JP5027968B2

JP5027968B2 - 土質改良材及びその製造方法

Info

Publication number: JP5027968B2
Application number: JP2001253287A
Authority: JP
Inventors: 俊治佐藤; 利司小嶋; 光夫和田
Original assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: JP2003064362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軟弱地盤の土質改良、湖沼や河川の堆積汚泥処理、発生土の改良等に係る土質改良材及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土質改良材として、セメント系や石灰系改良材が広く使用されている。しかし、都市部において施工時の発塵は付近住民の苦情となり、施工完遂が困難になるケースが頻発している。そこで、土質改良材をテフロン（登録商標）、油類、糖質等の薬剤で処理し、散布時の発塵を抑制する防塵タイプが開発されている。また、特開平８−７３２５２号公報には、アスファルト、タール、粘性油等の薬剤で処理する発塵抑制方法が開示されている。
【０００３】
生石灰のような発塵性のある粉体の発塵を抑える方法として、登録第２５３８７８２号（特開平０１−８１８６２１号公報）には、フイブリル化性ポリテトラフルオロエチレン樹脂と反応熱を発生する２種類の物質を混合する方法（以下、「先行技術１」という）が、特開平１０−１０２０４７号公報には、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を混合する方法（以下、「先行技術２」という）が、それぞれ開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、生石灰及び石灰系の土質改良材は、セメントと同様に散布時の発塵は抑制されるが、混合中に生石灰が対象土中の水分と反応し、より微細な消石灰になることから、混合中の発塵を防止することは困難とされていた。
【０００５】
従って、この発明の目的は、上記の問題を解決し、発塵を抑制することができる土質改良材及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏およびフライアッシュのうちの少なくとも１つと、発塵防止用薬剤とからなり、前記生石灰の活性度ｔｕ−８０が６００〜６０００秒、且つ、前記生石灰の粒度が６０ｍｅｓｈ全通であり、前記発塵防止用薬剤は、ポリテトラフルオロエチレン、油類、糖質、アスファルトおよびタールのうちの少なくとも１つからなることに特徴を有するものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、活性度が粗粒滴定法による塩酸活性度の１００ｇ法、１０分値で２００ｍｌ以下の生石灰を原料とし、前記原料生石灰を粉砕し、分級して粒度を６０ｍｅｓｈ全通とし、且つ、その活性度ｔｕ−８０を６００〜６０００秒の範囲内とし、そして、このようにして調製した原料生石灰に、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏およびフライアッシュのうちの少なくとも１つと、ポリテトラフルオロエチレン、油類、糖質、アスファルトおよびタールのうちの少なくとも１つからなる発塵防止用薬剤とを添加することに特徴を有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の土質改良材は、生石灰からなる。そして、生石灰の活性度及び粒度をコントロールすることにより、散布時の発塵及び混合時の発塵を制御することができる。
【００１１】
すなわち、本発明土質改良材（生石灰）を製造するために用いる生石灰を所定の活性度（粗粒滴定法による塩酸活性度の１００ｇ法、１０分値で２００ｍｌ以下）に焼成して原料生石灰とし、次いで、原料生石灰を粉砕し、分級して所定の粒度（６０ｍｅｓｈ全通）とし、且つ、生石灰の活性度ｔｕ−８０を６００〜６０００秒の範囲とする。かくして、本発明土質改良材が製造される。
【００１２】
原料生石灰の活性度は、石灰ハンドブック記載の粗粒滴定法による塩酸活性度の１００ｇ法、１０分値で２００ｍｌ以下とすべきである。好ましくは、８０〜１５０ｍｌである。塩酸活性度は、本発明土質改良材を製造するための生石灰を焼成するときに調整される。塩酸活性度が高くなると、生石灰から消石灰に変わる反応が速くなる。
【００１３】
本発明土質改良材を構成する生石灰の粒度は、６０ｍｅｓｈ全通とすべきである。好ましくは１００ｍｅｓｈ全通である。６０ｍｅｓｈ全通は、粒径０．２５〜０ｍｍに相当する。すなわち、生石灰の粒径は、０．２５ｍｍ以下とする。なお、１００ｍｅｓｈ全通は、粒径０．１５〜０ｍｍに相当する。粒度が粗いと土との混合における分散性が悪くなる。
【００１４】
本発明の土質改良材を構成する生石灰（超硬焼品）は、従来品（軟焼、普通品、硬焼品）と比べ、生石灰の焼結が進み、生石灰の一次粒子は粗大になっている為、粉砕後の粒度分布でも微細粒子の存在は少なく、生石灰の見掛け比重が約１０〜２５％程度大きいことにより、生石灰粉末はより落下しやすくなり、発塵が抑制される。
【００１５】
本発明土質改良材を構成する生石灰は、その活性度ｔｕ−８０（ＤＩＮ法）を６００〜６０００秒とすべきである。好ましくは、１０００〜２０００秒である。生石灰の活性度ｔｕ−８０は、生石灰の粒度により変化するため、その調整は生石灰の粒度調整により行われる。
【００１６】
本発明は、生石灰粉末の活性度ｔｕ−８０が、上記従来品が６００秒未満であるのに比べ６００〜６０００秒と長いことから、土との混合時において急激に土中の水と反応せず、時間をかけて反応していくため、混合中に生成する消石灰の発塵を抑制できる。このため混合時間を充分にとることが可能であり、且つ、生石灰の粒度が細かいことから分散性が良く、土中において均一に混合した状態で水和反応が起こるため、生成した消石灰は土に馴染んでしまい、混合中の発塵はほとんど抑えられる。
【００１７】
ただし、本発明の土質改良材を構成する超硬焼生石灰は、長時間にわたって反応するため、混合時や転圧後も消化反応が継続すると、改良層は生石灰の消化反応により膨張してしまうことが考えられる。これについて、本発明においては、生石灰の活性度と粉末の粒度とを本発明範囲内に規定（コントロール）することにより解決される。
【００１８】
また、土質改良材散布時の発塵について厳しい規制がある場合においては、従来の技術との併用（薬剤添加）も可能である。
【００１９】
請求項２記載の土質改良材は、生石灰単体では効果を発揮しにくい土質に対して強度発現効果を高めるために、請求項１記載の生石灰と、生石灰よりも発塵性の高い材料であるセメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュのうちの少なくとも１つとからなる。アルミナ含有物としては、明礬石、アルミスラッジ等を用いる。請求項１の生石灰に更に添加する上記材料（セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュ）は、発塵性が高いので散布時の発塵を抑えるために、発塵防止用薬剤を添加するとよい。発塵防止用薬剤としては、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタール等を用いる。
【００２０】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
【００２１】
［実施例１］
本発明範囲内の活性度（粗粒滴定法による塩酸活性度の１００ｇ法、１０分値で２００ｍｌ以下）の原料生石灰を調製し、次いで、粉砕し、次いで、篩い分けして粒度調整し、本発明範囲内の粒度（６０ｍｅｓｈ全通）及び活性度ｔｕ−８０（６００〜６０００秒）の本発明土質改良材を調製した。
【００２２】
そして、調製した本発明土質改良材（生石灰）の試料（以下、「本発明試料」という）に対して、粒度、活性度ｔｕ−８0、発塵量、一軸圧縮強さについて調査した。試験方法は、下記（１）〜（４）の通りであった。比較例として、本発明範囲外である生石灰の試料（以下、「比較用試料」という）に対して、同様の試験を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
（１）粒度
本実施例においては、生石灰を１００ｍｅｓｈ全通に篩い分けた。すなわち、粒径は０．１５〜０ｍｍであった。比較例１、２は粒径１〜０ｍｍであった。
【００２５】
（２）生石灰粉末の活性度ｔｕ−８0
消化発熱試験によって行った。すなわち、１Ｌ（リットル）デユワービンに生石灰（本発明試料又は比較用試料）１５０ｇと水６００ｃｃをいれ、攪拌機により混合した。生石灰と水との反応により発熱が起こり温度が上昇する。ｔｕ−８０は、最高温度の８０％に達するまでの時間（秒）で示した。
【００２６】
（３）発塵量
試料（本発明試料又は比較用試料）を直径４０ｃｍ、高さ６０ｃｍの円筒形透明アクリル容器に、その頂部投入口より２００ｇ投入し、その際の発塵量を該容器の底面より４５ｃｍ上方に設置した光散乱式デジタル粉塵計を用いて測定した。測定値は相対濃度ＣＰＭ（Count Per Minute）によって示した。
【００２７】
（４）一軸圧縮強さ
試料土として含水比が１００％のシルト質土を用いた。添加量８０ｋｇ／ｍ³となるように、試料土（シルト質土）と試料（本発明試料又は比較用試料）とを１分間、ホバートミキサーにより混合した。混合直後の混合試料を直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍのモールドに充填し、１日室内養生を行った。室内養生後、モールドより脱型し水中に養生した。２７日経過後一軸圧縮試験を実施した。
【００２８】
表１に示すように、粒度１００ｍｅｓｈ全通、活性度ｔｕ−８０が２１５４秒の実施例は、ＣＰＭ値が７７と発塵量が少なく、また、一軸圧縮強さも３３．７５ｋｇｆ／ｃｍ²と良好であった。
【００２９】
これに対し、比較例１は、活性度ｔｕ−８０が６４５２秒と長く、更に、粒度が粗いため、混合時の未消和の生石灰が養生中に反応を開始した。反応は膨張を伴うため、比較例１の供試体にクラックが発生し、その影響によって一軸圧縮強さが８．３０ｋｇｆ／ｃｍ²と劣っていた。
【００３０】
［実施例２］
実施例１において使用した本発明試料と、比較例２に使用した比較用試料に対して、下記（５）の試験方法によって発塵量を調査した。その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
（５）発塵量
試料土として、含水比が８０％のローム質土を用いた。直径約３０ｃｍ、高さ約４０ｃｍのオムニミキサーへ試料土５ｋｇを投入し、平らに敷き均した。その上に試料（本発明試料又は比較用試料）を１００ｋｇ／ｍ³に相当する量を平均に敷き均した。再び、その上に試料土を５ｋｇ敷き均した。この状態で３0分間放置した。３０分放置後、１分間混合を行い、この混合中の発塵量をオムニミキサの上方１５ｃｍの位置において光散乱式デジタル粉塵計を用いて測定した。
【００３３】
表２に示すように、実施例の発塵量はＣＰＭ値が３４０と少なかった。
【００３４】
これに対し、比較例２は、ＣＰＭ値が３４２０と発塵量が多かった。
【００３５】
［実施例３］
実施例１において使用した本発明試料と、セメントとを混合したものを調製した。これを請求項２に該当する本発明試料Ａとした。
【００３６】
比較例２において使用した比較用試料と、セメントとを混合したものを調製した。これを請求項２の比較用試料Ｂとした。
【００３７】
本発明試料Ａに、油を混合したものを調製した。これを請求項３に該当する本発明試料Ｃとした。
【００３８】
そして、上記の試料Ａ、Ｂ、Ｃに対して、実施例１の「（３）発塵量」と同じ試験を実施した。その結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
表３に示すように、発塵量が、セメントの影響で、試料Ａ及びＢは、本発明試料と比べると大きな値となっているが、本発明試料を混合した試料Ａの方が試料Ｂよりも少なくなっている。また、油を添加することによって、試料Ｃは本発明試料とほぼ同じになっている。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば下記に示す有用な効果がもたらされる。
【００４２】
▲１▼ 生石灰、石灰系でありながら施工時の発塵を抑制することができる。
▲２▼ 土質改良施工時の発塵を抑えることにより、作業員の健康、及び、施工箇所周辺の環境を、発塵による被害から保護することができる。
▲３▼ 請求項１の土質改良材は、他の物質を混ぜることが無いため、製造にあたっては、既存の施設を有効に使うことができる。
▲４▼ 請求項１の土質改良材は、先行技術１、２のように薬剤の添加を用いることなく、発塵を抑制することができる。
▲５▼ 請求項２の土質改良材は、生石灰のみでなく、他の材料（セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュ）を混合することにより、生石灰単体では効果を発揮しにくい土質に対しても強度発現効果を高めることができる。また、発塵防止用薬剤を用いることにより、発塵を抑制することができる。

Claims

生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏およびフライアッシュのうちの少なくとも１つと、発塵防止用薬剤とからなり、前記生石灰の活性度ｔｕ−８０が６００〜６０００秒、且つ、前記生石灰の粒度が６０ｍｅｓｈ全通であり、前記発塵防止用薬剤は、ポリテトラフルオロエチレン、油類、糖質、アスファルトおよびタールのうちの少なくとも１つからなることを特徴とする発塵防止可能な土質改良材。
活性度が粗粒滴定法による塩酸活性度の１００ｇ法、１０分値で２００ｍｌ以下の生石灰を原料とし、前記原料生石灰を粉砕し、分級して粒度を６０ｍｅｓｈ全通とし、且つ、その活性度ｔｕ−８０を６００〜６０００秒の範囲内とし、そして、このようにして調製した原料生石灰に、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏およびフライアッシュのうちの少なくとも１つと、ポリテトラフルオロエチレン、油類、糖質、アスファルトおよびタールのうちの少なくとも１つからなる発塵防止用薬剤とを添加することを特徴とする発塵防止可能な土質改良材の製造方法。