JPH0415288A - シラス土壌の改良材及び改良方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はシラス土壌の改良材及びそれを使用するシラス
土壌の改良方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、シラスとは、未固結の白色砂質堆積物をさす俗
称であり、非溶結性の軽石流、降下軽石、凝灰質堆積岩
などを含み、成因や地質時代を問うことなく、通常けい
酸質の火山噴出物およびその二次堆ｍ物に対してシラス
という語か用いられることか多い。特に、南九州−帯に
は広く分布し、シラス台地を形成している。シラスは１
その構成粒子の性質や粒子形状の特異性なとのために、
物理的にも力学的にも普通の土とは異なる性質を有して
おり、特にシラスの堆積地形は木の侵食を受けやすく、
力学的にも安定した形態てはない。（「土質試験法」土
質工学全発行）この様にシラスは不安定な土質を有する
ために、シラス土壌は崖崩れなどの災害の原因となるこ
とか知られている。（例えば、遠藤尚［シラス地帯にお
ける斜面崩壊の集中的発生について」第８回自然災害科
学シンポジウム講談集、＋７９頁１９７１年） しかしなから、いまだにシラス土壌の災害防止の有効な
解決策か見出されていない現状にある。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明者等は、この様な現況に鑑みてシラス土壌の有す
る課題を改良すべく検討を東ねた結果特定の組成を有す
る土質改良材を用いることによリ、シラス土壌の地盤固
定化を実現てきることを知見し本発明の完成に到った。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、カルシウムアルミネート類と無機
硫酸塩を主成分とするシラス土壌の改良材、およびこの
改良材を用いることを特徴とするシラス土壌の改良方法
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のシラス土壌の改良材は、主成分としてカルシウ
ムアルミネート類と無Ｊｕｌ硫酸塩を含有することを特
徴とするものであるか、その−成分であるカルシウムア
ルミネート類（以下、ＣＡ類と記す）としては、通常、
電気炉もしくはロータリーキルン等で加熱することによ
り高温で生成するカルシウムアルミネート鉱物か用いら
れ、結晶質のもの又は非晶質のものを問わず使用可能て
ありまたこれらの生成過程て混スする他成分や不純物の
存在も特に限定されるものてはない。

結晶質のカルシウムアルミネート鉱物としては、　（：
ａＯをＣ、Ａｉ）２ｏ１をＡ　、　Ｆｅ２０＝をＦ　、
　Ｃａ５Ｏ。

をＣＳオよびＸをハロゲンとすると、ＣＡ、　Ｃ５Ａユ
Ｃ１□Ａ７及びＣ，Ａ等で示されるもの、並びにその他
の成分か結晶中に存在する結晶質として、Ｃ，＋Ａ７Ｃ
ａＸ２．　Ｃ３Ａ３ＣａＸ２．　Ｃ４ＡＦ及びｃｆｆＡ
ｌｃｓ等て示されるものなどが挙げられる。

非晶質のカルシウムアルミネート鉱物の代表的なものと
しては、組成的には結晶質のものと同一であるか、急冷
により非晶質化したものてありＸ線的にはそのままでは
特定できない。

反応性の面からは、結晶質のものより非晶質のものか好
ましく、組成の面からは、カルシウムアルミネート中の
ＣａＯの含有量か３０〜６０重量％のものか好ましく、
３８〜５２重量％のものか特に好ましい。

本発明では、以上に示す様なＣＡ類を−°種又は二種以
上使用することかてきる。

次に、本発明において用いられる無機硫酸塩には、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属の硫酸塩か好ましく、そ
れらの硫酸塩の中て、例えば無水、半水及び二本の硫酸
カルシウムか好ましいものとして挙げられる。その中で
も■型無水石膏のような難溶性又は不溶性のものか特に
好ましい。

本発明のシラス土壌の改良材には、ＣＡ類および無機硫
酸塩か主成分として含有され、改良材中の周成分の含有
量はシラス土壌の土質により異なるか、少なくとも５０
重量％以上、好ましくは７０重量％以上であることか望
ましい。

ＣＡ類と無機硫＃廖の使用割合は、　ＣＡＡｉ００愼暖
部に対し、無機硫酸塩は５０〜４００重量部の範囲か好
ましく、特に　１００〜２００重量部の範囲か好ましい
。無機硫酸塩の使用量か５０重量部未満あるいは４００
重量部をこえる場合には、改良材の強度か不十分である
と共にシラス土壌の土質改良後の十分な強度か得られな
い。

また、本発明のシラス土壌の改良材には、上記のＣＡ類
と無機硫酸塩に１例えば凝結調節剤、天然砂などの骨材
、ガラス繊維などの繊維物質およびセメント算の添加剤
を添加することも可能である。

セメントとしては、普通・早強・超￥　ｍ　等のポルト
ランドセメントや、これらに高炉スラグ、フライアッシ
ュ及びシリカ等を混合した混合セメント等を使用するこ
とかてきる。

上記の添加剤の配合量は、シラス土壌の土質により任意
に調整することかできるか、その好ましい例を示すと、
ＣＡ類　１００ｉ量部に対して、セメントはｌＯ〜１０
０００重ｉ部、骨材は１０〜ｌ０００重量部、凝結調節
剤は０，１〜４０重量部、繊維物質は０．５〜５０重量
部の範囲か挙げられる。

本発明のシラス土壌の改良材は上記の各成分を配合して
なるか、上記の各々の成分は施工時に混合してもよいし
、または予め一部若しくは全部を混合しておいてもよい
。混合には、既存の如何なる攪拌装置も使用可能であり
、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー（千代田技研
工業社製）Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタ
ーミキサ−等を使用することかてきる。

また、施工する際には、シラス土壌の改良材に水を添加
して、上記ミキサー等により均一に混錬してスラリー状
に調製して使用する。

次に１本発明のシラス土壌の改良材を用いてシラス土壌
を改良する方法は、シラス土壌の上質改良の目的に応し
て種々の方法を用いることかできるか１例えば、表面被
覆工法、浅層混合処理工法、押え盛土工法、深層混合処
理Ｔ法、注入工法、置換工法、締切り盛土工法等の公知
の種々の工法か適用可能である。

以下にその代表的な工法を示す。

０表面被覆工法 シラス土壌の表面を吹き付けや流し込み等によって本発
明のシラス土壌の改良材（本改良材と記す）で被覆し、
表面強度並びに防水性を向上させる方法。

（→浅層混合処理工法 シラス土壌の表面を、本改良材と混合・撹拌後、転圧・
締固めを行なって、土質を安定化させる方法。

（ネン押え盛土工法 押え盛土工法は、主として施工中の築造物の安定に対し
て基礎地盤のすべり破壊の危険がｆ想される場合に、築
造物の側方に押え盛土を施工して、すへりに抵抗する工
法であり、さらに押え盛土は、本体盛土の施工後もその
まま残しておく場合と、施工途中または施工後に一部あ
るいは全部を除去する場合かある。この様なシラス土壌
の押え盛土工法において、本改良材を押え盛土に均一に
混合したり、或いはその表面を本改良材て被覆すること
により施工して適用する方法。

■深層混合処理工法 シラス土壌の深層に本改良材を供給して均一に混合し、
軟弱層を強化する方法。

（Φ注入工法 シラス土壌に本改良材を注入し、強度・耐水性等を向上
させる方法。（未固結地盤の粒子間隙を対象とする注入
工法） ■置換工法 シラス土壌の一部を除去して、本改良材と置さ変える方
法。

ｉ７１締切り盛土工法 鋼矢板で盛土側面を締切り、その中に盛土（本数良材＋
シラス）を施工する方法。

本発明のシラス土壌の改良材の使用量は、上記のシラス
土壌の改良方法の各工法により異なり、例えば表面被覆
工法てはシラス土壌の改良材を所望の厚さに被覆すれば
よい。また、浅層混合処理工法、深層混合処理工法、注
入工法等の場合には、改良材かシラスと混合した状態で
用いられるか、この場合にはシラス土壌の改良材の使用
量は、シラス１００重量部に対して改良材１０〜１００
０重量部、好ましくは３０〜５００重量部か望ましい。

使用量か１０重量部未満ては十分な強度か得られず、ま
た１０００重量部より多くしても１強度増進は見られな
い。

また、本発明のシラス土壌の改良材に混合する木の量は
、改良材／水＝１１０．：ｌ〜ｌ／２０の範囲か好まし
い。

［作用コ 本発明のシラス土壌の改良材は、ＣＡ類と無機硫酸塩を
主成分として含有しているのて、施工すると水の存在下
にＣＡ類と無４１ｔ＃塩とか反にし、エトリンガイト（
Ｃ：ｌＡ・３Ｃ５−Ｈユ２、たたしＨはＨ，０を示す。

）の生成か急激に進み、改良材の初期強度および改良材
の被覆層の表面強度の発現に寄与すると同時に、硬化体
の骨格を作るため、骨格の間に存在するシラスを固定し
シラス土壌の固定化効果を大きく発現することかてきる
。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 下記に示す材料を用いて、第１表に示すような配合の組
成物を調製した。第１表中の改良材の添加量はシラス　
＋００ｉ量部に対するものである。また、水／粉体比＝
０．７である。

次に、得られた組成物の圧縮強度を、ＪＩＳ　Ｒ５０２
１に従って測定した。養生条件は２０℃×６０％Ｒ）Ｉ
である。

（使用材ｌｌ４） ＣＡ類：　（：ａＯ含有量か４５重量％のカルシウムア
ルミネート、非晶質、フレーン４ｆｉ６．０００ｃｖ２
／ｇ 無機硫酸塩＝■型無水セッコウ、フレーン値５９００ｃ
ｍ”１ｇ 凝結調節剤：電気化学工業社製、商品名「コスミック　
Ｎｏ、ｌ　　セッター」主成分　有機酸系 セメント：アンデスセメント社製、普通ポルトランドセ
メント 骨　材　２ケイ砂８号 実施例２ 第１表に示す配合の組成物を調製し、ＩＯＸ　ＩＯｘ１
０ｃｇ＋の型枠に流し込み、２０℃×６０％ＲＨの条件
て２８日間養生した。（但し、水／粉体比＝０．７で、
脱型は養生３日後に行なった。） 次に、得られた硬化体を水中に７日間浸漬し重量増加率
を次式により求めた。

その結果を第１表に併記する。

実施例３ 露出しているシラス質土壌のモデルとして、高さ３１．
底面半径４１の円錐状のシラスの山を形成し、その表面
に第２表に示す配合の組成物（水／粉体＝１／ｌ）をモ
ルタル吹き付は機を用いて１．５ｉ）／■２の量て散布
し、１日後に散水車で表面に水をＩＯｍ’／■ｉｎで散
布したとき、シラスの山の流動開始までの時間を測定し
た。

その結果を１ｓ２表に示す。使用材料は実施例１と同し
である。

第２表 実施例４ シラスと処理材の混合処理方法のモデルとして、実施例
１の実験Ｎｏ、１１の組成物を調製しｌ■ｘ１ｍＸ２０
ｃ■の型枠に流し込み、２０℃×６０％ＲＨの条件て２
８日間養生した。

次に、得られた硬化体３を、Ｍ１図に示すように、シラ
ス２を入れたポリ塩化ビニル製の容器１（１ｍＸ１ｍＸ
Ｉ層）にセットし、その上に木４を２０ｃ■の厚さに張
って、１週間後の水の透過量を測定したところ、１０２
てあった。（最初の水量の５％） 比較として、シラスに直接水を張った場合は、直ちに全
量の水かシラスに吸収されてしまった。

なお、容器壁と硬化体の端はエポキシ樹脂てシールして
水漏れのないようにした。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明のシラス土壌の改良材及びそ
れを使用するシラス土壌の改良方法によれば１通常の簡
易な施工方法によりシラス土壌に対する優れた地盤固定
化効果を得ることかできる。

特に、本発明の改良材でシラス土壌の表面を被覆すれば
１表面強度を有する改良材の被覆層でシラス土壌を保護
することかでき、日光、風、雨。

外からの障害物等に対する耐久性、防水性に優れている
のて、シラス土壌に対する優れた地盤固定化効果を発揮
することかてきる。

また１本発明の改良材をシラス土壌に注入あるいは混合
処理により施工すれば、シラス土壌全体の強度なＬ昇し
、シラス土壌に耐久性、防水性を付午することかてきる
のて、シラス土壌の良好な地盤固定化効果を発揮するこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例４のシラスと処理材の硬化体の透水性試
験の方法を示す説明図である。 ｌ・・・容器　　　　　　２・・・ンラス３・・・硬化
体　　　　　４・−・水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カルシウムアルミネート類と無機硫酸塩を主成分
   とするシラス土壌の改良材。
2. （２）請求項１記載の土壌の改良材を用いることを特徴
   とするシラス土壌の改良方法。