JP2005246141A

JP2005246141A - 含水細粒土壌の改良方法

Info

Publication number: JP2005246141A
Application number: JP2004056698A
Authority: JP
Inventors: Takanori Miyano; 隆徳宮野; Yukihiko Yamada; 幸彦山田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】含水細粒土壌を、粒状化すると共に、ＣＢＲ強度及び透水性を高め、広い目的に再利用可能な土壌に改質することができる含水細粒土壌の改質方法を提供すること。
【解決手段】スランプ値４〜１０cmの含水細粒土壌に、液体状のカルボキシル基含有水溶性高分子と、粒径２５〜４０mmの砕石、砂利等より成る混合補助材とを混合し、次いで、これに石灰等の固化剤を添加して、ローリングドラムにより重力混合し、さらに、養生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラッジや建設現場等で発生する残土のような含水細粒土壌の改良方法に関する。

建設現場等で発生する残土は、埋め立て工事等に利用することが多いが、含水量が多く粘着性の高い土は、地盤強度が出ないため再利用することが難しく、通常は埋め立て廃棄処分していた。
しかし、近年、埋め立て廃棄処分場の確保が難しくなっているため、不法投棄が増加して環境問題となっている。
しかも、このような含水率の高い土壌は、ダンプカーによる運搬も困難で、非常に処理しにくかった。

そこで、含水細粒土壌にカルボキシル基含有水溶性重合体粉末を添加混合し、次に、石灰を添加混合し、更に、養生する含水土壌の改良方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この方法では、粉末状のカルボキシル基含有水溶性重合体を添加するので、粘着性の高い含水土壌には均一に混合しにくくて、土粒が確実にカルボキシル基含有水溶性重合体で被覆されず、この結果、土壌が粒状化しにくい。そして、均一に混合するために長時間攪拌すると、土粒子が細かくなりすぎて、得られた改良土壌の強度が低下してしまう。

特開平６−１７０５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、含水細粒土壌を、粒状化すると共に、ＣＢＲ強度及び透水性を高め、広い目的に再利用可能な土壌に改質することができる含水細粒土壌の改質方法を提供することにある。

本発明の含水細粒土壌の改良方法は、スランプ値４〜１０cmの含水細粒土壌に、カルボキシル基含有水溶性高分子液と、粒径１０〜４０mmの砕石、砂利等より成る混合補助材とを混合し、次いで、これに石灰等の固化剤を添加して、ローリングドラムにより重力混合し、さらに、養生する。
ここで、含水細粒土壌は、建設現場等で発生する残土のような土のほかに、浄水処理場の処理過程で沈殿により発生するスラッジを含むものとする。
改良された含水細粒土壌は、篩通過試験で０．０７５mm寸法の通過重量が１０％以下であることが望ましい。
また、改良された含水細粒土壌のＣＢＲ値が８％以上であることが望ましい。

本発明によれば、含水細粒土壌にカルボキシル基含有水溶性高分子を混合することにより、土粒の表面にカルボキシル基含有水溶性高分子の皮膜が形成され、この皮膜が土壌に含まれた遊離水を吸着固定するので、土粒どうしが付着しにくくなって球状に造粒され、この結果、粒状土として再利用でき、しかも、固化剤を混合することにより、強度が高まって再利用したときの地盤強度を確保できる。
また、液状のカルボキシル基含有水溶性高分子を添加するので、粘着性の高い含水細粒土壌にも均一に、且つ、速やかに混合しやすく、カルボキシル基含有水溶性高分子液と共に混合補助材を加えるため、この混合補助剤が粘着し合った含水細粒土壌を攪拌して、いっそうカルボキシル基含有水溶性高分子を混合しやすくなる。
さらに、固化剤を練り込まずにローリングドラムで重力混合したので、固化剤は土粒の表面のみに付着し、確実に被膜強度が高まって、土壌が粒状化する。

本発明における含水細粒土壌は、建設現場等で発生する残土や浄水処理場の堆積物（スラッジ）であって、スランプ値が４〜１０cmで、ＪＩＳ篩網目２．３６mm通過以下程度の粒径を有する。
含水細粒土壌に添加するカルボキシル基含有水溶性高分子液は、親水基としてカルボキシル基を有する高分子の水溶液である。カルボキシル基含有水溶性高分子としては、（メタ）アクリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体、マレイン酸又はその塩と酢酸ビニルとの共重合体、イタコン酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体等があるが、（メタ）アクリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体を用いるのが望ましい。

また、（メタ）アクリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体以外に、メタアクリルアミドの単独重合体を部分加水分解したものを用いることもできる。
カルボキシル基含有水溶性高分子液の添加量は、高分子成分の濃度及び土壌の含水量によって異なるが、カルボキシル基含有水溶性高分子液に含有される高分子成分の添加量が、含水細粒土壌に対して０．０５〜２重量％となるのが望ましい。

含水細粒土壌に加える混合補助材としては、砕石、砂利、コンクリート破砕物等がある。混合補助材の含水細粒土壌に対する添加割合は、５〜３０重量％とするのが望ましい。
含水細粒土壌、カルボキシル基含有水溶性高分子液及び混合補助材は、ミキサにより１分程度混合するのが好ましい。このように、含水細粒土壌、カルボキシル基含有水溶性高分子液及び混合補助材を混合すると、カルボキシル基含有水溶性高分子が含水細粒土壌の土粒の表面を被覆して、土粒子間の遊離水を吸引し、粒子表面に定着させるので、粒子どうしの粘着性が失われて球状に造粒される。
また、混合補助材を加えることにより、粘着性の高い土壌を攪拌して、カルボキシル基含有水溶性高分子が均一に混合される。

固化剤としては、生石灰、消石灰の外に、水硬性セメント等のセメント系固化剤を用いることができる。固化剤の添加量は、含水細粒土壌の含水量によって異なるが、１〜１０％程度とする。
固化剤を添加した後は、ローリングドラムを用いて、攪拌羽根等で練り込むような機械的圧力を加えずに、重力混合する。固化剤は、吸水したカルボキシル基含有水溶性高分子の被膜表面に付着して該被膜中の水分と反応し、発熱によって水分を蒸発させながら皮膜の強度を高める。
また、機械的圧力を加えずに混合すると、固化剤が土粒の表面に付着するだけであって、有効に皮膜の強度を高めることができる。

固化剤を混合した後は、粒子の強度が発言するように養生を行う。養生期間は、温度等によって異なるが、３日〜１週間とするのが望ましい。
また、改質された含水細粒土壌は、球状に造粒されて一定以上の粒度を有し、篩通過試験で０．０７５mm寸法の通過重量が１０％以下となることが望ましい。
また、改質された含水細粒土壌は、再利用したときの地盤強度を確保するために、ＣＢＲ値が８％以上であることが望ましい。

以下、本発明の実施例を述べるが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図１に示すように、含水細粒土壌（東京都日野市豊田地区発生ＣＢＲ値１．２％）をホッパーに投入し、定量フィーダーを用いて定量的に含水細粒土壌をパドルミキサに投入した。
パドルミキサは、二軸・逆送り羽根付仕様のものを用いた。
また、パドルミキサに、直径１０〜４０mの砕石（含水細粒土壌に対して２０重量％）と、カルボキシル基含有水溶性高分子液（高分子成分の添加量が含水細粒土壌に対して０．１重量％）とを投入した。

カルボキシル基含有水溶性高分子液は、重量比で約４０％がアクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合体（内アクリルアミド７０％、アクリル酸ソーダ３０％）、３０％が水、２５％がノルマルパラフィン、残りが界面活性剤で構成される。
そして、パドルミキサを１分間駆動して、含水細粒土壌と、カルボキシル基含有水溶性高分子液と、砕石とを混合した。
このようにパドルミキサで混合した混合物を目視すると、べたついて光っている部分もあるが、７〜８割の部分はさらさらとしていた。

パドルミキサから排出した混合物をベルトコンベアで受け、ベルトコンベア上で生石灰パウダ（含水細粒土壌に対して５重量％）をふりかけてから、ローリングドラム内に投入した。
ローリングドラムを約３０秒間回転させて、上記混合物と生石灰とを重力混合した。重力混合した後の土壌は、ほとんどの部分が細かい粒状であった。
ローリングドラムから排出された土壌を、野積みして３日間養生し、改質土壌を得た。
得られた改質土壌は、比重１．０４であった。
この改質土壌を、底に細かい孔の開いたバケツに入れて、簡易的な透水試験を行った結果、改質土壌を通して水が排出されて透水性のあることがわかり、透水後の水はやや濁っていた。
また、この改質土壌を網目寸法０．０７５mmの篩にかけたところ、篩を通過した重量は篩に供給した重量の３％であった。
さらに、この改質土壌にＣＢＲ試験を行った結果、ＣＢＲ値は２３．５％となった。

比較例
実施例と同様の含水細粒土壌に、同様の混合方法でカルボキシル基含有水溶性高分子粉体のみを混合したもの（Ａ）、カルボキシル基含有水溶性高分子液のみを混合したもの（Ｂ）、及び砕石とカルボキシル基含有水溶性高分子粉体を混合したもの（Ｃ）を目視した。
（Ａ）及び（Ｂ）は、強い光沢で輝いて粒状にならず、（Ｃ）は、べたついて光っている部分があり、５〜６割の部分はさらさらとしていた。

また、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び実施例と同じ混合物に、実施例と同様に石灰を添加してから、ミキサで攪拌混合したものをそれぞれ（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、（Ｄ）とし、これらを目視した。
さらに、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に実施例と同様に石灰を添加してから、それぞれローリンングドラムで重力混合したものをそれぞれ（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）とし、これらを目視した。
この結果、（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ａ２）及び（Ｂ２）はほとんど粒状をなさず、（Ｃ１）は２割程度が粒状であるにすぎなかった。（Ｄ）は、（Ｃ１）より僅かに粒状部分が多かった（３割程度）。
また、（Ｃ２）は、ほとんどが粒状であったが、実施例で得た改質土壌よりも粒が粗かった。

（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）に対して、実施例と同様の透水試験を行った結果、（Ａ２）及び（Ｂ２）には全く透水性が無く、バケツにそのまま水が残った。
（Ｃ２）は、透水性を有するが、透水後の水が実施例で得られた改質土壌よりも濁っていた。
ＣＢＲ値は、（Ａ２）が１８．２％、（Ｂ２）が１７．１％、（Ｃ２）が２２．２％となり、実施例で得られた改質土壌より小さかった。

本発明の実施例に係る改質工程を示す図。

Claims

スランプ値４〜１０cmの含水細粒土壌に、カルボキシル基含有水溶性高分子液と、粒径１０〜４０mmの砕石、砂利等より成る混合補助材とを混合し、次いで、これに石灰等の固化剤を添加して、ローリングドラムにより重力混合し、さらに、養生することを特徴とする含水細粒土壌の改良方法。
改良された含水細粒土壌は、篩通過試験で０．０７５mm寸法の通過重量が１０％以下である請求項１に記載された含水細粒土壌の改良方法。
改良された含水細粒土壌のＣＢＲ値が８％以上である請求項１又は２に記載された含水細粒土壌の改良方法。