本発明にかかる含水土壌の
改良剤は、所定の性状等を備えた重合体、即ち、前記一
般式（１）で表される単量体、および、前記一般式
（２）で表される単量体からなる群より選ばれる少なく
とも一種の単量体を含む単量体成分を重合してなる重合
体からなっている。次に、上記構成の改良剤を用いて含
水土壌を改良する改良方法について、以下に説明する。

【００４１】本発明にかかる改良方法では、含水土壌に
対し、上記の改良剤（即ち、上述の重合体）を混合する
ことで、改良土として、トラックで運搬することが可能
であり、例えばその上を人が歩ける状態の固化物、より
好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒
子状に細粒化された固化物を得ることができる。含水土
壌と上記の改良剤とを混合する際に用いられる混合機と
しては、両者の混合物を混練することなく撹拌・混合す
ることができる装置が好ましく、両者の混合物に対して
剪断力を付与しながら撹拌することができるように、撹
拌翼の形状が棒状や釣針状等に形成されている装置が好
適である。つまり、撹拌翼は、撹拌・混合によって移動
する混合物の移動方向に対して、できるだけ直角方向に
拡がった形状が、混練による粒子径の粗大化を抑制する
ことができると共に、撹拌翼や装置内壁への混合物の付
着を防止することができるので、望ましい。

【００４２】このような装置としては、例えば、水平軸
型混合機や垂直軸型混合機が挙げられる。そして、水平
軸型混合機としては、例えば、一軸および複数軸パドル
型混合機が好ましい。垂直軸型混合機としては、例え
ば、パンミキサ型混合機が好ましく、遊星型混合機がよ
り好ましく、さらに、該遊星型混合機のうち、ソイルミ
キサ、モルタルミキサ、およびアイリッヒ混合機がさら
に好ましい。上記の混合機を用いて含水土壌と改良剤と
を混合すると共に、撹拌翼によって生じる剪断力を用い
ることにより、混合物を粒子径が 0.1mm〜50mmの範囲
内、好ましくは 0.3mm〜10mmの範囲内である粒子状に細
粒化（粒状固化）することができる。尚、含水土壌と改
良剤との混合方法は、特に限定されるものではない。

【００４３】次に、必要に応じて、得られた改良土（粒
状固化物）に水硬性物質を添加して混合する。尚、含水
土壌に改良剤を混合する前に水硬性物質を混合すると、
含水土壌を粒状固化させることができない。

【００４４】上記水硬性物質としては、水中で硬化が進
行する物質であればよく、特に限定されるものではない
が、具体的には、例えば、セメント、生石灰、消石灰、
石膏、およびこれらの混合物等が挙げられる。上記例示
の水硬性物質のうち、セメントおよび生石灰がより好ま
しい。

【００４５】上記のセメントとしては、公知の各種セメ
ントを採用することができる。該セメントとしては、具
体的には、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポ
ルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等の
ポルトランドセメント；高炉セメント；アルミナセメン
ト；カルシウムセメント；フライアッシュセメント；等
が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【００４６】含水土壌 100重量部に対する上記水硬性物
質の使用量は、１重量部〜20重量部の範囲内が好まし
く、１重量部〜10重量部の範囲内がより好ましい。水硬
性物質の使用量が１重量部未満である場合には、改良土
（粒状固化物）の強度（後述する）が不充分となる場合
がある。また、水硬性物質の使用量を20重量部より多く
しても、上記の範囲内で使用した場合と殆ど効果が変わ
らない。従って、過剰に使用した水硬性物質が無駄とな
るので好ましくない。

【００４７】改良土（粒状固化物）に水硬性物質を混合
する際に用いられる混合機は、特に限定されるものでは
ないが、両者の混合物を混練することなく撹拌・混合す
ることができる装置が好適である。また、このような混
合機を用いて混合する際には、上記含水土壌と改良剤と
の混合時ほどに剪断力がかからないようにし、改良土
（粒状固化物）の表面に水硬性物質を付着させる（まぶ
す）ように撹拌することが好ましい。これにより、改良
土（粒状固化物）の表面に水硬性物質がほぼ均一に付着
した改良土（粒状固化物）が得られる。尚、水硬性物質
は、その一部が改良土（粒状固化物）の内部に入り込ん
でいてもよい。また、改良土（粒状固化物）と水硬性物
質との混合方法は、特に限定されるものではない。

【００４８】得られた改良土（粒状固化物）は、即時埋
め戻しを行ってもよいが、常温で３日間〜７日間程度放
置することによって水硬性物質が養生されるので、所定
の強度を備えることができる。

【００４９】以上のようにして得られる改良土は、トラ
ックで運搬することが可能であり、例えばその上を人が
歩ける状態に改良された固化物、より好ましくは、粒状
固化物である。従って、上記改良土は、産業廃棄物には
該当せず、再利用が可能である。特に、粒状固化物は、
所定の粒子径および強度を備えているので、粉砕やふる
い分け等の操作を行わなくても、例えば砂の代替品等の
資源としての再利用を図ることができる。つまり、掘削
孔の埋め戻しが必要な土木工事においては、砂等を別途
に用意しなくとも、該粒状固化物を用いて埋め戻しを行
うことができる。また、上記粒状固化物は、地面に埋め
戻した際の通水性を向上させることができるので、より
広い範囲での含水土壌の再利用が可能となる。上記粒状
固化物は、例えば、埋設管や構造物等を埋め戻す際の埋
め戻し材、人工砂等としての遮断層材、のり面に吹き付
けて該のり面を加工する植生基材、土壌改良材、保水
材、透水材、水質改善材等に好適に用いることができ
る。このように、本発明の改良剤並びに改良方法を用い
れば、通常、汚泥として廃棄される含水土壌を再利用す
ることができるので、環境保全、省資源、および廃棄場
所の延命を図ることができると共に、含水土壌の処分費
用を低減することができる。

【００５０】また、上記の構成によれば、改良剤は、或
る特定の分子構造を有する単量体、即ち、前記一般式
（１）で表される単量体、および、前記一般式（２）で
表される単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種
の単量体を含む単量体成分を重合してなる重合体を含ん
でいる。上記の重合体は、該重合体を構成する上記特定
の分子構造を有する単量体単位に、含水土壌に含まれて
いるイオンによって影響を受ける官能基を有していな
い。それゆえ、その性能や使用量が含水土壌に含まれて
いるイオンに影響され難い改良剤を提供することができ
る。

【００５１】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。尚、改良剤としての重合体の重
量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC) により測定した。

【００５２】〔実施例１〕関東地方において泥水シール
ド工法を採用した掘削工事によって発生した泥水を、脱
水プレスすることにより、含水土壌を得た。含水土壌の
含水比は、62重量％であった。

【００５３】次に、釣針状のフック型撹拌翼を備えたプ
ラネタリ式混合機（遊星型混合機）に、上記の含水土壌
を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpmで撹
拌しながら、該含水土壌に、本発明にかかる改良剤とし
ての粉末状の、ポリ（N-ビニルアセトアミド）（Ａ）
を、上記含水土壌に対する割合が 0.1重量％となるよう
に少しずつ添加、混合した。上記ポリ（N-ビニルアセト
アミド）（Ａ）の重量平均分子量(Mw)は 1,600,000、粒
子径は0.05mm〜0.25mmの範囲内であった。

【００５４】この結果、粒子径が 0.3mm〜５mmの範囲内
であり、平均粒子径が１mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表１
に示す。

【００５５】〔実施例２〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比 1
05％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌
を 160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、粉末状の前
記ポリ（N-ビニルアセトアミド）（Ａ）を、上記含水土
壌に対する割合が 0.3重量％となるように少しずつ添
加、混合して粒状物を得た。次に、得られた粒状物を 1
60 rpmで撹拌しながら、該粒状物に、水硬性物質として
の生石灰を、上記の含水土壌に対する割合が３重量％と
なるように少しずつ添加、混合した。

【００５６】この結果、粒子径が 0.5mm〜10mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表１
に示す。

【００５７】〔実施例３〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比 1
05％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌
を 160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にか
かる改良剤としての粉末状の、N-ビニルアセトアミド／
ヒドロキシエチルアクリレート共重合体（Ｂ）を、上記
含水土壌に対する割合が 0.3重量％となるように少しず
つ添加、混合した。

【００５８】上記N-ビニルアセトアミド／ヒドロキシエ
チルアクリレート共重合体（Ｂ）におけるN-ビニルアセ
トアミドとヒドロキシエチルアクリレートとのモル比は
80/20であり、N-ビニルアセトアミド／ヒドロキシエチ
ルアクリレート共重合体（Ｂ）の重量平均分子量(Mw)は
1,100,000、粒子径は0.05mm〜0.25mmの範囲内であっ
た。

【００５９】この結果、粒子径が１mm〜10mmの範囲内で
あり、平均粒子径が３mmの細粒化物を得た。その後、該
細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得た。
主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表１に示
す。

【００６０】〔実施例４〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比62
％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を
160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、粉末状の前記
N-ビニルアセトアミド／ヒドロキシエチルアクリレート
共重合体（Ｂ）を、上記含水土壌に対する割合が 0.1重
量％となるように少しずつ添加、混合して粒状物を得
た。次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌しながら、
該粒状物に、水硬性物質としてのフライアッシュを、上
記の含水土壌に対する割合が５重量％となるように少し
ずつ添加、混合した。

【００６１】この結果、粒子径が２mm〜20mmの範囲内で
あり、平均粒子径が４mmの細粒化物を得た。その後、該
細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得た。
主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表１に示
す。

【００６２】

【表１】

【００６３】〔実施例５〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比62
％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を
160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にかか
る改良剤としての粉末状の、メトキシポリエチレングリ
コールメタクリレートの重合体（Ｃ）を、上記含水土壌
に対する割合が 0.3重量％となるように少しずつ添加、
混合した。

【００６４】メトキシポリエチレングリコールメタクリ
レートにおけるエチレングリコールの平均重合度は10モ
ルであった。また、上記メトキシポリエチレングリコー
ルメタクリレートの重合体（Ｃ）の重量平均分子量(Mw)
は 800,000、粒子径は0.02mm〜１mmの範囲内であった。

【００６５】この結果、粒子径が１mm〜20mmの範囲内で
あり、平均粒子径が４mmの細粒化物を得た。その後、該
細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得た。
主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表２に示
す。

【００６６】〔実施例６〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比 1
05％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌
を 160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にか
かる改良剤としての粉末状の、メトキシポリエチレング
リコールメタクリレート／ヒドロキシエチルアクリレー
ト共重合体（Ｄ）を、上記含水土壌に対する割合が 0.3
重量％となるように少しずつ添加、混合して粒状物を得
た。

【００６７】メトキシポリエチレングリコールメタクリ
レートにおけるエチレングリコールの平均重合度は10モ
ルであった。また、上記メトキシポリエチレングリコー
ルメタクリレート／ヒドロキシエチルアクリレート共重
合体（Ｄ）におけるメトキシポリエチレングリコールメ
タクリレートとヒドロキシエチルアクリレートとのモル
比は 90/10であり、メトキシポリエチレングリコールメ
タクリレート／ヒドロキシエチルアクリレート共重合体
（Ｄ）の重量平均分子量(Mw)は 2,000,000、粒子径は0.
05mm〜0.25mmの範囲内であった。

【００６８】得られた粒状物を 160 rpmで撹拌しなが
ら、該粒状物に、水硬性物質としての高炉セメントを、
上記の含水土壌に対する割合が10重量％となるように少
しずつ添加、混合した。

【００６９】この結果、粒子径が 0.3mm〜10mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。主な固化条件、および、細粒化物の粒子径等を表２
に示す。

【００７０】

【表２】

【００７１】〔比較例１〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比62
％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を
160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、水硬性物質と
してのポルトランドセメントを、上記の含水土壌に対す
る割合が５重量％となるように少しずつ添加、混合し
た。しかしながら、含水土壌は塊状に固まってしまい、
粒状物を得ることができなかった。主な固化条件を表３
に示す。

【００７２】〔比較例２〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比62
％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を
160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、比較用の改良
剤としての粉末状のポリアクリル酸ナトリウム（Ｅ）
を、上記含水土壌に対する割合が 0.2重量％となるよう
に少しずつ添加、混合して粒状物を得た。

【００７３】上記ポリアクリル酸ナトリウム（Ｅ）の中
和率は 100モル％、重量平均分子量(Mw)は 1,100,000、
粒子径は0.05mm〜１mmの範囲内であった。

【００７４】しかしながら、粒状物を得ることができな
かった。主な固化条件を表３に示す。

【００７５】〔比較例３〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の泥水を脱水プレスしてなる含水比 1
05％の含水土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌
を 160 rpmで撹拌しながら、該含水土壌に、比較用の改
良剤としての粉末状のアクリル酸ナトリウム／アクリル
アミド共重合体（Ｆ）を、上記含水土壌に対する割合が
0.5重量％となるように少しずつ添加、混合した。

【００７６】上記アクリル酸ナトリウム／アクリルアミ
ド共重合体（Ｆ）におけるアクリル酸ナトリウムとアク
リルアミドとのモル比は 50/50であり、アクリル酸ナト
リウム／アクリルアミド共重合体（Ｆ）の重量平均分子
量(Mw)は 1,000,000、粒子径は0.05mm〜0.15mmの範囲内
であった。

【００７７】得られた粒状物を 160 rpmで撹拌しなが
ら、該粒状物に、水硬性物質としての生石灰を、上記の
含水土壌に対する割合が10重量％となるように少しずつ
添加、混合した。しかしながら、粒状物を得ることがで
きなかった。主な固化条件を表３に示す。

【００７８】

【表３】

【００７９】表１ないし表２に記載の結果から、本発明
にかかる改良剤を用いれば、上記の含水土壌を細粒化す
ることができることが判る。また、表３に記載の結果か
ら、改良剤を含まない場合、或いは、前記一般式（１）
または一般式（２）で表される単量体を含まない単量体
成分を重合してなる重合体を含む比較用の改良剤は、上
記の含水土壌を粒状化することができないことが判る。

【００８０】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の含水土壌の改良
剤は、以上のように、一般式（１）

【００８１】

【化５】

【００８２】（式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₂は水素原子、メチル基またはエチル基を示
す）で表される単量体および一般式（２）

【００８３】

【化６】

【００８４】（式中、Ｒ₃は水素原子またはメチル基を
示し、Ｘは−ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂Ｏ−基を示し、
ｋは２または３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ
₄は水素原子、炭素数１〜12のアルキル基、フェニル
基、炭素数１〜12のアルキル基を有するフェニル基、ま
たはベンジル基を示す）で表される単量体からなる群よ
り選ばれる少なくとも一種の単量体を含む単量体成分を
重合してなる水溶性重合体を含む構成である。本発明の
請求項２記載の含水土壌の改良剤は、以上のように、上
記単量体成分が、N-ビニルアセトアミドおよび／または
メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート
を含む構成である。

【００８５】上記の構成によれば、改良後の含水土壌
を、トラックで運搬することが可能であり、例えばその
上を人が歩ける状態に改良された固化物、より好ましく
は、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒子状に細
粒化された固化物とすることができるので、通常、汚泥
として廃棄される含水土壌を、例えば砂の代替品等の資
源として有効に活用（再利用）することができるという
効果を奏する。また、改良後の固化物は再利用すること
ができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延
命を図ることができると共に、含水土壌の処分費用を低
減することができるという効果も併せて奏する。さら
に、上記の構成によれば、改良剤は、或る特定の分子構
造を有する単量体を含む単量体成分を重合してなる水溶
性重合体を含んでいる。上記の水溶性重合体は、該重合
体を構成する上記特定の分子構造を有する単量体単位
に、含水土壌に含まれているイオンによって影響を受け
る官能基を有していない。それゆえ、その性能や使用量
が含水土壌に含まれているイオンに影響され難い改良剤
を提供することができるという効果も併せて奏する。

【００８６】また、本発明の請求項３記載の含水土壌の
改良方法は、以上のように、請求項１〜２の何れか１項
に記載の含水土壌の改良剤を含水土壌に混合する方法で
ある。本発明の請求項４記載の含水土壌の改良方法は、
以上のように、上記含水土壌を粒状に改良する方法であ
る。

【００８７】上記の方法によれば、改良後の含水土壌
を、トラックで運搬することが可能であり、例えばその
上を人が歩ける状態に改良された固化物、より好ましく
は、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒子状に細
粒化された固化物とすることができるので、通常、汚泥
として廃棄される含水土壌を、例えば砂の代替品等の資
源として有効に活用（再利用）することができるという
効果を奏する。また、改良後の固化物は再利用すること
ができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延
命を図ることができると共に、含水土壌の処分費用を低
減することができるという効果も併せて奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）【化１】（式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ₂は
水素原子、メチル基またはエチル基を示す）で表される
単量体および一般式（２）【化２】（式中、Ｒ₃は水素原子またはメチル基を示し、Ｘは−
ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂Ｏ−基を示し、ｋは２または
３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ₄は水素原
子、炭素数１〜12のアルキル基、フェニル基、炭素数１
〜12のアルキル基を有するフェニル基、またはベンジル
基を示す）で表される単量体からなる群より選ばれる少
なくとも一種の単量体を含む単量体成分を重合してなる
水溶性重合体を含むことを特徴とする含水土壌の改良
剤。
【請求項２】上記単量体成分が、N-ビニルアセトアミド
および／またはメトキシポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレートを含むことを特徴とする請求項１記載
の含水土壌の改良剤。
【請求項３】請求項１〜２の何れか１項に記載の含水土
壌の改良剤を含水土壌に混合することを特徴とする含水
土壌の改良方法。
【請求項４】上記含水土壌を粒状に改良することを特徴
とする請求項３記載の含水土壌の改良方法。