JP2016060679A - 遮水材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遮水材としての要求性能を確保しつつ、製造能力を向上させ、安価となる遮水材の製造方法を提供する。
【解決手段】遮水材を、海水、ポリプロピレン繊維、ベントナイト、高炉セメント及びフライアッシュの順序で混合して形成するので、ポリプロピレン繊維、ベントナイト及びフライアッシュを均一に分散させることができ、要求される遮水性、強度及び変形時の靭性を確保することができる。また、本製造方法によれば、従来よりも全体の製造時間を短縮することができ、高い撹拌能力を備えた撹拌装置の採用を最小限に留めることができるので、トータルコストを低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、産業廃棄物や一般廃棄物等を最終処分するための廃棄物処分場の遮水層に使用される遮水材の製造方法に関するものである。

近年、産業廃棄物の排出量は益々増大する傾向にあり、これに伴い最終処分場の建設も、海面、陸上を問わず数多く推し進められている。ところで、この種の管理型最終処分場においては、廃棄物内に含まれる有害物質の処分場外への漏出をいかに抑えるかが重要な課題となっている。このため、従来一般には、処分場の外周側面には鋼矢板や鋼管矢板を打設したり、場内底面も含め、遮水シートを敷設したりして有害物質の漏出を抑えるようにしていた。しかしながら、鋼矢板や鋼管矢板は継手部内を確実に遮水することが課題であり、遮水シートは、局所的な破損を防ぐために、敷設面の不陸整正を行ったり、原地盤の不等沈下を起こさないように地盤改良を行う必要がある。

このため、最近では、例えば、海面処分場においては、埋立処分域を囲む矢板式護岸を二重にしたり、その矢板の継手部内に遮水材を充填したりしている。また、処分域の底面に遮水材や固化処理土などを打設して遮水層を形成することが実施されている。一方、陸上処分場においては、処分域を囲む地中にコンクリートなどを打設して連続地中壁（遮水層）を形成し、あるいは処分域の底面に固化処理土やコンクリートを打設して遮水層を形成することが実施されるようになってきている。

そこで、特許文献１には、廃棄物処分場の遮水構造物に用いる遮水材として、含水比が１００〜２５０％である粘性土に、繊維状強化材を体積比で０．２〜２．０％、固化材を５０〜１５０ｋｇ／ｍ^３それぞれ添加し、前記繊維状強化材として、繊維径が１０〜４００μｍで、かつ繊維長が１０〜５０ｍｍの短繊維を用いてなるものが開示されている。

特許第４６７８４９６号公報

しかしながら、特許文献１の発明に係る遮水材では、その製造方法として、主材となる含水比が１００〜２５０％の粘性土に繊維状強化材を練り混ぜ機で混合させる際に、繊維状強化材を極少量ずつ投入しなければ、繊維状強化材を粘性土中に均一に混合することができない。そのため、遮水性や強度等の品質性能が要求される遮水材を一定量製造するためには時間を要する。その結果、一定時間内での製造量が低下し、そのため遮水材の製造単価が高騰することとなる。さらに、従来では、粘り気のある粘性土を主材として繊維状強化材を混合して撹拌して練り混ぜしているので、撹拌性能（撹拌するために必要な駆動力）の優れた高価な撹拌装置を備える必要があり、この点からもその製造方法を改善する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、遮水材としての要求性能を確保しつつ、製造能力を向上させ、安価となる遮水材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、遮水層に使用される、水、繊維材、粒状材及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、前記水と前記繊維材とを混合する第１混合ステップと、該第１混合ステップの後に、前記粒状材を混合して撹拌する第２混合ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項１の発明では、まず、第１混合ステップにて、水と繊維材とを混合させることである。これにより、土中に繊維材を分散させる従来と比較して、より短時間で容易に、水中に繊維材を均一に分散させることができる。次に、第２混合ステップにて、繊維材が均一に分散した水に粒状材を投入し撹拌して練り混ぜることである。これにより、繊維材が均一に分散したままで、次第に粒状材が繊維材に絡み合った状態で粒状材も均一に混合される。このとき、粒状材の投入した重量に応じて混合された遮水材のスラリー比重が大きくなり、粘性が高くなる。

請求項２に記載した発明は、遮水層に使用される、水、繊維材、粒状材及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、前記粒状材の一部を含む水と前記繊維材とを混合する第１混合ステップと、該第１混合ステップの後に、前記粒状材の残りを混合して撹拌する第２混合ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項２の発明では、第１混合ステップにおいて、粒状材の一部を含む水に繊維材を混合させており、これは、水の粘性を若干大きくするために、粒状材の一部を若干量（例えば水１ｍ^３に対して１０〜５０ｋｇ程度、スラリー比重換算１．００〜１．０５ｇ/ｃｍ^３）を水に混合させるようにしている。これにより、第１混合ステップにおいて、大量の水に繊維材が偏ることなく均一に分散した状態を創出することができ、残りの粒状材を投入して撹拌した際に繊維材及び粒状材がさらに均一に分散するようになる。
なお、請求項１及び２の発明で採用される水は、海水でもよいし、淡水でもよい。また、繊維材は、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、ポリエチレン（ＰＥ）繊維、グラスファイバー（ＧＡ）繊維等が採用される。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明において、前記第１混合ステップでは、充填された水または前記粒状材の一部を含む水に前記繊維材を投入することを特徴とするものである。
請求項３の発明では、撹拌装置内に充填された水（粒状材の一部を含む水）に繊維材を小分けにして順次投入することで、水中に繊維材が均一に分散するようになる。具体的には、第１混合ステップでは、まず、撹拌装置内に所定量の水（粒状材の一部を含む水）が充填され、その所定量の水に作業者が所定量の繊維材を極少量ずつ投入するのではなく、大まかに小分けにして複数回に分けて投入するようにしている。土中でなく、水中に投入するため、水中に繊維材がすみやかに均一に分散するようになる。
ところで、繊維材を一気に撹拌装置内の水に投入すると、繊維材の塊がほぐれて均一に分散するまでに撹拌時間を長くする必要がある。一方、所定量の繊維材を撹拌装置内に投入した後に、所定量の水を撹拌装置に入れた場合も同様に、繊維材がうまく分散せずに塊状となり、繊維材が撹拌装置の撹拌翼に絡まるようになる。なお、繊維材を土中に投入する場合においては、極少量ずつ小分けして投入するが、均一に混ぜるためには所定の全量を投入後２０分程度の撹拌時間を要する場合がある。これに対して小分けした繊維材を水に混ぜる場合は投入後１分程度で均一に分散することができる。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した発明において、前記繊維材には、分散剤が塗布されていることを特徴とするものである。
請求項４の発明では、水と比重が異なった繊維材を用いても、分散剤により、繊維材が水中で均一に分散するようになる。しかも、この繊維材の製造時に分散剤を塗布することにより、繊維材を数十本単位の束にまとめて、所定の長さに切断することができ、梱包時や投入時の繊維材の取り扱いが容易となる。つまり、取り扱う繊維材が細く短いため、繊維が乾燥した状態では、梱包時や投入時に繊維材が気中に舞い上がり、取り扱いにくくなるが、製造時に分散剤を繊維材に塗布することで、取り扱いを容易にすることができる。

請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載した発明において、前記第２混合ステップの後、前記固化材を混合して撹拌する第３混合ステップを含むことを特徴とするものである。
請求項５の発明では、第３混合ステップにおいて、繊維材及び粒状材を含む水に固化材を混合させると水和反応により時間経過とともに粘性が増加して、一定の強度を発現するようになる。

請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した発明において、前記粒状材は、ベントナイト及びフライアッシュであり、前記第１混合ステップ及び前記第２混合ステップで採用される前記粒状材は前記ベントナイトであり、前記第３混合ステップの後、前記フライアッシュを混合して撹拌する第４混合ステップを含むことを特徴とするものである。
請求項６の発明では、第２混合ステップにて繊維材が分散した水にベントナイトを混合して撹拌しているが、ベントナイトは、主材となるフライアッシュよりも製造する遮水材全体の配合における重量比が小さく、フライアッシュよりも粒径が小さいので、繊維材を含む水にベントナイトを混合したものを撹拌する撹拌装置は高い撹拌能力（撹拌するために必要な駆動力）を必要としない。さらには、ベントナイトは、粒径が主に５μｍ未満であり、最終的に製造される遮水材を難透水性（遮水性）とする重要な材料である。このベントナイトを塊として水に投入した場合、塊となる粒子群の周りに水が覆うことになるが、このベントナイトは、粒子の間に水が浸透しにくく団粒化し易い性質（ダマになり易い性質）である。そのため、このベントナイトを水中に均一に分散させるためには、水をベントナイトの粒子間に浸透させる必要があり、水に繊維材を混合した直後の早い段階でベントナイトを混合させ、その後の他の構成部材の混合時間も含めて水の浸透時間を適切に確保することで、ベントナイトが局所的に偏らず団粒化を抑制して、ベントナイトを一様に分散させることができ、遮水性の観点からも有効となる。さらに、第４混合ステップでは、全体に対する重量比が最も大きい主材のフライアッシュを混合して撹拌するので、この第４混合ステップで使用される撹拌装置は、第２混合ステップで使用する撹拌装置及び第３混合ステップで使用する撹拌装置よりも、高い撹拌能力（撹拌するために必要な駆動力）を備える必要がある。撹拌能力が高い装置の機材費は高価であり、多くの材料を混合した上で、遮水材の時間あたりの製造数量を大きくするためには、撹拌能力の高い装置には撹拌負荷の大きな混合を連続して担うことが有効である。そして、第２混合ステップおよび第３混合ステップでは撹拌能力が低く安価な撹拌装置を使用して、第４混合ステップで使用する撹拌装置に供給するスラリーを事前に準備し、第４混合ステップにて主材で重量比の最も大きいフライアッシュを連続混合することが、時間あたりの製造量を向上させ、その結果として、遮水材の製造単価を安価とすることができる。

請求項７に記載した発明は、請求項６に記載した発明において、前記第４混合ステップでは、前記フライアッシュを複数回に分けて投入して、該フライアッシュの投入作業と撹拌作業とを交互に行うことを特徴とするものである。
請求項７の発明では、繊維材、ベントナイト、固化材及びフライアッシュを均一に分散させることができる。

請求項８に記載した発明は、請求項６または７に記載した発明において、前記固化材は、高炉セメントであり、重量比にて、前記フライアッシュ：前記ベントナイト＝９以下：１の割合で配合され、重量比にて、前記フライアッシュ：前記高炉セメント＝１２以下：１の割合で配合されることを特徴とするものである。
請求項８の発明では、重量比にて、フライアッシュ：ベントナイト＝９以下：１の割合で配合されるので、所望の遮水性を確保することができる。また、重量比にて、フライアッシュ：高炉セメント＝１２以下：１の割合で配合されるので、有害物質の溶出を抑制することができる。

本発明に係る遮水材の製造方法によれば、繊維材及び粒状材を均一に分散させて混合することができるので、所望の遮水性、強度及び変形時の靭性を確保することができる。また、従来よりも撹拌時間等を短縮することができ、その製造時間を大幅に短縮することができ、トータルコストを低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る製造方法による遮水材を使用した遮水層を備えた海面処分場を示す概略図である。 図２は、本製造方法を具現化するための製造設備の概略図である。 図３は、本製造方法を説明するための製造フロー図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
遮水材１０は、例えば、産業廃棄物や一般廃棄物等を最終処分するための廃棄物処分場に備えた遮水層６に使用されるものである。

図１は、遮水層６を備えた海面処分場を示したものである。本海面処分場における埋立処分域１は、護岸２により外水域Ａから締切られた内水域Ｂ内に設定されている。
護岸２は、ここではケーソン式護岸からなっており、海底地盤（ここでは、難透水性地盤）Ｇに造成した捨石マウンド３上に据付けられたケーソン４と、ケーソン４の背後に裏込石を投入して造成された裏込層５とからなっている。該裏込層５の、内水域Ｂ側の背面は法面となっており、この裏込層５の法面と埋立処分域１の底面上には、遮水材１０が打設される遮水層６が連続して造成されている。遮水層６は、ここでは埋立処分域１の底面上での厚さｔ２が、裏込層５の法面上での厚さｔ１よりも厚くなるように造成されている。なお、前記厚さｔ１、ｔ２は、一例としてｔ１＝０．５ｍ程度、ｔ２＝２．０ｍ程度に設定される。また、所望により裏込層５の法面に予め遮水シートを敷設し、該遮水シート上に遮水層６を造成してもよい。

上述したように、遮水層６は、遮水材１０が打設されることで造成されている。該遮水材１０は、繊維材と、粒状材と、固化材と、海水とを所定の重量比（配合比）で混合して形成される。なお、本実施形態では、海面処分場における遮水層６に打設する遮水材１０を形成するために海水を使用しているが、陸上処分場における遮水層６に打設する遮水材１０を形成する場合は工業用水や河川の水等、淡水が使用される。

繊維材は、ポリプロピレン繊維（ＰＰ）が採用される。繊維材は、ポリプロピレン繊維の他、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、ポリエチレン（ＰＥ）繊維、ポリアミド（ＰＡ）繊維、ビニロン繊維、グラスファイバ（ＧＦ）やテント布地の端材等を採用することができる。なお、ポリプロピレン繊維はその比重が０．９ｇ／ｃｍ^３であり水に浮く性質であり、一方、ポリビニルアルコール繊維はその比重が１．３ｇ／ｃｍ^３であり水に沈む性質であるため、これらポリプロピレン繊維とポリビニルアルコール繊維とを一緒に使用してもよい。繊維材は、その繊維径が１０〜１８μｍで、かつ繊維長が９〜２０ｍｍのものを用いるほうがよい。

ポリプロピレン繊維には、該ポリプロピレン繊維を海水に投入した際に均一に分散させるために分散剤が塗布されている。該分散剤は、例えば、アミン系やパラフィン系の薬剤が採用される。なお、分散剤を塗布することにより、大気中では数十本単位の束にまとめることができ、梱包時や投入時等所定量のポリプロピレン繊維を移動させる際、ポリプロピレン繊維が気中に舞い上がることを抑制することができる。ひいては、分散剤をポリプロピレン繊維に塗布することにより、梱包時や投入時のポリプロピレン繊維の取り扱いが容易となる。

粒状材は、ベントナイト及びフライアッシュが採用される。ベントナイトは、所謂粘土鉱物である。該ベントナイトはその粒径は主に５μｍ未満であり、塊状の場合には各粒子間に水が浸透しにくく、団粒化し易い性質を有している。該ベントナイトは、遮水性能を向上させるために遮水材１０の構成要素として採用されている。
フライアッシュは、石炭を燃料として用いる火力発電所において、燃焼時に生成されるものである。フライアッシュの粒径は５μｍ〜７５μｍの範囲である。フライアッシュは、略同一粒径のために粒子間の間隙が大きく、水分が抜けやすいために振動等により液状化現象が発生する。すなわち、フライアッシュは、各粒子間の水分の保持効果が小さいために、各粒子が離れ易く団粒化しにくい性質を有している。

固化材は、高炉セメントが採用される。該高炉セメントは、海水と混合すると水和反応で時間経過とともに粘性が増加して、遮水材１０の構成要素を一体的に固化させるものである。しかも、高炉セメントにより、フライアッシュに含まれる有害物質の溶出を抑制することができる。なお、本実施形態では、固化材として、高炉セメントを採用して最良の形態であるが、普通ポルトランドセメント等も採用することができる。

遮水材１０は、重量比にて、フライアッシュ：ベントナイト＝９以下：１の割合で配合され、フライアッシュ：高炉セメント＝１２以下：１の割合で配合され、且つ（フライアッシュ＋高炉セメント＋ベントナイト）：海水＝略１０：６の割合で配合されて構成される。また、ポリプロピレン繊維は、体積比で、全体の０．５％〜１．０％の割合で添加される。

なお、遮水材１０の具体的な一配合例を次に示す。遮水材１０は、全体が１５１６．５（ｋｇ／ｍ^３）の場合、フライアッシュを６９９．２（ｋｇ／ｍ^３）、ベントナイトを１７４．８（ｋｇ／ｍ^３）、高炉セメントを７２．８（ｋｇ／ｍ^３）、ポリプロピレン繊維を５．４（ｋｇ／ｍ^３）、海水を５６４．３（ｋｇ／ｍ^３）にてそれぞれ配合している。

次に、上述した遮水材１０を製造するための製造設備２０を、図２に基づいて簡単に説明する。
製造設備２０は、遮水材１０を打設する遮水層６の近傍に配置される。該製造設備２０は、海水にポリプロピレン繊維及びベントナイトを混合する第１プラント施設２１と、該第１プラント施設２１からの混合物に高炉セメントを混合する第２プラント施設２２と、該第２プラント施設２２からの混合物にフライアッシュを混合する第３プラント施設２３とを備えている。

第１プラント施設２１は、ベントナイトを計量するベントナイト用サイロ２５と、該ベントナイト用サイロ２５から投入されたベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌する第１撹拌装置（バッチ式ミキサー）２６と、第１撹拌装置２６と連通して、練り混ぜられたベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦貯蔵する第１アジテータ２７と、該第１アジテータ２７から混合物を第２プラント施設２２の第２撹拌装置３６に圧送する第１圧送ポンプ２８とを備えている。第１撹拌装置２６は海水用圧送ポンプ５０に連通している。なお、第１アジテータ２７は、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力（撹拌に必要な駆動力）を備えている。

第２プラント施設２２は、高炉セメントを計量する高炉セメント用サイロ３５と、該高炉セメント用サイロ３５から投入された高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌する第２撹拌装置（バッチ式ミキサー）３６と、第２撹拌装置３６と連通して、練り混ぜられた高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦貯蔵する第２アジテータ３７と、該第２アジテータ３７から混合物を第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６に圧送する第２圧送ポンプ３８とを備えている。なお、第２アジテータ３７も、第１アジテータ２７と同様に、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力を備えている。

第３プラント施設２３は、フライアッシュを計量するフライアッシュ用サイロ４５と、該フライアッシュ用サイロ４５から投入されるフライアッシュ、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を撹拌して遮水材１０を形成する第３撹拌装置（バッチ式リボンミキサー）４６と、第３撹拌装置４６と連通して、練り混ぜられたフライアッシュ、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物（遮水材１０）を一旦貯蔵する第３アジテータ４７と、該第３アジテータ４７から遮水材１０を遮水層６に圧送する第３圧送ポンプ４８とを備えている。なお、第３アジテータ４７も、第１及び第２アジテータ２７、３７と同様に、練り混ぜられた混合物の分離を抑制するための撹拌能力を備えている。また、第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６は、第１プラント施設２１の第１撹拌装置２６及び第２プラント施設２２の第２撹拌装置３６の撹拌能力よりも高い撹拌能力を有する。

次に、上述した製造設備２０を使用した遮水材１０の製造方法を、図３に示す製造フローに基づいて、図２も適宜参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１では、海水用圧送ポンプ５０により所定量の海水を第１プラント施設２１の第１撹拌装置２６に圧送する。

次に、ステップＳ２では、第１撹拌装置２６が駆動され、作業者が、第１撹拌装置２６内の海水に、繊維材として、所定量のポリプロピレン繊維を小分けにして複数回に分けて数分の時間をかけてゆっくり投入する。この時、所定量のポリプロピレン繊維を一気に投入するのではなく小分けにして複数回に分けて投入することで、ポリプロピレン繊維が塊状になるのを抑制することができる。ポリプロピレン繊維には、分散剤が塗布されているので、ポリプロピレン繊維が海中に投入された際に均一に分散、具体的には、ポリプロピレン繊維はその比重が０．９ｇ／ｃｍ^３であるために、海中の上部側に若干拡散するようになる。しかも、分散剤を塗布したことにより、出荷等の梱包時にはポリプロピレン繊維を数十本単位の束にまとめることができ、開梱時所定量のポリプロピレン繊維を取り出す際には、ポリプロピレン繊維が気中に舞い上がることを抑制することができる。要するに、分散剤により、大気中におけるポリプロピレン繊維の取り扱いが容易となり、しかも、海水に投入するとポリプロピレン繊維を均一に分散させることができる。なお、ステップＳ１及びステップＳ２が第１混合ステップに相当する。

次に、ステップＳ３では、投入するベントナイトをベントナイト用サイロ２５にて計量して、所定量のベントナイトを第１プラント施設２１の第１撹拌装置２６内に数分の時間をかけてゆっくり投入して、ポリプロピレン繊維入りの海水にベントナイトを混合する。そして、第１撹拌装置２６により、これらベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間（数分間）撹拌して練り混ぜる。当然であるが第１撹拌装置２６はポリプロピレン繊維を投入する最初の時点からベントナイトを投入する間も駆動されている。ベントナイトは全体に対する重量比も適量であり、ベントナイトをこの段階で混合して撹拌することで、ベントナイトの各粒子間に海水を浸透させてベントナイトの団粒化を抑制でき、ベントナイト及びポリプロピレン繊維を均一に分散させることができる。これらベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦第１アジテータ２７に貯蔵する。なお、ステップＳ３が第２混合ステップに相当する。

次に、ステップＳ４では、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を所定量、第１圧送ポンプ２８により第１プラント施設２１の第１アジテータ２７から第２プラント施設２２の第２撹拌装置３６に圧送する。

次に、ステップＳ５では、投入する高炉セメントを高炉セメント用サイロ３５で計量して、この所定量の高炉セメントを第２プラント施設２２の第２撹拌装置３６に一気に投入して、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水に高炉セメントを混合する。このステップＳ５では製造時間の短縮のために高炉セメントを一気に投入するようにしている。そして、第２撹拌装置３６によりこれら高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間（数分間）撹拌して練り混ぜる。当然であるが第２撹拌装置３６は高炉セメントを投入している最中も駆動されている。その後、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を一旦第２アジテータ３７に貯蔵する。なお、ステップＳ５が第３混合ステップに相当する。

次に、ステップＳ６では、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水の混合物を所定量、第２圧送ポンプ３８により第２プラント施設２２の第２アジテータ３７から第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６に圧送する。

次に、ステップＳ７では、投入するフライアッシュ、すなわちフライアッシュの全重量の１／３相当分をフライアッシュ用サイロ４５にて計量して、この所定量のフライアッシュを第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６に数分の時間をかけて投入する。そして、第３撹拌装置４６により、これらフライアッシュ（フライアッシュ全重量の１／３相当分）、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間Ｔ１で撹拌して練り混ぜる。当然であるが第３撹拌装置４６はフライアッシュを投入している最中も駆動されている。

次に、ステップＳ８では、ステップＳ７と同様に、フライアッシュの全重量の１／３相当分をフライアッシュ用サイロ４５にて計量して、この所定量のフライアッシュを第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６に数分の時間をかけて投入する。そして、第３撹拌装置４６により、これらフライアッシュ（フライアッシュ全重量の２／３相当分）、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間Ｔ２で撹拌して練り混ぜる。なお、ステップＳ８にて第３撹拌装置４６による撹拌時間Ｔ２は、ステップＳ７にて第３撹拌装置４６による撹拌時間Ｔ１と略同じである。

次に、ステップＳ９では、ステップＳ７及びＳ８と同様に、フライアッシュの全重量の１／３相当分をフライアッシュ用サイロ４５にて計量して、この所定量のフライアッシュを第３プラント施設２３の第３撹拌装置４６に数分の時間をかけて投入する。そして、第３撹拌装置４６により、これらフライアッシュ（フライアッシュ全重量）、高炉セメント、ベントナイト、ポリプロピレン繊維及び海水を所定時間Ｔ３で撹拌して練り混ぜて、遮水材１０の製造が完了する。そして、遮水材１０は、フライアッシュ、ベントナイト、高炉セメント及びポリプロピレン繊維が均一に分散して形成されるようになる。またこの時点では、遮水材１０は固化しておらず流動性は確保された状態である。このように、遮水材１０の製造工程における最終工程、すなわち、ステップＳ７〜Ｓ９にて、フライアッシュを混合しているが、フライアッシュは、遮水材１０全体に対してその重量比が最も大きく、しかも、粒径は５μｍ〜７５μｍであり団粒化し難い性質を有しているために、最終工程にて混合することが最良の形態となる。その後、遮水材１０を一旦第３アジテータ４７に貯蔵する。

なお、ステップＳ９の第３撹拌装置４６による撹拌時間Ｔ３は、ステップＳ７（またはＳ８）の第３撹拌装置４６による撹拌時間Ｔ１（またはＴ２）よりも長く設定される。詳細には、ステップＳ９の撹拌時間Ｔ３は、ステップＳ７（またはＳ８）の撹拌時間Ｔ１（またはＴ２）よりも３倍程度長く設定される。このステップＳ７〜Ｓ９が第４混合ステップに相当する。

そして、ステップＳ１０にて、遮水材１０を第３圧送ポンプ４８により第３アジテータ４７から遮水層６に圧送して打設する。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、遮水層６に打設する遮水材１０を、海水、ポリプロピレン繊維、ベントナイト、高炉セメント及びフライアッシュの順序で混合して形成するので、ポリプロピレン繊維、ベントナイト、高炉セメント及びフライアッシュを均一に分散させることができ、要求される遮水性、強度及び変形時の靭性を確保することができる。また、本製造方法によれば、従来よりもその製造時間を大幅に短縮することができ、さらには、第１撹拌装置２６（ステップＳ１〜Ｓ３で使用）及び第２撹拌装置３６（ステップＳ５で使用）は、高い撹拌能力（撹拌するために必要な駆動力）を備える必要はないので、トータルコストを低減することができる。

遮水材１０には、特に、粒状材としてフライアッシュを含んでいるので、石炭を燃料として用いる火力発電所において、燃焼時に大量に生成される不要なフライアッシュを有効利用することができ、遮水材１０自体のコストを低減することができる。また、遮水材１０は、重量比にて、フライアッシュ：ベントナイト＝９以下：１の割合で配合しているので、遮水材１０の透水係数ｋ＝１×１０^−６ｃｍ／ｓ以下を確保することができる。さらに、重量比にて、フライアッシュ：高炉セメント＝１２以下：１の割合で配合しているので、六価クロムの溶出を抑制するだけではなく、フライアッシュに含まれるその他の有害物質の溶出をも防ぐことができる。

なお、本発明の実施形態では、ステップＳ３にて、粒状材としてベントナイトを混合しており最良の形態であるが、ステップＳ３にてベントナイトに代えてフライアッシュの一部を混合して、ベントナイトをステップＳ５にて高炉セメントと共に混合してもよい。但し、この形態は、フライアッシュ用サイロ４５を１台加える必要があるなど設備が増加するために、コスト面の懸念がある。

また、本発明の実施形態では、ステップＳ１において、海水用圧送ポンプ５０により所定量の海水を第１プラント施設２１の第１撹拌装置２６に圧送して、ステップＳ２において、第１撹拌装置２６内の海水に、所定量のポリプロピレン繊維を投入しているが、ステップＳ１において、海水用圧送ポンプ５０により所定量の海水を第１プラント施設２１の第１撹拌装置２６に圧送したあと、ベントナイトの一部を若干量（例えば、水１ｍ^３に対して１０〜５０ｋｇ程度、スラリー比重換算１．００〜１．０５ｇ/ｃｍ^３）海水に混合させ、その後、ステップＳ２にて所定量のポリプロピレン繊維を混合させても良い。この実施形態の場合、ステップＳ３にて、ステップＳ１で投入した分を除く残りの量のベントナイトを投入するようになる。これにより、ステップＳ２にて、大量の海水にポリプロピレン繊維が偏ることなく均一に分散した状態を創出することができる。そして、ステップＳ３にて、残りのベントナイトを混合して撹拌することで、ポリプロピレン繊維及びベントナイトをさらに均一に分散させることができる。

６ 遮水層，１０ 遮水材，２０ 製造設備，２１ 第１プラント施設，２２ 第２プラント施設，２３ 第３プラント施設，２５ ベントナイト用サイロ，２６ 第１撹拌装置，２７ 第１アジテータ，２８ 第１圧送ポンプ，３５ 高炉セメント用サイロ，３６ 第２撹拌装置，３７ 第２アジテータ，３８ 第２圧送ポンプ，４５ フライアッシュ用サイロ，４６ 第３撹拌装置，４７ 第３アジテータ，４８ 第３圧送ポンプ，５０ 海水用圧送ポンプ

Claims (8)

1. 遮水層に使用される、水、繊維材、粒状材及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、
   前記水と前記繊維材とを混合する第１混合ステップと、
   該第１混合ステップの後に、前記粒状材を混合して撹拌する第２混合ステップと、
   を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。
2. 遮水層に使用される、水、繊維材、粒状材及び固化材を含む遮水材の製造方法であって、
   前記粒状材の一部を含む水と前記繊維材とを混合する第１混合ステップと、
   該第１混合ステップの後に、前記粒状材の残りを混合して撹拌する第２混合ステップと、
   を含むことを特徴とする遮水材の製造方法。
3. 前記第１混合ステップでは、充填された水または前記粒状材の一部を含む水に前記繊維材を投入することを特徴とする請求項１または２に記載の遮水材の製造方法。
4. 前記繊維材には、分散剤が塗布されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遮水材の製造方法。
5. 前記第２混合ステップの後、前記固化材を混合して撹拌する第３混合ステップを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遮水材の製造方法。
6. 前記粒状材は、ベントナイト及びフライアッシュであり、
   前記第１混合ステップ及び前記第２混合ステップで採用される前記粒状材は前記ベントナイトであり、
   前記第３混合ステップの後、前記フライアッシュを混合して撹拌する第４混合ステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の遮水材の製造方法。
7. 前記第４混合ステップでは、前記フライアッシュを複数回に分けて投入して、該フライアッシュの投入作業と撹拌作業とを交互に行うことを特徴とする請求項６に記載の遮水材の製造方法。
8. 前記固化材は、高炉セメントであり、
   重量比にて、前記フライアッシュ：前記ベントナイト＝９以下：１の割合で配合され、
   重量比にて、前記フライアッシュ：前記高炉セメント＝１２以下：１の割合で配合されることを特徴とする請求項６または７に記載の遮水材の製造方法。

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