JP3119080B2 - 固化性混合物 - Google Patents

固化性混合物

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固化性混合物に関し、
更に詳しくは各種の用途、例えば建築、土木の分野に使
用し得る固化性混合物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セメント系固化材は、道路の舗装
に際して、現場から発生する土に混ぜることにより道路
の路盤を改良することができるので、路盤改良剤として
知られている。また商店街や民家の隣接する場所で下水
道工事やガス工事等の道路工事を行う際、堀り出した土
が風等で舞い上がるのを防止したり、また埋め戻し時に
土が舞い上がるのを防止するために、これらの土にセメ
ント系固化材を混合することが行われている。更にこの
他セメント系固化材は、高含水粘性土、高有機質土など
の軟弱地盤の改良、ヘドロ、下水処理、有害重金属など
を含有する産業廃棄物の固化処理等の各種の用途に使用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セメン
ト系固化材は、従来、主として路盤改良剤、軟弱地盤の
改良、産業廃棄物の固化処理、飛散防止材等として使用
されているものの、処理土の水浸透性や強度がいま一つ
十分でなく、また反応が緩慢で効果が現れるのに時間が
かかるという問題があった。そこで、本発明者等は、こ
れらの問題点について重点的に研究したところ、良好な
水浸透性が得られ、強度が大きく更に迅速に固化するこ
とができるセメント系固化材を主成分とした混合物を見
出し、ここに本発明をなすに至った。したがって、本発
明の第1の目的は、土木、建築分野の各種用途に使用し
得る固化性混合物を提供することにある。本発明の第2
の目的は、土質、特に軟弱な土質の改良に対して良好な
水浸透性が得られ、強度が大きく更に迅速に固化するこ
とができる固化性混合物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の上記各目的は、
下記の各発明によりそれぞれ達成される。 (1)無機系急結剤、吸水性高分子物質、生石灰及びセ
メント系固化材からなることを特徴とする固化性混合
物。 (2)無機系急結剤が珪酸ソーダ、珪酸カリ、アルミン
酸ソーダ又は炭酸ソーダのいづれかの中から選択された
少なくとも1種であることを特徴とする前記第1項に記
載の固化性混合物。 (3)吸水性高分子物質が天然高分子類、合成高分子
類、またはこれらの混合物から選択された少なくとも1
種であることを特徴とする前記第1項又は第2項のいず
れかに記載の固化性混合物。 (4)セメント系固化材が、セメントと、高炉スラグ、
消石灰又は石膏から選択された少なくとも1種との混合
物からなることを特徴とする前記第1項乃至第3項のい
ずれかに記載の固化性混合物。
【0005】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の固化性混合物は、無機系急結剤、吸水性高分子物
質、生石灰及びセメント系固化材からなるものであり、
これにより土質、特に軟弱な土質と混合すると、砂状の
さらさらした土質に変化し良好な水浸透性が得られ、強
度が大きく更に迅速に固化することができるので、極め
て扱い易いものとなる。セメント系固化材は、セメント
をその成分の1つとして含み、更に高炉スラグ、消石灰
又は石膏から選択された少なくとも1種の物質を含むも
のが好ましく使用される。またセメントとしては、ポル
トランドセメント、C2 S系特殊セメント〔2CaO・
SiO2 (ベリット)セメントのクリンカー鉱物名〕、
超速硬セメント、カルシウムサルホアルミネート系特殊
セメントなどが好ましく使用される。本発明に用いられ
る無機系急結剤は、速効的、かつ長期的に強度の増強を
はかる作用を有するもので、即ちセメントと容易に反応
して固化し、急結性・初期強度発現性をもたらす作用を
有するもので、該無機系急結剤としては、珪酸ナトリウ
ム、珪酸カリウム、アルミン酸ナトリウム又は炭酸ナト
リウム等が好ましく用いられ、特に水ガラスが好まし
い。この水ガラスは、セメントと容易に反応して珪酸ゲ
ルを生成し、急結性・初期強度発現性をもたらす作用を
有するものである。前記の無機系急結剤は、これらを単
独でも2種以上を併用して用いてもよい。
【0006】本発明に用いられる吸水性高分子物質とし
ては、天然高分子類、合成高分子類、またはこれらの混
合物から選択された少なくとも1種が用いられ、天然高
分子類としては、デンプン−アクリロニトリルグラフト
重合体加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合
体、デンプン−アクリルアミドグラフト重合体等のデン
プン系高分子物質、セルロース−アクリロニトリルグラ
フト重合体等のセルロース系高分子物質、ポリビニルア
ルコール架橋重合体等のポリビニルアルコール系化合
物、アクリル酸ナトリウム架橋体、ポリアクリロニトリ
ル系重合体ケン化物、ヒドロキシエチルメタクリレート
ポリマー等のアクリル系高分子物質、無水マレイン酸系
重合体、ポリエーテル系、エステル系ポリマー等の縮合
系ポリマー等が挙げられる。この吸水性高分子物質を加
えることにより水分を含んだ軟弱地盤等から水分を吸収
してさらさらした土質にする。更に生石灰及びセメント
系固化材を加えることにより土質を粒状化して砂状の土
質に変化させると共にセメント系固化材の作用により砂
状の土質の強度を促進することができる。
【0007】本発明では、無機系急結剤、吸水性高分子
物質、生石灰及びセメント系固化材の混合割合は、セメ
ント系固化材100重量部に対して無機塩系急結剤は3
重量部〜100重量部であり、好ましくは15重量部〜
50重量部である。この割合が3重量部未満では実質的
に効果がなく、100重量部を越えると、効果の割にコ
スト高となり経済的に不利である。またセメント系固化
材100重量部に対して吸水性高分子物質は0.1重量
部〜10重量部であり、好ましくは0.3重量部〜5重
量部である。この割合が0.1重量部未満では十分な吸
水効果がなく、また10重量部を越えると吸水作用にそ
れ以上の効果はなく経済的にも不利である。セメント系
固化材100重量部に対して生石灰は、10重量部〜4
00重量部であり、好ましくは40重量部〜250重量
部である。この割合が10重量部未満ではサラサラした
砂状にはなり難く、また400重量部を越えると初期強
度発現性、耐久性に支障をきたすので好ましくない。
【0008】本発明の固化性混合物は、該混合物のまま
使用するものであるが、例えばこの固化性混合物を土質
に混合して使用する時には、その土質100重量部に対
して、該固化性混合物を3重量部〜30重量部添加する
ことが好ましく、更に好ましくは5重量部〜20重量部
である。本発明の固化性混合物には、飛散防止作用をも
たせる場合には、アルコール系化合物、エーテル系化合
物又は炭化水素系化合物、特に流動パラフィンを添加す
ることができる。アルコール系化合物、エーテル系化合
物としては、例えばエチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコ
ール、エチレングリコールジメチルエーテル及びグリセ
リン等が挙げられ、これらは単独に用いても2種以上を
併用して用いてもよい。
【0009】このアルコール又はエーテル系化合物の添
加量は、原材料に対して1部〜5部である。また流動パ
ラフィンとしては、比較的軽質の潤滑油留分、例えばス
ピンドル油留分、好ましくは高度に精製した炭化水素油
であり、主としてアルキルナフテン類からなる。この流
動パラフィンの添加量は、原材料に対して1部〜5部で
ある。更にグリコール系化合物と流動パラフィンとを混
合して用いるときには、いっそうの粉塵の飛散防止効果
が得られ、またその混合割合は1:3〜3:1であり、
好ましくは3:1のときである。本発明の固化性混合物
は、このような効果を利用して建設泥土の固化、搬出、
再利用に使用され、また道路工事で発生する土の飛散防
止、再埋め立てに利用される。土質の改良、地盤の改
良、ヘドロ質の改良、産業廃棄物の固化処理等に使用さ
れる。
【0010】
【作用】本発明の固化性混合物において、無機系急結剤
を加えることによりセメント系固化材と反応し、珪酸ゲ
ルの生成による初期強度発現をもたらす。またセメント
系固化材の水和反応、セメント系固化材と生石灰中のカ
ルシウム分と土中のシリカ、アルミニウム分とのポラゾ
ン反応によりカルシウムシリケート、カルシウムアルミ
ネート等の水和物が長期的に生成し強度を増強し、水の
浸食に対しても安定した粒子を作る。一方吸水性高分子
物質は水分を含んだ軟弱地盤等から水分を吸収すること
で、液状の土質を塑性状態の土質に変える。更に生石灰
とセメント系固化材を加えることにより前記作用と共に
更に土質を粒状化してサラサラした砂状の土質に変化し
水浸透性が良好になる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に詳しく説
明するが、本発明は、この実施例によって限定されるも
のではない。
【0012】実施例1 以下の各成分を混合して表1の試料No.1に示す調合
比の本発明の固化性混合物を製造した。 無機系急結剤 : 水ガラス 吸水性高分子 : カルボキシル基を有する水溶
性重合体(分子量、500万以上) 生石灰 : JIS R9001の1号品 セメント系固化材: スタビライトM15(三菱マ
テリアル(株)製、セメント系固化材)
【0013】上記各成分を十分して固化性混合物を製造
した。このようにして得られた固化性混合物をヘドロに
混合した。固化性混合物:ヘドロの割合は、10:10
0である。混合処理前のヘドロの土質データ(含水比、
粒度組成)と、本発明の固化性混合物を用いて混合処理
した後の土質データ(含水比、粒度組成、透水係数、C
BR)とを表2の実施例1−1〜実施例1−12を作成
し、これらをまとめて表2に示した。表2から明らかな
ように、含水比が80%を越える高含水粘性土も、本発
明の固化性混合物を用いて処理することにより、極めて
迅速に固化し、透水性の良好な高強度の砂質土に変化す
ることがわかる。
【0014】実施例2 実施例1と同じ表1の試料No.2に示す調合比の固化
性混合物を用い、同一土質のヘドロ100重量部に対す
る固化性混合物の配合割合を5、10、15重量部と変
化させて混合処理を行い、試料No.2−1、同2−
2、同2−3を作成した。混合処理前後の土質データ
を、表2の実施例2−1〜実施例2−3として掲げた。
この表2の結果に見られるとおり、本発明の固化性混合
物を5:100の配合比で添加混合するだけでも、従来
にない大幅なハンドリング性の改良がもたらされること
がわかる。
【0015】比較例1〜3 本発明の固化性混合物の構成成分のいずれかを含まない
表1の試料No.の比較1ないし比較−3に示す調合比
の固化性混合物を調製し、同一土質のヘドロに混合し
た。固化性混合物:ヘドロの配合割合は、重量比で1
0:100であった。混合処理前後の土質データを、表
2の比較例1〜比較例3に掲げた。表2の比較例に見ら
れるとおり、本発明の固化性混合物の構成成分のいずれ
かを含まない固化性混合物を用いた場合、(1)比較例
1:透水係数とCBR値が極端に低く、団粒化が進まな
い。(2)比較例2:3時間のCBR値が低く、本発明
の固化性混合物を用いた場合に比べて、初期のハンドリ
ング性に劣る。(3)比較例3:砂質化せず実用に供し
得ないという結果が得られた。
【0016】実施例3 本発明の固化性混合物の構成成分の調合比を変えた表1
に示す固化性混合物を6種類(3−1ないし3−6)調
製し、同一土質のヘドロに混合した。固化性混合物:ヘ
ドロの配合割合は、重量比10:100であった。混合
処理前後の土質データを、表2の実施例3−1〜実施例
3−6に掲げた。表2の結果から、広範囲の調合条件の
下で本発明の固化性混合物が良好な土質改良効果を示す
ことがわかる。したがって、本発明の固化性混合物が、
当業者の必要に応じて、路床・路盤の土質安定処理や構
造物の基礎地盤改良等の従来のセメント系固化材の応用
分野はもちろん、掘削残土の改良による再利用やヘド
ロ、汚泥の処理等、特に即効性を求められる際の土質改
良材として、土木、建築分野の広い用とに適用し得るも
のであることは明らかである。
【0017】
【表1】
【表2】
【0018】
【発明の効果】本発明の固化性混合物は、初期強度が大
きいばかりでなく長期間後にも優れた増強効果を有す
る。また土質を粒状化してサラサラした砂状の土質に変
化し水浸透性が良好になるので、土木、建築分野の各種
用途(土質の改良、地盤の改良、ヘドロ質の改良、産業
廃棄物の固化処理等)に使用し得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI E02D 3/12 E02D 3/12 //(C04B 28/02 22:08 24:26 22:06) 103:10 C09K 103:00 (56)参考文献 特開 昭57−36179(JP,A) 特開 平5−339570(JP,A) 特開 平1−176499(JP,A) 特開 平8−20776(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 28/02 C04B 28/24 C04B 22/08 C04B 24/26 C04B 22/06 C09K 17/44 C09K 17/46 E01C 3/04 E02D 3/12 C04B 22:08 C04B 24:26 C04B 22:06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機系急結剤、吸水性高分子物質、生石
    灰及びセメント系固化材からなることを特徴とする固化
    性混合物。
  2. 【請求項2】 無機系急結剤が珪酸ソーダ、珪酸カリ、
    アルミン酸ソーダ又は炭酸ソーダのいづれかの中から選
    択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項
    1に記載の固化性混合物。
  3. 【請求項3】 吸水性高分子物質が天然高分子類、合成
    高分子類、またはこれらの混合物から選択された少なく
    とも1種であることを特徴とする請求項1又は請求項2
    のいずれかに記載の固化性混合物。
  4. 【請求項4】 セメント系固化材が、セメントと、高炉
    スラグ、消石灰又は石膏から選択された少なくとも1種
    との混合物からなることを特徴とする請求項1乃至請求
    項3のいずれかに記載の固化性混合物。
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