JPH0931940A - 遮水材及び遮水工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填あるいは敷設厚さが薄くとも、その遮水
性及び自己修復性に優れた遮水材を提供する。 【解決手段】 水膨潤性を有する粘土鉱物を主成分とす
る小片からなり、該小片の形状が、平板状あるいは波板
状である遮水材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮水材及び遮水工
法に関し、特に、湖沼や池、あるいは廃棄物処分場等に
おける漏水防止、遮水土木工事などに用いられる遮水材
と、それを用いる遮水工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、湖沼や池、あるいは廃棄物処分場
等における漏水防止には、合成樹脂や合成ゴムにより形
成された遮水シートや、コンクリートあるいはアスファ
ルトで形成された遮水壁を設けることが一般的に行われ
ている。しかし、このような遮水シートや遮水壁は、地
震や不等沈下、あるいは施工時の事故等によりそのシー
ト面あるいは壁面に破断やひび割れが生じやすく、万一
破断やひび割れが生じた遮水シートや遮水壁は、もはや
完全に修復するのは困難であるという問題があった。

【０００３】一方、遮水シート中に、水膨潤性を有する
ベントナイト等の粉状あるいは粒状の粘土鉱物を充填
し、自己修復性を持たせた遮水シートが提案されている
（特開平４−２４７１１３号、特開昭６４−６１７１
号、特開平３−５９１５４号）。かかる遮水シートは、
そのシート面に破断が生じた場合においても、内部に充
填された上記水膨潤性を有する粘土鉱物が水を吸って膨
張し、その破断部を塞ぐようにし、遮水性を保持させる
ことを目的とするものではあるが、該遮水シートは、そ
の運送中あるいは施工中に充填した上記粘土鉱物の偏在
や欠落が生じることは避けられない。また偏在や欠落が
生じることなく施工できた場合においても、該遮水シー
ト中に充填できる上記粘土鉱物の厚みは、その製造上、
わずか数ミリメートルしか取れないという制約があっ
た。

【０００４】また、上記欠点を克服する手段として、水
膨潤性を有する上記ベントナイト等の粉状あるいは粒状
の粘土鉱物を、まず施工場所の環境に合わせて任意の厚
みに敷きつめた後、その上方を合成樹脂や合成ゴムによ
り形成された遮水シートで覆う工法が考えられている
（特開平７−１３６６１０号）。しかし、敷きつめた粘
土鉱物が粉状である場合には、漏出水によって粉状粘土
鉱物が容易に流出してしまう恐れがあり、また粘土鉱物
が粒状である場合には、その粒子間の隙間が広いことか
ら漏出水の浸透速度及び量が多いものとなり、かなり厚
い遮水層としなければ十分な遮水効果及び自己修復効果
を期待できないという難点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の湖沼や池、あるいは廃棄物処分場等における漏水防
止手段が有する課題に鑑み成されたものであって、その
目的は、その遮水性及び自己修復性に優れた遮水材とそ
れを用いた遮水工法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成すべく鋭意研究した結果、ベントナイト等の
水膨潤性を有する粘土鉱物を主成分とする物質を、単な
る粉状あるいは粒状ではなく、特定形状、すなわち、平
板状あるいは波板状の小片とすることにより、漏水を吸
収して該小片間を浸透する水の速度及び量を大幅に減少
でき、水膨潤による遮水効果を大幅に高めうることを見
いだし、この知見に基づき本発明を完成させた。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）水膨潤性を有
する粘土鉱物を主成分とし、その形状を、平板状あるい
は波板状とした小片からなることを特徴とする遮水材、
（２）水膨潤性の粘土鉱物がベントナイトである（１）
項記載の遮水材、（３）上記平板状あるいは波板状の小
片が、厚さ０．１〜２．０ｍｍであり、かつ平均アスペ
クト比が３〜５０であることを特徴とする、（１）又は
（２）項記載の遮水材、及び（４）（１）、（２）又は
（３）項記載の遮水材を、所定個所に層状にランダムに
重ね合わせて遮水層を形成することを特徴とする遮水工
法を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記した本発明にかかる遮水材
は、水膨潤性を有する粘土鉱物を主成分とする遮水材で
あるため、該遮水材が漏出してくる水を吸収して膨張
し、体積を著しく増加し、遮水材間の隙間が埋まること
により遮水機能、及び自己修復機能を発現する。

【０００９】この際、特に本発明にかかる遮水材は、そ
の形状が平板状あるいは波板状の小片に形成した遮水材
であり、層状にランダムに重ね合わせて遮水層を形成す
るため、該遮水材間を浸透する漏出水は、単なる粉状あ
るいは粒状からなる遮水層の場合のように略まっすぐ通
過することはできず、層中の小片の間を横方向に移行
し、結果的にジグザグに進むこととなる。そのため、本
発明にかかる遮水材による施工においては、漏出水の遮
水材間における通過工程が著しく長くなり、また、遮水
材間が狭いため、漏出水と遮水材とが時間をかけて十分
に接触し、遮水材が膨潤することによる上記遮水機能、
及び自己修復機能が早い段階で発現し、たとえ該遮水材
の充填あるいは敷設厚さが薄くとも、その遮水性及び自
己修復性に優れた遮水が行える。

【００１０】ここで、上記遮水材は、厚さは特に制限は
なく、使用場面に応じて、任意の厚さに設定することが
できる。好ましくは、厚さ０．１〜２．０ｍｍである。
また平均アスペクト比（平板状粒子の主平面の投影面積
の円相当直径を粒子の厚みで除したものの平均値）が３
〜５０であることが好ましい。遮水材の厚さがあまり薄
すぎると遮水材小片に十分な強度が得られず粉状の遮水
材を用いた時の様に剪断方向の耐久性に問題を生じる。
逆に厚すぎる遮水材では、遮水材小片が最密充填されに
くく、単なる粒状物を用いた時と同様になる。またその
遮水材のアスペクト比が小さすぎる場合には、厚すぎる
遮水材と同様粒状や粉状の様になる。逆にアスペクト比
が大きすぎる遮水材では、遮水材小片が部分的にブリッ
ジ現象を起こして空隙を作り、水の通り道を生じる。な
お、特に好ましくは、上記遮水材は厚さ０．４〜１．０
ｍｍであり、かつ平均アスペクト比が５〜２０の小片で
ある。

【００１１】また、上記遮水材の材質は、水膨潤性を有
する粘土鉱物、例えばベントナイト、サポナイト、ヘク
トライト等のスメクタイト系粘土鉱物、あるいは雲母粘
土鉱物等の粘土鉱物１００％のものが最も好ましく特に
ベントナイトが最も好ましいが、全体として水を吸収し
て膨潤し、遮水材間の隙間を埋めて遮水機能及び自己修
復機能を発現し得るものであれば、所望により、上記ベ
ントナイト等の水膨潤性を有する粘土鉱物に、吸水性樹
脂、結合剤、成形助剤、強度付与剤、吸水性向上剤など
を混合した材料としても良い。そのような添加剤の量は
通常０．０１〜５０重量％までの範囲である。

【００１２】さらに、上記遮水材を層状にランダムに重
ね合わせて形成する遮水層は、合成樹脂や合成ゴムなど
により形成された透水性のシート内に、上記遮水材を層
状にランダムに重ね合わせて充填することにより形成し
ても良く、また施工場所に直接上記遮水材を層状にラン
ダムに重ね合わせて敷設することにより形成しても良
い。

【００１３】

【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。

【００１４】実施例１ クニミネ工業株式会社製のベントナイト（商品名：ネオ
クニボンド）１００重量部に、水を２５重量部を加え、
バッチニーダーで約１０分混合後、三本ロールを用いて
厚さが０．４ｍｍとなるようにベントナイトを展延し
た。その後、ベントナイトを乾燥し、解砕機によって破
砕してベントナイトの小片を製造した。次に、上記ベン
トナイトの小片を篩いにかけ、４メッシュ篩（目開き
４．７６ｍｍ）を通過し、１６メッシュ篩（目開き１ｍ
ｍ）上に残った小片を試料１とした。この試料１の厚さ
は０．４ｍｍであり、かつ平均アスペクト比は１２であ
った。また、上記試料１の代表的な小片の拡大斜視図を
図１に示す。

【００１５】上記試料１と同様のベントナイトで製造し
た粒状物を試料２とした。この試料２の平均粒径は１．
５ｍｍであった。また、試料２の代表的な粒状物の拡大
斜視図を図２に示す。上記試料１及び２を使用して、下
記の遮水性試験を実施した。

【００１６】試料１及び２を、各々容量３リットルのビ
ニール袋に５００グラム充填した。なお、試料１は、各
小片が層状にランダムに重なり合うように注意しながら
ビニール袋内に充填した。次に、試料を入れたと同等の
ビニール袋に水を６００ミリリットル入れ、該水を入れ
たビニール袋を、上記試料１及び２が各々充填されたビ
ニール袋内に、水を入れたビニール袋の底面が充填され
た試料の上面にピッタリと重なり合うように入れた。そ
の後、水を入れたビニール袋の底面に、棒を刺すことに
よって直径５ｍｍの穴を１か所開け、この状態で３０分
間放置した。３０分間放置後、水を入れたビニール袋を
素早く取り除き、試料１及び２の遮水性能を各々測定し
た。遮水性能の測定は、試料中に漏出した水の重量（＝
漏水部における試料の含水重量−漏水部における試料の
乾燥重量）、及び試料中に漏出した水の最大深度を測定
した。その測定結果を、表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１より、同じ水膨潤性を有する粘土鉱物
であるベントナイトでも、本発明において規定する平板
状の小片（試料１）では、粒状物（試料２）とした場合
に比較してその漏水量が１／２以下、また漏水の浸透深
度も１／２以下になることがわかる。このことから、本
発明にかかる遮水材を用いた遮水工法によれば、水の漏
出を非常に狭い範囲にくい止め、漏水量を著しく減少さ
せることが分かる。

【００１９】

【発明の効果】本発明にかかる遮水材においては、漏出
水の遮水材中の通過工程が著しく長くなり、漏出水と遮
水材とが、効率的、かつ、十分に接触し、遮水材が膨潤
することによる上記遮水機能、及び自己修復機能が迅速
に発現する。したがって、たとえ該遮水材の充填あるい
は敷設厚さが薄くとも、その遮水性及び自己修復性に優
れた遮水機能が奏されることとなる。また、著しく少量
の遮水材で所望の遮水、修復機能が達成されるので、水
の漏出を著しく狭い範囲にくい止め、漏水量を少量に抑
えることができるという優れた作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】試料１（本発明にかかる遮水材）の代表的な小
片の拡大斜視図である。

【図２】試料２（従来の遮水材）の代表的な粒状物の拡
大斜視図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水膨潤性を有する粘土鉱物を主成分と
   し、その形状を、平板状あるいは波板状とした小片から
   なることを特徴とする遮水材。
2. 【請求項２】 水膨潤性の粘土鉱物がベントナイトであ
   る請求項１記載の遮水材。
3. 【請求項３】 上記平板状あるいは波板状の小片が、厚
   さ０．１〜２．０ｍｍであり、かつ平均アスペクト比が
   ３〜５０であることを特徴とする、請求項１又は２記載
   の遮水材。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の遮水材を、所
   定個所に層状にランダムに重ね合わせて遮水層を形成す
   ることを特徴とする遮水工法。