JP4705491B2 - 軽量土の製造方法とその装置 - Google Patents
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Description
本発明は軽量土の製造方法に関するものである。
従来、軽量土の製造方法は、図４に示すように、浚渫土などの泥土４７にセメント４８と気泡４９とを混合して行っている。この製造過程における泥土の調整は５〜１０ｍｍの篩で雑物除去を行う程度で、粒径０．０７５〜２．０ｍｍの砂の除去は行っておらず、粒径２ｍｍ以下の砂を篩で除去することは目詰まりを起こすので困難であった。そのため砂の含有量の多い泥土にセメントと気泡とを混合しているが、砂の含有量の多い泥土は密度が重いため、目標とする軽量土の密度にするには、気泡を多く混合していた。このように気泡を多く混合するとコストが嵩むとともに、透水係数が増して内部に水が入りやすくなって密度増加や劣化の原因となる。また砂の含有量が多くなると軽量土を打設したときに、細粒分と砂とが分離して密度や強度が不均一となって施工中の濁りも発生するという問題があった。そのためにベントナイトなどの細粒分を添加して、軽量土の粘性を高めることにしている。またこの他の軽量土の製造方法としては、例えば特開２０００−１５４５５９号公報の発明が開示されている。
特開２０００−１５４５５９号公報
しかし、上記のような軽量土の製造方法はコストが嵩むとともに、天然材料の使用による環境破壊にもなっていた。
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、経済的でかつ環境保護を図ることができる軽量土の製造方法を提供することである。
以上の課題を解決するための軽量土の製造方法は、泥土を採取後に分級設備に送り、前記分級設備における分級手段によって前記泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分けて、当該細粒土を前記母材貯泥槽に送るとともに、前記砂を再利用のための砂貯留槽に排出し、前記母材貯泥槽の細粒土を調泥設備を経て混練設備において前記細粒土とセメントと気泡とを混合して、砂の含有量が体積比で７０％以下で気泡量が体積比で４０％以下であって透水係数が１０−５ｃｍ／ｓの軽量土を製造する製造方法において、前記分級装置における分級手段は、泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける篩目を持つ振動篩であること、又は、前記分級設備における分級手段は、泥土に加水して含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上にする加水用攪拌水槽と、前記加水された泥土を管路の中に移動させて当該泥土をその比重差によって粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける分級用の管とであることである。
本発明の軽量土の製造装置の要旨は、泥土を採取する取水・前処理設備と、泥土から雑物を除く解泥設備と、泥土を砂と細粒土とに分ける分級設備と、調泥機と密度計及び流量計とでなる調泥設備と、細粒土にセメントと気泡とを混練して軽量土を製造する混練設備と、を順に配置して成る軽量土の製造装置であって、前記分級設備における分級手段は、
泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける篩目を持つ振動篩であること、又は、前記分級設備における分級手段は、泥土に加水して含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上にする加水用攪拌水槽と、前記加水された泥土を管路の中に移動させて当該泥土をその比重差によって粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける分級用の管とであることである。
本発明の軽量土の製造装置の要旨は、泥土を採取する取水・前処理設備と、泥土から雑物を除く解泥設備と、泥土を砂と細粒土とに分ける分級設備と、調泥機と密度計及び流量計とでなる調泥設備と、細粒土にセメントと気泡とを混練して軽量土を製造する混練設備と、を順に配置して成る軽量土の製造装置であって、前記分級設備における分級手段は、
泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける篩目を持つ振動篩であること、又は、前記分級設備における分級手段は、泥土に加水して含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上にする加水用攪拌水槽と、前記加水された泥土を管路の中に移動させて当該泥土をその比重差によって粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける分級用の管とであることである。
泥土を採取後に分級して砂を排除することにより、混合する気泡量が少なくなるため水中での分離がなくなる。また気泡量が少なくなるため透水係数が低く、１０−５ｃｍ／ｓ以下の難透水性の軽量土とすることができる。また砂を排除することにより、均一な泥土に対して気泡とセメントとを添加するためバラツキがなくなり、品質管理や施工管理が容易になる。
以下、本発明の軽量土の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この軽量土は、浚渫土などの泥土にセメントと気泡とを混合して製造するものである。この軽量土の製造には、図１に示すような製造システム１が使用され、この製造システム１は泥土２の採取箇所３から打設箇所４までの間にわたって設置された取水・前処理設備５と、解泥設備６と、分級設備７と、調泥設備８と、混練設備９と、圧送・打設設備１０とから構成されている。このような設備により軽量土を製造して打設箇所４に打設するものである。
この製造システム１における取水・前処理設備５はバックホウ１１とロータリバックホウ１２とから構成されている。また解泥設備６は、貯泥池１３から泥土２を汲み上げるバックホウ１５と、振動篩付解泥機１４とから構成されている。また分級設備７は、分級装置１７と母材（細粒土）貯泥槽１８とから構成されている。また調泥設備８は調泥機１９と、密度計２０および流量計２１とから構成されている。また混練設備９は固化材サイロ２２と、固化材供給機２３と、混練機２４と、空気圧縮装置２５と、気泡材タンク３８とから構成されている。また圧送・打設設備１０はコンクリートポンプ車２６と、クローラークレーン２７と、圧送管２８と、打設用トレミー管２９とから構成されている。
軽量土の製造方法は、まず取水・前処理設備５におけるバックホウ１１とロータリバックホウ１２とで土砂採取箇所３から浚渫土などの泥土２を採取し、前処理を行う貯泥池１３に貯泥する。この泥土２は砂を多く含有したものである。
次に、解泥設備６におけるバックホウ１５によって泥土２を貯水池１３から取り出して、振動篩付解泥機１４に投入し、振動篩１７によって雑物などを除去する。この振動篩付解泥機１４で解泥した泥土２には、まだ多くの砂が含有しており、これを除去するために分級設備７に移送する。
次に、分級設備７における分級装置３１の振動篩（０．０７５〜２．０ｍｍ）１７によって泥土２を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂３０と、粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土（母材）３３とに分級し、この細粒土３３を母材貯泥槽１８に貯泥する一方、砂３０は再利用のための砂貯留槽３４へ排出する。この分級された砂３０は、例えば原地盤に打設された軽量土の覆土材として利用される。
このように分級装置３１で砂の含有量を調整し、例えば含有量が体積比で７０％以下、または３０％以下の軽量土３５を製造するときは、分級装置３１で砂の排出量を調整する。そして砂が排除された細粒土３３を母材貯泥槽１８から調泥機１９に投入する。
次に、砂の排出量が調整された細粒土３３を混練設備９における混練機２４に投入し、これにセメント３６と気泡３７とを混合して、気泡量が体積比で４０％以下、透水係数が１０−５ｃｍ／ｓの軽量土３５を製造する。このセメント３６は固化材サイロ２２から固化材供給機２３に供給され、ここから混練機２４に投入する。一方、気泡３７は気泡材タンク３８から空気圧縮装置２５を介して混練機２４に投入するものである。
次に、混練機２４で混練・製造した透水係数が１０−５ｃｍ／ｓの軽量土３５を圧送・打設設備１０におけるコンクリートポンプ車２６に送り、ここからクローラークレーン２７に圧送して打設用トレミー管２９から打設箇所４に打設する。このように泥土２に含有した砂３０を分級装置３１で排除して所定の含有量にした後に、所定量の気泡３７を混合すると任意の透水係数の軽量土２５を製造することができる。
図３は、上記とは異なる分級設備３９を設置した製造システム４０であり、これ以外は上記の製造システム１と同じ構成である。これは泥土２を管の中を移動させながら比重差を利用して含水比を高めて、粒径０．０７５ｍｍ以上の砂３０を排除しようとするものであり、加水用攪拌水槽４１と、分級装置４２と、母材貯泥槽４３とから構成されている。
この製造システム４０による軽量土の製造方法は、分級装置４２における分級を除いて上記と同じ方法で行われる。この製造システム４０における分級は、図３に示すように、まず加水用攪拌水槽４１に投入された泥水２に加水して、含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上、好ましくは５倍以上にする。
そして、この泥水２を圧送ポンプ４４により分級装置４２である管に圧送し、管路中を移動する間に比重差で下部に砂（粒径０．０７５ｍｍ以上）が溜まり、通過した細粒土３３を母材貯泥槽１８に送る。一方、分級装置４２で分けた粒径０．０７５ｍｍ以上の砂３０は、再利用のために排出する。この分級された砂３０も、上記と同じように、例えば原地盤に打設された軽量土の覆土材として利用される。
このように分級装置３１で分級した細粒土（母材）３３にセメント３６と気泡３７とを混合して、上記と同じ方法で、所定の透水係数の軽量土３５を製造する。
次に、本発明の実施例について説明する。下記の表１に示す分級前の資料により、分級前と分級後との配合試験を行った。この配合試験の目標値として、目標密度が１．１ｇ／ｃｍ３、一軸強度が２００ＫＮ／ｍ２、水中分離性能が水中不分離抵抗試験の目標値をクリアすることにし、図２の製造システム４０を使用した。また分級は分級前の泥土に含水比３００％までの加水を行い、０．０７５ｍｍの篩を用いて砂を除去し、その後に目標の調整泥土含水比となるように静置して上水を除去した。
この結果、分級後では増粘材が不要となった。また空気量、すなわち気泡剤が少なくなった。また空気量が２５％以下となり、透水係数の少ない密度の安定した軽量土となった。さらに水中での分離が少ないため、固化材であるセメントの添加量も少なくなってコストダウンになった。よって、本発明の上記の効果を確認することができた。
１、４０ 製造システム
２ 泥土
３ 採取箇所
４ 打設箇所
５ 取水・前処理設備
６ 解泥設備
７、３９ 分級設備
８ 調泥設備
９ 混練設備
１０ 圧送・打設設備
１１、１２、１５ バックホウ
１３ 貯泥池
１４ 解泥機
１７、３２ 振動篩
１８、４３ 母材貯泥槽
１９ 調泥機
２０ 密度計
２１ 流量計
２２ 固化材サイロ
２３ 固化材供給機
２４ 混練機
２５ 空気圧縮装置
２６ コンクリートポンプ車
２７ クローラクレーン
２８ 圧送管
２９ 打設用トレミー管
３０ 砂
３１、４２ 分級装置
３３ 細粒土
３４ 砂貯留槽
３５ 軽量土
３６ セメント
３７ 気泡
３８ 気泡材タンク
４１ 加水用攪拌水槽
４４ 圧送ポンプ
２ 泥土
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４４ 圧送ポンプ
Claims (2)
- 泥土を採取後に分級設備に送り、前記分級設備における分級手段によって前記泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分けて、当該細粒土を前記母材貯泥槽に送るとともに、前記砂を再利用のための砂貯留槽に排出し、前記母材貯泥槽の細粒土を調泥設備を経て混練設備において前記細粒土とセメントと気泡とを混合して、砂の含有量が体積比で７０％以下で気泡量が体積比で４０％以下であって透水係数が１０−５ｃｍ／ｓの軽量土を製造する製造方法において、
前記分級装置における分級手段は、泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける篩目を持つ振動篩であること、
又は、
前記分級設備における分級手段は、泥土に加水して含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上にする加水用攪拌水槽と、前記加水された泥土を管路の中に移動させて当該泥土をその比重差によって粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける分級用の管とであること、
を特徴とする軽量土の製造方法。 - 泥土を採取する取水・前処理設備と、泥土から雑物を除く解泥設備と、泥土を砂と細粒土とに分ける分級設備と、調泥機と密度計及び流量計とでなる調泥設備と、細粒土にセメントと気泡とを混練して軽量土を製造する混練設備と、を順に配置して成る軽量土の製造装置であって、
前記分級設備における分級手段は、泥土を粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける篩目を持つ振動篩であること、
又は、
前記分級設備における分級手段は、泥土に加水して含水比を少なくとも土の液性限界の２倍以上にする加水用攪拌水槽と、前記加水された泥土を管路の中に移動させて当該泥土をその比重差によって粒径０．０７５ｍｍ以上の砂と粒径０．０７５ｍｍ未満の細粒土とに分ける分級用の管とであること、
を特徴とする軽量土の製造装置。
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