JPS58213913A - 土質改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軟弱地盤の支持力全向上させるための土質改良
工法に関する。

一般に、土質改良とは、土の力学的及び水理学的性質を
その使用目的に適合するようにすること金いい、土に物
理的或いは化学的処理を行なうことによｐせん断強さ、
父形に対する抵抗及び耐水性等を改良することをいう。

この上質］改良の方法の一つとして、従来より、石灰等
を土に添加して安定化全図るいわゆる石灰安定処理工法
が広く知られている。即ち、例えば軟弱地盤に舗装道路
を施工する際、その路床改良は従来次のようにして行う
のが一般的であった。まず、地盤全所定の厚さでかき起
こし、その現地発生土に約５〜５′％の石灰粉を散布し
て例えばスタビライザにより混袷−し、然る後にタイヤ
ローラ等で転圧して締固める。

これによれば、石灰と土との化学反応により土中の粘度
粒子が凝集して団粒化し、更にこれらが結合材となって
土全体が固化して地盤の安定性と支持力が増大するもの
である。しかし、斯様な工法では、比較的高価な石灰を
要して経済的に不利であジ、しかも石灰の添加比が６〜
５％と小さいため土との混合に均一性を得に＜＜、混合
作業に長時間會要して施工性に劣るという問題があった
。

また、石灰は土と極力均一に混合できるよう微粉末状に
しであるため発塵し易いという問題もあつｆＣ，。

そこで、本究明の目的は、比較的高価な石灰？用いずど
も済んで経済的で且つ施工性に優れ、しかも発塵等の問
題音生ずる虞れがない土質改良工法全提供するにある。

以下本発明の詳＠ｒＩについて述べる。従来より、製鋼
過程で多量に排出される転炉スラグは、膨張及び崩壊性
等の不安定な性質含有するため有効利用できず、その処
分に苦慮していた。しかし、本発明者らは、この転炉ス
ラグの膨張、崩壊性が前述の土質改良のための石灰安定
処理工法において使用される石灰と同等の遊離生石灰（
以下ｆ　−ＣａＯと称す）を含有しているためであるこ
と、及びこの転炉スラグが土壌骨材として適当な強度及
び透水性を備えていることに着目し、多くの実験の結果
、この転炉スラグ全所定の粒度に破砕し、これ全土に対
し所定の割合で混合することにより優れた土質改良を行
い得ること全究明したものである。

本発明に係る転炉スラグは例えば表１に示すような成分
である。

表１　転炉スラグの成分　（単位二％）この各成分のう
ち、ｆ−ＣａＯ以外は、例えば′カルシウムシリケート
（２ＣａＯ−８ｉＯｚ　、　５ＣａＯ＝　８１０２）及
びカルシウムフェライト（２ＣａＯ−Ｆｅ２０ｓ）等の
鉱物相を形成し、物理的には比重が大きく硬く、多孔質
で吸水性及び透水性に優れている。また、水による重金
属類の溶出については法定の試験法において検出限界以
下であり、有害性はない。そして、このような転炉スラ
グ全破砕して土と混合した場合、土中の水分とｆ−Ｃａ
Ｏとの水和反応によりＣａ２＋イオンが生成され、これ
が土中の粘土粒子の表面のイオンと交換することにより
粘土粒子の帯電状態が変化して粘土粒子が凝集して団粒
化する。更に、この後材令の進みによジｆ−ＣａＯと土
中のコロイドシリカやコロイドアノＶミナとが反応して
けい酸カルシウム水和物やアルミン酸カルシウム水和物
が生成するいわゆるポゾラン反応が起こり、これら各水
和物を結合材として転炉スラグ及び±が互いに強固に結
合固化してせん断及び変形に対する抵抗力が飛躍的に向
上するものである。また、ｆ−ＣａＯが土中の水分と反
応して消石灰に変るときその体積が膨張するため、転炉
スラグも膨張して該転炉スラグ間の隙間を満たしている
土を圧密し土の固化を促進する。

さて、本発明者らは、転炉スラグの最適な破砕粒度及び
土との混合比を究明するため、次のような室内試験を行
った。まず、転炉スラグ全最大粒径約２５順及び約４０
鰭の２種類の粒度にまで破砕しくそれらの粒度分布全土
のものと共に表２に示す）、夫々自然含水比の土に対し
全体の２０゜５０及び４０の各体積％となるよう土に混
合し、Ｃ’Ｂ　Ｒ値、塑性指数（ＰＩ　）及び４日水浸
の膨張比を求めた。この結果全表６に示す。

表２　使用材料の粒度 表６　自然含水比による室内試験結果 この結果から、転炉スラグの混合量が多い程ＣＢＲ値が
大きくなって支持力が増大することが認められるが、こ
れは前述したように転炉スラグ中のｆ　−ＣａＯの水和
反応及びこれに伴うポゾラン反応等によるものである。

また、転炉スラグの混合量が同一であっても、その粒度
の大きいものの方がＣＢＲ値が顕著に犬であることが認
められる。これは、強度の大きな転炉スラグによる骨材
効果が表われたもので、転炉スラグの破砕粒度はＣＢＲ
値の点からは大きい程好ましいことが理解される。

但し、最大粒径４０ｕｉ越える程度に破砕した転炉スラ
グでは、土との混合が不均一になるため却って転炉スラ
グの骨材効果が十分に発揮し得なくなり、また長期間を
経るとｆ−ＣａＯの水利に伴う転炉スラグの体積膨張に
より試料表面（実際の施工では地盤表面）に多数の凹凸
が生じてしまう。

従って、転炉スラグの破砕粒度としては最大粒径約４０
ｍｍが好ましく、この程度に破砕したものでは表２から
解るように４０朋以下の粒径のものも相当量混在するよ
うになるため、土と混合した場合、約４０閏の粒径の転
炉スラグ相互間の隙間に土と４０朋以下の粒径の転炉ス
ラグが充填するようになり、骨材効果が十分に発揮され
て支持力が大幅に向上する。しかも、ｆ−ＣａＯの水利
に伴う転炉スラグの体積膨張が生じても、その体積の増
大分は転炉スラグ全敗り巻く形で存在している土を圧密
することで吸収されるため、試料表面に凹凸を生じさせ
てしまうことはない。また、転炉スラグを最大粒径約４
０朋程度に破砕することは、例えばショークラッシャー
により容易に行うことができて施工上極めて好都合であ
る。尚、因みに最大粒径約５〜１０ｍｍ程度に破砕した
転炉スラグを用いる場合には、転炉スラグの骨材効果全
発揮させ得ないため十分な支持力金得ることができず、
しかも斯かる細かな粒度にまで破砕することは頗る面倒
である。

また、このように最大粒径約４０朋に破砕した転炉スフ
グ全用いる場合、表６から解るようにＣＢＲ値１００％
以上全目標として十分な支持力全確保するには、転炉ス
ラグ金これが全体の２０体積％以上となるよう土に混合
することが必要である。また、転炉スラグの混合量が５
０体体積を越えると、ｆ−ＣａＯの水利に伴う転炉スラ
グの体積膨張により試料（実際の施工では地盤表面）に
凹凸が生じて甚しくは崩壊してしまうことがある。

従って、転炉スラグの混合量としては、これが全体の２
Ｄ〜５０体槓％となるような混合量が最適である。

次に、本発明を舗装道路の路床改良に適用した一実施例
につき説明する。まず、ブルドーザ−にて土砂全豹１４
　（ｍ＋厚にまき出し、グレーダ−にて整正する。この
後、最大粒径約４０朋に破砕した転炉スラグを約６漏］
１厚にまき出し、グレーダ−にて整正する。そして、ス
タビライザーにて２回混合し、ブルドーザ−にて敷均し
、グレーダ−にて整正する。この混合状態で、転炉スラ
グは全体の３０体積％全古めている。この混合時、転炉
スラグの±に対する混合比は石灰粉を用いた従来工法の
混合比（６〜５％）に比べて大幅に太きいから、混合作
業は頗る容易で、短時間混合するのみで均一に混合する
ことができ施工性に優れている。また、転炉スラグは粒
径が大きいから混合時に発塵する虞れはなく環境汚染の
問題も生じない。

このように混合した後、例えばタイヤローラにて８〜２
０１Ｅ］転圧して作業が終了する。以上のように施工し
た路床の現場ＣＢＲ値は、道路公団規格が１０％以上で
あるのに対し約４４％全示し、十分な支持力が得られた
。

本発明は以上述べたように、従来有効な利用のの途がな
く廃棄されていた転炉スラグを有効利用し得ることから
材料費が頗る安価で経済的であ創、且つこの転炉スラグ
の混合比が大きいから容易に混合の均一性を得ることが
できて施工性に優れ、しかも発塵等の問題全回ら生ずる
虞れがない等の優れた効果全奏する土質改良工法全提供
することができる。

株式会社杉　浦　組 出願人　　藤　１）晃　弘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　最大粒径約４０ＷＭに破砕した転炉スラグを、そ
   れが全体の２０〜５０体積％となるよう土に混合して造
   成することを特徴とする土質改良工法。