JPH06116559A - 含水泥土の固化剤及び固化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 含水泥土を短時間で固化してダンプカー等に
よって運搬できるようにし、しかも処理の作業性がよ
く、非常に安全性に優れた固化剤及び固化方法を提供す
る。 【構成】 焼却灰、スラグ、ゼオライト、粘土鉱物から
なる群より選ばれる少なくとも一種と平均分子量１０万
以上の水溶性ポリアクリル酸塩を含むことを特徴とする
含水泥土の固化剤及びその固化剤を使用する含水泥土の
固化方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含水泥土の固化剤及び
固化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木工事等において発生する含水泥土は
水分が多く流動性に富むため、通常のダンプカー、トラ
ック等による運搬作業を困難なものにしている。このた
め、従来はこれら含水泥土に石灰あるいはセメント系の
固化剤を混合して処理したり、ポリ（メタ）アクリルア
ミド（共）重合体及び石コウからなる固化剤（以下「ア
クリルアミド系固化剤」と略記）を混合して処理する
等、水硬性の原料を使用した固化剤及び固化方法が使用
されてきた。

【０００３】しかし、上記石灰あるいはセメント系の固
化剤を用いる方法は、処理後の泥土が流動性を失い運搬
できるようになるのに長時間を要し、また、処理物が強
アルカリ性になるという問題がある。またアクリルアミ
ド系固化剤を用いる方法は短時間で運搬できるようにな
るものの、処理物がべたつき、納豆状に糸を引くという
問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、本来非水硬
性である原料を使用するにもかかわらず、含水泥土を短
時間で固化してダンプカー等によって運搬できるように
し、しかも処理物がべたつかず糸引きを生じないような
固化剤及び固化方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述のよう
な背景より、含水泥土の固化剤及び固化方法について検
討した結果、本発明に到達した。

【０００６】すなわち本発明は、（１）焼却灰、スラ
グ、ゼオライト、粘土鉱物からなる群より選ばれる少な
くとも一種（Ａ成分）と平均分子量１０万以上の水溶性
ポリアクリル酸塩（Ｂ成分）を含むことを特徴とする含
水泥土の固化剤（以下「本発明の固化剤」と略記），
（２）含水泥土に、焼却灰、スラグ、ゼオライト、粘土
鉱物からなる群より選ばれる少なくとも一種（Ａ成分）
と平均分子量１０万以上の水溶性ポリアクリル酸塩（Ｂ
成分）を添加混合することを特徴とする含水泥土の固化
方法（以下「本発明の固化方法」と略記），に関する。

【０００７】前述した通り、石灰あるいはセメント系の
固化剤の場合、処理後の泥土が流動性を失いダンプカー
等で運搬できるようになるのに長時間を要し、また処理
物が強アルカリ性を示し、廃棄物として処理した場合に
雨水等により強アルカリ性の水が流れ出し、田畑や地下
水を汚染することが問題となっている。一方、アクリル
アミド系固化剤の場合、短時間で運搬できるようになる
ものの、処理物がべたつき、納豆状に糸を引くため、処
理装置に付着する等処理の作業性が非常に悪いことが問
題となっている。

【０００８】本発明の要点は、本来非水硬性である焼却
灰、スラグ、ゼオライト、粘土鉱物の一種以上を用いる
にもかかわらず、水溶性のポリアクリル酸塩と併用して
含水泥土に混合すると、通常１分以内の非常に短時間に
固化が進行してダンプカー等により運搬ができるように
なることにある。しかも水溶性高分子の一種であるアク
リルアミド系固化剤にみられるような、べたつきや糸引
きがなく、非常に処理作業性がよい。これらのことは全
く予想外のことである。

【０００９】本発明においては焼却灰、スラグ、ゼオラ
イト、粘土鉱物からなる群より選ばれる少なくとも一種
（Ａ成分）を用いる。

【００１０】焼却灰は下水汚泥等の汚泥を焼却処理した
残さあるいは石炭の燃焼残さ等であり、通常入手できる
ものであれば特に限定されないが、火力発電所のボイラ
ーにおいて微粉炭を燃焼する際に得られる石炭灰が好ま
しい。

【００１１】スラグは熔錬をはじめ炉で金属を融解する
ときに生成する副産物であり、通常入手できるものであ
れば特に限定されないが、銑鉄を製造する際に生成する
高炉スラグが好ましい。

【００１２】ゼオライト、粘土鉱物は通常入手できるも
のであればいずれも使用でき特に限定されないが、天然
ゼオライト、カオリン、ベントナイトが好ましい。

【００１３】Ａ成分はその一種だけを使用することもで
きるし、二種以上を同時に使用することもできる。すな
わち、例えば石炭灰とスラグを同時に使用することもで
きるし、スラグとして数種類のスラグを同時に使用する
こともできる。

【００１４】使用するＡ成分の粒度は通常入手できる粒
度であればよく特に限定されないが、粉末状のものが好
ましい。

【００１５】本発明においては平均分子量１０万以上の
水溶性ポリアクリル酸塩を用いる。水溶性のポリアクリ
ル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩が使用でき
るが、特にナトリウム塩が好ましい。また、水溶性ポリ
アクリル酸塩の平均分子量としては１０万以上のものが
使用でき、平均分子量５０万以上のものが好ましく、平
均分子量１００万以上のものが特に好ましい。平均分子
量１０万未満のものでは含水泥土の流動性を十分に低下
せしめることが困難である。

【００１６】水溶性のポリアクリル酸塩は通常入手でき
るものであれば固体状、溶液状いずれも使用できる。固
体状のものの粒度は特に限定されず、通常入手できるも
のであればいずれも使用できるが、粒径１ｍｍ以下のも
のが好ましい。

【００１７】本発明の固化剤の製造方法は、通常Ａ成分
とＢ成分を粉体混合して固化剤とすることができるが、
必要により粒状、顆粒状に成形して固化剤とすることが
できる。また、Ａ成分と溶液状のＢ成分を混合し、これ
をそのままあるいは乾燥し、必要により粒状、顆粒状に
成形して固化剤とすることもできる。

【００１８】本発明の固化剤及び固化方法において、Ａ
成分とＢ成分の使用割合は重量比で通常９５：５〜５：
９５、好ましくは８０：２０〜２０：８０である。Ｂ成
分が５より小さい場合には固化性能の低下がみられ、ダ
ンプカー等により運搬可能な状態とするには添加量が多
量を要し経済的ではない。また９５より大きい場合には
含水泥土との混合時に分散性が低下し、十分な固化性能
を得るまでに混合時間が長くかかり作業性が低下する。

【００１９】本発明における含水泥土としては、土質に
もよるが通常含水比２０％以上の流動性に富む液状泥土
であり、地下掘削工事等の土木現場から排出される掘削
土や、工場、上下水道の浄化施設等から排出される汚
泥、あるいは河川、湖沼、港湾等のしゅんせつ土砂、ヘ
ドロ等の他、固化処理を必要とする各種汚泥等を含む。

【００２０】本発明を実施するにあたり、含水泥土に対
するＡ成分とＢ成分の合計の添加量は泥土の土質あるい
は含水率により異なり特に限定されないが、通常０．１
〜３０ｋｇ／ｔであり、好ましくは０．５〜２０ｋｇ／
ｔである。添加量が０．１ｋｇ／ｔより少ないと固化能
力が十分ではなく、３０ｋｇ／ｔより大きいと経済的で
はなくなる。

【００２１】本発明の固化方法を実施するにあたり、Ａ
成分とＢ成分の含水泥土への添加方法は本発明の固化剤
として添加するのが好ましいが、Ａ成分とＢ成分を別個
に同時にあるいは順次加えることもできる。また含水泥
土に一時に全量を添加することもできるし、泥土の固化
状態を見ながら数回に分けて添加することもできる。混
合は混合機を使用するなど通常の方法で混合すればよ
く、通常１分以内で運搬可能な程度まで固化が進む。

【００２２】本発明の固化剤及び固化方法を実施するこ
とにより、含水泥土は短時間で固化してダンプカー等で
運搬できるようになり、石灰あるいはセメント系の固化
剤のように処理物を強アルカリ性にすることがなく、廃
棄物として処理する場合に問題とならない。しかもアク
リルアミド系固化剤のように処理物がべたついたり糸を
引くこともなく、処理の作業性が非常によい。また水溶
性ポリアクリル酸塩は食品添加物として認可されてお
り、処理作業者に対してもまた廃棄物として処理する場
合にも非常に安全性に優れている。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。

【００２４】実施例１ Ａ成分として火力発電所の石炭灰を、Ｂ成分として平均
分子量４００万の水溶性ポリアクリル酸ナトリウムを重
量比で５０：５０の割合で混合し本発明の固化剤を得
た。含水比６０％のシールド残土１ｔに対してこの固化
剤２ｋｇの割合で添加し３０秒間混合した。こうして得
られた固化処理物のスランプ試験（ＪＩＳ−Ａ１１０
１）によるスランプ値は１ｃｍだった。また、この固化
処理物は糸引き、浮き水は発生しなかった。なお、この
シールド残土の固化剤を添加しない時のスランプ値は２
５ｃｍ以上だった。

【００２５】実施例２ 実施例１において、Ｂ成分として平均分子量４００万の
水溶性ポリアクリル酸ナトリウムの代わりに平均分子量
１００万の水溶性ポリアクリル酸ナトリウムを使用した
以外は実施例１と同様にして本発明の固化剤を得た。こ
の固化剤を使用し、以下実施例１と同様に試験を行っ
た。得られた固化処理物は糸引き、浮き水の発生がな
く、そのスランプ値は２ｃｍだった。

【００２６】実施例３−６ 実施例１において、Ａ成分として火力発電所の石炭灰の
代わりに高炉水砕スラグ（実施例３）、ゼオライト（実
施例４）、ベントナイト（実施例５）、火力発電所の石
炭灰と下水汚泥の焼却灰の等重量混合物（実施例６）を
使用した以外は実施例１と同様にして本発明の固化剤を
得た。これらの固化剤を使用し、以下実施例１と同様に
試験を行った。得られた固化処理物は糸引き、浮き水の
発生がなく、そのスランプ値は各々１ｃｍだった。

【００２７】実施例７ Ａ成分として火力発電所の石炭灰を、Ｂ成分として平均
分子量４００万の水溶性ポリアクリル酸ナトリウムを重
量比で２０：８０の割合で混合し本発明の固化剤を得
た。含水比２５％の河川しゅんせつ土砂１ｔに対してこ
の固化剤０．５ｋｇの割合で添加し１分間混合した。こ
うして得られた固化処理物は糸引き、浮き水の発生がな
く、そのスランプ値は１ｃｍだった。なお、このしゅん
せつ土砂の固化剤を添加しない時のスランプ値は２０ｃ
ｍだった。

【００２８】実施例８ ゼオライトに平均分子量１０万のポリアクリル酸ナトリ
ウムの２０％水溶液を重量比で８０：１００の割合で混
合し１１０℃で乾燥した後ボールミルで粉砕して本発明
の固化剤を得た。実施例７における含水比２５％の河川
しゅんせつ土砂１ｔに対してこの固化剤１０ｋｇの割合
で添加し１分間混合した。こうして得られた固化処理物
は、糸引き、浮き水の発生がなく、そのスランプ値は５
ｃｍだった。

【００２９】参考例 Ａ成分を使用せず、実施例１における含水比６０％のシ
ールド残土１ｔに対して平均分子量４００万の水溶性ポ
リアクリル酸ナトリウム１ｋｇの割合で添加したとこ
ろ、３０秒間の混合では十分な固化状態とならず、固化
処理物のスランプ値が１ｃｍとなるまでに５分間を要し
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明の固化剤及び固化方法は土木工事
等において発生する流動性に富む含水泥土を短時間で固
化してダンプカー等で運搬できるようにすることができ
る。しかも石灰あるいはセメント系の固化剤のように処
理物を強アルカリ性にすることがなく、廃棄物として処
理する場合に問題とならない。またアクリルアミド系固
化剤のように処理物がべたついたり糸を引くこともな
く、処理の作業性が非常によい。さらに水溶性ポリアク
リル酸塩は食品添加物として認可されており、処理作業
者に対してもまた廃棄物として処理する場合にも非常に
安全性に優れ、これまでにない優れた特質をもった固化
剤及び固化方法である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鏡田 昌孝 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号 東洋建設株式会社内 (72)発明者 中島 与志夫 埼玉県狭山市笹井152−４ (72)発明者 ▲斎▼藤 仁 群馬県高崎市中島町111−43 (72)発明者 瀬尾 純將 群馬県高崎市綿貫町945−７

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却灰、スラグ、ゼオライト、粘土鉱物
   からなる群より選ばれる少なくとも一種（Ａ成分）と平
   均分子量１０万以上の水溶性ポリアクリル酸塩（Ｂ成
   分）を含むことを特徴とする含水泥土の固化剤。
2. 【請求項２】 水溶性ポリアクリル酸塩がポリアクリル
   酸ナトリウムである請求項１記載の含水泥土の固化剤。
3. 【請求項３】 含水泥土に、焼却灰、スラグ、ゼオライ
   ト、粘土鉱物からなる群より選ばれる少なくとも一種
   （Ａ成分）と平均分子量１０万以上の水溶性ポリアクリ
   ル酸塩（Ｂ成分）を添加混合することを特徴とする含水
   泥土の固化方法。
4. 【請求項４】 水溶性ポリアクリル酸塩がポリアクリル
   酸ナトリウムである請求項３記載の含水泥土の固化方
   法。