JP2002294232A - セメント石灰系固化材 - Google Patents

セメント石灰系固化材

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JP2002294232A
JP2002294232A JP2001096262A JP2001096262A JP2002294232A JP 2002294232 A JP2002294232 A JP 2002294232A JP 2001096262 A JP2001096262 A JP 2001096262A JP 2001096262 A JP2001096262 A JP 2001096262A JP 2002294232 A JP2002294232 A JP 2002294232A
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cement
soil
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based solidifying
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Keiji Omori
啓至 大森
Norihiko Arai
範彦 新井
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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    • 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
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland 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
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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

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
セメント石灰系固化材を提供する。 【解決手段】 普通セメント、高炉セメント、早強セメ
ントおよび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、生石灰1〜30重量部および石膏(無
水物換算)を3〜100重量部含むことを特徴とするセ
メント石灰系固化材を提供する。これに加えて、スラグ
も含むセメント石灰系固化材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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
石灰系固化材に関する。
【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
ト石灰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、生石灰およ
び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、主として生石灰の水和反応により吸水を
促進し、初期段階でエトリンガイトが生成して、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
メント石灰系固化材に関する。 (1)普通セメント、高炉セメント、早強セメントおよ
び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、生石灰1〜30重量部および石膏(無水物換
算)を3〜100重量部含むことを特徴とするセメント
石灰系固化材(請求項1)。 (2)さらにスラグを50〜900重量部含むことを特
徴とする請求項1に記載のセメント石灰系固化材(請求
項2)。
【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。本発明のセメント石灰系固化材に含
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石灰系固化
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】本発明のセメント石灰系固化材に含まれる
生石灰は、特に制限されない。本発明において、生石灰
は土壌からの水分吸収およびポゾラン反応の促進に寄与
する。
【0010】また、本発明のセメント石灰系固化材に含
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
石灰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石灰系固化材スラリ
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。
【0011】石膏の添加量は、セメント100重量部に
対し、無水物換算で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。
【0012】また、本発明のセメント石灰系固化材は、
さらにスラグをセメント100重量部に対し50〜90
0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、90
0重量部を超えると初期強度が低下する傾向にある。
【0013】本発明のセメント石灰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。
【0014】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石灰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
ト石灰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石灰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石灰系固化材の
使用が好ましい。
【0015】
【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。
【0016】(試験方法)表1に示す配合のセメント石
灰系固化材に水を加え、セメント石灰系固化材/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当たりにスラリー300kgを混合して地盤工学
会基準JGS 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 A1216に従い測定した。その結果を、表2
に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】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
施例も比較例よりも、各段に強度が高くなっている。そ
の他の実施例も含め、本発明のセメント石灰系固化材
(実施例1〜8)は各種土質の対象土に使用した場合で
も、強度発現性に優れていることが分かる。
【0020】
【発明の効果】本発明のセメント石灰系固化材は、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) // C09K 103:00 C09K 103:00

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
    ントおよび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、生石灰1〜30重量部および石膏(無
    水物換算)を3〜100重量部含むことを特徴とするセ
    メント石灰系固化材。
  2. 【請求項2】 さらにスラグを50〜900重量部含む
    ことを特徴とする請求項1に記載のセメント石灰系固化
    材。
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