JP2017160663A - Soil pavement material and soil pavement method with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土壌舗装材料及びそれを用いた土壌舗装方法に関する。 The present invention relates to a soil pavement material and a soil pavement method using the same.
土壌舗装は天然の土壌が持つ弾力性や保水性を残し、衝撃の吸収や路面温度の安定化に寄与する舗装である。特に路面温度の上昇を抑える効果が高く、ヒートアイランド現象の対策として注目されている。また周囲の自然環境に調和しやすいため、公園や遊歩道、歴史的建造物の周囲など景観を重視する用途でも採用されている。 Soil pavement is a pavement that retains the elasticity and water retention of natural soil and contributes to shock absorption and stabilization of road surface temperature. In particular, it is highly effective in suppressing the increase in road surface temperature, and is attracting attention as a countermeasure against the heat island phenomenon. Also, because it is easy to harmonize with the surrounding natural environment, it is also used for applications that place importance on the landscape, such as around parks, promenades, and historic buildings.
従来、土壌舗装の材料としては、生石灰系またはセメント系あるいはマグネシア系の固化剤を土壌に対して添加したものが知られている。 Conventionally, as a material for soil pavement, a material obtained by adding a quicklime-based, cement-based or magnesia-based solidifying agent to soil is known.
セメントに土質材料を一定量加え、均一に混合した後、特定の無機硬化剤を含有する添加水を配合した舗装用組成物が記載されている（特許文献１）。また、真砂土に対してセメント及び要すれば炭酸カルシウム及び珪石粉を主成分とする透水性土壌硬化混和剤を混練して舗装基礎上に敷設することが記載されている（特許文献２）。天然土、セメント及び少量の硬化剤を水練りする舗装組成物において、硬化剤として塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムを含むものを用いてなる天然土舗装組成物が記載されている（特許文献３）。 A paving composition in which a certain amount of a soil material is added to cement and mixed uniformly, and then added water containing a specific inorganic curing agent is described (Patent Document 1). In addition, it is described that kneaded cement and, if necessary, a water-permeable soil hardening admixture mainly composed of calcium carbonate and silica stone powder are laid on a paving foundation (Patent Document 2). A pavement composition in which natural soil, cement and a small amount of a hardener are kneaded with water, which contains magnesium chloride, aluminum chloride, calcium chloride, potassium chloride, sodium chloride as a hardener, is described. (Patent Document 3).
これらのセメント系あるいは生石灰系を用いた土壌舗装材料による舗装は、硬化に時間を要するため、早期開放ができない課題があり、特に低温時には固まらず、初期凍害をうけてしまう課題がある。 The pavement using a soil pavement material using these cement-based or quicklime-based materials requires time for hardening, so there is a problem that it cannot be opened early, and in particular, there is a problem that it does not harden at low temperatures and is subject to initial frost damage.
また、マグネシア系の固化剤を土壌に対して添加するものが提案されている。酸化マグネシウムと異種金属塩とを含有する土壌舗装材料（特許文献４）や、平均ペリクレース結晶子径が３３０〜４３０Åの酸化マグネシウムと、土壌とを予め混合した舗装材料（特許文献５）、さらに、マグネシア系固化剤、セメント混和用ポリマー及び水を含有する透水性舗装材組成物混合物（特許文献６）など土壌改良剤がある。 Moreover, what adds a magnesia type solidification agent with respect to soil is proposed. Soil pavement material (patent document 4) containing magnesium oxide and a different metal salt, pavement material (patent document 5) in which magnesium oxide having an average periclase crystallite diameter of 330 to 430 mm and soil are mixed in advance, There are soil improvers such as a water-permeable pavement composition mixture (Patent Document 6) containing a magnesia-based solidifying agent, a cement-mixing polymer and water.
これらのマグネシアを含有する固化剤（硬化剤）を用いた土壌舗装材料による舗装にあっては、硬化時間が長く、低温時には固まらず、凍害を受けてしまう課題があった。 In pavement using a soil pavement material using a solidifying agent (hardening agent) containing these magnesias, there is a problem that the curing time is long, and it does not harden at low temperatures and suffers from frost damage.
また、カルシウムアルミネート系スラグを用いた土系固化材が提案されている（特許文献７）。このカルシウムアルミネート系スラグを用いた場合、不純物が多く、さらにガラス化率が低いことから、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３を高くし反応活性を上げているが、セメント系や生石灰系やマグネシアを含有する固化剤と同様、硬化時間が長く、低温時には固まらず、凍害を受けてしまうといった課題があった。 Further, a soil-based solidified material using calcium aluminate-based slag has been proposed (Patent Document 7). When this calcium aluminate slag is used, there are many impurities, and since the vitrification rate is low, the reaction activity is increased by increasing CaO / Al 2 O 3 , but it contains cement, quicklime, and magnesia. As with the solidifying agent, the curing time is long, and there is a problem that it does not harden at low temperatures and suffers from frost damage.
従来のセメント系固化剤（硬化剤）やマグネシア系の固化剤、さらにカルシウムアルミネート系スラグを用いた場合には、硬化時間が長く、低温時には固まらず、凍害を受けてしまう課題があった。
本発明は、速硬性で凍害への抵抗性に優れ、かつ、衝撃吸収性も良好な土壌舗装材料及びそれを用いた土壌舗装方法を提供する。
When conventional cement-based solidifying agents (hardening agents), magnesia-based solidifying agents, and calcium aluminate-based slags are used, there is a problem that the hardening time is long, and they do not harden at low temperatures and suffer from frost damage.
The present invention provides a soil pavement material that is fast-hardening, excellent in resistance to frost damage, and also has a good impact absorbability, and a soil pavement method using the same.
即ち、本発明は、（１）ポルトランドセメントと、ガラス化率が７０％以上、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が１．０〜２．７、不純物が１５質量％以下であるカルシウムアルミネートと、土壌とを含有する土壌舗装材料、（２）さらに、石膏を含有する（１）の土壌舗装材料、（３）さらに、セメント混和用ポリマー及びアスファルト乳剤の群の中から１種又は２種以上を含有する（１）又は（２）の土壌舗装材料、（４）（１）〜（３）のいずれかの土壌舗装材料を混合攪拌し敷設した後、水を散水し締め固める土壌舗装方法、（５）（１）〜（３）のいずれかの土壌舗装材料と水を混合攪拌したものを敷設し、締め固める土壌舗装方法、である。 That is, the present invention includes (1) Portland cement, calcium aluminate having a vitrification ratio of 70% or more, a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 1.0 to 2.7, and impurities of 15% by mass or less. A soil pavement material containing soil, (2) a gypsum-containing soil pavement material of (1), (3) a cement admixture polymer and an asphalt emulsion of one or more types (1) or (2) soil pavement material containing, (4) a soil pavement method in which the soil pavement material of any one of (1) to (3) is mixed and stirred, and then water is sprinkled and tightened. (5) A soil pavement method in which the soil pavement material of any one of (1) to (3) and water mixed and stirred are laid and compacted.
本発明の土壌舗装材料及びその使用方法により、速硬性であることから早期開放でき、寒冷地や低温環境下でも安定した舗装ができ、さらに衝撃吸収性に優れという効果を奏する。 According to the soil pavement material and the method of using the same of the present invention, it can be opened early because it is fast-curing, and can be stably paved even in a cold region or a low-temperature environment, and further has an effect of excellent shock absorption.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で使用する部や％は、特に規定しない限り質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The parts and% used in the present invention are based on mass unless otherwise specified.
本発明に使用するポルトランドセメントとは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントに、高炉スラグやフライアッシュやシリカフュームなどを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）、市販されている微粒子セメントなどが挙げられ、各種ポルトランドセメントや各種混合セメントを微粉末化して使用することも可能である。また、通常セメントに使用されている成分（例えば石膏等）量を増減して調整されたものも使用可能である。
これらポルトランドセメントは単独で使用することができ、さらに２種以上併用して使用することも可能である。これらの中では、価格や環境面への影響から、高炉セメントが好ましい。
The Portland cement used in the present invention is not particularly limited. Various Portland cements such as normal, early strength, ultra-early strength, low heat and moderate heat, and these Portland cements include blast furnace slag, fly ash and silica fume. , Environmentally friendly cement (eco-cement) made from municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash, and commercially available fine particle cements. Various Portland cements and various mixed cements. It is also possible to use in a fine powder form. Moreover, what was adjusted by increasing / decreasing the quantity of components (for example, gypsum etc.) normally used for cement can also be used.
These Portland cements can be used alone or in combination of two or more. Among these, blast furnace cement is preferable because of its influence on price and environment.
本発明に使用するカルシウムアルミネートは、カルシア原料とアルミナ原料などを混合して、キルンで焼成し、あるいは、電気炉で溶融し冷却して得られるＣａＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とする水和活性を有する物質の総称であり、硬化時間が早く、初期強度発現性が高い材料である。
本発明のカルシウムアルミネートは、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３とのモル比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比）は、１．０〜２．７が好ましく、２．０〜２．５がより好ましい。１．０未満では硬化に時間を要し、２．７を超えると硬化が早過ぎる場合がある。
The calcium aluminate used in the present invention is mainly composed of CaO and Al 2 O 3 obtained by mixing a calcia raw material and an alumina raw material and firing the kiln or melting and cooling in an electric furnace. It is a general term for substances having hydration activity, and is a material with a fast curing time and high initial strength development.
In the calcium aluminate of the present invention, the molar ratio of CaO to Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3 molar ratio) is preferably 1.0 to 2.7, more preferably 2.0 to 2.5. . If it is less than 1.0, curing takes time, and if it exceeds 2.7, curing may be too early.
本発明のカルシウムアルミネートに含まれるＣａＯやＡｌ２Ｏ３以外の不純物が１５％以下であることが初期強度発現性の観点から好ましく、１０％以下であることがさらに好ましい。１５％を超えると硬化に時間を費やし、さらに低温時には固まらない場合がある。
不純物の代表例として酸化ケイ素があり、その他、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等がＣａＯやＡｌ２Ｏ３の一部に置換したものがあるが、特に限定されるものでない。
The impurities other than CaO and Al 2 O 3 contained in the calcium aluminate of the present invention are preferably 15% or less from the viewpoint of initial strength development, and more preferably 10% or less. If it exceeds 15%, it takes time to cure and may not harden at low temperatures.
Typical examples of impurities include silicon oxide, other alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, titanium oxide, iron oxide, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, and alkaline earths. There are those in which a similar metal sulfate or the like is substituted for a part of CaO or Al 2 O 3 , but it is not particularly limited.
本発明のカルシウムアルミネートのガラス化率は、反応活性の面で７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。７０％以下であると初期強度発現性が低下する場合がある。
カルシウムアルミネートのガラス化率は加熱前のサンプルについて、粉末Ｘ線回折法により結晶鉱物のメインピーク面積Ｓを予め測定し、その後１０００℃で２時間加熱後、１〜１０℃／分の冷却速度で徐冷し、粉末Ｘ線回折法による加熱後の結晶鉱物のメインピーク面積Ｓ０を求め、さらに、これらのＳ０及びＳの値を用い、次の式を用いてガラス化率χを算出する。
ガラス化率χ（％）＝１００×（１−Ｓ／Ｓ０）
The vitrification rate of the calcium aluminate of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 90% or more in terms of reaction activity. If it is 70% or less, the initial strength development may be lowered.
Regarding the vitrification rate of calcium aluminate, the main peak area S of the crystalline mineral was measured in advance by a powder X-ray diffraction method for the sample before heating, and then heated at 1000 ° C. for 2 hours, and then a cooling rate of 1 to 10 ° C./min. in gradually cooled to obtain the main peak area S 0 of the crystal minerals after heating by powder X-ray diffraction method, further, using the values of these S 0 and S, calculated χ vitrification ratio using the following formula To do.
Vitrification rate χ (%) = 100 × (1−S / S 0 )
本発明のカルシウムアルミネートの粒度は、初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積値３０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。３０００ｃｍ２／ｇ未満であると初期強度発現性が低下する場合がある。 The particle size of the calcium aluminate of the present invention, in terms of initial strength development is preferably more than Blaine specific surface area 3000cm 2 / g, 5000cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 3000 cm 2 / g, the initial strength development may be lowered.
本発明のカルシウムアルミネートの使用量は、ポルトランドセメント１００部に対して、０.５〜１００部が好ましい。０.５部未満では、早期硬化が得られない場合がある。１００部を超えると作業時間が得られない場合がある。 As for the usage-amount of the calcium aluminate of this invention, 0.5-100 parts is preferable with respect to 100 parts of Portland cement. If it is less than 0.5 part, early curing may not be obtained. If it exceeds 100, working time may not be obtained.
本発明の石膏としては、半水石膏、二水石膏、無水石膏が使用でき、強度発現性の面では無水石膏が好ましく、弗酸副生無水石膏や天然無水石膏が使用できる。石膏を水に浸漬させたときのｐＨは、ｐＨ８以下の弱アルカリから酸性のものが好ましい。ｐＨが高い場合、石膏成分の溶解度が高くなり、初期の強度発現性を阻害する場合がある。ここでいうｐＨとは、石膏／イオン交換水＝１ｇ／１００ｇの２０℃における希釈スラリーのｐＨをイオン交換電極等を用いて測定したものである。 As the gypsum of the present invention, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, and anhydrous gypsum can be used. In terms of strength development, anhydrous gypsum is preferable, and hydrofluoric acid byproduct anhydrous gypsum and natural anhydrous gypsum can be used. The pH when the gypsum is immersed in water is preferably from a weak alkali having a pH of 8 or less to acidic. When the pH is high, the solubility of the gypsum component becomes high, which may inhibit the initial strength development. The pH here is a value obtained by measuring the pH of the diluted slurry at 20 ° C. of gypsum / ion exchange water = 1 g / 100 g using an ion exchange electrode or the like.
石膏の粒度は、ブレーン比表面積で３０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ２／ｇ以上が初期強度発現性と、適正な作業時間が得られる観点から好ましい。 The particle size of the gypsum, preferably 3000 cm 2 / g or more in Blaine specific surface area, from the viewpoint of the 5000 cm 2 / g or higher initial strength development, the proper work time is obtained.
石膏の使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して、５０〜２００部が好ましい。５０部未満では、作業時間が取れなくなり、強度発現性が低下する場合がある。２００部を超えると作業時間は十分に取れるが、初期強度が得られない場合がある。 The amount of gypsum used is preferably 50 to 200 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 50 parts, work time cannot be taken and strength development may fall. If it exceeds 200 parts, sufficient working time can be taken, but initial strength may not be obtained.
本発明で強度を増進させる目的で水酸化カルシウムや塩化カルシウム、炭酸カルシウムなどのカルシウム塩やカルシウムシリケートを使用できる。
本発明で使用するカルシウムシリケートには、３ＣａＯ・ＳｉＯ２や２ＣａＯ・ＳｉＯ２があり、特に限定されるものではないが、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２が大気中の二酸化炭素を吸収して強度を増加させるため、最も好ましい。
In the present invention, calcium salts such as calcium hydroxide, calcium chloride, and calcium carbonate and calcium silicate can be used for the purpose of increasing strength.
Calcium silicate used in the present invention, there is 3CaO · SiO 2 and 2CaO · SiO 2, is not particularly limited, γ-2CaO · SiO 2 increases the strength by absorbing carbon dioxide in the atmosphere Therefore, it is most preferable.
本発明では、さらに粘弾性を付与し衝撃吸収させる目的でセメント混和用ポリマーを使用できる。
セメント混和用ポリマーとしては、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０３で規定されているセメント混和用のポリマーであり、水の中にポリマーの微粒子が分散しているポリマーディスパージョンや、ゴムラテックスおよび樹脂エマルジョンに安定剤などを加えたものを乾燥して得られる再乳化形粉末樹脂などを称するものである。
例えば、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴムなどのゴムラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体、及びスチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂に代表される液状ポリマーなどが挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を使用できる。これらは液状のものでも粉状のものでも使用でき、特に限定されるものではない。
In the present invention, a cement-mixing polymer can be used for the purpose of imparting viscoelasticity and absorbing shock.
Examples of the polymer for cement admixture include a polymer for cement admixture specified in JIS A 6203, and a stabilizer for polymer dispersion in which fine particles of polymer are dispersed in water, rubber latex and resin emulsion. This refers to a re-emulsified powder resin obtained by drying a product to which etc. are added.
For example, rubber latex such as acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, and natural rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyacrylic acid ester, vinyl acetate vinyl versatate copolymer, and styrene-acrylic Examples include acid ester copolymers, acrylic acid ester copolymers represented by acrylonitrile / acrylic acid esters, epoxy resins, liquid polymers represented by unsaturated polyester resins, and the like. Mixtures can be used. These can be used in liquid or powder form and are not particularly limited.
本発明では、粘弾性を付与し衝撃吸収させる目的でアスファルト乳剤を使用できる。
本発明のアスファルト乳剤は、天然に得られる又は石油の蒸留残渣として得られる瀝青
物を主成分とするアスファルトの微粒子を、水中に分散させて得られるコロイド液体のことであり、本発明では、瀝青物、例えば、針入度４０／６０〜２００／５００程度のストレートアスファルトを主材とし、これに界面活性剤と多価金属塩とを加え、さらに、必要に応じて乳化助剤、分散剤、及び保護コロイド等を適宜使用して水中に乳化させたものである。また、瀝青物に、ゴムや合成高分子重合体等を添加・混合して、改質した瀝青物を乳化したものを使用することも可能である。
アスファルト乳剤中の瀝青物含有量は、４０〜７０％が好ましく、５５〜６５％がより好ましい。４０％未満では土壌舗装材料に粘弾性を与える効果が得られない場合があり、７０％を超えると強度の発現が低下する場合がある。これらは液状のものでも塊状のものでも使用でき、特に限定されるものではない。
In the present invention, an asphalt emulsion can be used for the purpose of imparting viscoelasticity and absorbing shock.
The asphalt emulsion of the present invention is a colloidal liquid obtained by dispersing asphalt fine particles mainly composed of bituminous substances obtained as a natural or petroleum distillation residue in water. Products, for example, straight asphalt with a penetration of about 40/60 to 200/500 as a main material, and a surfactant and a polyvalent metal salt are added thereto, and further, an emulsification aid, a dispersant, And a protective colloid or the like used as appropriate and emulsified in water. It is also possible to use a bituminous material obtained by emulsifying a modified bituminous material by adding and mixing rubber, a synthetic polymer or the like.
The bitumen content in the asphalt emulsion is preferably 40 to 70%, more preferably 55 to 65%. If it is less than 40%, the effect of imparting viscoelasticity to the soil pavement material may not be obtained, and if it exceeds 70%, the expression of strength may be reduced. These can be used either in liquid form or in bulk, and are not particularly limited.
本発明では、セメント混和用ポリマー及びアスファルト乳剤の群の中から１種又は２種以上（以下、衝撃吸収剤と云う）を含有することができる。
本発明の衝撃吸収剤は、ポルトランドセメント１００部に対し、０.５〜７０部が好ましく、５〜３０部がより好ましい。衝撃吸収剤が少ないとひび割れが発生する場合があり、７０部を超えると初期の強度発現性が低下する。
本発明の衝撃吸収剤の混合方法は、硬化前のポルトランドセメントやカルシウムアルミネートと水を練混ぜる際に事前に混合することも可能であり、硬化後のものに液状のものを散布することも可能であり、特に限定されるものではない。
In the present invention, one or two or more types (hereinafter referred to as impact absorbers) can be contained from the group of cement admixture polymers and asphalt emulsions.
The shock absorber of the present invention is preferably 0.5 to 70 parts, more preferably 5 to 30 parts, relative to 100 parts of Portland cement. If the amount of the shock absorber is small, cracks may occur, and if it exceeds 70 parts, the initial strength development is reduced.
The mixing method of the shock absorber of the present invention can be mixed in advance when kneading Portland cement or calcium aluminate before water and water, and a liquid can be sprayed on the cured material. It is possible and not particularly limited.
本発明の土壌舗装材料において、ポルトランドセメントとカルシウムアルミネートの合計１００部に対する土壌の割合は、特に限定されるものではないが、通常、１００〜１０００部が好ましく、２００〜６００部がより好ましい。土壌が１００部より低いと強度発現性は高いが、乾燥収縮量が大きくなり、ひび割れる可能性がある。１０００部を超えると強度が低く、初期凍害性に劣ったり、凹んでしまう場合がある。 In the soil pavement material of the present invention, the ratio of soil to 100 parts in total of Portland cement and calcium aluminate is not particularly limited, but is usually preferably 100 to 1000 parts, more preferably 200 to 600 parts. If the soil is lower than 100 parts, the strength development is high, but the amount of drying shrinkage becomes large and may crack. If it exceeds 1000 parts, the strength is low, the initial frost damage property may be inferior, or it may be recessed.
本発明で使用する土壌は、砂利、砂、礫、粘土のいずれか１種又は２種以上を含むもので特に限定されるものではない。山砂、川砂、海砂等のサンド質土壌やシルト質土壌、クレイ質土壌、工事から発生する残土、軽量骨材や再生骨材などいずれも使用できる。一般には、天然土である真砂土や乾燥砂は品質が安定しておりより好ましい。 The soil used in the present invention is not particularly limited as it includes one or more of gravel, sand, gravel and clay. Sandy soil such as mountain sand, river sand, sea sand, silty soil, clayey soil, residual soil generated from construction, lightweight aggregate and recycled aggregate can be used. In general, natural sand and dry sand, which are natural soils, are more preferable because of their stable quality.
本発明では、水の配合量は、土壌舗装材料１００部に対して５〜１００部が好ましい。５部未満では混合が困難となる場合があり、１００部を超えると充分な強度が得られない場合がある。 In this invention, 5-100 parts of the compounding quantity of water are preferable with respect to 100 parts of soil pavement materials. If it is less than 5 parts, mixing may be difficult, and if it exceeds 100 parts, sufficient strength may not be obtained.
本発明では、凝結調整剤を本発明の差し支えない範囲で使用することが可能である。凝結調整剤はセメントの凝結を促進、遅延するものであれば特に限定されるものではない。
具体的には、水酸化アルカリ、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ金属炭酸塩、オキシカルボン酸又はその塩、リン酸又はその塩、デキストリン、ショ糖などを１種又は２種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
In the present invention, it is possible to use a setting modifier within the scope of the present invention. The setting modifier is not particularly limited as long as it accelerates or delays the setting of the cement.
Specifically, one or more alkali hydroxides, alkali metal chloride salts, alkali metal carbonates, oxycarboxylic acids or salts thereof, phosphoric acid or salts thereof, dextrin, sucrose, etc. Can be used within a range that does not substantially inhibit.
本発明では、酸化マグネシウムなどの低ｐＨの固化材、ウッドチップ、もみ殻などの嵩をあげる増量材、石灰石微粉末、フライアッシュ、カオリン、シラス、珪藻土、及びシリカフュームなどの混和材料、発泡剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、減水剤、流動化剤、ゴムチップ、ポリマー、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体、並びに、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維などの長さ１０ｍｍ以下の短繊維、着色剤などを１種又は２種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 In the present invention, low pH solidified material such as magnesium oxide, wood chip, bulking agent such as rice husk, limestone fine powder, fly ash, kaolin, shirasu, diatomaceous earth, silica fume and other admixtures, foaming agent, Antifoaming agent, thickener, rust inhibitor, antifreeze agent, water reducing agent, fluidizing agent, rubber chip, polymer, clay minerals such as bentonite, anion exchanger such as hydrotalcite, vinylon fiber, polypropylene fiber, glass One type or two or more types of short fibers having a length of 10 mm or less such as fibers, colorants, and the like can be used within a range that does not substantially impair the object of the present invention.
次に、本件発明に係る舗装方法について説明する。
本発明に係る土壌舗装材料を施工するには、各土壌舗装材料が均一に混合されれば、特に施工方法が限定されるものではない。土壌をミキサー、耕転機、攪拌機等に投入し、充分攪拌を行い、次いでカルシウムアルミネートを含む固化剤を投入し、充分攪拌を行い施工箇所に敷設し、散水する方法。または土壌とカルシウムアルミネートを含む固化剤と水を予め混合したものを敷設する方法が一般的である。
なお、土壌舗装を行うには、施工個所の基礎地盤上に該土壌舗装材料を投入し、レーキ等を使用して均一に敷設を行うのが好ましい。この際転圧が有効に及ぼされるように、施工個所の周囲を境界ブロックや木枠等で予め囲っておいて、外部にまで土壌舗装材料が流出、拡散するのを防止するのが望ましい。
Next, the pavement method according to the present invention will be described.
In order to construct the soil pavement material according to the present invention, the construction method is not particularly limited as long as each soil pavement material is uniformly mixed. A method in which soil is put into a mixer, a tiller, a stirrer, etc., sufficiently stirred, then a solidifying agent containing calcium aluminate is added, sufficiently stirred, laid at a construction site, and sprinkled. Or the method of laying what mixed beforehand the solidification agent and water containing soil and calcium aluminate is common.
In addition, in order to perform soil pavement, it is preferable that the soil pavement material is placed on the foundation ground at the construction site and laid uniformly using a rake or the like. At this time, it is desirable to prevent the soil pavement material from flowing out and diffusing outside by surrounding the construction site in advance with a boundary block, a wooden frame or the like so that the rolling pressure is effectively exerted.
上記のようにして土壌舗装材料の均一な敷設を行った後は、施工個所周縁部をハンド振動機等で強く締め固め、次いでプレート・ローラー等を用いて全面的に締め固めを充分に行うのが望ましい。 After evenly laying the soil pavement material as described above, the periphery of the construction site should be strongly compacted with a hand vibrator, etc., and then fully compacted with a plate roller etc. Is desirable.
このような本件発明に係る土壌舗装方法による舗装は、例えば道路の路側、中央分離帯、植樹帯、庭園、公園、各種施設周り等に好適に適用される。 Such a pavement by the soil pavement method according to the present invention is suitably applied to, for example, a roadside, a median strip, a tree planting zone, a garden, a park, and around various facilities.
以下、本発明の実験例に基づいて説明する。 Hereinafter, description will be made based on experimental examples of the present invention.
「実験例１」
ポルトランドセメント１００部に対して、表１に示すカルシウムアルミネートを１５部、石膏を１５部、凝結調整剤０.５部、土壌を６００部加えて土壌舗装材料を調製した。この土壌舗装材料を型枠に敷設後、土壌舗装材料（ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、石膏、土壌）の合計１００部に対して水を２０部散水して土壌舗装材料を調製し、硬化時間、圧縮強度、初期凍害性の測定を行った。結果を表１に併記した。
"Experiment 1"
A soil pavement material was prepared by adding 15 parts of calcium aluminate shown in Table 1, 15 parts of gypsum, 0.5 part of a setting modifier, and 600 parts of soil to 100 parts of Portland cement. After laying this soil pavement material on the formwork, 20 parts of water is sprinkled on a total of 100 parts of the soil pavement material (Portland cement, calcium aluminate, gypsum, soil) to prepare the soil pavement material, curing time, The compressive strength and initial frost damage were measured. The results are also shown in Table 1.
＜使用材料＞
ポルトランドセメント：高炉Ｂ種セメント、ブレーン比表面積３７５０ｃｍ２／ｇ
石膏：天然無水石膏、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ
土壌：新潟県産川砂乾燥品、１．２ｍｍ篩下
カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３ モル比 １．０ 〜 ３．１、ガラス化率６０〜９７％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２
凝結調整剤：無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
水：水道水
<Materials used>
Portland cement: Type B blast furnace cement, Blaine specific surface area 3750 cm 2 / g
Gypsum: natural anhydrous gypsum, Blaine specific surface area 5000 cm 2 / g
Soil: dried river sand from Niigata Prefecture, 1.2 mm sieving calcium aluminate: CaO / Al 2 O 3 molar ratio 1.0-3.1, vitrification rate 60-97%, Blaine specific surface area 5000 cm 2
Setting controller: anhydrous sodium citrate, Iwata Chemical Industries, Ltd. Water: tap water
＜測定方法＞
硬化時間：練混ぜた土壌舗装材を指で押してもへこまない時間を測定した。
圧縮強度：一軸圧縮強度は、２０℃・相対湿度６０％の環境で安定処理混合物の一軸圧縮試験方法（ 舗装試験法便覧 日本道路協会）に準拠し、供試体寸法を直径１ ０ ０ ｍ ｍ 、高さ１ ２ ７ ｍ ｍ の円柱状とし、供試体の作成は３ 層２ ５ 回とした。材齢６時間と２８日強度を測定し、養生方法は、２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした。
初期凍害抵抗性：２０℃・相対湿度６０％の環境下で圧縮強度と同様な方法で練混ぜ、供試体を作製後、直ちに、−１０℃環境下で材齢７日まで養生した。その後、材齢２８日まで２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした後、強度を測定した。常時、２０℃環境下で練混ぜ・養生していた２８日強度との値を比較し、強度低減割合を算出した。
<Measurement method>
Curing time: The time when the mixed soil pavement was not depressed even with a finger was measured.
Compressive strength: Uniaxial compressive strength conforms to the uniaxial compression test method of the stable treatment mixture in an environment of 20 ° C. and 60% relative humidity (Japanese Road Association), and the specimen size is 100 mm in diameter. The height was 1 27 mm, and the specimen was prepared in 3 layers 2 5 times. The strength of the material was measured for 6 hours and 28 days, and the curing method was air drying in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 60%.
Initial freezing damage resistance: Kneaded in the same manner as the compressive strength in an environment of 20 ° C. and 60% relative humidity, and immediately after the specimen was prepared, it was cured in a −10 ° C. environment until the age of 7 days. Then, the strength was measured after air-drying in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 60% until the age of 28 days. The strength reduction ratio was calculated by comparing the value with the 28-day strength that was constantly mixed and cured in a 20 ° C. environment.
表１より、本発明の土壌舗装材料は、優れた硬化特性、強度発現、凍害抵抗性を示すことが分かる。また、カルシウムアルミネートの種類により硬化に時間を要し、初期凍害抵抗性に劣ることが分かる。 From Table 1, it can be seen that the soil pavement material of the present invention exhibits excellent hardening characteristics, strength development, and frost damage resistance. Moreover, it turns out that hardening requires time with the kind of calcium aluminate, and it is inferior to initial stage frost damage resistance.
「実験例２」
表２に示す割合でポルトランドセメント１００部に対し、表２に示す通り、カルシウムアルミネートと石膏の割合を変えたものを３０部添加した。さらに、ポルトランドセメント１００部に対し、凝結調整剤０.５部、土壌を６００部加え土壌舗装材料を調製した。この土壌舗装材料を型枠に敷設後、土壌舗装材料（ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、石膏と土壌）の合計１００部に対して水を２０部散水して土壌舗装材料を調製した。結果を表２に併記した。
比較として、カルシウムアルミネートを含有しないモルタル、マグネシア系固化材を調整した。モルタルの配合は、水セメント比５０％、（一社）セメント協会製標準砂と普通ポルトランドセメントの割合を３／１としたＪＩＳＲ ５２０１に記載のモルタルを調製した。さらに、このモルタルに硬化剤として、塩化マグシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムを普通ポルトランドセメント１００部に対し１０部加えたものも調製した。マグネシア系固化材は、中国産マグネシウムを焼成した市販の酸化マグネシウム１００部に対して、土壌を６００部、水を２０部加えて土壌舗装材料を調製した。また加えて、上記条件下で土壌の割合を変更した土壌舗装材料も評価した。圧縮強度、初期凍害抵抗性は実験例１と同じ測定方法で行った。
"Experimental example 2"
As shown in Table 2, 30 parts of a mixture of calcium aluminate and gypsum were added to 100 parts of Portland cement at the ratio shown in Table 2. Further, 0.5 parts of a setting adjusting agent and 600 parts of soil were added to 100 parts of Portland cement to prepare a soil pavement material. After laying the soil pavement material on the formwork, 20 parts of water was sprayed on a total of 100 parts of the soil pavement material (Portland cement, calcium aluminate, gypsum and soil) to prepare a soil pavement material. The results are shown in Table 2.
For comparison, mortar and magnesia-based solidified material not containing calcium aluminate were prepared. A mortar described in JIS R 5201 was prepared by blending mortar with a water cement ratio of 50%, and a ratio of standard sand made by Cement Association and ordinary Portland cement to 3/1. Further, a mortar prepared by adding 10 parts of magnesium chloride, calcium chloride, and sodium chloride as a curing agent to 100 parts of ordinary Portland cement was also prepared. A magnesia-based solidified material was prepared by adding 600 parts of soil and 20 parts of water to 100 parts of commercially available magnesium oxide obtained by firing Chinese magnesium. In addition, a soil pavement material in which the proportion of soil was changed under the above conditions was also evaluated. The compressive strength and initial frost damage resistance were measured by the same measurement method as in Experimental Example 1.
＜使用材料＞
ポルトランドセメント：高炉Ｂ種セメント、ブレーン比表面積３７５０ｃｍ２／ｇ
カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．２、ガラス化率９７％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２
石膏：天然無水石膏、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ
凝結調整剤：無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
土壌：新潟県産川砂乾燥品、１．２ｍｍ篩下
水：水道水
普通セメント：普通ポルトランドセメント
砂：（社）セメント協会製標準砂
硬化剤Ａ：塩化マグシウム、特級試薬
硬化剤Ｂ：塩化カルシウム、特級試薬
硬化剤Ｃ：塩化ナトリウム、特級試薬
マグネシア系固化材：中国産マグネシウムを焼成した市販の酸化マグネシウム
<Materials used>
Portland cement: Type B blast furnace cement, Blaine specific surface area 3750 cm 2 / g
Calcium aluminate: CaO / Al 2 O 3 molar ratio 2.2, vitrification rate 97%, Blaine specific surface area 5000 cm 2
Gypsum: natural anhydrous gypsum, Blaine specific surface area 5000 cm 2 / g
Setting agent: anhydrous sodium citrate, soil produced by Iwata Chemical Industry Co., Ltd .: dry sand produced by Niigata Prefecture, 1.2 mm sieving water: tap water ordinary cement: ordinary Portland cement sand: standard sand hardener A manufactured by Cement Association : Magnesium chloride, special grade reagent hardener B: Calcium chloride, special grade reagent hardener C: Sodium chloride, special grade reagent magnesia solidified material: Commercially available magnesium oxide calcined from China
表２より、本発明の土壌舗装材料は、優れた硬化特性、強度発現、凍害抵抗性を示すことが分かる。モルタル、マグネシア系固化材は、短時間強度が低く、材齢２８日では強度が高いものの、短時間強度が低いため、初期凍害を受けていることが分かる。 From Table 2, it can be seen that the soil pavement material of the present invention exhibits excellent hardening characteristics, strength development, and frost damage resistance. It can be seen that the mortar and magnesia-based solidified materials are low in strength for a short time and high in strength at the age of 28 days, but are low in strength for a short time, and thus suffer from initial frost damage.
「実験例３」
ポルトランドセメント１００部に対して、カルシウムアルミネートを１５部、石膏を１５部、凝結調整剤０.５部を加え調製したものに、表３に示す割合で衝撃吸収剤（セメント混和用ポリマー、アスファルト乳剤）を混合した合計１００部に対して、土壌を６００部、水を２０部加え土壌舗装材料を調製し、曲げひずみとＧＢ反発係数を測定したこと以外は実験例２と同様に行った。
"Experiment 3"
To 100 parts of Portland cement, 15 parts of calcium aluminate, 15 parts of gypsum and 0.5 part of a setting modifier were added to the impact absorbers (polymer for cement admixture, asphalt) in the proportions shown in Table 3. The same procedure as in Experimental Example 2 was performed except that the soil pavement material was prepared by adding 600 parts of soil and 20 parts of water to 100 parts in total of the emulsion, and measuring the bending strain and the GB coefficient of restitution.
＜使用材料＞
カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．２、ガラス化率９７％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２
セメント混和用ポリマーイ：ＥＶＡ系エマルジョン、固形分濃度２０％
セメント混和用ポリマーロ：クロロプレン系ラテックス、固形分濃度２０％
セメント混和用ポリマーハ：アクリル系エマルジョン、固形分濃度２０％
アスファルト乳剤：主成分アスファルト、瀝青物含有量６０％、東亜道路工業社製
土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下
<Materials used>
Calcium aluminate: CaO / Al 2 O 3 molar ratio 2.2, vitrification rate 97%, Blaine specific surface area 5000 cm 2
Polymer admixture for cement: EVA emulsion, solid content 20%
Cement admixture polymer: chloroprene latex, solid content 20%
Cement admixture polymer c: acrylic emulsion, solid content 20%
Asphalt emulsion: main component asphalt, bitumen content 60%, soil made by Toa Road Industry Co., Ltd.
＜測定方法＞
曲げひずみ：ＪＩＳ Ａ １１０６に基づき、曲げ試験を実施した際の破壊時のひずみを測定し、柔軟性の尺度とした。
ＧＢ反発係数：２０℃・相対湿度６０％の環境で土壌に各土壌固化剤を基礎面上に均一に敷設した後、６時間と２８日後にハンド振動機で締め固めて形成した測定路面に、ゴルフボールを１ｍの高さから自然落下させ、跳ね返り高さを測定し、弾力性の尺度とした。
<Measurement method>
Bending strain: Based on JIS A 1106, the strain at the time of the bending test was measured and used as a measure of flexibility.
GB coefficient of restitution: After each soil solidifying agent is evenly laid on the foundation surface in the environment of 20 ° C and 60% relative humidity, the measurement road surface formed by compacting with a hand vibrator after 6 hours and 28 days, The golf ball was naturally dropped from a height of 1 m, the bounce height was measured, and it was used as a measure of elasticity.
表３より、本発明の土壌舗装材料は、衝撃吸収剤を混合することで、弾力性を示すＧＢ反発係数が低く、曲げひずみが大きくなり柔軟性に優れることが分かる。 From Table 3, it can be seen that the soil pavement material of the present invention has a low GB restitution coefficient indicating elasticity, a large bending strain, and excellent flexibility by mixing an impact absorbent.
「実験例４」
実験例１の実験No.1−4、1−5、1−6 の各土壌舗装材料について、土壌舗装材料（セメント、カルシウムアルミネート、無水石膏、凝結調整剤、土壌）の合計１００部に対して２０部散水ではなく、オムニミキサに加え、練混ぜたものを型枠または基礎面上に敷設したこと以外は実験例1と同様に試験した（実験No. 4-2、4−3、4−4）。
また、比較として、実験例２で使用した普通セメントを用いたモルタル（実験No.2-7）、マグネシア系固化材（実験No.2-11）についても実験例２で使用した水量で、それぞれ散水ではなく、練混ぜたものを型枠または基礎面上に敷設したこと以外は実験例１と同様に実施した（実験No.4-1、4-5）。
"Experimental example 4"
For each soil pavement material of Experiment Nos. 1-4, 1-5, and 1-6 of Experimental Example 1, for a total of 100 parts of soil pavement materials (cement, calcium aluminate, anhydrous gypsum, setting modifier, soil) The test was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that the kneaded mixture was laid on the formwork or foundation surface in addition to the omni mixer instead of 20 parts watering (Experiment No. 4-2, 4-3, 4- Four).
For comparison, the mortar (Experiment No.2-7) using the ordinary cement used in Experimental Example 2 and the magnesia-based solidified material (Experiment No.2-11) were also used in Experimental Example 2, respectively. It was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 except that the kneaded mixture was laid on the formwork or foundation surface instead of watering (Experiment No. 4-1, 4-5).
表４より、本発明の土壌舗装材料は、練混ぜたものを型枠または基礎面上に敷設することにより、優れた強度発現、初期凍害抵抗性を示すことが分かる。 From Table 4, it can be seen that the soil pavement material of the present invention exhibits excellent strength expression and initial frost damage resistance by laying the kneaded mixture on the formwork or foundation surface.
本発明の土壌舗装材料及びその使用方法により、速硬性であることから早期開放でき、寒冷地や低温環境下でも安定した舗装ができ、さらに衝撃吸収性に優れるので、土木分野などで広範に使用される。 The soil pavement material of the present invention and its method of use can be opened early because it is fast-curing, can be paved stably even in cold or low-temperature environments, and has excellent shock absorption, so it is widely used in the civil engineering field. Is done.
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