JP2001303053A

JP2001303053A - 土壌改良用混和剤及び土壌改良工法並びに改良土壌

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Publication number: JP2001303053A
Application number: JP2000121414A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Taki; 義宏滝; Seiichi Sasaki; 清一佐々木; Shiyuuji Yukiya; 修治雪谷
Original assignee: TAGUCHI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: TAGUCHI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-31
Also published as: US20010046419A1; NL1017898A1; US6536995B2; NL1017898C2; TW554032B; DE10119054A1

Abstract

(57)【要約】【課題】土壌中のフミン酸などの腐蝕酸を主体とする
有機物に起因するセメントと土との結合阻害を軽減し、
土壌の硬度を高めることができるようにした土壌改良用
混和剤および土壌改良工法並びに改良土壌を提供する。【解決手段】土壌改良用混和剤は、Ｃａ⁺⁺ ^、Ｎａ⁺、Ｍ
ｇ⁺⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ³⁺、Ｍ
ｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のうち８種類以上の陽イオンと、
Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-のうち２種類以上の陰イオン
と、有機酸とを主成分とする。上記土壌改良混和剤をセ
メントと適量の水を混和した土壌に対して混和すること
により土壌を改良することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土壌を改良するた
めに用いる無機系の土壌改良用混和剤および上記土壌改
良混和剤を用いて土壌を改良する工法並びに上記土壌改
良混和剤を用いて改良した土壌に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱地盤の土質を化学材料によっ
て安定処理する一般的な土壌改良工法として、土にセメ
ントと適量の水を混和するソイルセメント工法が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例の工法では、一般的に、土壌中にフミン酸
などの腐蝕酸を主体とする有機物が２％以上含まれてい
ると、土の粒子表面に存在する上記有機物がヒドロニウ
ムイオン（Ｈ₃Ｏ⁺）化した水を周囲に強く取り巻き、セ
メントと土粒子との結合、固化を阻害するため、硬化の
発現が著しく劣る。

【０００４】本発明の目的は、上記のような従来の問題
を解決しようとするものであって、土壌中のフミン酸な
どの腐蝕酸を主体とする有機物に起因するセメントと土
との結合阻害を軽減し、土壌の硬度を高めることができ
るようにした土壌改良用混和剤および土壌改良工法並び
に改良土壌を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の土壌改良用混和剤は、Ｃａ⁺⁺ ^、Ｎａ⁺、Ｍ
ｇ ⁺⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ³⁺、Ｍ
ｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のうち８種類以上の陽イオンと、
Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-のうち２種類以上の陰イオン
と、有機酸とを主成分とするものである。

【０００６】上記有機酸として、クエン酸、酒石酸、マ
レイン酸から１種類以上用いることができる。

【０００７】上記課題を解決するために本発明の土壌改
良工法は、セメントを混和した土壌に対し、上記土壌改
良用混和剤を混和するようにしたものである。そして、
上記のようにセメントを土壌に混和するに際し、土壌に
セメントの固化に必要とするのに十分な水を含んでいな
い場合には、セメントの固化に必要とする適量の水を追
加使用するが、土壌にセメントの固化に必要とするのに
十分な水を含んでいる場合には、水を追加使用しなくて
もよい。また、上記土壌混和剤を混和したセメントを地
中、または湖沼等のヘドロ中に注入する場合には適量の
水と混和した状態で使用する。

【０００８】上記有機酸として、クエン酸、酒石酸、マ
レイン酸から１種類以上用いることができる。

【０００９】上記土壌改良工法において、土１ｍ³に対
してセメント２０〜６００ｋｇ、望ましくは５０〜３０
０を混和した土壌に対し、土壌改良混和剤０．３〜２ｋ
ｇ（固形物の塩換算）を混和するのが好ましい。上記土
壌改良用混和剤は、施工に際しては、１０％程度の水溶
液として使用することになる。そして、上記のようにセ
メントを土壌に混和する際に適量の水を使用するか、若
しくは使用しないかなどについては上記土壌改良工法の
場合と同様である。

【００１０】上記課題を解決するために本発明の他の土
壌改良工法は、特に、腐蝕酸分が多く、セメント混和に
よる硬化が難しい土壌の改良に用いるのに適し、上記土
壌改良用混和剤における二価以上の陽イオンのうち、少
なくともＣａ⁺⁺を上記土壌改良用混和剤とは別に用い、
このＣａ⁺⁺とキレート効果を有する有機酸とを予め土壌
に混和して土壌硬化を阻害する腐蝕酸分を中和し、その
後、上記土壌にセメントと上記土壌改良用混和剤を混和
するようにしたものである。上記Ｃａ⁺⁺とキレート効果
を有する有機酸とは水溶液の状態で予め土壌に混和する
ことができるが、粉体の状態で予め土壌に混和すること
もできる。また、上記のようにセメントを土壌に混和す
る際に適量の水を使用するか、若しくは使用しないかな
どについては上記土壌改良工法の場合と同様である。

【００１１】そして、上記二価以上の陽イオンは少なく
とも土壌中に含まれる腐蝕酸中のカルボキシル基（−Ｃ
ＯＯＨ）の水素イオン（Ｈ⁺）量（陽イオン交換容量
（ＣＥＣ）値で代表させる）をイオン交換により中和す
るのに必要な量となるように土壌改良用混和剤とは別に
用いる。

【００１２】上記キレート効果を有する有機酸として、
クエン酸、酒石酸、マレイン酸、エチレンジアミン４酢
酸（ＥＤＴＡ）のソーダ塩、ニトロフミン酸のソーダ
塩、若しくはアンモニウム塩から１種類以上用いること
ができる。

【００１３】上記課題を解決するために本発明の改良土
壌は、土壌にセメントが混和されるとともに、上記土壌
改良用混和剤が混和されて形成されたものである。そし
て、上記のようにセメントを混和する際に適量の水を使
用するか、若しくは使用しないかなどについては上記土
壌改良工法の場合と同様である。

【００１４】上記有機酸として、クエン酸、酒石酸、マ
レイン酸から１種類以上用いることができる

【００１５】上記改良土壌において、土１ｍ³に対して
セメント２０〜６００ｋｇ、望ましくは５０〜３００ｋ
ｇを混和した土壌に対し、土壌改良混和剤０．３〜２ｋ
ｇ（固形物の塩換算）を混和するのが好ましい。そし
て、上記のようにセメントを土壌に混和する際に適量の
水を使用するか、若しくは使用しないかなどについては
上記土壌改良工法の場合と同様でる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本実施形態における土壌改良用混和剤とし
ては、粉体状の固形混和剤と液状混和剤とを混和して用
いる。

【００１７】固形混和剤としては、塩化マグネシウム
（ＭｇＣｌ₂）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化カルシ
ウム（ＣａＣｌ₂）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩
化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）をそれぞれ１００ｇ〜３
００ｇ用い、塩化コバルト（ＣｏＣｌ₂）、酸化バリウ
ム（ＢａＯ）、硫酸カルシウム（ＣａＳ０₄）、燐酸カ
ルシウム（ＣａＨＰＯ₄）、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）
を合計で１０ｇ〜２０ｇ用い、クエン酸（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）
を１０ｇ〜３０ｇ用いる。

【００１８】液状混和剤としては、天然の蛭石（Ｖｅｒ
ｍｉｃｕｒｉｔｅ）からミネラル分を硫酸抽出したもの
を用いるが、その原液の組成例は下記のとおりである。
なお、この液状混和剤の各成分は、イオンまたはミネラ
ルとして存在し、比重１．１〜１．２、ｐＨ０．３〜
１.０である。鉄（Ｆｅ）２２．７ｇ／ｌアルミニウム（Ａｌ）９．１ｇ／ｌマグネシウム（Ｍｇ）２．７ｇ／ｌカリウム（Ｋ）１．５ｇ／ｌチタン（Ｔｉ）８３２ｍｇ／ｌマンガン（Ｍｎ）５５９ｍｇ／ｌリン（Ｐ）２１６ｍｇ／ｌカルシウム（Ｃａ）１２９ｍｇ／ｌナトリウム（Ｎａ）１０１ｍｇ／ｌシリカ（Ｓｉ）５５ｍｇ／ｌ亜鉛（Ｚｎ）４２ｍｇ／ｌセレン（Ｓｅ）３２ｍｇ／ｌバナジウム（Ｖ）１９ｍｇ／ｌ銅（Ｃｕ）８．４ｍｇ／１ゲルマニウム（Ｇｅ）８．０ｍｇ／１コバルト（Ｃｏ）７．０ｍｇ／１ニッケル（Ｎｉ）６．５ｍｇ／１モリブデン（Ｍｏ）４．４ｍｇ／１リチウム（Ｌｉ）４．０ｍｇ／１遊離硫酸（Ｓ０₄ ^2-）２５ｍｇ／ｌ

【００１９】上記液状混和剤は用途に応じて２０００倍
に希釈し、硫酸濃度が１００ｐｐｍ程度となるようにし
て用い、上記固形混和剤にその希釈を兼ねて上記液状混
和剤を用途に応じて適宜混和することにより、土壌改良
用混和剤を得ることができる。

【００２０】そして、土１ｍ³に対してセメント２０〜
６００ｋｇ、望ましくは５０〜３００ｋｇを混和した土
壌に上記土壌改良用混和剤を混和することにより土壌を
硬化させることができる。そして、上記のようにセメン
トを土壌に混和するに際し、土壌にセメントの固化に必
要とするのに十分な水を含んでいない場合には、セメン
トの固化に必要とする適量の水を追加使用するが、土壌
にセメントの固化に必要とするのに十分な水を含んでい
る場合には、水を追加使用しなくてもよい。また、上記
土壌改良用混和剤を混和したセメントを地中、または湖
沼等のヘドロ中に注入する場合には適量の水を混和した
状態で使用する。

【００２１】セメントは水と混和すると、セメント中の
成分（ＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃など）が
各種反応により各種無機塩やそれらの含水塩の結晶や固
溶体を形成しつつ固化する。上記従来例のソイルセメン
ト工法の場合、それらセメント固化物と土の粒子の結合
を強固にして硬度の高いものとし、かつそれが無数の微
細な空隙を有し、透水性道路や駐車場やヘドロの固化及
びそれを緑化に用いたり、河の堤防の法面に施し、植物
の成育に資するものにするためには、各種無機塩のう
ち、まずはＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃｌの４成分
系の含水塩であるクロルエトリンガイトを主体とする針
状結晶体の形成とその安定化が不可欠である。

【００２２】それらの強固で安定した結晶群を主体と
し、回りに無数の微細な空隙を有するように、上記クロ
ルエトリンガイドとは別の各種無機塩やそれらの含水塩
の板状や針状等の結晶及びそれらが混ざり合った固溶体
が混在し、かつ土の粒子と強固に結びついて硬度を高
め、また、ヘドロ処理での臭気物質を化学的分解により
低減し、かつ結晶群間の微細な空隙による吸着により除
去して低減するために上記土壌改良用混和剤を用いる。
この土壌改良用混和剤は、上記のように固形物からなる
混和剤を液状物である混和剤とを混和したもので、土と
セメントの混和物に極く少量添加することにより効果が
発現する。この効果は固形の混和剤と液状の混和剤の諸
成分の相乗作用により発現するものであって、以下に主
要成分の効果及び各成分の配合比に関する理由について
説明する。

【００２３】セメントは硬化（または固化）する際、セ
メント硬化体中のアルミネートと各種硫酸塩とが反応し
てエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＣａＳＯ₄
・３１〜３３Ｈ₂Ｏ）と呼ばれる比重の軽い（１．７
８）、針状結晶を主体とした化合物が生成される。針状
結晶が多く生成すると、透水性が向上するが、一方、そ
れが成長すると膨張し、硬度を低下させるため、透水性
をもたせ、かつ硬度を低下させない方策が望まれる。

【００２４】基本としては針状結晶を残しつつ、その回
りに板状ほか、各種形状の結晶体を生成させ、無数の微
細な空隙を有する強固な混合体とすることであり、上記
土壌改良用混和剤に示す成分中には板状ほか、各種結晶
体の形成を助長する成分が各種ある。まず、主体となる
強固な針状結晶体であるが、上述のエトリンガイトに加
え、同種のクロルエトリンガイド（エトリンガイトのＳ
Ｏ₄ ^2-がＣｌ^-に置換したもの）を生成する。並行してそ
れらの回りに各種形状の結晶を生成し、かつ複雑にから
み合って上記針状結晶を補強し、かつ安定化させる必要
があり、それらの観点より各成分の役割と混合比率の範
囲が定められる。

【００２５】クエン酸（有機酸の一例）は、共存するＮ
ａ⁺、Ｋ⁺といったアルカリ金属との塩、すなわち、クエ
ン酸ソーダやクエン酸カリとして、セメント硬化体中の
石コウ等の結晶成長面に作用し、平板状プリズム形結晶
を成長させる。酒石酸、マレイン酸などの有機酸も同様
の効果を有する。ここで、クエン酸量が１０ｇより少な
いと上記結晶成長への寄与が少なく、逆に３０ｇより多
いと気孔構造体の硬度が低下する。同様に、塩化カルシ
ウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウ
ム、塩化アンモニウムもそれぞれ異なった石コウなどの
板状結晶の形成に寄与する。上記クエン酸に比べて多い
量の添加を必要とし、それぞれ１００ｇより少ないと硬
度向上効果が見られず、逆に各々が３００ｇより多い
と、付随する塩素イオンが増え、針状結晶であるエトリ
ンガイト類が増え過ぎ、他の結晶構造体との比率が悪く
なって気孔構造体の硬度低下を引き起こすことになり、
望ましくない。

【００２６】また、塩化コバルト、酸化バリウム、硫酸
カルシウム、二酸化マンガン、燐酸カルシウムのそれぞ
れの添加量は上記アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩
と比べて少ないが、それぞれ石コウや水酸化カルシウム
及びトベルモライト、モノサルフェイトなど、エトリン
ガイトより変化してできる塩を板状や不定形結晶形への
変化をもたらす役目をする。つまり、上記各種結晶の生
成時に各種金属イオンによるイオン置換が無秩序に起こ
り、それら結晶中に格子欠陥が生じ、結晶構造が変わる
効果を得るため、微量ではあるが上記種々の塩を添加す
るわけである。

【００２７】例えば、バリウム（Ｂａ）は小判状の結晶
形成に、マンガン（Ｍｎ）は六面体結晶形成に、コバル
ト（Ｃｏ）は各種結晶の成長を早める効果がある。混和
量がそれぞれ少なく、効果は見分けにくいきらいがある
が、これらの合計量として２０ｇ以上では効果の発現が
頭打ちとなり、かつ価格も他に比べ高いものが多いた
め、合計で１０ｇ前後なる添加量が好ましい。硬度や気
孔率の目標値が低い場合等、用途によってはこれら微量
成分の添加を省略してもよい場合がある。

【００２８】また、上記腐敗臭の軽減に関しては上記液
状混和剤を併用するとよい。つまり、固形混和剤は、使
用時には水に溶解し、１０％程度の濃度として土とセメ
ントの混和物に散布するが、その際の希釈水を兼ねて液
状混和剤を用いる。上記のように液状混和剤は天然の蛭
石よりミネラル分を硫酸抽出したものであって、用途に
応じ、水で２０００倍に希釈し、硫酸濃度が１００ｐｐ
ｍとして用いる場合が多い。この溶液の特徴は、溶存酸
素として活性酸素の一種であるＯＨラジカルを含むこと
と、各種金属イオンやミネラルを含むことである。ＯＨ
ラジカルについてはヘドロに含まれる有機質の汚染物質
や腐敗物を酸化し、あるいは含有するミネラルとの相互
作用により溶解性有機物の分子構造を変えて、不溶解性
の塩類を析出することなどにより汚染物質を減少させ、
ヘドロを固化した固化物よりの溶出や臭気の放出を軽減
することができる。また、金属イオンやミネラルを含む
ことに関しては上記固形混和剤の成分の効果と同様で、
より多くの種類の金属イオンや硫酸イオンが各種（複
合）塩の結晶構造や形状を変えるのに役立ち、固化物の
より緻密化に寄与する。液状混和剤の希釈倍率について
は、例えば、処理するヘドロの臭気の程度に対応して適
宜選定することができる。

【００２９】上記のような固形混和剤および液状混和剤
を用いることにより、有機物含有量が２％以上ある土壌
の固化が可能となった。しかし、有機物の量が２％程度
と少なくても含まれる成分により硬化しない場合があ
る。そこで、土壌中の腐蝕酸が多いと固化し難い主原因
を検討した結果、腐蝕酸の構造中に含まれるカルボキシ
ル基（−ＣＯＯＨ）量であることをつきとめた。その量
はＣＥＣ（Ｃａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃａｐａｃ
ｉｔｙ）値（陽イオン交換容量）にて代表でき、土中の
有機物量ＯＭ（ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ）値との
相関も認められる。

【００３０】このカルボキシル基はかなり強い酸として
の性質を示し、上記のようにヒドロニウムイオン化した
水分子を強く周囲に取り巻き、それが硬化の発現を妨害
するわけである。その妨害を低減するには、Ｃａ⁺⁺等の
金属陽イオンによりカルボキシル基末端のＨ⁺をイオン
交換により中性化すればよい。また、そのために用いる
液状混和剤中の金属イオンや土壌中のカルボキシル基量
に対応して、更に添加するＣａ⁺⁺等の金属イオンが効率
的に土壌中のカルボキシル基に到着し、中和が行われる
ようにそれら金属イオンの運び屋としてクエン酸、酒石
酸、マレイン酸、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）
のソーダ塩、ニトロフミン酸のソーダ塩、若しくはアン
モニウム塩など、キレート効果を持った物質を同時に添
加するとよい。液状混和剤を用いず、水に土壌中のカル
ボキシル基量に対応した量のＣａ ⁺⁺とクエン酸などのキ
レート効果を持った物質を添加した水溶液、若しくはそ
れらの粉状混和物を用いてもよい。それら薬剤を前処理
として土壌に施して混和し、上記中和反応を行わせ、そ
の後、セメントと適量の水と土壌改良用混和剤とを混和
すれば、従来、硬化が難しかった腐蝕物の多い土壌のセ
メントにより硬化が可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）固形混和剤の各成分は下記ように選定し
た。塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂）１７５ｇ（２０．０％）塩化カリウム（ＫＣｌ）２５０ｇ（２８．４％）塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）１７５ｇ（２０．０％）塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）１２５ｇ（１４．２％）塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）１２５ｇ（１４．２％）塩化コバルト（ＣｏＣｌ₂）１．５ｇ酸化バリウム（ＢａＯ）３．９ｇ硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄）３．６ｇ燐酸カルシウム（ＣａＨＰＯ₄）３．５ｇ二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）０．５８ｇ（塩化コバルト、酸化バリウム、硫酸カルシウム、燐酸カルシウム、二酸化マンガンの合計）１３．０８ｇ(１．５％) クエン酸（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）１５ｇ(１．７％) 計８７８．０８ｇ（１００．０％）

【００３２】一方、液状混和剤としては下記配合比のも
のを用いた。そして、上記固形混和剤１ｋｇを上記液状
混和剤（この場合、ラジカル水原液の８００倍希釈液）
に溶解し、液量を１０ｌとした。こうして得られた土壌
改良用混和剤の成分は下記のとおりである（なお、金属
他は重量換算値で表示している。）。カルシウム（Ｃａ）７，７００ｍｇ／ｌカリウム（Ｋ）１５，０００ｍｇ／ｌマグネシウム（Ｍｇ）２，７００ｍｇ／ｌナトリウム（Ｎａ）９，２００ｍｇ／ｌコバルト（Ｃｏ）４５ｍｇ／ｌリン（Ｐ）４．０ｍｇ／ｌシリカ（Ｓｉ）４．３ｍｇ／ｌゲルマニウム（Ｇｅ）＜１ｍｇ／ｌ亜鉛（Ｚｎ）０．０５ｍｇ／ｌマンガン（Ｍｎ）０．１０ｍｇ／ｌ鉄（Ｆｅ）１．３ｍｇ／ｌ銅（Ｃｕ）０．１４ｍｇ／ｌセレン（Ｓｅ）＜０．０１ｍｇ／ｌニッケル（Ｎｉ）０．０５ｍｇ／ｌモリブデン（Ｍｏ）＜０．１ｍｇ／ｌリチウム（Ｌｉ）０．３ｍｇ／ｌバナジウム（Ｖ）＜０．１ｍｇ／ｌタングステン（Ｗ）＜１ｍｇ／ｌバリウム（Ｂａ）＜１ｍｇ／ｌチタン（Ｔｉ）＜１ｍｇ／ｌルビジウム（Ｒｂ）＜１ｍｇ／ｌアルミニウム（Ａｌ）０．９４ｍｇ／ｌアンモニウム（ＮＨ₄ ⁺）＜１ｍｇ／ｌｐＨ３．２〔−〕塩素イオン（Ｃｌ^-）４．５ｗｔ％硫酸イオン（ＳＯ₄ ^--）＜０．０５ｗｔ％燐酸イオン（Ｐｏ₄ ^3-）＜０．０１ｗｔ％クエン酸０．２５ｗｔ％

【００３３】上記配合比から成る土壌改良用混和剤を用
い、セメント固化が難しい腐蝕土（ＣＥＣ値２８．８ｍ
ｅｑ．／１００ｇ、有機物量（ＯＭ値）９％）を固化す
るための前処理として表１に示す条件下で水及び上記液
状混和剤（原液を８００倍に希釈したもの）に塩化カル
シウム、クエン酸を添加したものを混和してマサ土と混
和した。その後、上記土壌改良用混和剤およびセメント
と適量の水との混和物を添加混和して固化した。固化後
の一軸圧縮強度を測定した結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記試験結果から明らかように、前処理剤
を用いない試料の強度は２．００ｋｇｆ／ｃｍ²未満で
あるが、塩化カルシウム添加により２．３ｋｇｆ／ｃｍ
²に向上し、それにクエン酸を添加したものでは更に
２．３５〜２．４ｋｇｆ／ｃｍ²に向上し、塩化カルシ
ウムの添加効果及びクエン酸の助長効果が認められた。

【００３６】（実施例２）上記実施例１と同様の配合比
から成る土壌改良用混和剤を用い、道路の崩壊法面の地
盤安定化改良工事を行うに当り、目標とする圧縮強度１
７ｋｇ／ｃｍ²を達成するための配合設計値を得ること
を目的として試験を行った。試験対象土質は、レキ混り
シルトで、含水比１６．４％、湿潤密度１．８９３ｇ／
ｃｍ³、乾燥密度１．６２６ｇ／ｃｍ³であった。セメン
トは８０ｋｇ／ｍ³、１００ｋｇ／ｍ³、１２０ｋｇ／ｍ
³の三種類を選定し、本発明実施例の土壌改良用混和剤
を１ｋｇ／ｍ³（固形物換算）に選定した。これらの配
合による試験結果を下表に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記試験結果から目標圧縮強度１７ｋｇ／
ｃｍ²を得るには、現場土壌１ｍ³に対してセメント８０
ｋｇ、本発明実施例の土壌改良用混和剤１ｋｇ、水８０
ｌを基本配合とすればよいことが分った。なお、上記配
合は７日強度であり、時間が経過するに従っての強度の
増加については安全側として考えることができる。

【００３９】（実施例３）上記実施例１と同様の配合比
から成る土壌改良用混和剤を用い、都市計画道路の路床
改良工事を行うに当り、現場のＣＢＲ値の改善を図るこ
とを目的として試験を行った。試験対象道路の幅員は１
８ｍ、改良深さは０．４ｍであった。そして、原土１ｍ
³に対し、セメント６０ｋｇ、本発明実施例の土壌改良
用混和剤０．７ｋｇ（固形物換算）を用いた。

【００４０】まず、路床を整正し、原土の現場ＣＢＲ試
験を行った。次に、原土にセメントを散布し、バックホ
ウで原土とセメントとを攪拌混合した。次に、土壌改良
用混和剤（固形物換算０．７ｋｇ、液状混和剤にて１０
倍希釈相当）を散布した。次に、原土をタイヤローラに
より転圧し、７日養生後、現場ＣＢＲ試験を行った。

【００４１】比較例として、土壌改良用混和剤を用いな
いほかは上記と同様に、原土をセメントのみにより改良
してタイヤローラにより転圧し、７日養生後、現場ＣＢ
Ｒ試験を行った。

【００４２】上記試験の結果、原土のみの場合、ＣＢＲ
が２．９％であり、原土にセメントのみを混和した場
合、ＣＢＲが１５．３％であったのに対し、本発明実施
例のように原土にセメントと土壌改良用混和剤とを混和
することにより、ＣＢＲが２５．５％となり、極めて良
好な結果を得ることができた。この結果からも、土壌中
のフミン酸などの有機物に起因するセメントと土の結合
阻害を軽減し、土壌の硬度を高めることができることが
明らかである。

【００４３】（実施例４）上記実施例１と同様の配合比
から成る土壌改良用混和剤を用い、埋立地の固化処理試
験を行った。この固化処理試験においては、現地盤の上
層部０．７５ｍのうち、下層の０．４ｍについて１次舗
設を行い、上層の０．３５ｍについて２次舗設を行っ
た。固化処理部分の面積は２００ｍ²、体積は１５０
ｍ³、勾配は３％であった。この試験に先立ち、現地盤
の特性を把握するため、一軸圧縮強度及び透水性につい
ての室内試験を行った。この室内試験の結果を表２に示
す（なお、配合比は土壌改良用混和剤の土１ｍ³に対す
る配合量を示している。）。

【００４４】

【表３】

【００４５】この室内試験により現地盤における強度及
び透水係数を満足する結果を得ることができたので、上
記のように埋立地の固化処理試験を行った。この試験結
果を表３に示す。

【００４６】

【表４】

【００４７】上記試験結果からも明らかように、一軸圧
縮強度、透水係数共に良好な値を得ることができた。し
たがって、廃棄物埋立によって作用する荷重により地盤
の局部的な沈下（陥没等）を防止することができ、浸出
水集排水管路と排水層の機能を維持し（現地盤の混入防
止、逆勾配防止等）、基盤施設造成時の作業性及び装備
の走行性を確保することができることが分かった。ま
た、本発明の土壌改良用混和剤を用いることにより、土
壌中のフミン酸などの有機物に起因するセメントと土の
結合阻害を軽減し、土壌の硬度を高めることができ、し
かも、水和作用により上記のような透水性を改良するこ
とができることに加え、上記のような気孔構造のエトリ
ンガイト結晶形成により現地盤に溶け込んでいる有害重
金属類を吸着固定して溶出量を減少させ、かつ悪臭を軽
減することができることも分かった。

【００４８】（実施例５）上記実施例１と同様の配合比
から成る土壌改良用混和剤を用い、浄化センターで発生
する下水汚泥の脱水ケーキを固化処理し、材令３日で一
軸圧縮強度０．７ｋｇ／ｃｍ²を得ることを目的とし、
下水汚泥の脱水ケーキ１ｔに対し、セメント１００ｋ
ｇ、土壌改良用混和剤０．５ｋｇ（固形物換算）を添
加、混和してサンプルを作成した。この試験結果を表５
に示す。

【００４９】

【表５】

【００５０】上記試験結果から明らかように、材令３日
の一軸圧縮強度は目標値０．７ｋｇ／ｃｍ²を超えてい
た。なお、セメントや土壌改良用混和剤を添加しない原
ケーキについては測定不能であった。この結果からも、
土壌改良用混和剤を用いることにより、土壌中のフミン
酸などの有機物に起因するセメントと土の結合阻害を軽
減し、土壌の硬度を高めることができることが明らかで
ある。

【００５１】（実施例６）上記実施例１と同様の配合比
から成る土壌改良用混和剤を用い、川の浚渫土砂の改良
工事を行うに当り、採取浚渫土砂１ｍ³に対し、セメン
トと土壌改良用混和剤とを表６に示すように配合し、得
られたサンプルの一軸圧縮強度（ｑｕ：ｋｇ／ｃ
ｍ²）、含水比（ω：％）、浸潤密度（ρｔ：ｔ／
ｍ³）、ｐＨを測定した。

【００５２】

【表６】

【００５３】上記試験結果から明らかように、本発明実
施例によれば、現状土の含水比、湿潤密度に比べてすべ
てを上回り、改善が見られる。そして、一軸圧縮強度の
観点からは強度を上げるために必要なセメント添加量は
４０ｋｇ／ｍ³と言えるが、土壌改良用混和剤の添加に
比例して強度が上がっており、土壌改良用混和剤による
顕著な添加効果が見られる。この結果からも、土壌改良
用混和剤を用いることにより、土壌中のフミン酸などの
有機物に起因するセメントと土の結合阻害を軽減し、土
壌の硬度を高めることができることが明らかである。

【００５４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、土壌中の
フミン酸などの腐蝕酸を主体とする有機物に起因するセ
メントと土との結合阻害を軽減し、土壌の硬度を高める
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 17/14 Ｃ０９Ｋ 17/14 Ｐ 17/48 17/48 ＰＥ０２Ｄ 3/12 １０１Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ // Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｆターム(参考） 2D040 AA01 AB07 AC02 AC04 CA01 4H026 CA01 CA06 CB02 CB03 CB04 CB05 CB06 CB07 CB08 CC02 CC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃａ⁺⁺、Ｎａ⁺、Ｍｇ⁺⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、
Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ³⁺、Ｍｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のう
ち８種類以上の陽イオンと、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-
のうち２種類以上の陰イオンと、有機酸とを主成分とす
る土壌改良用混和剤。
【請求項２】有機酸が、クエン酸、酒石酸、マレイン
酸から１種類以上用いられる請求項１記載の土壌改良用
混和剤。
【請求項３】セメントを混和した土壌に対し、Ｃａ⁺⁺
^、Ｎａ⁺、Ｍｇ⁺⁺、Ｋ ⁺、ＮＨ₄ ⁺、Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ
³⁺、Ｍｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のうち８種類以上の陽イオ
ンと、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-のうち２種類以上の陰
イオンと、有機酸とを主成分とする土壌改良用混和剤を
混和する土壌改良工法。
【請求項４】有機酸が、クエン酸、酒石酸、マレイン
酸から１種類以上用いられる請求項３記載の土壌改良工
法。
【請求項５】土１ｍ³に対してセメント２０〜６００
ｋｇを混和した土壌に対し、土壌改良混和剤０．３〜２
ｋｇ（固形物の塩換算）を混和する請求項３または４記
載の土壌改良工法。
【請求項６】Ｃａ⁺⁺ ^、Ｎａ⁺、Ｍｇ⁺⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、
Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、Ａｌ³⁺、Ｍｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のう
ち８種類以上の陽イオンと、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-
のうち２種類以上の陰イオンと、有機酸とを主成分とす
る土壌改良用混和剤における二価以上の陽イオンのう
ち、少なくともＣａ⁺⁺を上記土壌改良用混和剤とは別に
用い、このＣａ⁺⁺とキレート効果を有する有機酸とを予
め土壌に混和して土壌硬化を阻害する腐蝕酸分を中和
し、その後、上記土壌にセメントと上記土壌改良用混和
剤を混和する土壌改良工法。
【請求項７】キレート効果を有する有機酸が、クエン
酸、酒石酸、マレイン酸、エチレンジアミン４酢酸のソ
ーダ塩、ニトロフミン酸のソーダ塩、若しくはアニモニ
ウム塩から１種類以上用いられる請求項６記載の土壌改
良工法。
【請求項８】土壌にセメンが混和されるとともに、Ｃ
ａ⁺⁺ ^、Ｎａ⁺、Ｍｇ⁺⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、Ｂａ⁺⁺、Ｆｅ³⁺、
Ａｌ³⁺、Ｍｎ⁴⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｔｉ⁴⁺のうち８種類以上の陽
イオンと、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^--、Ｐ０₄ ^3-のうち２種類以上
の陰イオンと、有機酸とを主成分とする土壌改良用混和
剤が混和されて形成された改良土壌。
【請求項９】有機酸が、クエン酸、酒石酸、マレイン
酸から１種類以上用いられる請求項８記載の改良土壌。
【請求項１０】土１ｍ³に対してセメント２０〜６０
０ｋｇを混和した土壌に対し、土壌改良混和剤０．３〜
２ｋｇ（固形物の塩換算）が混和された請求項８または
９記載の改良土壌。