JP2002129160A

JP2002129160A - 土壌改良材料及び改良土

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Publication number: JP2002129160A
Application number: JP2000320652A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kodera; 秀則小寺; Mineo Kobayashi; 峯男小林; Fumio Kaneko; 文夫金子; Isao Yoshida; 功吉田; Kimikatsu Ogi; 公克御木
Original assignee: BENTONITE SANGYO KK; Taisei Corp
Current assignee: BENTONITE SANGYO KK; Taisei Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】その基本性質を変化させることなく、簡易な
処理方法により泥土を使用可能な状態に改良するための
土壌改良材料を提供する。【課題手段】吸水性高分子と高膨潤性粘土と水溶性高
分子の混合割合がそれらの総重量に対して、前記吸水性
高分子３０重量％乃至５０重量％、前記高膨潤性粘土４
０重量％乃至６０重量％、前記水溶性高分子１０重量％
乃至２０重量％の範囲内にあることを特徴とする土壌改
良材料とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖沼や河川等の底
泥、汚泥又は排泥等の高含水比である泥土を客土として
使用可能な状態に改良するための土壌改良材料及びその
土壌改良材料を使用した改良土に関する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼や河川等の堆積した底泥（泥土）は
栄養分が豊富に含有されているため、この底泥を浚渫し
て、新たに水田等を作る場合の耕土として有効に利用し
ようとする試みが多数行われている。しかし、前記底泥
は液体状であるため、利用場所まで運搬することが難し
く、以下の各処理を行うことにより使用していた。（１）浚渫した底泥を埋め立て地等に散布し、天日乾燥
する処理方法（以下、「天日乾燥法」という）（２）浚渫した底泥に凝集剤を添加して水分の分離を促
進し、フィルタープレス等により圧縮して、所定の強度
に調整する処理方法（以下、「圧縮法」という）（３）浚渫した底泥をセメント等の固化剤により固化処
理する処理方法（以下、「固化処理法」という）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記天日乾燥
法を用いるには広大な散布地を必要とするとともに、乾
燥に要する処理時間が長く必要となるため、作業効率の
点から問題点を有していた。また、前記圧縮法及び固化
処理法を用いた場合には、底泥の基本性質が変化してし
まい、有効に使用できない場合があるという問題点を有
していた。なお、前記底泥以外の汚泥又は排泥等につい
ても、同様の問題点を有していた。

【０００４】本発明は、前記の各問題点を解決するため
になされたものであり、その基本性質を変化させること
なく、簡易な処理方法により泥土を使用可能な状態に改
良することが可能となる土壌改良材料と、当該土壌改良
材料を使用した改良土を提供することを目的とするとと
もに、環境面に配慮したリサイクル技術を提案するもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明の土壌改良材料は、吸水性
高分子と高膨潤性粘土と水溶性高分子の混合割合がそれ
らの総重量に対して、前記吸水性高分子３０重量％乃至
５０重量％、前記高膨潤性粘土４０重量％乃至６０重量
％、前記水溶性高分子１０重量％乃至２０重量％の範囲
内にあることを特徴としている。

【０００６】ここで、吸水性高分子とは、１グラムで数
百ミリリットルから約１リットルの水を瞬時に吸水し
て、流動性のないゲル状に変化するとともに、多少の圧
力を加えても吸水した水を逃がさない強い保水力を有す
る高分子薬剤である。この吸水性高分子は、ゆるやかな
３次元架橋構造を有する高分子電解質であり、合成高分
子系（ポリアクリル酸塩系、ポリスルホン酸系、ポリビ
ニルアルコール／ポリアクリル酸塩強重合系等）、デン
プン系及びセルロース系（グラフト重合系及びカルボキ
シメチル系）等の各種のタイプが存在している。また、
高膨潤性粘土とは水を吸収することにより膨張する粘土
であり、ベントナイトを用いることが好適である。さら
に、水溶性高分子は増粘剤としての役割を果たす有機高
分子であり、グアガム（高分子膠質有機物）、高分子凝
集剤（酢酸ビニル／マレイン酸重合体など）、カルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）、ビーガム、ポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリルアミド等を用いることが好適
である。

【０００７】また、初期含水比１５０％〜４００％であ
る容積１ｍ³の泥土に対して、請求項１に記載の前記土
壌改良材料を５ｋｇ乃至１５ｋｇの割合で添加し、混練
することにより、良質な改良土を作成することができ
る。

【０００８】ここで、泥土とは、一般的に、粘土やシル
ト等が水と混合し固化していない状態である高含水比の
物質であり、湖沼や河川等の底泥が代表的であるが、そ
れ以外にも、汚泥や排泥等をも含むものである。なお、
この泥土は、含水比により、半流動体から可塑性堆積物
まで各種の態様を有していることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】［土壌改良材料］以下、本発明の
土壌改良材料について詳細に説明するが、この土壌改良
材料は泥土を改良することに用いることを主目的として
いるため、以下、泥土との反応を例としてその説明を行
う。本発明の土壌改良材料は、吸水性高分子と高膨潤性
粘土と増粘剤としての水溶性高分子（以下、「水溶性高
分子」という）とから構成されており、それらの各物質
を使用した理由は以下の通りである。

【００１０】吸水性高分子は、水と直接的に反応して吸
水作用を奏する物質であり、一度吸水した水を逃がさな
い強い保水力を有しているため、泥土と反応して、その
水分を吸収する役割を果たしている。しかし、高含水比
の泥土に吸水性高分子のみを混合した場合には、当該吸
水性高分子の粒子の周囲に存在している水分とのみ瞬時
に反応してしまうため、泥土中に充分に分散させること
ができず、局所的にしか吸水反応が進行しない。そのた
め、均一に反応させることが難しく、所定の吸水効果を
得るためには必要以上に多量の吸水性高分子を加えなけ
ればならない。従って、吸水性高分子の反応を適切に制
御するために、高膨潤性粘土を加えたものである。

【００１１】高膨潤性粘土は、吸水性高分子と比較して
吸水性は劣るが、それ自体も吸水性を有し、吸水性高分
子と比較して反応が遅いため、泥土に分散させやすい物
質である。そこで、反応の初期段階では吸水性高分子に
より水分の一部を吸水させ、その後、高膨潤性粘土によ
り残りの水分を吸水させることにより、２段階で吸水反
応を生じさせることができるため、両者の混合割合を適
切に定めることにより、吸水反応を最適に制御すること
が可能となる。また、水溶性高分子は、水と、吸水性高
分子及び高膨潤性粘土との反応を補助し、より安定した
結合体を作るために加えるものである。

【００１２】前記土壌改良材料が満たすべき性質として
は、（１）処理対象である泥土と混合する（以下、泥土
と土壌改良材料の混合物を「混合土」という）という簡
単な処理で対象土壌に散布することができること（以
下、「処理容易性」という）、（２）混合土が運搬容易
な砂状であり、散布後の混合土により耕運機等の作業機
械が動作可能な性状を有していること（以下、「易取扱
性」という）、（３）泥土と充分になじむこと（以下、
「土壌へのなじみ性」という）、（４）水田等として使
用する場合には水を張ったときに元の状態に戻らないこ
と（以下、「水分の難分離性」という）、が挙げられ
る。

【００１３】これらの各条件を満たすように、実験によ
り混合割合を定めると、吸水性高分子と高膨潤性粘土と
水溶性高分子の混合割合がそれらの総重量に対して、前
記吸水性高分子３０重量％乃至５０重量％、前記高膨潤
性粘土４０重量％乃至６０重量％、前記水溶性高分子１
０重量％乃至２０重量％の範囲内にあることが明らかに
なった。

【００１４】本発明の吸水性高分子、高膨潤性粘土及び
水溶性高分子を使用した土壌改良材料によれば、吸水性
に優れ、水分が分離しにくくなるという吸水性高分子の
利点を生かすことができ、かつ、安定して、継続的に吸
水反応を制御可能となる。

【００１５】［改良土の作成方法］本発明の改良土は、
混練装置（パドル型ミキサ等）に、初期含水比１５０％
〜４００％である容積１ｍ³の泥土に対して、前記記配
合である土壌改良材料を５ｋｇ〜１５ｋｇ（特に、８ｋ
ｇ〜１０ｋｇが好適）投入し、所定時間混練することに
より作成することができる。この混合土は砂状になって
いるため、混練装置に連通する搬送装置（スクリューフ
ィーダ等）により搬出して、ダンプトラック等により所
定場所に容易に運搬することができる。なお、混練時間
は、泥土の含水比により最適な時間を選択することが必
要であるが、通常は２分〜５分程度とすることが好適で
ある。

【００１６】また、他の製造方法としては、所定の配合
である泥土及び土壌改良材料を土木重機（バックホウ
等）により、直接混合することも可能である。この方法
によれば、特殊な設備等を必要としないが、前記混練装
置を使用する場合と比較して混合効率が若干劣るため、
泥土に対し、土壌改良材料の混合割合を多くする必要が
ある。

【００１７】従って、本発明によれば、吸水性高分子、
高膨潤性粘土及び水溶性高分子を使用することにより、
前記処理容易性、易取扱性、土壌へのなじみ性、水分の
難分離性を備える土壌改良材料を提供することができ
る。また、この土壌改良材料と泥土を混合することによ
り、安全性が高く、良質な改良土を提供することができ
る。

【００１８】以上、本発明について、好適な実施形態に
ついての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限
られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更
が可能である。なお、本発明は、湖沼や河川等の底泥に
限定されるものではなく、汚泥又は排泥等の高含水比で
ある各種の泥土に適用可能であることは勿論である。

【００１９】

【実施例】［第１実施例］本発明の土壌改良材料の配合
を検討するために、表１に示す配合で各材料を混合し
て、前記処理容易性、易取扱性、土壌へのなじみ性及び
水分の難分離性を実証した。ここで、添加する土壌改良
材料の材料は、ポリアクリル酸塩系吸水性高分子、ベン
トナイト（高膨潤性粘土）及び天然性グアガム（吸水性
高分子）を使用した。なお、易取扱性は、混合土を水平
パレットに入れて、４０度の角度に傾斜させた場合に、
流動するか否かで判定した。また、水分の難分離性は、
混合土に消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）を添加して脱水を行
い、脱水量で評価した。

【００２０】

【表１】

【００２１】表２は、サンプルごとの浚渫土（泥土）１
ｍ³当たり（含水比２５７％）の土壌改良材料の添加量
（ｋｇ）と改良土の適性を総合的に示したものであり、
改良土の満たすべき性質が最良である土壌改良材料の添
加量には◎印が、良好である場合には○印が、使用可能
である場合には△印が、不良である場合には×印が示し
てある。これらの結果から、改良土について良好な使用
状態を保つためには、吸水性高分子と高膨潤性粘土と水
溶性高分子の混合割合がそれらの総重量に対して、前記
吸水性高分子３０重量％乃至５０重量％、前記高膨潤性
粘土４０重量％乃至６０重量％、前記水溶性高分子１０
重量％乃至２０重量％の範囲内にあることが適切である
ことが実証された。

【００２２】

【表２】

【００２３】［第２実施例］表３に示す、基本性状の異
なる湖における４種類の浚渫土（泥土）に土壌改良材料
の添加量を変化させて混合して、前記処理容易性、易取
扱性、土壌へのなじみ性及び水分の難分離性を実証し
た。ここで、添加する土壌改良材料は、ポリアクリル酸
塩系吸水性高分子、ベントナイト（高膨潤性粘土）及び
天然性グアガム（吸水性高分子）をそれぞれ３５重量
％、５０重量％、１５重量％の混合割合で配合したもの
を使用した。

【００２４】

【表３】

【００２５】表４は、サンプルごとの浚渫土（泥土）１
ｍ³当たりの土壌改良材料の添加量（ｋｇ）と改良土の
適性を総合的に示したものであり、改良土の満たすべき
性質が最良である土壌改良材料の添加量には◎印が、良
好である場合には○印が、不良である場合には×印が示
してある。また、図１は、サンプルの浚渫土の初期含水
比（横軸）と混合土が良好な状態となる土壌改良材料の
最小添加量（縦軸）を示したものである。これらの結果
によれば、初期含水比が１５０％〜４００％である一般
的な浚渫土（泥土）を用いた場合には、その容積１ｍ³
当たりに対する土壌改良材料の添加量は、５ｋｇ〜１５
ｋｇが適当であり、特に、８ｋｇ〜１０ｋｇが最適であ
ることが実証された。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、その基本性質を変化さ
せることなく、簡易な処理方法により泥土を使用可能な
状態に改良することが可能となる土壌改良材料を提供す
ることができる。また、泥土と土壌改良材料を使用した
改良土を提供することが可能となることから、環境面に
配慮したリサイクル技術を提案することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】サンプルの浚渫土の初期含水比と、混合土が良
好な状態となる土壌改良材料の最小添加量の関係を示す
グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 101:00 Ｃ０９Ｋ 101:00 (72)発明者小林峯男東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内 (72)発明者金子文夫東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内 (72)発明者吉田功東京都中央区東日本橋三丁目６番18号ＮＦビル７階ベントナイト産業株式会社内 (72)発明者御木公克東京都立川市若葉町三丁目47番13号Ｆターム(参考） 4D059 AA09 BF15 BJ00 CC10 DA52 DB11 DB13 DB19 DB20 DB24 DB28 DB29 EB01 EB11 4H026 AA01 AA09 AA10 AA13 AB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性高分子と高膨潤性粘土と水溶性高
分子の混合割合がそれらの総重量に対して、前記吸水性
高分子３０重量％乃至５０重量％、前記高膨潤性粘土４
０重量％乃至６０重量％、前記水溶性高分子１０重量％
乃至２０重量％の範囲内にあることを特徴とする土壌改
良材料。
【請求項２】初期含水比１５０％〜４００％である容
積１ｍ³の泥土に対して、請求項１に記載の前記土壌改
良材料を５ｋｇ乃至１５ｋｇの割合で添加し、混練した
ことを特徴とする改良土。