JP3089952B2

JP3089952B2 - 再生土の製造方法

Info

Publication number: JP3089952B2
Application number: JP06187429A
Authority: JP
Inventors: 賢治森
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0848975A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設発生土の利用方法
に関し、特に土木、建築工事等に伴って発生する建設発
生土（以下「残土」ということがある）を土質改良し、
資源として再利用を図るのに適した再生土を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設発生土の殆どは、再利用でき
ず埋立て処分したり他の場所へ搬出・廃棄しており、近
年、環境への影響が問題になってきている。こうした背
景から建設発生土の再利用に関して、比較的含水比の低
い（含水比４０％程度以下）粘性の余り高くない残土を
対象として、生石灰を用いた残土処理のプラントを稼働
させている従来例が知られている。

【０００３】しかしながら、この種のプラントの処理方
法では、含水比が４０％を超えるような粘性の高い残土
については、生石灰等の土質安定材の添加割合を極端に
高くしたり、あらかじめ天日乾燥して含水比を低減しな
いと処理できない。また、通常の土質改良プラントでは
天日乾燥だけのために敷地を広く取れないので、現場で
発生した含水比の高い残土は天日乾燥せずにそのまま改
良する方が現実的である。しかし、含水比の高い残土は
粘着性が大であり、混合機などに土塊が付着し易いため
処理が困難であり、また、無理やり処理しても強度向上
が望めず、再生土の製品としての歩留りも悪い。一方、
生石灰の添加割合を極端に高くして処理すると、強度が
高くなりすぎて、再掘削が困難になるなどの問題があ
る。

【０００４】一方、我々は、先に特開平４−３４５６８
５号、特開平６−１７０５２号等において、建設発生土
をそのまま天日乾燥せずプラントでカルボキシル基含有
水溶性重合体粉末と石灰を添加して粒状にし、固化させ
砂のような流動性のある改良された再生土の製造方法を
提案している。この方法で得られた再生土は、道路の配
管埋め戻しなどの用途において、山砂より作業性が良好
であり、施行後の物性も優れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建設発
生土の再利用率を高めるには、種々の用途に対応できる
再生土を調製できることが必要である。例えば、上記の
ような方法で得られた従来の再生土においては、一般に
水分の透水性が十分でないなどの問題があり更なる改良
が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、再生土の
物性をさらに改良すべく鋭意検討した結果、建設発生土
への水溶性重合体、石灰の混合方法が、得られる再生土
の物性に非常に影響を与えていることを発見し、本発明
に到達した。即ち、本発明の要旨は、建設発生土とカル
ボキシル基含有水溶性重合体粉末とを攪拌混合機で混合
して粒状物を得、該粒状物に石灰粉末を添加してシュー
ト式混合機で混合し、次いで養生することを特徴とする
再生土の製造方法に存する。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける建設発生土とは、具体的には、上下水道工事、道
路工事、宅地造成工事などの一般の土木・建設工事に伴
って発生する軟弱または粘着性の高い土である。本発明
において土質の改良が期待できる建設発生土は、土質に
よって含水比は異なるが、含水比が４０〜２００％、好
ましくは５０〜１５０％程度のものであり、含水比が１
００％前後の関東ロームのような高含水比の土も含まれ
る。なお、含水比とは、１１０℃の炉乾燥によって失わ
れる土中水の質量の、土の炉乾燥質量に対する比を百分
率で表した値であり、ＪＩＳＡ１２０３（含水比試験
方法）によって測定される値である。

【０００８】また、本発明による再生土とは、上記の建
設発生土を処理することにより、建設発生土の物性が改
良されたものであり、具体的には固化および造粒される
ため砂のような流動性が付与され、粘着性および水中で
の膨潤性が無くなり、地盤支持力が向上し埋め戻しなど
の用途において再利用可能としたものである。従って、
単に含水比の高い土を塊状固化し、流動性が失われた状
態にしたものではない。

【０００９】本発明で使用する水溶性重合体は、１００
ｍｌの水に通常０．５ｇ以上溶解する重合体である。該
重合体は、親水基としてカルボキシル基を有するもので
あり、重合体を構成する全単量体単位のうちカルボキシ
ル基を有する単量体が、通常１〜８０モル％、好ましく
は５〜６０モル％含まれる。また、カルボキシル基は、
遊離酸または塩の形のどちらで存在してもよい。塩の種
類としては、例えばナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ金属の塩、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ
土類金属の塩、アンモニウム塩、炭素数１〜１８のアル
キルアミン、アルカノールアミンなどのアミン塩、およ
びこれら２種以上の混合物があるが、好ましくはアルカ
リ金属の塩である。

【００１０】かかる水溶性重合体としては、（メタ）ア
クリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重
合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニルとの共重合
体、イタコン酸またはその塩と（メタ）アクリルアミド
との共重合体などの合成水溶性重合体、アラビアゴム、
カラヤガム、トラントガム、アルギン酸などの天然水溶
性重合体、及び、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシハイドロエチルセルロース、グアーガム変性物のよ
うな半合成水溶性重合体が例示される。

【００１１】以上のカルボキシル基含有水溶性重合体の
うち、好ましくは（メタ）アクリル酸またはその塩と
（メタ）アクリルアミドとの共重合体である。（メタ）
アクリル酸またはその塩を含有する（メタ）アクリルア
ミド系重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその
塩と（メタ）アクリルアミドを共重合したもののほか、
（メタ）アクリルアミドの単独重合体を部分加水分解し
たものでもよい。

【００１２】更に、以上のカルボキシル基含有水溶性重
合体には、親水性基としてスルホン酸基を含む単量体、
例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれ
らの塩などを含めて共重合してもよい。また、水溶性を
阻害しない程度の量であればオレフィン、アクリル酸エ
ステル、ビニルエステルのような疎水性単量体を含んで
いてもよい。

【００１３】建設発生土と混合される水溶性重合体粉末
の平均粒径（重量平均）は、通常０．０５〜０．４ｍ
ｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍのものを使用する。
かかる範囲内の粉末を得るためには、必要に応じて、篩
分、混合などが行なわれる。粒径が０．４ｍｍを越える
場合は、改良効果の発現に時間がかかり、一方、粒径が
０．０５ｍｍ未満では吸湿により粒子同士が付着し塊状
となりやすく、同様に改良効果の発現により時間がかか
るので好ましくない。

【００１４】本発明で使用される石灰粉末は、処理後の
再生土を長期に渡って粒状に保持し得るものが望まし
く、そのためには水溶性重合体の添加混合により粒状化
した土の表面に付着しやすいものがよいので、平均粒径
１ｍｍ以下であり、できれば最大の粒径が１ｍｍ以下の
石灰粉末が好ましい。石灰粉末としては、生石灰、消石
灰、水硬性セメント、石灰系改良材、セメント系改良材
など特に制限はないが、プラントで使用するには脱水お
よび硬化反応の速い、生石灰系の粉末が特に好ましい。

【００１５】本発明では、土壌へのその他の添加物とし
て、細骨材、フライアッシュ、水硬性セメント、石膏、
高吸水性樹脂等を併用して、残土の改良効果を調整する
こともできる。

【００１６】以下、本発明の方法に図面を参照して説明
する。図１は、本発明の再生土製造設備の工程を図式的
に示した一例であるが、本発明は図１の方法に限定され
るものではない。原料の建設発生土１０は、ホッパ２０
に投入される。ホッパ２０の上部には、格子材２２を設
け、不適当な石等の大塊２４は除去される。発生土１０
を投入するバックホウのバケットを、格子付きの解砕可
能なバケット（ロータリーバケット）に代えることによ
り、格子材２２は省略できる。発生土１０はホッパ２０
を経て、攪拌混合機３０に、カルボキシル基含有水溶性
重合体粉末５０と共に添加され、一定時間混合される。
この攪拌混合機としては、好適には２軸のパドルミキサ
ーが使用される。該混合については、好ましくは緩やか
な撹拌をしつつ、通常０．２〜５分程度行なうのが望ま
しい。かかる処理により、原料土が実質的に造粒される
ことになる。また、一定時間混合した後、撹拌を中止
し、熟成時間を置いてもよい。

【００１７】カルボキシル基含有水溶性重合体粉末の最
適な添加量は、建設発生土の含水比などの性質に応じて
異なるが、建設発生土に対して通常０．００１〜１重量
％、好ましくは０．０１〜０．５重量％である。

【００１８】上記の工程による原料土からの粒状物は、
粒径が通常０〜６０ｍｍの範囲のものであり、好ましく
は粒径が０〜６ｍｍのものが５０％以上のものである。
必要に応じて、篩分して粒子の粒径をそろえてもよい。
次に、該粒状物に、石灰粉末６０を添加し、シュート式
混合機４０に導入し、粒子を転動しながら石灰の粉を粒
子表面に付着させる。この結果、土の表面に水溶性重合
体と石灰が被覆され瞬時に反応固化し、シュート式混合
機４０の出口より処理土として回収される。

【００１９】シュート式混合機としては、図２に例示し
たような装置が利用できる。このシュート式混合機は、
粒子を上方から落下させながら混合するものであって、
必要により図で示したような邪魔板を設けてもよい。

【００２０】従来、水溶性重合体で処理された土の粒状
物と石灰粉末の混合には、混合効率が最もよいと考えら
れる解砕混合機（インパクトミキサー）が汎用されてい
る。しかしながら、該混合機では粒状物と石灰の混合の
際に、粒子が潰されるため、この処理土を養生していく
と透水性が低下しやすいという問題があった。

【００２１】一方、本発明のシュート式混合機を用いて
石灰粉末の混合した場合は、処理土を養生した場合の透
水性の低下は見られない。解砕混合機でないと土の粒状
物と石灰の混合が完全にできず充分な強度を有する再生
土を得ることができないのではないかとの問題が懸念さ
れたが、実際は、意外なことにシュート式混合機を用い
た混合方法では土の粒子が殆ど潰れることなく、土の粒
子表面で水溶性重合体と石灰が反応固化し、養生すれば
粒子内部までの固化が進むのである。

【００２２】石灰粉末の最適な添加量は、建設発生土の
性質に応じて異なり特に限定されないが、建設発生土に
対して、通常０.２〜２０重量％、好ましくは０.５〜１
０重量％である。また、カルボキシル基含有水溶性重合
体粉末と石灰粉末の重量比は、通常１：１〜１：１０
０、好ましくは１：２〜１：５０であり、建設発生土の
含水比、必要とする再生土の強度などにより適宜、選択
できる。

【００２３】上記の工程で生石灰が付着した処理土は、
必要により、更に篩分機７０に掛けて、大きな粒子を８
２より篩分して粒子の粒径をそろえることができる。最
後に、粒子の強度を発現させるために養生を行い、再生
土８０として使用に供される。養生とは、通常、常温下
で１〜７日、好ましくは３〜６日程度放置することで行
なう。その場合は、雨天の場合を考慮して好ましくは屋
根がある方が好ましいが、野積みでも特に支障はない。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。以下の表−１に実施例で
使用した重合体の組成と還元粘度を示した。還元粘度に
ついては、重合体を１Ｎ食塩水に０．１ｇ／dlの濃度に
溶解し、２５℃でオスワルド粘度計を用いて測定した。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例１含水比９８％の関東ロームが主体の建設発生土を原料土
として、図１に示す再生土製造設備により再生土の製造
を行った。但し、建設発生土１０を投入するバックホウ
のバケットを、格子付きの解砕可能なバケット（ロータ
リーバケット）に代えることにより、格子材２２は省略
した。原料土を格子間隔が６０ｍｍのロータリーバケッ
トを付けたバックホウでホッパー２０に投入し、パドル
ミキサー３０で、水溶性重合体Ａを被処理土に対して
０.１％添加し、６０秒間混合し、粒状の処理土を得
た。次に、図２のシュート式混合機を用いて生石灰粉末
を被処理土に対して０.１％添加混合し、篩分機によ
り、粒径を６〜０ｍｍ、１３〜６ｍｍ、６０〜１３ｍｍ
に分けた。得られた再生土の比率は、夫々８１％，４
％，１５％であった。常温で６日間養生して得た再生土
のうちの粒径６〜０ｍｍのものについて、ＣＢＲ値、平
均粒径及び透水係数についての物性試験を行った。結果
を表−２に示す。

【００２７】なお、ＣＢＲ値はＪＩＳＡ１２１１（Ｃ
ＢＲ試験方法）、透水係数はＪＩＳＡ１２１８（土の透
水試験方法）の方法に従ったＣＢＲ値は大きいほど再生
土の強度が高いことを示し、ＣＢＲ値としては、通常１
０〜２５％であることが好ましい。また、透水係数はそ
の値が大きい程、透水性がよいことを示している。

【００２８】実施例２重合体Ａの代りに重合体Ｂを使う以外は実施例１と同様
に行ったところ、得られた再生土は、粒径６〜０ｍｍ、
１３〜６ｍｍ、６０〜１３ｍｍの比率が、夫々８２％、
６％、１２％であった。得られた再生土のうちの粒径６
〜０ｍｍのものの物性を表−２に示した。

【００２９】実施例３重合体Ａの代りに重合体Ｃを被処理土に対して０.２％
使う以外は実施例１と同様に行ったところ、得られた再
生土は、粒径６〜０ｍｍ、１３〜６ｍｍ、６０〜１３ｍ
ｍの比率が、夫々７１％、９％、２０％であった。得ら
れた再生土のうちの粒径６〜０ｍｍのものの物性を表−
２に示した。

【００３０】比較例１重合体Ａの代りに重合体Ｄを使う以外は、実施例１と同
様に製造を試みたが、粒状化が非常に悪く、パドルミキ
サーに付着し、詰まりを生じ、処理不能であった。比較例２水溶性重合体を使用しない以外は、実施例１と同様の条
件で製造を試みたが、パドルミキサーで完全に付着し、
処理不能であった。

【００３１】比較例３実施例１のシュート式混合機の代りに、従来の石灰処理
プラントで使用されている型式のインパクトミキサー
（解砕混合機）を使用する以外は同様に製造を行った。
篩いが目詰りするため、１３ｍｍの篩いを通すのが限界
であった。以上の処理直後の粒径は、１３〜０ｍｍ、６
０〜１３ｍｍの比率が、夫々７３％、２８％であった
が、何れも偏平状で潰れていた。また、処理直後の粒度
分布と、６日間養生後の粒度分布測定をしたところ、処
理直後の平均粒径が３.６ｍｍで、０.２ｍｍ以下のもの
は０％であったのに対して、養生後は平均粒径が０.８
ｍｍで、０.２ｍｍ以下は２１％、７５μｍ以下のもの
が９％測定された。なお、前記の実施例１〜３において
は、処理土の平均粒径、養生後の途粒度分布の変化は全
くなかった。

【００３２】更に、養生後の再生土のうちの粒径１３〜
０ｍｍのものの物性を表−２に示した。表−２より、本
発明の方法によって得られた再生土は、強度および透水
性に優れていることがわかる。比較例３のインパクトミ
キサーを使用した場合、インパクトミキサーで、粒子が
潰れたり、偏平状になり、表面の被覆が不均一になるた
め養生中に崩れてしまうため、粒子が細かくなり過ぎて
ＣＢＲが低下し、特に透水性が悪化しているものと考え
られる。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、建設発生土を天日乾燥
せずに造粒する方法で、強度に優れ、かつ、極めて透水
性の優れた再生土とすることができる。これまでの再生
土では、透水性が十分でなかったため、その用途が配管
埋め戻しの一部などに限定されていたが、本発明による
再生土は種々の用途に使用できるので、建設発生土の再
利用率を高め、環境破壊の防止に貢献するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を示す工程図である。

【図２】シュート式混合機の例を示す概念図である。

【符号の説明】

１０建設発生土２０ホッパ３０攪拌混合機４０シュート式混合機５０カルボキシル基含有水溶性重合体粉末６０石灰粉末７０篩分機８０再生土

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＥ０２Ｆ 7/00 Ｅ０２Ｆ 7/00 Ｄ // Ｃ０９Ｋ 103:00 (56)参考文献特開平２−194891（ＪＰ，Ａ) 特開平４−345685（ＪＰ，Ａ) 特開平７−138981（ＪＰ，Ａ) 特開平６−17052（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 17/00 - 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】建設発生土とカルボキシル基含有水溶性
重合体粉末とを攪拌混合機で混合して粒状物を得、該粒
状物に石灰粉末を添加してシュート式混合機で混合し、
次いで養生することを特徴とする再生土の製造方法。
【請求項２】建設発生土とカルボキシル基含有水溶性
重合体粉末とを攪拌混合機で混合し、次に石灰粉末を添
加し、シュート式混合機で混合し、養生してなる再生
土。