JP2021134320A - Neutral solidifier and treatment method of soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中性固化材及び土の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating a neutral solidifying material and soil.
軟質土壌や建設発生土等の搬出や再利用を容易にするために、土の強度を向上させる土壌固化材が用いられる。土壌固化材は、その含有成分に応じて、セメント系、石灰系及び石膏系などに分類されており、典型的には、水質や植生等の周囲環境の保全を考慮して、土壌改良後の土壌のｐＨを中性付近に維持することができる石膏系の土壌固化材が用いられる。しかし、石膏系の土壌固化材は、セメント系のものと比較して、強度発現が十分でないことがあり、この点について改善の余地があった。 Soil solidifying materials that improve the strength of soil are used to facilitate the removal and reuse of soft soil and soil generated from construction. Soil solidifying materials are classified into cement-based, lime-based, gypsum-based, etc. according to their constituents, and are typically after soil improvement in consideration of conservation of the surrounding environment such as water quality and vegetation. A gypsum-based soil solidifying material that can maintain the pH of the soil near neutral is used. However, the gypsum-based soil solidifying material may not have sufficient strength development as compared with the cement-based material, and there is room for improvement in this respect.
土壌固化材を用いた際の改良土の強度向上を目的として、特許文献１には、酸化マグネシウムと、硫酸アルミニウム及び／または硫酸鉄、残部が石膏からなる土壌固化材が開示されている。また特許文献２には、金属硫酸塩等の金属塩、マグネシウム含有物及び高分子系の増粘用材料に加えて、半水石膏等の助材を含む土壌用改良材が開示されている。 For the purpose of improving the strength of the improved soil when the soil solidifying material is used, Patent Document 1 discloses a soil solidifying material composed of magnesium oxide, aluminum sulfate and / or iron sulfate, and the balance is gypsum. Further, Patent Document 2 discloses a soil improving material containing a metal salt such as a metal sulfate, a magnesium-containing substance, and a polymer-based thickening material, as well as an auxiliary material such as hemihydrate gypsum.
しかし、特許文献１及び２に記載の土壌改良材は、改良土のｐＨを中性付近に維持することが可能であったが、強度発現性が十分でなく、目的とする強度に改良できないことがあった。 However, although the soil conditioners described in Patent Documents 1 and 2 were able to maintain the pH of the improved soil near neutral, they did not have sufficient strength development and could not be improved to the desired strength. was there.
また建設発生土に固化処理を行って得られた改良土は、建設発生土が発生した現場で再利用される場合と、別の現場で再利用される場合とがある。後者の場合、典型的には、改良土は、建設発生土が発生した現場で一定期間養生した後、再利用される場所へ搬入される。このとき、掘削や解きほぐし等の工程を行うことに起因して、改良土としての強度低下が生じ得る。その結果、再利用される場所での十分な強度が発現できないことがある。このような点を改善することに関して、特許文献１及び２に記載の土壌改良材では何ら検討されていない。 In addition, the improved soil obtained by solidifying the soil generated from construction may be reused at the site where the soil generated from construction is generated, or may be reused at another site. In the latter case, the improved soil is typically cured at the site where the construction soil was generated for a period of time and then delivered to a site for reuse. At this time, the strength of the improved soil may decrease due to the steps such as excavation and unraveling. As a result, it may not be possible to develop sufficient strength in the place where it is reused. Regarding the improvement of such a point, no studies have been made on the soil conditioners described in Patent Documents 1 and 2.
そこで本発明は、ｐＨを中性付近に維持しつつ、且つ掘削，解きほぐしによる強度低下が発生しにくい改良土を得ることができる中性固化材を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a neutral solidifying material capable of obtaining improved soil in which the pH is maintained near neutral and the strength is less likely to decrease due to excavation and unraveling.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の組成を有する高分子凝集剤を用いることによって、改良土のｐＨの維持と高い強度とを両立できることを見出し、本発明を成すに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that the pH of the improved soil can be maintained and high strength can be achieved at the same time by using a polymer flocculant having a specific composition. It came to form.
すなわち、本発明は、酸化マグネシウムと、
硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩と、
アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有する高分子凝集剤とを含み、
前記高分子凝集剤を構成するアクリルアミドユニットの組成比が５５〜９０ｍｏｌ％である、中性固化材を提供するものである。
That is, in the present invention, magnesium oxide and
With at least one sulfate of aluminum sulphate, ferrous sulphate and gypsum,
Contains a polymeric flocculant with an acrylamide unit and a sodium acrylate unit
It provides a neutral solidifying material having a composition ratio of acrylamide units constituting the polymer flocculant of 55 to 90 mol%.
また本発明の好適な態様として、前記高分子凝集剤を１〜８質量％含む中性固化材を提供するものである。 Further, as a preferred embodiment of the present invention, there is provided a neutral solidifying material containing 1 to 8% by mass of the polymer flocculant.
また本発明の好適な態様として、前記酸化マグネシウムを１０〜５０質量％含む中性固化材を提供するものである。 Further, as a preferred embodiment of the present invention, there is provided a neutral solidifying material containing 10 to 50% by mass of the magnesium oxide.
更に本発明は、処理対象となる土と中性固化材との混合物を、ＪＩＳ Ａ１２２８に準じて測定されるコーン指数が８００ｋＮ／ｍ２以上となるまで養生する工程を備え、
前記中性固化材は、酸化マグネシウムと、硫酸アルミ、硫酸第一鉄、及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩と、ポリアクリルアミド及びアクリル酸ナトリウムを主成分とする高分子凝集剤とを含み、前記高分子凝集剤を構成するアクリルアミドユニットの組成比が５５〜９０ｍｏｌ％である、土の処理方法を提供するものである。
Further, the present invention comprises a step of curing a mixture of soil to be treated and a neutral solidifying material until the cone index measured according to JIS A1228 is 800 kN / m 2 or more.
The neutral solidifying material contains magnesium oxide, at least one sulfate of aluminum sulfate, ferrous sulfate, and gypsum, and a polymer flocculant containing polyacrylamide and sodium acrylate as main components. It provides a method for treating soil in which the composition ratio of the acrylamide unit constituting the polymer flocculant is 55 to 90 mol%.
更に本発明の好適の態様として、気泡剤を含む前記土を処理対象とする土の処理方法を提供するものである。 Further, as a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for treating soil containing the foaming agent as a treatment target.
本発明によれば、ｐＨを中性付近に維持しつつ、且つ高い強度を発現した土に改良できるので、改良土を幅広い用途で再利用することができ、資源の有効利用に繋げることができる。 According to the present invention, since the soil can be improved to have high strength while maintaining the pH near neutral, the improved soil can be reused for a wide range of purposes, leading to effective use of resources. ..
本発明の好適な実施形態を以下に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の説明では、「Ｘ〜Ｙ［Ｚ］」（Ｘ及びＹは任意の数字であり、［Ｚ］は単位である。）と記載した場合、特に断らない限り「Ｘ［Ｚ］以上Ｙ［Ｚ］以下」を意味する。 Suitable embodiments of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, when "X to Y [Z]" (X and Y are arbitrary numbers and [Z] is a unit), unless otherwise specified, "X [Z] or more Y [ Z] or less ”.
本発明の中性固化材は、改良対象となる土と混合することによって、ｐＨが中性に維持され、且つ高い強度を発現した土を得るために用いられる材料である。改良対象となる土は、例えば水を含んだ軟質土壌等の含水土壌、あるいは、泥土等といった、道路工事、シールド工法等によるトンネル工事及び建造物建設工事等の各種建設工事によって副次的に発生した建設発生土や建設汚泥等が挙げられる。つまり、本発明の中性固化材は、含水土壌、建設発生土及び建設汚泥の少なくとも一種を固化するために好適に用いられる。
以下の説明では、「改良土」は、改良対象となる土に本発明の中性固化材を含有させて改良させた後の土を指す。
The neutral solidifying material of the present invention is a material used to obtain soil that maintains a neutral pH and exhibits high strength by mixing with soil to be improved. Soil to be improved is secondarily generated by various construction works such as road construction, tunnel construction by shield construction method, building construction construction, etc., such as water-containing soil such as soft soil containing water, or mud soil, etc. Examples include soil generated from construction and construction sludge. That is, the neutral solidifying material of the present invention is suitably used for solidifying at least one of hydrous soil, construction-generated soil and construction sludge.
In the following description, "improved soil" refers to soil that has been improved by containing the neutral solidifying material of the present invention in the soil to be improved.
本発明における「中性」とは、「改良土におけるｐＨが５．８以上８．６以下である」ことを指す。これは、水質汚濁防止法に規定される排水基準のｐＨにおける「海域以外の公共用水域に排出されるもの」の項に示されている数値である。したがって、本発明の中性固化材を含む改良土は、例えば該改良土に浸透した雨水が地下水や河川に流出してしまった場合でも、排水基準に適合しているので、改良土の用途や使用場所に制限されず、環境負荷を低減して再利用することができる。 The term "neutral" in the present invention means that "the pH of the improved soil is 5.8 or more and 8.6 or less". This is the value shown in the section "What is discharged to public water areas other than sea areas" at the pH of the wastewater standard stipulated in the Water Pollution Control Law. Therefore, the improved soil containing the neutral solidifying material of the present invention conforms to the drainage standard even when the rainwater that has permeated the improved soil flows out to the groundwater or the river. It is not restricted to the place of use and can be reused with reduced environmental load.
本発明の中性固化材は、以下の（１）ないし（３）に示す成分を含む。
（１）酸化マグネシウム
（２）硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩
（３）アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有する高分子凝集剤
The neutral solidifying material of the present invention contains the following components (1) to (3).
(1) Magnesium oxide (2) Sulfate of at least one of aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum (3) Polymer flocculant having an acrylamide unit and a sodium acrylate unit
本発明の中性固化材は、酸化マグネシウムを含む。酸化マグネシウムは、主に、改良対象となる土を固化するために配合される成分である。
酸化マグネシウムとしては、例えば水酸化マグネシウム又は炭酸マグネシウムを６００〜９００℃で焼成した軽焼酸化マグネシウム等が挙げられる。
The neutral solidifying material of the present invention contains magnesium oxide. Magnesium oxide is a component that is mainly added to solidify the soil to be improved.
Examples of magnesium oxide include lightly calcined magnesium oxide obtained by calcining magnesium hydroxide or magnesium carbonate at 600 to 900 ° C.
中性固化材における酸化マグネシウムの含有量は、無水物換算として、好ましくは１０〜５０質量％であり、より好ましくは１０〜４７質量％であり、更に好ましくは１０〜４５質量％である。酸化マグネシウムを上述した含有量とすることによって、改良対象となる土の強度発現性と、ｐＨを中性に維持することとを高いレベルで両立することができる。これに加えて、重金属類等により汚染された土壌を改良対象とした場合に、重金属類を不溶化させて、改良土からの重金属類の溶出を抑制することができる。その結果、改良土を用いた周囲の環境を保全できるという利点もある。 The content of magnesium oxide in the neutral solidifying material is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 10 to 47% by mass, and further preferably 10 to 45% by mass in terms of anhydride. By setting the content of magnesium oxide as described above, it is possible to achieve both the strength development of the soil to be improved and the maintenance of the pH at a neutral level at a high level. In addition to this, when soil contaminated with heavy metals or the like is targeted for improvement, the heavy metals can be insolubilized and the elution of heavy metals from the improved soil can be suppressed. As a result, there is an advantage that the surrounding environment can be preserved by using the improved soil.
本発明の中性固化材は、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩を含む。硫酸塩は、主に、改良対象となる土のｐＨを中性に維持するために配合される成分である。 The neutral solidifying material of the present invention contains at least one sulfate of aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum. Sulfate is a component that is mainly added to maintain the pH of the soil to be improved to be neutral.
中性固化材に含まれる硫酸塩は、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄又は石膏のいずれか一種であってもよく、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち二種を含んでいてもよく、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のすべてを含んでいてもよい。
改良対象となる土の強度発現性と、ｐＨを中性に維持することとを高いレベルで両立させる観点から、中性固化材に含まれる硫酸塩は、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも二種以上を含むことが好ましく、硫酸アルミニウム及び硫酸第一鉄を少なくとも含むことがより好ましく、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のすべてを含むことが更に好ましい。
The sulfate contained in the neutral solidifying material may be any one of aluminum sulfate, ferrous sulfate or gypsum, and may contain two kinds of aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum. It may contain all of aluminum sulphate, ferrous sulphate and gypsum.
From the viewpoint of achieving both the strength development of the soil to be improved and maintaining the pH at a high level, the sulfate contained in the neutral solidifying material is aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum. Of these, at least two or more are preferably contained, aluminum sulfate and ferrous sulfate are more preferably contained, and aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum are all more preferably contained.
中性固化材における硫酸塩の総含有量は、無水物換算として、好ましくは４２〜８９質量％であり、より好ましくは４４〜８７質量％であり、更に好ましくは４６〜８４質量％である。
硫酸塩を上述した含有量とすることによって、改良対象となる土の強度を発現させつつ、ｐＨを中性に且つ安定的に維持することができる。
The total content of the sulfate in the neutral solidifying material is preferably 42 to 89% by mass, more preferably 44 to 87% by mass, and further preferably 46 to 84% by mass in terms of anhydride.
By setting the content of sulfate as described above, it is possible to maintain the pH neutrally and stably while expressing the strength of the soil to be improved.
硫酸塩として硫酸アルミニウムを含む場合、中性固化材における硫酸アルミニウムの含有量は、無水物換算として、好ましくは０〜６５質量％であり、より好ましくは０〜６０質量％であり、更に好ましくは０〜５５質量％である。つまり、硫酸塩の総含有量が上述の範囲を満たす限りにおいて、硫酸アルミニウムは非含有であってもよい。
硫酸アルミニウムを上述した含有量とすることによって、改良対象となる土の強度を発現させつつ、ｐＨを中性に且つ安定的に維持することができる。
When aluminum sulfate is contained as the sulfate, the content of aluminum sulfate in the neutral solidifying material is preferably 0 to 65% by mass, more preferably 0 to 60% by mass, and further preferably 0 to 60% by mass in terms of anhydride. It is 0 to 55% by mass. That is, aluminum sulfate may not be contained as long as the total content of sulfate satisfies the above range.
By setting the content of aluminum sulfate as described above, it is possible to maintain the pH neutrally and stably while expressing the strength of the soil to be improved.
硫酸塩として硫酸第一鉄を含む場合、中性固化材における硫酸第一鉄の含有量は、無水物換算として、好ましくは０〜３０質量％であり、より好ましくは０〜２５質量％であり、更に好ましくは０〜２０質量％である。つまり、硫酸塩の総含有量が上述の範囲を満たす限りにおいて、硫酸第一鉄は非含有であってもよい。
硫酸第一鉄を上述した含有量とすることによって、改良対象となる土のｐＨを中性に維持しながら、強度をより高く発現させることができる。これに加えて、重金属類等により汚染された土壌を改良対象とした場合に、重金属類を還元させて不溶化させて、改良土からの重金属類の溶出を抑制することができる。
When ferrous sulfate is contained as the sulfate, the content of ferrous sulfate in the neutral solidifying material is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 25% by mass in terms of anhydride. , More preferably 0 to 20% by mass. That is, ferrous sulfate may not be contained as long as the total content of sulfate satisfies the above range.
By setting the content of ferrous sulfate as described above, it is possible to develop higher strength while maintaining the pH of the soil to be improved to be neutral. In addition to this, when soil contaminated with heavy metals or the like is targeted for improvement, the heavy metals can be reduced and insolubilized to suppress the elution of heavy metals from the improved soil.
硫酸塩として石膏を含む場合、石膏としては、無水石膏、半水石膏及び二水石膏等のうち少なくとも一種を用いることができる。またＪＩＳ Ｒ９１５１に規定する石膏を用いることもできる。これらのうち、改良対象となる土の強度向上及びｐＨの維持に加えて、製造コストの低減を達成する観点から、石膏として半水石膏を用いることが好ましい。
硫酸塩として石膏を含む場合、中性固化材における石膏の含有量は、無水物換算として、好ましくは０〜７５質量％であり、より好ましくは０〜７０質量％であり、更に好ましくは０〜６５質量％である。つまり、硫酸塩の総含有量が上述の範囲を満たす限りにおいて、石膏は非含有であってもよい。
石膏を上述した含有量とすることによって、石膏自体が有する水硬性によって、改良土の強度を更に高く発現させることができる。
When gypsum is contained as the sulfate, at least one of anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum and the like can be used as the gypsum. Further, the gypsum specified in JIS R9151 can also be used. Of these, it is preferable to use hemihydrate gypsum as the gypsum from the viewpoint of achieving reduction in manufacturing cost in addition to improving the strength and maintaining the pH of the soil to be improved.
When gypsum is contained as the sulfate, the content of gypsum in the neutral solidifying material is preferably 0 to 75% by mass, more preferably 0 to 70% by mass, and further preferably 0 to 0 in terms of anhydride. It is 65% by mass. That is, gypsum may not be contained as long as the total content of sulfate satisfies the above range.
By setting the gypsum to the above-mentioned content, the strength of the improved soil can be further expressed due to the hydraulic property of the gypsum itself.
本発明の中性固化材は、アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有する高分子凝集剤を含む。
高分子凝集剤は、主に、改良対象となる土の粒子を凝集させて、改良土の強度を高めるために配合される成分であり、好ましくは有機ポリマーの単一成分又は混合物である。中性固化材における高分子凝集剤の総含有量は、好ましくは１〜８質量％であり、より好ましくは１〜７質量％であり、更に好ましくは１〜６質量％である。
本発明における「ユニット」とは、ポリマーを構成するモノマー単位を指す。
The neutral solidifying material of the present invention contains a polymer flocculant having an acrylamide unit and a sodium acrylate unit.
The polymer flocculant is a component that is mainly added to agglomerate the soil particles to be improved to increase the strength of the improved soil, and is preferably a single component or a mixture of organic polymers. The total content of the polymer flocculant in the neutral solidifying material is preferably 1 to 8% by mass, more preferably 1 to 7% by mass, and further preferably 1 to 6% by mass.
The "unit" in the present invention refers to a monomer unit constituting a polymer.
中性固化材に含まれる高分子凝集剤の具体的態様は、例えば、第１モノマーであるアクリルアミドと、第２モノマーであるアクリル酸ナトリウムとが重合してなる共重合体（コポリマー）である態様等があり、高分子凝集剤中にアクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有するものである。
また、前記共重合体は、各モノマーが交互に重合した交互共重合体、各モノマーの配列が無秩序であるランダム共重合体、同種のモノマーが連続して重合した構成単位を有するブロック共重合体、及び一方のモノマーからなる重合体が他方のモノマーからなる重合体に分枝して結合しているグラフト共重合体等の少なくとも一種の態様であり得る。
A specific embodiment of the polymer flocculant contained in the neutral solidifying material is, for example, a copolymer obtained by polymerizing acrylamide, which is the first monomer, and sodium acrylate, which is the second monomer. Etc., and have an acrylamide unit and a sodium acrylate unit in the polymer flocculant.
Further, the copolymer is an alternating copolymer in which each monomer is alternately polymerized, a random copolymer in which the arrangement of each monomer is disordered, or a block copolymer having a structural unit in which the same kind of monomers are continuously polymerized. , And at least one embodiment such as a graft copolymer in which a polymer composed of one monomer is branched and bonded to a polymer composed of the other monomer.
中性固化材に含まれる高分子凝集剤は、該高分子凝集剤を構成するアクリルアミドユニットが特定の組成比であることを特徴の一つとしている。
詳細には、高分子凝集剤に含まれるアクリルアミドユニットの組成比は、好ましくは５５〜９０ｍｏｌ％であり、より好ましくは６０〜８５ｍｏｌ％であり、更に好ましくは６０〜８０ｍｏｌ％である。アクリルアミドユニットがこのような割合で構成された高分子凝集剤を用いることによって、改良対象となる土の強度発現性と、ｐＨを中性に維持することとを高いレベルで両立させることができる。
One of the characteristics of the polymer flocculant contained in the neutral solidifying material is that the acrylamide units constituting the polymer flocculant have a specific composition ratio.
Specifically, the composition ratio of the acrylamide unit contained in the polymer flocculant is preferably 55 to 90 mol%, more preferably 60 to 85 mol%, and further preferably 60 to 80 mol%. By using a polymer flocculant in which the acrylamide unit is composed of such a ratio, it is possible to achieve both the strength development of the soil to be improved and the maintenance of the pH at a neutral level at a high level.
アクリルアミドユニットが上述した割合となった高分子凝集剤を用いることによって、強度を向上させるように改質できる理由は明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
一般的に、中性〜アルカリ性のｐＨ領域（すなわちｐＨが５．８以上の領域）では、土粒子を構成する鉱物粒子の等電点が低いことに起因して、該粒子が負に帯電しており、水と土粒子との間で静電的な反発が生じやすい。そのため、土粒子は凝集等の団粒化が生じにくいため，結果として土全体の強度が低くなりやすい。
上述した高分子凝集剤を添加すると、まず、アクリルアミドユニットに由来するアミド基が土粒子表面に吸着し、次いで、アクリル酸ナトリウムユニットに由来するカルボキシ基が反発しあって，高分子凝集剤の分子鎖を広げ、その広がりによって土粒子や水を抱え込む（取り込む）ことによって、土粒子を効果的に団粒化させ，土粒子間に水を保持することができるため、改良土の強度を向上させることができると考えられる。特に、上述した高分子凝集剤の添加による強度発現プロセスは、（ｉ）凝集剤の土粒子の表面への吸着、（ii）土粒子どうしの架橋、及び（iii）土粒子の団粒化といった順に進むものと考えられており、高分子凝集剤に含まれるアクリルアミドユニットの組成比を好ましくは５５〜９０ｍｏｌ％とすることによって、強度発現に重要な前記（ｉ）及び（ii）の過程をバランス良く進行させることができると考えられる。
The reason why the acrylamide unit can be modified so as to improve the strength by using the polymer flocculant having the above-mentioned ratio is not clear, but the present inventor speculates as follows.
Generally, in the neutral to alkaline pH range (that is, the pH range of 5.8 or higher), the mineral particles constituting the soil particles are negatively charged due to the low isoelectric point. Therefore, electrostatic repulsion is likely to occur between water and soil particles. Therefore, soil particles are less likely to agglomerate such as agglutination, and as a result, the strength of the entire soil tends to decrease.
When the above-mentioned polymer flocculant is added, first, the amide group derived from the acrylamide unit is adsorbed on the surface of the soil particles, and then the carboxy group derived from the sodium acrylate unit repels each other, and the molecule of the polymer flocculant. By expanding the chain and holding (taking in) soil particles and water by the spread, the soil particles can be effectively aggregated and water can be retained between the soil particles, thus improving the strength of the improved soil. It is thought that it can be done. In particular, the above-mentioned strength development process by adding the polymer flocculant includes (i) adsorption of the flocculant on the surface of soil particles, (ii) cross-linking of soil particles, and (iii) agglomeration of soil particles. It is considered that the process proceeds in order, and by setting the composition ratio of the acrylamide unit contained in the polymer flocculant to preferably 55 to 90 mol%, the processes (i) and (ii), which are important for the development of strength, are balanced. It is thought that it can proceed well.
高分子凝集剤に含まれる炭素、水素及び窒素は、例えば以下の方法で測定することができる。詳細には、測定対象となる高分子凝集剤を約２ｍｇ精秤し、これを元素分析装置（例えばジェイ・サイエンス・ラボ社製、マイクロコーダーＪＭ１０）に導入して、各元素の質量を定量測定する。標品は、例えばアンチピリン（炭素元素：７０．２質量％、水素元素：６．４質量％、窒素元素：１４．９質量％）を用いることができる。 Carbon, hydrogen and nitrogen contained in the polymer flocculant can be measured by, for example, the following methods. Specifically, about 2 mg of the polymer flocculant to be measured is precisely weighed and introduced into an elemental analyzer (for example, Microcoder JM10 manufactured by J-Science Lab) to quantitatively measure the mass of each element. do. As the standard, for example, antipyrine (carbon element: 70.2% by mass, hydrogen element: 6.4% by mass, nitrogen element: 14.9% by mass) can be used.
上述の方法で測定された炭素元素の質量比（質量％）をＣ１とし、窒素元素の質量比（質量％）をＮ１とする。これらの値から、アクリルアミドユニット及びアクリル酸ナトリウムユニットの各組成比を以下の方法で算出する。
まず、アクリルアミドユニットは「−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＯ−ＮＨ２）−」の化学式であるところ、該ユニット中の炭素数は３であり、該ユニット中の窒素数は１である。
また、アクリル酸ナトリウムユニットは「−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＯＯＮａ）−」の化学式であるところ、該ユニット中の炭素数は３であり、該ユニット中の窒素数はゼロである。
Let C1 be the mass ratio (mass%) of the carbon element measured by the above method, and let N1 be the mass ratio (mass%) of the nitrogen element. From these values, each composition ratio of the acrylamide unit and the sodium acrylate unit is calculated by the following method.
First, the acrylamide unit has the chemical formula of "-CH 2- CH (CO-NH 2 )-", and the number of carbon atoms in the unit is 3, and the number of nitrogens in the unit is 1.
Further, the sodium acrylate unit has the chemical formula of "-CH 2- CH (COONa)-", the number of carbon atoms in the unit is 3, and the number of nitrogen in the unit is zero.
高分子凝集剤中のアクリルアミドユニットの組成比（ｍｏｌ％）を「Ａ」とし、高分子凝集剤中のアクリル酸ナトリウムユニットの組成比（ｍｏｌ％）を「１００−Ａ」とし、各ユニットの炭素数及び窒素数に基づくと、アクリルアミドユニットの炭素の組成比（ｍｏｌ％）は、「３×Ａ」、アクリルアミドユニットの窒素の組成比（ｍｏｌ％）は「Ａ」でそれぞれ表される。また、アクリル酸ナトリウムユニットの炭素の組成比（ｍｏｌ％）は「３×（１００−Ａ）」で表される。 The composition ratio (mol%) of the acrylamide unit in the polymer flocculant is "A", the composition ratio (mol%) of the sodium acrylate unit in the polymer flocculant is "100-A", and the carbon of each unit. Based on the number and the number of nitrogens, the carbon composition ratio (mol%) of the acrylamide unit is represented by "3 × A", and the nitrogen composition ratio (mol%) of the acrylamide unit is represented by "A". The carbon composition ratio (mol%) of the sodium acrylate unit is represented by "3 x (100-A)".
上述の各割合に基づいて、高分子凝集剤中における、窒素元素の組成比（Ｎ５）に対する炭素元素の組成比（Ｃ５）の比（Ｃ５／Ｎ５）は、以下の式（ａ）により算出される。
（Ｃ５／Ｎ５）＝｛（３×Ａ）＋３×（１００−Ａ）｝／Ａ＝３００／Ａ ・・（ａ）
Based on each of the above ratios, the ratio (C5 / N5) of the composition ratio (C5) of the carbon element to the composition ratio (N5) of the nitrogen element in the polymer flocculant is calculated by the following formula (a). NS.
(C5 / N5) = {(3 × A) + 3 × (100-A)} / A = 300 / A ・ ・ (a)
ここで、Ｃ５／Ｎ５は、「｛（Ｃ１）／（炭素原子量）｝／｛（Ｎ１）／（窒素原子量）｝」として表される（炭素原子量＝１２、窒素原子量＝１４）から、アクリルアミドユニットの組成比Ａは以下の式（ｂ）で算出される。
アクリルアミドユニットの組成比Ａ（ｍｏｌ％）
＝３００／｛（Ｃ１）／（炭素原子量）｝／｛（Ｎ１）／（窒素原子量）｝ ・・（ｂ）
Here, C5 / N5 is represented as "{(C1) / (carbon atomic weight)} / {(N1) / (nitrogen atomic weight)}" (carbon atomic weight = 12, nitrogen atomic weight = 14), and thus is an acrylamide unit. The composition ratio A of is calculated by the following formula (b).
Composition ratio of acrylamide unit A (mol%)
= 300 / {(C1) / (carbon atomic weight)} / {(N1) / (nitrogen atomic weight)} ... (b)
また、アクリル酸ナトリウムユニットの組成比は、以下の式（ｃ）で算出される。
アクリル酸ナトリウムユニットの組成比（ｍｏｌ％）＝１００−Ａ ・・（ｃ）
The composition ratio of the sodium acrylate unit is calculated by the following formula (c).
Composition ratio of sodium acrylate unit (mol%) = 100-A ... (c)
高分子凝集剤に含まれるアクリル酸ナトリウムユニットの組成比は、好ましくは１０〜４５ｍｏｌ％であり、より好ましくは１５〜４０ｍｏｌ％であり、更に好ましくは２０〜３５ｍｏｌ％である。 The composition ratio of the sodium acrylate unit contained in the polymer flocculant is preferably 10 to 45 mol%, more preferably 15 to 40 mol%, and further preferably 20 to 35 mol%.
酸化マグネシウム、硫酸塩及び高分子凝集剤は、その性状が、それぞれ独立して、粉末状であってもよく、あるいは水等の溶媒に溶解又は分散させた液状又はスラリー状であってもよい。酸化マグネシウム及び硫酸塩は、それぞれ独立して、無水物であってもよく、水和物であってもよい。
中性固化材の運搬時及び使用時における取り扱い性を高める観点から、酸化マグネシウム、硫酸塩及び高分子凝集剤はいずれも粉末状であることが好ましい。
また同様の観点から、本発明の中性固化材は、粉末状であることが好ましい。
The properties of magnesium oxide, sulfate and polymer flocculant may be independently in the form of powder, or in the form of liquid or slurry dissolved or dispersed in a solvent such as water. Magnesium oxide and sulfate may be anhydrous or hydrates independently of each other.
From the viewpoint of improving the handleability during transportation and use of the neutral solidifying material, magnesium oxide, sulfate and the polymer flocculant are all preferably in the form of powder.
From the same viewpoint, the neutral solidifying material of the present invention is preferably in the form of powder.
酸化マグネシウムのブレーン比表面積は、好ましくは６０００〜２００００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは７０００〜２００００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは８０００〜２００００ｃｍ２／ｇである。
ブレーン比表面積をこのような範囲とすることによって、中性固化材の施工性を高めることができるとともに、高い水和活性に起因して改良対象となる土の固化性を高めて、改良土の強度を向上することができる。また、上述のブレーン比表面積の範囲は、酸化マグネシウムとして軽焼酸化マグネシウムを用いた場合に満たされることが、施工性の向上と改良土の強度の向上とを高いレベルで両立できる点で好ましい。
酸化マグネシウムのブレーン比表面積は、例えばＪＩＳ Ｒ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に従い、ブレーン空気透過装置を用いて測定することができる。
The brain specific surface area of magnesium oxide is preferably 6000 to 20000 cm 2 / g, more preferably 7000 to 20000 cm 2 / g, and even more preferably 8000 to 20000 cm 2 / g.
By setting the brain specific surface area in such a range, the workability of the neutral solidifying material can be improved, and the solidification property of the soil to be improved due to the high hydration activity is enhanced, so that the improved soil can be improved. The strength can be improved. Further, it is preferable that the above-mentioned range of the specific surface area of the brain is satisfied when lightly baked magnesium oxide is used as the magnesium oxide, because it is possible to improve the workability and the strength of the improved soil at a high level.
The brain specific surface area of magnesium oxide can be measured using a brain air permeation device, for example, in accordance with JIS R5201: 1997 “Physical test method for cement”.
酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、好ましくは５〜３０ｍ２／ｇであり、より好ましくは７〜３０ｍ２／ｇであり、更に好ましくは８〜３０ｍ２／ｇである。
このような範囲とすることによって、中性固化材の施工性を高めることができるとともに、高い水和活性に起因して改良対象となる土の固化性を高めて、改良土の強度を向上することができる。また、上述のブレーン比表面積の範囲は、酸化マグネシウムとして軽焼酸化マグネシウムを用いた場合に満たされることが、施工性の向上と改良土の強度の向上とを高いレベルで両立できる点で好ましい。
酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、例えば高精度ガス吸着装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ）を用いて、定容量型ガス吸着法によって測定することができる。
The BET specific surface area of magnesium oxide is preferably 5 to 30 m 2 / g, more preferably 7 to 30 m 2 / g, and even more preferably 8 to 30 m 2 / g.
Within such a range, the workability of the neutral solidifying material can be improved, and the solidification property of the soil to be improved due to the high hydration activity is enhanced to improve the strength of the improved soil. be able to. Further, it is preferable that the above-mentioned range of the specific surface area of the brain is satisfied when lightly baked magnesium oxide is used as the magnesium oxide, because it is possible to improve the workability and the strength of the improved soil at a high level.
The BET specific surface area of magnesium oxide can be measured by a constant-capacity gas adsorption method using, for example, a high-precision gas adsorption device (BELSORP-mini manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).
酸化マグネシウムにおけるＭｇＯ含有割合は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。このような含有割合となっていることによって、改良土の周辺環境のｐＨ緩衝能が減弱しづらくなるとともに、改良土の強度を向上させることができる。 The MgO content in magnesium oxide is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. With such a content ratio, the pH buffering capacity of the surrounding environment of the improved soil is less likely to be attenuated, and the strength of the improved soil can be improved.
酸化マグネシウムにおけるＣａＯ含有割合は、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２質量％以下、更に好ましくは１質量％以下である。このような含有割合となっていることによって、改良土の周辺環境のｐＨを中性に維持しやすくすることができるとともに、改良土の強度を向上させることができる。 The CaO content in magnesium oxide is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. With such a content ratio, it is possible to easily maintain the pH of the surrounding environment of the improved soil to be neutral, and it is possible to improve the strength of the improved soil.
上述した酸化マグネシウムに含有するＭｇＯ含有率およびＣａＯ含有率は、ＪＩＳ Ｍ ８８５３：１９９８「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」に準じて測定することができる。 The MgO content and CaO content contained in magnesium oxide described above can be measured according to JIS M 8853: 1998 "Chemical analysis method for aluminosilicate raw materials for ceramics".
本発明の効果が奏される限りにおいて、中性固化材は、改良対象となる土の性状に応じて、添加剤を更に含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、ハイドロタルサイト及びハイドロカルマイト等のカルシウムアルミネート系鉱物、珪石等のケイ素含有鉱物、炭酸マグネシウム及び石灰石等の炭酸塩、セピオライト、パーライト、ゼオライト及びシリカ等の多孔質体、並びにキレート剤等の少なくとも一種を用いることができる。
各種添加剤の性状は、それぞれ独立して、粉末状であってもよく、あるいは水等の溶媒に溶解又は分散させた液状又はスラリー状であってもよい。
また各種添加剤は、それぞれ独立して、無水物であってもよく、水和物であってもよい。
各種添加剤の添加の有無及び混合量については、予め配合試験を行って、その結果に基づいて決定することが好ましい。
As long as the effects of the present invention are exhibited, the neutral solidifying material may further contain additives depending on the properties of the soil to be improved. Examples of the additive include calcium aluminate minerals such as hydrotalcite and hydrocalmite, silicon-containing minerals such as silica stone, carbonates such as magnesium carbonate and limestone, and porous bodies such as sepiolite, pearlite, zeolite, and silica. , And at least one such as a chelating agent can be used.
The properties of the various additives may be independently powdery, or may be liquid or slurry dissolved or dispersed in a solvent such as water.
Further, the various additives may be anhydrous or hydrates independently of each other.
It is preferable to carry out a compounding test in advance and determine the presence or absence of addition of various additives and the mixing amount based on the results.
本発明の中性固化材は、該中性固化材と、改良対象の土とを混合して固化処理を行う固化処理方法に供することができる。
改良対象の土との混合時における中性固化材の性状は、粉末であってもよく、スラリー状であってもよい。
また、中性固化材と、改良対象の土との混合は、中性固化材と改良対象の土とを同時に混合してもよく、中性固化材及び改良対象の土のうち一方を他方に添加してもよい。
The neutral solidifying material of the present invention can be used in a solidifying treatment method in which the neutral solidifying material and the soil to be improved are mixed and solidified.
The properties of the neutral solidifying material at the time of mixing with the soil to be improved may be powder or slurry.
Further, in the mixing of the neutral solidifying material and the soil to be improved, the neutral solidifying material and the soil to be improved may be mixed at the same time, and one of the neutral solidifying material and the soil to be improved may be mixed with the other. It may be added.
改良対象の土１ｍ３当たりの中性固化材の添加量は、改良対象の土の種類や性状、並びに目的とする発現強度に応じて適宜変更可能であるが、混合の均一性、発現強度の向上及び処理コストの低減を兼ね備える観点から、好ましくは２０〜２００ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは２０〜１５０ｋｇ／ｍ３であり、更に好ましくは２０〜７５ｋｇ／ｍ３である。 Amount of neutral solidifying material soil 1 m 3 per improvements subject type and properties of the improvements subject of the soil, as well as be appropriately changed in accordance with the expression intensities of interest, uniformity of mixing, the expression intensity terms having both a reduction in the improvement and treatment costs, preferably 20 to 200 kg / m 3, more preferably from 20~150kg / m 3, more preferably from 20~75kg / m 3.
中性固化材と改良対象の土とを混合する装置は、例えば、バックホウ、ミキシングバケット装着バックホウ、スタビライザー、自走式土質改良機、定置式ミキサー、トレンチャー型撹拌混合機、深層混合処理機、パワーブレンダー及びプラント混合等といった、当該技術分野において通常用いられる装置を用いることができる。 The equipment for mixing the neutral solidifying material and the soil to be improved includes, for example, a backhoe, a backhoe equipped with a mixing bucket, a stabilizer, a self-propelled soil improving machine, a stationary mixer, a trencher type stirring mixer, a deep mixing processing machine, and a power. Equipment commonly used in the art, such as blenders and plant mixing, can be used.
以下に、本発明の中性固化材を用いた土の処理方法の一例を図１を参照して説明する。本発明の中性固化材は、改良処理の対象となる土として、例えば泥土圧シールド工法や気泡シールド工法等のシールド工法によって排出された泥土等の掘削土に対して用いることができる。
図１に示すシールドマシン１は、典型的には気泡シールド工法に用いられるものである。シールドマシン１は、掘削方向に貫通した穴を複数備える円盤状のカッター１１と、該カッター１１に接続され、カッター１１を回転駆動させるためのモーター１２とを備える。モーター１２の駆動軸の延びる方向は、掘削方向と一致している。また、同図に示すシールドマシン１は、カッター１１より掘削方向後方に位置し、カッター１１によって掘削された掘削土を掘削方向後方に搬送するためのスクリューコンベア３を備える。
Hereinafter, an example of a soil treatment method using the neutral solidifying material of the present invention will be described with reference to FIG. The neutral solidifying material of the present invention can be used as the soil to be improved, for example, for excavated soil such as mud discharged by a shield method such as a mud pressure shield method or a bubble shield method.
The shield machine 1 shown in FIG. 1 is typically used in the bubble shield method. The shield machine 1 includes a disk-shaped
まず、シールドマシン１によって地盤を掘削する。本実施形態では、地盤を掘削するにあたり、掘削土の流動性を高めることを目的として、掘削対象の土に気泡を注入する気泡注入管１５を備えている。気泡注入管１５は、一方がポンプ等の気泡供給装置（図示せず）と接続されており、他方はカッター１１側へ開口している。気泡供給装置は、例えば気泡剤とともに気泡を供給してもよい。
First, the ground is excavated by the shield machine 1. In the present embodiment, when excavating the ground, a bubble injection pipe 15 for injecting bubbles into the soil to be excavated is provided for the purpose of increasing the fluidity of the excavated soil. One of the bubble injection pipe 15 is connected to a bubble supply device (not shown) such as a pump, and the other is open to the
地盤の掘削によって発生した掘削土は、カッター１１に設けられた穴を介して、シールドマシン１におけるチャンバー２及びスクリューコンベア３によって、掘削方向とは反対方向に搬送される。気泡剤を含む掘削土は、流動性を高くなり、搬送しやすくなっている。
スクリューコンベア３による搬送の際、スクリューコンベア３からの掘削土の排出時における圧力変化に起因する噴発防止を目的として、スクリューコンベア３の掘削方向前方側に設けられた投入装置４で、スクリューコンベア３の内部に噴発防止材を添加して、掘削土１０と混合しながら搬送してもよい。
続いて、スクリューコンベア３によって掘削方向後方に搬送された掘削土１０は、スクリューコンベア３における掘削方向後方側に位置するゲート３１を介して、ベルトコンベア５上に排出され、搬送される。
The excavated soil generated by excavating the ground is conveyed in the direction opposite to the excavation direction by the chamber 2 and the screw conveyor 3 in the shield machine 1 through the holes provided in the
A screw conveyor with a loading device 4 provided on the front side of the screw conveyor 3 in the excavation direction for the purpose of preventing ejection due to a pressure change when excavated soil is discharged from the screw conveyor 3 during transportation by the screw conveyor 3. An eruption prevention material may be added to the inside of the excavated soil 3 and transported while being mixed with the excavated
Subsequently, the excavated
そして、ベルトコンベアによって搬送された掘削土１０をバケット６に入れ、掘削土１０に本発明の中性固化材を固化材添加装置２０から添加して、ミキサ３０により混合し、好ましくは一定期間養生する。これらの操作は、掘削土１０をズリトロや立坑を介して地上に搬出した後で行ってもよく、トンネル建設現場内で行ってもよい。養生期間は、目的とする強度や搬出先の受け入れ状況等に応じて適宜変更可能であるが、好ましくは１日〜１４日程度、より好ましくは１日〜７日程度とすることができる。
Then, the excavated
以上の工程を経て、処理対象の土に強度を発現させた改良土を得ることができる。その後、養生後の土を、ズリトロやトラック等の搬送設備を用いて、処理場や再利用現場等の目的の場所へ搬送して、再利用されるか、又は必要に応じて廃棄される。この改良土は再利用可能なレベルに強度が向上しているので、建設資材として搬出可能であり、また有効利用が可能となる。 Through the above steps, improved soil having strength developed in the soil to be treated can be obtained. After that, the cured soil is transported to a target place such as a treatment plant or a reuse site by using a transport facility such as a Zuritro or a truck, and is reused or discarded as needed. Since the strength of this improved soil has been improved to a level that can be reused, it can be carried out as a construction material and can be effectively used.
このように、本発明の中性固化材を用いることによって、従来技術では強度不足により産業廃棄物又は用途が限定された土として処理されていた建設発生土を、建設発生土の発生現場から外部に搬出する前に固化処理して、同一の又は異なる建設現場で改良土を建設資材として再利用することができる。 In this way, by using the neutral solidifying material of the present invention, the construction-generated soil, which was treated as industrial waste or soil with limited uses due to insufficient strength in the prior art, can be removed from the construction-generated soil generation site. The improved soil can be reused as a construction material at the same or different construction sites by solidifying the soil before it is carried out.
特に、建設発生土が発生した建設現場と異なる建設現場で改良土を用いる場合、改良土を一定期間養生した後で他の建設現場に搬出されるところ、本発明の中性固化材を用いて固化した改良土は、搬出時において掘削や解きほぐしを行った場合でも、改良土の強度が十分に維持された状態で搬出することができる。また改良土を搬入した他の建設現場でも、特段の工程を経ることなく、改良土をそのまま再利用することができる。 In particular, when the improved soil is used at a construction site different from the construction site where the construction-generated soil is generated, the improved soil is cured for a certain period of time and then transported to another construction site. The solidified improved soil can be carried out in a state where the strength of the improved soil is sufficiently maintained even when excavation or unraveling is performed at the time of carrying out. In addition, the improved soil can be reused as it is at other construction sites where the improved soil has been brought in, without going through any special process.
また、本発明の中性固化材によって改良された土は、高い強度を発現したものであるので、例えば国土交通省による通達「発生土利用基準について」の土質区分基準に規定される「第２種建設発生土」や、国土交通省による通知「建設汚泥処理度利用技術基準」の品質基準に規定される「第２種処理土」として好適に利用することができる。詳細には、本発明の中性固化材によって改良された土は、例えば、工作物の埋戻し、建築物の埋戻し、土木構造物の裏込め、道路用盛土、築堤、土地造成、鉄道盛土、空港盛土及び水面埋立等の土木工事用又は建設用等の広範な用途で好適に利用することができる。 Further, since the soil improved by the neutral solidifying material of the present invention exhibits high strength, for example, the "second" specified in the soil classification standard of the notification "Regarding the Soil Utilization Standard" by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. It can be suitably used as "seed construction soil" and "type 2 treated soil" specified in the quality standard of the notification "construction sludge treatment degree utilization technical standard" by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. Specifically, the soil improved by the neutral solidifying material of the present invention is, for example, backfilling of works, backfilling of buildings, backfilling of civil engineering structures, embankment for roads, embankment, land preparation, railway embankment. , Can be suitably used for a wide range of applications such as civil engineering work such as airport embankment and water surface reclamation, or construction.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。以下の説明では、特に断りのない限り「％」は「質量％」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The scope of the present invention is not limited to such examples. In the following description, "%" represents "mass%" unless otherwise specified.
〔実施例１〜６及び比較例１〜５〕
＜１．建設発生土再現試料の調製＞
原土として、粉末状の泥岩を用いた。この泥岩は、ＪＩＳ Ａ１２０３に準じて測定された含水比（以下、これを単に「含水比」ともいう）は２９．９％であり、ＪＩＳ Ａ１２１０に準じて測定された湿潤密度は１．７５ｇ／ｃｍ３であり、ＪＧＳ ０２１１−２０００に準じて測定されたｐＨは８．４であった。
次いで、前記の泥岩に、水、気泡剤（太平洋シールドメカニクス社製、ＯＫ−１）及び噴発防止材（太平洋シールドメカニクス社製、ＳＰ−α）を以下の表１に示す割合で添加して、含水比が異なる２種の建設発生土再現試料（泥土状試料）を得た。以下、これらの建設発生土再現試料を「発生土試料１」及び「発生土試料２」ともいう。
[Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5]
<1. Preparation of construction-generated soil reproduction sample>
Powdered mudstone was used as the raw soil. This mudstone has a water content ratio measured according to JIS A1203 (hereinafter, also simply referred to as "water content ratio") of 29.9%, and a wet density measured according to JIS A1210 is 1.75 g /. It was cm 3 and the pH measured according to JGS 0211-2000 was 8.4.
Next, water, a bubble agent (manufactured by Pacific Shield Mechanics, OK-1) and an eruption preventive material (manufactured by Pacific Shield Mechanics, SP-α) were added to the mudstone at the ratios shown in Table 1 below. , Two types of construction-generated soil reproduction samples (mudstone-like samples) with different water content were obtained. Hereinafter, these construction generated soil reproduction samples are also referred to as “generated soil sample 1” and “generated soil sample 2”.
＜２．中性固化材の調製＞
原料として、以下に示す酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム及び硫酸第一鉄と、アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとの含有ｍｏｌ％が異なる高分子凝集剤とを以下の表２に示す割合で混合し、計１０種類の粉末状の中性固化材を調製した。
・酸化マグネシウム：宇部マテリアルズ（株）製、軽焼酸化マグネシウム
・硫酸アルミニウム：中国産、硫酸アルミニウム１４水和物
・硫酸第一鉄：中国産、硫酸第一鉄１水和物
・高分子凝集剤：
（１）中性固化材Ｂ及びＨ：ＭＴアクアポリマー社製、アコフロックＡ−１５０ＵＨ
（２）中性固化材Ｃ：三洋化成工業社製、サンフロックＡＨ−９Ｓ
（３）中性固化材Ｄ及びＩ：三洋化成工業社製、サンフロックＡＨ−４ＳＦＡ
（４）中性固化材Ｅ及びＪ：ＭＴアクアポリマー社製、アコフロックＡ−１２５
（５）中性固化材Ｆ：テクニカ合同社製、ウォーターフロックＰＡ−０４１
（６）中性固化材Ｇ：ＭＴアクアポリマー社製、アコフロックＡ−２２０
<2. Preparation of neutral solidifying material>
As raw materials, magnesium oxide, aluminum sulfate and ferrous sulfate shown below and polymer flocculants containing different mol% of acrylamide unit and sodium acrylate unit are mixed at the ratios shown in Table 2 below, and totaled. Ten kinds of powdery neutral solidifying materials were prepared.
・ Magnesium oxide: Made by Ube Materials Co., Ltd., lightly baked magnesium oxide ・ Aluminum sulfate: Made in China, aluminum sulfate 14hydrate ・ Iron sulfate: Made in China, ferrous sulfate monohydrate ・ Polymer aggregation Agent:
(1) Neutral solidifying material B and H: Akovlock A-150UH manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.
(2) Neutral solidifying material C: Sanyo Chemical Industries, Ltd., Sunflock AH-9S
(3) Neutral solidifying materials D and I: Sanyo Chemical Industries, Ltd., Sunflock AH-4SFA
(4) Neutral solidifying material E and J: Akovlock A-125 manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.
(5) Neutral solidifying material F: Waterflock PA-041 manufactured by Technica Co., Ltd.
(6) Neutral solidifying material G: Akovlock A-220 manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.
＜３．改良土の調製＞
粉末状の中性固化材を、発生土試料１には３０ｋｇ／ｍ３の添加量にて添加して混合し、発生土試料２には４０ｋｇ／ｍ3の添加量にて添加して混合し、目的とする改良土を得た。なお、各改良土のｐＨは、中性に維持されていた。
<3. Preparation of improved soil>
The powdered neutral solidifying material was added to the generated soil sample 1 at an added amount of 30 kg / m 3 and mixed, and added to the generated soil sample 2 at an added amount of 40 kg / m 3 and mixed. , Obtained the desired improved soil. The pH of each improved soil was maintained at neutrality.
〔土の強度評価〕
発生土試料及び改良土を対象として、ＪＩＳ Ａ１２２８に従ってコーン指数を測定した。
発生土試料においては、各材料の混合直後においてコーン指数測定用試験体を作製し、それぞれコーン指数を測定した。
改良土においては、練り返しの影響を確認するため、同一の改良土を養生１日後及び養生７日後において繰返し用いて、試験直前に各養生期間におけるコーン指数測定用試験体を作製し、それぞれコーン指数を測定した。
土の強度判定は、改良土の掘削や解きほぐしにおける強度低下の影響と、周囲環境の違いとを考慮して、屋内で上述の期間養生したあとで測定したコーン指数の値に０．９を乗じた値を改良土の現場における強度推定値とし、この推定値が８００ｋＮ／ｍ２以上（第２種建設発生土以上）であるものを良好（表３中「〇」で示す。）と評価し、推定値が８００ｋＮ／ｍ２未満のものを不良（表３中「×」で示す。）と評価した。結果を表１及び表３に示す。
[Soil strength evaluation]
The cone index was measured according to JIS A1228 for the generated soil sample and the improved soil.
In the generated soil sample, a test piece for measuring the cone index was prepared immediately after mixing each material, and the cone index was measured for each.
In the improved soil, in order to confirm the effect of kneading, the same improved soil was repeatedly used 1 day after curing and 7 days after curing to prepare a test piece for measuring the cone index in each curing period immediately before the test, and each cone was prepared. The index was measured.
To determine the strength of soil, multiply the value of the cone index measured indoors after curing for the above period by 0.9, taking into consideration the effects of strength reduction in excavation and unraveling of improved soil and differences in the surrounding environment. The above values are used as the strength estimates at the site of the improved soil, and those with an estimated value of 800 kN / m 2 or more (soil generated by Type 2 construction or more) are evaluated as good (indicated by "○" in Table 3). , Those with an estimated value of less than 800 kN / m 2 were evaluated as defective (indicated by "x" in Table 3). The results are shown in Tables 1 and 3.
表３に示すように、酸化マグネシウムと、硫酸塩と、アクリルアミドユニット組成比が所定の割合である高分子凝集剤とを用いた実施例の中性固化材は、比較例と比較して、養生期間によらず、改良土の強度を十分に発現できるものであることが判る。このことは、発生土試料のコーン指数が、前記通達「発生土利用基準について」の土質区分基準における「第４種建設発生土」に区分される程度の値であったものが、中性固化材の添加によって、第２種建設発生土相当のコーン指数を有する改良土に改良されたことからも支持される。
特に，中性固化材における高分子凝集剤の含有量を好適な範囲とした実施例１〜４の中性固化材は、改良土の強度を一層高く発現させることができ、また掘削や解きほぐしによる強度低下の影響も少ないので、中性固化材の添加後一定期間養生させた場合であっても、改良土を好適に再利用できることも判る。
As shown in Table 3, the neutral solidifying materials of Examples using magnesium oxide, sulfate, and a polymer flocculant having an acrylamide unit composition ratio of a predetermined ratio were cured as compared with Comparative Examples. It can be seen that the strength of the improved soil can be sufficiently expressed regardless of the period. This means that the cone index of the generated soil sample was a value that was classified as "Type 4 construction-generated soil" in the soil quality classification standard of the above-mentioned notification "About the generated soil utilization standard", but it was neutralized. It is also supported by the fact that the addition of materials improved the soil to improve it with a cone index equivalent to that of Type 2 construction soil.
In particular, the neutral solidifying materials of Examples 1 to 4 in which the content of the polymer flocculant in the neutral solidifying material is in a suitable range can further develop the strength of the improved soil, and can be obtained by excavation or unraveling. Since the effect of the decrease in strength is small, it can be seen that the improved soil can be suitably reused even when the soil is cured for a certain period of time after the addition of the neutral solidifying material.
以上のとおり、本発明の中性固化材は、改良対象となる土を、ｐＨを中性付近に維持しつつ、且つ高い強度を発現した土に改良できるので、改良土を幅広い用途で再利用することができ、資源の有効利用に繋げることができる。
As described above, the neutral solidifying material of the present invention can improve the soil to be improved to a soil that exhibits high strength while maintaining the pH near neutral, so that the improved soil can be reused in a wide range of applications. It can lead to effective use of resources.
Claims (5)
硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩と、
アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有する高分子凝集剤とを含み、
前記高分子凝集剤を構成するアクリルアミドユニットの組成比が５５〜９０ｍｏｌ％である、中性固化材。 With magnesium oxide
With at least one sulfate of aluminum sulphate, ferrous sulphate and gypsum,
Contains a polymeric flocculant with an acrylamide unit and a sodium acrylate unit
A neutral solidifying material having a composition ratio of acrylamide units constituting the polymer flocculant of 55 to 90 mol%.
前記中性固化材が、酸化マグネシウムと、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄及び石膏のうち少なくとも一種の硫酸塩と、アクリルアミドユニットとアクリル酸ナトリウムユニットとを有する高分子凝集剤とを含み、前記高分子凝集剤を構成するアクリルアミドユニットの組成比が５５〜９０ｍｏｌ％である、土の処理方法。 It is provided with a step of curing the mixture of the soil to be treated and the neutral solidifying material until the cone index measured according to JIS A1228 becomes 800 kN / m 2 or more.
The neutral solidifying material contains magnesium oxide, at least one sulfate of aluminum sulfate, ferrous sulfate and gypsum, and a polymer flocculant having an acrylamide unit and a sodium acrylate unit, and the polymer. A method for treating soil, wherein the composition ratio of the acrylamide units constituting the flocculant is 55 to 90 mol%.
The method for treating soil according to claim 4, wherein the soil containing a foaming agent is treated.
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