JP2023140554A - Method for storing carbon dioxide in soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二酸化炭素の土中貯留方法に関し、さらに詳しくは、地球温暖化の要因となる温室効果ガスである二酸化炭素の低減に寄与できる二酸化炭素の土中貯留方法に関するものである。 The present invention relates to a method for storing carbon dioxide in soil, and more particularly, to a method for storing carbon dioxide in soil that can contribute to reducing carbon dioxide, which is a greenhouse gas that causes global warming.
地球温暖化の抑制のため、土木・建築工事において二酸化炭素(CO2)の排出量の低減が重要な課題になっている。従来、土木・建築工事では、深層混合処理工法や高圧噴射工法等の様々な地盤改良方法が行われている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、従来の地盤改良方法では、二酸化炭素の低減に寄与できていない。 In order to suppress global warming, reducing carbon dioxide (CO 2 ) emissions in civil engineering and construction work has become an important issue. BACKGROUND ART Conventionally, various ground improvement methods such as a deep mixing method and a high-pressure injection method have been used in civil engineering and construction works (for example, see Patent Document 1). However, conventional ground improvement methods have not been able to contribute to reducing carbon dioxide emissions.
本発明の目的は、二酸化炭素の土中貯留方法に関し、さらに詳しくは、地球温暖化の要因となる温室効果ガスである二酸化炭素の低減に寄与できる二酸化炭素の土中貯留方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for storing carbon dioxide in soil, and more specifically, to provide a method for storing carbon dioxide in soil that can contribute to reducing carbon dioxide, which is a greenhouse gas that causes global warming. be.
上記目的を達成するため本発明の二酸化炭素の土中貯留方法は、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの被混合物に、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた気体、または、二酸化炭素を溶解させた炭酸溶液を混合して、前記被混合物に前記二酸化炭素を混入することにより、前記二酸化炭素を改良後の土中に貯留することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for storing carbon dioxide in soil of the present invention includes adding at least one of the soil before improvement, the mixed material to be mixed into the soil to be improved, or the soil after improvement at a construction site. By mixing a gas with a higher volume ratio of carbon dioxide than air or a carbonic acid solution in which carbon dioxide is dissolved, and incorporating the carbon dioxide into the mixture, the carbon dioxide can be removed from the soil after improvement. It is characterized by being stored in.
本発明によれば、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの被混合物に、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた気体、または、二酸化炭素を溶解させた炭酸溶液を混合して、被混合物に二酸化炭素を混入する。これにより、地球温暖化の要因となる二酸化炭素を改良後の土中に貯留することができ、土木・建築工事における二酸化炭素の低減に寄与できる。 According to the present invention, a gas having a higher volume ratio of carbon dioxide than the air at the construction site is added to at least one of the soil before improvement, the mixed material mixed with the soil to be improved, and the soil after improvement. Alternatively, carbon dioxide is mixed into the mixture by mixing a carbonic acid solution in which carbon dioxide is dissolved. As a result, carbon dioxide, which is a cause of global warming, can be stored in the improved soil, contributing to the reduction of carbon dioxide during civil engineering and construction work.
以下、本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the method for storing carbon dioxide in soil according to the present invention will be described based on the embodiment shown in the drawings.
本発明の二酸化炭素の土中貯留方法は、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの被混合物に、施工現場の空気(地表付近の大気)よりも二酸化炭素の体積割合を高めた気体、または、二酸化炭素(炭酸ガス)を溶解させた炭酸溶液(炭酸水または炭酸水に添加物を加えた溶液)を混合して、被混合物に二酸化炭素を混入することにより、二酸化炭素を改良後の土中に貯留する。 The method for storing carbon dioxide in the soil of the present invention involves adding at least one of the soil before improvement, the mixed material to be mixed with the soil to be improved, or the soil after improvement to the air at the construction site (atmospheric air near the ground surface). ), or a carbonated solution (carbonated water or a solution of carbonated water with additives added) in which carbon dioxide (carbon dioxide gas) is dissolved, to add carbon dioxide to the mixture. By incorporating carbon, carbon dioxide is stored in the improved soil.
本発明では、例えば、高圧容器(例えば、ボンベ)などに予め貯留しておいた二酸化炭素を前述した気体内、または、炭酸溶液内の二酸化炭素として使用する。また、例えば、施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素を前述した気体内または炭酸溶液内の二酸化炭素として使用する。二酸化炭素を排出する施工現場で使用する機械としては、建設機械や車両、船舶のディーゼル機関、工事に用いられる各機械(例えば、発電機等)などが例示できる。施工現場の機械が排出した二酸化炭素を使用する場合には、施工現場の機械が排出した排気ガスに含まれる汚染物質を土中に封じ込めることが許容できない施工現場においては、機械が排出した排気ガスからフィルターなどを用いて粒子状物質(PM)や窒素酸化物(例えば、NOやNO2)、揮発性有機化合物(VOC)などの汚染物質を取り除いた上で、その排気ガスに含まれていた二酸化炭素を使用することが好ましい。 In the present invention, for example, carbon dioxide stored in advance in a high-pressure container (for example, a cylinder) is used as the carbon dioxide in the above-mentioned gas or in the carbonic acid solution. Further, for example, carbon dioxide emitted by machines used at a construction site is used as the carbon dioxide in the gas or carbonic acid solution described above. Examples of machines used at construction sites that emit carbon dioxide include construction machines, vehicles, diesel engines of ships, and various machines used for construction (eg, generators). When using carbon dioxide emitted by machinery at the construction site, in construction sites where it is not acceptable to contain pollutants contained in the exhaust gas emitted by the machinery at the construction site, the exhaust gas emitted by the machinery must be used. After removing pollutants such as particulate matter (PM), nitrogen oxides (e.g. NO and NO 2 ), and volatile organic compounds (VOC) from the exhaust gas using a filter, etc., Preference is given to using carbon dioxide.
施工現場の標高などによって空気(地表付近の大気)に含まれる二酸化炭素の体積割合は多少異なるが、通常の空気における二酸化炭素の体積割合は約0.03~0.04%程度である。前述した被混合物に施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた気体を混入する場合には、例えば、被混合物に二酸化炭素の体積割合を0.4%以上、より好ましくは2%以上、さらに好ましくは10%以上とした気体を混合する。或いは、二酸化炭素の体積割合を、施工現場の空気に含まれる二酸化炭素の体積割合の例えば、10倍以上、より好ましくは50倍以上、さらに好ましくは250倍以上とした気体を被混合物に混合する。被混合物に混合する二酸化炭素の体積割合を高めた気体に含まれる二酸化炭素の体積割合の上限値は例えば、97%以下である。 Although the volume percentage of carbon dioxide contained in the air (atmosphere near the ground surface) varies somewhat depending on the altitude of the construction site, etc., the volume percentage of carbon dioxide in normal air is about 0.03 to 0.04%. When mixing a gas with a higher volume ratio of carbon dioxide than the air at the construction site into the above-mentioned mixture, for example, the volume ratio of carbon dioxide in the mixture should be 0.4% or more, more preferably 2% or more. , more preferably 10% or more of the gas. Alternatively, a gas in which the volume ratio of carbon dioxide is, for example, 10 times or more, more preferably 50 times or more, still more preferably 250 times or more of the volume ratio of carbon dioxide contained in the air at the construction site is mixed with the mixture. . The upper limit of the volume ratio of carbon dioxide contained in the gas with a higher volume ratio of carbon dioxide mixed into the mixture is, for example, 97% or less.
図1は、地盤の改良工法であるSGM軽量土工法に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用した実施形態を例示している。後に別の実施形態として例示するが、本発明は、SGM軽量土工法に限らず他にも様々な土(地盤)の改良を行う工法に適用することができる。 FIG. 1 illustrates an embodiment in which the method for storing carbon dioxide in the soil of the present invention is applied to the SGM lightweight earth construction method, which is a soil improvement method. Although illustrated later as another embodiment, the present invention is not limited to the SGM lightweight earth construction method, but can be applied to various other construction methods for improving soil (ground).
SGM軽量土工法は、水底や陸上から採取した土(原料土10)に水を加えて作製したスラリー状の泥水11と、発泡フォーム13またはスチレンビーズ等の軽量材と、セメント等の固化材12とを混合することにより、スラリー状の軽量地盤材料15を作製して打設する地盤改良工法である。発泡フォーム13は、気泡を界面活性の高い物質の膜でコーティングしたものである。この実施形態では、発泡フォーム13を混合した軽量地盤材料15を打設する場合を例示する。
The SGM lightweight earth construction method uses a slurry-like
図1に例示するように、SGM軽量土工法では、軽量土混練機14にスラリー状の泥水11と固化材12(例えば、セメント)と発泡フォーム13(気泡)とを供給する。軽量土混練機14に泥水11を供給するラインでは、水底や陸上の土(原料土10)を採取し、その原料土10(改良前の土)に含まれる礫や異物の除去を行う。次いで、原料土10を、建設機械17などを使用して振動篩18に投入し、振動篩18により原料土10の分級を行うことで、原料土10から粒径の比較的大きい粒子(例えば、粒径が5mm~10mm以上)を取り除く。その後、振動篩18によって分級した原料土10を解泥機19によって解泥し、その解泥した原料土10を貯泥槽20に投入する。貯泥槽20では原料土10に水を加えてスラリー状の泥水11を作製する。
As illustrated in FIG. 1, in the SGM lightweight earthwork method, a slurry-like
この実施形態では、原料土10に加える水として、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CW(炭酸水)を使用している。例えば、貯泥槽20に予め二酸化炭素Cを貯留しておいた高圧容器1を接続して、高圧容器1によって貯泥槽20内に二酸化炭素Cを供給することにより、泥水11に二酸化炭素Cを混入して溶解させる構成にすることもできる。
In this embodiment, the water added to the
次いで、貯泥槽20に貯められた泥水11を送泥ポンプ21により軽量土調泥機22へ送る。そして、軽量土調泥機22により、泥水11の密度とフロー値の調整を行う。原料土10が砂質土の場合には、必要に応じてベントナイトなどの添加材を加えて、泥水11を所定の密度およびフロー値に調整する。軽量土調泥機22によって密度およびフロー値を調整した泥水11(調整泥土)は軽量土混練機14に圧送する。
Next, the
軽量土混練機14に固化材12(改良する土に混合する混合材)を供給するラインでは、固化材12が貯蔵された貯蔵設備23(サイロ)から軽量土混練機14に固化材12を供給する。この実施形態では、貯蔵設備23に二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1A)を接続して、貯蔵設備23に貯蔵された固化材12に二酸化炭素Cを混入して溶解させる構成にしている。
In the line that supplies the solidifying material 12 (mixed material to be mixed with the soil to be improved) to the lightweight
軽量土混練機14に発泡フォーム13(改良する土に混合する混合材)を供給するラインでは、起泡剤24を水25で希釈した希釈液26を希釈液ポンプ27によって発泡機28に供給する。この実施形態では、希釈に用いる水25として、二酸化炭素を溶解された炭酸溶液CW(炭酸水)を使用している。例えば、希釈に用いる水25を貯留した貯水槽29に二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1を接続して、高圧容器1によって貯水槽29内に二酸化炭素Cを供給することで、希釈に用いる水25に二酸化炭素Cを混入して溶解させておく構成にすることもできる。また、例えば、起泡剤24を貯留した貯液槽30に高圧容器1を接続して、高圧容器1によって貯液槽30内に二酸化炭素Cを供給することで、起泡剤24に二酸化炭素Cを混入して溶解させておく構成にすることもできる。
In the line that supplies the foam foam 13 (mixture material to be mixed with the soil to be improved) to the lightweight
発泡機28にはさらに圧縮機2(2A)により圧縮した気体CGを供給する。従来では、施工現場で給気した空気を空気圧縮機(コンプレッサー)によって圧縮して、その圧縮した空気を発泡機28に送気している。それに対して、この実施形態では、二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1B)を圧縮機2Aに接続し、高圧容器1Bから圧縮機2Aに二酸化炭素Cを供給することで、圧縮機2Aから発泡機28に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを供給する構成にしている。高圧容器1Bを接続可能な圧縮機2は、例えば、従来使用されている空気圧縮機の給気構造を改良することで簡易に作製できる。発泡機28では、供給された希釈液26と圧縮した気体CGを使用して多数の細かな気泡を有する発泡フォーム13を生成する。発泡機28によって生成された発泡フォーム13は軽量土混練機14に送る。
The
軽量土混練機14では、供給された泥水11(調整泥土)と固化材12と発泡フォーム13とをミキサにより撹拌混合し、多数の気泡を含むスラリー状の軽量地盤材料15(改良後の土)を生成する。そして、軽量土混練機14によって生成した固化前の軽量地盤材料15を打設機16に圧送し、打設機16によって軽量地盤材料15を、地盤改良を行う水底や陸上に打設する。
In the lightweight
この実施形態では、圧送ポンプ31により固化前の軽量地盤材料15を圧送管32内で圧送するとともに、圧縮機2(2B)によって圧送管32内に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することで、固化前の軽量地盤材料15を打設機16に圧送する構成にしている。この実施形態では、圧縮機2Bに二酸化炭素Cが貯留された高圧容器1(1C)を接続し、高圧容器1Cから圧縮機2Bに二酸化炭素Cを供給する構成にしている。なお、圧縮機2による圧縮した気体CGの送気量が高圧容器1から供給される二酸化炭素Cの体積割合が高い気体の供給量を上回る場合には、圧縮機2は高圧容器1から供給される二酸化炭素Cの体積割合が高い気体とともに施工現場の空気を給気して、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気する構成にすることもできる。
In this embodiment, a
打設した軽量地盤材料15が固化すると、気泡によって形成された多数の独立した空隙が保持された状態の軽量地盤が形成される。軽量地盤の内部には、多数の独立した空隙に二酸化炭素Cを含む気体が保持された状態となる。硬化した状態の軽量地盤材料15の単位体積重量は8~13kN/m3程度と一般的な地盤材料に比べて軽量であり、軽量地盤材料15は地盤沈下や地震、液状化などに対する十分な強度を有している。そのため、SGM軽量土工法により軽量地盤材料15を打設することで、安定した地盤を形成することができる。
When the cast
このように、本発明によれば、改良前の土、改良する土に混合する混合材、または、改良後の土の少なくともいずれかの被混合物に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CG、または、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CWを混合して、被混合物に二酸化炭素Cを混入する。これにより、地球温暖化の要因となる二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができ、土木・建築工事における二酸化炭素Cの低減に寄与できる。 As described above, according to the present invention, at least one of the soil before improvement, the mixed material mixed with the soil to be improved, or the soil after improvement has a volume of carbon dioxide C that is higher than the air at the construction site. Carbon dioxide C is mixed into the mixture by mixing gas CG with an increased proportion or carbonic acid solution CW in which carbon dioxide C is dissolved. As a result, carbon dioxide C, which is a cause of global warming, can be stored in the improved soil, contributing to the reduction of carbon dioxide C during civil engineering and construction work.
二酸化炭素の削減方法として、火力発電所や化学工場などから排出された二酸化炭素を他の気体から分離して集め、その集めた二酸化炭素を大深度の地中に圧入して貯留する二酸化炭素回収・貯留技術(CCS)が研究されているが、このCCSでは二酸化炭素を大深度の地中に圧入するため、特殊で大掛かりな設備が必要となり、多大なエネルギーを要する。それに対して、本発明では、土木・建築工事における土(地盤)を改良する施工において、改良前の土や、改良する土に混合する混合材、改良後の土に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CGや炭酸溶液CWを混合するだけでよいため、大掛かりな設備は必要なく、従来工法に比して多大なエネルギーを要することもない。さらに、本発明では、改良後の土(土+混合材)に混合された二酸化炭素Cの多くは、改良後の土に含まれるカルシウム(Ca)と反応することで炭酸カルシウム(CaCO3)となり、土中に安定的に固定化された状態になる。それ故、CCSのように、大深度の地中に圧入しなくとも二酸化炭素Cを安定的に土中に貯留できる。それ故、土木・建築工事における二酸化炭素Cの削減方法として、当業者にとっては非常に有益である。 As a method of reducing carbon dioxide, carbon dioxide recovery is a method of separating and collecting carbon dioxide emitted from thermal power plants, chemical factories, etc. from other gases, and then storing the collected carbon dioxide by injecting it deep underground. - Carbon dioxide storage technology (CCS) is being researched, but since CCS injects carbon dioxide deep underground, special and large-scale equipment is required, and a large amount of energy is required. On the other hand, in the present invention, when improving the soil (ground) in civil engineering and construction work, the soil before improvement, the mixed material mixed with the soil to be improved, and the soil after improvement are made to have a higher temperature than the air at the construction site. Since it is only necessary to mix gas CG with a high volume ratio of carbon dioxide C and carbonic acid solution CW, large-scale equipment is not required, and a large amount of energy is not required compared to conventional construction methods. Furthermore, in the present invention, most of the carbon dioxide C mixed in the improved soil (soil + mixed material) becomes calcium carbonate (CaCO 3 ) by reacting with calcium (Ca) contained in the improved soil. , becomes stably immobilized in the soil. Therefore, unlike CCS, carbon dioxide C can be stably stored in the soil without having to be injected into the ground at great depths. Therefore, it is very useful for those skilled in the art as a method for reducing carbon dioxide C in civil engineering and construction work.
この実施形態のように、SGM軽量土工法では、原料土10に加える水や、固化材12、起泡剤を希釈する水25などに二酸化炭素Cを混合することで、軽量地盤材料15(改良後の土)に多くの二酸化炭素Cを混入することができる。また、発泡機28に圧縮機2Aから施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することで、発泡機28で生成する発泡フォーム13内に多くの二酸化炭素Cを混入することができる。また、固化前の軽量地盤材料15を圧送する配管に圧縮機2Bから施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することで、軽量地盤材料15を圧送する過程で軽量地盤材料15に二酸化炭素Cを効果的に混入することができる。
As in this embodiment, in the SGM lightweight earth construction method, carbon dioxide C is mixed with water added to
このように、SGM軽量土工法に本発明を適用して、軽量地盤材料15の生成過程や圧送過程において被混合物に二酸化炭素Cを混合することで、軽量地盤材料15に多くの二酸化炭素Cを混入させることができる。さらに、軽量地盤材料15が固化した後に形成される軽量地盤の多数の独立した空隙に二酸化炭素Cを多く含む気体が保持された状態になるので、二酸化炭素Cが地上に流出し難く、多くの二酸化炭素Cを土中に安定して貯留することができる。
As described above, by applying the present invention to the SGM lightweight earthwork method and mixing carbon dioxide C into the mixture in the production process and pumping process of the
さらに、二酸化炭素Cは水やアルカリ性の固化材12に比較的溶解しやすいため、軽量地盤材料15に空気よりも二酸化炭素Cの体積割合が高い気体CGを混入することで、軽量地盤材料15に空気を混入する場合よりも、軽量地盤材料15に多数のより細かな気泡を形成することが可能になる。それ故、品質の高い軽量地盤を形成するにも有利になる。また、この実施形態のように、SGM軽量土工法における複数の工程で被混合物に二酸化炭素Cを混入すると、軽量地盤材料15に含まれる二酸化炭素Cの溶解率を高めるには有利になる。
Furthermore, since carbon dioxide C is relatively easily dissolved in water or the
この実施形態のように、高圧容器1などに予め貯留しておいた二酸化炭素Cを、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CG内、または、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CW内の二酸化炭素Cとして使用すると、比較的簡易に、被混合物に二酸化炭素Cを混入することができる。特に、高圧容器1を用いると、二酸化炭素Cの体積割合が高い気体CGを簡易に供給できるので、被混合物に多くの二酸化炭素Cを効率的に混入することができる。それ故、改良後の土中に貯留する二酸化炭素Cを増やすには有利になる。また、高圧容器1を用いることで、施工現場以外で排出された二酸化炭素Cを土中に貯留することも可能になる。
As in this embodiment, carbon dioxide C stored in advance in a high-
被混合物に二酸化炭素Cを混入する方法は、高圧容器1や炭酸溶液CWを使用する場合に限らず、他にも様々な方法で被混合物に二酸化炭素Cを混入することができる。具体的には、例えば、施工現場で使用される機械が排出した二酸化炭素Cを、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CG内、または、炭酸溶液CW内の二酸化炭素Cとして使用することもできる。
The method of mixing carbon dioxide C into the mixture is not limited to the case of using the high-
施工現場の機械が排出した二酸化炭素Cを使用する場合には、例えば、二酸化炭素Cを排出する機械の排気口と二酸化炭素Cを供給する圧縮機2の給気口とを配管で接続する。また、例えば、二酸化炭素Cを排出する機械の排気口から二酸化炭素Cを混入する被混合物(貯泥槽20に貯蔵された泥水11など)に二酸化炭素Cを送る配管を配設する。機械が排出した排気ガスに含まれる汚染物質を土中に封じ込めることが許容できない施工現場においては、例えば、配管に機械が排出した排気ガスから汚染物質を取り除くフィルターなどを設ける。
When using carbon dioxide C discharged by a machine at a construction site, for example, the exhaust port of the machine that discharges carbon dioxide C and the air supply port of the
前述した施工現場で使用される機械としては、SGM軽量土工法では、水底や陸上の土の採取に使用される建設機械や船舶(グラブバケットを備えたクレーン船など)のディーゼル機関、振動篩18に原料土10を投入する建設機械17、軽量地盤材料15の生成に用いられる各機械(圧縮機2A、希釈液ポンプ27、発泡機28等)が例示できる。また、軽量地盤材料15を打設機16に圧送する圧縮機2B、施工で使用する各機械に電力を供給する発電機、打設機16などが例示できる。
The machines used at the construction site mentioned above include, in the SGM lightweight earthwork method, construction machines used for collecting soil from the bottom of the water or on land, diesel engines from ships (crane ships equipped with grab buckets, etc.), vibrating
これらの機械から排出される二酸化炭素Cを被混合物に混入する二酸化炭素Cとして使用することで、SGM軽量土工法の施工において大気中に排出する二酸化炭素Cを効果的に低減できる。特にSGM軽量土工法では、打設機16や圧縮機2が排出する二酸化炭素Cの排出量が比較的多いため、打設機16や圧縮機2が排出した二酸化炭素Cを回収して被混合物に混入する二酸化炭素Cとして使用すると、SGM軽量土工法における二酸化炭素Cの排出量を効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、圧送管32内で軽量地盤材料15を圧送する過程で固化前の軽量地盤材料15を加温することができる。固化前の軽量地盤材料15を加温できることで、打設した軽量地盤材料15が固化するまでの養生期間を短縮するには有利になる。
By using carbon dioxide C discharged from these machines as carbon dioxide C mixed into the mixture, carbon dioxide C discharged into the atmosphere can be effectively reduced during construction using the SGM lightweight earthwork method. In particular, in the SGM lightweight earthwork method, since the amount of carbon dioxide C emitted by the pouring
図2に例示する実施形態では、気体注入不飽和工法に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用している。 In the embodiment illustrated in FIG. 2, the carbon dioxide underground storage method of the present invention is applied to the gas injection unsaturated construction method.
気体注入不飽和工法は、改良対象となる地盤Gに挿入した注入管40によって土中に気体を注入することにより地盤Gを不飽和化させ、地盤Gの液状化強度を増加させる地盤改良工法である。従来では、空気圧縮機(コンプレッサー)によって施工現場で給気した空気を圧縮して、その圧縮した空気を地盤に挿入した注入管40に送気している。そして、注入管40の先端に設けられた送気孔40aから土中に空気を注入することで土中に多数の空気の気泡41を形成している。それに対して、本発明を適用した気体注入不飽和工法では、圧縮機2Cから注入管40に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気する。
The gas injection unsaturated method is a ground improvement method that unsaturates the ground G by injecting gas into the soil using an
具体的には、本発明を適用した気体注入不飽和工法では、ボーリングマシンなどの掘削機により地盤Gに穴を形成する。そして、その地盤Gに形成した穴に注入管40を挿入して、注入管40を地盤G中に埋設した状態にする。この実施形態では、二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1D)を圧縮機2(2C)に接続し、高圧容器1Dから圧縮機2Cに二酸化炭素Cを供給する。そして、圧縮機2Cから注入管40に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気し、注入管40の先端部に設けられた送気孔40aから土中に前述した圧縮した気体CGを注入することで、土中に多数の気泡41を形成して地盤Gを不飽和化させる。
Specifically, in the gas injection unsaturated construction method to which the present invention is applied, a hole is formed in the ground G using an excavator such as a boring machine. Then, the
圧縮機2Cから注入管40に供給する圧縮した気体CGの圧力は圧力ゲージ43の測定値に基づいて圧力調整弁42によって調整する。圧縮機2Cから注入管40に供給する圧縮した気体CGの流量は流量計44によって逐次測定し、圧縮した気体CGの圧力は圧力計45によって逐次測定する。流量計44および圧力計45によって測定した測定データはデータ収録器46に入力し、そのデータ収録器46に入力された測定データを管理モニタ47に表示させる。
The pressure of the compressed gas CG supplied from the compressor 2C to the
改良後の多数の気泡41が形成された地盤Gでは、地震が発生した際に土中の気体(気泡)が圧縮して体積減少が生じる。地盤Gは地震によるせん断変形を受けても気体の体積が減少するだけであり、地盤Gの土粒子が互いに接触を保って絡み合った状態が維持される。それ故、地震が発生した場合にも地盤Gの土の強度や剛性が保たれる。これにより、間隙水圧の上昇を抑制することができ、地盤Gの液状化を防ぐことができる。 In the improved ground G in which many air bubbles 41 have been formed, when an earthquake occurs, the gas (air bubbles) in the soil is compressed and the volume is reduced. Even if the ground G undergoes shear deformation due to an earthquake, the volume of gas only decreases, and the soil particles of the ground G maintain contact with each other and remain entangled. Therefore, even if an earthquake occurs, the strength and rigidity of the soil of the ground G is maintained. Thereby, an increase in pore water pressure can be suppressed, and liquefaction of the ground G can be prevented.
このように、本発明を気体注入不飽和工法に適用すると、注入管40により、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CGを地盤G中に注入して改良前の土(被混合物)に二酸化炭素Cを混入することにより、多くの二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。それ故、土木・建築工事における二酸化炭素Cの低減に寄与できる。
As described above, when the present invention is applied to the gas injection unsaturated construction method, gas CG with a higher volume ratio of carbon dioxide C than the air at the construction site is injected into the ground G using the
本発明を適用した気体注入不飽和工法では、地盤G中に形成した気泡41に含まれる二酸化炭素Cの一部または全部は土中の水分に溶解するので、空気を注入する従来方法よりも、土中に滞留する気泡41をより細粒化(マイクロバブル化)することが可能になる。気泡41は細かいほど土粒子間に吸着し易くなり、地表面に逸出し難くなる。それ故、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CGを地盤G中に注入することで、地盤Gの不飽和化を維持するにはより有利になり、地盤Gの液状化を防ぐにもより有利になる。
In the gas injection unsaturated construction method to which the present invention is applied, some or all of the carbon dioxide C contained in the air bubbles 41 formed in the ground G dissolves in the moisture in the soil, so compared to the conventional method of injecting air, It becomes possible to make the
この実施形態のように、高圧容器1Dを使用して圧縮機2Cに二酸化炭素Cを供給する構成にすると、本発明を適用した気体注入不飽和工法を非常に簡易に実施できる。また、高圧容器1Dを用いることで、圧縮機2Cから送気する圧縮した気体CGにおける二酸化炭素Cの体積割合を高くするには有利になる。
If carbon dioxide C is supplied to the compressor 2C using the high-
圧縮機2Cに二酸化炭素Cを供給する方法は高圧容器1Dを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素Cを圧縮機2Cに供給することもできる。気体注入不飽和工法では、例えば、圧縮機2Cや、圧縮機2Cに電力を供給する発電機などが排出した二酸化炭素Cを、被混合物に混入する二酸化炭素Cとして使用することで、気体注入不飽和工法の施工において大気中に排出する二酸化炭素Cを効果的に低減できる。
The method of supplying carbon dioxide C to the compressor 2C is not limited to the case of using the high-
図3に例示する実施形態では、深層混合処理工法に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用している。 In the embodiment illustrated in FIG. 3, the carbon dioxide underground storage method of the present invention is applied to the deep mixing treatment method.
深層混合処理工法は、深層混合処理機50を用いて改良対象となる軟弱な地盤Gに改良材51を注入するとともに地盤Gの土と改良材51とを撹拌混合して、改良後の土を固化させることにより、堅固な地盤Gに改良する工法である。深層混合処理工法では、深層混合処理機50の他に、改良材51を構成する材料を混合する混合機52(ミキサー)と、混合機52で作製した改良材51を深層混合処理機50に送る圧送ポンプ53とを使用する。
The deep mixing method uses a
深層混合処理機50は、回転駆動するロッド50aと、ロッド50aの先端部に設けられた撹拌翼50bと、ロッド50aまたは撹拌翼50bに設けられた吐出口50cとを有している。ロッド50aには上下間隔をあけた複数箇所に撹拌翼50bが取付けられている。それぞれの撹拌翼50bの先端部に吐出口50cが設けられている。ロッド50aには改良材51が供給される供給管が内装されていて、混合機52で作製された改良材51が圧送ポンプ53によって供給管に圧送され、その圧送された改良材51がそれぞれの吐出口50cから吐出される構成になっている。
The
この実施形態では、2本のロッド50aを有する深層混合処理機50を例示しているが、深層混合処理機50が有するロッド50aの数や、それぞれのロッド50aに設けられる撹拌翼50bや吐出口50cの数や配置などはこの実施形態に限定されず、他にも様々な構成にすることができる。
In this embodiment, the deep
本発明を適用した深層混合処理工法では、改良する土に混合する改良材51(混合材)に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CG、または、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CWを混合して、改良材51に二酸化炭素Cを混入することにより、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留する。
In the deep mixing method to which the present invention is applied, gas CG with a higher volume ratio of carbon dioxide C than the air at the construction site, or carbon dioxide C, is dissolved in the improvement material 51 (mixed material) to be mixed with the soil to be improved. By mixing the carbonic acid solution CW and incorporating carbon dioxide C into the
深層混合処理工法で使用する改良材51には様々な種類があるが、この実施形態では、セメント系の改良材51を使用する場合を例示する。セメント系の改良材51は、水54と硬化材(セメント材)55と添加剤(硬化材遅延剤)56とを混合機52によって混合して作製する。
There are various types of
この実施形態では、混合機52に供給する水54として、二酸化炭素C(炭酸ガス)を溶解させた炭酸溶液CW(炭酸水または炭酸水に添加物を加えた溶液)を使用している。また、混合機52に二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1E)を接続して、高圧容器1Eから混合機52に二酸化炭素Cを供給し、混合機52において改良材51に二酸化炭素Cを混入する構成にしている。混合機52で形成した改良材51は、圧送ポンプ53により深層混合処理機50に供給する。
In this embodiment, the
地盤Gを改良する施工では、深層混合処理機50が有するそれぞれのロッド50aを回転させながらロッド50aの先端に設けられた掘削刃と撹拌翼50bによって軟弱な地盤Gを掘削していく。そして、地盤中において、ロッド50aを回転させた状態で、撹拌翼50bに設けられた吐出口50cから改良材51を吐出し、回転する撹拌翼50bによって地盤Gの土と改良材51とを撹拌混合する。そして、改良材51が混合された改良後の土が固化することにより地盤Gの強度が向上する。
In construction to improve the ground G, each
このように、本発明を深層混合処理工法に適用すると、改良材51に施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CG、または、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CWを混入して、改良材51に二酸化炭素Cを混入することにより、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。深層混合処理工法で主に使用されるセメント系の改良材51などのアルカリ性を有する改良材51は、二酸化炭素Cがアルカリと反応するため、改良材51に多くの二酸化炭素Cを溶解させることができる。それ故、本発明を深層混合処理工法に適用すると、多くの二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することが可能である。
As described above, when the present invention is applied to the deep mixing method, gas CG with a higher volume ratio of carbon dioxide C than the air at the construction site or carbonic acid solution CW in which carbon dioxide C is dissolved is added to the
この実施形態のように、高圧容器1Eを使用して混合機52に二酸化炭素Cを供給する構成にすると、本発明を適用した深層混合処理工法を非常に簡易に実施できる。また、高圧容器1Eを用いることで、混合機52において改良材51に二酸化炭素Cを非常に効率よく混入することができる。
If carbon dioxide C is supplied to the
この実施形態では、改良材51の材料となる水54として炭酸溶液CWを用いるとともに、混合機52において改良材51に二酸化炭素Cを混入しているが、例えば、改良材51の材料となる硬化材55や添加剤56に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた気体CGや、二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CWを混合することで、改良材51に二酸化炭素Cを混入することもできる。
In this embodiment, carbonic acid solution CW is used as the
改良材51またはその材料に二酸化炭素Cを混入する方法は、高圧容器1を使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素Cを、混合機52や、改良材51を構成するそれぞれの材料が貯留された貯留部に供給することもできる。深層混合処理工で使用する機械としては、例えば、深層混合処理機50や混合機52、圧送ポンプ53、各機械に電力を供給する発電機などが例示できる。特に、深層混合処理工法では、深層混合処理機50に電気を供給する発電機による二酸化炭素Cの排出量が比較的多いため、深層混合処理機50に電気を供給する発電機が排出した二酸化炭素Cを被混合物に混入する二酸化炭素Cとして使用すると、深層混合処理工法の施工において大気中に排出する二酸化炭素Cを効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、改良材51を加温することができる。改良材51を加温できることで、改良材51を混合した改良後の土が固化するまでの養生期間を短縮するには有利になる。
The method of mixing carbon dioxide C into the
図4に例示する実施形態では、空気圧送船の送泥システム60に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用している。
In the embodiment illustrated in FIG. 4, the carbon dioxide underground storage method of the present invention is applied to a
空気圧送船の送泥システム60は、浚渫船などによって浚渫した土70(改良前の土)を改良して、その改良した土70を大量かつ連続的に長距離送泥するシステムである。送泥システム60は、剪断機61、振動篩62、撹拌機63、定量供給機64、助勢ポンプ65、圧送管66および圧縮機2(2D)を備えている。助勢ポンプ65にはクラッチを介して原動機67が接続されている。
The pneumatic
送泥システム60では、浚渫した土70(改良前の土)を剪断機61に投入し、その土70を剪断機61によって破砕して振動篩62に送る。振動篩62では、土70に含まれている所定粒形以上の礫などの障害物71を除去して、振動篩62を通過した土70を撹拌機63に送る。撹拌機63では、土70を撹拌することでさらに細粒化し、その細粒化した土70(改良した土)を定量供給機64に送る。定量供給機64では、単位時間毎に定量の土70を助勢ポンプ65に送る。そして、助勢ポンプ65は、その送られた土70を圧送管66に送る。圧縮機2Dは、圧送管66内に圧縮した気体CGを送気することで、圧送管66に送られた土70を埋立地などへ圧送する。
In the
従来では、空気圧縮機によって圧縮した空気を圧送管66内に送気している。それに対して、本発明を適用した送泥システム60では、圧縮機2Dによって、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを圧送管66内に送気する。この実施形態では、圧縮機2Dに二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1F)を接続して、高圧容器1Fから圧縮機2Dに二酸化炭素Cを供給する構成にしている。
Conventionally, air compressed by an air compressor is sent into the
このように、本発明を空気圧送船の送泥システム60に適用すると、圧縮機2Dによって圧送管66に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することで、圧送管66内で送泥する土70(改良後の土)に二酸化炭素Cを混入することができる。そして、この二酸化炭素Cを混入した土70を埋立地の造成などに使用することで、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。空気圧送船の送泥システム60では、圧送管66内で土70を長距離送泥するので、二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGによって土70を送泥することで、その気体CGに含まれる二酸化炭素Cを土70に効果的に混入することができる。
As described above, when the present invention is applied to the
この実施形態のように、高圧容器1Fを使用して圧縮機2Dに二酸化炭素Cを供給する構成にすると、本発明を適用した送泥システム60を非常に簡素に構成できる。また、高圧容器1Fを用いることで、圧縮機2Dから送気する圧縮した気体CGにおける二酸化炭素Cの体積割合を高くするには有利になる。
If carbon dioxide C is supplied to the
圧縮機2Dに二酸化炭素Cを供給する方法は高圧容器1Fを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械(空気圧送船のディーゼル機関も含む)が排出した二酸化炭素Cを圧縮機2Dに供給することもできる。空気圧送船の送泥システム60で使用する機械としては、剪断機61に土70を投入する建設機械やグラブバケットを備えたクレーン、剪断機61、振動篩62、撹拌機63、定量供給機64、助勢ポンプ65、原動機67、圧縮機2D、各機械に電力を供給する発電機、空気圧送船のディーゼル機関などが例示できる。特に、送泥システム60では、原動機67や空気圧送船のディーゼル機関が排出する二酸化炭素Cの排出量は比較的多いため、原動機67や空気圧送船のディーゼル機関が排出した二酸化炭素Cを土70(被混合物)に混入する二酸化炭素Cとして使用すると、空気圧送船の送泥システム60において大気中に排出する二酸化炭素Cを効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、圧送管66内で土70を圧送する過程で土70を加温することができる。土70を加温できることで、土70を用いて形成した改良土(固化処理土)の養生期間を短縮するには有利になる。
The method of supplying carbon dioxide C to the
図5に例示する実施形態では、管中混合固化処理工法(以下、管中混合工法という)に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用している。 In the embodiment illustrated in FIG. 5, the carbon dioxide underground storage method of the present invention is applied to the in-pipe mixing solidification method (hereinafter referred to as the in-pipe mixing method).
管中混合工法は、浚渫土などの比較的軟らかい土90を管体内で圧送する過程で固化材91を添加する。そして、圧縮した気体を管体内に送気することで発生させるプラグ流(乱流)を利用して、管体内で土90と固化材91とを撹拌混合して改良土92を形成しつつ、改良土92を埋立地などに圧送する工法である。
In the pipe mixing method, a solidifying
管中混合工法で使用する管中混合システム80は、第1の圧送管81、圧縮機2(2E)、拡大管82、固化材供給装置83、および第2の圧送管84を備えて構成されている。第1の圧送管81の後部に圧送管81よりも径の大きい拡大管82を接続し、拡大管82の後部に拡大管82よりも径の小さい第2の圧送管84を接続している。第1の圧送管81には送気管を介して圧縮機2Eを接続している。拡大管82には供給管を介して固化材供給装置83を接続している。
The in-
管中混合工法では、浚渫土などの含水率の比較的高い改良前の土90を、送泥ポンプなどを使用して第1の圧送管81に送泥する。圧縮機2Eにより第1の圧送管81の管内に圧縮した気体CGを送気すると、第1の圧送管81の管内でプラグ流(乱流)が発生した状態となり、拡大管82に向かって気相部93(圧縮した気体CG)と液相部94(土90)とが交互に第1の圧送管81を流れる状態になる。第1の圧送管81から拡大管82に土90が送られると、相対的に径の大きい拡大管82では第1の圧送管81よりも内圧が低下することでプラグ流が一時的に生じない状態となる。
In the in-pipe mixing method,
拡大管82では固化材供給装置83により土90に固化材91を添加する。固化材91が添加された土90は圧縮機2Eから送気される圧縮した気体CGによって徐々に第2の圧送管84に向かって流れる。そして、第2の圧送管84では、拡大管82よりも内圧が高まることで、プラグ流が発生した状態となり、気相部93(圧縮した気体CG)と液相部94(土90および固化材91)とが交互に第2の圧送管84を流れる状態になる。第2の圧送管84の管内で発生するプラグ流により、土90と固化材91は第2の圧送管84内で送泥される過程で撹拌混合され、改良土92が形成される。そして、第2の圧送管84内で形成された改良土92は埋立地などへ圧送される。
In the
従来では、空気圧縮機によって圧縮した空気を第1の圧送管81内に送気している。それに対して、本発明を適用した管中混合工法では、圧縮機2Eによって、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを第1の圧送管81に送気する。この実施形態では、二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1G)を圧縮機2Eに接続して、高圧容器1Gから圧縮機2Eに二酸化炭素Cを供給する構成にしている。
Conventionally, air compressed by an air compressor is sent into the first
このように、本発明を管中混合システム80に適用すると、圧縮機2Eにより第1の圧送管81に、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することにより、第1の圧送管81内で送泥する改良前の土90や、拡大管82内で送泥する改良前の土90および固化材91(混合材)、第2の圧送管84内で送泥する改良土92(改良後の土)に、二酸化炭素Cを効果的に混入することができる。そして、その二酸化炭素Cを混入した改良土92を埋立地の造成などに使用することで、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。また、管中混合システム80では、第1の圧送管81と第2の圧送管84における内圧は比較的高いので、二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気することで、二酸化炭素Cを改良前の土90や改良土92に効果的に混入することができる。
As described above, when the present invention is applied to the in-
この実施形態のように、高圧容器1Gを使用して圧縮機2Eに二酸化炭素Cを供給する構成にすると、本発明を適用した管中混合工法を非常に簡素に実施できる。また、高圧容器1Gを用いることで、圧縮機2Eから送気する圧縮した気体CGにおける二酸化炭素Cの体積割合を高くするには有利になる。
If carbon dioxide C is supplied to the
圧縮機2Eに二酸化炭素Cを供給する方法は高圧容器1Gを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械(管中混合システム80を搭載した船舶のディーゼル機関も含む)が排出した二酸化炭素Cを圧縮機2Eに供給することもできる。管中混合工法で使用する機械としては、第1の圧送管81に改良前の土90を送泥する送泥ポンプや圧縮機2E、固化材供給装置83、各機器に電気を供給する発電機などが例示できる。特に、管中混合工法では、圧縮機2Eや船舶のディーゼル機関が排出する二酸化炭素Cの排出量が比較的多いため、圧縮機2Eや船舶のディーゼル機関が排出した二酸化炭素Cを被混合物に混入する二酸化炭素Cとして使用すると、管中混合工法において大気中に排出する二酸化炭素Cを効果的に低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、土90や改良土92を圧送する過程で土90や改良土92を加温することができる。改良土92を加温できることで、改良土92の養生期間を短縮するには有利になる。
The method of supplying carbon dioxide C to the
図6に例示する実施形態では、高圧噴射撹拌工法に本発明の二酸化炭素の土中貯留方法を適用している。 In the embodiment illustrated in FIG. 6, the carbon dioxide underground storage method of the present invention is applied to the high-pressure injection stirring method.
高圧噴射撹拌工法は、地盤中に挿入したロッド101を回転させながらロッド101の先端部に設けられた噴射口101aから水を噴射するとともに、ロッド101の先端部に設けられた噴出口101bから圧縮した気体と改良材110を噴出する。これにより、地盤G中の土を切削して、その切削した土の大部分をエアリフト効果により地上へ排出しつつ、残留した土と改良材110とを混合することにより、地盤G中に改良体(改良後の土)を形成する。
In the high-pressure injection stirring method, a
高圧噴射撹拌工法で使用する高圧噴射撹拌システム100は、地盤G中に挿入されるロッド101と、ロッド101を支持してロッド101の上下移動および回転駆動を制御する制御装置102と、ロッド101の噴射口101aに接続された送水管103に水を圧送する水圧送装置104とを備えている。高圧噴射撹拌システム100はさらに、ロッド101の噴出口101bに接続された送気管105に圧縮した気体CGを供給する圧縮機2(2F)と、噴出口101bに接続された供給管106に改良材110を供給する改良材供給装置107と、泥水111を排出する排泥ポンプ108とを備えて構成されている。ロッド101の先端には掘削刃101cが設けられていて、掘削刃101cよりも上部に噴射口101aと噴出口101bがそれぞれ設けられている。
The high-pressure
従来では、気圧縮機によって圧縮した空気を送気管105に送気している。それに対して、この実施形態では、圧縮機2Fによって、施工現場の空気よりも二酸化炭素Cの体積割合を高めた圧縮した気体CGを送気管105に送気する。この実施形態では、圧縮機2Fに二酸化炭素Cが予め貯留されている高圧容器1(1H)を接続して、高圧容器1Hから圧縮機2Fに二酸化炭素Cを供給する構成にしている。
Conventionally, air compressed by an air compressor is sent to the
また、従来では、水圧送装置104が送水管103に水を圧送する構成にしているが、この実施形態では、水圧送装置104によって送水管103に二酸化炭素Cを溶解させた炭酸溶液CW(炭酸水)を供給する構成にしている。
In addition, conventionally, the water
以下に高圧噴射撹拌工法の具体的な作業手順を説明する。制御装置102によりロッド101を回転させて掘削刃101cによって地盤Gを切削しながら、ロッド101を地盤中に挿入していく。ロッド101の先端部が改良対象となる所定の深度に達すると、水圧送装置104、圧縮機2F、改良材供給装置107からそれぞれ接続されている送水管103、送気管105、供給管106に、炭酸溶液CW、二酸化炭素Cの体積割合を高めて圧縮した気体CG、改良材110を供給する。そして、ロッド101を回転および上下移動させつつ、ロッド101の先端部に設けられている噴射口101aから炭酸溶液CWを噴射し、噴出口101bから圧縮した気体CGと改良材110を噴出する。
The specific work procedure of the high-pressure injection stirring method is explained below. The
噴射口101aから側方に向かって噴射された炭酸溶液CWと、噴出口101bから側方に向かって噴出された圧縮した気体CGにより、地盤中の土が切削され、その切削した土の大部分は炭酸溶液CWと圧縮した気体CGによるエアリフト効果により、ロッド101の側方の隙間から地上へ向かって上昇する。地上に上昇した泥水111は排泥ポンプ108によって外部に排出する。回転した状態のロッド101の噴出口101bから改良材110が噴出されることで、地盤中に残留した土と改良材110とが混合され、地盤G中に改良体が形成される。そして、改良体を形成した後にロッド101を地盤Gから引く抜くことで施工は完了する。
The carbonate solution CW injected laterally from the
このように、本発明を高圧噴射撹拌工法に適用すると、圧縮機2Fにより、施工現場の空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた気体CGを地盤G中に噴出することで、改良後の土(被混合物)やその周囲の土に二酸化炭素Cを効果的に混入することができ、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。気体CGに含まれる二酸化炭素Cは改良後の土や土中の水分に溶け込むので、多くの二酸化炭素Cを改良後の土中に貯蔵することができる。
As described above, when the present invention is applied to the high-pressure injection stirring construction method, the
また、水圧送装置104により、二酸化炭素Cが溶解された炭酸溶液CWを地盤G中に噴射することで、改良後の土(被混合物)やその周囲の土に二酸化炭素Cを混入することができ、二酸化炭素Cを改良後の土中に貯留することができる。さらに、炭酸溶液CWを用いることで、切削した土を上昇させるエアリフト効果を高めることができ、切削した土をより効率的に排出するには有利になる。例えば、水圧送装置104に高圧容器1を接続して、高圧容器1から水圧送装置104に供給する二酸化炭素Cを水圧送装置104から圧送する水に溶解させる構成にすることもできる。
In addition, by injecting the carbonic acid solution CW in which carbon dioxide C is dissolved into the ground G using the
この実施形態のように、高圧容器1Hを使用して圧縮機2Fに二酸化炭素Cを供給する構成にすると、本発明を適用した高圧噴射撹拌工法を非常に簡素に実施できる。また、高圧容器1Hを用いることで、圧縮機2Fから送気する圧縮した気体CGにおける二酸化炭素Cの体積割合を高くするには有利になる。
If carbon dioxide C is supplied to the
圧縮機2Fに二酸化炭素Cを供給する方法は高圧容器1Hを使用する場合に限らず、例えば、施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素Cを圧縮機2Fに供給することもできる。高圧噴射撹拌工法で使用する機械としては、制御装置102や水圧送装置104、圧縮機2F、改良材供給装置107、排泥ポンプ108、各機器に電気を供給する発電機などが例示できる。特に、高圧噴射撹拌工法では、圧縮機2Fが排出する二酸化炭素量が比較的多いため、圧縮機2Fが排出した二酸化炭素Cを使用すると、高圧噴射撹拌工法において効果的に二酸化炭素Cを低減できる。また、施工現場で使用する機械が排出した排気ガスを利用すると、排気ガスが有する熱によって、改良材110を加温することができる。改良材110を加温できることで、改良後の土の養生期間を短縮するには有利になる。例えば、水圧送装置104に施工現場で使用する機械が排出した二酸化炭素Cを供給する構成にすることもできる。
The method of supplying carbon dioxide C to the
なお、上記で例示したそれぞれの工法におけるそれぞれの二酸化炭素Cの混入方法は、施工条件などに応じて適宜選択して採用することができる。また、本発明の二酸化炭素の土中貯留方法は、上記で例示した工法に限らず、土の改良を行う工法であれば、他の工法に適用することもできる。 Note that the method of mixing carbon dioxide C in each of the construction methods exemplified above can be appropriately selected and adopted depending on the construction conditions and the like. Furthermore, the method for storing carbon dioxide in soil of the present invention is not limited to the methods exemplified above, but can be applied to other methods as long as they improve soil.
1、1A~1H 高圧容器
2、2A~2F 圧縮機
10 原料土
11 泥水
12 固化材
13 発泡フォーム
14 軽量土混練機
15 軽量地盤材料
16 打設機
24 起泡剤
25 水
26 希釈液
28 発泡機
31 圧送ポンプ
32 圧送管
40 注入管
41 気泡
50 深層混合処理機
50a ロッド
50b 撹拌翼
50c 吐出口
51 改良材
52 混合機
53 圧送ポンプ
54 水
55 硬化材
56 添加剤
60 送泥システム
61 剪断機
62 振動篩
63 撹拌機
64 定量供給機
65 助勢ポンプ
66 圧送管
67 原動機
70 土
80 管中混合システム
81 第1の圧送管
82 拡大管
83 固化材供給装置
84 第2の圧送管
90 土
91 固化材
92 改良土
100 高圧噴射撹拌システム
101 ロッド
102 制御装置
103 送水管
104 水圧送装置
107 改良材供給装置
110 改良材
111 泥水
C 二酸化炭素
CG (空気よりも二酸化炭素の体積割合を高めた)気体
CW 炭酸溶液
G 地盤
1, 1A to 1H
Claims (4)
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JP2022046445A JP2023140554A (en) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | Method for storing carbon dioxide in soil |
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