JP2000192037A - 低アルカリ土質改良固化材及びアルカリ溶出抑制材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤や高含水土の土質改良と処理後土壌
のｐＨ上昇の抑制を１回の処理で行うことができる低ア
ルカリ土質改良固化材及びその土質改良固化材を調製す
る際に添加するアルカリ溶出抑制材を提供すること。 【解決手段】 アルカリ溶出抑制材はケイ化変成明礬石
と石膏を配合したものであり、ケイ化変成明礬石１００
重量部に対し、石膏２５〜４００重量部の割合で配合さ
れている。低アルカリ土質改良固化材は石灰系又はセメ
ント系の土質改良固化材に上記のアルカリ溶出抑制材が
添加されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤の土質改
良工事、土木工事で発生する残土や浚渫土の改良などに
用いられる土質改良固化材及びこの土質改良固化材を調
製する際に添加するアルカリ溶出抑制材に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木工事や浚渫工事において、軟弱地盤
の土質を改良したり、浚渫土や土木工事で発生する残土
の改良を行う必要が生じた場合には、石灰・石灰系固化
材やセメント・セメント系固化材が使用される。これら
の固化材を使用して土質改良をした場合、石灰が溶出し
たり、セメントの水和反応によって生成した水酸化カル
シウムが溶出して土壌のｐＨが上昇し、アルカリ性にな
る。特に、石灰・石灰系固化材を使用した場合にはｐＨ
上昇の度合いが大きい。

【０００３】このような土壌を放置しておくと、アルカ
リ性の水が流出して環境汚染を引き起こす恐れがある。
又、アルカリ土壌は植物の生育を阻害するので、残土な
どについては、これを他の用途に向けて有効に利用する
ことができない。従来、このようなアルカリ土壌に対し
ては、酸や高価な薬品を混合する中和処理が行われてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
による場合、土質改良の処理をした後に、再び酸や薬品
を混合する処理を行わなければならない。このため、高
価な薬剤を使用する上に２回の処理をしなければならな
いので、処理コストが非常に高くなる。

【０００５】本発明は、このような従来の土質改良処固
化材の問題点を解決し、軟弱地盤や高含水土の土質改良
と処理後土壌のｐＨ上昇の抑制を１回の処理で行うこと
ができる低アルカリ土質改良固化材及びその土質改良固
化材を調製する際に添加するアルカリ溶出抑制材を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第一の発明に係るアルカリ溶出抑制材は、軟弱地
盤などの土質改良に用いる土質改良固化材を調製する際
に添加するアルカリ溶出抑制材であって、ケイ化変成明
礬石と石膏を配合したものであることを特徴としてい
る。

【０００７】第二の発明に係るアルカリ溶出抑制材は、
第一の発明において、ケイ化変成明礬石１００重量部に
対し、石膏２５〜４００重量部を配合したものであるこ
とを特徴としている。

【０００８】第三の発明に係る低アルカリ土質改良固化
材は、第一の発明又は第二の発明のアルカリ溶出抑制材
が添加されていることを特徴としている。

【０００９】なお、ケイ化変成明礬石とは、明礬石が含
ケイ素無機物で変成された鉱物である。又、石膏とは、
狭義には二水石膏を指すものであるが、本発明において
は、広義の石膏を意味し、無水石膏などを含む硫酸カル
シウム含有物質を指すものとする。

【００１０】本発明者らは、処理後の土（以下、処理土
と言う）のｐＨ上昇を抑制し、且つ、処理土の強度を高
めることができる土質改良固化材を得るための試験を種
々行った。その結果、本発明によるアルカリ溶出抑制材
を添加したものを土質改良固化材に添加し、この土質改
良固化材を使用すれば、処理土のｐＨ上昇抑制と、処理
土の強度を高めることの双方を同時に達成し得ることを
見出した。

【００１１】本発明者らが見出したアルカリ溶出抑制材
は、ケイ化変成明礬石と石膏を配合したものであり、こ
のアルカリ溶出抑制材を石灰・石灰系固化材やセメント
・セメント系固化材に添加して土質改良を行うと、石灰
の溶出やセメントの水和反応によって生成したカルシウ
ムイオンと、上記アルカリ溶出抑制材中の明礬石と石膏
が反応して、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ・
３ＣａＳＯ₄ ・３２Ｈ ₂ Ｏ）が生成し、又、明礬石とカ
ルシウムイオンとの反応によって、アルミン酸カルシウ
ムの水和物などが生成し、カルシウムイオンが固定され
る。このため、処理土のｐＨ上昇が抑制されると共にそ
の強度を高めることができる。

【００１２】さらに、アルカリ溶出抑制材中のシリカ成
分が上記のようにして溶出するカルシウムイオンと反応
して、ケイ酸カルシウムの水和物などが生成し、カルシ
ウムイオンが固定される。

【００１３】本発明のアルカリ溶出抑制材を添加して低
アルカリ土質改良固化材を調製する場合、母材となる土
質改良固化材は石灰・石灰系のものであっても、セメン
ト・セメント系のものであってもよいが、本発明のアル
カリ溶出抑制材は、特に、石灰・石灰系の土質改良固化
材に添加するのがより効果的である。すなわち、石灰・
石灰系の土質改良固化材は脱水性能には優れているが、
処理直後においては、それ自体による固化物の強度はあ
まり大きくなく、土壌中の成分と徐々に反応して強度が
上昇するものであるので、石灰・石灰系の土質改良固化
材を使用した場合、所望の強度が発現までに長時間を要
する。

【００１４】そこで、石灰系の土質改良固化材に本発明
のアルカリ溶出抑制材を添加したものを使用すると、上
記アルカリ溶出抑制材中の明礬石或いは明礬石と石膏或
いはシリカ成分が溶出したカルシウムイオンと反応して
各種水和物が生成し、処理後の土の強度が大きくなる。
このため、本発明のアルカリ溶出抑制材を添加すること
によって、石灰・石灰系土質改良固化材の短所とされる
処理土の強度発現が遅いと言う問題が解消する。

【００１５】上記アルカリ溶出抑制添加率は母材となる
土質改良固化材の種類や配合される成分などによって異
なるが、例えば、石灰・石灰系の土質改良固化材が母材
である場合、通常、その母材１００重量部に対し、４０
〜３６０重量部を添加するのが適当である。

【００１６】上記のような効果を奏するアルカリ溶出抑
制材は、ケイ化変成明礬石１００重量部に対し、石膏２
５〜４００重量部（硫酸カルシウム２水塩換算）、好ま
しくは、ケイ化変成明礬石１００重量部に対し、石膏６
０〜２５０重量部を配合することによって得られる。

【００１７】石膏の配合が２５重量部以下であると、エ
トリンガイトの生成量が少ないので、アルカリ溶出抑制
が十分になされず、処理土についても十分な強度が得ら
れない。又、石膏の配合が４００重量部以上であって
も、エトリンガイトの生成量が少なくなり、上記同様に
十分な効果が得られない。

【００１８】ケイ化変成明礬石及び石膏は粒度が５ｍｍ
以下のものであれば、そのままで配合しただけでも使用
することが可能であるが、さらに配合物を粉砕すれば、
よりよい効果がもたらされる。

【００１９】アルカリ溶出抑制材の調製に際しては、シ
リカ成分の含有率がＳｉＯ₂ として５０重量％以上、ア
ルミニウム成分がＡｌ₂ Ｏ₃ として５重量％以上好まし
くは１０重量％以上、ＳＯ₃ 成分が５重量％以上好まし
くは１０重量％以上を含有するケイ化変成明礬石を使用
することが望ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係る低アルカリ土質改良
固化材の調製に際しては、アルカリ溶出抑制材を添加す
る。そして、このアルカリ溶出抑制材はケイ化変成明礬
石１００重量部に対し、石膏２５〜４００重量部を配合
することによって調製される。

【００２１】次に、実施例によって本発明を具体的に説
明する。 （実施例１）表１に示す組成のケイ化変成明礬石１００
重量部に対し、排煙脱硫によって得られた石膏６０重量
部を配合し、この配合物を粉砕して粒径５００μｍ以下
の粉末にし、この粉末をアルカリ溶出抑制材として使用
した。

【００２２】

【表１】

【００２３】次いで、ＪＩＳ１号品の生石灰の粉末（粒
度５００μｍ以下）１００重量部に対し、上記のように
して調製したアルカリ溶出抑制材１００重量部を加えて
良く混合し、本発明の低アルカリ土質改良固化材（石灰
系）を得た。そして、海成粘土１ｍ³ に対し、本発明の
土質改良固化材２５ｋｇの割合で混合して室内に放置
し、固化させた。

【００２４】又、上記と同様の方法により、海成粘土１
ｍ³ に対し、上記土質改良固化材５０ｋｇの割合で混合
する試験、及び上記土質改良固化材７５ｋｇの割合で混
合する試験も行った。

【００２５】なお、固化させた処理土について、ＪＩＳ
で規定された方法（ＪＩＳＡ１２１６）に準じた方法に
より、強度測定（一軸圧縮強さ）の測定を行った結果、
材令７日では０．５〜３ｋｇｆ／ｍ² 、材令２８日では
１〜４ｋｇｆ／ｍ² の値が得られた。 （実施例２）高炉セメント１００重量部に対し、実施例
１で調製したアルカリ溶出抑制材１００重量部を加えて
良く混合し、本発明の低アルカリ土質改良固化材（セメ
ント系）を得た。そして、海成粘土１ｍ³ に対し、上記
セメント系の土質改良固化材を２５ｋｇ、５０ｋｇ、７
５ｋｇの割合でそれぞれ混合し、固化させた。 （比較例）アルカリ溶出抑制材が添加されていない生石
灰の粉末（ＪＩＳ１号品、粒度５００μｍ以下）を固化
材として使用し、実施例１の場合と同様、海成粘土１ｍ
³に対し、２５ｋｇ、５０ｋｇ、７５ｋｇの割合でそれ
ぞれ混合し、土質改良固化試験を行なった。

【００２６】このようにして、固化させた処理土につい
ては、地盤工学会基準のｐＨ試験方法に準じた方法によ
りｐＨ測定を行った。具体的には、処理土を２ｍｍ程度
の大きさにほぐした後、溶出試験を行った。この際、溶
出液として蒸留水を使用する場合と海水を使用する場合
の二通りの試験を行い、それぞれ９０ｍｌに処理土３０
ｇを入れて攪拌し、２時間静置した後、溶出水のｐＨを
測定した。これらのｐＨの測定結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に基づいて、実施例と比較例の結果を
比較してみると、アルカリ溶出抑制材が添加された土質
改良固化材を使用した実施例１及び実施例２のｐＨ値
は、固化材が生石灰単味であった比較例の値に比べて大
幅に低くなっており、本発明の低アルカリ土質改良固化
材を使用すれば、ｐＨの上昇が抑制されることが確認さ
れた。特に、海水溶出による測定結果においては、比較
例の場合、材令２８日においても、ｐＨが１２に近い値
であったり、ｐＨが１２を遥かに超える値であったのに
対し、実施例１及び実施例２の場合、材令２８日の時点
では、ｐＨが９台まで低下しており、著しい差が生じて
いる。

【００２９】このことからすれば、本発明の低アルカリ
土質改良固化材は、港湾の浚渫土や汽水域における土木
工事で発生する土の土質改良に用いた場合に、特に好ま
しい効果が得られるものと期待される。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る低アルカリ土質改良固化材
にはアルカリ溶出抑制材が添加されており、このアルカ
リ溶出抑制材はケイ化変成明礬石と石膏を配合したもの
であるので、このアルカリ溶出抑制材に含まれる成分が
土質改良処理の際に溶出するカルシウムイオンと反応し
て、エトリンガイトなど各種の水和物が生成し、処理土
のｐＨ上昇が抑制されると共に、その強度が高められ
る。このため、本発明に係る低アルカリ土質改良固化材
を使用すれば、土質改良と処理土のｐＨ上昇の抑制を１
回の処理で行うことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟弱地盤などの土質改良に用いる土質改
   良固化材を調製する際に添加するアルカリ溶出抑制材で
   あって、ケイ化変成明礬石と石膏を配合したものである
   ことを特徴とするアルカリ溶出抑制材。
2. 【請求項２】 ケイ化変成明礬石１００重量部に対し、
   石膏２５〜４００重量部を配合したものであることを特
   徴とする請求項１に記載のアルカリ溶出抑制材。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のアルカリ
   溶出抑制材が添加されていることを特徴とする低アルカ
   リ土質改良固化材。