JP6416426B1 - 気泡混合土砂の改質処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アニオン性界面活性剤又はアニオン性増粘剤やベントナイト等を含有する気泡混合土砂を、高分子凝集剤の単独添加することによって自立性を有する土砂への改質処理するに当たり、起泡剤を構成するアニオン性界面活性剤の溶出に伴う二次的問題やカチオン性高分子凝集剤の使用による魚毒性の問題を解消できる気泡混合土砂の改質処理方法を提供すること。
【解決手段】気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加撹拌し、イオンコンプレックスによって水不溶性物質を生成させることで、気泡混合土砂を自立性を有する土砂に改質する。
【選択図】なし

Description

本発明は、気泡混合土砂の改質処理方法に関するものである。

従来、シールド工事、推進工事のような建設工事等で発生する泥土、すなわち、高含水比の軟弱な土砂は、産業廃棄物として脱水処理した後、最終処分場に埋立てて廃棄処理されている。こうした泥土の処理は、脱水処理に経費がかかる上、脱水処理した泥土も、産業廃棄物として再利用することなく廃棄しなければならないため、著しく非経済的である。また、このように泥土を処理して廃棄するにしても、最近は、産業廃棄物の最終処分地の立地難が深刻化している。

こうしたことを背景にして建設工事等で発生する泥土のリサイクルの必要性が高まっている。こうした要請から、これまで利用価値のなかった泥土について、施工業者自らが泥土の発生現場で改質剤を混合して改質処理を施すことにより、これを強度の高い一般建設残土と同等の土砂に改質して利用価値を創出し、改質処理現場から再利用先へと直接搬送して、路盤材、埋め戻し土、宅地造成土、土手の盛土等の種々の用途に再利用する技術の開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、泥土の改質処理に用いる改質剤の代表的なものとして、アニオン性高分子凝集剤を挙げることができるが、シールド工事、推進工事等で用いられる掘削添加材（界面活性剤に高分子系加泥材やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のアニオン性増粘剤を添加した起泡材やベントナイト）が多量に含まれる掘削土等では、アニオン性高分子凝集剤のみでは十分な改質ができず、搬送が可能な自立性を有する土砂への改質が困難な場合があった。
また、掘削添加材に起泡剤としてアニオン系界面活性剤のみが使用された土砂に、アニオン性高分子凝集剤を用いて改質した土砂は、降雨等により起泡剤を構成するアニオン系界面活性剤が溶出し、泡立ちが問題となる場合があった。

また、アニオン性高分子凝集剤のみによって改質された土砂は、降雨等により起泡剤を構成する界面活性剤の溶出により、泡立ちのあるろ水が河川や地下水に流れ込むおそれや、海上埋立地での泡立ち、中間処理場での排土の分級処理等の中間処理時の泡の発生に伴う歩掛の低下等の二次的問題を引き起こすおそれがあった。

このような場合、アニオン性高分子凝集剤に代えて、カチオン価の高い、カチオン性高分子凝集剤を用いることによって改質を行うことができることが知られている（例えば、特許文献２参照。）が、カチオン価が高く、分子量の大きいカチオン性高分子凝集剤は、魚毒性が高く、改質後の土砂を再利用する場合にカチオン性高分子凝集剤が溶出することが問題視されていた。

特開２００６−２６５８８５号公報 特開平３−１００２９５号公報

本発明は、上記のアニオン性高分子凝集剤の単独添加による自立性を有する土砂への改質が困難な泥土等の流動性を有する土砂、特に、気泡混合土砂の改質処理方法に伴う問題点に鑑み、アニオン性増粘剤やベントナイト等を含有する気泡混合土砂を、高分子凝集剤の単独添加することによって自立性を有する土砂への改質処理するに当たり、起泡剤を構成するアニオン性界面活性剤の溶出に伴う二次的問題やカチオン性高分子凝集剤の使用による魚毒性の問題を解消できる気泡混合土砂の改質処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の気泡混合土砂の改質処理方法は、気泡混合土砂の改質処理方法において、前記気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加撹拌し、イオンコンプレックスによって水不溶性物質を生成させることで、気泡混合土砂を自立性を有する土砂に改質することを特徴とする。

また、前記気泡混合土砂は、アニオン性界面活性剤を含有するものであったり、アニオン性増粘剤及び／又はベントナイトを含有するものを対象とすることができる。

本発明の気泡混合土砂の改質処理方法によれば、気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加撹拌し、イオンコンプレックスによって水不溶性物質を生成させることで、アニオン性界面活性剤又はアニオン性増粘剤やベントナイト等を含有する気泡混合土砂を自立性を有する土砂に改質することができ、併せて、イオンコンプレックスによる水不溶化により、カチオン成分の溶出を抑制し、魚毒性の問題や起泡剤を構成する界面活性剤の溶出に伴う二次的問題を解消することができる。

以下、本発明の気泡混合土砂の改質処理方法の実施の形態を、具体的な実施形態に基づいて説明する。

本発明の気泡混合土砂の改質処理方法は、気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加撹拌し、イオンコンプレックスによって水不溶性物質を生成させることで、アニオン性界面活性剤又はアニオン性増粘剤やベントナイト等を含有する気泡混合土砂を自立性を有する土砂に改質することができ、併せて、水不溶化により、カチオン成分の溶出を抑制し、起泡剤を構成するアニオン性界面活性剤の溶出に伴う二次的問題やカチオン性高分子凝集剤の使用による魚毒性の問題を解消するようにしたものである。

ここで、「自立性を有する土砂」とは、ダンプトラックを使用して土砂を改質処理現場から再利用先へと直接搬送することが可能な程度の土砂を意味し、より具体的には、ミニスランプ試験によるスランプ値が１．０ｃｍ以下の土砂を意味する。

ところで、気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加、撹拌した場合、概ねｐＨが中性域ではカチオン部とアニオン部のどちらもイオン解離し、カチオンは界面活性剤のアニオン電荷や増粘剤などのアニオン電荷とイオン結合し、場合によっては自身のアニオン部とイオン結合してイオンコンプレックスを作りながら水不溶性物質となる。
このとき、水不溶解性物質中に起泡剤を構成するアニオン性界面活性剤やアニオン性増粘剤が水不溶性物質となることによって、気泡を構成する界面活性剤の溶出に伴う二次的問題を解消することができる。

この場合、両性高分子凝集剤は、重合させるアニオン性材料やカチオン性材料に限定はなく、ｐＨ中性域においてカチオンモル数がアニオンモル数を下回る重合比であればよく、より具体的には、分子量５００万〜２５００万の範囲において、アニオン部が２０モル％〜４０モル％カチオン部が０．１モル％〜２０モル％の範囲において選択的に用いることが可能であり、アニオン部とカチオン部の対比においては用いられる掘削添加剤のアニオン価に応じて、カチオン価を増減（掘削添加剤のアニオン価が高い場合はカチオン価を高めに、低い場合はカチオン価を低めに）することができる。

以下、以下の条件で、アニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤をそれぞれ用いて気泡混合土砂の改質処理の比較試験を行った結果を、表１及び表２に示す。

アニオン性増粘剤（カルボキシメチルセルロース塩）入り起泡剤（ラウリルエーテル硫酸塩）１％水溶液
乾燥川砂
加水１５％（耐乾燥川砂１Ｌに１５０ｍｌ）
気泡注入２０％（加水川砂１Ｌに３００ｍｌの気泡を注入）

起泡剤（ラウリルエーテル硫酸塩）１％水溶液
乾燥川砂
加水１５％（耐乾燥川砂１Ｌに１５０ｍｌ）
気泡注入３０％（加水川砂１Ｌに３００ｍｌの気泡を注入）

上記の比較試験の結果から、両性高分子凝集剤は、アニオン性高分子凝集剤と比較して、気泡混合土砂の改質処理において良好な改質性を発揮することを確認した。

以上、本発明の気泡混合土砂の改質処理方法について、その実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の気泡混合土砂の改質処理方法は、アニオン性界面活性剤又はアニオン性増粘剤やベントナイト等を含有する気泡混合土砂を、高分子凝集剤の単独添加することによって自立性を有する土砂への改質処理するに当たり、起泡剤を構成するアニオン性界面活性剤の溶出に伴う二次的問題やカチオン性高分子凝集剤の使用による魚毒性の問題を解消できることから、アニオン性高分子凝集剤の単独添加による自立性を有する土砂への改質が困難な泥土等の流動性を有する土砂、特に、気泡混合土砂の改質処理の用途に好適に用いることができる。

Claims (3)

1. 気泡混合土砂の改質処理方法において、前記気泡混合土砂に、両性高分子凝集剤を添加撹拌し、イオンコンプレックスによって水不溶性物質を生成させることで、気泡混合土砂を自立性を有する土砂に改質することを特徴とする気泡混合土砂の改質処理方法。
2. 前記気泡混合土砂が、アニオン性界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の気泡混合土砂の改質処理方法。
3. 前記気泡混合土砂が、アニオン性増粘剤及び／又はベントナイトを含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡混合土砂の改質処理方法。