JP4043763B2

JP4043763B2 - Soil solidifying agent

Info

Publication number: JP4043763B2
Application number: JP2001344542A
Authority: JP
Inventors: 勝一国松; 豊松田
Original assignee: 松田技研工業株式会社
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: JP2003147359A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設現場からの発生土のような水分を多量に含有する土壌を、植物の生育に支障のないｐＨ範囲で固化させるために使用される土壌固化剤に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
例えばシールド工法、地中連続壁工法、浚渫工法、表層および深層地盤改良工法、宅地造成工事等の建設現場からの発生土のような土壌は水分を多量に含み流動性があり、そのまゝでは運搬輸送が困難である。そこでこのような水分を多量に含み流動性がある土壌は土壌固化剤を添加して固化させた上で運搬輸送を行う方法が採られている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、このような土壌を固化するために使用する土壌固化剤としては、セメント系固化剤、生石灰系固化剤、石膏系固化剤、有機高分子系凝集剤、吸水性樹脂等が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セメント系固化剤や生石灰系固化剤は、固化土壌からアルカリが溶出して埋立てた時植物生育に悪影響を起こすと云う問題点がある。石膏系固化剤はこのようなアルカリ公害の恐れがなく、また短時間で固化するので多用されている固化剤であるが、耐水性に劣るために固化土壌が水と接触すると崩壊を起こしてしまい、また土壌に有機物が含まれている場合には固化不良を起こし、固化させるためには多量の添加が必要になると云う問題点がある。
有機高分子系凝集剤や吸水性樹脂も耐水性に劣り、固化土壌が水に接触すると崩壊を起こし易いと云う問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、半水石膏１００重量部に、リン酸および／またはその塩類２〜５０重量部と、軽焼酸化マグネシウムを３〜５０重量部を添加した土壌固化剤および前記土壌固化剤に更にポリアクリル酸および／またはその塩類を上記リン酸および／またはその塩類と、上記ポリアクリル酸および／またはその塩類との合計が上記半水石膏１００重量部に対して２〜５０重量部になるように添加した土壌固化剤を提供するものである。
【０００６】
【作用】
石膏系固化剤である半水石膏は、土壌を植物の生育に差支えないｐＨ範囲で固化させる。しかし半水石膏が耐水性に劣るのは、半水石膏の水に対する溶解度が大きいためと考えられる。リン酸および／またはその塩類、炭酸塩類、ポリアクリル酸および／またはその塩類は、半水石膏が水と接触した場合に溶出するカルシウムイオンと直ちに反応して不溶性のカルシウム塩を生成する。
有機物を多く含む土壌に対しては、上記土壌固化剤に更に有機物の固化性に優れている軽焼酸化マグネシウムを添加する。
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
前記したように、本発明では半水石膏が水に接触することによって溶出するカルシウムイオンと反応して不溶性塩を生成する試薬として、リン酸および／またはその塩類、炭酸塩類、そしてポリアクリル酸および／またはその塩類が使用される。
【０００８】
上記リン酸あるいはその塩類としては、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のリン酸の一価金属塩類、リン酸のアンモニウム塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のピロリン酸の一価金属塩類、ピロリン酸アンモニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム等のヘキサメタリン酸の一価金属塩類、過リン酸石灰、重過リン酸石灰等の水溶性リン酸塩類が例示される。
【０００９】
炭酸塩類としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム塩等の炭酸の一価金属塩、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム等の重炭酸の一価金属塩、エチレンカーボネート等の水と反応して炭酸ガスを発生する炭酸塩類が例示される。
【００１０】
ポリアクリル酸あるいはポリアクリル酸塩類としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム等のポリアクリル酸の一価金属塩類、ポリアクリル酸アンモニウム等が例示される。
【００１１】
本発明にあっては、更に土壌、特に有機物を多く含む土壌に対して優れた固化性を有する軽焼酸化マグネシウムを添加する。
【００１２】
本発明にあっては、半水石膏１００重量部に対して、上記リン酸および／またはその塩類を２〜５０重量部となるよう添加し、更に軽焼酸化マグネシウムを３〜５０重量部添加する。また、ポリアクリル酸および／またはその塩類を添加する場合には、上記リン酸および／またはその塩類と、上記ポリアクリル酸および／またはその塩類との合計が上記半水石膏１００重量部に対して２〜５０重量部になるように添加する。
【００１３】
添加方法としては、上記各成分を全部混合し、該混合物を土壌に添加してもよいし、各成分毎に、あるいはいづれか二種以上を組み合わせて分割して添加してもよい。
【００１４】
本発明の土壌固化剤の土壌に対する添加量は、含水量が高くあるいは有機物を多く含む土壌に対しては多量にする必要があり、一般的には土壌１ｍ³に対して８０kg〜３００kg程度添加される。
【００１５】
〔実施例１〕
含水比４６．９％、含土率６８．０％、、強熱減量２％、土壌ｐＨ６．３のシルト質土壌（密度１．６８６g/cm³、シルト分６２％、粘土分３８％）１ｍ³に表１に示した組成の土壌固化剤を１００kg（１０Ｗ／Ｖ％）と２００kg（２０Ｗ／Ｖ％）添加しホバート型ミキサーで３分間混練後、型枠に充填し、２０℃の室温にて２４時間気中養生して固化させた後、該固化土壌の一軸圧縮強度および該固化土壌を１０倍量の水中に投入し、２４時間後の該固化土壌の崩壊状態を目視により観察し、更に該固化土壌の浸漬水のｐＨ値を測定した。結果を表２に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
固化剤１（半水石膏のみ）では水中に投入した場合、固化剤の添加量が１０Ｗ／Ｖ％の場合は２４時間でスラリー状となり、２０Ｗ／Ｖ％の場合も２４時間で殆ど崩壊していた。
シルト質土壌では固化剤２を１０Ｗ／Ｖ％添加した場合には固化土壌は崩壊するが、これにポリアクリル酸１重量部を添加すれば、１０Ｗ／Ｖ％添加でも固化土壌は崩壊しなくなる。
【００１９】
〔実施例２〕
実施例１の同一土壌に水を添加して作泥した含水比５２．８％、含土率６５．４％の土壌１ｍ³に実施例１に記載の固化剤３を２００kg（２０Ｗ／Ｖ％）添加し、ホバート型ミキサーで３分間混練後、型枠に充填し、２０℃の室温の下で３０分、１時間、３時間、７時間、２４時間固化させ、含水比の差による固化土壌の一軸圧縮強度の経時変化を測定した。結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
表３の結果を見ると含水比５２．８％の高含水土壌であっても、固化時間２４時間後には水中投入しても崩壊しないような強度になる。
【００２２】
〔実施例３〕
含水比１５０％、含土率４０％、強熱減量２２．８％、土壌ｐＨ６．１の有機質粘土（砂分１７．４％、シルト分３６．６％、粘土４６．０％、密度１．３２１g/cm³）１ｍ³に実施例１の土壌固化剤１〜４を１００kg（１０Ｗ／Ｖ％）と２００kg（２０Ｗ／Ｖ％）添加しホバート型ミキサーで３分間混練後、型枠に充填し、２０℃の室温にて２４時間気中養生して固化させた後、該固化土壌の一軸圧縮強度および該固化土壌を１０倍量の水中に投入し、２４時間後の該固化土壌の崩壊状態を目視により観察し、更に該固化土壌の浸漬水のｐＨ値を測定した。結果を表４に示す。
【００２３】
【表４】
【００２４】
上記測定結果を見ると、有機質を含む土壌に対して軽焼酸化マグネシウムの添加は有効であった。特に軽焼酸化マグネシウムを１５重量部を添加した固化剤４は１０Ｗ／Ｖ％の添加量でも固化土壌は一軸圧縮強度が５０KN／ｍ²あり、崩壊しなくなる。
【００２５】
〔実施例４〕
実施例３の土壌とこれに水を加えて作泥した含水比１７０．２％、含土率３７．０％、密度１．２８７g/cm³の土壌１ｍ³に対し実施例１の固化剤４を２００kg（２０Ｗ／Ｖ％）添加しホバート型ミキサーで３分間混練後、型枠に充填し、２０℃の室温の下で３０分、１時間、３時間、７時間、２４時間固化させ、含水比の差による固化土壌の一軸圧縮強度の経時変化を測定した。結果を表５に示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
表５の結果を見ると含水比１５０％以上の高含水土壌であっても、固化時間１〜３時間には水中投入しても崩壊しないような強度となった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の土壌固化剤は、土壌を植物の生長に支障のない範囲のｐＨで固化させることが出来、また固化物は耐水性があり水と接触しても崩壊しにくい。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soil solidifying agent used for solidifying soil containing a large amount of water, such as generated soil from a construction site, in a pH range that does not hinder plant growth.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, soil such as soil generated from construction sites such as shield method, underground continuous wall method, dredging method, surface and deep ground improvement method, residential land development work, etc. contains a lot of moisture and is fluid. Transportation is difficult. Therefore, a method of transporting and transporting such soil with a large amount of moisture after solidifying by adding a soil solidifying agent is employed.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, cement-based solidifying agents, quicklime-based solidifying agents, gypsum-based solidifying agents, organic polymer flocculants, water-absorbing resins, and the like have been used as soil-solidifying agents used for solidifying such soils. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Cement-based solidifying agents and quicklime-based solidifying agents have a problem that when alkali is eluted from the solidified soil and landfilled, the plant growth is adversely affected. The gypsum-based solidifying agent is not used for such alkali pollution and is solidified in a short time because it solidifies in a short time. However, since it is poor in water resistance, it will collapse when the solidified soil comes into contact with water. In addition, when organic matter is contained in the soil, there is a problem that solidification failure occurs and a large amount of addition is necessary for solidification.
Organic polymer flocculants and water-absorbing resins are also inferior in water resistance, and there is a problem that when the solidified soil comes into contact with water, it tends to collapse.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention as means for solving the conventional problems described above, added to 100 parts by weight of hemihydrate gypsum, phosphoric acid and / or its salt or the like 2 to 50 wt parts, 3-50 parts by weight of light sintered magnesium oxide total the hemihydrate gypsum 100 weight further and polyacrylic acid and / or the phosphoric acid and / or salts thereof and salts thereof to soil solidifying agent and the soil solidifying agent, the upper Symbol polyacrylic acid and / or salts thereof The soil hardening agent added so that it may become 2-50 weight part with respect to a part is provided.
[0006]
[Action]
Hemihydrate gypsum, which is a gypsum-based solidifying agent, solidifies soil in a pH range that does not interfere with plant growth. However, hemihydrate gypsum is inferior in water resistance because the solubility of hemihydrate gypsum in water is large. Phosphoric acid and / or its salts, carbonates, polyacrylic acid and / or its salts react immediately with calcium ions that elute when hemihydrate gypsum comes into contact with water to produce insoluble calcium salts.
For soil containing a large amount of organic matter, lightly burned magnesium oxide, which is further excellent in solidification of organic matter, is added to the soil solidifying agent.
The present invention is described in detail below.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, in the present invention, phosphoric acid and / or its salts, carbonates, polyacrylic acid and polyacrylic acid are used as a reagent that reacts with calcium ions eluted when hemihydrate gypsum comes into contact with water. / Or its salts are used.
[0008]
Examples of the phosphoric acid or salts thereof include monovalent metal salts of phosphoric acid such as phosphoric acid, sodium phosphate and potassium phosphate, monovalent metals of pyrophosphoric acid such as ammonium salt of phosphoric acid, sodium pyrophosphate and potassium pyrophosphate. Examples include salts, monovalent metal salts of hexametaphosphate such as ammonium pyrophosphate, sodium hexametaphosphate, potassium hexametaphosphate, and water-soluble phosphates such as lime superphosphate and lime heavy superphosphate.
[0009]
Carbonates include monovalent metal salts of carbonic acid such as sodium carbonate, potassium carbonate and ammonium carbonate, monovalent metal salts of bicarbonate such as sodium bicarbonate, potassium bicarbonate and ammonium bicarbonate, water such as ethylene carbonate and Examples thereof include carbonates that generate carbon dioxide gas by reaction.
[0010]
Examples of polyacrylic acid or polyacrylic acid salts include monovalent metal salts of polyacrylic acid such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, and potassium polyacrylate, and ammonium polyacrylate.
[0011]
In the present invention, lightly burned magnesium oxide having excellent solidification properties is further added to soil, particularly soil containing a large amount of organic matter.
[0012]
In the present invention, with respect to 100 parts by weight of hemihydrate gypsum, the phosphoric acid and / or salts thereof such added so as to be 2 to 50 wt parts, more light burned magnesium oxide 3 to 50 parts by weight additives To do. Also, when adding polyacrylic acid and / or its salts, and the phosphoric acid and / or salts thereof, the sum of the upper Symbol polyacrylic acid and / or its salts to the hemihydrate gypsum 100 parts by weight Add 2 to 50 parts by weight.
[0013]
As an addition method, all the above components may be mixed and the mixture may be added to the soil, or may be added separately for each component or in combination of two or more.
[0014]
The amount of the soil solidifying agent of the present invention to be added to the soil needs to be large for a soil having a high water content or a lot of organic matter, and is generally added in an amount of about 80 kg to 300 kg with respect to 1 m ³ of the soil. The
[0015]
[Example 1]
Water content ratio 46.9%, soil content 68.0%, loss on ignition 2%, soil pH 6.3 silty soil (density 1.686 g / cm ³ , silt content 62%, clay content 38%) 1m ³ in a soil solidifying agent having the composition shown in Table 1 100kg (10W / V%) and 200kg (20W / V%) added after 3 minutes and kneaded in a Hobart mixer, filled into a mold, the room temperature of 20 ° C. 24 hours after air curing and solidification, the uniaxial compressive strength of the solidified soil and the solidified soil are poured into 10 times the amount of water, and the collapsed state of the solidified soil after 24 hours is visually observed. Furthermore, the pH value of the immersion water of the solidified soil was measured. The results are shown in Table 2.
[0016]
[Table 1]
[0017]
[Table 2]
[0018]
When solidifying agent 1 (half-water gypsum only) is poured into water, it becomes a slurry in 24 hours when the added amount of the solidifying agent is 10 W / V%, and almost disintegrates in 24 hours even when 20 W / V%. It was.
In silty soil, solidified soil collapses when solidifying agent 2 is added at 10 W / V%, but when 1 part by weight of polyacrylic acid is added thereto, solidified soil does not collapse even at 10 W / V% addition.
[0019]
[Example 2]
200 kg (20 W / V%) of solidifying agent 3 described in Example 1 was added to 1 m ³ of soil having a water content of 52.8% and a soil content of 65.4%. ) Add, knead with Hobart mixer for 3 minutes, fill into mold, solidify at room temperature of 20 ° C for 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 7 hours, 24 hours, solidified soil due to difference in water content The change with time of the uniaxial compressive strength was measured. The results are shown in Table 3.
[0020]
[Table 3]
[0021]
The results shown in Table 3 show that even a highly water-containing soil having a water content ratio of 52.8% has a strength that does not collapse even if it is poured into water after 24 hours of solidification time.
[0022]
Example 3
Organic clay with water content 150%, soil content 40%, loss on ignition 22.8%, soil pH 6.1 (sand 17.4%, silt 36.6%, clay 46.0%, density 1. 321 g / cm ³ ) 100 kg (10 W / V%) and 200 kg (20 W / V%) of the soil solidifying agents 1 to 4 of Example 1 were added to 1 m ³ , kneaded for 3 minutes with a Hobart mixer, and then filled into a mold. , After curing in the air at room temperature of 20 ° C. for 24 hours, the uniaxial compressive strength of the solidified soil and the solidified soil are poured into 10 times the amount of water, and the collapsed state of the solidified soil after 24 hours Was visually observed, and the pH value of the water immersed in the solidified soil was measured. The results are shown in Table 4.
[0023]
[Table 4]
[0024]
From the above measurement results, the addition of lightly burned magnesium oxide was effective for soil containing organic matter. In particular, the solidifying agent 4 to which 15 parts by weight of lightly burned magnesium oxide is added has a uniaxial compressive strength of 50 KN / m ² even when added in an amount of 10 W / V%, and does not collapse.
[0025]
Example 4
Soil and thereto added water Sakudoro the water content of 170.2% in Example 3,含土rate 37.0%, density 1.287 g / cm of relative soil 1 m ³ of ³ Example 1 solidifying agent 4 200 kg (20 W / V%) was added, kneaded for 3 minutes with a Hobart mixer, filled into a mold, solidified for 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 7 hours, 24 hours at a room temperature of 20 ° C. The change with time of the uniaxial compressive strength of the solidified soil due to the difference in ratio was measured. The results are shown in Table 5.
[0026]
[Table 5]
[0027]
From the results shown in Table 5, even when the water content ratio was 150% or higher, the soil was strong enough not to collapse even when it was put into water within 1 to 3 hours of solidification time.
[0028]
【The invention's effect】
The soil solidifying agent of the present invention can solidify the soil at a pH within a range that does not hinder plant growth, and the solidified product is water resistant and hardly disintegrates even when contacted with water.

Claims

To 100 parts by weight of hemihydrate gypsum, phosphoric acid and / or its salt or the like 2 to 50 wt parts, soil solidifying agent, characterized in that the addition of 3 to 50 parts by weight of light sintered magnesium oxide.

Total the hemihydrate gypsum 100 weight more polyacrylic acid and / or salts thereof to soil solidifying agent and the phosphoric acid and / or salts thereof, the upper Symbol polyacrylic acid and / or the salts thereof according to claim 1 A soil solidifying agent, which is added so as to be 2 to 50 parts by weight with respect to parts.