JP2002137950A - セメント系固化材 - Google Patents

セメント系固化材

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JP2002137950A
JP2002137950A JP2000333644A JP2000333644A JP2002137950A JP 2002137950 A JP2002137950 A JP 2002137950A JP 2000333644 A JP2000333644 A JP 2000333644A JP 2000333644 A JP2000333644 A JP 2000333644A JP 2002137950 A JP2002137950 A JP 2002137950A
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cement
soil
solidifier
gypsum
sludge
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JP2000333644A
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Norihiko Arai
範彦 新井
Keiji Omori
啓至 大森
Katsuyuki Sakamaki
克之 酒巻
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
太平洋セメント株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浚渫土、軟弱土、掘削土、泥土、建設発生
土、汚泥、砂質粘土、砂質土、粘性土、シルト、火山灰
土、ローム、泥炭、(高)有機質土、(高)含水土、泥
水、ヘドロ、スラッジ、産業廃棄物等の各種土質の固化
・改良処理に使用して強度発現性に優れ、汎用性に富む
セメント系固化材の提供。 【解決手段】 普通セメント、高炉セメント、早強セメ
ント、アーウイン系セメントの1種または2種以上を1
00重量部、石膏を3〜100重量部含むセメント系固
化材の提供。また、これに更にスラグを50〜900重
量部含むセメント系固化材の提供。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浚渫土、軟弱土、
掘削土、泥土、建設発生土、汚泥、砂質粘土、砂質土、
粘性土、シルト、火山灰土、ローム、泥炭、(高)有機
質土、(高)含水土、泥水、ヘドロ、スラッジ、産業廃
棄物等の各種土質の固化・改良処理に使用するセメント
系固化材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、土質改良分野において、セメ
ント系または石灰系の固化材が土質改良に用いられてき
たが、近年、対象とする土質の種類が益々多様化し、個
々の事例に応じて固化材の配合、施工方法等を選択して
対処しなければならない状況が生じている。例えば、年
々深刻化する宅地不足により、不良地盤や軟弱地盤の宅
地化も実施せざるを得ない場合もあり、その際に発生す
る軟弱土、建設発生土、建設汚泥等を外部に搬出するこ
となく、固化材により安定処理して、現場において埋戻
すか、または盛土等に再利用することが望まれる。ま
た、深層における地盤改良において、圧密脱水等の物理
的工法が多用されていたが、この方法では、地盤の安定
化までに長期間を要し、周辺地盤へ悪影響を及ぼす等の
問題があるため、土質を早期に固化しうる固化材が望ま
れる。さらに、下水や工場排水による河川、湖沼、港湾
等の汚染は環境破壊の一因になっているため、河川等に
堆積した(高)有機質土、(高)含水土、ヘドロ等また
は浚渫工事により発生する浚渫土を処理できると共に、
当該土に含まれる重金属等の有害物質をも固定化できる
固化材も望まれている。
【0003】また、路床、路盤、仮設道路、建設機械の
支持地盤または構造物基礎地盤等を改良する場合、目的
に応じて所定の強度の付与が必要となり、早期強度のみ
ならず長期強度の発現性も重要となる。
【0004】一般に、改良対象土の土質に合わせ固化材
を選択しなければならないが、上記の多様な用途に対処
しようとする場合、改良対象土が様々な土質からなるた
め、固化材の選択は困難であった。かかる場合、多種類
の固化材を工事現場に搬送して、土質を調査しながら固
化材を選択し、土壌に混合することも可能であるが、作
業が繁雑になって工期が遅れる嫌いがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、浚渫土、軟弱土、掘削土、泥土、建設発生土、汚
泥、砂質粘土、砂質土、粘性土、シルト、火山灰土、ロ
ーム、泥炭、(高)有機質土、(高)含水土、泥水、ヘ
ドロ、スラッジ、産業廃棄物等の各種土質の固化・改良
処理に使用して強度発現性に優れ、汎用性に富むセメン
ト系固化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】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、セメントと石膏を特定
の割合で含む固化材は、上記の各種の土壌と混合する
と、水和反応により、初期段階でエトリンガイトが生成
し、土粒子間に架橋を形成し土壌を固化するとともに、
長期段階では、土壌中の粘土鉱物とのポゾラン反応によ
り強度が向上して地盤の改良に優れ、かつ汎用性をも有
することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は以下の構成からなるセ
メント系固化材に関する。 (1)普通セメント、高炉セメント、早強セメント、ア
ーウイン系セメントの1種または2種以上を100重量
部および石膏を3〜100重量部含むことを特徴とする
セメント系固化材。 (2)普通セメント、高炉セメント、早強セメント、ア
ーウイン系セメントの1種または2種以上を100重量
部、石膏を3〜100重量部およびスラグを50〜90
0重量部含むことを特徴とするセメント系固化材。
【0008】
【発明の実施の形態】以下において、本発明について更
に詳細に説明する。本発明のセメント系固化材に含まれ
るセメントは、普通セメント、高炉セメント、早強セメ
ント、アーウイン(3CaO・3Al23・CaS
4)系セメントの1種または2種以上を使用したもの
である。本発明に係る汎用性のあるセメント系固化材に
は、上記のいずれのセメントも使用可能であるが、強度
発現性が材齢1日以内で要求される用途には、早強セメ
ント、アーウイン系セメントの使用が好ましく、材齢1
〜3日程度で要求される用途には、早強セメント、普通
セメントの使用が好ましく、材齢3日以降で要求される
用途には、普通セメント、高炉セメントの使用が好まし
い。
【0009】また、本発明のセメント系固化材に含まれ
る石膏は、無水石膏、二水石膏、半水石膏の1種または
2種以上を使用したものである。石膏は、セメント系固
化材の水和過程でセメント鉱物およびセメントの水和生
成物と反応してエトリンガイトを生成し、強度発現性に
寄与するものであるが、石膏の種類を選択することによ
り、エトリンガイトの生成時期を調整でき、これによっ
て、本発明に係るセメント系固化材スラリーの可使時間
の制御が可能となる。具体的には、無水石膏を使用する
と可使時間が長くなり、二水石膏、半水石膏を使用する
と、可使時間が短くなる傾向になる。
【0010】本発明のセメント系固化材は、セメント1
00重量部に対し、石膏を3〜100重量部含むもので
ある。石膏が3重量部未満では、エトリンガイトの生成
量が少ないため初期強度が低く、100重量部を超える
と相対的にセメント量が減少するため長期強度が低くな
る傾向にある。
【0011】また、本発明のセメント系固化材は、さら
にスラグを50〜900重量部含んでもよい。スラグ
は、セメントの水和過程で生成したアルカリ性物質によ
り水硬性が発現し、中、長期における強度増進に寄与す
る。スラグが50重量部未満では、中、長期における強
度増進効果が低く、900重量部を超えると初期強度が
低下する傾向にある。
【0012】本発明のセメント系固化材が適用可能な用
途は 擁壁、カルバート、パイプ等の基礎地盤の改良、比較
的軽量な構造物の基礎地盤の改良、または法面の浸食防
止等の浅層改良。 構造物の基礎地盤の改良、掘削の山留めの強化、掘削
残土のヒービング、ボイリングの防止、ソイルセメント
連続壁、または斜面のすべり・崩落防止等の深層処理。 路床・路盤または仮設道路等の安定処理。 ヘドロ、建設汚泥(泥土)、事業所汚泥または上下水
処理汚泥等の固化処理。 建設発生土(残土)等の固化・安定処理。 が挙げられる。
【0013】具体的には、構造物等の基礎地盤等の浅層
処理や深層処理に対しては、中、長期の強度増進の点
で、スラグを含有するセメント系固化材の使用が好まし
く、路床・路盤または仮設道路等の安定処理において、
道路の開放時間や工期を短縮するためには、早強セメン
トまたはアーウイン系セメントと石膏を含むセメント系
固化材の使用が好ましく、ヘドロ、建設汚泥(泥土)、
事業所汚泥または上下水処理汚泥等の固化処理に対して
は、土に多く含まれる水分をエトリンガイトにより固定
して、対象土の乾燥処理を不要とする点で、石膏の含有
量が高いセメント系固化材の使用が好適である。また、
建設発生土(残土)等の固化・安定処理に対しては、固
化・安定処理した改良土が、時間の経過と共に水和が進
んだ結果、土粒子が団粒化されて、砂質化し、埋戻し材
や盛土材として再利用も可能である点で、普通セメント
と石膏を含むセメント系固化材の使用が好ましい。
【0014】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示すが、これらは
例示であり、本発明を限定するものではない。
【0015】(試験方法)表1に示す配合のセメント系
固化材に水を加え、セメント系固化材/水の重量比が1
のスラリーを調整し、表2に示す各種の対象土1m3
たりにスラリー300kgを混合して地盤工学会基準J
GS 0821に従い改良土を作成した。そして、この
改良土の材齢28日における一軸圧縮強さを、JIS
A 1216に従い測定した。その結果を、表2に示
す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表2から分かるように、例えば、同じ種類
の対象土に使用した例で一軸圧縮強さを比較すると(す
なわち、実施例1と比較例1、実施例3と比較例2、実
施例5と比較例3、実施例7と比較例4)、いずれの実
施例も比較例の2倍程度、強度が高くなっている。その
他の実施例も含め、本発明のセメント系固化材(実施例
1〜8)は各種土質の対象土に使用した場合でも、強度
発現性に優れる。
【0019】
【発明の効果】本発明のセメント系固化材は、浚渫土、
軟弱土、掘削土、泥土、建設発生土、汚泥、砂質粘土、
砂質土、粘性土、シルト、火山灰土、ローム、泥炭、
(高)有機質土、(高)含水土、泥水、ヘドロ、スラッ
ジ、産業廃棄物等の各種土質の固化・改良処理に使用し
て強度発現性に優れ、広い用途に渡って汎用性に富むも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── 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) E02D 3/12 (C04B 28/00 //(C04B 28/00 28:08 28:08 22:14 D 22:14 B 28:04) 28:04) B09B 3/00 ZAB Fターム(参考) 2D040 AC02 AC04 AC05 BB02 BB03 CA01 CA03 CA04 4D004 AA31 AA32 CA45 CC13 DA03 DA10 4D059 AA09 BG00 DA06 DA66 EA11 EA20 EB11 EB20 4G012 MB33 PA29 PB11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 普通セメント、高炉セメント、早強セメ
    ント、アーウイン系セメントの1種または2種以上を1
    00重量部および石膏を3〜100重量部含むことを特
    徴とするセメント系固化材。
  2. 【請求項2】 普通セメント、高炉セメント、早強セメ
    ント、アーウイン系セメントの1種または2種以上を1
    00重量部、石膏を3〜100重量部およびスラグを5
    0〜900重量部含むことを特徴とするセメント系固化
    材。
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