JPS6121955A

JPS6121955A - 結合剤を混入した詰込材

Info

Publication number: JPS6121955A
Application number: JP60142686A
Authority: JP
Inventors: キヨステイ　ツツテイー
Original assignee: INDASUTORII YUUROTSUKU AB
Current assignee: INDASUTORII YUUROTSUKU AB
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1986-01-30

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】〔産業上の利用分野〕本発明は充填するように詰込んだり、密封被覆したり、
埋込んだりするため、加水硬化性、乃至潜在水硬化性結
合剤を混入してなる詰込材に関するものである。

〔従来技術〕

揖削した溝や穴に導電ケーブルや導管を配設したのち、
多（の場合は抜溝や空洞を埋めたり埋め直したりする必
要がある。通常はありあわせの土をショベルで投入充填
して堀り起した溝を埋めるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、埋める前に多分例えば、砂を導管の廻り
に敷きつめそ導管に発生する応力や歪みを除去したり、
排水を良好にしたりする、斯かる処理は費用が低床であ
るという利点があるが、達成された結果は極めて多ぐの
疑問の余地がある。

なぜなら、使用され友材料の慣性抵抗により、空隙や凹
所は相当の期間に亘って充満されることな（存在し、従
づて、前記土等の詰込材料が溝部に生じた亀裂や空隙に
流れ込んで中実状−態にするには時間を要する、−勇士
等の詰込材料は動き易（て沈下が促進され、最悪の場合
はケーブルや導管が破損乃至破断される結果となる−斯
かる事情から、近時、埋込充填材料はコンクリートを用
いるようになったが、これはコストが高価に過ぎ、更に
完成後の修理等の保守工事や中継部の工事等のため一部
を壊したり移動することは極めて困難なものとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、本発明の目的は存在する空隙や空洞の部分
を完全に充満して固めることができるものを提供せんと
するものである。即ち、ポンプ駆動でホースを介して給
送することによりケーブルや導管の周囲に流し込むこと
ができ、完成後は沈下したり、時間的経過で容易に感知
できる程度の収縮、膨張をすることがない安定性があり
、急速に硬化するばかりでなく耐圧性に優れ、設置波長
期間経過しても設置位置を移動したり取り除いたりする
ことが容易で費用低摩な話区材を提供することにある。

本発明の他の目的は環境にとって危険性のある廃棄物質
を無害にできる手段を提供できることである。単にその
寸＼ごみ捨て場に投棄している前記廃棄物ｇを水密な密
封層で被覆し得るものである。廃棄物が細片状のもので
あればより良（水が浸透するものであり、この水の浸透
を防止し得る本発明は極めて有益である。

本発明の更に他の目的は極めて多量に発生する廃棄物や
残留生成物゛を有効に使用したり利用することである。

例えば、石炭や硫黄を含む燃料を燃焼するとき酸性化の
点で各種の重大な環境問題を発生させる。従って、微細
な塵埃粒子からなる煙道ガスやその他の有害物質を洗い
落す必ｇがある。

そうした残留生成物は洗浄過程で得られるフライアッシ
ュＪ）ムアッシュ、脱硫生成物、あるいはそれらの混合
物である。そうした多量の有害生成物が投棄されると、
外部環境に余分の負和金かけ、その生成物が更に細が（
分断さ１て、多ぐの有害な物質が浸出される。その他の
投棄ζｎる生成物としては、金属酸化物のスラッジ、細
い産業廃棄物、高炉スラッジ等があり、とＶら残留生成
物の多（は化学的忙不安定であるがら、こむが投棄され
ると重大な結果を発生する、〔問題点を解決するための手段〕本発明によればセメントとフライアッシュを混合するこ
とにより極めて優れた特性を示す詰込材を化成すること
が可能である。フライアッシュはセメントの水利作用中
において細粒砂のような機能をなし、コンクリートを詰
込材料とし使用するときに通常発生するような亀裂が発
生しない。非常により結果がセメントが石灰１〜１５重
量にとフライアッシュ９９〜８５重量にの混合組成物で
得らする。この混合組成物への水の添加量はウォーター
　パインディング　インデックス（ｗａｉｅｒｂｉｎｄ
ｉｎｇ　１ｎｄｅｘ　Ｉ　Ｗ　Ｂ　Ｎが０．３０からｎ
、　６０までの範囲になるように選ばれる。

水の重量ＷＢＮの式は結合作用を有するすべての材料、例えば、
スラグ、脱硫生成物、石灰等を包含してもよい。

前記混合物の粘稠度はウォーター　）々インディング　
インデックスはよって調整制御される。例えば、混合組
成物を溝や空洞にポンプで充填することが多少容易なビ
ットのような場合はポンプで給送するか、ショベルで混
合物を穴に投入する。

混合物の機械的強度は用いるセメントの混入蓋で変化さ
せるか、また、ウォーター　パインディング　インデッ
クスによって左右する。

本発明詰込材はこｔ′Ｌを道路、街路、高速道路の穴を
縦横両方向に埋めるために充填し、掘削溝に配設したノ
ぞイブやケーブルを埋込み、ま７’Ｃノぞイブや導管を
支持するための水平床を構成する材料として、更に、道
床の空洞や壁の凹所を充填するため、そしてまた、投棄
さｎ、た廃棄物の塊を密閉色種し、有毒有害物質からの
浸出を防止するために被覆材料として使用するのにより
好適である。

埋設した詰込材が沈下したり、体積が変化するようなこ
とがないことに加えて、あらゆる気象条件下に使用する
ことができ、且つ、長期間に亘り充填設置の後において
も容易に敗除（ことができる。例えば機械的掘削機によ
るか、あるいは鋤でさえも容易に削り取ることが可能で
ある。

詰込材を充填埋設して１年以上経過しても、材料の弾性
係数に依るが最高１０〜１５　ＭＰａ　（Ｄ機械的強度
を保有する。詰込材を打設すると急速に硬化し、そして
、１８時間後には耐浸透性は極めて高くなり、（１，３
〜１．　Ｑ　ＭＰａの力で最大２〜２０　ａ＋の変形が
生ずるに過ぎない。

詰込材の成分は通常使用しているセメントミキサーで攪
拌する、そして、工業的にレディーミックスしたものを
ポンプで給送するが、或は直接現場で小型のεキサ−で
攪拌してもよい、他の方法としては、運搬ミキサーがト
ラックミキサ−に入れて、工事現場に運搬中に攪拌混合
することもできる６詰込材を成る特定の用法で用いるときは特別の条件が要
求さｎる。結合材に大量の小さな気泡や気孔を設けるこ
とにより、硬化した詰込材は分離し易くなり、深（打設
埋設して充填した詰込材を掘り出し易くなる。それに加
えて、絶縁性と耐霜性が増大し、密度も減少するので硬
化が急速に起るものとなる、上記の如き充填用結合材は５〜１５重量だのセメントと
９５〜８５重量％のフライアッシュトラ混合することに
よって作成さｎる。フライアッシュは他の種々の廃棄物
、例えば高炉スラ　グと混合してもよい。一方各種の環
境的に有害な廃棄物も上記混合物中に含めてもよい、例
えば金属酸化物スラッジ、質入、その他の廃棄物では処
分が困難な硫化金属物である。残留炭素含有量の多いフ
ライアッシュもまた、そうした灰が以前はポゾラン活性
が低いため使用不可症と考えられていたにも拘らず有効
に使用可能である。

環境上有害な廃棄物を詰込材料としての結合剤と混合す
る分量は環境を管理する行政当局が決定するものである
が、要はこれから浸出した有害水が地下水を汚染しない
ようにすることである、粉体状結合剤混合物ＩＦＦ／当
りに水４００〜５１を添加する７各種液化用添加剤から
選択したものを加えて、更に液状化することに工り空隙
や空洞に対しより水密に密封することができる。この液
化用添加剤を使用することにエリ添加すべき水分′Ｉｋ
を少な（することもできる。水に発泡剤を加えると表面
張力が低下するので多数の気孔や気泡が形成される。こ
の気泡は結合材が硬化するのに充分な時間に亘り安定し
て保持されていることが重要である。各種の免泡発生剤
が市販されているが、通常コンクリートに針箱性を与え
るために使用される。この気泡発生剤の活性化成分は脂
肪酸、ペンゾール、樹脂、表面活性剤、リグノスルふネ
ート、硫酸エーテルおよびアミンなどである。コンクリ
ート工学技術の現状からは５〜７にの空気含有量が研究
さｎている。一方、気泡コンクリートを製造するには３
０にを越える空気含有量が望まｎている。本発明は均一
な微粒子と７〜２０９ｒ程度の空気との配合物全使用す
るものに関する、こねは詰込材を新鮮な状態で安定化し
、毛管現象の気孔糸を破壊し、シーブの性質を有する物
質が水の浸透を防止すると共に針箱性を有するものでろ
る。

実際に好適な結果全有することがわかっている詰込材の
１実施例を挙げると、セメント７重量Ｘとフライアッシ
ュ９３にとの混合物である。該フライアッシュ中には高
炉スラグ、各種の環境有害廃棄物等の何れかが選択され
て含まれている。

更に、上記混合物１ｍ３当り４５０１の水を混入するが
、この水には空気含有量が１０〜１５にとなるような発
泡剤の量を混入させてお（。混入蓋は予め実験を行って
決定する。粉（＋＝％’混合物１ｍ３当り３〜１５呻の
範囲内であって混合物の混合比により変更する。

前記混合物が脱硫生成物を含むときは、必要な水の量は
かなり少なくなり、混合物１ｍ３当たり２００１に減少
される。脱硫生成物は液化作用を有するからである。

前記フライアッシュはその種類により性質が色々あるの
で、含有している乾燥固形物の量に応じて、各個の製造
時の混入量ｔｌ−変える必要がある。

従って、詰込材としての最適な混合物の粘稠度は経験的
に判断することが可能である、更に加圧した空気を前記
混入工程中に混合物に吹き込んで調整することも可能で
ある。

混合物中に気泡をつ（るとき、得られたものは霜で破壊
されず且つ機械的強度が適切で舅ましい性質のものとな
り、例えば、固化し泌；・らなる充填物を容易に掘り起
こせるような性質のものに調整できる。結合材はピット
や空洞に充填して敷設するとき、或は、四合してから充
填するときまでの保存時間中に分離することがな（、従
って、埋め直しのため固い塊として使用するのに好適で
ある。詰込材は急速に硬化するが、それ罠も拘らず、硬
化稜に容易に掘り起こせる。気泡の全体積を５〜２０％
の範囲内になるようにすると、最良の結果が生ずること
が判っている。若し混入する廃棄物質が他の活性剤、例
えば、石灰を含むならば、これに対応してセメントの混
入使用量を減少すべきである。斯かる理由から、脱硫物
質を混入するとき、含まれている石灰の割合が大きい場
合は、用いるセメントの量は粉体混合物中の１〜２重量
にに減少する。

ノミイブやケーブルを掘削溝に埋設するとき、現在の工
法は、砂會ノぞイブの周囲や上側に投入し、その後、掘
削溝を粗い材料で充填して埋設する。

このようにすると、砂は排水手段として作用し、セして
ノぞイブとその接続部位から漏れる水は共に地下水と一
緒に無秩序に砂の中を流れ出る。これに対し１本発明に
従う詰込材を前記砂の代りに使用し、溝の底部でパイプ
の回りに配設すると、ＪＲパイプ所定位置に固定して保
持さＨｌ、、−６イプぽ密閉されて汚水がノミイブ内に
浸入したり、ノぞイブ内から浸出することを困難にする
。加えて、詰込材はノぞイブの支持梁として作用し、下
側土壌の沈下およびその位置変化に対して安定化する７
詰込材を導管等が配設された溝に埋込むときは溝の中に
型枠を設けてこれに投入し、凝固したのち脱型するよう
な従来の工法を採る必要はｆＸ（、柔らかい流動状詰込
材を入れた容器を傾けるようにして溝内に流し込むか、
またはポンプによりホースｔ−介して単に溝入に供給す
ｎばよい。

前述した脱硫生成物は主に複数の異なるカルシウム塩や
微量の放射性物質が混入した色々の化合物からなる。そ
してその組成は燃焼する石炭によって直接に存在さする
もので、脱硫生成物は種々の方法で生産享ムる。即ち、
ウエツ）　−−ライ式脱硫処理工穆では石灰溶液を煙道
ガス中に散布して乾燥残留生−成物を採取する。この点
について。

フライアッシュの大部分は脱硫処理工程前に分離するこ
とかできるが、脱硫処理と前記処理とを同時になして脱
硫生成物と混合したものでもよい。

以下、脱硫生成物の特有の組成を第１表に示す。

第　　１　　表ＣａＳＯ３，１々ａｑ　　　　５０〜８０（１ａ８０４
　、２　　ａｑ　　　　５〜２０（１ａＯ＃２　、２　
ａｑ　　　　　　１　”１０（１ａｌＯＨ）２　　　　
　　５〜２００ａ　００３５〜１５脱硫生成物はフライアッシュ粒子の回シに凝集享せその
粒径を２〜５−の粉末微粒子にすることができる。フラ
イアッシュが存在しないと脱硫生成物は固まって非常に
高い多孔性の集塊となる。

脱硫生成物で遭遇する問題は、亜硫酸カルシウムの安定
性と関連し、化学的不安定な残留生成物を直接使用する
ことができるかどうか酸化を防止できるか否か、脱硫生
成物ｔ−ｆ用する以前に予め酸化しておかねばならない
かどうかということである。使用材料を酸化することは
良好な結果音生ずるけれども、酸化するための装瞳は巨
額となり、従って、脱硫生成物’ｋ［接利用することが
好ましいはずである。これは充填材料として利用するこ
とができ、特に外部と水密に遮断す被覆材料として使用
するときは非常に良好な結果を生ずることが判っている
。脱硫物質はそれ自体で顆粒状の高炉スラグやフライア
ッシュの中のガラス相を活性化することができる。前記
物質中の強変の成長はポルトランＰセメントを加えるこ
とによシ制御調整する。けだし、材料の磯釣強度は本発
明にとって必要な興味ある）ξラメータではない。とい
うのは、該材料は化学的に安定な相ではないからである
。前記ポルトランＰセメントを過剰に混入すると利用上
受入れ難い膨張反応を生ずるが、それで４該セメントは
適切な活性化剤である。このセメントによシ詰込材は内
部の状態が塩基性の環境を獲得し、これか不安定な硫酸
塩の酸化を極力阻止する。そして詰込材に上記物質を混
合することにニジ、その強度も酸素が材料中で拡散する
ことを極力防止する。

脱硫生成物中に含有する易溶性の塩類は水の吸収を促進
し、霜の作用に対す抵抗を減少する。従って、詰込材會
うま（使用するための一つの条件は固着剤を他の強い結
合剤で密封するか、或いは必要な程度に膨潤させる気孔
系が作られることである。セメント、脱硫生成物、フラ
イアッシュ、スラグの混合物は危険な作用をする廃棄物
を閉じ込めて被覆するのに特に適したものである。危険
性が比較的少ないためごみ捨て場に投棄するため液体が
浸透しないように被覆するのにもこの混合物から咋らす
る。粘土と砂や泥土との混合物を層として配設すること
が現在この目的に使用されている。但し、コンクリート
はその中にひび割れや亀裂が生じる危険があるので使用
することを避けるべきである。特に好適な性質は本発明
に従かう混合物内に存在する色々な成分の所望量を採用
することによって獲得できる。脱硫生成物の過剰な童を
使用すると混合物材料は水分に敏感となり且つ亜硫酸塩
が硫酸塩に変化する場合は膨潤反応が起きる危険がある
。過剰にセメントを使用してもやはシェドリンジャイト
が形成されるため膨潤の問題が起き、従って、セメント
中の三酸化硫黄の最大許容含有量は４にである。しかし
ながら、本発明に係る前記混合物はその有害な作用が発
生しないよう限定されている、即ち、混入されるセメン
トは形成したエトリンジヤイトでも充填後の材料中で破
裂する限界まで膨潤しないような少ない混入量に限定さ
れていることである。本発明を詰込材として使用する場
合の好適な組成は混入するセメント２〜３０重量Ｘと脱
硫生成物１０〜４０重量に、そして残りはポゾラン性物
質で構成される。この物質はＯＨイオンの高い割合のも
のとの接触下で反応し、硫酸塩と作用する、ポゾラン物
質はフライアッシュ、顆粒状の高炉スラグでよい。

本発明に基づく密閉して被覆する塊状体はフライアッシ
ュ６０〜９０重量Ｘに脱硫生成物１０〜”４０重量にを
混入し、そして、この混合物８０〜９８重量にに対しポ
ルトランＰセメント２〜２０重ｆ（％を添加して作られ
る。

ごみの山、家庭用とみ、石炭灰や、これと類似した比較
的害の少ない廃棄物質はセメントの溶液エキス等のＰ　
Ｉ−１１２〜１４程度の高いＯＨイオンと硫酸塩で反応
する物質で密閉Ｑｉｌ設けて被覆する。前記硫ｒＩＩ塩
で反応する物質は湿潤状態で配役できるフライアッシュ
や顆粒状の高炉スラグ、更に乾燥状態で配設しなければ
ならない種々の混合物１例えばフライアッシュと脱硫生
成物との混合物、脱硫生成物と顆粒状高炉スラグとの混
合物、或いはスラグと脱硫生成物と全混入したフライア
ッシュなどが含まれる。この物質は外側に配設する層を
設ける＠１；反応全許容してはならない。この外側の堅
い層は浸出可能な貯蔵塩基物を供給できる分量のセメン
トラ含み、その他例えばあらゆる種類のコンクリート、
セメント１０重量露ヲ含む充填材料、並びに脱硫生成物
とセメントとで活性化さするフライアッシュおよび、ま
たは顆粒状高炉スラグとの混合物等が挙げられる。廃棄
物の山はその最上層に土等を覆うが、これは随物である
草、潅木等の樹木の生育基質の役目をする。

前記廃棄物の山が時間的経過によシ沈下すると。

空洞化は全（生じないが、堅い外側の層状の殻がひび割
れて大小の破片となシ内部の粉末状物質の上に残る、殻
を形成する堅い物質の性質は比較的割れ易す（、前記空
洞化の傾向が現ｎるや否や、−緒に落下することができ
るようになっている。

そして、下側の粉末層もやはり廃棄物の山が沈下すると
き、切４目のない１体＠を連続的に咋シ得るような厚さ
になっておシ、この厚さは実際上少（とも約１ｍである
７割ｎ目が発生するとき、雨水が徐々に該割１目？介し
て浸入し、下側に配設された粉体状物質を活性化して硬
化させてゆ（。

堅い層とその亀裂部を水が通運中にＯＨイオンも浸出し
てきて、これに伴い、雨水のＰＨが上昇し、粉体状物質
の硬化を促進する７通常、前記亀裂や割れ目は２〜３ケ
月経過すると閉じられてぐる。

廃棄物中を水が通過することにより取シ巻（環境釦とっ
て有害となシがちであｎば、前記混合物とを混和δより
安全となるように充填して、均一で密Ｉの高い地盤を形
成すればよい。前記混合物の詰り具合は通常の比例法を
用いて調節する、廃棄物を密封するために被覆材として
用いるときけ、その最大許容透水性は１０−”ｍ／ｓ　
　である、しかしながら、比例法によシ本発明に係る材
料を最大許容透水性分１０〜１０　　　ｍ／ｓの透水性
すなわち砂とベントナイトの混合物に相当させるか、或
はそれ以下の透水性に調整することができる。このよう
にして廃棄物質を完全に密閉被覆することにより、発生
ガスが発散して環境を汚染する事態も防止することがで
きる。本発明の更に他の利点は、発散ガスを燃料として
使用することを欲するとき、水分の比ｘｔ調整できるこ
とである。

ガスの発生は降雨と関係な（調整し得る。そして、ガス
は適当な時期まで貯留することができる。そのためには
冬期に熱が必要なときは密閉被覆層を介して水を加える
方法を採ることである。

本発明に基づ（詰込材は多ぐの異なる使用方法に当てる
ことができ、そして、本発明は従来の投棄による問題を
引き起こすのみに過ぎなかつｆｃ廃葉物質に対し、貴重
な利用法を提案することによシ重要な役割を果すものと
なった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空洞や穴を埋めたり埋め直したり、掘削溝や床の
穴、街路道路の穴にパイプやケーブルを敷設したり、ご
みの山、廃物、比較的害の少ない物質を被覆したり、あ
るいは危険な廃物を密閉被覆したりするため、１〜３０
重量％のセメントとフライアッシュ、脱硫生成物、顆粒
状高炉スラグで水および／または空気との混合物の１種
類またそれ以上から選択された廃棄物９０〜７７重量％
とから構成されることを特徴とする結合剤を混入した詰
込材。
（２）セメント１〜１５重量％とフライアッシュ９〜８
５重量％との混合物に対してウォーターバインダーイン
デックスが０．２０〜０．６０となるように水を添加し
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の結合剤を混入した詰込材。
（３）セメント７〜１０重量％にフライアッシュ９３〜
９０重量％を加えた混合物に対してウォーターバインダ
ーインデックスが０．３８となるように水を添加して成
ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の結
合剤を混入した詰込材。
（４）セメント１〜１５重量％にフライアッシュ９９〜
８５重量％を混入した組成物を作成し、該組成物に高炉
スラグ、脱硫生成物、その他種々の廃棄物から成る群よ
り選ばれたものを混合して粉体状混合物を作成し、該粉
体状混合物１ｍ＾３当たり水２００〜５００ｌを混合す
ると共に微細気泡の空気量が前記混合物の５〜２５体積
％となるような量の発泡剤を添加することを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の結合剤を混入した詰込
材。
（５）セメント７重量％とフライアッシュ９３重量％と
により粉体状混合物を構成し、この粉体状混合物１ｍ＾
３当り４５０ｌの水と微小気泡を発生する空気の量が１
０〜２０体積％となるような発泡剤の量を添加してなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載の結合
剤を混入した詰込材。
（６）セメント２〜３０重量％と脱硫生成物１０〜４０
重量％とを混合したものに、フライアッシュおよび／ま
たは顆粒状高炉スラグを混入して全体が１００重量％と
なるように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の結合剤を混入した詰込材。
（７）前記廃棄物中に存在する環境上有害且つ有毒な水
溶性物が前記廃棄物より浸出することを防止するため前
記詰込材を該廃棄物と結合するように混合して集塊状に
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第
（６）項記載の結合剤を混入した詰込材。
（８）前記廃棄物中に存在する環境上有害有毒な水溶性
物質の浸出を防止するため、前記詰込材で前記廃棄物屑
等の山や集塊物を密閉被覆することを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項乃至第（７）項の何れかに記載した
結合剤を混入した詰込材。
（９）前記廃棄物を密閉被覆する詰込材は不活性な潜在
水硬化性結合剤とフライアッシュ及び／または顆粒状の
高炉スラグを水と水酸イオン及び／または硫酸イオンの
作用下で硬化することのできる脱硫生成物と混合し、該
混合物の層で前記廃棄物の山を被覆し、該被覆層の上側
に過剰な活性化物質を含有した前記混合物で密閉被覆層
を更に設けたものからなり、これにより前記廃棄物の山
が径時的に沈下して亀裂が発生すると、直ちに雨水がＯ
Ｈイオン及び／またはＳＯ＿４イオンを浸出させて下側
に配設した粉末状の層を硬化させて亀裂を修復すること
を特徴とする特許請求の範囲第（８）項記載の結合剤を
混入した詰込材。