JP4625333B2 - 流動化処理土および流動化処理工法 - Google Patents

Description

本発明は、流動化処理土および流動化処理工法に関するものである。

建設現場で発生する土は、大部分が再利用されることなく海や畑などに埋立処分されてきたが、かかる建設発生土を再利用する工法として、流動化処理工法がある。

この流動化処理工法は、建設発生土に水または多量の水を含む泥水と固化材とを加えて練ることにより流動化させ、その流動性を保持した状態で運搬・打設を行う工法である。

流動化処理工法は、有機物質を含まず、かつ腐植土以外の全ての土の再生が可能で、また、製造時には泥性を呈し一定時間を経過すると固化材により所定の強度を発揮するもので、流動性が良いために、複雑な断面にも確実に充填でき、自硬性を有しているため、締固を行わずに埋め戻すことが可能であり、固化した後は透水性が低く粘着力が高いため、地下水などの浸食を受けることもなく、固化時に体積収縮をほとんど起こさないため、埋め戻し、裏込めに用いると仮復旧をせずに本復旧を行うことができる。

さらに、密度やフロー値、砂分含有量などを調整した泥水を使用することにより、土の種類が変化しても配合を調整することで一定の品質を保持でき、固化した後は、その強度により地震時にも液状化しない、などの特徴を有する。

ところで、前記建設発生土に並んで建設廃棄物として解体コンクリートいわゆるコンクリートガラがある。このコンクリートガラはコンクリート構造物の解体時に多量に発生するものであるが、これを再利用するものとして下記特許文献にもあるように、従来、コンクリートガラを対象泥水に混合して所定品質の調整泥水を製造し、これを用いて泥状土を固化させるようにしたものがある。
特開平９−１２５３９５号公報 特開２００３−２６１９６２号公報

前記特許文献１は、固化材やコンクリートガラ等の混入した土砂や安定液を有効活用して、均一の比重と粒土分布を有する安定した品質の調整泥土を得られる、泥土の処理技術を提供するものであり、固化材やコンクリートガラ等の混入した土砂や安定液に水を加えたスラリー状物を循環路内で循環させて砂利等の骨材を取り除き、採取管を通じてから均一の比重と粒土分布を有する調整泥水を採取する。

前記特許文献２は、調整泥水は、水とコンクリート廃材を加熱、磨砕して得られた再生微粉末とを、水質量（Ｗ）が再生微粉末質量（Ｂ）に対して７０％＜Ｗ＜Ｂ＜１２０％となるように調合されることを内容とするものである。

前記特許文献１や特許文献２による先行技術はコンクリートガラの再利用を図ることができ、また、従来の固化材を低減あるいは使用しないで所定の強度を得ることはできるが、流動化処理土の圧縮強度を増加させることはできず、強度的な問題は残る。

なお、コンクリートガラが乾燥したものでは、これを建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させたものに加えた場合は、現場での混練が十分行われず、圧送、打設時の材料分離が生じ、施工上適したフロー、スランプが得られない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消するものとして、コンクリートガラの再利用を図ることができるとともに、流動化処理土の圧縮強度も増加させることができ、流動化処理土の間隙比を小さくすることで体積収縮を小さくしてひび割れの削減、締め固めや均し作業の容易化も図ることができる流動化処理土および流動化処理工法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するものとして、請求項１記載の発明は、建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させ、その流動性を保持した状態で運搬・打設を行う流動化処理工法で使用する流動化処理土において、前記流動化処理土に、表面にまで水分が付着している状態で、含水量＝吸水量＋表面水量となり、手で触ったとき、手に水分がほんのりと付く程度の状態である湿潤状態にした粒径４０ｍｍ以下の解体ガラ骨材を混入率を５０％以下に設定して混入し、フロー値＝１２０ｍｍをほぼ満足するものとしたことを特徴とすることを要旨とするものである。

請求項２記載の発明は、工法として、建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させ、その流動性を保持した状態の流動化処理土で運搬・打設を行う流動化処理工法において、前記流動化処理土に、水または泥水と固化材と、表面にまで水分が付着している状態で、含水量＝吸水量＋表面水量となり、手で触ったとき、手に水分がほんのりと付く程度の状態である湿潤状態にした粒径４０ｍｍ以下で、混入率を５０％以下に設定した解体ガラ骨材を混入し、フロー値＝１２０ｍｍをほぼ満足するものとすることを要旨とするものである。

本発明によれば、建設発生土に泥水と固化材の他に、さらに解体ガラ骨材を加えることにより、産業廃棄物を削減できるだけでなく、流動化処理土の圧縮強度が高まり、ひび割れの低減、締め固めや均し作業の容易化を図ることができる。

しかも、解体ガラ骨材は湿潤状態にあるものを使用することで、建設発生土および水または泥水、固化材に混入したときに、吸水することがなく、吸水により、流動化処理土の水／セメント比が変化することなく、所定の強度を確保できる。

前記作用に加えて、解体ガラ骨材の混入率を５０％以下に設定することにより、流動化処理土の施工性や圧縮強度を低下させることなく、産業廃棄物の削減を図れる。

解体ガラ骨材の粒径を４０ｍｍ以下に設定することにより、現場での粉砕、建設発生土への混練が可能となり、流動化処理土の圧送・打設時の材料分離を避けることができ、施工性のよいものにできる。

以上述べたように本発明の流動化処理土および流動化処理工法は、コンクリートガラを流動化処理土に混入することで、コンクリート解体ガラ骨材の再利用を図ることができるとともに、流動化処理土の圧縮強度も増加させることができ、また、解体ガラ骨材を混入することで間隙比を小さくでき、これにより体積収縮が小さくなり打設後のひび割れの削減、締め固めや均し作業の容易化も図ることができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の流動化処理土は、建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させ、その流動性を保持した状態で運搬・打設を行う流動化処理工法で使用するものであるが、建設発生土に混入する材料として、前記の水または泥水と固化材に加えて、さらに現場敷地内または敷地外発生のコンクリートガラなどの解体ガラ骨材を混入する。

この解体ガラ骨材の条件としては、粒径が４０ｍｍ以下で、乾燥状態ではなく湿潤状態にあり、混入率は５０％以下とする。ここで湿潤状態とは、解体ガラ骨材の表面にまで水分が付着している状態で、含水量＝吸水量＋表面水量となり、解体ガラ骨材を手で触ったとき、手に水分がほんのりと付く程度の状態である。

粒径が４０mm以下の解体ガラ骨材を使用する理由は、
（１）現場にて建設発生土への混練が可能。（混入攪拌は特殊アジテータ車による。）
（２）流動化処理土の圧送・打設時の材料分離が回避できる。（打設はバケットまたはポンプ圧送による。）
（３）施工上適したフロー・スランプが得られる。
（４）強度管理でのテストピース寸法が１００mm×２００mmである。
（５）現場での粉砕機による粉砕が比較的容易である。
などである。

また、乾燥状態ではなく湿潤状態のものを使用する理由は、
（ｉ）乾燥状態のものを使用した場合は、前記（１）〜（３）の施工性を満足できない。なお、施工性を満足させるためには、乾燥状態のものであっても解体ガラ骨材の混入量を低く抑えればよいが、このようにしたのでは産業廃棄物の削減という所期の目的を達成することができなくなる。
（ii）乾燥状態のものを使用した場合は、吸水により流動化処理土の水／セメント比が変化するため、所定の割合で製造された流動化処理土の品質を低下させるおそれがある。

混入率を５０％以下とする理由は、
（ａ）５０％を超えると前記（１）〜（３）の施工性が急激に悪化し、施工はほとんど不可能な状態になる。
（ｂ）５０％を大きく下回る混入率では極めて少量の骨材しか利用できず、産業廃棄物の削減という所期の目的を達成することができなくなる。
（ｃ）５０％以上では流動化処理土の圧縮強度が低下する。

次に、上記条件を決定する根拠となった試験結果を示す。

図１は解体ガラ骨材の混入率とフロー値の関係を示すグラフで、解体ガラ骨材が絶乾状態で混入率５０％の場合、混練および施工上必要なフロー値＝１２０ｍｍ程度を満足しないが、湿潤状態では混入率５０％であってもフロー値＝１２０ｍｍをほぼ満足する結果となった。

図２は混入率とスランプ（コンクリートの沈下量）との関係を示すグラフで、解体ガラ骨材の混入率が５０％を超えると、急激にワーカビリチーが低下することがわかる。このように自立するような材料では混入率５０％以上では混練および施工は不可能であり、解体ガラ骨材の混入率が施工上重要な指標となることがわかる。

下記表１はスランプ試験結果を示す。

図３は解体ガラ骨材の混入率と一軸圧縮強さの関係を示すグラフで、混入率５０％程度が強度的に最適であることがわかる。

さらに、調合強度は、水／セメント比−強度関係ないし単位セメント量−強度関係により決定されるもので、調合強度はコンクリートと同様に設定可能である。

図４は水／セメント比と一軸圧縮強さの関係を示すグラフで、コンクリートとよく似た性状を示し、ほぼ５０％の混入率では関係式が成り立つことがわかる。

図５は泥水比重と一軸圧縮強さの関係を示すグラフで、解体ガラ骨材を混入した流動化処理土の圧縮強度は、水／セメント比あるいは泥水比重と密接な関係にあることがわかる。

このように粒径４０ｍｍ以下で湿潤状態にある解体ガラ骨材は、現場での粉砕、建設発生土への混練が可能で、かかる解体ガラ骨材を混入率５０％以下で建設発生土に混入した流動化処理土は、締め固めや均し作業が容易で、打設後は、圧縮強度が増し、ひび割れも発生しにくい。

本発明の流動化処理土の解体ガラ骨材の混入率とフロー値の関係を示すグラフである。 本発明の流動化処理土の解体ガラ骨材の混入率と施工性（スランプ）の関係を示すグラフである。 本発明の流動化処理土の解体ガラ骨材の混入率と一軸圧縮強さの関係を示すグラフである。 本発明の流動化処理土の水セメント比と一軸圧縮強さの関係を示すグラフである。 本発明の流動化処理土の泥水比重と一軸圧縮強さの関係を示すグラフである。

Claims (2)

1. 建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させ、その流動性を保持した状態で運搬・打設を行う流動化処理工法で使用する流動化処理土において、前記流動化処理土に、表面にまで水分が付着している状態で、含水量＝吸水量＋表面水量となり、手で触ったとき、手に水分がほんのりと付く程度の状態である湿潤状態にした粒径４０ｍｍ以下の解体ガラ骨材を混入率を５０％以下に設定して混入し、フロー値＝１２０ｍｍをほぼ満足するものとしたことを特徴とする流動化処理土。
2. 建設発生土に水または泥水と固化材とを加えて混練し流動化させ、その流動性を保持した状態の流動化処理土で運搬・打設を行う流動化処理工法において、前記流動化処理土に、水または泥水と固化材と、表面にまで水分が付着している状態で、含水量＝吸水量＋表面水量となり、手で触ったとき、手に水分がほんのりと付く程度の状態である湿潤状態にした粒径４０ｍｍ以下で、混入率を５０％以下に設定した解体ガラ骨材を混入し、フロー値＝１２０ｍｍをほぼ満足するものとすることを特徴とする流動化処理工法。

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