JPH02245088A

JPH02245088A - 地盤強化・土質改良材

Info

Publication number: JPH02245088A
Application number: JP1063777A
Authority: JP
Inventors: Yukimori Shida; 志田　幸盛
Original assignee: JOBAN KOGYO KK
Current assignee: JOBAN KOGYO KK
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-09-28
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JP2820708B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、各種工場排出物や産業廃棄物等を活用した
地盤強化・土質改良材に関する。

〈従来の技術〉海辺部、低地、湿地帯その他の軟弱地盤地域を整備しそ
こに道路や構築物を築造するために、従来より各種の地
盤強化材や土質改良材（以下地盤強化・土質改良材と称
す）が使用されているが、これらの殆どはセメント類を
基材とし、これに石膏その他の水硬性無機物・有機物を
配合したものである。また水ガラスを基材としこれに各
種水硬性物質を配合したものも知られている。

一方、各種工場排出物や産業廃棄物等は量的に年々増加
しているがその処理としては埋め立てに利用したり海洋
に投棄したりしているのが現状である。

しかしながら、従来の地盤強化・土質改良材は石灰岩の
産地より岩石を採取し破砕機に掛けた上、工場に運んで
焼成したセメント類を基材とするのでコスト的に必ずし
も有利とは言えないものであり、また各種工場排出物や
産業廃棄物等は単に投棄されているだけでそれ程存効利
用されていないものである。

そこで、本出願人は各種工場排出物や産業廃棄物等の組
成に注目してその化学組成を分析検討したところ、地盤
強化・土質改良材の有効成分として活用できそうなもの
をかなり多くの量含有していることを知見として得たの
で、さきに「各種工場排出物を利用した地盤強化改良材
」を提案した（日本特許公開、特開昭６１−２１８６８
４号公報参照）。この地盤強化改良材はＣａ　Ｏ，Ａ　
１２０２　、Ｆ　ｅ　ｔ　Ｏ３及び５ｉｆ２を主成分と
して含有する各種工場排出物の焼成物を基材とし、これ
に、水硬性物質の少なくとも１種を配合してＳｉＯｘ　
、Ａｊ２ｚ　Ｏｓ　、Ｆｅｚ　Ｏｘ　、ＣａＯ１Ｍｇ０
１Ｎａｚ　Ｏ及びに、Ｏを組成分として含有するように
したものである。

〈発明が解決しようとする課題〉先に提案した、地盤強化改良材は各種工場排出物を有効
利用する点で当初の目的を達成することができたが、こ
の種の地盤強化・土質改良材は多量に使用されるものな
のでより一層コストを下げたいという要望があった。更
に膨張率を上げて地盤強化・土質改良材の特質を向上さ
せたいという要望があった。

そして、その後の研究によれば、焼成物としての基材を
得るに際し、セメント類を使用せずに粘土鉱物を用いて
ＣａＯ，Ａｌｚ○２　、Ｓ　＋　Ｏｘ、Ｆｅｚｅｓ等を
補えばその分他の材料の使用量を下げられ、更に組成成
分としてアルミナを加えてやれば膨張率が上がり地盤強
化・土質改良材としての特質を向上させられることが判
明した。

〈課題を解決するだめの手段〉そして、この発明では、ＣａＯ，／ｌ’、ｚｏ＋、Ｓ　
ｉｏｚ　、Ｆｅｚ　ｏｌを主成分として多く含有する各
種工場排出物や産業廃棄物等と、粘土鉱物とを混合・焼
成した焼成物を基材とし、この基材に石膏を加えて地盤
強化・土質改良材とした〔請求項（１）〕。更に、上記
の焼成物を、微粉砕して基材とし、これに半水石膏を加
えて地盤強化・土質改良材とした〔請求項（２）］。そ
して更に、上記の焼成物の水硬率（Ｃａ　Ｏ／　（Ａ　
ｆ！、ｚ　Ｏ：＋　＋　Ｓ　ｉ○２＋Ｆｅｚ　０３　）
）が１．７ないし２．４の範囲になるよう主成分の組成
を予め調整して地盤強化・土質改良材とした〔請求項（
３）〕。そしてまた、組成成分としてアルミナを更に１
０％ないし２０％（Ｗｔ）前後加えて地盤強化・土質改
良材とした〔請求項（４）〕。

〈作　　用〉精糖工場で粗糖を精製する際に発生する汚泥ケーキ、製
紙工場から排出される焼却灰、鉄工場で排出される鉄サ
ビを除去した後の鉄サビ汚泥や鉄鋼スラグ類、アルミ製
造過程の圧延スラグ、ビールろ過汚泥等の各種工場排出
物や産業廃棄物等はＣａＯ１ＡＩ！、ｚ　Ｏｚ　、５ｉ
Ｏｚ　、Ｆｅｗ　０３を含むものが多いので、これらの
うちＣａＯ，Ａｊｌ！□Ｏｘ　、Ｓ　ｉ　Ｏｘ　、　Ｆ
　ｅ２０３を主成分として多く含むものを選択し、選択
した各種工場排出物や産業廃棄物等と粘土鉱物とを混合
し、１２００ないし１６００°Ｃ位の温度で焼成した焼
成物を基材とするものである。

各種工場排出物や産業廃棄物等の例としては、以下の表
１に示す如きものがある。尚、重金属を含まぬものを使
用することは言うまでもない。

そしてこれらに混合する粘土鉱物の例としては以下の表
２に示す如きものがある。

紅衷Ｌ表１及び表２に示す如く各所各種工場排出物や産業廃棄
物等と粘土鉱物の主成分は品種により異なるが、いずれ
でも有機物を焼却して取り除くと無機物が得られるし、
これを本発明に利用出来るものである。

ところで、上記焼成物はいわゆるセメントクリンカ−で
ありその凝固時間を調整させるために石膏を「凝結遅緩
材」として基材に添加するが、石膏の添加は不足成分を
補う上でも有益である。この時、焼成物（セメントクリ
ンカー）を微粉砕して基材にすると、粘性が上がり吸水
率が上がるので硬化性を向上でき有利である。そして石
膏の内でも半水石膏は使い易い。即ち半水石膏は通常使
われる三水石膏に比べ含水率が少ないのでその分、吸着
水による凝固が少ないから使い易い。また焼成物の水硬
率を１．７ないし２．４に調整すれば普通ポルトランド
セメントに要求される凝固の度合いを充分溝たし且つそ
れ以上の凝固性を期待できる。

水硬率を調整する上でカルシウム不足の場合、経済性も
考えて炭酸カルシウムを添加すると良い。

更に対象とする土壌が有機物を含む土質やフミン、アミ
ン酸を含むような土質（例えば腐食上）には水硬率を変
え、それに合わせ組成成分の配合を行うようにするもの
である。そしてまた組成成分としてアルミナを１０％な
いし２０％（ｗ　ｔ　）前後加えると約０．５ないし１
０％体積が膨張して地盤の中の圧密現象で地盤の凝結硬
化がより好ましく成る。

〈実施例及び効果〉各種工場排出物や産業廃棄物等として、精糖汚泥、製紙
焼却灰、鉄サビ汚泥、アルミ圧延スラグを選択使用し且
つ粘土鉱物として関東ロームを選び、これらを配合した
焼成物を得、これを微粉砕して基材とした。尚、カルシ
ウムとして炭酸カルシウムを加えて意図する水硬率に合
わせ組成成分を調整した。そして、半水石膏を加えて地
盤強化・土質改良材とした。その全体の組成成分は次表
３の通りであった。

表１そして表４の基材を用い、表５の如く半水石膏を加えて
地盤強化・土質改良材とした。

＊メキシコ産　　　　　　　　　　　　　　　　　＊＊
切。

某１１１１この実施例は、上記表３に示す組成成分のものを基準と
して各々の添加量を調整したものであり、その配合内容
は表４の如きものであった。

表土尚、半水石膏は１０％添加しており、水硬率は２であっ
た。

尖旌■又この実施例は、表３の組成成分のものを基準として各成
分の添加量を調整したものであり、その配合内容は表６
の如きものであった。

ｌ旦そして表６の基材に以下の表７の如く半水石膏を加えて
地盤強化・土質改良材とした。

実考Ｉ引を表６の基材にアルミナを１０％と半水石膏を１０％加え
て表９の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。

半水石膏は１０％添加してあり水硬率は２．０であった
。

丈胤斑主表６の基材にアルミナを１０％そして半水石膏を２０％
加えて表８の如き内容の地盤強化・土質改良材とした。

この場合の水硬率は１．９５であり、そして膨張率は体
積の０．５％であり、ゲル化タイムは１．５分そして凝
結硬化は３０分であった。

この場合の水硬率は２であり、そして膨張率は体積の０
．８乃至１０％であり、ゲル化タイムは２分そして凝結
硬化は３５分であった。

各実施例に於ける地盤強化・土質改良の効果は次に示す
通りである。

く試験例１〉実施例１の地盤強化・土質改良材を、含水比１００％の
関東ロームに１５％添加、混合してテスト品Ａとし、こ
れを型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ａ
をビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後に圧縮試
験を行ったところこのテスト品Ａの一軸圧縮強度は２．
１　ｋｇｆ／ａ＋１であった。

〈試験例２〉実施例２の地盤強化・土質改良材を、含水比１２０％の
関東ロームに１５％添加、混合してテスト品Ｂとし、こ
れを型枠に入れた。そして３日めに脱型してテスト品Ｂ
をビニール袋に詰め湿空養生を４日間行った後で圧縮試
験を行ったところこのテスト品Ｂの一軸圧縮強度は２．
０　ｋｇｆ／ａｆｌであった。

く試験例３〉次にテスト品Ａに半水石膏を２０％追加配合し、次にこ
れを含水比１２０％の関東ロームに２０％添加、混合し
てテスト品Ｃとした。テスト品Ｃを型枠に入れ３日めに
脱型しビニール袋に詰めて湿空養生を４日間行った後に
圧縮試験を行った。このテスト品Ｃの一軸圧縮強度は５
．４　ｋｇｆ／ｃＪであった。

〈試験例４〉次にテスト品Ｂに半水石膏を２０％追加配合し、次にこ
れを含水比１２０％の関東ロームに２０％添加混合して
テスト品りとした。そして試験例３と同様の処置を行っ
てテスト品りの一軸圧縮強度を８周べたところ６．３　
ｋｇｆ／ｄであった。

以上の試験例１〜４より、各々のテスト品Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤは、それぞれ十分な圧縮強度を示していることが判
明した。

〈試験例５〉埼玉県の大場用の用畔にあるメタンガスを発生させてい
る含水比２７９％の有機質シルト（ｐＨ＝５．５〜６）
を選び、これに実施例１及び実施例２の地盤強化の土質
改良材を各々２０％ずつ配合して、上記の試験例１と同
様の処置を施してから一軸圧縮強度を調べたところ、双
方の圧縮強度は１゜３〜１．９　ｋｇｆ／ｃｒＡであり
、強度不足であることが判った。そこで、今度は実施例
３の地盤強化の土質改良材を上記有機質シルトに２０％
配合して、上記と同様の処置を施し、その−軸圧縮強度
を８周べたところ２．８　ｋｇｆ／ｃｍであり、十分な
強度を示した。

を機質シルトには、通常のポルトランドセメントのよう
な水硬率１，７〜２．４の範囲の地盤強化・土質改良材
であっても半水石膏の含有率を多くしたもの（例えば半
水石膏２０％添加の実施例３の如き地盤強化・土質改良
材）は酸性の軟弱地盤の強化・土質の改良に有効である
ことが判明した。

そして、宅地造成その他の土木工事の施工途次の地盤強
化・土質の改良には、アルミナを１０〜２０％添加した
地盤強化の土質改良材（例えば実施例３及び４）を使用
すれば、地盤の圧密とゲル化を促進して工事期間の短縮
を図ることができることも判った。

手続補正書（自発）平成　１年

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣａＯ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、Ｆｅ＿２
Ｏ＿３を主成分として多く含有する各種工場排出物や産
業廃棄物等と、粘土鉱物とを混合・焼成した焼成物を基
材とし、この基材に石膏を加えて成る地盤強化・土質改
良材。
（２）請求項（１）の焼成物を、微粉砕して基材とし、
これに半水石膏を加えて成る請求項（１）記載の地盤強
化・土質改良材。
（３）請求項（１）の焼成物の水硬率が１．７ないし２
．４の範囲になるよう主成分の組成を予め調整した、請
求項（１）又は（２）記載の地盤強化・土質改良材。
（４）組成成分としてアルミナを、更に１０％ないし２
０％（ｗｔ）前後加えて成る請求項（１）ないし（３）
のいずれかに記載の地盤強化・土質改良材。