JP4267931B2 - 含水土壌処理剤および含水土壌の粒状化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水土壌を改質し、砂などの代替品として埋め戻し材などに再利用し得るようにするための処理剤および粒状化方法に関するものである。本発明の処理剤および粒状化方法は、含水比が高く、極めて低粘度の含水土壌にも適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
土木工事などで発生する建設発生土のうち、掘削工事で発生する発生土は、掘削部へ水を流し込んで汚泥として外部へ排出することがあり、このような汚泥は含水比が高いため、そのままでは通常のトラックやダンプカーで運搬することすらできず、当然、埋め戻し材として使用することはできない。このため、泥土に対して、脱水処理や固化処理などを施して運搬可能な状態とすることが行われている。
【０００３】
しかし、脱水処理を行っても、上記のような再利用を行うには、さらに適切な改良を施す必要があり、また、固化処理を行う場合では、得られた固化土壌をどうするか、という点で、発生する泥土量と見合うだけの固化土壌の廃棄場所がそれほどない、という問題を抱えていた。
【０００４】
こういった観点から、泥土などの含水土壌をさらさらの砂状のような粒状物にして、埋め戻し材に利用する検討がなされている。粒状化方法としては、例えば、カルボシキル基含有水溶性重合体粉末を添加混合し、次に石灰を添加混合し、養生を経て粒状化する方法がある（特許文献１）。また、カルボキシル基含有水溶性重合体粉末が含水土壌に溶け難い、という問題を解決した技術として、カルボキシル基とスルホン基とを含有する水溶性重合体を用いて粒状化する方法がある（特許文献２）。さらに、特許文献３には、アクリルアミドとアクリル酸との共重合体とアルギン酸ナトリウムとを、泥土に混ぜて粒状化する方法が開示されている。
【０００５】
この他、特許文献４には、（ａ）合成水溶性高分子と天然水溶性高分子の混合物、（ｂ）無機物粉末および／または有機物粉末、および（ｃ）無機系固化剤、からなる処理剤を用いる技術が開示されている。この技術では、炭酸カルシウムなどの無機物粉末や有機物粉末を、水溶性高分子の分散助剤として使用している。
【０００６】
上記従来技術は、夫々特色があり、それなりの効果を発揮しているが、含水比が高く粘度の低い泥土に適用するには、十分な処理性能を備えているとはいえない場合もあり、例えば、上述の水溶性重合体の如き処理剤を多量に必要とすることが多かった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１７０５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３６３８３号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５２６８２号公報
【特許文献４】
特開平８−３３３５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高含水比の含水土壌であっても少量で対応し得る含水土壌処理剤および含水土壌の粒状化方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の含水土壌処理剤は、水溶性重合体、および０．４５ｇ／ｍｌ以下のかさ比重を有する炭酸カルシウムを構成要素に含むものであるところに要旨を有するものである。
【００１０】
上記水溶性重合体は、カルボキシル基（カルボン酸塩基を含む、以下同じ）および／またはスルホン基（スルホン酸塩基を含む、以下同じ）を含有するもの；さらには、カルボキシル基を有し、且つ全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、スルホン基含有ユニットが０．５〜５０ｍｏｌ％であるもの；が推奨される。
【００１１】
以下、本明細書においては、上記水溶性重合体や該重合体を形成するための単量体における「カルボキシル基」には、特に断らない限り、遊離のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ基）に加えて、カルボン酸塩基も含めるものとし、同「スルホン基」には、特に断らない限り、遊離のスルホン基（−ＳＯ3Ｈ基）に加えて、スルホン酸塩基も含めることとする。
【００１２】
上記含水土壌処理剤が、さらに水硬性物質を構成要素とする場合も、本発明の好ましい一態様である。
【００１３】
本発明の含水土壌の粒状化方法は、上記本発明の含水土壌処理剤を含水土壌に混合して粒状土とするところに要旨が存在する（すなわち、本発明の含水土壌の粒状化方法は、粒状土を製造する方法である）。なお、含水土壌処理剤の構成要素の一つである水硬性物質は、含水土壌が粒状化した後に添加することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
当該技術分野においては、炭酸カルシウムは、例えば、上記特許文献４の記載のように、水溶性高分子（水溶性重合体）の分散助剤として、あるいは、特開平９−２７１７９９号公報などに開示されているように、増量助剤として、使用されている。
【００１５】
しかしながら、本発明者等は、水溶性重合体と共に含水土壌処理剤に使用される炭酸カルシウムが特定の構造を有する場合には、単に水溶性重合体の分散助剤や、増量助剤としての作用を超えて、該処理剤の含水土壌処理性能向上に大きく作用し得ることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の含水土壌処理剤は、水溶性重合体、および０．４５ｇ／ｍｌ以下のかさ比重を有する炭酸カルシウム、を構成要素に含むものである。
【００１６】
本発明の含水土壌処理剤による含水土壌処理のメカニズムは次のようであると考えている。水溶性重合体が含水土壌に添加混合されると、この水溶性重合体が水に溶けながら水と結合することで、これらの水を取り込み、このような水を含んだ状態で水溶性重合体の分子鎖がいくつかの土壌粒子に吸着し、土壌粒子同士を付着結合するが、高含水比の土壌の場合には、水溶性重合体単独では土壌粒子を結合させる力が弱いことから、安定な粒状化状態を形成するためには添加量を多くする必要が生じる。しかしながら、含水土壌と水溶性重合体とが存在する系内に、さらに上述の如き構造の炭酸カルシウム（粒子）を共存させることで、炭酸カルシウムを介して水溶性重合体の架橋が生じ、見かけの分子量が増大して凝集力が向上する。これにより、上記土壌粒子間に、より強固な結合が形成され、且つこれらの土壌粒子の間隙に含水土壌中の水が包含されて、安定な粒状化物が得られるようになる。以下、本発明の含水土壌処理剤の構成要素について、詳細に説明する。
【００１７】
本発明で用いられる水溶性重合体は、２５℃の水に０．１質量％以上溶解し得るものであれば、特に限定されない。具体例としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリエーテル型重合体；ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドなどのアミド型重合体；ポリビニルピロリドンなどのラクタム含有重合体；ポリビニルアルコールなどの水酸基含有重合体；ビーガム、ヒドロキシエチルセルロースなどの天然のノニオン型水溶性重合体；ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などのカルボキシル基含有重合体；ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンのスルホン化物などのスルホン基含有重合体；アルギン酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなどのアニオン性水溶性重合体またはこれらの金属塩など；ポリエチレンイミンなどのアミン型重合体；ポリビニルピリジンなどのピリジン含有重合体；ポリジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの第４級アンモニウム塩含有重合体；キトサンなどのカチオン性水溶性重合体またはこれらの塩；などが挙げられる。
【００１８】
水溶性重合体の合成に際しては、上記水溶性重合体を構成する単量体を２種以上併用したり、その他の単量体、例えば、（メタ）アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、アルキル（メタ）アクリレート［例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレートなど］、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、酢酸ビニルなどの単量体を、水溶性に影響が出ない程度に一部併用してもよい。
【００１９】
これらのうち、カルボキシル基含有単量体を重合して得られる水溶性重合体、あるいは（メタ）アクリルアミドを重合して得られる水溶性重合体は、安全で且つ粘ついた感じがなく、常温、常湿下でさらっとした粉末であることから好ましく用いられる。
【００２０】
カルボシキル基含有水溶性重合体の合成に用い得るカルボキシル基含有単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸、Ｎ−（メタ）アクリロイルアスパラギン酸、およびこれらの単量体のカルボン酸塩（例えば、アルカリ金属塩やアンモニウム塩）が挙げられる。これらの重合性単量体は、１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。上記例示の単量体の中でも、（メタ）アクリル酸およびその塩が好ましく、（メタ）アクリル酸がより好ましい。
【００２１】
上記のカルボシキル基含有水溶性重合体では、さらにスルホン基を含有していることが好ましい。上述の如きカルボキシル基含有水溶性重合体では、水に対する溶解速度が比較的遅く、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌の処理時間（粒状化時間）が比較的長くなる場合がある。しかし、こうしたカルボシキル基含有水溶性重合体でも、さらにスルホン基やスルホン酸塩基を導入することで、水に対する溶解速度が非常に速くなるため、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、短時間での含水土壌の粒状化が可能となる。
【００２２】
さらにスルホン基を含有する水溶性重合体の合成に使用し得るスルホン基含有単量体としては、スルホン基を有する重合性単量体であれば特に限定されないが、例えば、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−（２−プロペニルオキシ）プロパンスルホン酸、イソプロペニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、イソプレンのスルホン化物、およびこれら単量体のスルホン酸塩（アルカリ金属塩やアンモニウム塩など）が挙げられる。これらの単量体は、１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。上記例示の単量体の中でも、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、およびこれらの塩が好ましく、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレートが特に好ましい。よって、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体としては、（メタ）アクリル酸と、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸および／またはスルホエチル（メタ）アクリレートとを含む単量体組成物を重合させて得られる水溶性重合体が、最も好ましい。
【００２３】
上記のカルボキシル基含有水溶性重合体や、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体の形成においては、上述のカルボキシル基含有単量体やスルホン基含有単量体と共重合可能な他の単量体を用いてもよい。このような他の単量体としては、例えば、アリルホスホン酸、イソプロペニルホスホン酸、ビニルホスホン酸、およびこれらの塩などのモノエチレン性不飽和酸；ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートなどの、ポリアルキレングリコールと上記カルボキシル基含有単量体とのエステル；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニルなどのビニルエステル；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル；アリルアルコール、メタリルアルコール、３−メチル−３−ブテン−１−オール、３−メチル−２−ブテン−１−オール、２−メチル−３−ブテン−２−オールなどの不飽和アルコール；アクロレインなどのアルデヒド基含有ビニル単量体；（メタ）アクリロニトリルなどのニトリル基含有ビニル単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミドなどのアミド系単量体；ホスホエチルメタクリレート；スチレン；アリルアルコールのエチレンオキシド付加物；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；Ｎ−ビニルアセトアミド；Ｎ−ビニルホルムアミド：などが挙げられる。
【００２４】
上記例示の他の単量体のうち、モノエチレン性不飽和酸；ポリアルキレングリコールと上記カルボキシル基含有単量体とのエステル；（メタ）アクリル酸エステル；ビニルエステル；アルキルビニルエーテル；不飽和アルコール；ホスホエチルメタクリレート；スチレン；アリルアルコールのエチレンオキシド付加物；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；Ｎ−ビニルアセトアミド；Ｎ−ビニルホルムアミド；などのように、含水土壌の処理時にアンモニアなどの気体を発生する虞が無い単量体がより好適である。これらの他の単量体は、必要に応じて、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。上記例示の他の単量体の中でも、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンが特に好ましい。
【００２５】
例えば、上記のカルボシキル基含有水溶性重合体においては、該水溶性重合体の全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、カルボキシル基含有ユニットが５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは８０ｍｏｌ％以上であることが望ましい。カルボキシル基含有ユニット量が上記範囲を下回るときには、含水土壌に対する含水土壌処理剤の使用量を増加させる必要が生じる場合がある。他方、上記カルボキシル基含有水溶性重合体では、構成ユニットの全て（すなわち１００ｍｏｌ％）がカルボキシル基含有ユニットでもよいが、この場合、土壌中に存在する金属イオンの影響を受け易くなり、含水土壌処理剤の使用量の変動幅が大きくなることもあるため、こうした現象の回避が要求される場合には、カルボシキル基含有ユニット量を９９．５ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、９９ｍｏｌ％以下とすることがより好ましい。
【００２６】
また、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体においては、該水溶性重合体の全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、スルホン基含有ユニットが０．５ｍｏｌ％以上、より好ましくは１ｍｏｌ％以上であって、５０ｍｏｌ％以下、より好ましくは２５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは２０ｍｏｌ％以下であることが望ましい。また、カルボシキル基含有ユニット量は、このスルホン基含有ユニット量の好適範囲を満足させつつ、上述のカルボキシル基含有水溶性重合体における好適範囲の中から選択すればよい。
【００２７】
なお、本明細書において、カルボキシル基含有水溶性重合体や、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体における上述の「構成ユニット」とは、これらの水溶性重合体を構成する基本単位を意味し、カルボキシル基含有ユニットとは、こうした基本単位のうち、カルボキシル基を含有するものを、スルホン基含有ユニットとは、同じくスルホン基を含有するものを意味している。
【００２８】
スルホン基含有ユニット量が上記範囲を下回ると、スルホン基の導入による重合体の水溶解速度向上効果が十分に確保できない場合があり、他方、上記範囲を超えると、含水土壌に対する含水土壌処理剤の使用量を増加させる必要が生じる場合がある。
【００２９】
また、上記のカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体において、上述のカルボキシル基含有ユニット量とスルホン基含有ユニット量の好適範囲から導き出せるカルボキシル基とスルホン基との好適なモル比は、１９９：１〜１：１であり、このモル比は９９：１〜４：１であることがより好ましい。なお、上記水溶性重合体におけるカルボシキル基とスルホン基とのモル比は、例えば、常法に従い、ｐＨ＝２に調整された水溶液と、ｐＨ＝１０に調整された水溶液とを用いたコロイド滴定を実施することで容易に測定することができる。
【００３０】
上述のカルボキシル基含有水溶性重合体、並びにカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体［以下、これらの重合体をまとめて「カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体」と称する］の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ラジカル重合開始剤などの重合開始剤を用いる重合方法；イオン化放射線、電子線などの放射線や、紫外線などの電磁波を照射する重合方法；加熱による重合方法；などの従来公知の各種重合方法を採用することができ、さらに、これら重合方法の２種以上を併用することも可能である。
【００３１】
また、重合形式としては、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、塊状重合などの従来公知の各種重合形式を採用することができ、さらにこれらはバッチ式、連続式のいずれの態様であっても構わない。
【００３２】
上述の重合開始剤を用いる重合方法を採用する場合に用い得るラジカル重合開始剤は、特に限定されないが、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキサイドなどの過酸化物；亜硫酸水素ナトリウム、メタ重硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄アンモニウム、Ｌ−アスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの、レドックス系で好適に用いられる還元剤；２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル) 、２，２'−アゾビス（２−アミノプロパン) 二塩酸塩、２，２'−アゾビスイソブチルアミド二水和物、２，２'−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル) プロパン〕二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）などのアゾ系開始剤；などが使用可能である。なお、重合開始剤の使用量や、重合反応の条件などは、特に限定されるものではなく、使用する単量体の種類、量などに応じて適宜決定すればよい。
【００３３】
上述のカルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体では、その重量平均分子量は特に限定されないが、例えば１０万以上、より好ましくは５０万以上、さらに好ましくは１００万以上であって、２０００万以下、より好ましくは１０００万以下であることが推奨される。重量平均分子量が上記範囲を超えると、水に対する溶解速度が低下する場合があり、また、このような水溶性重合体を構成要素とする含水土壌処理剤では、含水土壌と混合した際に増粘効果が生じて両者を均一に混合することが困難となる虞がある他、重合体の合成自体も困難となる傾向にある。他方、重量平均分子量が上記範囲を下回る場合には、この水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌処理性能（粒状化性能）が低下することがある。なお本発明者等の検討により、一般的には、上記水溶性重合体の重量平均分子量は、上記範囲内でもより高分子量側の方が、含水土壌処理性能が優れている傾向にあることが判明している。
【００３４】
ちなみに、含水土壌処理剤の取り扱い性の面から、水溶性重合体［カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体に限定されない］の水溶液の好適な粘度は、例えば、濃度０．２質量％の場合に２５℃で５〜１００００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜２０００ｍＰａ・ｓである。よって、水溶性重合体の重量平均分子量は、このような水溶液粘度を達成できるように調整することも好ましい。
【００３５】
上述の通り、カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体では、これらに含まれるカルボキシル基は、遊離のカルボキシル基またはカルボン酸塩基の態様で存在していればよいが、遊離のカルボキシル基が含まれていることがより好ましい。なお、カルボン酸塩基の場合の具体例としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩；カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；アミン塩；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００３６】
カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体中に含まれるカルボキシル基１００ｍｏｌ％中、遊離のカルボキシル基の割合は、５ｍｏｌ％以上であることが好ましく、２０ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、４０ｍｏｌ％以上であることがさらに好ましく、６０ｍｏｌ％以上であることが特に好ましい。遊離のカルボキシル基の割合が上記下限値を下回ると、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌処理性能が低下する場合がある。処理すべき含水土壌の性質によっては（例えば関東地方で排出される含水土壌）、遊離のカルボキシル基の割合は、１００ｍｏｌ％であることが最も好ましい。
【００３７】
カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体が、カルボン酸塩基やスルホン酸塩基を有する場合では、これらの水溶性重合体を形成するための単量体としてカルボン酸塩基やスルホン酸塩基を含有するものを用いて合成する他、遊離のカルボキシル基や遊離のスルホン基を有する単量体を用いて一旦重合体を合成した後、これら遊離のカルボキシル基や遊離のスルホン基の一部または全部を中和して塩（カルボン酸塩基、スルホン酸塩基）としてもよい。中和のために利用できるアルカリとしては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩；アンモニア；モノメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、第２級ブタノールアミンなどのアルカノールアミン類などを挙げることができるが、ナトリウムの水酸化物や炭酸塩が一般的である。
【００３８】
また、上記水溶性重合体が、スルホン基含有水溶性重合体やカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体である場合、これらの重合体におけるスルホン基は、この水溶性重合体を形成するための重合性単量体が予め有していた基の他、特定の重合体を後変成することにより導入された基であってもよい。
【００３９】
スルホン基を後変成により導入するに当たり、ベースとなる重合体（後変成用重合体）としては、例えば、上記例示のカルボキシル基含有単量体、上記例示のスルホン基含有単量体やその他の単量体（上記例示の各単量体の他、例えばブタジエンやイソプレンの如き分子内に二重結合を２個以上有するもの）を、上記例示の各種方法で重合して得られるものが使用できる。このような後変成用重合体の中でも、ポリ（メタ）アクリル酸が好適であり、ポリアクリル酸がより好ましい。
【００４０】
上述の後変成用重合体にスルホン基を導入する後変成の方法としては、該重合体に、後述のスルホン基導入化合物を反応させる方法が採用できる。例えば、後変成用重合体の含有するカルボキシル基と、スルホン基導入化合物であるイセチオン酸ナトリウム（ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム）が含有するヒドロキシル基とを、エステル結合させる方法；後変成用重合体が含有するカルボキシル基と、スルホン基導入化合物であるタウリン・ナトリウム塩（アミノエタンスルホン酸ナトリウム）が含有するアミノ基とを、アミド結合させる方法；スルホン基導入化合物である発煙硫酸などを用いて、後変成用重合体をスルホン化する方法；後変成用重合体が含有する二重結合に、スルホン基導入化合物である亜硫酸水素ナトリウムを付加反応させる方法；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００４１】
スルホン基導入化合物としては、後変成用重合体にスルホン基を導入し得るものであれば特に限定されない。上記例示の化合物以外の具体例としては、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム、ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムなどのエステル結合形成に好適な化合物；アミノメタンスルホン酸ナトリウム、アミノプロパンスルホン酸などのアミド結合形成に好適な化合物などが挙げられる。
【００４２】
後変成の反応方法・条件は特に限定されず、使用するスルホン基導入化合物およびその反応のタイプに応じて、適宜選択すればよい。例えば、後変成用重合体とスルホン基導入化合物とを混合して加熱する方法などが採用できる。また、後変成用重合体に対するスルホン基導入化合物の使用量についても特に限定されず、必要なスルホン基量を満たし得るように、該重合体や該化合物の種類、これらの組み合わせなどに応じて、適宜決定すればよい。また、後変成用重合体として、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体を用い、該水溶性重合体中のスルホン基量を高める目的で、上記の後変成を実施することも可能である。
【００４３】
なお、後変成によりスルホン基を導入した水溶性重合体において、スルホン基含有ユニット量を定量するに当たっては、この後変成によってスルホン基が導入された基本単位も、前記スルホン基含有ユニットに含めて評価する。
【００４４】
本発明の含水土壌処理剤で使用する水溶性重合体は、水溶液やエマルジョンであってもよく、粉体であっても構わない。なお、水溶性重合体の種類や分子量などによっては、水溶液が非常に高粘度となり、取り扱い性が低下したり、含水土壌処理時において、含水土壌との混合性が低下する場合もあるため、このような水溶性重合体の水溶液の場合には、水を多量に使用して該水溶液濃度を下げ、粘度を低下させる必要があることもある。よって、取り扱い性や含水土壌との混合性を考慮すると、水溶性重合体は、必要に応じて乾燥、粉砕して、粉体として使用することが好ましい。なお、水溶性重合体の乾燥方法や粉砕方法は特に限定されず、従来公知の方法を採用すればよい。
【００４５】
水溶性重合体を粉体（粒子）として用いる場合の粒径は、平均粒径で０．０１〜２ｍｍであることが好ましく、０．０２〜１ｍｍであることがより好ましい。平均粒径がこのような範囲の水溶性重合体であれば、この水溶性重合体を構成要素とする処理剤を含水土壌と混合しても継粉になり難く、取り扱い性も良好である。
【００４６】
本発明で用いる炭酸カルシウムは、かさ比重が０．４５ｇ／ｍｌ以下のものである。本発明の処理剤では、上述の通り、上記炭酸カルシウムを水溶性重合体分子間での結合を形成するために使用するが、炭酸カルシウムがこのようなかさ比重を有する場合には、該処理剤は、従来以上に高度な含水土壌処理性能（粒状化性能）を有するようになり、非常に低粘度の高含水比土壌の処理も容易になる。その理由は定かではないが、上記のようなかさ比重を有する炭酸カルシウムでは、形成する粒状物の間隙を増加させ、その結果、多くの自由水を粒状物内に取り込めるため、および前記炭酸カルシウム（粒子）は表面に空孔を多量に有することから、該表面上に多量の水分子を吸着し得るためではないか、と考えている。上記炭酸カルシウムの好ましいかさ比重は０．４０ｇ／ｍｌ以下であり、より好ましくは０．３５ｇ／ｍｌ以下である。
【００４７】
本発明で定める炭酸カルシウムのかさ比重は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準じ、試料を８０メッシュ篩上に採り、ハケで軽く掃いて分散落下させ、下に置かれた１００ｍｌの容器に受け、その質量を測定し、下式
かさ比重＝容器内の試料の質量（ｇ）÷容器の容量（ｍｌ）
から算出される値である。
【００４８】
このようなかさ比重を有する炭酸カルシウムとしては、軽質炭酸カルシウム；スーパーＳＳ、スーパーＳＳＳ、スーパー４Ｓ、スーパー＃１５００、スーパー＃１７００、スーパー＃２０００、スーパー＃２３００、カルテックス５、カルテックス７、ナノックス＃２５、ナノックス＃３０（以上、丸尾カルシウム株式会社製）；ＮＳ＃３０００、ＮＳ＃２５００、ＮＳ＃１０００、ＮＳ＃６００、ＮＳ＃４００（以上、日東粉化工業株式会社製）などが入手可能である。
【００４９】
上記炭酸カルシウムは平均粒径が０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．０５〜５０μｍの粉体（粒子）であることが推奨される。炭酸カルシウムの平均粒径が上記範囲を下回ると、飛散などが生じ易く、作業効率が悪化する傾向にあり、他方、上記範囲を超えると、水溶性重合体を結合させる効果が低減する傾向にある。
【００５０】
また、本発明の含水土壌処理剤では、必要に応じて水硬性物質も用いることができる。この水硬性物質により、粒状化した含水土壌をさらに固化することができる。水硬性物質としては、水中で硬化が進行する物質であれば特に限定されないが、例えば、セメント、生石灰、消石灰、石膏、およびこれらの混合物などが挙げられる。上記例示の水硬性物質の中でも、セメントおよび／または生石灰が好適である。
【００５１】
上記のセメントとしては、公知の各種セメントを採用することができる。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント；高炉セメント；アルミナセメント；カルシウムセメント；フライアッシュセメント；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００５２】
その他、本発明の含水土壌処理剤では、吸水性樹脂、吸水性繊維物質（セルロース、パルプ、回収古紙など）、タルク、ベントナイト、酸性白土、アルミナ、カオリン、シリカ、ゼオライト、パーライト、珪砂、珪藻土、フライアッシュなどを必要に応じて構成要素とすることもできる。
【００５３】
本発明の含水土壌処理剤の好ましい形態は、（１）粉体状の上記水溶性重合体と、粉体状の上記炭酸カルシウムとが予め混合された粉体状のもの、（２）上記水溶性重合体の水溶液またはエマルジョンに上記炭酸カルシウムを分散させた液状のもの、（３）粉体状の上記水溶性重合体と、粉体状の上記炭酸カルシウムとを別々に包装した形態のもの、（４）上記水溶性重合体の水溶液またはエマルジョンと、粉体状の上記炭酸カルシウムとを別々に包装した形態のもの、などいずれも採用可能である。なお、上記水硬性物質も構成要素とする場合には、該水硬性物質は、（１）〜（４）のいずれの形態においても、上記水溶性重合体や上記炭酸カルシウムとは、別個に包装した形態で採用することが好ましい。この理由については後述する。
【００５４】
上記各形態の含水土壌処理剤による含水土壌の粒状化方法は、次の通りである。上記（１）や（２）の形態の場合は、上記水溶性重合体および上記炭酸カルシウムは同時に含水土壌に混合して処理（粒状化）する。上記（３）や（４）の形態の場合は、別々に包装した水溶性重合体と炭酸カルシウムとを含水土壌に略同時に混合して粒状化することも可能であるが、水溶性重合体を先に混合し、その後炭酸カルシウムを混合して粒状化する方法を採用することがより好ましい。後者の方が炭酸カルシウムの添加効果をより有効に発揮させ得るからである。水溶性重合体の混合後、炭酸カルシウムを添加するまでの時間は、特に限定されないが、含水土壌と水溶性重合体が十分に混合されてから炭酸カルシウムを添加することが好ましく、処理スケールの大きさにもよるが、例えば、水溶性重合体の混合後２０〜１８０秒程度の時間をおいてから炭酸カルシウムを添加することが推奨される。なお、含水土壌の処理を開始してから、すなわち、上記（１）や（２）の形態の場合では、水溶性重合体と炭酸カルシウムを含水土壌に混合してから、上記（３）や（４）の形態の場合では、水溶性重合体を含水土壌に混合してから、含水土壌の粒状化完了までの時間（トータル処理時間）は４２０秒以内であることが望ましく、３００秒以内であることがより望ましい。
【００５５】
また、上記水硬性物質は、上記水溶性重合体および上記炭酸カルシウムを混合して含水土壌を粒状化した後に添加することが好ましい。含水土壌の粒状化前に水硬性物質を添加すると、含水土壌を粒状化することができなくなる場合がある。
【００５６】
含水土壌と水溶性重合体や炭酸カルシウムとを混合する方法は特に限定されないが、これらを混練することなく撹拌・混合し得る混合機を用いることが好ましい。例えば、これらの混合物に剪断力を付与しながら撹拌し得るように、棒状や釣針状などに形成されている形状の撹拌翼を備えた装置が好適である。すなわち、撹拌翼は、撹拌・混合によって移動する混合物の移動方向に対して、できるだけ直角方向に拡がった形状である場合が、混練による粒子径の粗大化を抑制し得ると共に、撹拌翼や装置内壁への混合物の付着を防止することができるため、望ましい。
【００５７】
このような装置としては、水平軸型混合機や垂直軸型混合機などが挙げられる。水平軸型混合機としては、一軸および複数軸パドル型混合機が好ましい。垂直軸型混合機としては、例えば、パンミキサ型混合機が好ましく、遊星型混合機がより好ましく、該遊星型混合機の中でも、ソイルミキサや、モルタルミキサ、アイリッヒ混合機が特に好ましい。
【００５８】
粒状化までの時間は短い方が作業効率上好ましく、通常、数分以内である。撹拌によって、含水土壌はさらさらの粒状土になる。粒状土の粒径は、０．１〜１００ｍｍ程度であることが好ましく、０．１〜１０ｍｍであることがより好ましい。
【００５９】
また、水溶性重合体や炭酸カルシウムを混合して得られる粒状土に上記水硬性物質を混合する方法も特に限定されないが、やはり、粒状土と水硬性物質を混練することなく撹拌・混合し得る装置を使用することが望ましい。また、上述の、含水土壌と水溶性重合体や炭酸カルシウムとの混合時ほどには剪断がかからないようにし、例えば、粒状土の表面に水硬性物質をまぶすように付着させることが好ましい。別段、水硬性物質の一部が粒状土の内部に取り込まれても差し支えない。
【００６０】
こうした含水土壌の処理における処理剤の使用量は、含水土壌の態様（含水比や粘度、土壌成分の種類など）によって変動するが、例えば、含水土壌１００質量部に対し、上記水溶性重合体の使用量を０．０１質量部以上であって、５質量部以下、より好ましくは１質量部以下、特に好ましくは０．５質量部以下とすることが推奨される。また、上記炭酸カルシウムの使用量は、含水土壌１００質量部に対し、１質量部以上であって、５０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下とすることが望ましい。さらに、水硬性物質を使用する場合では、その使用量を、含水土壌１００質量部に対し、１質量部以上であって、３５質量部以下、より好ましくは２０質量部以下とすることが推奨される。よって、本発明の含水土壌処理剤における各構成要素の使用比率は、含水土壌１００質量部に対する各構成要素の上記好適使用量の範囲内で、決定すればよい。
【００６１】
含水土壌では、含水比が同じであっても、土壌の成分組成などに応じてその粘度が異なり、処理の容易さにも違いが生じる。こうした成分組成などの違いによる影響を加味して、含水土壌の粘度に関係する特性を評価する指標として、例えば、後述の測定法によって得られるフロー値があるが、本発明の含水土壌処理剤および粒状化方法では、従来の処理剤が対象としていたフロー値５５ｍｍ以上７０ｍｍ未満程度の比較的低含水比の土壌のみならず、フロー値７０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下程度の高含水比・低粘度の土壌に対しても、上述の如き少ない使用量で、従来レベルの粒径の粒状土とすることが可能であり、非常に優れた含水土壌処理性能を備えている。
【００６２】
上記フロー値は次のようにして求められる。内径：５５ｍｍ、高さ：５５ｍｍの中空円筒をテーブル上に置き、該円筒内に含水土壌を詰めた後、円筒を垂直に持ち上げた際に、テーブルに広がった含水土壌の直径を２方向について測定し、この平均値をフロー値とする。
【００６３】
本発明の処理剤および粒状化方法で得られる粒状土は、トラックで運搬することが可能であり、砂の代替品としての埋め戻し材など、種々の用途に再利用することができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは、全て本発明の技術的範囲に包含される。なお、本実施例において、「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
【００６５】
＜水溶性重合体＞
水溶性重合体Ａ
水溶性重合体Ａは、アクリル酸：９０ｍｏｌ％と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム：１０ｍｏｌ％との共重合体であり、次の製法によって合成したものである。
【００６６】
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた１Ｌのステンレス鋼製セパラブルフラスコ（I）に、シクロヘキサン：３４０ｇ、ソルビタンモノステアレート：４．５９ｇを入れ、撹拌しながら５０ｍｌ／分の速度で窒素を導入し、７０℃まで昇温した。
【００６７】
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた５００ｍｌのセパラブルフラスコ（II）に、アクリル酸：１１３．０５ｇ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸：３６．１１ｇ、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液：１４．５４ｇ、イオン交換水：１３３．７１ｇを入れ、撹拌して溶解させた。さらに撹拌を継続しながら窒素を２５分間セパラブルフラスコ（II）の溶液内に導入した後、２，２'−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル) プロパン〕二塩酸塩が０．０２質量％、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）が０．０２質量％、および次亜リン酸ソーダ一水和物が０．０２質量％の水溶液：４２．６２ｇをセパラブルフラスコ（II）の溶液に加え、さらに５分間窒素を導入することにより、該溶液中の溶存酸素を１ｍｇ／Ｌ以下とした。その後、セパラブルフラスコ（II）で調製した単量体を、セパラブルフラスコ（I）に２時間かけてフィードして重合を行い、さらに３０分間熟成した。引き続き脱水を行った後、３０℃まで冷却し、内容物の固液分離を行い、乾燥して水溶性重合体Ａ（白色微粒子）を得た。
【００６８】
この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、８３ｍＰａ・ｓであった。
【００６９】
水溶性重合体Ｂ
水溶性重合体Ｂは、アクリル酸ナトリウム：３０ｍｏｌ％とアクリルアミド：７０ｍｏｌ％との共重合体である。この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、４７９ｍＰａ・ｓであった。
【００７０】
水溶性重合体Ｃ
水溶性重合体Ｃは、アクリル酸：７０ｍｏｌ％とアクリル酸ナトリウム：３０ｍｏｌ％との共重合体である。この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、４２９ｍＰａ・ｓであった。
【００７１】
＜評価土壌＞
評価土壌Ａ
評価土壌Ａは、豊浦標準砂：５部、シルト：７５部、粘土：２７０部、および水道水：３５０部を十分に混合してなる含水土壌である。この評価土壌について、上述の測定法によって求められるフロー値は、２５０ｍｍであった。
【００７２】
評価土壌Ｂ
評価土壌Ｂは、豊浦標準砂：５部、シルト：７５部、粘土：２７０部、および水道水：２８０部を十分に混合してなる含水土壌である。この評価土壌について、上述の測定法によって求められるフロー値は、１８５ｍｍであった。
【００７３】
実施例１
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００７４】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、９０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７５】
実施例２
評価土壌Ａに実施例１と同様の処理を施した後、生石灰（水硬性物質）：５部を添加し、さらに２０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７６】
実施例３
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。
【００７７】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに５０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７８】
実施例４
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「カルテックス５」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００７９】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：５部を予め混合した処理剤を添加し、１００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８０】
実施例５
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「カルテックス５」を用いた。
【００８１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１４部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８２】
実施例６
炭酸カルシウムに、軽質炭酸カルシウム（丸尾カルシウム株式会社製）を用いた他は、実施例１と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。また、ここで用いた炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００８３】
実施例７
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１４部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３５秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８４】
実施例８
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１２０秒間撹拌した。その後、ポルトランドセメント（水硬性物質；太平洋セメント株式会社製）：１０部を添加し、さらに１０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８５】
実施例９
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３４０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８６】
実施例１０
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８７】
実施例１１
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加して２４０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８８】
実施例１２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加して２１０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８９】
実施例１３
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１４５秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００９０】
比較例１
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９２】
比較例２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。
【００９３】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、２４０秒間撹拌した。その後、ポルトランドセメント（水硬性物質；太平洋セメント株式会社製）：５部を添加し、さらに６０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９４】
比較例３
炭酸カルシウムに、東洋ファインケミカル社製の炭酸カルシウム「Ｐ−５０」を用いた他は、比較例１と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。また、ここで用いた炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９５】
比較例４
炭酸カルシウムに、東洋ファインケミカル社製の炭酸カルシウム「Ｐ−５０」を用いた他は、比較例２と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９６】
比較例５
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＳＳ＃８０」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９７】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９８】
比較例６
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＳＳ＃８０」を用いた。
【００９９】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに６０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１００】
比較例７
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＮＳ＃１００」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【０１０１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに９５秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１０２】
比較例８
評価土壌Ｂ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．６部を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１０３】
比較例９
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０４】
比較例１０
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０５】
比較例１１
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０６】
比較例１２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．６部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
表２における処理後の評価値が４以上のものが合格、３以下が不合格である。なお、評価値４および５（粒状化状態評価：○）のものについては、トラックなどでの運搬が容易な程度に粒状化が達成されており、適用場所などによっては、埋め戻し材としての使用も可能である。さらに評価値６および７（粒状化状態評価：◎）のものについては、埋め戻し材として好適に使用できる。
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
【表４】
【０１１２】
【表５】
【０１１３】
【表６】
【０１１４】
表３〜６において、炭酸カルシウムの種類の欄の数値は、夫々表１の炭酸カルシウムの「Ｎｏ．」に対応している。また、炭酸カルシウムの添加方法のうち、「混合」は予め水溶性重合体と混合して評価土壌に添加したことを、「後添加」は水溶性重合体と評価土壌とを混合した後に添加したことを、夫々意味している。さらに「粒状化状態」の数値は表２の評価値を意味している。
【０１１５】
表３および４に示すように、実施例１〜１３では、含水土壌処理剤に用いる炭酸カルシウムとして、かさ比重が０．４５ｇ／ｍｌ以下のものを使用しており、いずれも良好な含水土壌処理性能を有し、処理後の粒状土は埋め戻し材に好適であった。特に、水溶性重合体Ａ、すなわちカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体を用いた実施例１〜８では、スルホン基を含有しない水溶性重合体Ｂを用いた実施例９，１０に比べて、短い処理時間で良好な粒状化が、また、同じくスルホン基を含有しない水溶性重合体Ｃを用いた実施例１１〜１３に比べて、少ない添加量で良好な粒状化が達成できており、水溶性重合体へのスルホン基導入による効果が現れている。
【０１１６】
これに対し、表５および６に示した比較例１〜７、１０、１２では、含水土壌処理剤に用いた炭酸カルシウムのかさ比重が０．４５ｇ／ｍｌを超えるものであり、いずれも細かい粒径の粒状土とすることができず、処理された含水土壌は埋め戻し材に不適であった。また、炭酸カルシウムを使用しなかった比較例８、９、１１においても、比較例１〜７、１０、１２と同様の結果が得られた。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の含水土壌処理剤は、構成要素として用いる特定のかさ比重を有する炭酸カルシウムの作用により、優れた含水土壌処理性能を有しており、上記フロー値が非常に大きな高含水比土壌であっても、僅かな使用量で、例えば砂の代替品として使用可能な粒状土とすることができる。
【０１１８】
このように、本発明の含水土壌処理剤および含水土壌の粒状化方法は、通常、汚泥として廃棄される含水土壌を再利用することができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延命を図り得ると共に、含水土壌の処分費用を低減することが可能である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水土壌を改質し、砂などの代替品として埋め戻し材などに再利用し得るようにするための処理剤および粒状化方法に関するものである。本発明の処理剤および粒状化方法は、含水比が高く、極めて低粘度の含水土壌にも適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
土木工事などで発生する建設発生土のうち、掘削工事で発生する発生土は、掘削部へ水を流し込んで汚泥として外部へ排出することがあり、このような汚泥は含水比が高いため、そのままでは通常のトラックやダンプカーで運搬することすらできず、当然、埋め戻し材として使用することはできない。このため、泥土に対して、脱水処理や固化処理などを施して運搬可能な状態とすることが行われている。
【０００３】
しかし、脱水処理を行っても、上記のような再利用を行うには、さらに適切な改良を施す必要があり、また、固化処理を行う場合では、得られた固化土壌をどうするか、という点で、発生する泥土量と見合うだけの固化土壌の廃棄場所がそれほどない、という問題を抱えていた。
【０００４】
こういった観点から、泥土などの含水土壌をさらさらの砂状のような粒状物にして、埋め戻し材に利用する検討がなされている。粒状化方法としては、例えば、カルボシキル基含有水溶性重合体粉末を添加混合し、次に石灰を添加混合し、養生を経て粒状化する方法がある（特許文献１）。また、カルボキシル基含有水溶性重合体粉末が含水土壌に溶け難い、という問題を解決した技術として、カルボキシル基とスルホン基とを含有する水溶性重合体を用いて粒状化する方法がある（特許文献２）。さらに、特許文献３には、アクリルアミドとアクリル酸との共重合体とアルギン酸ナトリウムとを、泥土に混ぜて粒状化する方法が開示されている。
【０００５】
この他、特許文献４には、（ａ）合成水溶性高分子と天然水溶性高分子の混合物、（ｂ）無機物粉末および／または有機物粉末、および（ｃ）無機系固化剤、からなる処理剤を用いる技術が開示されている。この技術では、炭酸カルシウムなどの無機物粉末や有機物粉末を、水溶性高分子の分散助剤として使用している。
【０００６】
上記従来技術は、夫々特色があり、それなりの効果を発揮しているが、含水比が高く粘度の低い泥土に適用するには、十分な処理性能を備えているとはいえない場合もあり、例えば、上述の水溶性重合体の如き処理剤を多量に必要とすることが多かった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１７０５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３６３８３号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５２６８２号公報
【特許文献４】
特開平８−３３３５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高含水比の含水土壌であっても少量で対応し得る含水土壌処理剤および含水土壌の粒状化方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の含水土壌処理剤は、水溶性重合体、および０．４５ｇ／ｍｌ以下のかさ比重を有する炭酸カルシウムを構成要素に含むものであるところに要旨を有するものである。
【００１０】
上記水溶性重合体は、カルボキシル基（カルボン酸塩基を含む、以下同じ）および／またはスルホン基（スルホン酸塩基を含む、以下同じ）を含有するもの；さらには、カルボキシル基を有し、且つ全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、スルホン基含有ユニットが０．５〜５０ｍｏｌ％であるもの；が推奨される。
【００１１】
以下、本明細書においては、上記水溶性重合体や該重合体を形成するための単量体における「カルボキシル基」には、特に断らない限り、遊離のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ基）に加えて、カルボン酸塩基も含めるものとし、同「スルホン基」には、特に断らない限り、遊離のスルホン基（−ＳＯ3Ｈ基）に加えて、スルホン酸塩基も含めることとする。
【００１２】
上記含水土壌処理剤が、さらに水硬性物質を構成要素とする場合も、本発明の好ましい一態様である。
【００１３】
本発明の含水土壌の粒状化方法は、上記本発明の含水土壌処理剤を含水土壌に混合して粒状土とするところに要旨が存在する（すなわち、本発明の含水土壌の粒状化方法は、粒状土を製造する方法である）。なお、含水土壌処理剤の構成要素の一つである水硬性物質は、含水土壌が粒状化した後に添加することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
当該技術分野においては、炭酸カルシウムは、例えば、上記特許文献４の記載のように、水溶性高分子（水溶性重合体）の分散助剤として、あるいは、特開平９−２７１７９９号公報などに開示されているように、増量助剤として、使用されている。
【００１５】
しかしながら、本発明者等は、水溶性重合体と共に含水土壌処理剤に使用される炭酸カルシウムが特定の構造を有する場合には、単に水溶性重合体の分散助剤や、増量助剤としての作用を超えて、該処理剤の含水土壌処理性能向上に大きく作用し得ることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の含水土壌処理剤は、水溶性重合体、および０．４５ｇ／ｍｌ以下のかさ比重を有する炭酸カルシウム、を構成要素に含むものである。
【００１６】
本発明の含水土壌処理剤による含水土壌処理のメカニズムは次のようであると考えている。水溶性重合体が含水土壌に添加混合されると、この水溶性重合体が水に溶けながら水と結合することで、これらの水を取り込み、このような水を含んだ状態で水溶性重合体の分子鎖がいくつかの土壌粒子に吸着し、土壌粒子同士を付着結合するが、高含水比の土壌の場合には、水溶性重合体単独では土壌粒子を結合させる力が弱いことから、安定な粒状化状態を形成するためには添加量を多くする必要が生じる。しかしながら、含水土壌と水溶性重合体とが存在する系内に、さらに上述の如き構造の炭酸カルシウム（粒子）を共存させることで、炭酸カルシウムを介して水溶性重合体の架橋が生じ、見かけの分子量が増大して凝集力が向上する。これにより、上記土壌粒子間に、より強固な結合が形成され、且つこれらの土壌粒子の間隙に含水土壌中の水が包含されて、安定な粒状化物が得られるようになる。以下、本発明の含水土壌処理剤の構成要素について、詳細に説明する。
【００１７】
本発明で用いられる水溶性重合体は、２５℃の水に０．１質量％以上溶解し得るものであれば、特に限定されない。具体例としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリエーテル型重合体；ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドなどのアミド型重合体；ポリビニルピロリドンなどのラクタム含有重合体；ポリビニルアルコールなどの水酸基含有重合体；ビーガム、ヒドロキシエチルセルロースなどの天然のノニオン型水溶性重合体；ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などのカルボキシル基含有重合体；ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンのスルホン化物などのスルホン基含有重合体；アルギン酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなどのアニオン性水溶性重合体またはこれらの金属塩など；ポリエチレンイミンなどのアミン型重合体；ポリビニルピリジンなどのピリジン含有重合体；ポリジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの第４級アンモニウム塩含有重合体；キトサンなどのカチオン性水溶性重合体またはこれらの塩；などが挙げられる。
【００１８】
水溶性重合体の合成に際しては、上記水溶性重合体を構成する単量体を２種以上併用したり、その他の単量体、例えば、（メタ）アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、アルキル（メタ）アクリレート［例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレートなど］、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、酢酸ビニルなどの単量体を、水溶性に影響が出ない程度に一部併用してもよい。
【００１９】
これらのうち、カルボキシル基含有単量体を重合して得られる水溶性重合体、あるいは（メタ）アクリルアミドを重合して得られる水溶性重合体は、安全で且つ粘ついた感じがなく、常温、常湿下でさらっとした粉末であることから好ましく用いられる。
【００２０】
カルボシキル基含有水溶性重合体の合成に用い得るカルボキシル基含有単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸、Ｎ−（メタ）アクリロイルアスパラギン酸、およびこれらの単量体のカルボン酸塩（例えば、アルカリ金属塩やアンモニウム塩）が挙げられる。これらの重合性単量体は、１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。上記例示の単量体の中でも、（メタ）アクリル酸およびその塩が好ましく、（メタ）アクリル酸がより好ましい。
【００２１】
上記のカルボシキル基含有水溶性重合体では、さらにスルホン基を含有していることが好ましい。上述の如きカルボキシル基含有水溶性重合体では、水に対する溶解速度が比較的遅く、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌の処理時間（粒状化時間）が比較的長くなる場合がある。しかし、こうしたカルボシキル基含有水溶性重合体でも、さらにスルホン基やスルホン酸塩基を導入することで、水に対する溶解速度が非常に速くなるため、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、短時間での含水土壌の粒状化が可能となる。
【００２２】
さらにスルホン基を含有する水溶性重合体の合成に使用し得るスルホン基含有単量体としては、スルホン基を有する重合性単量体であれば特に限定されないが、例えば、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−（２−プロペニルオキシ）プロパンスルホン酸、イソプロペニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、イソプレンのスルホン化物、およびこれら単量体のスルホン酸塩（アルカリ金属塩やアンモニウム塩など）が挙げられる。これらの単量体は、１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。上記例示の単量体の中でも、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、およびこれらの塩が好ましく、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレートが特に好ましい。よって、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体としては、（メタ）アクリル酸と、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸および／またはスルホエチル（メタ）アクリレートとを含む単量体組成物を重合させて得られる水溶性重合体が、最も好ましい。
【００２３】
上記のカルボキシル基含有水溶性重合体や、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体の形成においては、上述のカルボキシル基含有単量体やスルホン基含有単量体と共重合可能な他の単量体を用いてもよい。このような他の単量体としては、例えば、アリルホスホン酸、イソプロペニルホスホン酸、ビニルホスホン酸、およびこれらの塩などのモノエチレン性不飽和酸；ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートなどの、ポリアルキレングリコールと上記カルボキシル基含有単量体とのエステル；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニルなどのビニルエステル；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル；アリルアルコール、メタリルアルコール、３−メチル−３−ブテン−１−オール、３−メチル−２−ブテン−１−オール、２−メチル−３−ブテン−２−オールなどの不飽和アルコール；アクロレインなどのアルデヒド基含有ビニル単量体；（メタ）アクリロニトリルなどのニトリル基含有ビニル単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミドなどのアミド系単量体；ホスホエチルメタクリレート；スチレン；アリルアルコールのエチレンオキシド付加物；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；Ｎ−ビニルアセトアミド；Ｎ−ビニルホルムアミド：などが挙げられる。
【００２４】
上記例示の他の単量体のうち、モノエチレン性不飽和酸；ポリアルキレングリコールと上記カルボキシル基含有単量体とのエステル；（メタ）アクリル酸エステル；ビニルエステル；アルキルビニルエーテル；不飽和アルコール；ホスホエチルメタクリレート；スチレン；アリルアルコールのエチレンオキシド付加物；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；Ｎ−ビニルアセトアミド；Ｎ−ビニルホルムアミド；などのように、含水土壌の処理時にアンモニアなどの気体を発生する虞が無い単量体がより好適である。これらの他の単量体は、必要に応じて、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。上記例示の他の単量体の中でも、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンが特に好ましい。
【００２５】
例えば、上記のカルボシキル基含有水溶性重合体においては、該水溶性重合体の全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、カルボキシル基含有ユニットが５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは８０ｍｏｌ％以上であることが望ましい。カルボキシル基含有ユニット量が上記範囲を下回るときには、含水土壌に対する含水土壌処理剤の使用量を増加させる必要が生じる場合がある。他方、上記カルボキシル基含有水溶性重合体では、構成ユニットの全て（すなわち１００ｍｏｌ％）がカルボキシル基含有ユニットでもよいが、この場合、土壌中に存在する金属イオンの影響を受け易くなり、含水土壌処理剤の使用量の変動幅が大きくなることもあるため、こうした現象の回避が要求される場合には、カルボシキル基含有ユニット量を９９．５ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、９９ｍｏｌ％以下とすることがより好ましい。
【００２６】
また、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体においては、該水溶性重合体の全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、スルホン基含有ユニットが０．５ｍｏｌ％以上、より好ましくは１ｍｏｌ％以上であって、５０ｍｏｌ％以下、より好ましくは２５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは２０ｍｏｌ％以下であることが望ましい。また、カルボシキル基含有ユニット量は、このスルホン基含有ユニット量の好適範囲を満足させつつ、上述のカルボキシル基含有水溶性重合体における好適範囲の中から選択すればよい。
【００２７】
なお、本明細書において、カルボキシル基含有水溶性重合体や、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体における上述の「構成ユニット」とは、これらの水溶性重合体を構成する基本単位を意味し、カルボキシル基含有ユニットとは、こうした基本単位のうち、カルボキシル基を含有するものを、スルホン基含有ユニットとは、同じくスルホン基を含有するものを意味している。
【００２８】
スルホン基含有ユニット量が上記範囲を下回ると、スルホン基の導入による重合体の水溶解速度向上効果が十分に確保できない場合があり、他方、上記範囲を超えると、含水土壌に対する含水土壌処理剤の使用量を増加させる必要が生じる場合がある。
【００２９】
また、上記のカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体において、上述のカルボキシル基含有ユニット量とスルホン基含有ユニット量の好適範囲から導き出せるカルボキシル基とスルホン基との好適なモル比は、１９９：１〜１：１であり、このモル比は９９：１〜４：１であることがより好ましい。なお、上記水溶性重合体におけるカルボシキル基とスルホン基とのモル比は、例えば、常法に従い、ｐＨ＝２に調整された水溶液と、ｐＨ＝１０に調整された水溶液とを用いたコロイド滴定を実施することで容易に測定することができる。
【００３０】
上述のカルボキシル基含有水溶性重合体、並びにカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体［以下、これらの重合体をまとめて「カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体」と称する］の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ラジカル重合開始剤などの重合開始剤を用いる重合方法；イオン化放射線、電子線などの放射線や、紫外線などの電磁波を照射する重合方法；加熱による重合方法；などの従来公知の各種重合方法を採用することができ、さらに、これら重合方法の２種以上を併用することも可能である。
【００３１】
また、重合形式としては、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、塊状重合などの従来公知の各種重合形式を採用することができ、さらにこれらはバッチ式、連続式のいずれの態様であっても構わない。
【００３２】
上述の重合開始剤を用いる重合方法を採用する場合に用い得るラジカル重合開始剤は、特に限定されないが、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキサイドなどの過酸化物；亜硫酸水素ナトリウム、メタ重硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄アンモニウム、Ｌ−アスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの、レドックス系で好適に用いられる還元剤；２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル) 、２，２'−アゾビス（２−アミノプロパン) 二塩酸塩、２，２'−アゾビスイソブチルアミド二水和物、２，２'−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル) プロパン〕二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）などのアゾ系開始剤；などが使用可能である。なお、重合開始剤の使用量や、重合反応の条件などは、特に限定されるものではなく、使用する単量体の種類、量などに応じて適宜決定すればよい。
【００３３】
上述のカルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体では、その重量平均分子量は特に限定されないが、例えば１０万以上、より好ましくは５０万以上、さらに好ましくは１００万以上であって、２０００万以下、より好ましくは１０００万以下であることが推奨される。重量平均分子量が上記範囲を超えると、水に対する溶解速度が低下する場合があり、また、このような水溶性重合体を構成要素とする含水土壌処理剤では、含水土壌と混合した際に増粘効果が生じて両者を均一に混合することが困難となる虞がある他、重合体の合成自体も困難となる傾向にある。他方、重量平均分子量が上記範囲を下回る場合には、この水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌処理性能（粒状化性能）が低下することがある。なお本発明者等の検討により、一般的には、上記水溶性重合体の重量平均分子量は、上記範囲内でもより高分子量側の方が、含水土壌処理性能が優れている傾向にあることが判明している。
【００３４】
ちなみに、含水土壌処理剤の取り扱い性の面から、水溶性重合体［カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体に限定されない］の水溶液の好適な粘度は、例えば、濃度０．２質量％の場合に２５℃で５〜１００００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜２０００ｍＰａ・ｓである。よって、水溶性重合体の重量平均分子量は、このような水溶液粘度を達成できるように調整することも好ましい。
【００３５】
上述の通り、カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体では、これらに含まれるカルボキシル基は、遊離のカルボキシル基またはカルボン酸塩基の態様で存在していればよいが、遊離のカルボキシル基が含まれていることがより好ましい。なお、カルボン酸塩基の場合の具体例としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩；カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；アミン塩；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００３６】
カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体中に含まれるカルボキシル基１００ｍｏｌ％中、遊離のカルボキシル基の割合は、５ｍｏｌ％以上であることが好ましく、２０ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、４０ｍｏｌ％以上であることがさらに好ましく、６０ｍｏｌ％以上であることが特に好ましい。遊離のカルボキシル基の割合が上記下限値を下回ると、このような水溶性重合体を用いた含水土壌処理剤では、含水土壌処理性能が低下する場合がある。処理すべき含水土壌の性質によっては（例えば関東地方で排出される含水土壌）、遊離のカルボキシル基の割合は、１００ｍｏｌ％であることが最も好ましい。
【００３７】
カルボキシル基（およびスルホン基）含有水溶性重合体が、カルボン酸塩基やスルホン酸塩基を有する場合では、これらの水溶性重合体を形成するための単量体としてカルボン酸塩基やスルホン酸塩基を含有するものを用いて合成する他、遊離のカルボキシル基や遊離のスルホン基を有する単量体を用いて一旦重合体を合成した後、これら遊離のカルボキシル基や遊離のスルホン基の一部または全部を中和して塩（カルボン酸塩基、スルホン酸塩基）としてもよい。中和のために利用できるアルカリとしては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩；アンモニア；モノメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、第２級ブタノールアミンなどのアルカノールアミン類などを挙げることができるが、ナトリウムの水酸化物や炭酸塩が一般的である。
【００３８】
また、上記水溶性重合体が、スルホン基含有水溶性重合体やカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体である場合、これらの重合体におけるスルホン基は、この水溶性重合体を形成するための重合性単量体が予め有していた基の他、特定の重合体を後変成することにより導入された基であってもよい。
【００３９】
スルホン基を後変成により導入するに当たり、ベースとなる重合体（後変成用重合体）としては、例えば、上記例示のカルボキシル基含有単量体、上記例示のスルホン基含有単量体やその他の単量体（上記例示の各単量体の他、例えばブタジエンやイソプレンの如き分子内に二重結合を２個以上有するもの）を、上記例示の各種方法で重合して得られるものが使用できる。このような後変成用重合体の中でも、ポリ（メタ）アクリル酸が好適であり、ポリアクリル酸がより好ましい。
【００４０】
上述の後変成用重合体にスルホン基を導入する後変成の方法としては、該重合体に、後述のスルホン基導入化合物を反応させる方法が採用できる。例えば、後変成用重合体の含有するカルボキシル基と、スルホン基導入化合物であるイセチオン酸ナトリウム（ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム）が含有するヒドロキシル基とを、エステル結合させる方法；後変成用重合体が含有するカルボキシル基と、スルホン基導入化合物であるタウリン・ナトリウム塩（アミノエタンスルホン酸ナトリウム）が含有するアミノ基とを、アミド結合させる方法；スルホン基導入化合物である発煙硫酸などを用いて、後変成用重合体をスルホン化する方法；後変成用重合体が含有する二重結合に、スルホン基導入化合物である亜硫酸水素ナトリウムを付加反応させる方法；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００４１】
スルホン基導入化合物としては、後変成用重合体にスルホン基を導入し得るものであれば特に限定されない。上記例示の化合物以外の具体例としては、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム、ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムなどのエステル結合形成に好適な化合物；アミノメタンスルホン酸ナトリウム、アミノプロパンスルホン酸などのアミド結合形成に好適な化合物などが挙げられる。
【００４２】
後変成の反応方法・条件は特に限定されず、使用するスルホン基導入化合物およびその反応のタイプに応じて、適宜選択すればよい。例えば、後変成用重合体とスルホン基導入化合物とを混合して加熱する方法などが採用できる。また、後変成用重合体に対するスルホン基導入化合物の使用量についても特に限定されず、必要なスルホン基量を満たし得るように、該重合体や該化合物の種類、これらの組み合わせなどに応じて、適宜決定すればよい。また、後変成用重合体として、カルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体を用い、該水溶性重合体中のスルホン基量を高める目的で、上記の後変成を実施することも可能である。
【００４３】
なお、後変成によりスルホン基を導入した水溶性重合体において、スルホン基含有ユニット量を定量するに当たっては、この後変成によってスルホン基が導入された基本単位も、前記スルホン基含有ユニットに含めて評価する。
【００４４】
本発明の含水土壌処理剤で使用する水溶性重合体は、水溶液やエマルジョンであってもよく、粉体であっても構わない。なお、水溶性重合体の種類や分子量などによっては、水溶液が非常に高粘度となり、取り扱い性が低下したり、含水土壌処理時において、含水土壌との混合性が低下する場合もあるため、このような水溶性重合体の水溶液の場合には、水を多量に使用して該水溶液濃度を下げ、粘度を低下させる必要があることもある。よって、取り扱い性や含水土壌との混合性を考慮すると、水溶性重合体は、必要に応じて乾燥、粉砕して、粉体として使用することが好ましい。なお、水溶性重合体の乾燥方法や粉砕方法は特に限定されず、従来公知の方法を採用すればよい。
【００４５】
水溶性重合体を粉体（粒子）として用いる場合の粒径は、平均粒径で０．０１〜２ｍｍであることが好ましく、０．０２〜１ｍｍであることがより好ましい。平均粒径がこのような範囲の水溶性重合体であれば、この水溶性重合体を構成要素とする処理剤を含水土壌と混合しても継粉になり難く、取り扱い性も良好である。
【００４６】
本発明で用いる炭酸カルシウムは、かさ比重が０．４５ｇ／ｍｌ以下のものである。本発明の処理剤では、上述の通り、上記炭酸カルシウムを水溶性重合体分子間での結合を形成するために使用するが、炭酸カルシウムがこのようなかさ比重を有する場合には、該処理剤は、従来以上に高度な含水土壌処理性能（粒状化性能）を有するようになり、非常に低粘度の高含水比土壌の処理も容易になる。その理由は定かではないが、上記のようなかさ比重を有する炭酸カルシウムでは、形成する粒状物の間隙を増加させ、その結果、多くの自由水を粒状物内に取り込めるため、および前記炭酸カルシウム（粒子）は表面に空孔を多量に有することから、該表面上に多量の水分子を吸着し得るためではないか、と考えている。上記炭酸カルシウムの好ましいかさ比重は０．４０ｇ／ｍｌ以下であり、より好ましくは０．３５ｇ／ｍｌ以下である。
【００４７】
本発明で定める炭酸カルシウムのかさ比重は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準じ、試料を８０メッシュ篩上に採り、ハケで軽く掃いて分散落下させ、下に置かれた１００ｍｌの容器に受け、その質量を測定し、下式
かさ比重＝容器内の試料の質量（ｇ）÷容器の容量（ｍｌ）
から算出される値である。
【００４８】
このようなかさ比重を有する炭酸カルシウムとしては、軽質炭酸カルシウム；スーパーＳＳ、スーパーＳＳＳ、スーパー４Ｓ、スーパー＃１５００、スーパー＃１７００、スーパー＃２０００、スーパー＃２３００、カルテックス５、カルテックス７、ナノックス＃２５、ナノックス＃３０（以上、丸尾カルシウム株式会社製）；ＮＳ＃３０００、ＮＳ＃２５００、ＮＳ＃１０００、ＮＳ＃６００、ＮＳ＃４００（以上、日東粉化工業株式会社製）などが入手可能である。
【００４９】
上記炭酸カルシウムは平均粒径が０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．０５〜５０μｍの粉体（粒子）であることが推奨される。炭酸カルシウムの平均粒径が上記範囲を下回ると、飛散などが生じ易く、作業効率が悪化する傾向にあり、他方、上記範囲を超えると、水溶性重合体を結合させる効果が低減する傾向にある。
【００５０】
また、本発明の含水土壌処理剤では、必要に応じて水硬性物質も用いることができる。この水硬性物質により、粒状化した含水土壌をさらに固化することができる。水硬性物質としては、水中で硬化が進行する物質であれば特に限定されないが、例えば、セメント、生石灰、消石灰、石膏、およびこれらの混合物などが挙げられる。上記例示の水硬性物質の中でも、セメントおよび／または生石灰が好適である。
【００５１】
上記のセメントとしては、公知の各種セメントを採用することができる。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント；高炉セメント；アルミナセメント；カルシウムセメント；フライアッシュセメント；などが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。
【００５２】
その他、本発明の含水土壌処理剤では、吸水性樹脂、吸水性繊維物質（セルロース、パルプ、回収古紙など）、タルク、ベントナイト、酸性白土、アルミナ、カオリン、シリカ、ゼオライト、パーライト、珪砂、珪藻土、フライアッシュなどを必要に応じて構成要素とすることもできる。
【００５３】
本発明の含水土壌処理剤の好ましい形態は、（１）粉体状の上記水溶性重合体と、粉体状の上記炭酸カルシウムとが予め混合された粉体状のもの、（２）上記水溶性重合体の水溶液またはエマルジョンに上記炭酸カルシウムを分散させた液状のもの、（３）粉体状の上記水溶性重合体と、粉体状の上記炭酸カルシウムとを別々に包装した形態のもの、（４）上記水溶性重合体の水溶液またはエマルジョンと、粉体状の上記炭酸カルシウムとを別々に包装した形態のもの、などいずれも採用可能である。なお、上記水硬性物質も構成要素とする場合には、該水硬性物質は、（１）〜（４）のいずれの形態においても、上記水溶性重合体や上記炭酸カルシウムとは、別個に包装した形態で採用することが好ましい。この理由については後述する。
【００５４】
上記各形態の含水土壌処理剤による含水土壌の粒状化方法は、次の通りである。上記（１）や（２）の形態の場合は、上記水溶性重合体および上記炭酸カルシウムは同時に含水土壌に混合して処理（粒状化）する。上記（３）や（４）の形態の場合は、別々に包装した水溶性重合体と炭酸カルシウムとを含水土壌に略同時に混合して粒状化することも可能であるが、水溶性重合体を先に混合し、その後炭酸カルシウムを混合して粒状化する方法を採用することがより好ましい。後者の方が炭酸カルシウムの添加効果をより有効に発揮させ得るからである。水溶性重合体の混合後、炭酸カルシウムを添加するまでの時間は、特に限定されないが、含水土壌と水溶性重合体が十分に混合されてから炭酸カルシウムを添加することが好ましく、処理スケールの大きさにもよるが、例えば、水溶性重合体の混合後２０〜１８０秒程度の時間をおいてから炭酸カルシウムを添加することが推奨される。なお、含水土壌の処理を開始してから、すなわち、上記（１）や（２）の形態の場合では、水溶性重合体と炭酸カルシウムを含水土壌に混合してから、上記（３）や（４）の形態の場合では、水溶性重合体を含水土壌に混合してから、含水土壌の粒状化完了までの時間（トータル処理時間）は４２０秒以内であることが望ましく、３００秒以内であることがより望ましい。
【００５５】
また、上記水硬性物質は、上記水溶性重合体および上記炭酸カルシウムを混合して含水土壌を粒状化した後に添加することが好ましい。含水土壌の粒状化前に水硬性物質を添加すると、含水土壌を粒状化することができなくなる場合がある。
【００５６】
含水土壌と水溶性重合体や炭酸カルシウムとを混合する方法は特に限定されないが、これらを混練することなく撹拌・混合し得る混合機を用いることが好ましい。例えば、これらの混合物に剪断力を付与しながら撹拌し得るように、棒状や釣針状などに形成されている形状の撹拌翼を備えた装置が好適である。すなわち、撹拌翼は、撹拌・混合によって移動する混合物の移動方向に対して、できるだけ直角方向に拡がった形状である場合が、混練による粒子径の粗大化を抑制し得ると共に、撹拌翼や装置内壁への混合物の付着を防止することができるため、望ましい。
【００５７】
このような装置としては、水平軸型混合機や垂直軸型混合機などが挙げられる。水平軸型混合機としては、一軸および複数軸パドル型混合機が好ましい。垂直軸型混合機としては、例えば、パンミキサ型混合機が好ましく、遊星型混合機がより好ましく、該遊星型混合機の中でも、ソイルミキサや、モルタルミキサ、アイリッヒ混合機が特に好ましい。
【００５８】
粒状化までの時間は短い方が作業効率上好ましく、通常、数分以内である。撹拌によって、含水土壌はさらさらの粒状土になる。粒状土の粒径は、０．１〜１００ｍｍ程度であることが好ましく、０．１〜１０ｍｍであることがより好ましい。
【００５９】
また、水溶性重合体や炭酸カルシウムを混合して得られる粒状土に上記水硬性物質を混合する方法も特に限定されないが、やはり、粒状土と水硬性物質を混練することなく撹拌・混合し得る装置を使用することが望ましい。また、上述の、含水土壌と水溶性重合体や炭酸カルシウムとの混合時ほどには剪断がかからないようにし、例えば、粒状土の表面に水硬性物質をまぶすように付着させることが好ましい。別段、水硬性物質の一部が粒状土の内部に取り込まれても差し支えない。
【００６０】
こうした含水土壌の処理における処理剤の使用量は、含水土壌の態様（含水比や粘度、土壌成分の種類など）によって変動するが、例えば、含水土壌１００質量部に対し、上記水溶性重合体の使用量を０．０１質量部以上であって、５質量部以下、より好ましくは１質量部以下、特に好ましくは０．５質量部以下とすることが推奨される。また、上記炭酸カルシウムの使用量は、含水土壌１００質量部に対し、１質量部以上であって、５０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下とすることが望ましい。さらに、水硬性物質を使用する場合では、その使用量を、含水土壌１００質量部に対し、１質量部以上であって、３５質量部以下、より好ましくは２０質量部以下とすることが推奨される。よって、本発明の含水土壌処理剤における各構成要素の使用比率は、含水土壌１００質量部に対する各構成要素の上記好適使用量の範囲内で、決定すればよい。
【００６１】
含水土壌では、含水比が同じであっても、土壌の成分組成などに応じてその粘度が異なり、処理の容易さにも違いが生じる。こうした成分組成などの違いによる影響を加味して、含水土壌の粘度に関係する特性を評価する指標として、例えば、後述の測定法によって得られるフロー値があるが、本発明の含水土壌処理剤および粒状化方法では、従来の処理剤が対象としていたフロー値５５ｍｍ以上７０ｍｍ未満程度の比較的低含水比の土壌のみならず、フロー値７０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下程度の高含水比・低粘度の土壌に対しても、上述の如き少ない使用量で、従来レベルの粒径の粒状土とすることが可能であり、非常に優れた含水土壌処理性能を備えている。
【００６２】
上記フロー値は次のようにして求められる。内径：５５ｍｍ、高さ：５５ｍｍの中空円筒をテーブル上に置き、該円筒内に含水土壌を詰めた後、円筒を垂直に持ち上げた際に、テーブルに広がった含水土壌の直径を２方向について測定し、この平均値をフロー値とする。
【００６３】
本発明の処理剤および粒状化方法で得られる粒状土は、トラックで運搬することが可能であり、砂の代替品としての埋め戻し材など、種々の用途に再利用することができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは、全て本発明の技術的範囲に包含される。なお、本実施例において、「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
【００６５】
＜水溶性重合体＞
水溶性重合体Ａ
水溶性重合体Ａは、アクリル酸：９０ｍｏｌ％と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム：１０ｍｏｌ％との共重合体であり、次の製法によって合成したものである。
【００６６】
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた１Ｌのステンレス鋼製セパラブルフラスコ（I）に、シクロヘキサン：３４０ｇ、ソルビタンモノステアレート：４．５９ｇを入れ、撹拌しながら５０ｍｌ／分の速度で窒素を導入し、７０℃まで昇温した。
【００６７】
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた５００ｍｌのセパラブルフラスコ（II）に、アクリル酸：１１３．０５ｇ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸：３６．１１ｇ、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液：１４．５４ｇ、イオン交換水：１３３．７１ｇを入れ、撹拌して溶解させた。さらに撹拌を継続しながら窒素を２５分間セパラブルフラスコ（II）の溶液内に導入した後、２，２'−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル) プロパン〕二塩酸塩が０．０２質量％、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）が０．０２質量％、および次亜リン酸ソーダ一水和物が０．０２質量％の水溶液：４２．６２ｇをセパラブルフラスコ（II）の溶液に加え、さらに５分間窒素を導入することにより、該溶液中の溶存酸素を１ｍｇ／Ｌ以下とした。その後、セパラブルフラスコ（II）で調製した単量体を、セパラブルフラスコ（I）に２時間かけてフィードして重合を行い、さらに３０分間熟成した。引き続き脱水を行った後、３０℃まで冷却し、内容物の固液分離を行い、乾燥して水溶性重合体Ａ（白色微粒子）を得た。
【００６８】
この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、８３ｍＰａ・ｓであった。
【００６９】
水溶性重合体Ｂ
水溶性重合体Ｂは、アクリル酸ナトリウム：３０ｍｏｌ％とアクリルアミド：７０ｍｏｌ％との共重合体である。この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、４７９ｍＰａ・ｓであった。
【００７０】
水溶性重合体Ｃ
水溶性重合体Ｃは、アクリル酸：７０ｍｏｌ％とアクリル酸ナトリウム：３０ｍｏｌ％との共重合体である。この水溶性重合体の０．２質量％水溶液について、Ｂ型粘度計で、ローター：Ｎｏ．２、３０ｒｐｍの条件で測定した２５℃での粘度は、４２９ｍＰａ・ｓであった。
【００７１】
＜評価土壌＞
評価土壌Ａ
評価土壌Ａは、豊浦標準砂：５部、シルト：７５部、粘土：２７０部、および水道水：３５０部を十分に混合してなる含水土壌である。この評価土壌について、上述の測定法によって求められるフロー値は、２５０ｍｍであった。
【００７２】
評価土壌Ｂ
評価土壌Ｂは、豊浦標準砂：５部、シルト：７５部、粘土：２７０部、および水道水：２８０部を十分に混合してなる含水土壌である。この評価土壌について、上述の測定法によって求められるフロー値は、１８５ｍｍであった。
【００７３】
実施例１
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００７４】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、９０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７５】
実施例２
評価土壌Ａに実施例１と同様の処理を施した後、生石灰（水硬性物質）：５部を添加し、さらに２０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７６】
実施例３
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。
【００７７】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに５０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００７８】
実施例４
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「カルテックス５」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００７９】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：５部を予め混合した処理剤を添加し、１００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８０】
実施例５
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「カルテックス５」を用いた。
【００８１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１４部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８２】
実施例６
炭酸カルシウムに、軽質炭酸カルシウム（丸尾カルシウム株式会社製）を用いた他は、実施例１と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。また、ここで用いた炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００８３】
実施例７
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１４部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３５秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８４】
実施例８
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１２０秒間撹拌した。その後、ポルトランドセメント（水硬性物質；太平洋セメント株式会社製）：１０部を添加し、さらに１０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表３に示す。
【００８５】
実施例９
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３４０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８６】
実施例１０
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８７】
実施例１１
炭酸カルシウムに、実施例６と同じ軽質炭酸カルシウムを用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加して２４０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８８】
実施例１２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加して２１０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに３０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００８９】
実施例１３
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「スーパーＳＳ」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１４５秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表４に示す。
【００９０】
比較例１
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、１２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９２】
比較例２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。
【００９３】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、２４０秒間撹拌した。その後、ポルトランドセメント（水硬性物質；太平洋セメント株式会社製）：５部を添加し、さらに６０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９４】
比較例３
炭酸カルシウムに、東洋ファインケミカル社製の炭酸カルシウム「Ｐ−５０」を用いた他は、比較例１と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。また、ここで用いた炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９５】
比較例４
炭酸カルシウムに、東洋ファインケミカル社製の炭酸カルシウム「Ｐ−５０」を用いた他は、比較例２と同様にして評価土壌Ａの処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９６】
比較例５
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＳＳ＃８０」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【００９７】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．２５部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【００９８】
比較例６
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＳＳ＃８０」を用いた。
【００９９】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに６０秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１００】
比較例７
炭酸カルシウムに、日東粉化工業株式会社製の炭酸カルシウム「ＮＳ＃１００」を用いた。この炭酸カルシウムの特性を表１に示す。
【０１０１】
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．１６部を添加して１５０秒間撹拌した。その後、炭酸カルシウム：１０部を添加し、さらに９５秒間撹拌して、評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１０２】
比較例８
評価土壌Ｂ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ａ：０．６部を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表５に示す。
【０１０３】
比較例９
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０４】
比較例１０
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．１部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、４２０秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０５】
比較例１１
評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｃ：０．６部を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。すなわち、本比較例は、炭酸カルシウムを使用しない例である。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０６】
比較例１２
炭酸カルシウムに、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「Ｒ重炭」を用いた。評価土壌Ａ：１００部を、ビーター型撹拌翼を供えた混合機に仕込み、１６０ｒｐｍで撹拌しながら、水溶性重合体Ｂ：０．６部と炭酸カルシウム：１０部を予め混合した処理剤を添加し、３００秒間撹拌して評価土壌の処理を行った。処理後の評価土壌の状態を表２に示す基準に従って評価した。結果を表６に示す。
【０１０７】
【表１】
【表２】
表２における処理後の評価値が４以上のものが合格、３以下が不合格である。なお、評価値４および５（粒状化状態評価：○）のものについては、トラックなどでの運搬が容易な程度に粒状化が達成されており、適用場所などによっては、埋め戻し材としての使用も可能である。さらに評価値６および７（粒状化状態評価：◎）のものについては、埋め戻し材として好適に使用できる。
【０１１０】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
表３〜６において、炭酸カルシウムの種類の欄の数値は、夫々表１の炭酸カルシウムの「Ｎｏ．」に対応している。また、炭酸カルシウムの添加方法のうち、「混合」は予め水溶性重合体と混合して評価土壌に添加したことを、「後添加」は水溶性重合体と評価土壌とを混合した後に添加したことを、夫々意味している。さらに「粒状化状態」の数値は表２の評価値を意味している。
【０１１５】
表３および４に示すように、実施例１〜１３では、含水土壌処理剤に用いる炭酸カルシウムとして、かさ比重が０．４５ｇ／ｍｌ以下のものを使用しており、いずれも良好な含水土壌処理性能を有し、処理後の粒状土は埋め戻し材に好適であった。特に、水溶性重合体Ａ、すなわちカルボキシル基およびスルホン基含有水溶性重合体を用いた実施例１〜８では、スルホン基を含有しない水溶性重合体Ｂを用いた実施例９，１０に比べて、短い処理時間で良好な粒状化が、また、同じくスルホン基を含有しない水溶性重合体Ｃを用いた実施例１１〜１３に比べて、少ない添加量で良好な粒状化が達成できており、水溶性重合体へのスルホン基導入による効果が現れている。
【０１１６】
これに対し、表５および６に示した比較例１〜７、１０、１２では、含水土壌処理剤に用いた炭酸カルシウムのかさ比重が０．４５ｇ／ｍｌを超えるものであり、いずれも細かい粒径の粒状土とすることができず、処理された含水土壌は埋め戻し材に不適であった。また、炭酸カルシウムを使用しなかった比較例８、９、１１においても、比較例１〜７、１０、１２と同様の結果が得られた。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の含水土壌処理剤は、構成要素として用いる特定のかさ比重を有する炭酸カルシウムの作用により、優れた含水土壌処理性能を有しており、上記フロー値が非常に大きな高含水比土壌であっても、僅かな使用量で、例えば砂の代替品として使用可能な粒状土とすることができる。
【０１１８】
このように、本発明の含水土壌処理剤および含水土壌の粒状化方法は、通常、汚泥として廃棄される含水土壌を再利用することができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延命を図り得ると共に、含水土壌の処分費用を低減することが可能である。
Claims (6)
- 水溶性重合体、および
０．４５ｇ／ｍｌ以下のかさ比重を有する炭酸カルシウム
を構成要素に含むものであることを特徴とする含水土壌処理剤。 - 上記水溶性重合体は、カルボキシル基（カルボン酸塩基を含む、以下同じ）および／またはスルホン基（スルホン酸塩基を含む、以下同じ）を含有するものである請求項１に記載の含水土壌処理剤。
- 上記水溶性重合体は、カルボキシル基を有し、且つ全構成ユニット１００ｍｏｌ％中、スルホン基含有ユニットが０．５〜５０ｍｏｌ％である請求項２に記載の含水土壌処理剤。
- さらに水硬性物質を構成要素とするものである請求項１〜３のいずれかに記載の含水土壌処理剤。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の含水土壌処理剤を、含水土壌に混合することを特徴とする含水土壌の粒状化方法。
- 含水土壌が粒状化した後に、水硬性物質を添加するものである請求項５に記載の粒状化方法。
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