JPH11140443A

JPH11140443A - 高含水土の脱水固化方法及び脱水型固化材

Info

Publication number: JPH11140443A
Application number: JP30404397A
Authority: JP
Inventors: Kota Sasaki; 宏太佐々木; Katsuyuki Sakamaki; 克之酒巻; Keiji Omori; 啓至大森; Kazuhiko Numata; 和彦沼田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【解決手段】高含水土に脱水型固化材を添加・混合す
ることにより、土木的及び機械的脱水処理を行うことな
く上澄水と泥分に分離した後、当該泥分をそのまま固化
する高含水土の脱水固化方法、並びにこれに用いるセメ
ント、高炉スラグ及び石膏を含有する脱水型固化材。【効果】高含水の浚渫土等を一つの材料で脱水と固化
を同時に行うことができ、しかも、固液の分離は速やか
かつ多量の水を分離できるため、大きな減溶化となる。
また、固化物は埋め立て土等に有効利用するのに十分な
強度が得られるため、減溶化と併せて、処分地不足問題
の解消及び資源の有効利用の観点からも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浚渫土等の高含水
土の処理に関し、更に詳細には、土木的及び機械的脱水
処理をすることなく、高含水土を上澄水と泥分に分離
し、この泥分をそのまま固化することができる高含水土
の脱水固化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川、湖沼、海域などで浚渫された土砂
は、一般には、少量が埋立てに利用されるほかは、大部
分が廃棄処分されている。すなわち、この浚渫土は多量
の水を含んでいるため、その利用に際しては脱水処理及
び固化処理を施すことがが必要となる。また、処分地不
足の観点からも、できる限りその容積を減じてから利用
することが望まれる。

【０００３】浚渫土等の高含水土（例えば含水比が液性
限界の３倍以上又は700重量％以上）の処理方法として
は、天日乾燥（自然圧密）、サンドドレーン等の土木的
脱水、真空濾過、加圧濾過、遠心濾過等の機械的脱水、
凝集剤等による脱水などの脱水処理、又は固化材の添加
などによる固化処理、あるいはこれらの技術を組み合わ
せる方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、土木的脱水に
よる処理では、工期が長期間となり、また脱水の程度が
不均質となり再利用が難しいといった問題がある。また
機械的脱水による処理では、設備が大規模になりコスト
が高くなるといった問題がある。

【０００５】また、各種凝集剤（例えば特開平2-9500号
公報等）を用いた脱水処理は、強度が不足するため、そ
の後に機械的な脱水を行ったり、セメントによる固化を
行う必要がある。

【０００６】一方、固化材による固化処理では、対象土
が高含水・高有機質であると、一般のセメントでは添加
量をかなり多くしないと再利用できるまでの強度を発現
しない。このため、土木的又は機械的な脱水処理を施し
た後に固化するという工程が採用されるケースがある
が、煩雑となる。

【０００７】また、アウイン系等の種々の特殊な固化材
（例えば特開昭56-10399号公報等）が開発され、少ない
添加量で所定の強度を発現するものもあるが、多くの水
を取り込みながら固化するために減容化率が低く、処分
地不足の問題を解決出来ないという問題がある。更に、
セメント、スラグ、石膏の３成分系固化材（例えば特開
昭54-100427号公報、特開昭60-137496号公報等）もある
が、固化のみを目的としたものであり、脱水に用いるこ
とは考慮されていなかった。

【０００８】従って、本発明の目的は、高含水土を１つ
の材料で脱水と固化を同時に行うことができ、しかも、
固液の分離は速やかで、かつ多くの水を分離させて高い
減容化率が得られ、更に得られる固化物は高強度で、原
位置での埋め立て材として、あるいは搬出して盛り土材
等として有効利用することができる脱水固化方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは、高含水土を容易に脱水かつ固化させ得る材
料を検討した結果、従来もっぱら低含水土の固化に用い
られていたセメント、高炉スラグ及び石膏を含有する固
化材が、意外にも、高含水土に直接添加混合すると、土
木的及び機械的脱水処理を行うことなく、その固液を速
やかに分離することができ、かつ固化物を有効利用する
ための十分な強度を発現させることを見出し、本発明を
完成した。

【００１０】すなわち本発明は、高含水土に脱水型固化
材を添加・混合することにより、土木的及び機械的脱水
処理を行うことなく上澄水と泥分に分離した後、当該泥
分をそのまま固化することを特徴とする高含水土の脱水
固化方法、及びこれに用いるセメント、高炉スラグ及び
石膏を含有する高含水土用脱水型固化材を提供するもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で脱水固化の対象とする高
含水土とは、例えば含水比が液性限界の３倍以上又は70
0重量％以上のものをいうが、もちろんこれ以下の含水
比の含水土に適用することもできる。

【００１２】本発明の脱水型固化材に用いられるセメン
トとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトラ
ンドセメント、超早強ポルトランドセメント等のポルト
ランドセメントが用いられ、高炉スラグとしては、JIS
A 6206による規定値以内であればどれを用いることもで
きる。石膏は、高含水土の固化に寄与するものであり、
無水石膏、２水石膏及び半水石膏のいずれを使用するこ
ともできるが、このうち無水石膏、特に結晶性が高く溶
解度が低い天然品が、大きな強度が得られ、好ましい。

【００１３】本発明の脱水型固化材の組成は、重量比
で、セメント：高炉スラグ：石膏＝（30〜60）：（25〜
60）：（５〜30）、特に当該比率が（40〜50）：（35〜
45）：（10〜20）であるのが好ましい。

【００１４】各材料の含有量が上記範囲外の場合、得ら
れる固化物の特性は、セメントの含有量が30重量％未満
では強度、減溶化率ともに低くなり、また60重量％を超
えても低強度となる。高炉スラグの含有量が25重量％未
満では低強度となり、60重量％を超える場合は強度、減
溶化率ともに低くなる。石膏の含有量が５重量％未満で
は低強度となり、30重量％を超えると減溶化率が低くな
る。

【００１５】なお、セメント及び高炉スラグに代えて、
高炉セメントを用いることもでき、特にＢ種高炉セメン
トが好ましい。Ｂ種高炉セメントを用いた場合の組成重
量比は、Ｂ種高炉セメント：石膏＝（60〜95）：（５〜
30）、特に当該比率が（80〜90）：（10〜20）であるの
が好ましい。

【００１６】本発明の脱水型固化材の粉末度は特に限定
されないが、高すぎると凝集に悪影響を及ぼし、また低
すぎると固化に悪影響を与えるため、ブレーン値で3000
〜5000cm²/g程度、特に3200〜4500cm²/g程度が好まし
い。

【００１７】本発明の脱水型固化材には、上記３成分以
外に、脱水助剤として消石灰、ポリ塩化アルミニウム、
硫酸アルミニウム及びフライアッシュから選ばれる１種
又は２種以上を配合すると、泥分の沈降を更に促進する
ことができ、好ましい。これら脱水助剤の配合量は、上
記３成分の合計重量に対してそれぞれ１〜10重量％、特
に１〜８重量％が好ましく、合計で１〜20重量％、特に
１〜12重量％が好ましい。

【００１８】また、本発明の脱水型固化材には更に減水
剤を添加することもでき、減水剤としては、特にナフタ
リン系及びポリカルボン酸を主成分とするものが好まし
い。減水剤は粉体で用いても液体で用いてもよいが、減
水化率の高さの点で、粉体で用いるのがより好ましい。
減水剤は上記３成分の合計重量に対して0.1〜10重量
％、特に0.5〜５重量％配合するのが好ましい。

【００１９】本発明の脱水型固化材に使用される助剤の
添加方法は、消石灰、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アル
ミニウム及びフライアッシュは、プレミックス、前添加
及び後添加のいずれでもよい。減水剤は、粉体の場合は
プレミックス、前添加及び後添加のいずれでもよく、液
体の場合は前添加及び後添加のいずれでもよい。

【００２０】本発明の脱水型固化材を高含水土に添加混
合すると、水和反応により水酸化カルシウムが析出し、
電荷の中和作用による凝集が起こる。また、水和反応に
よるエトリンガイトの生成、珪酸カルシウム水和物の生
成、ポゾラン反応等により高含水土の硬化に寄与するも
のである。脱水型固化材の添加後、６時間程度で減容化
が一定に達し、１日で上澄水の分離と泥分の処分が可能
となる。

【００２１】本発明の脱水型固化材の高含水土に対する
添加量は、高含水土の性状や施工の条件、要求される固
化物の強度によるが、高含水土に対して２〜15重量％が
好ましい。添加量が過少になると強度不足になり、過多
になると処理後の容積が増えるため処分地が不足し、ま
たコストが増加することになる。

【００２２】本発明の脱水型固化材の添加方法として
は、粉体のまま使用するドライ添加、水を加えるスラリ
ー添加のいずれも可能である。アーウィン等を配合した
高有機質土用固化材ではスラリーにした場合、硬化が速
いため圧送ホース閉塞の恐れがあるが、本発明の脱水型
固化材は遅硬性で初期の流動性保持時間が長いため、ス
ラリーで添加した場合でもホース閉塞の恐れはない。ま
た、スラリー添加した場合、混合性も良好で、また強度
や減溶化への悪影響も無い。

【００２３】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるもので
ない。

【００２４】実施例１表１に示す組成の固化材及び表２に示す高含水土を用
い、下記方法に従い減溶化率と固化強度を測定した。こ
れらの結果を表３に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】(1) 混練り方法高含水土に固化材を外割で５重量％添加し、ホバートミ
キサーにて３分間混練りした。 (2) 試験項目とその方法 (a) 減溶化率（ブリージング試験）混練り物1000ccを50mmφ×200mmのブリージング袋に入
れ、混練り30分後、60分後、180分後及び360分後の上澄
水（ブリージング水）の量を測定した。ブリージング水
の容積と元の高含水土の容積の比を減溶化率とした (b) 一軸圧縮強さ JIS A 1216に従って行い、混練り７日後に測定した。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３に示す試験結果から明らかなように、
普通ポルトランドセメントのみでは極めて低強度とな
り、高有機質土用固化材では減溶化率が低くなる。ま
た、セメント、高炉スラグ、及び石膏のうちいずれかを
含有しない場合には、強度が低くなるか又は固化しな
い。これに対し、上記３成分を全て含有する本発明品
は、減溶化率が高く、かつ高有機質土用固化材と同等以
上の固化強度を有する。

【００３０】実施例２普通ポルトランドセメント45重量％、高炉スラグ40重量
％及び石膏15重量％を含有する固化材（本発明品10）に
各種助剤を添加する以外は実施例１と同様に操作し、減
容化率と固化強度を比較した。なお、高含水土は実施例
１と同様のものを用い、助剤は高含水土への添加前にあ
らかじめ固化材に添加混合した。この結果を表４に示
す。

【００３１】

【表４】

【００３２】表４に示す試験結果から明らかなように、
助剤の添加により減溶化率がより高くなる。

【００３３】実施例３普通ポルトランドセメント45重量％、高炉スラグ40重量
％及び石膏15重量％を含有する固化材（本発明品10）に
減水剤（又は減水剤と消石灰）を添加する以外は実施例
１と同様に操作し、減容化率と固化強度を比較した。な
お、高含水土は実施例１と同様のものを用い、減水剤及
び消石灰は高含水土への添加前にあらかじめ固化材に添
加混合した。この結果を表５に示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】表５に示すように、減水剤の添加により減
溶化率及び強度がより高くなり、これは消石灰を併用し
た場合により顕著となる。

【００３６】実施例４本発明品10及び比較品２の固化材を用い、下記方法に従
いスラリーを作成し、スラリーのＰロート流下時間を測
定した。 (1) 混練り方法混練り水に固化材を添加し、ホバートミキサーにて３分
間混練りした。 (2) 配合量Ｗ／Ｃを100％とした。 (3) Ｐロート試験方法土木学会基準（プレパックドコンクリートの注入モルタ
ルの流動性試験方法）に従って行い、混練り直後、15分
後、30分後、45分後、60分後、90分後、及び120分後に
測定した。

【００３７】

【表６】

【００３８】表６に示すように、比較品２は硬化が速く
30分で測定不能になるのに対し、本発明品10では流動性
の保持時間が長く、実際の使用に際して、スラリーで用
いても圧送ホースの閉塞の恐れが無いとともに、高含水
土との混合性が良好となる。

【００３９】実施例５普通ポルトランドセメント45重量％、高炉スラグ40重量
％及び石膏15重量％を含有する固化材（本発明品10）に
減水剤又は消石灰を添加する以外は実施例１と同様に操
作し、これらの添加時期の違いによる減容化と固化強度
への影響を検討した。なお、高含水土は実施例１と同様
のものを用いた。この結果を表７に示す。

【００４０】

【表７】

【００４１】表７に示すように、消石灰、減水剤ともに
添加方法の違いによる減溶化、圧縮強度への影響は特に
なかった。しかし、減水剤は粉体で用いた方が高い減溶
化率が得られ好ましい。この結果から明らかなように、
いずれの添加方法でも、減溶化、圧縮強度への影響がな
いことから、現場のいかなるニーズ（作業性、規模、機
械の種類等）にも対応することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、高含水の浚渫土等を一
つの材料で脱水と固化を同時に行うことができ、しか
も、固液の分離は速やかかつ多量の水を分離できるた
め、大きな減溶化となる。また、固化物は埋め立て土等
に有効利用するのに十分な強度が得られるため、減溶化
と併せて、処分地不足問題の解消及び資源の有効利用の
観点からも有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ //(Ｃ０４Ｂ 28/16 22:06）Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者沼田和彦千葉県佐倉市大作二丁目４番２号秩父小野田株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高含水土に脱水型固化材を添加・混合す
ることにより、土木的及び機械的脱水処理を行うことな
く上澄水と泥分に分離した後、当該泥分をそのまま固化
することを特徴とする高含水土の脱水固化方法。
【請求項２】高含水土の含水比が、液性限界の３倍以
上又は700重量％以上である請求項１記載の脱水固化方
法。
【請求項３】脱水型固化材が、セメント、高炉スラグ
及び石膏を含有するものである請求項１又は２記載の脱
水固化方法。
【請求項４】脱水型固化材の添加量が、高含水土に対
して２〜15重量％である請求項１〜３のいずれかに記載
の脱水固化方法。
【請求項５】セメント、高炉スラグ及び石膏を含有
し、土木的脱水処理及び機械的脱水処理を行うことなく
高含水土を脱水固化するための脱水型固化材。
【請求項６】セメント、高炉スラグ及び石膏の組成重
量比が、セメント：高炉スラグ：石膏＝（30〜60）：
（25〜60）：（５〜30）である請求項５記載の脱水型固
化材。
【請求項７】更に消石灰、ポリ塩化アルミニウム、硫
酸アルミニウム及びフライアッシュから選ばれるいずれ
か一種以上を、セメント、高炉スラグ及び石膏の合計重
量に対し、合計で１〜20重量％含有するものである請求
項５又は６記載の脱水型固化材。
【請求項８】更に減水剤を、セメント、高炉スラグ及
び石膏の合計重量に対し0.1〜10重量％含有するもので
ある請求項５〜７のいずれかに記載の脱水型固化材。