JP2023145970A - 固化処理方法 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
【課題】有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる固化処理方法を提供する。【解決手段】有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上である固化処理方法。【選択図】なし
Description
本発明は、固化処理方法に関する。
従来、様々な土質改良材が提案されている。
例えば、高有機質土、高含水土等の各種土質の固化、改良処理に使用するセメント系固化材として、特許文献１には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、アーウイン系セメントの１種または２種以上を１００重量部および石膏を３～１００重量部含むことを特徴とするセメント系固化材が記載されている。
また、有機酸（フミン酸やフルボ酸等の腐植物質）の含有量、及び、含水比が高い高有機質土を固化できる固化材として、特許文献２には、セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとを含む高有機質土または腐植土用固化材であって、前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対する前記高炉スラグ微粉末と無水石こうの合計量が１５～４０質量％であり、かつ前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対して高炉スラグ微粉末を１０質量％以上含むことを特徴とする高有機質土または腐植土用固化材が記載されている。
さらに、水和阻害物質（例えば、有機物質）の存在にもかかわらず、地盤の強度を高め ることができる土壌強化材として、特許文献３には、セメント系固化材及びＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上の多孔質粉体を含む土壌強化材で あって、かつ、有機物を含む土壌に用いられることを特徴とする土壌強化材が記載されている。
例えば、高有機質土、高含水土等の各種土質の固化、改良処理に使用するセメント系固化材として、特許文献１には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、アーウイン系セメントの１種または２種以上を１００重量部および石膏を３～１００重量部含むことを特徴とするセメント系固化材が記載されている。
また、有機酸（フミン酸やフルボ酸等の腐植物質）の含有量、及び、含水比が高い高有機質土を固化できる固化材として、特許文献２には、セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとを含む高有機質土または腐植土用固化材であって、前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対する前記高炉スラグ微粉末と無水石こうの合計量が１５～４０質量％であり、かつ前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対して高炉スラグ微粉末を１０質量％以上含むことを特徴とする高有機質土または腐植土用固化材が記載されている。
さらに、水和阻害物質（例えば、有機物質）の存在にもかかわらず、地盤の強度を高め ることができる土壌強化材として、特許文献３には、セメント系固化材及びＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上の多孔質粉体を含む土壌強化材で あって、かつ、有機物を含む土壌に用いられることを特徴とする土壌強化材が記載されている。
有機物を多く含む土を、温度が高い環境下等で固化処理を行った場合、固化処理後の土（以下、「固化改良土」ともいう。）の強度（例えば、一軸圧縮強さ）が低下するという問題がある。
本発明の目的は、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる固化処理方法を提供することである。
本発明の目的は、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる固化処理方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、未改良土に対して、土質改良材を供給し混合して、固化改良土を得る方法であって、土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上である方法によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供するものである。
［１］ 有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、上記土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であることを特徴とする固化処理方法。
［２］ 上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、７０～９９質量％で、かつ、上記多孔質材料の割合が１～３０質量％である前記［１］に記載の固化処理方法。
［３］ 上記セメント系固化材が、セメント、及び石膏を含み、かつ、高炉スラグ微粉末を含まないもの、又は、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２０～９０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で５～３０質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が０～６０質量％である前記［１］又は［２］に記載の固化処理方法。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供するものである。
［１］ 有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、上記土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であることを特徴とする固化処理方法。
［２］ 上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、７０～９９質量％で、かつ、上記多孔質材料の割合が１～３０質量％である前記［１］に記載の固化処理方法。
［３］ 上記セメント系固化材が、セメント、及び石膏を含み、かつ、高炉スラグ微粉末を含まないもの、又は、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２０～９０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で５～３０質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が０～６０質量％である前記［１］又は［２］に記載の固化処理方法。
［４］ 上記多孔質材料が、ゼオライト、オパールＡ、オパールＣＴ、スメクタイト、セピオライト、珪藻土、珪質頁岩、ベントナイト、及び活性白土からなる群より選ばれる１種以上である前記［１］～［３］のいずれかに記載の固化処理方法。
［５］ 上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上である前記［１］～［４］のいずれかに記載の固化処理方法。
［６］ 上記未改良土の含水比が１００％以上である前記［１］～［５］のいずれかに記載の固化処理方法。
［７］ 上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である前記［１］～［６］のいずれかに記載の地盤の改良方法。
［５］ 上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上である前記［１］～［４］のいずれかに記載の固化処理方法。
［６］ 上記未改良土の含水比が１００％以上である前記［１］～［５］のいずれかに記載の固化処理方法。
［７］ 上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である前記［１］～［６］のいずれかに記載の地盤の改良方法。
本発明の固化処理方法によれば、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
本発明の固化処理方法は、有機物を含む未改良土（以下、単に「未改良土」ともいう。）に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であるものである。
本発明において、固化処理の対象となる未改良土は、有機物（例えば、腐植物質）を含むものである。
通常、有機物は、セメントの水和反応を阻害するため、セメント系固化材を用いて、有機物を含む未改良土（土壌）の固化処理を行う場合（特に、高温の環境下で行う場合）、固化改良土（固化処理後の土壌）の強度を十分に大きくすることができない場合がある。
有機物を含む土の例としては、泥炭、黒ボク土、水田土、黒泥土、及びポトゾル等が挙げられる。
本発明において、固化処理の対象となる未改良土は、有機物（例えば、腐植物質）を含むものである。
通常、有機物は、セメントの水和反応を阻害するため、セメント系固化材を用いて、有機物を含む未改良土（土壌）の固化処理を行う場合（特に、高温の環境下で行う場合）、固化改良土（固化処理後の土壌）の強度を十分に大きくすることができない場合がある。
有機物を含む土の例としては、泥炭、黒ボク土、水田土、黒泥土、及びポトゾル等が挙げられる。
未改良土の「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは７質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上、特に好ましくは３０質量％以上である。なお、有機炭素含有量とは、土の炉乾燥質量に対する、有機物に由来する炭素質量の比率であり、上記有機炭素含有量が多い程、未改良土中の有機物の量が多いと判断することができる。
本発明の方法によれば、有機炭素含有量が５質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有機炭素含有量が５質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の方法によれば、有機炭素含有量が５質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有機炭素含有量が５質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
未改良土の強熱減量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上である。なお、強熱減量とは、土の炉乾燥質量に対する、７５０±５０℃で強熱したときの減少質量の比率をいう。上記強熱減量が多い程、未改良土中の有機物の量が多いと判断することができる。
本発明の方法によれば、強熱減量が１０質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、強熱減量が１０質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の方法によれば、強熱減量が１０質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、強熱減量が１０質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
未改良土の含水比は、好ましくは１００％以上、より好ましくは１５０～１，０００％、さらに好ましくは３００～９００％、さらに好ましくは５００～８５０％、特に好ましくは６５０～８００％である。
一般的に、未改良土の含水比が１００％以上である場合、土質改良材の強度発現性が小さくなるが、本発明の方法によれば、含水比が１００％以上であるような未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有含水比が１００％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、「含水比」（単位：％）とは、未改良土に含まれる固体の質量に対する、未改良土に含まれる水の質量の百分率（水／固体×１００％）をいう。
一般的に、未改良土の含水比が１００％以上である場合、土質改良材の強度発現性が小さくなるが、本発明の方法によれば、含水比が１００％以上であるような未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有含水比が１００％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、「含水比」（単位：％）とは、未改良土に含まれる固体の質量に対する、未改良土に含まれる水の質量の百分率（水／固体×１００％）をいう。
本発明で用いられる土質改良材は、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものである。
本明細書中、セメント系固化材とは、セメントを含み、かつ、任意に配合可能な混和材を含む、粉体状のものをいう。
セメント系固化材に用いられるセメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、エコセメントや、白色セメントや、超速硬セメント等が挙げられる。
中でも、強度発現性等の観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントが好ましい。
セメント系固化材中のセメントの割合は、好ましくは２０～９５質量％、より好ましくは３０～９０質量％、さらに好ましくは５０～８５質量％、さらに好ましくは６０～８５質量％、特に好ましくは７０～８５質量％である。上記割合が２０質量％以上であれば、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。また、上記割合が９５質量％以下であれば、材料にかかるコストをより低減し、廃棄物由来の原料の使用量をより多くすることができる。
本明細書中、セメント系固化材とは、セメントを含み、かつ、任意に配合可能な混和材を含む、粉体状のものをいう。
セメント系固化材に用いられるセメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、エコセメントや、白色セメントや、超速硬セメント等が挙げられる。
中でも、強度発現性等の観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントが好ましい。
セメント系固化材中のセメントの割合は、好ましくは２０～９５質量％、より好ましくは３０～９０質量％、さらに好ましくは５０～８５質量％、さらに好ましくは６０～８５質量％、特に好ましくは７０～８５質量％である。上記割合が２０質量％以上であれば、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。また、上記割合が９５質量％以下であれば、材料にかかるコストをより低減し、廃棄物由来の原料の使用量をより多くすることができる。
また、作業性がより向上する観点から、セメント系固化材としては、混和材として石膏を含むものが好ましい。セメント系固化材中の石膏の割合は、無水物換算で、好ましくは５～３０質量％、より好ましくは８～２８質量％、特に好ましくは１０～２５質量％である。
なお、上記石膏の割合には、セメントに含まれている石膏は含まれないものとする。
上記石膏の例としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
なお、上記石膏の割合には、セメントに含まれている石膏は含まれないものとする。
上記石膏の例としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
セメント系固化材は、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくする観点や、材料にかかるコストを低減し、高炉スラグ微粉末の利用を促進する等の観点から、混和材として、高炉スラグ微粉末を含んでいてもよい。セメント系固化材中の高炉スラグ微粉末の割合は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは１０～５５質量％、さらに好ましくは２０～４５質量％、特に好ましくは２５～３５質量％である。上記割合が６０質量％以下であれば、相対的にセメントの量が多くなるため、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。
なお、セメント系固化材に含まれるセメントが高炉セメントである場合、高炉セメントに含まれる高炉スラグ微粉末は、上記割合に含まれるものとする。
石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材の例としては、生石灰、消石灰、フライアッシュ、石灰石微粉末、及びシリカフューム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメント固化材中の石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材（二種以上の混和材を含むものは、その合計）の割合は、相対的にセメントの割合が多くなり、固化改良土の強度をより大きくすることができる等の観点から、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。
なお、セメント系固化材に含まれるセメントが高炉セメントである場合、高炉セメントに含まれる高炉スラグ微粉末は、上記割合に含まれるものとする。
石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材の例としては、生石灰、消石灰、フライアッシュ、石灰石微粉末、及びシリカフューム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメント固化材中の石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材（二種以上の混和材を含むものは、その合計）の割合は、相対的にセメントの割合が多くなり、固化改良土の強度をより大きくすることができる等の観点から、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。
多孔質材料の例としては、ゼオライト、オパールＡ、オパールＣＴ、スメクタイト、セピオライト、珪藻土、珪質頁岩、ベントナイト、及び活性白土等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、固化改良土の強度をより大きくすることができる観点から、セピオライトが好ましい。
なお、多孔質材料は、通常、粉体である。
中でも、固化改良土の強度をより大きくすることができる観点から、セピオライトが好ましい。
なお、多孔質材料は、通常、粉体である。
土質改良材の固形分１００質量％中、セメント系固化材の割合は、好ましくは７０～９９質量％、より好ましくは７５～９７質量％、さらに好ましくは８２～９４質量％、特に好ましくは８６～９２質量％である。上記割合が７０質量％以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が９９質量％以下であれば、相対的に多孔質材料の割合が大きくなるため、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下等で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
土質改良材の固形分１００質量％中、多孔質材料の割合は、好ましくは１～３０質量％、より好ましくは３～２５質量％、さらに好ましくは６～１８質量％、特に好ましくは８～１４質量％である。上記割合が１質量％以上であれば、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が３０質量％以下であれば、相対的にセメント系固化材の割合が大きくなるため、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
土質改良材の固形分１００質量％中、多孔質材料の割合は、好ましくは１～３０質量％、より好ましくは３～２５質量％、さらに好ましくは６～１８質量％、特に好ましくは８～１４質量％である。上記割合が１質量％以上であれば、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が３０質量％以下であれば、相対的にセメント系固化材の割合が大きくなるため、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
土質改良材は、粉体の状態で添加し、混合してもよく（ドライ添加方法）、スラリーの状態で添加し、混合してもよい（スラリー添加方法）。
例えば、未改良土の含水比が小さい場合（例えば、含水比が３００％未満である場合）や、未改良土に含まれる有機物の量が大きい場合（土質有機炭素含有量が２５質量％以上であり、かつ、強熱減量が７０質量％以上である場合）等には、固化改良土の強度をより大きくする観点から、スラリーの状態の土質改良材を、未改良土に供給することが好ましい。この場合、セメント系固化材と多孔質材料と水を予め混合し、スラリーの形態とした後、該スラリーを未改良土に供給する。
また、粉体状の土質改良材と水を別々に未改良土に供給してもよい。なお、粉体状の土質改良材は、通常、水を除く粉状の各材料を混合することで得ることができる。
土質改良材をスラリーの状態で用いる場合、水粉体比（水と粉体（セメント系固化材と多孔質材料の混合物）の質量比（「水／粉体」を百分率で表したもの）は、土質改良材の強度発現性や、未改良土との混合の容易性等の観点から、好ましくは５０～２００％、より好ましくは６０～１５０％、特に好ましくは７０～１２０％である。
例えば、未改良土の含水比が小さい場合（例えば、含水比が３００％未満である場合）や、未改良土に含まれる有機物の量が大きい場合（土質有機炭素含有量が２５質量％以上であり、かつ、強熱減量が７０質量％以上である場合）等には、固化改良土の強度をより大きくする観点から、スラリーの状態の土質改良材を、未改良土に供給することが好ましい。この場合、セメント系固化材と多孔質材料と水を予め混合し、スラリーの形態とした後、該スラリーを未改良土に供給する。
また、粉体状の土質改良材と水を別々に未改良土に供給してもよい。なお、粉体状の土質改良材は、通常、水を除く粉状の各材料を混合することで得ることができる。
土質改良材をスラリーの状態で用いる場合、水粉体比（水と粉体（セメント系固化材と多孔質材料の混合物）の質量比（「水／粉体」を百分率で表したもの）は、土質改良材の強度発現性や、未改良土との混合の容易性等の観点から、好ましくは５０～２００％、より好ましくは６０～１５０％、特に好ましくは７０～１２０％である。
有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合することで、固化改良土を得ることができる。
未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値は、２４℃以上、好ましくは２５℃以上、より好ましくは２８℃以上である。上記平均値が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度とは、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さの値として、好ましくは５ｃｍ以内、より好ましくは０．５～４ｃｍ、特に好ましくは１～３ｃｍにおいて測定された温度である。
また、土質改良材を供給し、混合した直後の固化改良土の温度は、好ましくは２４℃以上、より好ましくは２６℃以上、特に好ましくは２８℃以上である。上記温度が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の固化処理方法によれば、改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値は、２４℃以上、好ましくは２５℃以上、より好ましくは２８℃以上である。上記平均値が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度とは、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さの値として、好ましくは５ｃｍ以内、より好ましくは０．５～４ｃｍ、特に好ましくは１～３ｃｍにおいて測定された温度である。
また、土質改良材を供給し、混合した直後の固化改良土の温度は、好ましくは２４℃以上、より好ましくは２６℃以上、特に好ましくは２８℃以上である。上記温度が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の固化処理方法によれば、改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
未改良土１ｍ３に対する土質改良材の供給量は、対象となる未改良土の性状、施工条件、並びに、処理後に得られる固化改良土に求められる強度等によっても異なるが、未改良土１ｍ３に対して、固形分で、好ましくは２００ｋｇ以上、より好ましくは２５０～６００ｋｇ、より好ましくは３００～５００ｋｇ、特に好ましくは３２０～４５０ｋｇである。
上記供給量が２００ｋｇ以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記供給量が６００ｋｇ以下であれば、コストの過度な増加を防ぐことができる。
上記供給量が２００ｋｇ以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記供給量が６００ｋｇ以下であれば、コストの過度な増加を防ぐことができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）セメント１；太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
（２）セメント２；太平洋セメント社製、早強ポルトランドセメント
（３）高炉スラグ微粉末（表２、４中、「高炉スラグ」と示す。）；デイ・シイ社製、商品名「セラメント」
（４）石膏１；無水石膏（表２～４中、「無水」と示す。）
（５）石膏２；半水石膏（表２～４中、「半水」と示す。）
（６）石膏３；二水石膏（表２～４中、「二水」と示す。）
（７）多孔質材料Ａ；ゼオライト
（８）多孔質材料Ｂ；珪質頁岩
（９）多孔質材料Ｃ；ベントナイト
（１０）多孔質材料Ｄ；活性白土
（１１）有機質土１～３；詳細は表１に示す。
［使用材料］
（１）セメント１；太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
（２）セメント２；太平洋セメント社製、早強ポルトランドセメント
（３）高炉スラグ微粉末（表２、４中、「高炉スラグ」と示す。）；デイ・シイ社製、商品名「セラメント」
（４）石膏１；無水石膏（表２～４中、「無水」と示す。）
（５）石膏２；半水石膏（表２～４中、「半水」と示す。）
（６）石膏３；二水石膏（表２～４中、「二水」と示す。）
（７）多孔質材料Ａ；ゼオライト
（８）多孔質材料Ｂ；珪質頁岩
（９）多孔質材料Ｃ；ベントナイト
（１０）多孔質材料Ｄ；活性白土
（１１）有機質土１～３；詳細は表１に示す。
［実施例１～３］
材料として、表２に示す種類のセメント、及び石膏、並びに高炉スラグ微粉末を含み、セメント系固化材中の各材料の割合が表２に示す割合であるセメント系固化材と、表２に示す種類の多孔質材料を、表２に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
２６℃の環境下で、有機質土１に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材の添加量が表２に示す量となる粉体状の土質改良材を添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表２中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２６℃の恒温室内で７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表２中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例１～２］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例１と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表２に示す。
材料として、表２に示す種類のセメント、及び石膏、並びに高炉スラグ微粉末を含み、セメント系固化材中の各材料の割合が表２に示す割合であるセメント系固化材と、表２に示す種類の多孔質材料を、表２に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
２６℃の環境下で、有機質土１に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材の添加量が表２に示す量となる粉体状の土質改良材を添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表２中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２６℃の恒温室内で７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表２中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例１～２］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例１と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表２に示す。
［実施例４～５］
セメント系固化材中、普通ポルトランドセメント、無水石膏の各割合が表３に示す割合であるセメント系固化材と、表３に示す種類の多孔質材料を、表３に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、該土質改良材と同じ質量の水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が１００％であるスラリーを得た。
３０℃の環境下で、有機質土２に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が表３に示す量となる上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表３中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、３０℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表３中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例３］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例４と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表３に示す。
セメント系固化材中、普通ポルトランドセメント、無水石膏の各割合が表３に示す割合であるセメント系固化材と、表３に示す種類の多孔質材料を、表３に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、該土質改良材と同じ質量の水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が１００％であるスラリーを得た。
３０℃の環境下で、有機質土２に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が表３に示す量となる上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表３中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、３０℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表３中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例３］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例４と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表３に示す。
［実施例６］
セメント系固化材中、普通ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、無水石膏の各割合が表４に示す割合であるセメント系固化材と、表４に示す種類の多孔質材料を、表４に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が８０％であるスラリーを得た。
２８℃の環境下で、有機質土３に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が表４に示す量となる上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表４中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２８℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表４中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例４］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例６と同様にして、固化改良土を得た。実施例６と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例５］
１６℃の環境下で、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は比較例４と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例６］
１６℃の環境下で、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は実施例６と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表４に示す。
セメント系固化材中、普通ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、無水石膏の各割合が表４に示す割合であるセメント系固化材と、表４に示す種類の多孔質材料を、表４に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が８０％であるスラリーを得た。
２８℃の環境下で、有機質土３に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が表４に示す量となる上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表４中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２８℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表４中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例４］
多孔質材料を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例６と同様にして、固化改良土を得た。実施例６と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例５］
１６℃の環境下で、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は比較例４と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例６］
１６℃の環境下で、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は実施例６と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表４に示す。
表２から、実施例１～３と比較例１～２を比較すると、本発明の方法によれば、固化改良土の一軸圧縮強さをより大きくすることができることがわかる。同様の傾向は表３の実施例４～５と比較例３の比較、及び、表４の実施例６と比較例４の比較でも見られた。
また、表４の比較例５と比較例６の比較から、固化改良土の表面付近の温度が１６℃である場合、セメント系固化材のみを用いた場合（比較例５）と、セメント系固化材及び多孔質材料を使用した場合（比較例６）の固化改良土の一軸圧縮強さは同程度であることがわかる。
また、表４の比較例５と比較例６の比較から、固化改良土の表面付近の温度が１６℃である場合、セメント系固化材のみを用いた場合（比較例５）と、セメント系固化材及び多孔質材料を使用した場合（比較例６）の固化改良土の一軸圧縮強さは同程度であることがわかる。
Claims (7)
- 有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、
上記土質改良材が、セメント系固化材及び多孔質材料を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、
上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であることを特徴とする固化処理方法。 - 上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、７０～９９質量％で、かつ、上記多孔質材料の割合が１～３０質量％である請求項１に記載の固化処理方法。
- 上記セメント系固化材が、セメント、及び石膏を含み、かつ、高炉スラグ微粉末を含まないもの、又は、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、
上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２０～９０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で５～３０質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が０～６０質量％である請求項１又は２に記載の固化処理方法。 - 上記多孔質材料が、ゼオライト、オパールＡ、オパールＣＴ、スメクタイト、セピオライト、珪藻土、珪質頁岩、ベントナイト、及び活性白土からなる群より選ばれる１種以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の固化処理方法。
- 上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上である請求項１～４のいずれか１項に記載の固化処理方法。
- 上記未改良土の含水比が１００％以上である請求項１～５のいずれか１項に記載の固化処理方法。
- 上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である請求項１～６のいずれか１項に記載の地盤の改良方法。
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