JPS6244795B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、悪臭を持つ含水軟弱土を経済的、か
つ、効率よく脱臭させると共に、その強度を増加
させる方法に関するものである。 含水軟弱土は、閉鎖型海域、開放型海域、干潮
河川などに堆積する海域系のもの、河川、湖沼、
貯水池、浄化池、浄水場などに堆積する淡水系の
もの、アースドリル工法、ベノト杭工法などにお
いて排出される土木工事系のものなどに分類され
る。これらの含水軟弱土は、一般に、無臭のもの
は少なく、多くの場合、独特の悪臭を放つ。そし
て、この悪臭は、近接する生活環境を著しく不快
にする。また、この含水軟弱土は、取扱いの困難
なもので、これを建設地としたり、あるいは他の
用途のために移送させるためには、強度増加処理
をしなければならない。 従来、含水軟弱土の処理に関しては、強度増加
や脱臭を独立して行うことは知られているが、両
者を一挙に実施し得る方法は知られていない。 含水軟弱土の脱臭のみを目的とした処理法とし
ては、消石灰や生石灰などの石灰を添加する方法
が知られている。この場合、悪臭を持つ含水軟弱
土のPH値を上昇させ、悪臭の原因となつている硫
化水素やメルカプタン類をカルシウム塩として脱
臭させているために実用性に乏しい。即ち、この
方法によると、(a)処理土のPH値を10倍以上に維持
しなければ、磁化水素やメルカプタン類の脱臭反
応（カルシウム塩生成反応）が不十分であるこ
と、(b)軟弱土はPH値緩衝の作用が大きいので、こ
の方法で良好な脱臭効果を得るためには、これよ
り上回つた多量の石灰を添加する必要があるこ
と、(c)このように、石灰を多量に用いることは、
経済性を損ねるので実用的でないこと、(d)さら
に、石灰を軟弱土に加えると、ゲルストレングス
により、対象土の粘度が非常に高くなるので、そ
の操作が行い難いこと、(e)その上、消石灰や生石
灰などの石灰は、危険物であるために、取り扱い
やその貯蔵、保管に種々の制約を受けること、な
どの問題がある。しかも、その処理土の粘度が非
常に高くなるので、これを強度増加処理する場合
にその操作に弊害を及ぼすという欠点がある。 また、他の方法として、硫酸第２鉄や塩化第２
鉄のような水溶性の３価鉄塩を添加する方法も提
案されているが、この場合も、次の理由により満
足すべき結果を与えない。 (a) 水溶性の３価鉄塩は、加水分解して不溶性の
水酸化物となり易いので、この鉄塩を安定な水
溶液として取り扱う場合、硫酸や塩酸などの酸
を加えて、そのPH値を2.5以下に維持する必要
があること。 (b) 対象土に(a)項での調製液を添加すると、対象
土のPH値緩衝作用のために、PH値は３以上にな
り、３価鉄塩のほとんどが水酸化物として沈殿
してしまう。従つて、悪臭の成分である硫化水
素やメルカプタンとの反応は不均一反応とな
り、その脱臭反応は円滑に遂行されない。 (c) 悪臭の主成分である硫化水素が鉄イオンと反
応して硫化鉄に変化させるためには、その溶液
のPH値を4.5〜8.5とする必要がある。しかる
に、水溶性の３価鉄塩は、(a)項に記した如く、
溶解状解を維持するためのPH条件がこの条件と
異なつている。そのために、脱臭反応を円滑に
行なうことがむづかしい。 (d) ｃ項で処理した軟弱土は、セメント系の強度
増加剤の反応に不都合な酸性状態となつている
ので、それによる強度増加は、著しくその目的
を阻害される。 尚、水溶性の３価鉄塩と石灰との併用も提案さ
れているが、同様な理由により、満足し得る結果
は得られない。又、脱臭処理として、悪臭物であ
る硫化水素やメルカプタン類を、パーライトやゼ
オライトなどにより、物理的に吸着処理する方法
も提案されているが、これも実用性に乏しい。そ
の理由は、(a)吸着剤のコストが高いこと、(b)吸着
平衡が温度により影響されること、(c)硫化水素な
どを完全に吸着させるためには、吸着剤を大量に
必要とすること、(d)吸着剤には、悪臭発生の原因
となつているバクテリアの殺菌や繁殖を防止する
作用がないので、２次的に、その処理を施す必要
があること、などである。 悪臭を持つ含水軟弱土を化学的に効率よく脱臭
処理するためには、次に示す(a)〜(c)等の課題を解
決しなければならない。 (a) 悪臭物質と反応させる脱臭剤は水溶性ものと
し、脱臭反応による生成物が、対象土の強度増
加処理の条件や処理土中で物理的にも化学的に
も安定な不溶性物質となるものを選定する必要
がある。 (b) 脱臭処理の条件としては、脱臭剤が目的達成
以前に不活性化することがなく、選択的に悪臭
物質と円滑に反応しなければならない。そのた
めには、脱臭剤の種類、その濃度、反応の雰囲
気のPH値や酸化環元電位及び温度、対象土への
添加の方法、その他の諸条件を特定する必要が
ある。 (c) 脱臭剤は対象土に過剰に加えられるが、それ
が強度増加剤に弊害を及ぼすことがなく、目的
を達成した後に夾雑物やその他の条件により、
物理的にも化学的にも安定な不溶性物質に変化
するような脱臭剤とその処理の条件を選ぶ必要
がある。 一般的に、ポルトランドセメントを含む強度増
加剤は、悪臭を放つ含水軟弱土の処理に於いて
は、一時的にその脱臭効果を示すが、その脱臭効
果は、ポルトランドセメントの水和反応により副
生する水酸化カルシウム（消石灰）に起因してい
るために、長期的に安定なものではない。このこ
とは、前述した石灰による脱臭処理と同様であ
る。また、悪臭を放つ含水軟弱土には、ポルトラ
ンドセメントの水和反応を著しく阻害する腐植な
どの有機物が相当量含まれているので、セメント
を含む強度増加剤の適用には種々の工夫が要求さ
れる。 本発明者らは、含水軟弱土の強度増加及び脱臭
に関する前記事情に鑑み、強度増加と脱臭の両方
を一挙に達成し得る方法を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、本発明を完成するに到つた。 本発明は；悪臭を持つ含水軟弱土に；下記に示
す添加剤Ａ、Ｂ及びＣを添加・混合することから
なり；添加剤Ａ及びＣは、添加剤Ｂの添加前に、
別々、または、同時に添加し；かつ、添加剤Ａの
素材A₁とA₂の重量割合A₁／A₂が５／95〜50／50
の範囲であり、かつ、添加剤ＡとＢとの重量割合
Ａ／Ｂが75／25〜45／55の範囲であること；を特
徴とする悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭を伴う強度
増加方法である。 添加剤Ａ：不溶性無水石コウ（A₁） 粒径100〜１μｍの微細急冷高炉滓（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 添加剤Ｃ（脱臭剤）としての水溶性の２価鉄塩
は、無機酸及び機酸のいずれの塩も使用できる
が、添加剤Ａ及びＢへの影響や経済性などの実用
性を考慮すると、硫酸第１鉄と塩化第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。チタン製造工場では、多くの場合、
硫酸第１鉄が産業廃棄物として処分されているの
で、このものの利用は、廃棄物の処理と利用の面
から考えるとまさに一石二鳥である。 本発明で用いる添加剤Ｃ、即ち、水溶性の２価
鉄塩は、本発明における添加剤Ａ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Ｂにより強度増加作用に悪
影響を及ぼすことがなく、悪臭を持つ含水軟弱土
の脱臭効果を著しく高める。即ち、この水溶性の
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
臭を持つ含水軟弱土の発生ガス中には、炭酸ガス
が悪臭原因物質である硫化水素よりも大量に存在
するが、本発明で用いる水溶性の２価の鉄価は、
このような炭酸ガスの存在下でも硫化水素と選択
的に反応し、しかも、過剰に加えられた２価鉄塩
は硫化水素との反応終了後に、この炭酸ガスと反
応し、無害の炭酸第１鉄（シデライト）となる利
点を有している。また、水溶性の２価鉄塩の場
合、その溶解度は酸性及び中性溶液の範囲では、
そのPH値による影響（加水分解を受けて水酸化第
１鉄の沈殿生成物は生じない）を受けず、前記の
脱臭反応は、PH値4.5〜8.5の範囲で円滑に遂行さ
れる。このようなことは、前述の如く、３価の鉄
塩の場合には見られなかつたことであり、水溶性
の２価鉄塩による顕著な効果である。 含水軟弱土に対する水溶性の２価鉄塩の添加量
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、固形物に収着されている収
着成分を意味し、金属と結合している不溶性の硫
化物は含まない。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
合している不溶性の硫化物は、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、過剰に添加された水
溶性の２価鉄塩は、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捕捉さ
れて固定化される。したがつて、本発明において
は、添加する水溶性の２価鉄塩は、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であれ
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。尚、対象上の陽イオン交換容
量は、その土粒子に含まれている、粘土鉱物の種
類とその量比、及び腐植の量比より異なる。従つ
て、対象土によつて陽イオン変換容量は大きく相
違する。 悪臭を持つ含水軟弱土を、添加剤Ｃ（可溶性の
２価鉄塩）を用いて効率よく脱臭するためには、
可溶性の２価鉄塩を添加剤Ｂに先立つて、対象と
なる含水軟弱土分散・混合させる必要がある。そ
のためには、添加剤Ｂの添加に先立つて、可溶性
の２価鉄塩を、水溶液として含水軟弱土に分散・
混合したり、あらかじめ添加剤Ａに均一に分散さ
せて含水軟弱土に添加・混合する方法がとられ
る。添加剤Ｂの添加・混合の後に添加剤Ｃを含水
軟弱土に添加すると、添加剤Ｃの素材である水溶
性の２価塩塩が、添加剤Ｂのアルカリ成分によ
り、不溶性の水酸化物となるために、迅速な脱臭
反応を行うことができない。従つて、このような
添加剤Ｃの使用方法は好ましくない。 次に、本発明の強度増加剤として用いる添加剤
Ａ及びＢについて詳細に説明する。 本発明に用いる添加剤Ａの素材の１つである不
溶性無水石コウ（型無水石コウ、硬石コウを含
む）は、粒度300μｍ以下、好ましくは100μｍ以
下の粉末状であることが望ましい。粗粒状の不溶
性無水石コウは、その水への溶解速度が非常に遅
いので、この溶解速度が、含水軟弱土の強度増加
反応に追従し難くなる。本発明の場合、ほたる石
と濃硫酸を反応させ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（フツ酸石コウ）
を用いることができる。このフツ酸石コウは、乾
燥した粒経100μｍ以下の粉末として産出される
ので、粉砕などの加工を一際必要としないで、直
接に素材A₁として用いられる。フツ酸石コウの
化学分析例は次の如くである。

【表】 このほたる石に濃硫酸を作用させてフツ酸を製
造する際に副生する不溶性無水石コウは、下記の
(1)〜(3)の理由により、次第にその工業的な利用へ
の道は閉ざされ、現在は全く厄介物とされるに至
つている。 (1) ほたる石に硫酸を作用させる場合、反応には
濃硫酸が用いられ、また、フツ酸石コウは200
〜250℃の高温の反応条件下で副生されるため
に、それは、他の排煙脱硫石コウや燐酸石コウ
の如き２水石コウ（CaSO₄・2H₂O）とは異な
る型無水石コウ（不溶性無水石コウ）であ
る。従つて、このまゝでは、ほとんど用途がな
く、石コウ工業原料に用られない。 (2) この製出した型無水石コウは、沈殿池に長
時間放置して２水化させるか、又は、工業的に
２水化させなければ、石コウ資源として利用価
値は小さい。しかも、型無水石コウは、沈殿
池での自然放置、あるいは、工業的処理を加え
ても、完全な２水石コウ化は行われ難い。 (3) 近年、大気汚染防止対策の一環として、排煙
脱硫処理が種々工場で行われ、この時に副生物
の大部分が２水石コウとして回収され、しか
も、その量が莫大であることから、石コウ工業
への原料供給システムは大きく変化し、石コウ
工業原料の多くが排煙脱硫石コウにより占られ
るに至つた。 本発明は、このような産業廃棄物、もしくは、
工業副産物（後述の高炉滓もそうである）を資源
として有効利用するものであり、エコロジーの面
及び経済的な面においても優れた特徴を有するも
のである。 本発明の添加剤Ａの素材の他の１つである微細
急冷高炉滓は、製鉄高炉から副生する高炉滓（ス
ラグ）を急冷して得た粗粒状のものを更に粒径
100μｍ以下に粉砕したものである。高炉滓の急
冷は、水で粒状化急冷する湿式法、少量の水と空
気を利用した半乾式法、空気のみを利用した乾式
法により行われる。一般的には、湿式法による、
所謂、高炉水滓と呼ばれているものが原料として
好適である。これは、製鉄高炉の副生物であるス
ラグを水で急冷して１〜５mmぐらいの砂状ないし
は粒状に砕いた水滓である。この組成は、鉄鉱石
の成分やその高炉や操作方針によつて若干異なる
が、および次の様なものである。SiO₂30〜35
％、Al₂O₃13〜18％、CaO38〜45％、Fe₂O₃0.5〜
1.0％、MgO3〜６％、S0.5〜1.0％、MnO0.5〜
1.5％、TiO₂0.5〜1.0％。 本発明において用いる微細急冷高炉滓は、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するものである。このよう
な潜在水硬性は、高炉滓を急冷し、その結晶化を
回避して、結晶化エネルギーを内部に保存した非
結晶（ガラス状）のものとすることによつて得る
ことができる。高炉滓を徐冷して得た結晶質のも
のは、メリライト（ゲーレナイトCa₂Al₂SiO₇・
オケルマナイトCa₂MgSi₂O₇系固溶体）とオルト
ケイ酸カルシウムを主要構成鉱物とする緻密の結
晶質であり、潜在水硬性がないので不適当であ
る。また、この急冷高炉滓は、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。通常の１〜５mmの粗粒状の急冷高炉
滓は、土粒子の強度増加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不適当で
ある。本発明の場合、100〜１μｍの微細急冷高
炉滓を用いるのが好ましい。本発明においてはこ
のような微細急冷高炉滓を用いることによつて、
有利に強度増加反応が達成される。 上記した添加剤Ａの素材である不溶性無水石コ
ウ（素材A₁）及び微細急冷高炉滓（素材A₂）は、
後述する添加剤Ｂの添加・混合の前であれば含水
軟弱土への添加・混合の順序は任意である。すな
わち、素材A₁添加・混合の後素材A₂を添加・混
合する方法、逆に先ず素材A₂を添加・混合した
後、素材A₁を添加・混合する方法及び素材A₁、
A₂を同時に添加する方法のいずれでもよい。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。 添加剤の素材A₁、A₂の使用重量割合A₁／A₂
は、５／95〜50／50の範囲であることが必要であ
る。この使用割合は、後述する添加剤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５／95より小さいと、腐植な
どによるポルトランドセメントの水和反応への弊
害を阻止する作用が劣しいのみならず、添加剤Ａ
とＢ及び微細土粒子との間でのエトリンガイト
（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50／50より大きくなる
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、微細急冷
高炉滓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。 本発明の方法においては、上記した添加剤Ａ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。本発明で用い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ポルトランドセメントに準
ずるものが用いられる。しかし、含水軟弱土処理
の条件によつては、中庸熱ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランド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が使用される。 発明に用いる添加剤ＡとＢの含水軟弱土への添
加重量比Ａ／Ｂは；75／25〜45／55の範囲に保持
することが、含水軟弱土の強度増加への効果の点
で重要である。これらの条件以外では、総合的な
最適成分のバランス比が得られなく、含水軟弱土
の強度増加の効果が小さく、しかも、処理土は好
ましいものではない。 即ち、添加重量比Ａ／Ｂが75／25より大きい
と、ポルトランドセメントの割合が小さ過ぎ、そ
の水和反応（水硬性反応）により副生する水酸化
カルシウム（消石灰）が少なく、これを引金とし
て反応が誘発される、微細急冷高炉水滓などの強
度増加の諸反応が十分に生起しないので、その目
的を達成することができない。一方添加重量比
Ａ／Ｂが45／55より小さいと（添加剤Ｂの添加割
合が大き過ぎると、）、２水石コウと微細急冷高炉
水滓が不足して、含水軟弱土の改良の目的を十分
に達成することができない。不溶性無水石コウが
不足すると、腐植などによるポルトランドセメン
トの水和反応への弊害を阻止することができない
のみならず、強度増加に寄与するエトリンガイト
生成反応の原料として必要な石コウが不足すると
いう問題が生じる。また、微細急冷高炉水滓が不
足すると、エトリンガイド生成反応に必要な原料
を満すことができず、含水軟弱土の強度増加に及
ぼす効果が小さくなる幣害の他に、次の(a)〜(d)如
き問題点を生じる。 (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性の
強いものになる。(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。 本発明を好ましく実施するには、添加剤Ａ、Ｂ
及びＣの含水軟弱土への添加順序を次の(a)〜(d)の
如く行う必要がある。 (a) 添加剤Ｃを添加剤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・混合した後
に、添加剤Ｂを添加・混合する。 (b) 添加剤Ｃを添加剤Ａの素材A₁及びA₂の少な
くともいずれか一方の混合物として添加・混合
した後に、添加剤Ｂを添加・混合する。 (c) 添加剤Ｃを添加・混合した後、添加剤Ａ及び
Ｂを順次添加・混合する。 (d) 添加剤Ａを添加・混合した後に添加剤Ｃを添
加・混合し、次に、添加剤Ｂを添加・混合す
る。 このように、添加剤Ｂを添加・混合する前段処
理において、臭気の原因となつている硫化水素
は、水溶性の２価鉄塩と前記の反応式(1)に従つて
反応し、硫化鉄（パイライト）となつて脱臭さ
れ、また、添加剤Ａの作用により含水軟弱土は、
後続の添加剤Ｂに対して高い反応性を示す軟弱土
に変換される。含水軟弱土への前段処理での添加
剤Ａの添加・混合の作業性は極めてよく、また、
この添加剤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
改善される。添加剤Ａの素材A₁は、対象土の粘
度を高めることがなく、(a)ポルトランドセメント
の水和反応に弊害を及ぼす対象土の腐植等の悪影
響を抑制し、(b)土粒子との陽イオン変換反応は好
ましい平衡状態に達する。従つて、後処理工程で
添加剤Ｂが加えられた場合には、含水軟弱土の強
度増加に必要な諸反応が効果的に生起する。 次に、こ反応性が高められた含水軟弱土に、後
処理工程として添加剤Ｂを添加・混合する。この
添加剤Ｂの添加により、添加剤Ｂの水和反応が始
まると、副生する水酸化カルシウのために添加剤
Ｂと添加剤Ａを構成する各素材A₁及びA₂との反
応、及びこれら添加剤ＡとＢの各々の素材と微細
土粒子の成分との諸反応が誘発され、含水軟弱土
の強度は増加される。この場合、上記の如く、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、後続の添加剤の添
加・混合は均一かつ容易に行われ、その目的が効
率よく達成される。 本発明に於ける含水軟弱土の強度増加反応とし
ては、(a)微細土粒子や腐植のイオン交換反応、(b)
エトリンガイトの生成反応、(c)トベルモライト鉱
物類似相（3CaO・2SiO₂・3H₂O）の生成するポ
ゾラン反応、(d)諸反応による非結晶ゲル物質の生
成反応、(e)その他、が挙げられる。 また、この添加剤Ｂが対象土に加えられると、
反応の過程において水酸化カルシウム（消石灰）
が副生するために、必然的にその対象土のPH値が
一時的に高くなる。それ故に、対象土中の悪臭ガ
スの発生に関与しているバクテリアは死滅して、
悪臭ガスの発生は停止されるという効果がある。 以上の如く、本発明においては、悪臭を持つ含
水軟弱土の脱臭と強度増加の処理を行うに際し、
前段処理工程で添加剤Ａ及び添加剤Ｃを添加・混
合し、後処理工程にて添加剤Ｂを添加・混合す
る。もし、添加剤Ｃで脱臭処理を行つた対象土を
強度増加する場合に、添加剤Ｂを添加・混合した
後に添加剤Ｂを対象土に添加・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
用いても本発明の様に効率よく目的を達成するこ
とは困難となる。即ち、添加剤Ｃで脱臭処理した
含水軟弱土に添加剤Ｂを加えると、その含水軟弱
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の操
作がむずかしくなる。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を先に加えることによる含水
軟弱土の粘度、ゲルストングス及びPH値に及ぼす
悪影響の原因は、ポルトランドセメントの水和反
応より生じるCa²⁺N_×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、(a)可
溶性の２価鉄塩（添加剤Ｃ）を脱臭剤に用い、(b)
強度増加剤を、反応性の高い微細急冷高炉滓、不
溶性無水石コウ及びポルトランドセメントの３素
材とし、(c)その強度増加剤の３素材を微細急冷高
炉滓と不溶性無水石コウから構成される添加剤Ａ
と、ポルトランドセメントからなる添加剤Ｂに区
分し、(d)添加剤Ｃ（脱臭剤）と添加剤Ａを、添加
剤Ｂに先立つて、悪臭を持つ含水軟弱土に添加・
混合した後に添加剤Ｂをそれに添加・混合するこ
とによつて、悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭と強度
増加処理を効率よく達成させることである。 本発明を実施する場合、添加剤Ａ及び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、添加剤Ａ、Ｂ及び微細土粒子の各成
分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添加剤Ａ
と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、アロフエン、加水ハロサイト、モ
ンモリロナイト等の粘土鉱物を多く含むものは反
応性が高く、一方カオリナイト、イライト、クロ
ライトなどを多く含むものは反応性が前者より低
い。又、粘土などの微細粒分の含有量（土性）、
腐植などの有機分の含有量及びPH値により反応性
は異なり、さらに初期含水比によつても含水軟弱
土の強度増加への効果は影響を受ける。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、添
加剤Ａ及びＢの総量で50〜150Kg程度である。含
水軟弱土が反応性の高い粘土鉱物を多く含んだ
り、腐植などの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
％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せ、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
の残留アルカリ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、
強度増加剤を構成するセメントの割合が小さく、
また、廉価な急冷高炉滓の割合が大きいことか
ら、経済的にも著しく有利となる。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ーの面からも非常
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。 次に本発明を実施例及び参考例により詳細に説
明する。 なお、後記実施例及び参考例において、添加剤
Ａとしては素材A₁とA₂の両素材を均一に混合し
たものを用いた。この添加剤Ａの素材A₁として
は、ほたる石と濃硫酸を反応させてフツ化水素を
製造する際に副生した不溶性無水石コウ粉末の市
販品（平均粒径10μｍの乾燥品、組成：Ca041.5
％、SO₃54.6％、CaF₂1.54％、SiO₂0.10％、
Al₂O₃0.076％）を、又、素材A₂としては、市販
の微細高炉水滓（ブレーン法測定による比表面積
3600〜4000cm²／ｇ、即ち、平均粒径約４μｍ、組
成：SiO₂32〜35％、Al₂O₃15〜16％、CaO41〜44
％、MgO4〜６％、Fe₂O₃0.5〜1.2％、S0.8〜1.0
％、偏光顕微鏡下の観察ではほとんど結晶物質を
含まずガラス質であつた）を用いた。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300cm²／ｇ）を用い
た。原料含水軟弱土としては、実施例では、東京
都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５μｍ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 Ｔ−1968に
従う重クロム酸試験法による有機物含量は21.2
％、含水比348％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430mg（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
して供試土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。参考例１〜４では、含水
比260％、粒度組成が０〜２μｍ14％、２〜５μ
ｍ42％、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 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（硫酸第１鉄４Kg相当
量）、添加剤A71Kg（A₁／A₂＝32／68）及び添加
剤B48Kgを第１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。次にこの混合試料を内径50mm、高さ
100mmの円筒型モールドに注入し、恒温恒湿養生
器内で20±１℃に保持して所要期間養生した後、
脱型し、その一軸圧縮強さと発生する硫化水素量
及び環境庁告示13号に指定する溶出試験によるPH
を測定した。その結果を第１表に示す。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。

【表】 参考例 １ 原料含水軟弱土１m³に対して、添加剤Ａ（不溶
性無水石コウと微細高炉水滓の重量比A₁／A₂＝
28／72）37.5Kgを添加して混練機で均一に混合
し、次に、添加剤B27Kgを添加し混練機で充分に
混合した。次にこの混合試料は実施例と同じ操作
により処理して１軸圧縮強さを測定した。また、
急冷高炉滓の粒度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、粗粒状の高炉水滓を添
加剤Ａの素材A₁として用いて同様に試験を行つ
た。それら結果を第２表に示す。なお、使用した
高炉水滓の微細と粗粒の粒度分布は第３表の通り
である。

【表】

【表】 参考例 ２ 原料含水軟弱土１m³に対し、添加剤A37.5Kgを用
い、添加剤Ａ中の不溶性無水石コウ含有重量百分
率（Ａ_１／Ａ_１＋Ａ_２＋100％）を０〜60％に変化させ
、添 加剤B27Kgを用いる以外は参考例１と同様にして
試験を行つた。材令14日目の処理土の一軸圧縮強
さを第４表に示す。

【表】 参考例 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64.5Kg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７
と14日目の一軸圧縮強さを第５表に示す。

【表】

【表】 参考例 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
つた。それらの結果を第６表に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 悪臭を持つ含水軟弱土に；下記に示す添加剤
   Ａ、Ｂ及びＣを添加・混合することからなり；添
   加剤Ａ及びＣは、添加剤Ｂの前に、別々、また
   は、同時に添加し；かつ、添加剤Ａの素材A₁と
   A₂の重量割合A₁／A₂が５／95〜50／50の範囲で
   あり、かつ、添加剤ＡとＢとの重量割合Ａ／Ｂが
   75／25〜45／55の範囲であること；を特徴とする
   悪臭を持つ含水軟弱土の脱臭を伴う強度増加方
   法。 添加剤Ａ：不溶性無水石コウ（A₁） 粒径100〜１μｍの微細急冷高炉滓（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 ２ 添加剤Ｃを、添加剤Ａの添加・混合の前に添
   加する特許請求の範囲第１項の方法。 ３ 添加剤Ｃを、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・混合する特
   許請求の範囲第１項の方法。 ４ 添加剤Ｃを、添加剤Ａの素材A₁及びA₂の少
   なくともいずれか一方の混合物として適用する特
   許請求の範囲第３項の方法。 ５ 添加剤Ｃを水溶液として用いる特許請求の範
   囲第１項〜４項の方法。