JPH0557266A

JPH0557266A - 排土の固化剤

Info

Publication number: JPH0557266A
Application number: JP3248491A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tashiro; 宏田代; Kimiaki Matsuda; 公昭松田; Kazuto Hamada; 和人濱田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】土木工事で発生する排土を効率的に処理する
ことができる固化剤を提供する。【構成】この固化剤は、６０メッシュを通過する成分
が７０重量％以上である粒度を有する高分子凝集剤およ
び粘土からなり、高分子凝集剤と粘土の重量比が５０：
５０〜５：９５となるように配合されている。【効果】無機系固化剤では固化処理が困難ないし不可
能な排土、例えば吸水性樹脂を含有する排土であって
も、容易にかつ効率的に固化処理をすることができ、ト
ラックやダンプカーで容易に搬出できる状態になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油井、ガス井、地熱
井などのボーリング工事およびトンネル掘削工事、その
他の土木工事で発生する排土の固化剤に関するものであ
り、特に吸水性樹脂を含有する排土の処理に好適な固化
剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に土木工事から発生する排土は、流
動性に富むことから、通常のトラックやダンプカーなど
による搬出作業が困難であるとされている。従来、この
ような排土を固化する方法としては例えば(1)生石灰や
セメントのような無機系の素材を添加し、それらの水硬
性を利用して固化する方法(特開昭61-216994号公報)、
(2)水溶性高分子を添加し、その凝集性を利用して固化
する方法(特開昭64-51198号公報、特開平1-176499号公
報)などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年吸水性
樹脂を使用した土木工事が実用化され、そこから発生す
る排土の処理は、従来の固化剤では対応しきれなくなっ
てきている。すなわち、吸水性樹脂を含有する排土に対
して、生石灰やセメントなどの無機系固化剤を適用した
場合は、無機系固化剤に含まれるカルシウムイオンを主
体とする多価イオン、あるいは強アルカリのために、吸
水性樹脂中の水が追い出され、排土が固化剤を添加する
前よりも流動性を帯びたものになってしまうという問題
がある。一方、吸水性樹脂を含有する排土に対して、水
溶性高分子を適用した場合は、これらの水溶性高分子が
一般に粉末状態で排土に添加されるので、まず排土中の
水分によって溶解される必要があり、凝集性を発揮する
のに時間がかかるとともに、水溶性高分子粉末と排土の
混合性が悪く、凝集反応が効果的に行われないといった
問題がある。

【０００４】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、排土、特に吸水性樹脂を含有す
る排土を速やかに固化させ、トラックやダンプカーなど
による即時搬出を容易ならしめる固化剤であり、かつ排
土に対する混合性の良好な固化剤を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、上記の問題を解決するために鋭意研究を行った結
果、高分子凝集剤とこれを希釈する粘土から構成される
固化剤が、吸水性樹脂を含有する排土の処理に有効であ
ることを知見した。

【０００６】本発明は上記の知見に基づくものであり、
その要旨は、高分子凝集剤(ａ)と粘土(ｂ)からなる排土
の固化剤であって、高分子凝集剤の粒度が６０メッシュ
を通過する成分が７０重量％以上であり、かつ高分子凝
集剤(ａ)と粘土(ｂ)との重量比が(ａ)：(ｂ)＝５０：５
０〜５：９５である排土の固化剤である。

【０００７】本発明において用いる高分子凝集剤は、水
中の懸濁粒子に対して凝集作用を有する高分子物質であ
る。その具体例としては、ポリエチレンオキシド、ポリ
ビニルアルコール、デンプン、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリアクリルアミドスルホアルキル化物、アルギン
酸ナトリウム、アルカリデンプン、ナトリウムカルボキ
シメチルセルロース、ポリアミノアルキル(メタ)アクリ
レート、ポリビニルイミダゾリン、ポリアクリルアミド
マンニッヒ変成物、ポリエチレンイミン、ポリジアリル
アミン、キトサン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル
アミド部分加水分解物、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などが挙げられる。

【０００８】ここで、アクリルアミドと共重合可能な他
の親水性単量体としては、不飽和カルボン酸、不飽和ス
ルホン酸、不飽和カルボン酸または不飽和スルホン酸の
塩、不飽和アルコールなどが挙げられる。そして不飽和
カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などが包含され
る。不飽和スルホン酸の具体例には、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
酸などが包含される。

【０００９】不飽和カルボン酸または不飽和スルホン酸
の塩の具体例としては、ナトリウム、カリウムのような
アルカリ金属の塩；カルシウム、マグネシウムのような
アルカリ土類金属の塩；アンモニウム塩；炭素数１〜１
８程度のアルキルアミン、炭素数１〜１０程度のアルカ
ノールアミンのようなアミンの塩などが包含され、これ
らは２種以上の混合物であってもよい。これらの塩のな
かでも、特に好ましいものはアリカリ金属の塩である。
また、不飽和アルコールの具体例には、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が
包含される。

【００１０】以上のような、アクリルアミドと共重合可
能な親水性単量体のうちでも、不飽和カルボン酸、不飽
和スルホン酸およびこれらの塩が好ましく、特に好まし
いのは、不飽和カルボン酸または不飽和スルホン酸のア
ルカリ金属塩である。

【００１１】本発明に用いる高分子凝集剤(ａ)として
は、ポリアクリルアミド系のもの、例えばポリアクリル
アミド、ポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアク
リルアミドマンニッヒ変成物、ポリアクリルアミドスル
ホアルキル化物、アクリルアミドと他の共重合可能な親
水性単量体などが好ましい。なかでも、ポリアクリルア
ミドまたはアクリルアミドと他の共重合可能な単量体、
特に不飽和カルボン酸または不飽和スルホン酸のアルカ
リ金属塩との共重合体がより好ましい。

【００１２】つぎに、本発明における高分子凝集剤の粒
度は、６０メッシュを通過する成分が７０重量％以上で
あることが必要であるが、より好ましくは、６０メッシ
ュを通過する成分が８０重量％以上である。高分子凝集
剤成分が排土を固化するためには、高分子凝集剤がまず
排土中の自由水によって溶解し、高分子鎖が十分に伸び
た状態で、排土中の土粒子を吸着ないし凝集するように
作用する必要がある。従って、粒径の大きい、６０メッ
シュを通過しない高分子凝集剤は、水への溶解速度が遅
く、実質的に凝集反応に寄与しえないため、かかる大粒
径の成分が多くなることは、経済的にも好ましくないば
かりでなく、半溶融状態のゲル状物を生じて、混合装置
などを汚染する原因ともなる。しかし、６０メッシュ通
過成分が７０重量％以上の高分子凝集剤を用いることに
より、このような問題は実質的に解消する。

【００１３】本発明において用いる他の成分である粘土
(ｂ)は、その種類において特に制限はない。例えば、モ
ンモリロナイトを主成分とするベントナイト、カオリナ
イトおよびイライトを主成分とするもの、モンモリロナ
イトおよびカオリナイトを主成分とするものなどがあ
る。市販されているベントナイトの例としては、「クニ
ゲルＶ１」、「クニゲルＶ２」、「クニゲルＶＳ」、
「クニゲル３Ｖ」（いずれもクニミネ工業(株)製）など
が挙げられる。そして、市販されているカオリナイトお
よびイライトを主成分とする粘土の例としては、「ＳＣ
Ｐ−Ａ」（稲垣鉱業(株)製）や「ＦＣＰ−１」などが挙
げられ、市販されているモンモリロナイトおよびカオリ
ナイトを主成分とする粘土の例としては、笠岡粘土（カ
サネン工業(株)製）やミノソイルなどが挙げられる。こ
れらの粘土は、任意の混合物として使用することもでき
る。

【００１４】本発明における粘土(ｂ)は、もう一つの成
分である高分子凝集剤(ａ)を希釈する効果がある。すな
わち、高分子凝集剤を単独で排土に添加した場合、その
高い親水性のために、高分子凝集剤が排土中の水とママ
コを作りやすく、一旦ママコを生成すると、排土中に均
一に分散させることが極めて困難になる。このママコ
は、溶解速度が著しく遅く、実質的に排土の凝集固化に
寄与することができない。

【００１５】本発明の固化剤において、高分子凝集剤
(ａ)と粘土(ｂ)の重量比は、５０：５０〜５：９５であ
る。高分子凝集剤(ａ)の量が５０重量％を超えると、排
土との混合性が悪くなり、ママコを生成する傾向がでて
くるため、生成したママコにより曳糸性やべとつきが顕
著になって、固化作用を十分に発揮できないうえ、混合
装置を汚染するなどの悪影響も出てくる。また、高分子
凝集剤(ａ)の量が５重量％を下回ると、固化作用が十分
でなく、搬出可能な状態とするためには多量の添加が必
要になるので、費用がかさむことになる。

【００１６】この固化剤は、通常高分子凝集剤(ａ)と粘
土(ｂ)との配合物の形で、排土に添加される。そして本
発明に係る排土の固化剤は、通常含水比が約３０重量％
以上で、流動性のある排土が処理対象となる。特に、こ
のような含水比のものであって、かつ吸水性樹脂を含む
排土の固化に適用した場合に、優れた作用効果を発揮す
る。そして、本発明における固化剤の添加量は、排土の
含水比および性状によっても異なるが、通常は排土１ｍ
³あたり、０.１〜３０ｋｇ程度が好ましく、より好まし
くは１〜２０ｋｇ程度である。この固化剤の添加量が
０.１ｋｇ／ｍ³未満では固化作用が十分でなく、また３
０ｋｇ／ｍ³を超える固化剤の添加は経済的でないうえ
に、過量の高分子凝集剤により混合装置の汚染が促進さ
れる。

【００１７】本発明に係る排土の固化剤は、水と土を含
む各種の排土を処理するのに有効であるが、特に吸水性
樹脂を含む排土の処理に適用した場合に、優れた効果を
発揮する。ここでいう吸水性樹脂とは、自重に対して５
０倍以上の純水を吸収して保持することができる高分子
化合物であり、高分子電解質を物理的または化学的に架
橋させることによって得られる。具体例としては、デン
プン／アクリル酸ナトリウムのグラフト共重合体、イソ
ブチレン／無水マレイン酸の共重合体の塩、スチレン／
無水マレイン酸の共重合体の塩、ポリアクリル酸ナトリ
ウム、ポリビニルアルコール／アクリル酸塩のグラフト
共重合体、ビニルエステル／エチレン系不飽和カルボン
酸またはその誘導体の共重合体のケン化物などを、それ
ぞれ架橋させたものが挙げられる。架橋にあたっては、
分子内に２個以上の重合性不飽和結合を有する架橋剤
を、重合時に添加して重合と同時に架橋させたものであ
ってもよいし、あるいは重合体に対して放射線照射また
はラジカル発生剤の添加によって架橋させたものであっ
てもよい。

【００１８】

【実施例等】実施例に基いて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。なお、実施例中の％および割合は、特に記載がない
かぎり、それぞれ重量基準で表している。以下に実施例
１〜７および比較例１〜４を示す。まず高分子凝集剤
(ａ)として、表１に示した７種類を用いた。

【００１９】一方、粘土(ｂ)として笠岡粘土を用い、表
１に示したそれぞれの高分子凝集剤(ａ)と笠岡粘土(ｂ)
とを(ａ)：(ｂ)＝２０：８０の割合で混合して、固化剤
を作成した。またこれらと比較するために、無機系の固
化剤であるポルトランドセメントおよび「トンネルエー
ス１号」（いずれも住友セメント(株)製）を用いた。

【００２０】そして、吸水性樹脂を掘削用の添加剤とし
て用いた土圧シールド工事から排出された含水比３５％
の掘削土に、上記の固化剤を表２に示す量の割合で添加
したあと、３分間よく混合し、固化処理土を得た。処理
土の固化状態の評価は、JISR 5201「セメントの物理試
験方法」に基づくフロー試験および、高分子凝集剤など
に起因する曳糸状態の目視観察により行った。フロー試
験における振動回数は５０回とし、処理土の広がり（縦
横の直径を平均した値）で固化状態を評価した。広がり
の値が１５ｃｍ以下であれば、通常のトラックやダンプ
カーでの搬出が可能である。これらの結果を表２に示
す。

【００２１】

【表１】用いた高分子凝集剤例番号名称重合モル比分子量粒度実施例１ポリアクリルアミド − 1200万 80％〃２アクリルアミド／アクリル酸 85：15 1500万 80％ナトリウム共重合体〃３アクリルアミド／アクリル酸 60：40 1500万 80％ナトリウム共重合体〃４アクリルアミド／アクリル酸 80:15:5 1000万 80％ナトリウム／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム共重合体〃５アクリルアミド／アクリル酸 85：15 150万 80％ナトリウム共重合体〃６ナトリウムカルボキシメチル − − 80％セルロース（テルナイト社製「テルセロースTE-V」）〃７アリギン酸ナトリウム − − 80％注)高分子凝集剤の粒度は、６０メッシュを通過する成分の比率

【００２２】

【表２】処理土評価結果固化剤添加量フロー試験例番号固化剤の種類 (ｋｇ/排土m³) 処理土の曳糸状態広がり(cm) 実施例１表１記載 3 11.5 なし〃２〃 3 10.3 なし〃３〃 3 12.8 なし〃４〃 3 12.0 なし〃５〃 3 13.0 なし〃６〃 3 14.5 なし〃７〃 3 13.8 なし比較例１ポルトランドセメント 3 18.5 − 〃２同上 30 22.0 − 〃３トンネルエース１号 3 20.1 − 〃４同上 30 21.0 −

【００２３】表２の結果から明らかなように、従来の無
機系の固化剤を用いると固化状態が非常に劣るのに対
し、本発明の固化剤を使用することにより、固化状態が
著しく改善される。

【００２４】つぎに、実施例８〜１２および比較例５〜
７を示す。高分子凝集剤（ａ）として、アクリルアミド
とアクリル酸ナトリウムのモル比９０：１０の共重合体
（分子量1500万）を用い、また粘土(ｂ)として、クニミ
ネ工業(株)製のベントナイトである「クニゲルＶＳ」を
用い、高分子凝集剤(ａ)の粒度および高分子凝集剤(ａ)
と粘土(ｂ)の混合比率を変化させて、実施例１〜７と同
様の実験を行った。その結果を表３に示す。

【００２５】

【表３】粒度および混合比率を変化させた場合の処理
土評価結果固化剤添加量フロー試験例番号粒度 (a):(b) (ｋｇ／排度m³) 処理土の曳糸状態広がり(cm) 実施例８ 100％ 20：80 3 10.2 なし〃９ 80％ 20：80 3 10.3 なし〃１０ 70％ 20：80 3 10.8 なし〃１１ 80％ 50：50 3 10.2 なし〃１２ 80％ 5：95 3 11.4 なし比較例５ 65％ 20：80 3 11.3 あり〃６ 80％ 60：40 3 12.5 あり〃７ 80％ 100： 0 3 13.1 あり注)高分子凝集剤の粒度は、６０メッシュを通過する成分の比率

【００２６】表３の結果から明らかなように、固化剤と
して従来の水溶性高分子のみを用いた場合（比較例
７）、あるいは本発明で規定する数値範囲をはずれて使
用した場合（比較例５および６）には、良好な固化作用
を得るのが難しいのに対し、本発明による特定粒度の高
分子凝集剤を特定の割合で粘土と混合した固化剤を用い
ることにより、曳糸のない良好な固化作用を得ることが
できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る排土の固化剤を用いること
により、従来の無機系固化剤では固化処理が困難ないし
不可能であった排土、例えば吸水性樹脂を含有する排土
であっても、良好に固化処理をすることができる。また
本発明の固化剤は、排土に対する混合性が良好であり、
短時間の混練により均一に混合できるので、固化処理装
置を汚染することがなく、効率的に排土を固化処理する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱田和人東京都文京区後楽２丁目２番８号五洋建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子凝集剤と粘土からなる排土の固化
剤であって、高分子凝集剤の粒度が６０メッシュを通過
する成分が７０重量％以上であり、かつ高分子凝集剤と
粘土との重量比が５０：５０〜５：９５であることを特
徴とする排土の固化剤。
【請求項２】高分子凝集剤がポリアクリルアミド系の
ものである請求項１記載の排土の固化剤。