JP4719178B2 - Ground improvement device and ground improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤を掘削する掘削ロッドの先端から地盤改良剤を噴射し、掘削した地盤に地盤改良剤を混入させることによって地盤の改良を行う地盤改良装置及び地盤改良方法に関するものである。 The present invention relates to a ground improvement device and a ground improvement method for improving a ground by spraying a ground improvement agent from a tip of a drilling rod for excavating the ground and mixing the ground improvement agent into the excavated ground.
従来より、軟弱地盤を強化する目的で、地盤を掘削ロッドで掘削しながら掘削した地盤中に掘削ロッドの先端から地盤改良剤を噴射し、地盤改良剤と土壌とを撹拌混合することによって地盤に地盤改良剤を混入させるようにしていた。 Conventionally, for the purpose of strengthening soft ground, the ground improvement agent is sprayed from the tip of the excavation rod into the ground excavated while excavating the ground with the excavation rod, and the ground improvement agent and the soil are agitated and mixed into the ground. The ground improvement agent was mixed.
この地盤改良作業においては、地盤改良剤としてセメントミルクなどのセメント系組成物を用いており、地中でセメントを固化させることによって、軟弱地盤を強化するようにしていた（たとえば、特許文献１参照。）。 In this ground improvement work, a cement-based composition such as cement milk is used as a ground improvement agent, and the soft ground is strengthened by solidifying the cement in the ground (see, for example, Patent Document 1). .)
ところが、上記従来の地盤改良作業では、地盤改良剤としてセメント系組成物を用いていたために、固化によりアルカリ性土壌となってしまい、酸性雨や海水などの浸入の影響を受けて土壌が中性化すると再び土壌が軟化してしまうおそれがあった。 However, in the above conventional ground improvement work, a cement-based composition was used as the ground improvement agent, so it became alkaline soil due to solidification, and the soil was neutralized due to the influence of acid rain, seawater, and other intrusions. Then, there was a possibility that the soil would soften again.
また、地盤改良剤としてセメント系組成物を用いた場合には、地盤改良剤とは別に研磨剤を添加して高圧で噴射しなければ、掘削地盤中の岩盤を掘削することができず、地盤改良作業に要するコストが増大してしまうおそれがあった。 In addition, when a cement-based composition is used as a ground improvement agent, the rock in the excavation ground cannot be excavated unless an abrasive is added separately from the ground improvement agent and sprayed at a high pressure. The cost required for the improvement work may increase.
さらに、地盤改良剤としてセメント系組成物を用いた場合には、地盤中の鉛や亜鉛などの重金属を長期間にわたって安定に固化することができないおそれがあった。 Furthermore, when a cement-based composition is used as a ground improvement agent, there is a possibility that heavy metals such as lead and zinc in the ground cannot be solidified stably over a long period of time.
そこで、請求項１に係る本発明では、地盤を掘削する掘削ロッドの先端から地盤改良剤を噴射し、掘削した地盤に地盤改良剤を混入させることによって地盤の改良を行う地盤改良装置において、地盤改良剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物をカルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカを含有する飛灰を原料として生成し、ゲーレナイト（2CaO・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）、アーノサイト（CaO・Al 2 O 3 ・2SiO 2 ）、メルビナイト（3CaO・MgO・2SiO 2 ）、アケルマナイト（2CaO・MgO・2SiO 2 ）、モンチセライト（CaO・MgO・SiO 2 ）、ランキナイト（3CaO・2SiO 2 ）、ダイカルシウムシリケート（2CaO・SiO 2 ）、クラストナイト（CaO・SiO 2 ）、スビネル（MgO・Al 2 O 3 ）、リューサイト（(K 2 O・N 2 O)・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）を含有するものを主成分とすることにした。
Therefore, in the present invention according to claim 1, in the ground improvement device for improving the ground by injecting the ground improving agent from the tip of the excavating rod for excavating the ground, and mixing the ground improving agent into the excavated ground, The improver contains calcium, magnesium, aluminum and silica powdery polysulfide in which sulfur is ion-bonded with one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof. the to fly ash generated as a raw material, gehlenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2), Arno site (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2), Merubinaito (3CaO · MgO · 2SiO 2) , Akerumanaito (2CaO · MgO · 2SiO 2), Monte celite (CaO · MgO · SiO 2) , rankinite Night (3CaO · 2SiO 2), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), crust Knight (CaO · SiO 2), Subineru (MgO · Al 2 O 3 ) and leucite ((K 2 O.N 2 O) .Al 2 O 3 .SiO 2 ) are the main components.
また、請求項２に係る本発明では、地盤を掘削する掘削ロッドの先端から地盤改良剤を噴射し、掘削した地盤に地盤改良剤を混入させることによって地盤の改良を行う地盤改良方法において、地盤改良剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物をカルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカを含有する飛灰を原料として生成し、ゲーレナイト（2CaO・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）、アーノサイト（CaO・Al 2 O 3 ・2SiO 2 ）、メルビナイト（3CaO・MgO・2SiO 2 ）、アケルマナイト（2CaO・MgO・2SiO 2 ）、モンチセライト（CaO・MgO・SiO 2 ）、ランキナイト（3CaO・2SiO 2 ）、ダイカルシウムシリケート（2CaO・SiO 2 ）、クラストナイト（CaO・SiO 2 ）、スビネル（MgO・Al 2 O 3 ）、リューサイト（(K 2 O・N 2 O)・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）を含有するものを主成分とすることにした。
Further, in the present invention according to claim 2 , in the ground improvement method for improving the ground by injecting the ground improving agent from the tip of the excavating rod for excavating the ground, and mixing the ground improving agent into the excavated ground, The improver contains calcium, magnesium, aluminum and silica powdery polysulfide in which sulfur is ion-bonded with one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof. the to fly ash generated as a raw material, gehlenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2), Arno site (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2), Merubinaito (3CaO · MgO · 2SiO 2) , Akerumanaito (2CaO · MgO · 2SiO 2), Monte celite (CaO · MgO · SiO 2) , rankinite Night (3CaO · 2SiO 2), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), crust Knight (CaO · SiO 2), Subineru (MgO · Al 2 O 3), and that a main component which contains leucite ((K 2 O · N 2 O) · Al 2 O 3 · SiO 2).
そして、本発明では、地盤改良剤として１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物を用いているために、中性環境下で安定的に地盤を固化することができ、酸性雨や海水などの影響による改良地盤の軟化を防止することができる。 And in this invention, the powdery polysulfide which ion-bonded any 1 type, 2 types of metal bodies or other alkali metal bodies, or these mixtures, and sulfur as a ground improvement agent is used. Therefore, the ground can be solidified stably in a neutral environment, and softening of the improved ground due to the influence of acid rain or seawater can be prevented.
また、粉末状の多硫化物を用いているために、地盤改良剤自体を研磨剤として機能させることができ、地盤改良剤とは別に研磨剤を使用する必要がなくなり、地盤改良に要するコストを低減することができる。 In addition, since the powdered polysulfide is used, the ground improvement agent itself can function as an abrasive, eliminating the need for an abrasive separately from the ground improvement agent, and reducing the cost required for ground improvement. Can be reduced.
さらに、地盤改良剤によって地盤中の重金属を長期間にわたって安定的に固化することができ、地盤からの重金属の溶出を未然に防止することができる。 Furthermore, heavy metals in the ground can be stably solidified over a long period of time by the ground improver, and elution of heavy metals from the ground can be prevented beforehand.
特に、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液を混合して使用した場合には、硫化水溶液によっても地盤を安定的に固化することができ、より一層、軟弱地盤の強化を図ることができる。 In particular, when a sulfurized aqueous solution in which sulfur is ion-bonded with any one or a mixture of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies and sulfur is used, the ground is also removed by the sulfurized aqueous solution. It can be solidified stably, and the soft ground can be further strengthened.
以下に、本発明に係る地盤改良装置及び地盤改良方法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 Below, the concrete composition of the ground improvement device and the ground improvement method concerning the present invention is explained, referring to drawings.
図１に示すように、地盤改良装置１は、重機２の前端部に支柱３を立設し、この支柱３に掘削機構４を昇降自在に取付けている。 As shown in FIG. 1, the ground improvement device 1 has a support column 3 erected at the front end of a heavy machine 2, and an excavation mechanism 4 is attached to the support column 3 so as to be movable up and down.
掘削機構４は、支柱３の前側部に支持体５を昇降自在に取付け、この支持体５に駆動モータ６を変速機７を介して接続し、変速機７に上下方向に伸延させた掘削軸８の中途部を連動連結するとともに、掘削軸８の先端に掘削ビット９を取付けている。 The excavation mechanism 4 has a support 5 attached to the front side portion of the support column 3 so as to be movable up and down, a drive motor 6 is connected to the support 5 via a transmission 7, and an excavation shaft extending in the vertical direction to the transmission 7. The middle part of 8 is interlocked and connected, and the excavation bit 9 is attached to the tip of the excavation shaft 8.
この掘削機構４には、圧縮空気を供給するための空気圧縮機10と地盤改良剤を供給するための地盤改良剤貯留タンク11及び地盤改良剤混入機12とからなる地盤改良剤供給機構13をスイベルジョイント14を介して連通連結している。 The excavation mechanism 4 includes a ground improvement agent supply mechanism 13 including an air compressor 10 for supplying compressed air, a ground improvement agent storage tank 11 for supplying a ground improvement agent, and a ground improvement agent mixing machine 12. Communication connection is established through a swivel joint 14.
そして、地盤改良装置１は、地盤改良剤貯留タンク11に貯留する地盤改良剤を空気圧縮機10から供給される圧縮空気に地盤改良剤混入機12で混入した後に、掘削ビット９の先端部から掘削した地盤に向けて圧縮空気の圧力で地盤改良剤を噴射するように構成している。 The ground improvement device 1 mixes the ground improvement agent stored in the ground improvement agent storage tank 11 into the compressed air supplied from the air compressor 10 by the ground improvement agent mixing machine 12, and then from the tip of the excavation bit 9. The ground improver is sprayed to the excavated ground with the pressure of compressed air.
この地盤改良剤としては、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を粉末状に粉砕したものを主成分として、これに、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液を混合したものを用いている。なお、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物だけを単独で用いてもよく、また、他の固化剤を混入したものを用いてもよい。 As this ground improvement agent, the main component is a powder obtained by pulverizing a polysulfide in which sulfur is ion-bonded with any one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof. As such, a mixture of a sulfurized aqueous solution in which sulfur is ion-bonded with any one of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof is used. In addition, you may use only the polysulfide of any 1 type or 2 types of metal bodies or other alkali metal bodies, or a mixture thereof, and what mixed other solidifying agents is used. Also good.
ここで、１類の金属体は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）のいずれかを指し、２類の金属体は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）のいずれかを指し、その他のアルカリ金属体は、消石灰や生石灰やこれらの混合物などの単体又は加水や加熱などによってアルカリ金属化する物質を指し、硫化水溶液とは、硫化リチウム（Li2S）、硫化ナトリウム（Na2S）、硫化カリウム（K2S）、硫化ルビジウム（Rb2S）、硫化セシウム（Cs2S）、硫化フランシウム（Fr2S）、硫化ベリリウム（BeS）、硫化マグネシウム（MgS）、硫化カルシウム（CaS）、硫化ストロンチウム（SrS）、硫化バリウム（BaS）、硫化ラジウム（RaS）の水溶液を指し、多硫化物の水溶液とは、硫化リチウム（Li2SX）、硫化ナトリウム（Na2SX）、硫化カリウム（K2SX）、硫化ルビジウム（Rb2SX）、硫化セシウム（Cs2SX）、硫化フランシウム（Fr2SX）、硫化ベリリウム（BeSX）、硫化マグネシウム（MgSX）、硫化カルシウム（CaSX）、硫化ストロンチウム（SrSX）、硫化バリウム（BaSX）、硫化ラジウム（RaSX）のｘ＝６〜12の水溶液を指し、水酸化金属とは、水酸化リチウム（Li2OH）、水酸化ナトリウム（Na2OH）、水酸化カリウム（K2OH）、水酸化ルビジウム（Rb2OH）、水酸化セシウム（Cs2OH）、水酸化フランシウム（Fr2OH）、水酸化ベリリウム（BeOH）、水酸化マグネシウム（MgOH）、水酸化カルシウム（CaOH）、水酸化ストロンチウム（SrOH）、水酸化バリウム（BaOH）、水酸化ラジウム（RaOH）を指す。 Here, the class 1 metal body refers to any one of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), and francium (Fr). Indicates beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra), and other alkali metal bodies include slaked lime, quick lime, and these This refers to a substance such as a mixture or a substance that becomes alkali metalized by addition of water or heat. The aqueous sulfide solution is lithium sulfide (Li 2 S), sodium sulfide (Na 2 S), potassium sulfide (K 2 S), rubidium sulfide ( rb 2 S), cesium sulfide (Cs 2 S), francium sulfide (Fr 2 S), beryllium sulfide (BeS), magnesium sulfide (MgS), calcium sulfide (CaS), sulfide stolons Um (SrS), refers to an aqueous solution of barium sulphide (BaS), radium sulfide (RaS), and the aqueous solution of polysulfide, lithium sulfide (Li 2 S X), sodium sulfide (Na 2 S X), potassium sulfide ( K 2 S X ), rubidium sulfide (Rb 2 S X ), cesium sulfide (Cs 2 S X ), francium sulfide (Fr 2 S X ), beryllium sulfide (BeS X ), magnesium sulfide (MgS X ), calcium sulfide ( CaS X ), strontium sulfide (SrS X ), barium sulfide (BaS X ), radium sulfide (RaS X ) refers to an aqueous solution of x = 12 to 12, and the metal hydroxide is lithium hydroxide (Li 2 OH), Sodium hydroxide (Na 2 OH), potassium hydroxide (K 2 OH), rubidium hydroxide (Rb 2 OH), cesium hydroxide (Cs 2 OH), francium hydroxide (Fr 2 OH), beryllium hydroxide (BeOH) ), Magnesium hydroxide (MgOH), calcium hydroxide (CaOH), hydroxide It refers to trontium (SrOH), barium hydroxide (BaOH), and radium hydroxide (RaOH).
また、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた多硫化物や、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液は、公知の化学反応を用いて生成することができる。 In addition, a polysulfide obtained by ion-bonding any one of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof and sulfur, or one or two kinds of metal bodies or other alkali metals. A sulfurized aqueous solution in which sulfur is ion-bonded with any one kind of body or a mixture thereof and sulfur can be generated using a known chemical reaction.
特に、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を安定かつ安全に生成する方法としては、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを密閉容器内で蒸気の排出をすることなく98℃〜345℃の高圧下で撹拌混合しながら反応させることによって生成する方法がある。 In particular, as a method for stably and safely producing polysulfides (however, Sx (x = 6 to 12)), any one of potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof is used. There is a method in which sulfur and sulfur are reacted in an airtight container while stirring and mixing under high pressure of 98 ° C to 345 ° C without discharging steam.
たとえば、水酸化カルシウムと硫黄とを用いた場合には、消石灰と硫黄と水とを混合することによって生成でき、このとき、
Ca(OH)2→Ca++＋２OH--
Ca++＋S→CaS
の反応が起こる。
このCaSは、
２CaS＋４OH--→H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca＋O2
となる。
For example, when calcium hydroxide and sulfur are used, they can be produced by mixing slaked lime, sulfur and water,
Ca (OH) 2 → Ca ++ + 2OH -
Ca ++ + S → CaS
Reaction occurs.
This CaS is
2CaS + 4OH - → H 2 S + Ca (OH) 2 + S + Ca + O 2
It becomes.
ここで、従来の製法では、一部の硫化水素及び酸素が蒸気として大気に開放されていたが、本発明では、この反応を密閉容器内で行わせることで蒸気の排出をしないようにしている。 Here, in the conventional manufacturing method, a part of hydrogen sulfide and oxygen was released to the atmosphere as steam, but in the present invention, this reaction is performed in a sealed container so that the steam is not discharged. .
そのため、上記反応が正確に進んで、
H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
Therefore, the above reaction proceeds accurately,
H 2 S + Ca (OH) 2 + S + Ca → Ca (HS) 2 + Ca (OH) 2
It becomes.
また、CaSは、
２CaS＋２H2O→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
CaS is
2CaS + 2H 2 O → Ca (HS) 2 + Ca (OH) 2
It becomes.
さらに、CaSは、
CaS＋（ｘ−１）S→CaSx
となって、CaSx（ｘ＝６）が安定して生成される。
In addition, CaS
CaS + (x-1) S → CaSx
Thus, CaSx (x = 6) is stably generated.
これは、水酸化カルシウムを用いた場合に限られず、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を用いた場合でも、Sx（ｘ＝６）を含有する処理剤を安定して生成できる。 This is not limited to the case where calcium hydroxide is used, and even when potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof is used, Sx (x = 6) is contained. Can be stably produced.
特に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを硫黄の粒子表面に付着したカリウム、マグネシウム、カルシウム、又はナトリウムを破砕し剥離させるように撹拌混合しながら反応させることによって多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６））を主成分とする処理剤をより安定して生成することができる。 In particular, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide, or a mixture thereof and sulfur and potassium, magnesium, calcium, or sodium adhering to the surface of the sulfur particles are crushed and peeled off. By reacting while stirring and mixing, a treatment agent containing polysulfide (however, Sx (x = 6)) as a main component can be generated more stably.
また、硫黄の溶解温度以上の温度で反応を行わせた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。 In addition, when the reaction is performed at a temperature equal to or higher than the melting temperature of sulfur, a treatment agent containing polysulfide (however, Sx (x = 8)) as a main component can be stably generated.
また、硫黄と熱水との混合液に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を所定量連続的に混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８〜１０））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。 In addition, when a predetermined amount of potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof is continuously mixed in a mixed solution of sulfur and hot water, polysulfide However, it is possible to stably produce a treatment agent mainly composed of Sx (x = 8 to 10).
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−２０℃〜０℃）で消石灰を混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を主成分とし、被処理物を固化することができるミルク状の改良剤を含んだ処理剤を安定して生成することができる。 Moreover, slaked lime is mixed in a mixed solution of potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof and sulfur and hot water in a low temperature environment (−20 ° C. to 0 ° C.). In this case, a treatment agent containing a polysulfide (however, Sx (x = 6 to 12)) as a main component and containing a milky improver capable of solidifying the treatment object is stably generated. be able to.
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−３０℃〜−２５℃）でカルシウムを混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。 In addition, calcium is mixed in a mixed solution of potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof and sulfur and hot water in a low temperature environment (-30 ° C to -25 ° C). In this case, it is possible to stably produce a treatment agent containing polysulfide (however, Sx (x = 8)) as a main component.
また、予め１００μ以下（好ましくは、５０μ以下）に粉砕した硫黄と、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を粉体又はシルト状態で用いた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝１０〜１２））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。 In addition, when sulfur pulverized to 100 μm or less (preferably 50 μm or less), potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide or a mixture thereof is used in a powder or silt state Can stably produce a treating agent mainly composed of polysulfide (however, Sx (x = 10 to 12)).
また、地盤改良剤は、廃棄物であるアルカリ灰を原料として生成することもできる。たとえば、アルカリ灰としてフライアッシュ（炭種;マッセルブルグ50％、ドレイトン50％の混焼により発生したもので、アルカリ度ＰＨ13.5）を用い、フライアッシュ20重量部、硫黄20重量部、水100重量部の配合比とし、まず、フライアッシュ20重量部と水100重量部を反応缶に入れ、上蓋を閉じ、混合機を作動させて10分程度混合する。 Moreover, the ground improvement agent can also produce | generate the alkaline ash which is a waste material as a raw material. For example, fly ash (coal species; generated by co-firing 50% Musselburg and 50% Drayton, alkalinity PH13.5) as alkali ash, 20 parts by weight fly ash, 20 parts by weight sulfur, 100 parts by weight water First, 20 parts by weight of fly ash and 100 parts by weight of water are placed in a reaction can, the top lid is closed, and the mixer is operated to mix for about 10 minutes.
次に、安全弁を設定し上限反応圧力として排気圧を約10kg/cm2にセットし炉体冷却排水バルブ及び冷却バルブを開放するとともに冷却水入口バルブを開放して通水する。 Next, a safety valve is set, the exhaust pressure is set to about 10 kg / cm 2 as the upper limit reaction pressure, the furnace body cooling drain valve and the cooling valve are opened, and the cooling water inlet valve is opened to allow water to flow.
次に、反応中の蒸発を抑えるために、エアーコンプレッサーによる加圧によって2.5kg/cm2程度の予圧をかける。 Next, in order to suppress evaporation during the reaction, a preload of about 2.5 kg / cm 2 is applied by pressurization with an air compressor.
次に、バーナに点火して、圧力計と温度計とを確認し、混合しながら昇温する。この時に、圧力は10kg/cm2以下とし、温度計の表示が110℃に達してから、約30分間混合反応させる。 Next, the burner is ignited, the pressure gauge and the thermometer are confirmed, and the temperature is raised while mixing. At this time, the pressure is set to 10 kg / cm 2 or less, and after the thermometer display reaches 110 ° C., the mixture is reacted for about 30 minutes.
次に、バーナを停止し、圧力計が下降するまで放置し、安定したら排気弁により最終残圧を完全に排出し、大気圧と同化させる。 Next, the burner is stopped and left until the pressure gauge is lowered. When the pressure gauge is stabilized, the final residual pressure is completely discharged by the exhaust valve and assimilated with the atmospheric pressure.
次に、混合機を停止させ、排出バルブを開放して、沈澱物及び液体を排出して、これらを回収する。 Next, the mixer is stopped, the discharge valve is opened, the precipitate and liquid are discharged, and these are collected.
次に、回収物を冷却し、沈澱分離し薬液と沈澱物を得る。ここでは、薬液130重量部と沈澱物20重量部を得ることができた。 Next, the recovered product is cooled and separated by precipitation to obtain a chemical solution and a precipitate. Here, 130 parts by weight of the chemical solution and 20 parts by weight of the precipitate could be obtained.
また、回収された薬液は、多硫化カルシウムを含有しており、液比重が1.2g/ccで黄緑色のpH10の液体であった。 The recovered chemical solution contained calcium polysulfide and was a yellow-green pH 10 liquid with a liquid specific gravity of 1.2 g / cc.
また、原料とし焼却場飛灰ＰＨ13.5を用いたところ、多硫化カルシウムを含有した液比重が1.15g/ccの茶色のpH11の液体を得た。 Further, when incineration fly ash PH13.5 was used as a raw material, a brown pH 11 liquid having a liquid specific gravity of 1.15 g / cc containing calcium polysulfide was obtained.
このようにして生成した沈殿物、さらには水溶液を地盤改良剤として用いることができる。 The precipitate thus formed, and further an aqueous solution can be used as a ground improvement agent.
このように、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカを含有する物質である飛灰を原料として地盤改良剤を生成した場合には、原料に含有されるカルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカによって、ゲーレナイト（2CaO・Al2O3・SiO2）、アーノサイト（CaO・Al2O3・2SiO2）、メルビナイト（3CaO・MgO・2SiO2）、アケルマナイト（2CaO・MgO・2SiO2）、モンチセライト（CaO・MgO・SiO2）、ランキナイト（3CaO・2SiO2）、ダイカルシウムシリケート（2CaO・SiO2）、クラストナイト（CaO・SiO2）、スビネル（MgO・Al2O3）、リューサイト（(K2O・N2O)・Al2O3・SiO2）を含有する重組成体からなる地盤改良剤を生成することができる。 Thus, when a ground improvement agent is produced using fly ash, which is a substance containing calcium, magnesium, aluminum, and silica, as a raw material, gelenite (2CaO · 2) is produced by calcium, magnesium, aluminum, and silica contained in the raw material. Al 2 O 3 · SiO 2) , Arno site (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2), Merubinaito (3CaO · MgO · 2SiO 2) , Akerumanaito (2CaO · MgO · 2SiO 2) , Monte celite (CaO · MgO · SiO 2), rankinite Night (3CaO · 2SiO 2), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), crust Knight (CaO · SiO 2), Subineru (MgO · Al 2 O 3) , leucite ((K 2 O · N 2 O) · Al 2 O 3 · SiO 2) may generate a ground improvement agent comprising a heavy composition bodies containing.
このようにして１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物を生成し、それを主成分とする地盤改良剤を用いて地盤改良作業を行うと、多硫化物によって中性環境下で安定的に地盤を固化することができ、酸性雨や海水などの影響による改良地盤の軟化を防止することができる。 In this way, a powdered polysulfide is produced by ion-bonding any one of the first or second type metal body or the other alkali metal body or a mixture thereof and sulfur, which is the main component. When ground improvement work is performed using a ground improvement agent, the ground can be solidified stably in a neutral environment by polysulfide, and softening of the improved ground due to the influence of acid rain, seawater, etc. can be prevented. it can.
また、粉末状の多硫化物を用いることで、地盤改良剤自体を研磨剤として機能させることができ、地盤改良剤とは別に研磨剤を使用する必要がなくなり、地盤改良に要するコストを低減することができる。 In addition, by using powdered polysulfides, the ground improvement agent itself can function as an abrasive, eliminating the need for an abrasive separately from the ground improvement agent, and reducing the cost required for ground improvement. be able to.
さらに、多硫化物からなる地盤改良剤によって地盤中の重金属を長期間にわたって安定的に固化することができ、地盤からの重金属の溶出を未然に防止することができる。 Furthermore, the heavy metal in the ground can be solidified stably over a long period of time by the ground improver made of polysulfide, and elution of heavy metal from the ground can be prevented beforehand.
特に、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液を混合して使用した場合には、硫化水溶液によっても地盤を安定的に固化することができ、より一層、軟弱地盤の強化を図ることができる。 In particular, when a sulfurized aqueous solution in which sulfur is ion-bonded with any one or a mixture of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies and sulfur is used, the ground is also removed by the sulfurized aqueous solution. It can be solidified stably, and the soft ground can be further strengthened.
１ 地盤改良装置
２ 重機
３ 支柱
４ 掘削機構
５ 支持体
６ 駆動モータ
７ 変速機
８ 掘削軸
９ 掘削ビット
10 空気圧縮機
11 地盤改良剤貯留タンク
12 地盤改良剤混入機
13 地盤改良剤供給機構
14 スイベルジョイント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground improvement apparatus 2 Heavy machine 3 Support | pillar 4 Excavation mechanism 5 Support body 6 Drive motor 7 Transmission 8 Excavation shaft 9 Excavation bit
10 Air compressor
11 Ground improvement agent storage tank
12 Ground improvement agent mixing machine
13 Ground improvement agent supply mechanism
14 Swivel joint
Claims (2)
地盤改良剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物をカルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカを含有する飛灰を原料として生成し、ゲーレナイト（2CaO・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）、アーノサイト（CaO・Al 2 O 3 ・2SiO 2 ）、メルビナイト（3CaO・MgO・2SiO 2 ）、アケルマナイト（2CaO・MgO・2SiO 2 ）、モンチセライト（CaO・MgO・SiO 2 ）、ランキナイト（3CaO・2SiO 2 ）、ダイカルシウムシリケート（2CaO・SiO 2 ）、クラストナイト（CaO・SiO 2 ）、スビネル（MgO・Al 2 O 3 ）、リューサイト（(K 2 O・N 2 O)・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）を含有するものを主成分とすることを特徴とする地盤改良装置。 In the ground improvement device that improves the ground by spraying the ground improvement agent from the tip of the excavation rod for excavating the ground and mixing the ground improvement agent into the excavated ground,
The ground improvement agent is a powdered polysulfide obtained by ion-bonding any one of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof with sulfur and calcium, magnesium, aluminum, silica. the fly ash containing generated as a raw material, gehlenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2), Arno site (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2), Merubinaito (3CaO · MgO · 2SiO 2) , Akerumanaito (2CaO · MgO · 2SiO 2), Monte celite (CaO · MgO · SiO 2) , rankinite Night (3CaO · 2SiO 2), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), crust Knight (CaO · SiO 2), Subineru (MgO · A ground improvement device comprising as a main component a material containing Al 2 O 3 ) and leucite ((K 2 O · N 2 O) · Al 2 O 3 · SiO 2 ) .
地盤改良剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた粉末状の多硫化物をカルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカを含有する飛灰を原料として生成し、ゲーレナイト（2CaO・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）、アーノサイト（CaO・Al 2 O 3 ・2SiO 2 ）、メルビナイト（3CaO・MgO・2SiO 2 ）、アケルマナイト（2CaO・MgO・2SiO 2 ）、モンチセライト（CaO・MgO・SiO 2 ）、ランキナイト（3CaO・2SiO 2 ）、ダイカルシウムシリケート（2CaO・SiO 2 ）、クラストナイト（CaO・SiO 2 ）、スビネル（MgO・Al 2 O 3 ）、リューサイト（(K 2 O・N 2 O)・Al 2 O 3 ・SiO 2 ）を含有するものを主成分とすることを特徴とする地盤改良方法。
In the ground improvement method of improving the ground by spraying the ground improvement agent from the tip of the excavation rod for excavating the ground and mixing the ground improvement agent into the excavated ground,
The ground improvement agent is a powdered polysulfide obtained by ion-bonding any one of one or two kinds of metal bodies or other alkali metal bodies or a mixture thereof with sulfur and calcium, magnesium, aluminum, silica. the fly ash containing generated as a raw material, gehlenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2), Arno site (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2), Merubinaito (3CaO · MgO · 2SiO 2) , Akerumanaito (2CaO · MgO · 2SiO 2), Monte celite (CaO · MgO · SiO 2) , rankinite Night (3CaO · 2SiO 2), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), crust Knight (CaO · SiO 2), Subineru (MgO · A ground improvement method characterized by comprising mainly Al 2 O 3 ) and leucite ((K 2 O · N 2 O) · Al 2 O 3 · SiO 2 ) .
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