JPS6244794B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
本発明は、硫酸により変成されたフライアツシ
ユと石コウ及びポルトランドセメントを強度増加
剤に用い、含水軟弱土を経済的に、かつ、効率よ
く強度増加する方法に関するものである。 従来、海、港湾、河川、湖沼などに堆積した含
水軟弱土を改良するために、あるいは浚渫して埋
立てた軟弱地盤を人の歩行や建設機械の搬入が可
能となるように、それら含水軟弱土を強度増加さ
せることは一般に知られている。このような軟弱
土の強度増加方法の中で、比較的短時間で大きな
強度増加を達成し得る方法として強度増加剤ある
いは固化剤を用いる方法が行われている。この場
合、強度増加剤としては、セメント、生石灰、水
ガラス、アスフアルト、有機高分子物質などが提
案されているが、いずれも強度増加の点で劣つた
り、経済性の点で採算が合わなかつたりなどの欠
点を有し、満足すべきものではない。殊に、ヘド
ロなどの含水比の大きな軟弱土の処理の場合、そ
の1回当りの処理量は数万〜数十万m3にも達する
ことから、適用する強度増加剤量も必然的に多量
になり、従つて、この強度増加剤は可能な限り安
価でかつ少量で大きな強度増加を示すものでなけ
ればならない。 含水軟弱土に関しては、その取扱いや輸送の困
難な問題と共に、悪臭の問題もしばしば生じる。
即ち、含水軟弱土の多くは独特の悪臭を放ち、近
接する生活環境を著しく損う。このような含水軟
弱土からの不快臭の発生を阻止すべく、従来より
いくつかの対策が提案されてはいるが、強度増加
と同時に効果的に悪臭を除く方法は未だ開発され
ていない。 発明者らは、上記した従来法の問題点を解決す
べく鋭意研究を重ね、先に安価で効果的な含水軟
弱土の強度増加方法を提案した(特願昭54−8915
号(特開昭55−102240号公報参照)、特願昭55−
4395号(特開昭56−100920号公報参照)、特願昭
56−61023号(特公昭62−19798号公報参照)、以
下先願技術と言う)。これらの先願技術は、含水
軟弱土の強度増加において、公知の通常の方法よ
り強度増加剤の使用量を減少させ、かつ、含水軟
弱土の所要強度に達する迄の時間を短縮させるこ
とに成功したものである。即ち、これらの方法
は、ポルトランドセメント・ポゾラン物質・石コ
ウの強度増加剤としてポルトランドセメント・高
炉急冷滓・石コウを特定し、この強度増加剤の素
材を2種類の添加剤に分け、それらの添加剤の添
加順序、割合及び添加剤粒度までも規定すること
によつて、各々の添加剤成分の相互の反応及びそ
れらの各成分と土壌成分等の含水軟弱土の強度増
加に関与する諸反応を効率よく円滑に生起させる
ものである。この場合、当然のことであるが、強
度増加剤の素材の1つであるポゾラン物質は、微
細急冷高炉滓のみが含水軟弱土の強度増加作用に
効果的に作用する。換言すれば、先願技術ではポ
ゾラン物質としてフライアツシユや珪藻土等の他
の物質は、微細急冷高炉急冷滓と均等的に取扱う
ことができず、これらのポゾラン物質では先願の
如き顕著な作用と効果を期待することはできな
い。 本発明者らは、これらの一連の技術について更
に研究に研究を重ねた結果、含水軟弱土の強度増
加の処理に当り、硫酸変成フライアツシユと石コ
ウ及びポルトランドセメントを強度増加剤として
用いると共に、これらの素材の粒度、添加順序及
び使用割合を特定することにより、はじめて各素
材相互の反応及び各素材と軟弱土の土壌成分との
反応などの含水軟弱土の強度増加に関与する諸反
応を先願とほゞ同程に効率よく、しかも円滑に生
起させることができることを見出し、本発明を完
成するに到つた。 即ち、本発明によれば、含水軟弱土に、下記に
示される添加剤Aの各素材A1及びA2を添加混合
した後、下記に示される添加剤Bを添加すること
を特徴とする含水軟弱土の強度増加方法が提供さ
れる。 添加剤A:硫酸変成フライアシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 本発明によれば、さらに、含水軟弱土に、下記
に示される添加剤Aの各素材A1及びA2を添加混
合した後、下記に示される添加剤Bを添加混合
し、かつ下記添加剤Cを添加剤Bの添加前の任意
の段階で添加することを特徴とする悪臭を持つ含
水軟弱土の脱臭強度増加方法が提供される。 添加剤A:硫酸変成フライアツシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 添加剤C:水溶性の2価鉄塩 本発明においては、強度増加剤の素材の1つと
して硫酸により変成されたフライアツシユを用い
ることを最大の特徴とする。フライアツシユを硫
酸と接触させる場合、フライアツシユは酸分解し
て、それに含まれるカルシウム分の1部は石コウ
に変換され、同時に、フライアツシユ中に含まれ
る高分子量のシリカやアルミナ成分は活性化され
る。またこの時に、フライアツシユ中に含まれる
他の微量成分は硫酸塩となつて溶出される。さら
に、フライアツシユの硫酸処理では、フライアツ
シユの細孔空げきの形成や微粒子化が達成され、
反応に寄与するフライアツシユの比表面積は著し
く増化される。従つて、この様な硫酸処理効果に
より、この硫酸変成フライアツシユは未処理のそ
れとは異つた反応活性を示す独特な強度増加剤の
素材となり、効果的に含水軟弱土の強度増加作用
に寄与する。 本発明に於ける硫酸変成フライアツシユは、フ
ライアツシユを反応容器中でかきまぜながら硫酸
と反応させて得られる。この場合、原料に用いる
フライアツシユは日本工業規格JIS A6201(1977
年)に準ずるものである。尚、このものの粉末度
はブレーン法による比表面積が2400(cm2/g)以
上である。 この硫酸変成フライアツシユの原料であるフラ
イアツシユは、石炭灰の1種で、灰分が溶融揮散
し、球状に冷却凝固したもので、粉炭燃焼を行な
う火力発電所などで多量に得られる。フライアツ
シユの化学成分は、ボイラに使用する石灰の種
類、燃焼条件などによつて多少の差はあるが、そ
の差は割合に小さく、一般に、SiO240〜60%、
Al2O320〜35%、Fe2O35〜25%、CaO1〜15%、
MgO0.5〜4%、K2O・Na2O1〜4%の範囲にあ
ると言われている。このフライアツシユを構成す
る鉱物の各相には、ガラス、ムライト、石英、赤
鉄鉱、カーボン等の相から成つているが、最も多
量の相はガラス相である。それ故、フライアツシ
ユはアルカリや硫酸塩などの刺激作用により水硬
性を発揮し得る潜在水硬性を有している。日本に
於ける代表的なフライアツシユの例について、そ
の化学成分を第1表に、相組成を第2表に、ま
た、そのガラス相の化学成分計算値を第3表に示
す。
ユと石コウ及びポルトランドセメントを強度増加
剤に用い、含水軟弱土を経済的に、かつ、効率よ
く強度増加する方法に関するものである。 従来、海、港湾、河川、湖沼などに堆積した含
水軟弱土を改良するために、あるいは浚渫して埋
立てた軟弱地盤を人の歩行や建設機械の搬入が可
能となるように、それら含水軟弱土を強度増加さ
せることは一般に知られている。このような軟弱
土の強度増加方法の中で、比較的短時間で大きな
強度増加を達成し得る方法として強度増加剤ある
いは固化剤を用いる方法が行われている。この場
合、強度増加剤としては、セメント、生石灰、水
ガラス、アスフアルト、有機高分子物質などが提
案されているが、いずれも強度増加の点で劣つた
り、経済性の点で採算が合わなかつたりなどの欠
点を有し、満足すべきものではない。殊に、ヘド
ロなどの含水比の大きな軟弱土の処理の場合、そ
の1回当りの処理量は数万〜数十万m3にも達する
ことから、適用する強度増加剤量も必然的に多量
になり、従つて、この強度増加剤は可能な限り安
価でかつ少量で大きな強度増加を示すものでなけ
ればならない。 含水軟弱土に関しては、その取扱いや輸送の困
難な問題と共に、悪臭の問題もしばしば生じる。
即ち、含水軟弱土の多くは独特の悪臭を放ち、近
接する生活環境を著しく損う。このような含水軟
弱土からの不快臭の発生を阻止すべく、従来より
いくつかの対策が提案されてはいるが、強度増加
と同時に効果的に悪臭を除く方法は未だ開発され
ていない。 発明者らは、上記した従来法の問題点を解決す
べく鋭意研究を重ね、先に安価で効果的な含水軟
弱土の強度増加方法を提案した(特願昭54−8915
号(特開昭55−102240号公報参照)、特願昭55−
4395号(特開昭56−100920号公報参照)、特願昭
56−61023号(特公昭62−19798号公報参照)、以
下先願技術と言う)。これらの先願技術は、含水
軟弱土の強度増加において、公知の通常の方法よ
り強度増加剤の使用量を減少させ、かつ、含水軟
弱土の所要強度に達する迄の時間を短縮させるこ
とに成功したものである。即ち、これらの方法
は、ポルトランドセメント・ポゾラン物質・石コ
ウの強度増加剤としてポルトランドセメント・高
炉急冷滓・石コウを特定し、この強度増加剤の素
材を2種類の添加剤に分け、それらの添加剤の添
加順序、割合及び添加剤粒度までも規定すること
によつて、各々の添加剤成分の相互の反応及びそ
れらの各成分と土壌成分等の含水軟弱土の強度増
加に関与する諸反応を効率よく円滑に生起させる
ものである。この場合、当然のことであるが、強
度増加剤の素材の1つであるポゾラン物質は、微
細急冷高炉滓のみが含水軟弱土の強度増加作用に
効果的に作用する。換言すれば、先願技術ではポ
ゾラン物質としてフライアツシユや珪藻土等の他
の物質は、微細急冷高炉急冷滓と均等的に取扱う
ことができず、これらのポゾラン物質では先願の
如き顕著な作用と効果を期待することはできな
い。 本発明者らは、これらの一連の技術について更
に研究に研究を重ねた結果、含水軟弱土の強度増
加の処理に当り、硫酸変成フライアツシユと石コ
ウ及びポルトランドセメントを強度増加剤として
用いると共に、これらの素材の粒度、添加順序及
び使用割合を特定することにより、はじめて各素
材相互の反応及び各素材と軟弱土の土壌成分との
反応などの含水軟弱土の強度増加に関与する諸反
応を先願とほゞ同程に効率よく、しかも円滑に生
起させることができることを見出し、本発明を完
成するに到つた。 即ち、本発明によれば、含水軟弱土に、下記に
示される添加剤Aの各素材A1及びA2を添加混合
した後、下記に示される添加剤Bを添加すること
を特徴とする含水軟弱土の強度増加方法が提供さ
れる。 添加剤A:硫酸変成フライアシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 本発明によれば、さらに、含水軟弱土に、下記
に示される添加剤Aの各素材A1及びA2を添加混
合した後、下記に示される添加剤Bを添加混合
し、かつ下記添加剤Cを添加剤Bの添加前の任意
の段階で添加することを特徴とする悪臭を持つ含
水軟弱土の脱臭強度増加方法が提供される。 添加剤A:硫酸変成フライアツシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 添加剤C:水溶性の2価鉄塩 本発明においては、強度増加剤の素材の1つと
して硫酸により変成されたフライアツシユを用い
ることを最大の特徴とする。フライアツシユを硫
酸と接触させる場合、フライアツシユは酸分解し
て、それに含まれるカルシウム分の1部は石コウ
に変換され、同時に、フライアツシユ中に含まれ
る高分子量のシリカやアルミナ成分は活性化され
る。またこの時に、フライアツシユ中に含まれる
他の微量成分は硫酸塩となつて溶出される。さら
に、フライアツシユの硫酸処理では、フライアツ
シユの細孔空げきの形成や微粒子化が達成され、
反応に寄与するフライアツシユの比表面積は著し
く増化される。従つて、この様な硫酸処理効果に
より、この硫酸変成フライアツシユは未処理のそ
れとは異つた反応活性を示す独特な強度増加剤の
素材となり、効果的に含水軟弱土の強度増加作用
に寄与する。 本発明に於ける硫酸変成フライアツシユは、フ
ライアツシユを反応容器中でかきまぜながら硫酸
と反応させて得られる。この場合、原料に用いる
フライアツシユは日本工業規格JIS A6201(1977
年)に準ずるものである。尚、このものの粉末度
はブレーン法による比表面積が2400(cm2/g)以
上である。 この硫酸変成フライアツシユの原料であるフラ
イアツシユは、石炭灰の1種で、灰分が溶融揮散
し、球状に冷却凝固したもので、粉炭燃焼を行な
う火力発電所などで多量に得られる。フライアツ
シユの化学成分は、ボイラに使用する石灰の種
類、燃焼条件などによつて多少の差はあるが、そ
の差は割合に小さく、一般に、SiO240〜60%、
Al2O320〜35%、Fe2O35〜25%、CaO1〜15%、
MgO0.5〜4%、K2O・Na2O1〜4%の範囲にあ
ると言われている。このフライアツシユを構成す
る鉱物の各相には、ガラス、ムライト、石英、赤
鉄鉱、カーボン等の相から成つているが、最も多
量の相はガラス相である。それ故、フライアツシ
ユはアルカリや硫酸塩などの刺激作用により水硬
性を発揮し得る潜在水硬性を有している。日本に
於ける代表的なフライアツシユの例について、そ
の化学成分を第1表に、相組成を第2表に、ま
た、そのガラス相の化学成分計算値を第3表に示
す。
【表】
【表】
【表】
このフライアツシユは、反応剤として利用する
ため、できるだけ微細な状態で用いることが必要
である。日本工業規格JISA6201に準じない阻粒
状のものは、硫酸変成における硫酸との反応及び
硫酸変成フライアツシユの土壌やセメントとの反
応に寄与する表面積が小さすぎ、反応性が著しく
低下するので好ましくない。 本発明に適用されるフライアツシユの工業的に
好ましい硫酸処理方法は、次の2種類に大別され
る。 (1) フライアツシユに硫酸を直接に作用させる。 (2) 排煙脱硫処理に於て、排ガス中のSOxを吸
収、酸化して得られる硫酸分をフライアツシユ
に作用させる。 (1)の方法において用いられる硫酸は、市販の硫
酸でもよいが、経済性及びエコロジイの面からは
各種化学工場から排出される廃硫酸の使用が好ま
しい。この硫酸処理は種々の方法で行なうことが
できる。例えば、(a)硫酸水溶液にフライアツシユ
を添加・混合したり、(b)硫酸処理フライアツシユ
を分離した母液に、フライアツシユを分散させ、
これに所定の硫酸を添加・混合したり、(c)また、
フライアツシユに硫酸水溶液を添加混合させる方
法などがある。この場合、反応に用いられる硫酸
量は、フライアツシユに含まれるCaOに対し、化
学量論的量以内とする。この硫酸変成に必要な最
適硫酸使用量は、原料に用いられるフライアツシ
ユにより異なるが、通常は、フライアツシユ中に
含まれるCaO1モル当量に対し、0.1〜0.9モル当
量、好ましくは0.2〜0.8モル当量の範囲である。
このような硫酸使用量下では、フライアツシユに
含まれるアルカリ成分は硫酸と反応し、硫酸の大
部分は最終的に2水石コウ(CaSO4・2H2O)と
なる。即ち、本発明の場合、フライアツシユ中の
CaOは、その10〜90モル%がCaSO4・2H2Oに転
換される。 また、この硫酸変成フライアツシユの製造に当
り、製品を分離した母液を硫酸の希釈溶液に用い
ることが好ましい。それは、溶出するHgOや
Al2O3分の抑制や、処理により生じる2水石コウ
のロスを無くすためである。2水石コウは、室温
でCaSO4換算量として約0.3%も溶解する。 また、前記(2)の方法を実施する具体的手法とし
ては次の3通りの下記代表例がある。 (a) 排煙脱硫工程で得られた希硫酸をフライアツ
シユと反応させる。 (b) フライアツシユを水中に分散させて懸濁液
に、そのPH値を1.5〜4.0、より好ましくは2〜
3.5の範囲に保持するように、フライアツシユ
を外部から添加しながらSOx含有排煙と接触さ
せ、得られた懸濁液を濾過し硫酸変成フライア
ツシユを回収する。尚、この場合、硫酸変成フ
ライアツシユを分離した母液は操返しSOxの吸
収に用いられる。この場合、定常の条件として
は、陽イオン濃度が10000〜45000ppmにして
操作することが、硫酸変成フライアツシユの製
造及び排煙の脱硫操作を効率よく円滑に行なう
上で望ましい。 これらの(a)、(b)のいずれの方法においても、
前記(1)の場合と同様に、フライアツシユに反応
させる硫酸量を適当な範囲に調節する。 (c) フライアツシユに反応させる所定量の硫酸を
水に溶かし、該硫酸水溶液をフライアツシユに
付着水として保持させる。 本発明において用いる強度増加剤の他の素材の
1つである石コウは、2水石コウまたは不溶性無
水石コウ(型無水石コウ、硬石コウを含む)が
用いられる。しかし、半水石コウや可溶性無水石
コウを、これらの石コウの1部と置換して含水軟
弱土の早期強度のために用いることもある。2水
石コウを用いる場合、この粒度は特に制約され
ず、粉末あるいは粒状物であればよく、本発明に
於ては、排煙脱硫石コウをはじめ各種の副生石コ
ウが付加価値を高めることがなく回収時の形態の
ままで使用することができる。また、不溶性無水
石コウを用いる場合には、その溶解速度の関係か
ら粒度300μm以下の粉末状のものが好ましい。 本発明の場合、ほたる石を濃硫酸にて加熱分解
してフツ化水素を製造する際に副生する不溶性無
水石コウを用いることができる。尚、本発明でい
う石コウの重量は、無水石コウCaSO4としての値
である。 また、本発明に用いる強度増加剤のもう1つの
素材であるポルトランドセメントは、日本工業規
格JIS R5210に準ずるものであるが、一般的に
は、その内の普通のポルトランドセメントが用い
られる。しかし、含水軟弱土の処理条件によつて
は、中庸熱セメント、早強セメント及び超早強セ
メントなどの規格に準ずるポルトランドセメント
の単独、または、これらを混合したものを使用し
てもよい。 上記の添加剤Aを構成する素材A1及び素材A2
は、添加剤Bの添加・混合前であれば含水軟弱土
への添加・混合の順序は任意である。即ち、(a)素
材A1の添加・混合の後素材A2を添加混合する方
法、(b)逆に、先ず素材A2を添加混合した後素材
A1を添加混合する方法、(c)素材A1と素材A2を同
時に添加する方法、のいずれであつてもよい。し
かし、実用的な面では、両素材を同時に、殊に混
合物の形態で添加混合することが好ましい。 素材A1,A2の使用割合は、その重量割合A1/
A2として70/30〜20/80の範囲であることが必
要である。この使用割合は添加剤Bの使用量をも
鑑みた総合的な実験結果から特定したものであ
る。A1/A2比が70/30より大きいと、素材A1,
A2、添加剤B及び土壌との間でエトリンガイト
(3CaO・Al2O3・3CaSO4・28〜33H2O)の生成反
応に必要な石コウ量が不足し、含水軟弱土の強度
増加に及ぼす効果が小さくなるので好ましくな
い。一方、A1/A2比が20/80より小さくなる
と、上記のエトリンガイトの生成反応に必要な石
コウ量以上にそれが供給されることと、硫酸変成
フライアツシユが反応剤として不足するために、
含水軟弱土の強度増加に及ぼす効果が小さくなる
ので好ましくない。 本発明の好ましい実施方法においては、上記し
た素材A1とA2を含水軟弱土に添加混合した後、
次に添加剤Bとしてのポルトランドセメントを添
加・混合するのがよい。 本発明において、添加剤Aを有利に製造するに
は、フライアツシユに硫酸水溶液を作用させて硫
酸変成フライアツシユを含むスラリーを形成し、
これに石コウを添加混合する。このようにして添
加剤Aのスラリーを得ることができる。このスラ
リーは添加剤Aとして用いることができ、殊に、
ポルトランドセメントを加えることにより、添加
剤Aと添加剤Bを含むスラリーとして用いること
ができる。このような添加剤Aの製造方法におい
ては、硫酸として廃硫酸を使用し得るという利点
がある。 本発明に用いる添加剤Aと添加剤Bの含水軟弱
土への添加重量割合A/Bは、50/50〜20/80の
範囲に保持することが含水軟弱土の強度増加を効
率よく円滑に達成するのに重要である。即ち、添
加重量割合A/Bが50/50より大きいと含水軟弱
土中に於ける諸反応の誘発が不十分で、一方、
20/80より小さいと総合的最適組成分のバランス
比外となり、含水軟弱土の強度増加の効果が小さ
くなる。また、添加剤Bの添加割合が大きすぎる
と、即ちA/Bが小さ過ぎると、強度増加効果が
小さくなる弊害の他に次の(a)〜(d)如き問題を生じ
る。(a)強度増加処理に際し発熱が大きくなつて処
理土中に内部ヒズミが発生するなどの問題を生じ
たりする。(b)処理土には水酸化カルシウムが多量
に含まれるようになることから処理土がアルカリ
性の強いものにある。(c)下水や海水によつて容易
に侵食されやすくなる。(d)添加剤のコストが高く
なる。 前述したとおり、本発明の方法を好ましく実施
するには、含水軟弱土に対しまず素材A1とA2
(添加剤A)を加え混合する。この添加・混合の
作業性は極めてよく、また、この素材A1とA2
(添加剤A)が加えられた含水軟弱土は、後続の
添加剤Bの添加混合が均一かつ容易に行ない得る
様に作業性は改善され、しかも、添加剤Bの添加
による反応が円滑に起り得る土壌基盤に効果的に
改質される。次にこの反応性が高められた含水軟
弱土に添加剤Bを添加混合する。この添加剤Bの
添加により、添加剤の水和反応が始まると、添加
剤Bと素材A1及びA2の反応、及びこれら素材
A1、A2と添加剤Bの各々と微細土壌の成分との
反応が誘発され、含水軟弱土の強度は増加され
る。この場合、上記の如く、素材A1とA2(添加
剤A)が加えられた含水軟弱土は、誘発される諸
反応が生起し易い土壌基盤に改質され、さらに作
業性も向上しているために、後続の添加剤Bの添
加・混合は均一かつ容易に行われ、含水軟弱土中
の強度増加反応は極めて効率良く進行する。 本発明においては、前記の様に、含水軟弱土の
強度増加処理を行なう場合素材A1とA2(添加剤
A)と添加剤Bの各々の成分及び微細土壌との間
で陽イオン交換反応、エトリンガイト生成反応や
ポゾラン反応等の諸反応が起する。第1添加処理
に於て、素材A1とA2(添加剤A)と含水軟弱土
が均一に混合されているので、第2添加処理にお
ける添加剤Bの添加混合により、これらの強度増
加反応に関与する諸反応は、含水軟弱土全体にわ
たつて均一かつ円滑に進行し、含水軟弱土は迅速
に強度増加される。 以上の如く、本発明においては、含水軟弱土の
強度増加処理を行なうに際し、添加剤Aを添加・
混合した後に添加剤Bを添加・混合することが最
も望ましいが、必要に応じて、添加剤Aと添加剤
Bを含水軟弱土に同時に添加・混合することも可
能である。しかし、含水軟弱土の強度増加に於
て、添加剤Bを添加・混合した後添加剤Aを添
加・混合すると、その操作の作業性が悪くなるた
めに、特殊の施工機を用いても前者の様に効率よ
く目的を達成することは困難となる。即ち、含水
軟弱土にまず添加剤Bを加えると、含水軟弱土の
粘性、ゲルストレングス及びPH値に著しい悪影響
を与える。これに起因し、必然的に操作処理の作
業性が悪くなり、含水軟弱土の均一混合操作性が
むずかしくなる。これに伴い、後続の添加剤Aの
添加・混合による均一分散及びその諸反応にも悪
影響を与えて含水軟弱土の強度増加の発現が悪く
なる。添加剤Bのみを先に加えることによる、含
水軟弱土の粘性、ゲルストレングス及びPH値に及
ぼす悪影響の原因は、ポルトランドセメント中の
Ca2+とOH-である。この悪影響の原因となる
Ca2+とOH-も、本発明の強度増加剤を用い、添
加剤Aと添加剤Bの含水軟弱土への添加順序を特
定することによつて、含水軟弱土の強度増加の操
作性は改善され、しかも、その化学的諸特性を効
果的に利用することができる。 本発明の大きな特徴は、前記したように、添加
剤Aを構成する素材A1が硫酸変成フライアツシ
ユであり、かつ石コウである素材A2が添加剤B
の添加・混合の前に含水軟弱土に添加・混合され
ることである。この素材A1とA2(添加剤A)を
添加・混合すると、(a)処理土の作業性が向上され
ること、(b)ポルトランドセメントの凝結に悪影響
を与える含水軟弱土中の有機物などの弊害をマス
キングすること、(c)反応刺激剤が加えられると強
度増加の基礎となる諸反応が円滑に起り得る様な
状態となること、等の作用と効果のために、本発
明の目的が効果的に達成される。したがつて、添
加剤Bを第1処理された含水軟弱土に添加・混合
した場合に、セメント成分の水和反応は容易に生
起し、これに伴う消石灰の刺激作用が起こり、含
水軟弱土の強度増加作用に必要な諸反応が円該に
遂行される。本発明による含水軟弱土の強度増加
処理に於ては、この優れた反応性により、含水軟
弱土の強度増加に関与する。土壌の陽イオン交換
反応、エトリンガイト形成反応及びポゾラン反応
が効率よく起り、含水軟弱土の迅速かつ効率的な
強度増加の発現が達成される。 本発明を実施する場合、素材A1とA2(添加剤
A)及び添加剤Bはいずれも粉末またはスラリー
状で添加することができる。本発明の方法は前記
のように、従来の方法とは異なり、素材A1とA2
(添加剤A)、添加剤B及び微細土壌との反応が極
めて効率よく起り、処理土の強度増加が最も大き
く成るように配慮されていることから、所要の強
度増加を得るのにそれら素材A1とA2(添加剤
A)と添加剤Bの使用量は少なくて済み、しかも
所要強度に達する時間は短かくて済む。処理対象
土に関しては、一般的に、粘土鉱物の種類、細粒
分の含有量、有機分の含有量及びPH値によりその
反応性は異なり、さらに初期含水比によつてもそ
の反応性の影響を受ける。しかし、通常の所要強
度の目的達成のために用いる本発明の強度増加剤
の使用量は、含水軟弱土1m3当り、素材A1とA2
(添加剤A)及び添加剤Bの総量で50〜150Kg程度
である。含水軟弱土が反応性が高い粘度鉱物を多
く含んだり、有機質の含有量が小さいなど強度増
加の反応に適している場合には、強度増加剤の使
用量は含水軟弱土1m3当り通常50〜100Kg程度で
ある。 本発明の方法は、含水軟弱土の含水比50〜200
%の軟弱土は勿論、500〜1000%という極めて高
い含水比の軟弱土に対しても適用することができ
る。処理対象土の初期含水比は処理土の改良効果
に影響を及ぼすが、含水比が高い軟弱土に対して
本発明を適用した場合、一定量以上の水はブリー
ジングにより処理土から分離し、その表面に遊離
する。 本発明によれば、前記したように、含水軟弱土
の効率のよい強度増加を達成することが可能であ
るが、この場合、B剤として用いたセメントの添
加量は比較的少量であるから、その水和反応によ
り生じる発熱は著しく抑制され、処理土にヒズミ
が発生するようなこともなく、その上、処理土中
の残留アルカル量が少ないことから処理土のアル
カリ上昇も見られず、また下水や海水によつて処
理土が侵食されるようなこともない。また、本発
明の場合、総添加剤使用量が少なく、しかも、セ
メント添加量が少ないことから、経済的にも著し
く優れたものである。さらにまた、本発明ではセ
メント以外の添加剤は時として産業廃棄物として
取扱われるもので、その有効利用により経済的な
面以外にエコロジカルな面からも非常に優れてい
る。 本発明の方法は、含水軟弱土に対するその良好
な強度増加作用により、埋立工事における軟弱地
盤の強度増加法としてはもとより、港湾、河川、
湖沼に堆積する軟弱土の改良法などとして有利に
適用される。 本発明の方法は、含水軟弱土に対し、前記した
添加剤A及び添加剤Bを強度増加剤の必須成分と
して添加混合するものである。この場合、脱臭
性、親和性、早強性を一層高めるために適当な他
の添加剤を補助成分として添加することもでき
る。特に、硫化水素やメルカプタン類による不快
臭を放つ含水軟弱土に対し、水溶性の2価鉄塩
(添加剤C)を添加剤A及びBと関連させて添加
混合することにより、軟弱土からの不快臭の発生
を阻止するとともに満足すべき強度増加をもたら
すことができる。 2価の鉄塩としては、無機酸及び有機酸の水溶
性塩であればいずれの塩も使用可能であるが、添
加剤A及びBに対する影響や、経済性などの実用
性を考慮すると硫酸第1鉄又は塩化第1鉄の使用
が好ましい。その中でも、硫酸第1鉄はチタン製
造時に大量副生されかつ安価であるので最も好ま
しいものである。チタン製造工場においては、多
くの場合、硫酸第1鉄は産業廃棄物として処分さ
れるので、このものの利用は、廃棄物処理の面か
ら考えるとまさに一石二鳥である。 本発明で用いる2価の鉄塩は、本発明で改良さ
れる含水軟弱土の使用条件下、即ち、微弱酸性〜
弱アルカリ性の条件下で有効に作用し、添加剤A
及び添加剤Bによる強度増加作用に悪影響を及ぼ
すことがなく、悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭を著
しく高める。即ち、この2価鉄塩は、本発明にお
ける処理条件下では、ヘドロなどにおける悪臭の
原因物質である硫化水素やメルカプタン類と効率
よく反応し、これを固定化する。この場合の反応
は次の式で表わされる。 H2S+Fe2+→FeS(固体)+2H+ (1) 2RSH+Fe2+→(RS)2Fe(固体)+2H+ (2) この反応は、炭酸ガスの存在下でも選択的に起
り、炭酸ガスにより支障を受けることはない。悪
臭汚泥などの場合には、発生ガス中の炭酸ガスは
悪臭原因物質である硫化水素よりも大量に存在す
るが、本発明で用いる2価の鉄塩は、このような
炭酸ガスの存在下でも硫化水素を選択的に反応
し、硫化水素との反応後、炭酸ガスと反応し、無
公害の炭酸第1鉄(シデライト)となる利点を有
している。また、2価の鉄塩の場合、その溶解度
は酸性及び中性溶液では殆どPHの影響を受けず、
前記脱臭反応は、PH4.5〜8.5の範囲で円滑に進行
する。このようなことは3価の鉄塩の場合には見
られなかつたことであり、2価の鉄塩による顕著
な効果である。 含水軟弱土に対する2価の鉄塩の添加量は、そ
れに含まれる硫化水素量に支配され、一義的に定
めることはできないが、一般的には、含水軟弱土
中に含まれる全硫化水素分に対して等モル以上添
加すればよい。この場合、全硫化水素分は、含水
軟弱土中の水分に溶解している未解離状成分と解
離状成分、及び固形物に収容されている収着成分
を意味し、金属と結合している不溶性硫化物は含
まれない。このような全硫化水素分は、含水軟弱
土を水蒸気蒸留し、留出してくる硫化水素を分析
することにより定量する。また、金属と結合して
いる不溶性硫化物は全硫化水素分析に用いた蒸留
残渣に濃硫酸を加え再び水蒸気蒸留して発生した
硫化水素を分析して定量することができる。本発
明においては、過剰に添加された2価の鉄塩は、
前記したように、共存する炭酸ガスと反応してシ
デライトを形成したり、また軟弱土の持つ陽イオ
ン交換成分により固定化される。したがつて、本
発明においては、添加する2価の鉄塩は、その過
剰分がこのような反応により固定化される範囲内
にあれば、添加剤A及びBによる強度増加反応に
支障を与えることはない。 2価の鉄塩による含水軟弱土の脱臭は、前記し
た(1)、(2)の反応式に示されるように第1鉄イオン
の反応により達成される。従つて、良好な結果を
得るためには2価の鉄塩を含水軟弱土中に溶解状
態で、しかも可及的に均一に存在せしめることが
望ましく、そのため添加剤Cとしての2価鉄塩の
添加・混合の時期は添加剤Bより前であることが
必要である。即ち、添加剤Bの混合後に添加剤C
を添加・混合することはその作業性が著しく低下
するのみでなく、添加剤B(ポルトランドセメン
ト)のアルカリの作用により、添加剤C(2価鉄
塩)は水に不溶性の水酸化物として沈澱してしま
い、脱臭反応の遂行が阻害される。また、添加剤
BとCを同時に含水軟弱土に添加・混合しても、
添加剤Bのアルカリの作用を受けるので脱臭反応
は阻害される。好ましい結果を得るために、添加
剤Cを水溶液の形態で使用するとよい。添加剤C
の添加は添加剤Bに先立つて行う限り、その他の
制限は特になく、添加剤Aの添加・混合の前でも
後でも良く、同時でもよい。しかし、実用上は添
加剤Aの素材A1及びA2の少なくともいずれか一
方を同時に、殊に混合物として添加剤Cを含水軟
弱土に対し添加・混合することが好ましい。特に
好ましい方法としては、添加剤Aの素材A1のス
ラリーに添加剤Cを水溶液として均一に分散さ
せ、これを含水軟弱土に添加混合する方法が挙げ
られる。 このようにして、添加剤A及び添加剤Bからな
る強度増加剤と添加剤Cからなる脱臭剤とを組合
せることにより悪臭を放つ含水軟弱土の強度を改
善するとともに効果的に脱臭をも行なうことがで
きる。 次に、本発明を実施例により詳細に説明する。 なお、後記実施例において、素材A1として
は、市販のフライアツシユを硫酸処理したものを
用いた。市販のフライアツシユの化学成分と比表
面積は第4表の通りである。このフライアツシユ
の硫酸処理は、1M3の水(母液)に硫酸25Kgを溶
解した溶液にフライアツシユ1トンを添加・混合
した。1M3の水は、硫酸変成フライアツシユをろ
別
ため、できるだけ微細な状態で用いることが必要
である。日本工業規格JISA6201に準じない阻粒
状のものは、硫酸変成における硫酸との反応及び
硫酸変成フライアツシユの土壌やセメントとの反
応に寄与する表面積が小さすぎ、反応性が著しく
低下するので好ましくない。 本発明に適用されるフライアツシユの工業的に
好ましい硫酸処理方法は、次の2種類に大別され
る。 (1) フライアツシユに硫酸を直接に作用させる。 (2) 排煙脱硫処理に於て、排ガス中のSOxを吸
収、酸化して得られる硫酸分をフライアツシユ
に作用させる。 (1)の方法において用いられる硫酸は、市販の硫
酸でもよいが、経済性及びエコロジイの面からは
各種化学工場から排出される廃硫酸の使用が好ま
しい。この硫酸処理は種々の方法で行なうことが
できる。例えば、(a)硫酸水溶液にフライアツシユ
を添加・混合したり、(b)硫酸処理フライアツシユ
を分離した母液に、フライアツシユを分散させ、
これに所定の硫酸を添加・混合したり、(c)また、
フライアツシユに硫酸水溶液を添加混合させる方
法などがある。この場合、反応に用いられる硫酸
量は、フライアツシユに含まれるCaOに対し、化
学量論的量以内とする。この硫酸変成に必要な最
適硫酸使用量は、原料に用いられるフライアツシ
ユにより異なるが、通常は、フライアツシユ中に
含まれるCaO1モル当量に対し、0.1〜0.9モル当
量、好ましくは0.2〜0.8モル当量の範囲である。
このような硫酸使用量下では、フライアツシユに
含まれるアルカリ成分は硫酸と反応し、硫酸の大
部分は最終的に2水石コウ(CaSO4・2H2O)と
なる。即ち、本発明の場合、フライアツシユ中の
CaOは、その10〜90モル%がCaSO4・2H2Oに転
換される。 また、この硫酸変成フライアツシユの製造に当
り、製品を分離した母液を硫酸の希釈溶液に用い
ることが好ましい。それは、溶出するHgOや
Al2O3分の抑制や、処理により生じる2水石コウ
のロスを無くすためである。2水石コウは、室温
でCaSO4換算量として約0.3%も溶解する。 また、前記(2)の方法を実施する具体的手法とし
ては次の3通りの下記代表例がある。 (a) 排煙脱硫工程で得られた希硫酸をフライアツ
シユと反応させる。 (b) フライアツシユを水中に分散させて懸濁液
に、そのPH値を1.5〜4.0、より好ましくは2〜
3.5の範囲に保持するように、フライアツシユ
を外部から添加しながらSOx含有排煙と接触さ
せ、得られた懸濁液を濾過し硫酸変成フライア
ツシユを回収する。尚、この場合、硫酸変成フ
ライアツシユを分離した母液は操返しSOxの吸
収に用いられる。この場合、定常の条件として
は、陽イオン濃度が10000〜45000ppmにして
操作することが、硫酸変成フライアツシユの製
造及び排煙の脱硫操作を効率よく円滑に行なう
上で望ましい。 これらの(a)、(b)のいずれの方法においても、
前記(1)の場合と同様に、フライアツシユに反応
させる硫酸量を適当な範囲に調節する。 (c) フライアツシユに反応させる所定量の硫酸を
水に溶かし、該硫酸水溶液をフライアツシユに
付着水として保持させる。 本発明において用いる強度増加剤の他の素材の
1つである石コウは、2水石コウまたは不溶性無
水石コウ(型無水石コウ、硬石コウを含む)が
用いられる。しかし、半水石コウや可溶性無水石
コウを、これらの石コウの1部と置換して含水軟
弱土の早期強度のために用いることもある。2水
石コウを用いる場合、この粒度は特に制約され
ず、粉末あるいは粒状物であればよく、本発明に
於ては、排煙脱硫石コウをはじめ各種の副生石コ
ウが付加価値を高めることがなく回収時の形態の
ままで使用することができる。また、不溶性無水
石コウを用いる場合には、その溶解速度の関係か
ら粒度300μm以下の粉末状のものが好ましい。 本発明の場合、ほたる石を濃硫酸にて加熱分解
してフツ化水素を製造する際に副生する不溶性無
水石コウを用いることができる。尚、本発明でい
う石コウの重量は、無水石コウCaSO4としての値
である。 また、本発明に用いる強度増加剤のもう1つの
素材であるポルトランドセメントは、日本工業規
格JIS R5210に準ずるものであるが、一般的に
は、その内の普通のポルトランドセメントが用い
られる。しかし、含水軟弱土の処理条件によつて
は、中庸熱セメント、早強セメント及び超早強セ
メントなどの規格に準ずるポルトランドセメント
の単独、または、これらを混合したものを使用し
てもよい。 上記の添加剤Aを構成する素材A1及び素材A2
は、添加剤Bの添加・混合前であれば含水軟弱土
への添加・混合の順序は任意である。即ち、(a)素
材A1の添加・混合の後素材A2を添加混合する方
法、(b)逆に、先ず素材A2を添加混合した後素材
A1を添加混合する方法、(c)素材A1と素材A2を同
時に添加する方法、のいずれであつてもよい。し
かし、実用的な面では、両素材を同時に、殊に混
合物の形態で添加混合することが好ましい。 素材A1,A2の使用割合は、その重量割合A1/
A2として70/30〜20/80の範囲であることが必
要である。この使用割合は添加剤Bの使用量をも
鑑みた総合的な実験結果から特定したものであ
る。A1/A2比が70/30より大きいと、素材A1,
A2、添加剤B及び土壌との間でエトリンガイト
(3CaO・Al2O3・3CaSO4・28〜33H2O)の生成反
応に必要な石コウ量が不足し、含水軟弱土の強度
増加に及ぼす効果が小さくなるので好ましくな
い。一方、A1/A2比が20/80より小さくなる
と、上記のエトリンガイトの生成反応に必要な石
コウ量以上にそれが供給されることと、硫酸変成
フライアツシユが反応剤として不足するために、
含水軟弱土の強度増加に及ぼす効果が小さくなる
ので好ましくない。 本発明の好ましい実施方法においては、上記し
た素材A1とA2を含水軟弱土に添加混合した後、
次に添加剤Bとしてのポルトランドセメントを添
加・混合するのがよい。 本発明において、添加剤Aを有利に製造するに
は、フライアツシユに硫酸水溶液を作用させて硫
酸変成フライアツシユを含むスラリーを形成し、
これに石コウを添加混合する。このようにして添
加剤Aのスラリーを得ることができる。このスラ
リーは添加剤Aとして用いることができ、殊に、
ポルトランドセメントを加えることにより、添加
剤Aと添加剤Bを含むスラリーとして用いること
ができる。このような添加剤Aの製造方法におい
ては、硫酸として廃硫酸を使用し得るという利点
がある。 本発明に用いる添加剤Aと添加剤Bの含水軟弱
土への添加重量割合A/Bは、50/50〜20/80の
範囲に保持することが含水軟弱土の強度増加を効
率よく円滑に達成するのに重要である。即ち、添
加重量割合A/Bが50/50より大きいと含水軟弱
土中に於ける諸反応の誘発が不十分で、一方、
20/80より小さいと総合的最適組成分のバランス
比外となり、含水軟弱土の強度増加の効果が小さ
くなる。また、添加剤Bの添加割合が大きすぎる
と、即ちA/Bが小さ過ぎると、強度増加効果が
小さくなる弊害の他に次の(a)〜(d)如き問題を生じ
る。(a)強度増加処理に際し発熱が大きくなつて処
理土中に内部ヒズミが発生するなどの問題を生じ
たりする。(b)処理土には水酸化カルシウムが多量
に含まれるようになることから処理土がアルカリ
性の強いものにある。(c)下水や海水によつて容易
に侵食されやすくなる。(d)添加剤のコストが高く
なる。 前述したとおり、本発明の方法を好ましく実施
するには、含水軟弱土に対しまず素材A1とA2
(添加剤A)を加え混合する。この添加・混合の
作業性は極めてよく、また、この素材A1とA2
(添加剤A)が加えられた含水軟弱土は、後続の
添加剤Bの添加混合が均一かつ容易に行ない得る
様に作業性は改善され、しかも、添加剤Bの添加
による反応が円滑に起り得る土壌基盤に効果的に
改質される。次にこの反応性が高められた含水軟
弱土に添加剤Bを添加混合する。この添加剤Bの
添加により、添加剤の水和反応が始まると、添加
剤Bと素材A1及びA2の反応、及びこれら素材
A1、A2と添加剤Bの各々と微細土壌の成分との
反応が誘発され、含水軟弱土の強度は増加され
る。この場合、上記の如く、素材A1とA2(添加
剤A)が加えられた含水軟弱土は、誘発される諸
反応が生起し易い土壌基盤に改質され、さらに作
業性も向上しているために、後続の添加剤Bの添
加・混合は均一かつ容易に行われ、含水軟弱土中
の強度増加反応は極めて効率良く進行する。 本発明においては、前記の様に、含水軟弱土の
強度増加処理を行なう場合素材A1とA2(添加剤
A)と添加剤Bの各々の成分及び微細土壌との間
で陽イオン交換反応、エトリンガイト生成反応や
ポゾラン反応等の諸反応が起する。第1添加処理
に於て、素材A1とA2(添加剤A)と含水軟弱土
が均一に混合されているので、第2添加処理にお
ける添加剤Bの添加混合により、これらの強度増
加反応に関与する諸反応は、含水軟弱土全体にわ
たつて均一かつ円滑に進行し、含水軟弱土は迅速
に強度増加される。 以上の如く、本発明においては、含水軟弱土の
強度増加処理を行なうに際し、添加剤Aを添加・
混合した後に添加剤Bを添加・混合することが最
も望ましいが、必要に応じて、添加剤Aと添加剤
Bを含水軟弱土に同時に添加・混合することも可
能である。しかし、含水軟弱土の強度増加に於
て、添加剤Bを添加・混合した後添加剤Aを添
加・混合すると、その操作の作業性が悪くなるた
めに、特殊の施工機を用いても前者の様に効率よ
く目的を達成することは困難となる。即ち、含水
軟弱土にまず添加剤Bを加えると、含水軟弱土の
粘性、ゲルストレングス及びPH値に著しい悪影響
を与える。これに起因し、必然的に操作処理の作
業性が悪くなり、含水軟弱土の均一混合操作性が
むずかしくなる。これに伴い、後続の添加剤Aの
添加・混合による均一分散及びその諸反応にも悪
影響を与えて含水軟弱土の強度増加の発現が悪く
なる。添加剤Bのみを先に加えることによる、含
水軟弱土の粘性、ゲルストレングス及びPH値に及
ぼす悪影響の原因は、ポルトランドセメント中の
Ca2+とOH-である。この悪影響の原因となる
Ca2+とOH-も、本発明の強度増加剤を用い、添
加剤Aと添加剤Bの含水軟弱土への添加順序を特
定することによつて、含水軟弱土の強度増加の操
作性は改善され、しかも、その化学的諸特性を効
果的に利用することができる。 本発明の大きな特徴は、前記したように、添加
剤Aを構成する素材A1が硫酸変成フライアツシ
ユであり、かつ石コウである素材A2が添加剤B
の添加・混合の前に含水軟弱土に添加・混合され
ることである。この素材A1とA2(添加剤A)を
添加・混合すると、(a)処理土の作業性が向上され
ること、(b)ポルトランドセメントの凝結に悪影響
を与える含水軟弱土中の有機物などの弊害をマス
キングすること、(c)反応刺激剤が加えられると強
度増加の基礎となる諸反応が円滑に起り得る様な
状態となること、等の作用と効果のために、本発
明の目的が効果的に達成される。したがつて、添
加剤Bを第1処理された含水軟弱土に添加・混合
した場合に、セメント成分の水和反応は容易に生
起し、これに伴う消石灰の刺激作用が起こり、含
水軟弱土の強度増加作用に必要な諸反応が円該に
遂行される。本発明による含水軟弱土の強度増加
処理に於ては、この優れた反応性により、含水軟
弱土の強度増加に関与する。土壌の陽イオン交換
反応、エトリンガイト形成反応及びポゾラン反応
が効率よく起り、含水軟弱土の迅速かつ効率的な
強度増加の発現が達成される。 本発明を実施する場合、素材A1とA2(添加剤
A)及び添加剤Bはいずれも粉末またはスラリー
状で添加することができる。本発明の方法は前記
のように、従来の方法とは異なり、素材A1とA2
(添加剤A)、添加剤B及び微細土壌との反応が極
めて効率よく起り、処理土の強度増加が最も大き
く成るように配慮されていることから、所要の強
度増加を得るのにそれら素材A1とA2(添加剤
A)と添加剤Bの使用量は少なくて済み、しかも
所要強度に達する時間は短かくて済む。処理対象
土に関しては、一般的に、粘土鉱物の種類、細粒
分の含有量、有機分の含有量及びPH値によりその
反応性は異なり、さらに初期含水比によつてもそ
の反応性の影響を受ける。しかし、通常の所要強
度の目的達成のために用いる本発明の強度増加剤
の使用量は、含水軟弱土1m3当り、素材A1とA2
(添加剤A)及び添加剤Bの総量で50〜150Kg程度
である。含水軟弱土が反応性が高い粘度鉱物を多
く含んだり、有機質の含有量が小さいなど強度増
加の反応に適している場合には、強度増加剤の使
用量は含水軟弱土1m3当り通常50〜100Kg程度で
ある。 本発明の方法は、含水軟弱土の含水比50〜200
%の軟弱土は勿論、500〜1000%という極めて高
い含水比の軟弱土に対しても適用することができ
る。処理対象土の初期含水比は処理土の改良効果
に影響を及ぼすが、含水比が高い軟弱土に対して
本発明を適用した場合、一定量以上の水はブリー
ジングにより処理土から分離し、その表面に遊離
する。 本発明によれば、前記したように、含水軟弱土
の効率のよい強度増加を達成することが可能であ
るが、この場合、B剤として用いたセメントの添
加量は比較的少量であるから、その水和反応によ
り生じる発熱は著しく抑制され、処理土にヒズミ
が発生するようなこともなく、その上、処理土中
の残留アルカル量が少ないことから処理土のアル
カリ上昇も見られず、また下水や海水によつて処
理土が侵食されるようなこともない。また、本発
明の場合、総添加剤使用量が少なく、しかも、セ
メント添加量が少ないことから、経済的にも著し
く優れたものである。さらにまた、本発明ではセ
メント以外の添加剤は時として産業廃棄物として
取扱われるもので、その有効利用により経済的な
面以外にエコロジカルな面からも非常に優れてい
る。 本発明の方法は、含水軟弱土に対するその良好
な強度増加作用により、埋立工事における軟弱地
盤の強度増加法としてはもとより、港湾、河川、
湖沼に堆積する軟弱土の改良法などとして有利に
適用される。 本発明の方法は、含水軟弱土に対し、前記した
添加剤A及び添加剤Bを強度増加剤の必須成分と
して添加混合するものである。この場合、脱臭
性、親和性、早強性を一層高めるために適当な他
の添加剤を補助成分として添加することもでき
る。特に、硫化水素やメルカプタン類による不快
臭を放つ含水軟弱土に対し、水溶性の2価鉄塩
(添加剤C)を添加剤A及びBと関連させて添加
混合することにより、軟弱土からの不快臭の発生
を阻止するとともに満足すべき強度増加をもたら
すことができる。 2価の鉄塩としては、無機酸及び有機酸の水溶
性塩であればいずれの塩も使用可能であるが、添
加剤A及びBに対する影響や、経済性などの実用
性を考慮すると硫酸第1鉄又は塩化第1鉄の使用
が好ましい。その中でも、硫酸第1鉄はチタン製
造時に大量副生されかつ安価であるので最も好ま
しいものである。チタン製造工場においては、多
くの場合、硫酸第1鉄は産業廃棄物として処分さ
れるので、このものの利用は、廃棄物処理の面か
ら考えるとまさに一石二鳥である。 本発明で用いる2価の鉄塩は、本発明で改良さ
れる含水軟弱土の使用条件下、即ち、微弱酸性〜
弱アルカリ性の条件下で有効に作用し、添加剤A
及び添加剤Bによる強度増加作用に悪影響を及ぼ
すことがなく、悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭を著
しく高める。即ち、この2価鉄塩は、本発明にお
ける処理条件下では、ヘドロなどにおける悪臭の
原因物質である硫化水素やメルカプタン類と効率
よく反応し、これを固定化する。この場合の反応
は次の式で表わされる。 H2S+Fe2+→FeS(固体)+2H+ (1) 2RSH+Fe2+→(RS)2Fe(固体)+2H+ (2) この反応は、炭酸ガスの存在下でも選択的に起
り、炭酸ガスにより支障を受けることはない。悪
臭汚泥などの場合には、発生ガス中の炭酸ガスは
悪臭原因物質である硫化水素よりも大量に存在す
るが、本発明で用いる2価の鉄塩は、このような
炭酸ガスの存在下でも硫化水素を選択的に反応
し、硫化水素との反応後、炭酸ガスと反応し、無
公害の炭酸第1鉄(シデライト)となる利点を有
している。また、2価の鉄塩の場合、その溶解度
は酸性及び中性溶液では殆どPHの影響を受けず、
前記脱臭反応は、PH4.5〜8.5の範囲で円滑に進行
する。このようなことは3価の鉄塩の場合には見
られなかつたことであり、2価の鉄塩による顕著
な効果である。 含水軟弱土に対する2価の鉄塩の添加量は、そ
れに含まれる硫化水素量に支配され、一義的に定
めることはできないが、一般的には、含水軟弱土
中に含まれる全硫化水素分に対して等モル以上添
加すればよい。この場合、全硫化水素分は、含水
軟弱土中の水分に溶解している未解離状成分と解
離状成分、及び固形物に収容されている収着成分
を意味し、金属と結合している不溶性硫化物は含
まれない。このような全硫化水素分は、含水軟弱
土を水蒸気蒸留し、留出してくる硫化水素を分析
することにより定量する。また、金属と結合して
いる不溶性硫化物は全硫化水素分析に用いた蒸留
残渣に濃硫酸を加え再び水蒸気蒸留して発生した
硫化水素を分析して定量することができる。本発
明においては、過剰に添加された2価の鉄塩は、
前記したように、共存する炭酸ガスと反応してシ
デライトを形成したり、また軟弱土の持つ陽イオ
ン交換成分により固定化される。したがつて、本
発明においては、添加する2価の鉄塩は、その過
剰分がこのような反応により固定化される範囲内
にあれば、添加剤A及びBによる強度増加反応に
支障を与えることはない。 2価の鉄塩による含水軟弱土の脱臭は、前記し
た(1)、(2)の反応式に示されるように第1鉄イオン
の反応により達成される。従つて、良好な結果を
得るためには2価の鉄塩を含水軟弱土中に溶解状
態で、しかも可及的に均一に存在せしめることが
望ましく、そのため添加剤Cとしての2価鉄塩の
添加・混合の時期は添加剤Bより前であることが
必要である。即ち、添加剤Bの混合後に添加剤C
を添加・混合することはその作業性が著しく低下
するのみでなく、添加剤B(ポルトランドセメン
ト)のアルカリの作用により、添加剤C(2価鉄
塩)は水に不溶性の水酸化物として沈澱してしま
い、脱臭反応の遂行が阻害される。また、添加剤
BとCを同時に含水軟弱土に添加・混合しても、
添加剤Bのアルカリの作用を受けるので脱臭反応
は阻害される。好ましい結果を得るために、添加
剤Cを水溶液の形態で使用するとよい。添加剤C
の添加は添加剤Bに先立つて行う限り、その他の
制限は特になく、添加剤Aの添加・混合の前でも
後でも良く、同時でもよい。しかし、実用上は添
加剤Aの素材A1及びA2の少なくともいずれか一
方を同時に、殊に混合物として添加剤Cを含水軟
弱土に対し添加・混合することが好ましい。特に
好ましい方法としては、添加剤Aの素材A1のス
ラリーに添加剤Cを水溶液として均一に分散さ
せ、これを含水軟弱土に添加混合する方法が挙げ
られる。 このようにして、添加剤A及び添加剤Bからな
る強度増加剤と添加剤Cからなる脱臭剤とを組合
せることにより悪臭を放つ含水軟弱土の強度を改
善するとともに効果的に脱臭をも行なうことがで
きる。 次に、本発明を実施例により詳細に説明する。 なお、後記実施例において、素材A1として
は、市販のフライアツシユを硫酸処理したものを
用いた。市販のフライアツシユの化学成分と比表
面積は第4表の通りである。このフライアツシユ
の硫酸処理は、1M3の水(母液)に硫酸25Kgを溶
解した溶液にフライアツシユ1トンを添加・混合
した。1M3の水は、硫酸変成フライアツシユをろ
別
【表】
して得られた母液に水を加え、2回以上繰り返し
使用したものを用いた。 素材A2としては、排煙脱硫プロセスで副生し
た2水石コウ粉末(G2H)(平均粒径53μm、含
水率9%、組成:CaO31.2%、SO344.1%)とほ
たる石を濃硫酸にて加熱分解してフツ化水素を製
造する際に副生した不溶性無水石コウ粉末の市販
品(Ginsol)(平均粒径10μmの乾燥品、組成:
CaO41.5%、SO354.6%、CaF21.54%、SiO20.10
%、Al2O30.76%)を用いた。尚、素材A1とA2の
両素材は均一に混合して添加剤Aとして使用し
た。 また、添加剤Bとしては普通ポルトランドセメ
ント(ブレーン法測定による比表面積3300cm2/
g)を用いた。原料含水軟弱土としては、実施例
1〜4では、含水比260%、粒度組成が0〜2μ
m14%、2〜5μm42%、5〜10μm19%、10〜
20μm25%、含水比260%に於ける密度1.21g/
cm3である大阪南港浚渫底泥を用いた。実施例5に
おいては、東京江東区堅川の堆積軟弱土を用い
た。このものは、含水比348.4%、粒度組成5μ
m以下46%、5〜20μm49%、20μm以上5%で
あり、平均粒径5.2μmを示す。また、PH値は
8.0、JSF T6−1968に従う強熱減量は23.7%、
JSF T6−1968に従う重クロム酸試験法による有
機物含含量は21.2%、含水比34%における密度は
1.15g/cm3である。また、この堆積軟弱土1Kg当
りに含まれている全硫化水素分は430g(12.6ミ
リモル)(供試土の水蒸気蒸留溜液のヨード滴定
により測定)、金属と結合している不溶性硫化物
は硫化水素に換算して共試土1Kg当り2836mg
(70.2ミリモル)である(全硫化水素分の分析の
ために水蒸気蒸留した蒸留残渣に濃硫酸を加え再
び水蒸気蒸留した蒸留溜液のヨード滴定により測
定)。尚、この堆積土から発生しているガス中の
硫化水素含有濃度は、北川式硫化水素検知管によ
り測定した結果、1800〜2000ppmであつた。 実施例 1 原料含水軟弱土1m3に対して、添加剤A(素材
A1とA2の重量比A1/A2=60/40)28Kgを添加し
て混練機で均一に混合し、次に、添加剤B42Kgを
添加し混練機で充分に混した。この所定の強度増
加剤を添加・混合した混合試料を内径50mm、高さ
100mmの円筒型モールドに注入し、20±1℃飽和
湿度の恒温恒湿養成器内で所定期間養成した後脱
型し、その1軸圧縮強さをJIS A1216T、1979
(土の1軸圧縮試験法)に従い測定した。また、
硫酸変成フライアツシユが含水軟弱土の強度増加
に及ぼす影響を比較するために、硫酸処理を行な
わないフライアツシユを素材A2として用い、同
様に試験を行つた。それらの結果を第1図に示
す。なお、素材A2の重量は、2水石コウを用い
た場合も無水物(CaSO4)としての値である。ま
た、第1図の横軸は処理後の日数(材令)、縦軸
は処理土の1軸圧縮強さ(Kgf/cm2)を示し、図
中の曲線1と2は本願発明の実施例結果で、曲線
3と4は比較例の結果を示す。曲線1と3は素材
A2に不溶性無水石コウを用いたもので、曲線2
と4は素材A2に2水石コウを用いた時の結果で
ある。 実施例 2 原料含水軟弱土1cm3に対し、添加剤A28Kgを用
い、添加剤A中の石コウ含有重量百分率
(A2/A1+A2×100)を10〜95%に変化させ、添
加剤 B42Kgを用い実施例1と同様な操作条件で試験を
行なつた。材令14日目の処理土の一軸圧縮強さを
第2図に示す。図中、曲線1は不溶性無水石コウ
を、曲線2は2水石コウを素材A2に用いた時の
結果である。 実施例 3 実施例1に用いた添加剤Aを用い、原料含水軟
弱土に対し、添加剤AとBの添加総量を70Kgと
し、添加剤AとBの重量割合A/Bを種々変化さ
せ、実施例1の操作条件で試験を行つた。材令14
日目の1軸圧縮強さを第3図に示す。図中、曲線
1は不溶性無水石コウを、曲線2は2水石コウを
素材A2に用いた時の結果である。 実施例 4 実施例1と同じ供試含水軟弱土に対し、添加剤
A及びBの添加順序を変化させて同様に試験を行
なつた。それらの結果を第5表に示す。
使用したものを用いた。 素材A2としては、排煙脱硫プロセスで副生し
た2水石コウ粉末(G2H)(平均粒径53μm、含
水率9%、組成:CaO31.2%、SO344.1%)とほ
たる石を濃硫酸にて加熱分解してフツ化水素を製
造する際に副生した不溶性無水石コウ粉末の市販
品(Ginsol)(平均粒径10μmの乾燥品、組成:
CaO41.5%、SO354.6%、CaF21.54%、SiO20.10
%、Al2O30.76%)を用いた。尚、素材A1とA2の
両素材は均一に混合して添加剤Aとして使用し
た。 また、添加剤Bとしては普通ポルトランドセメ
ント(ブレーン法測定による比表面積3300cm2/
g)を用いた。原料含水軟弱土としては、実施例
1〜4では、含水比260%、粒度組成が0〜2μ
m14%、2〜5μm42%、5〜10μm19%、10〜
20μm25%、含水比260%に於ける密度1.21g/
cm3である大阪南港浚渫底泥を用いた。実施例5に
おいては、東京江東区堅川の堆積軟弱土を用い
た。このものは、含水比348.4%、粒度組成5μ
m以下46%、5〜20μm49%、20μm以上5%で
あり、平均粒径5.2μmを示す。また、PH値は
8.0、JSF T6−1968に従う強熱減量は23.7%、
JSF T6−1968に従う重クロム酸試験法による有
機物含含量は21.2%、含水比34%における密度は
1.15g/cm3である。また、この堆積軟弱土1Kg当
りに含まれている全硫化水素分は430g(12.6ミ
リモル)(供試土の水蒸気蒸留溜液のヨード滴定
により測定)、金属と結合している不溶性硫化物
は硫化水素に換算して共試土1Kg当り2836mg
(70.2ミリモル)である(全硫化水素分の分析の
ために水蒸気蒸留した蒸留残渣に濃硫酸を加え再
び水蒸気蒸留した蒸留溜液のヨード滴定により測
定)。尚、この堆積土から発生しているガス中の
硫化水素含有濃度は、北川式硫化水素検知管によ
り測定した結果、1800〜2000ppmであつた。 実施例 1 原料含水軟弱土1m3に対して、添加剤A(素材
A1とA2の重量比A1/A2=60/40)28Kgを添加し
て混練機で均一に混合し、次に、添加剤B42Kgを
添加し混練機で充分に混した。この所定の強度増
加剤を添加・混合した混合試料を内径50mm、高さ
100mmの円筒型モールドに注入し、20±1℃飽和
湿度の恒温恒湿養成器内で所定期間養成した後脱
型し、その1軸圧縮強さをJIS A1216T、1979
(土の1軸圧縮試験法)に従い測定した。また、
硫酸変成フライアツシユが含水軟弱土の強度増加
に及ぼす影響を比較するために、硫酸処理を行な
わないフライアツシユを素材A2として用い、同
様に試験を行つた。それらの結果を第1図に示
す。なお、素材A2の重量は、2水石コウを用い
た場合も無水物(CaSO4)としての値である。ま
た、第1図の横軸は処理後の日数(材令)、縦軸
は処理土の1軸圧縮強さ(Kgf/cm2)を示し、図
中の曲線1と2は本願発明の実施例結果で、曲線
3と4は比較例の結果を示す。曲線1と3は素材
A2に不溶性無水石コウを用いたもので、曲線2
と4は素材A2に2水石コウを用いた時の結果で
ある。 実施例 2 原料含水軟弱土1cm3に対し、添加剤A28Kgを用
い、添加剤A中の石コウ含有重量百分率
(A2/A1+A2×100)を10〜95%に変化させ、添
加剤 B42Kgを用い実施例1と同様な操作条件で試験を
行なつた。材令14日目の処理土の一軸圧縮強さを
第2図に示す。図中、曲線1は不溶性無水石コウ
を、曲線2は2水石コウを素材A2に用いた時の
結果である。 実施例 3 実施例1に用いた添加剤Aを用い、原料含水軟
弱土に対し、添加剤AとBの添加総量を70Kgと
し、添加剤AとBの重量割合A/Bを種々変化さ
せ、実施例1の操作条件で試験を行つた。材令14
日目の1軸圧縮強さを第3図に示す。図中、曲線
1は不溶性無水石コウを、曲線2は2水石コウを
素材A2に用いた時の結果である。 実施例 4 実施例1と同じ供試含水軟弱土に対し、添加剤
A及びBの添加順序を変化させて同様に試験を行
なつた。それらの結果を第5表に示す。
【表】
実施例 5
悪臭を持つ原料軟弱土1m3に対し、1中に2
価のFe15.6g(0.28モル)を含む硫酸第1鉄溶液
からなる添加剤C52の(硫酸第1鉄4Kg相当
量)、添加剤A52Kg(A1/A2=60/40、A2は不溶
性無水石コウを使用)及び添加剤B78Kgを第6表
に示した添加順位で添加混合した。混合は各ステ
ツプごとに混合機を用い充分に混合した。次にこ
の混合試料は実施例1と同じ操作により処理して
1軸圧縮強さを測定した。また、処理土につい
て、硫化水素の蒸気圧と臭気強度及びPH値を測定
した。PH値測定は環境庁告示第13号に指定する溶
出試験によるPH値測定法に従つた。その結果は第
6表の如くである。なお、表中に示したC・A
は、添加剤Cと添加剤Aを同時に添加したことを
表わす。
価のFe15.6g(0.28モル)を含む硫酸第1鉄溶液
からなる添加剤C52の(硫酸第1鉄4Kg相当
量)、添加剤A52Kg(A1/A2=60/40、A2は不溶
性無水石コウを使用)及び添加剤B78Kgを第6表
に示した添加順位で添加混合した。混合は各ステ
ツプごとに混合機を用い充分に混合した。次にこ
の混合試料は実施例1と同じ操作により処理して
1軸圧縮強さを測定した。また、処理土につい
て、硫化水素の蒸気圧と臭気強度及びPH値を測定
した。PH値測定は環境庁告示第13号に指定する溶
出試験によるPH値測定法に従つた。その結果は第
6表の如くである。なお、表中に示したC・A
は、添加剤Cと添加剤Aを同時に添加したことを
表わす。
第1〜3図は含水軟弱土の処理結果を示すグラ
フである。第1図は素材A1として硫酸変成フラ
イアツシユを用いることの効果を示し、第2図は
添加剤A中の石コウ含有量、及び第3図は添加剤
A(素材A1とA2の混合物)と添加剤Bの割合
が、それぞれ処理土の強度増加に及ぼす影響を示
す。
フである。第1図は素材A1として硫酸変成フラ
イアツシユを用いることの効果を示し、第2図は
添加剤A中の石コウ含有量、及び第3図は添加剤
A(素材A1とA2の混合物)と添加剤Bの割合
が、それぞれ処理土の強度増加に及ぼす影響を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 含水軟弱土に、下記に示される添加剤Aの各
素材A1及びA2を添加混合した後、下記に示され
る添加剤Bを添加することを特徴とする含水軟弱
土の強度増加方法。 添加剤A:硫酸変成フライアシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 2 素材A1とA2との重量割合A1/A2が70/30〜
20/80の範囲であり、かつ添加剤AとBとの重量
割合A/Bが50/50〜25/75の範囲である特許請
求の範囲第1項の方法。 3 添加剤Aの素材A1及びA2を同時に添加混合
する特許請求の範囲第1項又は第2項の方法。 4 素材A1及びA2を混合物として適用する特許
請求の範囲第3項の方法。 5 素材A1の添加混合の前又は後に素材A2の添
加混合を行う特許請求の範囲第1項又は第2項の
方法。 6 添加剤A及びBの総添加量が含水軟弱土1m3
当り50〜150Kgである特許請求の範囲第1項〜第
5項のいずれかの方法。 7 含水軟弱土に、下記に示される添加剤Aの各
素材A1及びA2を添加混合した後、下記に示され
る添加剤Bを添加混合し、かつ下記添加剤Cを添
加剤Bの添加前の任意の段階で添加することを特
徴とする悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭強度増加方
法。 添加剤A:硫酸変成フライアツシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 添加剤C:水溶性2価鉄塩 8 素材A1とA2との重量割合A1/A2が70/30〜
20/80の範囲であり、かつ添加剤AとBとの重量
割合A/Bが50/50〜25〜75の範囲である特許請
求の範囲第7項の方法。 9 添加剤Aを添加する前に添加剤Cを添加する
特許請求の範囲第7項又は第8項の方法。 10 添加剤Aの素材A1及びA2の少なくともい
ずれか一方と同時に添加剤Cを添加混合する特許
請求の範囲第7項又は第8項の方法。 11 素材A1及びA2の少なくともいずれか一方
と添加剤Cとを混合物として適用する特許請求の
範囲第10項の方法。 12 添加剤Cを水溶液として用いる特許請求の
範囲第7項〜11項のいずれかの方法。 13 含水軟弱土に、下記に示される添加剤Aの
各素材A1及びA2の混合物と共に、添加剤Bを添
加混合することを特徴とする含水軟弱土の強度増
加方法。 添加剤A:硫酸変成フライアツシユ(A1) 石コウ(A2) 添加剤B:ポルトランドセメント 14 素材A1とA2との重量割合A1/A2が70/30
〜20/80の範囲であり、かつ添加剤AとBとの重
量割合A/Bが50/50〜25/75の範囲である特許
請求の範囲第13項の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11341481A JPS5815583A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 硫酸変成フライアツシユを用いる含水軟弱土の強度増加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11341481A JPS5815583A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 硫酸変成フライアツシユを用いる含水軟弱土の強度増加方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5815583A JPS5815583A (ja) | 1983-01-28 |
JPS6244794B2 true JPS6244794B2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=14611650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11341481A Granted JPS5815583A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 硫酸変成フライアツシユを用いる含水軟弱土の強度増加方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5815583A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8400107A (nl) * | 1984-01-12 | 1985-08-01 | Pelt & Hooykaas | Werkwijze voor het verwerken van slib, in het bijzonder van door baggeren verkregen slib, tot deeltjes, alsmede werkwijze voor het verwerken van slib onder toepassing van een zware metaalionen absorberend middel. |
JPS60120119U (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | 株式会社日本海住研 | 二重構造の屋根 |
JPH0391608A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Kobe Steel Ltd | 灰の溶融固化処理方法 |
JP2005324146A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Mitsubishi Materials Corp | 廃酸の処理方法 |
JP5289380B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2013-09-11 | 新潟ガービッヂ 株式会社 | 造粒改良土の製造方法 |
-
1981
- 1981-07-20 JP JP11341481A patent/JPS5815583A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5815583A (ja) | 1983-01-28 |
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