JPH11323334A - 含水土壌の改良剤および改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 含水土壌粒状に改良し、砂の代替品として再
利用を図ることができる改良剤、及び改良方法の提供。 【解決手段】 含水土壌の改良剤は、アクリル酸等のカ
ルボキシル基を有する単量体（ａ）と、一般式（１） （Ｒ₁ はＨまたはメチル基、Ｒ₂ はＨ、メチル基または
エチル基）の単量体、一般式（２） （Ｒ₃ はＨまたはメチル基、Ｘは−ＣＯＯ−基または−
ＣＨ₂ Ｏ−基、ｋは２または３、ｎは０〜 100の整数、
Ｒ₄ は、ｎが０のときＨ、ｎが１〜 100のときＨ、炭素
数１〜12のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜12のア
ルキル基を有するフェニル基、またはベンジル基）の単
量体および一般式（３） （Ｒ₅ はＨまたはメチル基、Ｒ₆ はＨまたはメチル基）
の単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種の単量
体（ｂ）とを含む単量体成分を重合してなる水溶性重合
体からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含水土壌を改良す
る含水土壌の改良剤および改良方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、例えば、砂の代替品としての再利
用を図る際に好適な、含水土壌を粒状に改良する改良剤
および改良方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、場所打杭工法や泥水シ
ールド工法等を採用した掘削工事等に伴う建設廃材の処
理においては、掘削孔に掘削泥水を供給することによ
り、掘削時に発生する発生土を該掘削泥水と共に外部に
排出している。

【０００３】上記の発生土は、土砂が分離され、工事現
場の切り盛り等に再利用されるため、廃棄物処理法に定
める産業廃棄物には該当しない。しかしながら、泥状の
状態、より詳しくは、粘土と共に水を多量に含んだスラ
リー状を有し、流動性を呈する掘削泥水は、標準仕様ダ
ンプトラックに山積みができず、例えばその上を人が歩
けない状態を呈している。従って、上記の掘削泥水は、
そのままでは埋戻材料等に使用することができず、廃棄
物処理法に則った産業廃棄物として処理しなければなら
ない。このため、上記の掘削泥水は、運搬等が行えるよ
うに脱水プレスする等して固液分離を行った後、必要に
応じて、脱水ケーキ等として得られる汚泥、即ち含水土
壌に、セメントや重合体等が混合されて固化（改良）さ
れる。そして、これらの改良方法により改良された含水
土壌は、例えば埋め立て処分場等の所定の廃棄場所に廃
棄されるか、或いは、掘削孔の埋め戻しが必要な土木工
事においては、改良された含水土壌を掘削孔に注入する
ことが行われている。

【０００４】このような改良方法として、例えば、特開
平1-176499号公報には、含水土壌に、水溶性の合成高分
子物質等を混合する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、含水土
壌は産業廃棄物として処理しなければならないので、多
大な処分費用がかかる。また、建設廃材としての含水土
壌の最終処分量は膨大な量に上ると共に、含水土壌を廃
棄するための最終処分場用地の取得難や住民の反対等に
より、含水土壌の埋立処分は日々困難となっている。従
って、上記従来の改良方法で含水土壌を処理すると、廃
棄場所等、最終処分場用地の確保が困難となるという問
題点も有している。このため、含水土壌の再利用を図る
ことができる改良方法が切望されている。

【０００６】ところで、例えば、特開平4-345685号公報
には、カルボキシル基を有する水溶性重合体と石灰とか
らなる含水土壌の改良剤が開示されている。上記の水溶
性重合体は、例えばアクリル酸ナトリウムとアクリルア
ミドとを共重合することによって製造されている。しか
しながら、該改良剤は、水溶性重合体がアクリルアミド
を用いて製造されているので、含水土壌に石灰を添加・
混合すると、該水溶性重合体からアンモニアが発生し、
作業環境を著しく損ねる。それゆえ、含水土壌の改良時
における作業環境を良好な状態に保つことができる（安
全な）改良剤が求められている。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、含水土壌を改良し、再利用
を図る際に好適な改良剤、および、改良方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記の
目的を達成すべく、含水土壌の改良剤および改良方法に
ついて鋭意検討した。その結果、カルボキシル基を有す
る単量体と、或る特定の分子構造を有する単量体とを含
む単量体成分を重合してなる水溶性重合体を含む改良剤
を含水土壌に混合することで、含水土壌を固化させ、産
業廃棄物として廃棄することなく、再利用することがで
きることを見い出して、本発明を完成させるに至った。

【０００９】即ち、請求項１記載の発明の含水土壌の改
良剤は、上記の課題を解決するために、カルボキシル基
を有する単量体（ａ）と、一般式（１）

【００１０】

【化４】

【００１１】（式中、Ｒ₁ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₂ は水素原子、メチル基またはエチル基を示
す）で表される単量体、一般式（２）

【００１２】

【化５】

【００１３】（式中、Ｒ₃ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｘは−ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂ Ｏ−基を示し、
ｋは２または３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ
₄は、ｎが０のとき水素原子を示し、ｎが１〜 100のと
き水素原子、炭素数１〜12のアルキル基、フェニル基、
炭素数１〜12のアルキル基を有するフェニル基、または
ベンジル基を示す）で表される単量体および一般式
（３）

【００１４】

【化６】

【００１５】（式中、Ｒ₅ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₆ は水素原子またはメチル基を示す）で表され
る単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種の単量
体（ｂ）とを含む単量体成分を重合してなる水溶性重合
体を含むことを特徴としている。

【００１６】請求項２記載の発明の含水土壌の改良剤
は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の含水
土壌の改良剤において、上記単量体成分が、N-ビニルア
セトアミド、メトキシポリエチレングリコール（メタ）
アクリレート、および、N-ビニル-2- ピロリドンからな
る群より選ばれる少なくとも一種の単量体を含むことを
特徴としている。

【００１７】請求項３記載の発明の含水土壌の改良剤
は、上記の課題を解決するために、請求項１または２記
載の含水土壌の改良剤において、上記単量体成分が、
（メタ）アクリル酸および／またはその塩を含むことを
特徴としている。

【００１８】請求項４記載の発明の含水土壌の改良方法
は、上記の課題を解決するために、請求項１〜３の何れ
か１項に記載の含水土壌の改良剤を含水土壌に混合する
ことを特徴としている。

【００１９】請求項５記載の発明の含水土壌の改良方法
は、上記の課題を解決するために、請求項４記載の含水
土壌の改良方法において、上記含水土壌を粒状に改良す
ることを特徴としている。

【００２０】上記の各構成によれば、通常、汚泥として
廃棄される含水土壌を、トラックで運搬することが可能
であり、例えばその上を人が歩ける状態に改良された固
化物、より好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径
を有する粒子状に細粒化された固化物に改良することが
できる。これにより、改良後の含水土壌を、例えば砂の
代替品として埋め戻しや農園芸用等に有効に活用するこ
とができ、資源として再利用することができる。また、
改良後の含水土壌を粒状固化物にすれば、地面に埋め戻
した際の通水性を向上させることができ、より広い範囲
での含水土壌の再利用が可能となる。これにより、環境
保全、省資源、および廃棄場所の延命を図ることができ
ると共に、含水土壌の処分費用を低減することができ
る。

【００２１】また、上記請求項１ないし３の構成によれ
ば、改良剤は、カルボキシル基を有する単量体（ａ）
と、或る特定の分子構造を有する単量体（ｂ）とを含む
単量体成分を重合してなる水溶性重合体を含んでいる。
上記の水溶性重合体は、該重合体を構成する上記単量体
（ａ）単位並びに単量体（ｂ）単位に、含水土壌に例え
ばセメントや生石灰等の水硬性物質を添加・混合したと
きにアンモニアを発生する官能基を有していない。それ
ゆえ、含水土壌の改良時における作業環境を良好な状態
に保つことができる（安全な）改良剤を提供することが
できる。

【００２２】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
かかる改良剤および改良方法によって固化（改良）され
る含水土壌は、どの様なものでもよく、また、従来は再
利用が困難であった粘土やシルトでも、改良土として、
例えば「建設発生土利用技術マニュアル」（１９９４
年、（財）土木研究センター発行）に定められた建設汚
泥に該当しない固化物、即ち、トラックで運搬すること
が可能であり、例えばその上を人が歩ける状態の固化
物、より好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径を
有する粒子状に細粒化された固化物とすることが可能で
ある。

【００２３】上記含水土壌としては、具体的には、例え
ば、地中連続壁工法、泥水シールド工法等を採用した掘
削工事での掘削時に発生する発生土を土砂と泥水とに分
離し、該泥水を脱水プレスする等して固液分離を行った
後、脱水ケーキ等として得られる汚泥；建設作業に伴っ
て発生する泥水を沈殿槽に静置し、沈殿として得られる
汚泥；掘削残土、軟弱残土；採石場並びに砕石場にて発
生する含水石粉等の汚泥；等が挙げられる。

【００２４】上記含水土壌は、ＪＩＳ Ａ １２０３
（含水比試験方法）に基づいて測定され、「（水（ｇ）
／固形分（ｇ））×100 」で表される含水比が20％〜 2
00％の範囲内のものが好ましく、50％〜 150％の範囲内
のものがより好ましい。含水比が 200％を超える含水土
壌は、水の含有量（以下、水分量と称する）が多いの
で、改良剤を多量に用いなければならず、改良剤のコス
トが高くなり、好ましくない。

【００２５】上記含水土壌の出所は、特に限定されるも
のではなく、また、上記含水土壌としては、粘土やシル
トの他に、ベントナイト等を含有するものであっても構
わない。

【００２６】本発明にかかる改良剤および改良方法は、
上述したように、含水土壌の出所に拘らず適用すること
ができるが、そのなかでも、関東地方で発生した含水土
壌に特に適している。建設副産物実態調査によれば、全
国でも、関東地方建設局管内における建設発生土の発生
量が最も多い。しかしながら、関東地方で発生した建設
発生土は、一般に、関東ローム（火山灰質粘性土）、シ
ルト、粘土等を多く含み、粒状に固化させることが困難
である。そこで、関東地方で発生した発生土を含む含水
土壌の再利用が絶望視されるなか、本発明によれば、従
来、粒状に固化させることが困難な、関東地方で発生し
た含水土壌を、充分な強度並びに所定の粒子径を有する
粒子状に細粒化された固化物とすることができる。

【００２７】本発明の含水土壌の改良剤として用いられ
る水溶性重合体（以下、単に重合体と記す）は、カルボ
キシル基を有する単量体（ａ）と、前記一般式（１）で
表される単量体、前記一般式（２）で表される単量体、
および、前記一般式（３）で表される単量体からなる群
より選ばれる少なくとも一種の単量体（ｂ）とを含む単
量体成分を重合してなる重合体であり、水溶性を備えて
いる。

【００２８】上記の重合体は、カルボキシル基を有する
単量体（ａ）と、前記一般式（１）で表される単量体、
前記一般式（２）で表される単量体、および、前記一般
式（３）で表される単量体からなる群より選ばれる少な
くとも一種の単量体（ｂ）とを共重合させることによ
り、或いは、該単量体（ａ）・（ｂ）と共重合可能なそ
の他の単量体（以下、単に、その他の単量体と記す）と
共重合させることにより、容易に得ることができる。つ
まり、上記単量体成分は、カルボキシル基を有する単量
体（ａ）と、前記一般式（１）で表される単量体、前記
一般式（２）で表される単量体、および、前記一般式
（３）で表される単量体からなる群より選ばれる少なく
とも一種の単量体（ｂ）とだけを含んでいるか、或い
は、該単量体（ａ）・（ｂ）とその他の単量体とを含ん
でいる。

【００２９】カルボキシル基を有する単量体（ａ）とし
ては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、イタコン
酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸、N-（メタ）
アクリロイルアスパラギン酸、および、これら単量体の
アルカリ金属塩やアンモニウム塩等が挙げられるが、特
に限定されるものではない。これら単量体は、一種類の
みを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよ
い。上記例示の単量体のうち、（メタ）アクリル酸およ
び／またはその塩がより好ましく、（メタ）アクリル酸
を単独で用いることが特に好ましい。

【００３０】前記一般式（１）で表される単量体として
は、具体的には、例えば、N-ビニルホルムアミド、N-ビ
ニルアセトアミド等のノニオン性単量体が挙げられる。
上記例示の単量体のうち、N-ビニルアセトアミドがより
好ましい。

【００３１】前記一般式（２）で表される単量体は、分
子内に、０〜１００個のエチレンオキシドおよび／また
はプロピレンオキシドが重合してなる二価基（エチレン
オキシドの場合は式中のｋが２、つまり、−Ｃ₂ Ｈ₄ Ｏ
−であり、プロピレンオキシドの場合は式中のｋが３、
つまり、−Ｃ₃ Ｈ₆ Ｏ−である）を有している。また、
前記一般式（２）中のＲ₄ で示される置換基が炭素数１
〜12のアルキル基、または、炭素数１〜12のアルキル基
を有するフェニル基である場合において、該アルキル基
は、直鎖状であってもよく、分枝鎖状であってもよく、
環状であってもよい。

【００３２】前記一般式（２）で表される単量体として
は、具体的には、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メ
トキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、
フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アリルアルコール、（メタ）アリルアルコ
ールのエチレンオキシド付加物、（メタ）アリルアルコ
ールのプロピレンオキシド付加物、等のノニオン性単量
体が挙げられる。上記例示の単量体のうち、分子内に、
エチレンオキシドが重合してなる二価基を有している単
量体がより好ましく、ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート、および、メトキシポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレートがさらに好ましい。

【００３３】前記一般式（３）で表される単量体として
は、具体的には、例えば、N-ビニル-2- ピロリドン、N-
ビニル-5- メチル-2- ピロリドン等のノニオン性単量体
が挙げられる。上記例示の単量体のうち、N-ビニル-2-
ピロリドンがより好ましい。

【００３４】前記一般式（１）、一般式（２）または一
般式（３）で表される単量体（ｂ）は、一種類のみを用
いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。そし
て、上記例示の単量体のうち、N-ビニルアセトアミド、
メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、および、N-ビニル-2- ピロリドンが特に好ましい。
つまり、単量体成分が、N-ビニルアセトアミド、メトキ
シポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、およ
び、N-ビニル-2- ピロリドンからなる群より選ばれる少
なくとも一種の単量体を含んでいることが特に好まし
い。

【００３５】本発明において、前記単量体（ａ）と単量
体（ｂ）との割合、即ち、上記の重合体を構成する全単
量体単位に占める該単量体（ａ）単位と単量体（ｂ）単
位との割合は、99/1〜1/99の範囲内であることが好まし
く、97/3〜3/97の範囲内であることがより好ましい。単
量体（ａ）と単量体（ｂ）との割合が上記範囲を外れる
と、場合によっては含水土壌を粒状化することができな
くなるので好ましくない。

【００３６】また、上記その他の単量体は、前記単量体
（ａ）・（ｂ）と共重合可能な単量体であればよく、特
に限定されるものではない。つまり、本発明にかかる重
合体を構成する、前記単量体（ａ）単位並びに単量体
（ｂ）単位以外の構造単位は、特に限定されるものでは
ない。その他の単量体としては、具体的には、例えば、
2-アクリルアミド-2- メチルプロパンスルホン酸、（メ
タ）アリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン
酸、2-ヒドロキシ-3-(2-プロペニルオキシ) プロパンス
ルホン酸、イソプロペニルスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、アリルホスホン酸、イソプロ
ペニルホスホン酸、ビニルホスホン酸、スルホエチル
（メタ）アクリレート、イソプレンのスルホン化物、ホ
スホエチルメタクリレート、および、これら単量体のア
ルカリ金属塩やアンモニウム塩等の、モノエチレン性不
飽和酸；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸
ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエス
テル；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等
のアルキルビニルエーテル；3-メチル-3- ブテン-1- オ
ール、3-メチル-2- ブテン-1- オール、2-メチル-3-ブ
テン-2- オール等の不飽和アルコール；アクロレイン等
のアルデヒド基含有ビニル単量体；（メタ）アクリロニ
トリル等のニトリル基含有ビニル単量体；スチレン等の
上記以外の官能基を含有する単量体；等が挙げられる。
これらその他の単量体は、一種類のみを用いてもよく、
また、二種類以上を併用してもよい。上記例示のその他
の単量体のうち、2-アクリルアミド-2- メチルプロパン
スルホン酸、および、スルホエチル（メタ）アクリレー
トが特に好ましい。

【００３７】本発明において、上記単量体成分中におけ
る前記単量体（ａ）・（ｂ）の割合、即ち、上記の重合
体を構成する全単量体単位に占める該単量体（ａ）・
（ｂ）単位の割合は、50モル％以上であることが好まし
く、80モル％以上であることがより好ましく、90モル％
以上であることがさらに好ましい。上記単量体（ａ）・
（ｂ）の割合が50モル％未満である場合には、得られる
改良剤の使用量が多くなると共に、場合によっては含水
土壌を粒状化することができなくなるので好ましくな
い。

【００３８】上記重合体の製造方法、即ち、上記単量体
成分の重合方法は、特に限定されるものではなく、例え
ば、ラジカル重合開始剤等の重合開始剤を用いる重合方
法；イオン化放射線、電子線等の放射線や、紫外線を照
射する重合方法；加熱による重合方法；等の従来公知の
種々の方法を採用することができる。

【００３９】上記ラジカル重合開始剤としては、過酸化
物系やレドックス系、アゾ系の開始剤を用いることがで
き、具体的には、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパ
ーオキサイド等の、過酸化物系やレドックス系で好適に
用いられる過酸化物；亜硫酸水素ナトリウム、メタ重硫
酸ナトリウム、硫酸第一鉄アンモニウム、L-アスコルビ
ン酸、トリエタノールアミン等の、レドックス系で好適
に用いられる還元剤；2,2'-アゾビス (2,4-ジメチルバ
レロニトリル) 、 2,2'-アゾビス (2-アミノプロパン)
二塩酸塩、 2,2'-アゾビスイソブチルアミド二水和物、
2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2- イル) プロパ
ン] 二塩酸塩等のアゾ系開始剤；等が挙げられるが、特
に限定されるものではない。尚、重合開始剤の使用量
や、重合反応の反応条件等は、特に限定されるものでは
ない。

【００４０】本発明において、得られる重合体の重量平
均分子量は、特に限定されるものではないが、100,000
よりも大きいことがより好ましく、1,000,000 よりも大
きいことがさらに好ましく、2,000,000 よりも大きいこ
とが特に好ましい。

【００４１】上記重合体の重量平均分子量が 100,000未
満である場合には、改良後の含水土壌を粒状化すること
ができなくなるおそれがある。本願発明者等が検討した
結果、関東地方で発生した含水土壌は、上記重合体の重
量平均分子量が小さい場合、具体的には、100,000 未満
の場合には、粒状化しない場合があり、一方、重量平均
分子量が大きい程、粒状化させるために必要とする重合
体の使用量が少なくて済むことが判った。また、本願発
明者等がさらに検討した結果、上記重合体の使用量が等
しければ、上記重合体の重量平均分子量が大きい程、改
良後の含水土壌、即ち、含水土壌の固化物を、産業廃棄
物の規定にあてはまらない範囲内で、細粒化させる（粒
径を小さくする）ことができることが判った。

【００４２】本発明において、上記重合体の重量平均分
子量は、100,000 よりも大きければ特に限定されるもの
ではないが、20,000,000を超える場合には、上記の重合
体を含水土壌に混合したときに増粘効果が生じて両者を
均一に混合することができなくなるおそれがあると共
に、該重合体の製造が困難である。このため、上記重合
体の重量平均分子量の上限は、特に限定されるものでは
ないが、実質的に、20,000,000以下とすることが好まし
い。

【００４３】上記重合体は、水溶液またはエマルション
として用いてもよいが、取り扱い性並びに混合性の観点
から、上記重合体は、必要に応じて、乾燥、粉砕するこ
とにより、粉体として用いる方がより好ましい。尚、上
記重合体の乾燥方法並びに粉砕方法は、特に限定される
ものではない。

【００４４】上記の重合体を粉体（粒子）として用いる
場合における該重合体の粒子径は、0.01mm〜２mmの範囲
内が好ましく、0.02mm〜１mmの範囲内がより好ましい。
上記重合体の粒子径が２mmを超える場合には、上記の固
化物を細粒化するために必要とする上記重合体の使用量
を多くしなければならないのでコストが高くなり、好ま
しくない。一方、上記重合体の粒子径が0.01mm未満であ
る場合には、上記重合体を取り扱う際に粉塵が発生し易
くなると共に、重合体が吸湿し易くなる。従って、作業
性が低下すると共に、含水土壌に添加した際に継粉を生
じることになる。このため、含水土壌を改良してなる固
化物を細粒化するためには使用量を多くしなければなら
ないのでコストが高くなり、好ましくない。

【００４５】含水土壌 100重量部に対する上記重合体の
使用量は、0.01重量部〜５重量部の範囲内が好ましく、
0.02重量部〜１重量部の範囲内がより好ましい。上記重
合体の使用量が0.01重量部未満である場合には、上記含
水土壌の固化物を細粒化することができなくなるので好
ましくない。また、重合体の使用量を５重量部より多く
しても、上記の範囲内で使用した場合と殆ど効果が変わ
らない。従って、過剰に使用した重合体が無駄となるの
で好ましくない。尚、重合体を水溶液の状態で用いる場
合には、上記重合体の使用量は、水溶液中の該重合体の
量（純分）を示すものとする。

【００４６】以上のように、本発明にかかる含水土壌の
改良剤は、所定の性状等を備えた重合体、即ち、カルボ
キシル基を有する単量体（ａ）と、前記一般式（１）で
表される単量体、前記一般式（２）で表される単量体、
および、前記一般式（３）で表される単量体からなる群
より選ばれる少なくとも一種の単量体（ｂ）とを含む単
量体成分を重合してなる重合体からなっている。次に、
上記構成の改良剤を用いて含水土壌を改良する改良方法
について、以下に説明する。

【００４７】本発明にかかる改良方法では、含水土壌に
対し、上記の改良剤（即ち、上述の重合体）を混合する
ことで、改良土として、トラックで運搬することが可能
であり、例えばその上を人が歩ける状態の固化物、より
好ましくは、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒
子状に細粒化された固化物を得ることができる。含水土
壌と上記の改良剤とを混合する際に用いられる混合機と
しては、両者の混合物を混練することなく撹拌・混合す
ることができる装置が好ましく、両者の混合物に対して
剪断力を付与しながら撹拌することができるように、撹
拌翼の形状が棒状や釣針状等に形成されている装置が好
適である。つまり、撹拌翼は、撹拌・混合によって移動
する混合物の移動方向に対して、できるだけ直角方向に
拡がった形状が、混練による粒子径の粗大化を抑制する
ことができると共に、撹拌翼や装置内壁への混合物の付
着を防止することができるので、望ましい。

【００４８】このような装置としては、例えば、水平軸
型混合機や垂直軸型混合機が挙げられる。そして、水平
軸型混合機としては、例えば、一軸および複数軸パドル
型混合機が好ましい。垂直軸型混合機としては、例え
ば、パンミキサ型混合機が好ましく、遊星型混合機がよ
り好ましく、さらに、該遊星型混合機のうち、ソイルミ
キサ、モルタルミキサ、およびアイリッヒ混合機がさら
に好ましい。上記の混合機を用いて含水土壌と改良剤と
を混合すると共に、撹拌翼によって生じる剪断力を用い
ることにより、混合物を粒子径が 0.1mm〜50mmの範囲
内、好ましくは 0.3mm〜10mmの範囲内である粒子状に細
粒化（粒状固化）することができる。尚、含水土壌と改
良剤との混合方法は、特に限定されるものではない。

【００４９】そして、得られた改良土（粒状固化物）を
より一層有効に活用（再利用）するためには、該改良土
に水硬性物質を添加して混合することが好ましい。尚、
含水土壌に改良剤を混合する前に水硬性物質を混合する
と、含水土壌を粒状固化させることができない。

【００５０】上記水硬性物質としては、水中で硬化が進
行する物質であればよく、特に限定されるものではない
が、具体的には、例えば、セメント、生石灰、消石灰、
石膏、およびこれらの混合物等が挙げられる。上記例示
の水硬性物質のうち、セメントおよび生石灰がより好ま
しい。

【００５１】上記のセメントとしては、公知の各種セメ
ントを採用することができる。該セメントとしては、具
体的には、例えば、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；高炉セメント；アルミナセメン
ト；カルシウムセメント；フライアッシュセメント；等
が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【００５２】含水土壌 100重量部に対する上記水硬性物
質の使用量は、１重量部〜20重量部の範囲内が好まし
く、１重量部〜10重量部の範囲内がより好ましい。水硬
性物質の使用量が１重量部未満である場合には、改良土
（粒状固化物）の強度（後述する）が不充分となる場合
がある。また、水硬性物質の使用量を20重量部より多く
しても、上記の範囲内で使用した場合と殆ど効果が変わ
らない。従って、過剰に使用した水硬性物質が無駄とな
るので好ましくない。

【００５３】改良土（粒状固化物）に水硬性物質を混合
する際に用いられる混合機は、特に限定されるものでは
ないが、両者の混合物を混練することなく撹拌・混合す
ることができる装置が好適である。また、このような混
合機を用いて混合する際には、上記含水土壌と改良剤と
の混合時ほどに剪断力がかからないようにし、改良土
（粒状固化物）の表面に水硬性物質を付着させる（まぶ
す）ように撹拌することが好ましい。これにより、改良
土（粒状固化物）の表面に水硬性物質がほぼ均一に付着
した改良土（粒状固化物）が得られる。尚、水硬性物質
は、その一部が改良土（粒状固化物）の内部に入り込ん
でいてもよい。また、改良土（粒状固化物）と水硬性物
質との混合方法は、特に限定されるものではない。

【００５４】得られた改良土（粒状固化物）は、即時埋
め戻しを行ってもよいが、常温で３日間〜７日間程度放
置することによって水硬性物質が養生されるので、所定
の強度を備えることができる。

【００５５】以上のようにして得られる改良土は、トラ
ックで運搬することが可能であり、例えばその上を人が
歩ける状態に改良された固化物、より好ましくは、粒状
固化物である。従って、上記改良土は、産業廃棄物には
該当せず、再利用が可能である。特に、粒状固化物は、
所定の粒子径および強度を備えているので、粉砕やふる
い分け等の操作を行わなくても、例えば砂の代替品等の
資源としての再利用を図ることができる。つまり、掘削
孔の埋め戻しが必要な土木工事においては、砂等を別途
に用意しなくとも、該粒状固化物を用いて埋め戻しを行
うことができる。また、上記粒状固化物は、地面に埋め
戻した際の通水性を向上させることができるので、より
広い範囲での含水土壌の再利用が可能となる。上記粒状
固化物は、例えば、埋設管や構造物等を埋め戻す際の埋
め戻し材、人工砂等としての遮断層材、のり面に吹き付
けて該のり面を加工する植生基材、土壌改良材、保水
材、透水材、水質改善材等に好適に用いることができ
る。このように、本発明の改良剤並びに改良方法を用い
れば、通常、汚泥として廃棄される含水土壌を再利用す
ることができるので、環境保全、省資源、および廃棄場
所の延命を図ることができると共に、含水土壌の処分費
用を低減することができる。

【００５６】また、上記の構成によれば、改良剤は、カ
ルボキシル基を有する単量体（ａ）と、或る特定の分子
構造を有する単量体（ｂ）とを含む単量体成分を重合し
てなる重合体を含んでいる。上記の重合体は、該重合体
を構成する上記単量体（ａ）単位並びに単量体（ｂ）単
位に、含水土壌に水硬性物質を添加・混合したときにア
ンモニアを発生する官能基を有していない。それゆえ、
含水土壌の改良時における作業環境を良好な状態に保つ
ことができる（安全な）改良剤を提供することができ
る。

【００５７】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。尚、改良剤としての重合体の重
量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC) により測定した。

【００５８】〔実施例１〕関東地方において一般土木掘
削工事によって発生した発生土から、含水土壌を得た。
含水土壌の含水比は、110 重量％であった。

【００５９】次に、釣針状のフック型撹拌翼を備えたプ
ラネタリ式混合機（遊星型混合機）に、上記の含水土壌
を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpmで撹
拌しながら、該含水土壌に、本発明にかかる改良剤とし
ての粉末状の、N-ビニル-2-ピロリドン／アクリル酸ナ
トリウム共重合体（Ａ）を、上記含水土壌に対する割合
が 0.1重量％となるように少しずつ添加、混合した。

【００６０】上記N-ビニル-2- ピロリドン／アクリル酸
ナトリウム共重合体（Ａ）におけるN-ビニル-2- ピロリ
ドンとアクリル酸ナトリウムとのモル比は97/3であり、
N-ビニル-2- ピロリドン／アクリル酸ナトリウム共重合
体（Ａ）の重量平均分子量(Mw)は 5,000,000、粒子径は
0.05mm〜0.25mmの範囲内であった。

【００６１】次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌し
ながら、該粒状物に、水硬性物質としての生石灰を、上
記の含水土壌に対する割合が３重量％となるように少し
ずつ添加、混合した。

【００６２】この結果、粒子径が 0.1mm〜５mmの範囲内
であり、平均粒子径が１mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認
められなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒
子径等を表１に示す。

【００６３】〔実施例２〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 145％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、粉末状の前記N-ビニル
-2- ピロリドン／アクリル酸ナトリウム共重合体（Ａ）
を、上記含水土壌に対する割合が 0.2重量％となるよう
に少しずつ添加、混合して粒状物を得た。

【００６４】次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌し
ながら、該粒状物に、水硬性物質としてのポルトランド
セメントを、上記の含水土壌に対する割合が３重量％と
なるように少しずつ添加、混合した。

【００６５】この結果、粒子径が 0.5mm〜５mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認
められなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒
子径等を表１に示す。

【００６６】〔実施例３〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 110％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にかかる改良剤
としての粉末状の、N-ビニルアセトアミド／メタクリル
酸ナトリウム共重合体（Ｂ）を、上記含水土壌に対する
割合が 0.2重量％となるように少しずつ添加、混合し
た。

【００６７】上記N-ビニルアセトアミド／メタクリル酸
ナトリウム共重合体（Ｂ）におけるN-ビニルアセトアミ
ドとメタクリル酸ナトリウムとのモル比は 90/10であ
り、N-ビニルアセトアミド／メタクリル酸ナトリウム共
重合体（Ｂ）の重量平均分子量(Mw)は 3,000,000、粒子
径は0.02mm〜１mmの範囲内であった。

【００６８】次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌し
ながら、該粒状物に、水硬性物質としての消石灰を、上
記の含水土壌に対する割合が５重量％となるように少し
ずつ添加、混合した。

【００６９】この結果、粒子径が 0.1mm〜10mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認
められなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒
子径等を表１に示す。

【００７０】〔実施例４〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 145％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、粉末状の前記N-ビニル
アセトアミド／メタクリル酸ナトリウム共重合体（Ｂ）
を、上記含水土壌に対する割合が 0.3重量％となるよう
に少しずつ添加、混合して粒状物を得た。

【００７１】次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌し
ながら、該粒状物に、水硬性物質としての生石灰を、上
記の含水土壌に対する割合が８重量％となるように少し
ずつ添加、混合した。

【００７２】この結果、粒子径が 0.3mm〜５mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認
められなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒
子径等を表１に示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】〔実施例５〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 145％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にかかる改良剤
としての粉末状の、メトキシポリエチレングリコールア
クリレート／アクリル酸共重合体（Ｃ）を、上記含水土
壌に対する割合が 0.2重量％となるように少しずつ添
加、混合した。

【００７５】メトキシポリエチレングリコールアクリレ
ートにおけるエチレングリコールの平均重合度は10モル
であった。また、上記メトキシポリエチレングリコール
アクリレート／アクリル酸共重合体（Ｃ）におけるメト
キシポリエチレングリコールアクリレートとアクリル酸
とのモル比は 50/50であり、メトキシポリエチレングリ
コールアクリレート／アクリル酸共重合体（Ｃ）の重量
平均分子量(Mw)は 2,500,000、粒子径は0.05mm〜0.25mm
の範囲内であった。

【００７６】次に、得られた粒状物を 160 rpmで撹拌し
ながら、該粒状物に、水硬性物質としての高炉セメント
を、上記の含水土壌に対する割合が５重量％となるよう
に少しずつ添加、混合した。

【００７７】この結果、粒子径が 0.5mm〜10mmの範囲内
であり、平均粒子径が３mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認
められなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒
子径等を表２に示す。

【００７８】〔実施例６〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 110％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、本発明にかかる改良剤
としての粉末状の、ヒドロキシエチルメタクリレート／
メタクリル酸共重合体（Ｄ）を、上記含水土壌に対する
割合が 0.4重量％となるように少しずつ添加、混合して
粒状物を得た。

【００７９】上記ヒドロキシエチルメタクリレート／メ
タクリル酸共重合体（Ｄ）におけるヒドロキシエチルメ
タクリレートとメタクリル酸とのモル比は 20/80であ
り、ヒドロキシエチルメタクリレート／メタクリル酸共
重合体（Ｄ）の重量平均分子量(Mw)は 1,500,000、粒子
径は0.05mm〜0.15mmの範囲内であった。

【００８０】得られた粒状物を 160 rpmで撹拌しなが
ら、該粒状物に、水硬性物質としてのフライアッシュ
を、上記の含水土壌に対する割合が10重量％となるよう
に少しずつ添加、混合した。

【００８１】この結果、粒子径が１mm〜20mmの範囲内で
あり、平均粒子径が４mmの細粒化物を得た。その後、該
細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得た。
細粒化物並びに粒状固化物には、アンモニア臭が認めら
れなかった。主な固化条件、および、細粒化物の粒子径
等を表２に示す。

【００８２】

【表２】

【００８３】〔比較例１〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 110％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、水硬性物質としてのポ
ルトランドセメントを、上記の含水土壌に対する割合が
10重量％となるように少しずつ添加、混合した。しかし
ながら、含水土壌は塊状に固まってしまい、粒状物を得
ることができなかった。主な固化条件を表３に示す。

【００８４】〔比較例２〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 110％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、比較用の改良剤として
の粉末状のポリアクリルアミド（Ｅ）を、上記含水土壌
に対する割合が 0.2重量％となるように少しずつ添加、
混合した。

【００８５】上記ポリアクリルアミド（Ｅ）の重量平均
分子量(Mw)は 6,000,000、粒子径は0.5mm〜20mmの範囲
内であった。

【００８６】次に、上記混合物を 160 rpmで撹拌しなが
ら、該混合物に、水硬性物質としての消石灰を、上記の
含水土壌に対する割合が５重量％となるように少しずつ
添加、混合した。

【００８７】この結果、粒子径が 0.5mm〜20mmの範囲内
であり、平均粒子径が４mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。しかしながら、細粒化物並びに粒状固化物には、ア
ンモニア臭が認められた。主な固化条件、および、細粒
化物の粒子径等を表３に示す。

【００８８】〔比較例３〕実施例１の混合機と同一の混
合機に、実施例１の発生土から得た含水比 145％の含水
土壌を所定量仕込んだ。続いて、該含水土壌を 160 rpm
で撹拌しながら、該含水土壌に、比較用の改良剤として
の粉末状のアクリル酸ナトリウム／アクリルアミド共重
合体（Ｆ）を、上記含水土壌に対する割合が 0.3重量％
となるように少しずつ添加、混合して粒状物を得た。

【００８９】上記アクリル酸ナトリウム／アクリルアミ
ド共重合体（Ｆ）におけるアクリル酸ナトリウムとアク
リルアミドとのモル比は 50/50であり、アクリル酸ナト
リウム／アクリルアミド共重合体（Ｆ）の重量平均分子
量(Mw)は 5,000,000、粒子径は0.05mm〜0.15mmの範囲内
であった。

【００９０】得られた粒状物を 160 rpmで撹拌しなが
ら、該粒状物に、水硬性物質としての生石灰を、上記の
含水土壌に対する割合が３重量％となるように少しずつ
添加、混合した。

【００９１】この結果、粒子径が 0.5mm〜５mmの範囲内
であり、平均粒子径が２mmの細粒化物を得た。その後、
該細粒化物を常温で７日間放置して、粒状固化物を得
た。しかしながら、細粒化物並びに粒状固化物には、ア
ンモニア臭が認められた。主な固化条件、および、細粒
化物の粒子径等を表３に示す。

【００９２】

【表３】

【００９３】表１ないし表２に記載の結果から、本発明
にかかる改良剤を用いれば、アンモニアを発生させるこ
と無く、上記の含水土壌を細粒化することができること
が判る。また、表３に記載の結果（比較例１〜３）か
ら、改良剤を含まない場合には、上記の含水土壌を粒状
化することができないことが判る。さらに、表３に記載
の結果（比較例２，３）から、アクリルアミドを重合す
ることによって得た重合体を含む比較用の改良剤は、上
記の含水土壌を粒状化することができるものの、重合体
からアンモニアが発生し、作業環境を著しく損ねること
が判る。

【００９４】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の含水土壌の改良
剤は、以上のように、カルボキシル基を有する単量体
（ａ）と、一般式（１）

【００９５】

【化７】

【００９６】（式中、Ｒ₁ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₂ は水素原子、メチル基またはエチル基を示
す）で表される単量体、一般式（２）

【００９７】

【化８】

【００９８】（式中、Ｒ₃ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｘは−ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂ Ｏ−基を示し、
ｋは２または３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ
₄は、ｎが０のとき水素原子を示し、ｎが１〜 100のと
き水素原子、炭素数１〜12のアルキル基、フェニル基、
炭素数１〜12のアルキル基を有するフェニル基、または
ベンジル基を示す）で表される単量体および一般式
（３）

【００９９】

【化９】

【０１００】（式中、Ｒ₅ は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ₆ は水素原子またはメチル基を示す）で表され
る単量体からなる群より選ばれる少なくとも一種の単量
体（ｂ）とを含む単量体成分を重合してなる水溶性重合
体を含む構成である。本発明の請求項２記載の含水土壌
の改良剤は、以上のように、上記単量体成分が、N-ビニ
ルアセトアミド、メトキシポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、および、N-ビニル-2- ピロリドンか
らなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体を含む構
成である。本発明の請求項３記載の含水土壌の改良剤
は、以上のように、上記単量体成分が、（メタ）アクリ
ル酸および／またはその塩を含む構成である。

【０１０１】上記の構成によれば、改良後の含水土壌
を、トラックで運搬することが可能であり、例えばその
上を人が歩ける状態に改良された固化物、より好ましく
は、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒子状に細
粒化された固化物とすることができるので、通常、汚泥
として廃棄される含水土壌を、例えば砂の代替品等の資
源として有効に活用（再利用）することができるという
効果を奏する。また、改良後の固化物は再利用すること
ができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延
命を図ることができると共に、含水土壌の処分費用を低
減することができるという効果も併せて奏する。さら
に、上記の構成によれば、改良剤は、カルボキシル基を
有する単量体（ａ）と、或る特定の分子構造を有する単
量体（ｂ）とを含む単量体成分を重合してなる水溶性重
合体を含んでいる。上記の水溶性重合体は、該重合体を
構成する上記単量体（ａ）単位並びに単量体（ｂ）単位
に、含水土壌に例えばセメントや生石灰等の水硬性物質
を添加・混合したときにアンモニアを発生する官能基を
有していない。それゆえ、含水土壌の改良時における作
業環境を良好な状態に保つことができる（安全な）改良
剤を提供することができるという効果も併せて奏する。

【０１０２】また、本発明の請求項４記載の含水土壌の
改良方法は、以上のように、請求項１〜３の何れか１項
に記載の含水土壌の改良剤を含水土壌に混合する方法で
ある。本発明の請求項５記載の含水土壌の改良方法は、
以上のように、上記含水土壌を粒状に改良する方法であ
る。

【０１０３】上記の方法によれば、改良後の含水土壌
を、トラックで運搬することが可能であり、例えばその
上を人が歩ける状態に改良された固化物、より好ましく
は、充分な強度並びに所定の粒子径を有する粒子状に細
粒化された固化物とすることができるので、通常、汚泥
として廃棄される含水土壌を、例えば砂の代替品等の資
源として有効に活用（再利用）することができるという
効果を奏する。また、改良後の固化物は再利用すること
ができるので、環境保全、省資源、および廃棄場所の延
命を図ることができると共に、含水土壌の処分費用を低
減することができるという効果も併せて奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｅ０２Ｄ 3/12 Ｅ０２Ｄ 3/12 // Ｃ０９Ｋ 103:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カルボキシル基を有する単量体（ａ）と、
   一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ₁ は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ₂ は
   水素原子、メチル基またはエチル基を示す）で表される
   単量体、一般式（２） 【化２】 （式中、Ｒ₃ は水素原子またはメチル基を示し、Ｘは−
   ＣＯＯ−基または−ＣＨ₂ Ｏ−基を示し、ｋは２または
   ３であり、ｎは０〜 100の整数であり、Ｒ₄は、ｎが０
   のとき水素原子を示し、ｎが１〜 100のとき水素原子、
   炭素数１〜12のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜12
   のアルキル基を有するフェニル基、またはベンジル基を
   示す）で表される単量体および一般式（３） 【化３】 （式中、Ｒ₅ は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ₆ は
   水素原子またはメチル基を示す）で表される単量体から
   なる群より選ばれる少なくとも一種の単量体（ｂ）とを
   含む単量体成分を重合してなる水溶性重合体を含むこと
   を特徴とする含水土壌の改良剤。
2. 【請求項２】上記単量体成分が、N-ビニルアセトアミ
   ド、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレ
   ート、および、N-ビニル-2- ピロリドンからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の単量体を含むことを特徴とす
   る請求項１記載の含水土壌の改良剤。
3. 【請求項３】上記単量体成分が、（メタ）アクリル酸お
   よび／またはその塩を含むことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の含水土壌の改良剤。
4. 【請求項４】請求項１〜３の何れか１項に記載の含水土
   壌の改良剤を含水土壌に混合することを特徴とする含水
   土壌の改良方法。
5. 【請求項５】上記含水土壌を粒状に改良することを特徴
   とする請求項４記載の含水土壌の改良方法。