JPH032478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は含水土壌固化剤に関するものである。 〔従来の技術〕 土木工事などに際して発生する含水土壌は流動
性に富み、通常のトラツク、ダンプ等による搬出
作業を困難なものにしている。このため従来より
含水土壌を安定化させる方法として、高吸水性樹
脂により含水土壌中の遊離水分を取り込み固化さ
せる方法が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、高吸水性樹脂を使用する方法は、高吸
水性樹脂中に遊離水分が一時的に取り込まれてい
る状態に過ぎず、吸水ゲルと土との接着性が期待
できない。このため、固化後降雨により崩壊し、
再度液状化してしまうとの問題点がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは固化後も長期にわたり固化性状を
維持させるとともに高含水土壌を速やかに固化さ
せ即時搬出を可能ならしめる固化剤について鋭意
検討した結果、本発明に到達した。 すなわち本発明は（メタ）アクリルアミド
（共）重合体(a)および石コウ(b)からなる含水土壌
固化剤（以下、本発明の固化剤と略記）である。 （メタ）アクリルアミド（共）重合体として
は、（メタ）アクリルアミドの重合体および（メ
タ）アクリルアミドと他の共重合可能な親水性単
量体との（共）重合体が挙げられる。他の共重合
可能な親水性単量体としてはカルボキシル基含有
単量体〔アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸
などのモノカルボン酸単量体、マレイン酸、フマ
ル酸、シトラコン酸などのジカルボン酸単量体な
ど〕、スルホン酸基含有単量体〔ビニルスルホン
酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン
酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミドエ
タンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸など〕、カルボキシル基含
有単量体およびスルホン酸基含有単量体の塩〔塩
としてはたとえばナトリウム、カリウムなどのア
ルカリ金属の塩、カルシウム、マグネシウムなど
のアルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、アル
キル（炭素数１〜18）アミン、アルカノールアミ
ンなどのアミン塩およびこれらの二種以上の混合
物、好ましくはアルカリ金属の塩〕、水酸基含有
単量体〔アリルアルコール、クロチルアルコー
ル、シンナミルアルコールなど〕、カルボキシル
基、水酸基または（メタ）アクリルアミドなどの
アミド基含有単量体のアルキレンオキシド（炭素
数２〜４のアルキレンオキシドたとえばエチレン
オキシド、プロピレンオキシドおよびブチレンオ
キシド）の低モル（１〜20モル）付加物およびこ
れらの二種以上の混合物が挙げられる。 これらのうち好ましいものはカルボキシル基含
有単量体、スルホン酸基含有単量体およびそれら
の塩であり、とくに好ましくはカルボキシル基含
有単量体およびスルホン酸基含有単量体のアルカ
リ金属の塩である。 上記（共）重合体には水溶性を阻害しない程度
であれば他の疎水性単量体を含んでいてもよい。
他の疎水性単量体としては（メタ）アクリル酸エ
ステル類〔（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）ア
クリル酸エチルなど〕、ビニルエステル類（酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニルなど）、ビニル芳香
族炭化水素類（スチレンなど）、オレフイン類
（エチレン、ブテン、ブタジエン、イソブチレン
など）、（メタ）アクリロニトリルなどが挙げられ
る。 共重合体の各単量体の量は全単量体の合計モル
数に基づいて次の通りである。 （メタ）アクリルアミドの量は通常10〜100％、
好ましくは20〜100％である。（メタ）アクリルア
ミドの量が10％未満では固化性能が充分でない。
親水性単量体の量は通常０〜90％、好ましくは０
〜80％である。親水性単量体の量が90％を越える
と充分な固化性能が得られにくくなる。この疎水
性単量体の量が30％を越えると水溶性が低下す
る。 本発明における共重合体は通常の方法たとえば
ラジカル重合法によつて製造することができる。
この場合、溶液重合が好ましく溶媒としては、
水、低級アルコール（メチルアルコール、エチル
アルコール、イソプロピルアルコールなど）、炭
化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキ
サンなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチル
ケトンなど）およびこれらの２種以上の混合物が
挙げられる。 単量体の濃度は特に限定されないが、重量基準
で通常10％以上、好ましくは15〜80％である。 重合触媒としてはアゾ化合物〔アゾビスイソブ
チロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸、２，2′−
アゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロ
ライドなど〕、無機過酸化物〔過酸化水素、過硫
酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリ
ウムなど〕、有機過酸化物〔過酸化ベンゾイル、
ジ−ｔ−ブチル−オキサイド、クメンヒドロパー
オキサイド、コハク酸パーオキサイド、ジ（２−
エトキシエチル）パーオキシジカーボネートな
ど〕、レドツクス触媒〔アルカリ金属の亜硫酸塩
もしくは重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜
硫酸アンモニウム、アスコルビン酸などの還元剤
とアルカリ金属の過硫酸塩、過硫酸アンモニウ
ム、過酸化物などの酸化剤の組合せよりなるも
の〕およびこれらの２種以上があげられる。 この触媒を用いて重合させる方法は特に限定さ
れず、たとえば温度は使用する触媒の種類によつ
て種々変えることができるが、通常０〜150℃、
好ましくは10〜100℃である。 触媒量も通常と同じでよく、たとえば全単量体
の合計重量に基づいて通常0.0001〜５％、好まし
くは0.0005〜１％である。 本発明における（共）重合体には（メタ）アク
リルアミドと他の単量体とを共重合して得る方法
以外にも、結果として類似の構造になるものであ
れば他の方法により得られたものも含まれる。た
とえばアクリルアミドとアクリル酸塩を共重合し
て得る方法以外にもポリアクリルアミドをアルカ
リで加水分解する方法をとつてもさしつかえな
い。 本発明における（共）重合体の分子量は通常
100万以上、好ましくは300万〜2500万のもので
あ。100万未満では含水土壌の流動性を完全に低
下せしめるにはいたらず安定な固化土壌とするこ
とが困難である。 本発明における石コウ(b)としてはその種類はと
くに限定されず、各種石コウたとえば天然石コ
ウ、化学石コウを用いることができる。この石コ
ウとして２水石コウ、２水石コウを種々の条件下
で加熱脱水して得られる半水石コウ（α型、β
型）および無水石コウ（α型、β型、型、
Ｉ型）を挙げることができる。これらのうち好ま
しいものは半水石コウ、無水石コウおよびこれら
の混合物である。 本発明の固化剤において、(a)成分と(b)成分の重
量比は通常95：５〜５：95、好ましくは70：30〜
10：90である。(a)が95より大きい場合には短時間
のうちに流動性は低下する傾向にあるものの、完
全に固化するまでには至らず、特に曳糸性やべと
つきが顕著となり混合機に付着する等の悪影響を
及ぼす。また(a)が５より小さい場合にも同様に固
化性能の低下が認められ、搬出可能な状態とする
ためには多量添加が必要となり不経済である。 本発明の固化剤を使用するに際し、必要に応じ
て他の任意成分を併用することができる。このよ
うな任意成分として、セメント、消石灰、生石灰
および高吸水性樹脂を挙げることができる。 本発明における含水土壌としては通常、含水比
30％以上の流動性に富む液状土壌であり、シール
ド等の土木現場により排出される掘削残土や工
場、上下水道の浄水施設などから排出される沈澱
池汚泥、あるいは河川や港湾に堆積したヘドロ等
を含み、その他固化処理を必要とし投棄の対象と
なる各種汚泥などが挙げられる。 本発明における固化剤の添加量は含水比、含水
土壌の性状により異なり特に限定されないが、通
常0.1〜50Kg／m³であり、好ましくは１〜20Kg／
m³である。添加量が0.1Kg／m³未満では固化能力
が乏しく、含水土壌の流動性を充分に改良でき
ず、50Kg／m³を越えると経済的なメリツトが減少
する。 本発明の固化剤の含水土壌への添加形態はとく
に限定されず、通常(a)成分と(b)成分の配合物の形
で添加することが望ましいが、(a)成分と(b)成分を
別個に同時あるいは順次加えても何等性能に悪影
響を及ぼすものではない。また混合方法は含水土
壌を混合機に投入する際、固化剤を同時に添加す
る等通常の方法で混合すればよい。さらに本発明
の固化剤を一時に全量投入することもあるいは数
回に分割して投入することも可能である。 〔実施例〕 以下、実施例により本発明を説明するが本発明
はこれに限定されるものではない。 実施例１〜６、比較例１，２ 表−１に示した(a)と(b)を使用し、(a)と(b)の重量
比を50：50とした本発明の固化剤を得た。 これら本発明の固化剤を用い、シールドより排
出された含水比の異なる各掘削土に添加したの
ち、２分間混練し固化土壌を得た。 上記土壌の固化状態の確認を行うため、混練直
後の土壌について針入度試験および水中崩壊性試
験を行い表−２の結果を得た。 針入度試験はセメント凝結試験に用いられるビ
ーカー針装置を使用し、標準棒（直径10mm）の貫
入深さを測定した。また水中崩壊性試験は混練直
後の固化土壌を４×４×４cmに成形したものを水
中に浸漬させ、完全崩壊に至るまでの日数で表し
た。 なお、表−２中には本発明の固化剤と比較する
ため、普通ポルトランドセメント〔日本セメント
(株)〕、高吸水性樹脂〔三洋化成工業(株)製 サンウ
エツト1M−1000〕を使用した場合の結果を併せ
て示した。

【表】

【表】

【表】 表−２中、針入度は固化の程度を表す尺度であ
る。この数値が10mm以下であれば振動による変形
を受けることがなく、また浮水も発生せず、通常
のトラツク搬出が可能となる。ちなみに試験に用
いた含水土壌の針入度はいずれも固化剤無添加の
場合、40mmであり、この値は全通の状態であるこ
とを意味する。 実施例７〜12、比較例３，４ (a)成分としてアクリルアミド−アクリル酸共重
合体（モル比、60：40、分子量約1800万）を、(b)
成分として半水石コウを用い、(a)成分と(b)成分と
配合比率を種々変えて本発明の固化剤を得た。 これらの本発明品を用い、含水比80％のシール
ド掘削土について、固化状態の確認を行つた。評
価は実施例１と同様針入度および水中崩壊性試験
を行い表−３の結果を得た。 なお、添添加量はいずれの場合も10.0Kg／m³と
した。

〔発明の効果〕

本発明の固化剤は以下の効果を奏するものであ
る。 (1) 本発明の固化剤を用いた固化土壌は降雨によ
り崩壊することなく、長期にわたり安定な固化
性状を維持する。 高吸水性樹脂を使用した方法では、降雨によ
る再流動化を防ぐことが不可能であつた。 (2) 本発明の固化剤を使用することにより、短時
間の混練でただちに含水土壌を固化させること
が可能である。 セメントや石灰を用いた処理方法では水和反
応が遅いために、一定の養生期間と一時的な処
理用地を確保する必要があつた。しかるに本発
明の固化剤は固化土壌の即時搬出を可能とし、
これら問題点を解消しうるものである。 (3) 中性領域の固化剤である。 セメントや石灰は強アルカリであり、人体への
影響や地下水の汚泥が懸念されるが、本発明の固
化剤を使用することにより投棄時にPH調整を施す
作業が不用となる。 このように、本発明の固化剤は含水土壌を長期
にわたり安定化させるとともに、作業の効率化、
工期の短縮化、安全性の向上とゆう効果が期待で
き、特に広大な処理用地の確保が困難な都市土木
で大量に発生する掘削残土処理に有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （メタ）アクリルアミド（共）重合体(a)およ
   び石コウ(b)からなる含水土壌固化剤。 ２ (a)の平均分子量が100万以上である特許請求
   の範囲第１項記載の固化剤。 ３ (a)が10〜100モル％の（メタ）アクリルアミ
   ドと90〜０モル％の他の親水性単量体とからなる
   共重合体である特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の固化剤。 ４ (b)が半水石コウおよび／または無水石コウで
   ある特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一
   項に記載の固化剤。 ５ (a)と(b)の重量比が95：５〜５：95である特許
   請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載
   の固化剤。