JP4615687B2 - 地盤改良材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設工事に伴って発生する土の処理方法が問題になっている。
そのために最近では、発生土に繊維を混入した状態で法面に吹き付けて法面保護に利用する方法、発泡スチロールの粒を混入して軽量盛り土に利用する方法、セメントを添加してスラリー状にして締め固めを必要としない低強度の埋め戻し土に利用する方法などが検討されている。
あるいはセメントを加えた後に高圧でプレスして骨材を製造する方法、焼成して骨材を製造する方法なども検討されている。
【０００３】
【従来技術の問題点】
前記したような従来の、建設発生土の利用方法は次のような問題点があった。
＜イ＞発泡スチロールや有機繊維を混入する方法は、高分子化合物などの分解しない材料を混入することになり、自然環境を維持する観点から好ましいものではない。
＜ロ＞建設発生土を用いて骨材を製造する方法は、コスト面から、および骨材の品質確保の面から実用化にはさらに検討が必要である。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、建設発生土を低いコストで有効に利用した、地盤改良材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
上記のような目的を達成するために本願の第一発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第二発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントの粉末を添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第三発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第四発明は、液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
【０００６】
【本発明の実施の態様】
以下、図面を参照しながら本発明の地盤改良材の製造方法の実施例について説明する。
【０００７】
＜イ＞全体の工程。
本発明の製造方法は、次のような工程から構成する。
▲１▼値水硬性材料を添加する工程。
▲２▼水溶性高分子を添加する工程。
▲３▼粒状化した土の表面を被覆する工程。
▲４▼養生する工程。
【０００８】
＜ロ＞対象とする土。
本発明の製造に利用する土は、含水比が塑性限界から液性限界内のもの、もしくは液性限界以上でｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ2以上のものが望ましい。
たとえば関東ロームの場合では含水比が５０から１５０％程度のものが該当する。
ただし塑性限界以下である場合では加水し、一方、液性限界以上で適用範囲外である場合には何らかの方法で脱水することによって使用することができる。
【０００９】
＜ハ＞水硬性材を添加する工程。
上記のような特性を備えた土に、セメントなどの水硬性材を添加、混合、攪拌する。このように、まず最初に対象土に水硬性材料を添加する点が本発明の方法の特徴のひとつである。それに続く以下のような工程の前にまず水硬性材料を添加しておくことによって次のような効果がある。すなわち、水硬性材料を高含水比土に添加することにより、養生後に必要な一軸圧縮強度で１〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度発揮する。この必要な一軸圧縮強度とするためには、高含水比土１ｍ 3 当たり、普通ポルトランドセメント４０〜８０ｋｇ添加することが好ましい。この添加量が少ないと強度が不足する。添加量が過剰となると、水分が不足ぎみとなり粒状化剤の効果が低下する傾向にある。
【００１０】
＜ニ＞粒状化工程。
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌する。すると水溶性高分子は土粒子間の遊離水を吸って溶解しながら土の粒子の表面を包囲する。遊離水は擬似固定水（吸着水）として表面に固定されるため、土の性質を大きく変化させる。
また被膜で保護された土は相互に付着せず、攪拌によって球状に造粒される。こうして、対象土を粒状化させることができる。
水溶性高分子粉末としては、カルボキシル基含有水溶性高分子を用いると、高含水土を有効に粒状化することができる。
カルボキシル基含有水溶性高分子としてたとえば次のような物質を利用できる。
アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、アルギン酸塩などの天然の酸性多糖類。
カルボキメチルセルロース、カルボキシメチルハイドロキシエチルセルロースなどの半合成の水溶性高分子物質。
グアーガム、ローカストビーンガムなどの中性多糖類変性物。
ポリアクリル酸塩などの合成水溶性高分子物質。
【００１１】
＜ホ＞被覆工程。
次に、この粒状化した土に生石灰などの水硬性無機質材を添加する。すると前工程で土粒子の表面を被覆した水硬性材料と、新たに添加した水硬性無機質材とが反応して水に溶けなくなる。こうして表面が溶解しにくい粒状体を形成することができる。
さらに水硬性無機質材は水と反応して発熱し、水分を蒸発させる。その上にポゾラン反応によって粒状化土粒子の強度を高める効果がある。
【００１２】
＜ヘ＞養生。
以上のような工程によって製造した被覆粒子を一定時間、養生する。その結果、より硬度の大きい地盤改良材を製造することができる。
【００１３】
＜ト＞用途。
建設発生土を上記の工程で粒状体として製造し、その粒状体を液状化対策工などの地盤改良材として利用する。
あるいは動的締め固め工法、静的締め固め工法、ドレーン工法、サンドマット工法などの各種の公知の工法に利用することができる。
【００１４】
＜チ＞実施例。
建設工事現場で発生した有楽町層土（含水比１００％程度）にまず水硬性材としてポルトランドセメントを重量比で３％添加した。
これに粒状化材として水溶性高分子を０．２〜１％添加して攪拌混合して粒状化させた。
次に石などの大塊を除去した後、水硬性無機材として生石灰５０〜１００ｋｇを添加して表面を被覆し、粒径５ｍｍ以下の粒状体を形成した。
その後７日間自然養生して、地盤改良材を製造した。
この地盤改良材を用いて室内突き固め試料によるCBR試験値として４６％の強度が得られた。
図２に本発明の工程によって製造した改良材と、改良前の粒度分布を比較する。この図２から、透水性が向上し、砂状物質としての性質を有すために運搬時の問題、仮置きの問題、締め固め特性などが大きく改善されていることが分かる
【００１５】
【本発明の効果】
本発明の地盤改良材は上記のような工程で製造したものであるから、次のような効果を期待することができる。
＜イ＞環境に害のない水溶性高分子と無機質である水硬性材料を用いた製造方法である。したがって周囲の環境に有害な影響を与えることがない。
＜ロ＞低コストで簡易な操作によって発生土を粒状固化して、安定した品質の改良材を製造することができる。したがって建設発生土を有効に利用することができる。
＜ハ＞特に本発明の方法で製造した改良材は、ここ数年需要が高まっている動的締め固め工法、静的締め固め工法などの液状化対策工法にも利用できる品質を備えている。
＜ニ＞前記したように、高含水比土に直接、水溶性高分子を添加すると、粒状化した土の強度は上がらない。したがって養生後の仮置きの問題、締め固め特性などが改善できない。しかし本発明の方法を採用すれば、図２に示すように透水性が向上し、砂状物質としての性質を有すために運搬時の問題、仮置きの問題、締め固め特性などが大きく改善されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法の工程の説明図。
【図２】 改良前と後の粒径の加積曲線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設工事に伴って発生する土の処理方法が問題になっている。
そのために最近では、発生土に繊維を混入した状態で法面に吹き付けて法面保護に利用する方法、発泡スチロールの粒を混入して軽量盛り土に利用する方法、セメントを添加してスラリー状にして締め固めを必要としない低強度の埋め戻し土に利用する方法などが検討されている。
あるいはセメントを加えた後に高圧でプレスして骨材を製造する方法、焼成して骨材を製造する方法なども検討されている。
【０００３】
【従来技術の問題点】
前記したような従来の、建設発生土の利用方法は次のような問題点があった。
＜イ＞発泡スチロールや有機繊維を混入する方法は、高分子化合物などの分解しない材料を混入することになり、自然環境を維持する観点から好ましいものではない。
＜ロ＞建設発生土を用いて骨材を製造する方法は、コスト面から、および骨材の品質確保の面から実用化にはさらに検討が必要である。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、建設発生土を低いコストで有効に利用した、地盤改良材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
上記のような目的を達成するために本願の第一発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第二発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントの粉末を添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第三発明は、含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
また、本願の第四発明は、液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法を特徴としたものである。
【０００６】
【本発明の実施の態様】
以下、図面を参照しながら本発明の地盤改良材の製造方法の実施例について説明する。
【０００７】
＜イ＞全体の工程。
本発明の製造方法は、次のような工程から構成する。
▲１▼値水硬性材料を添加する工程。
▲２▼水溶性高分子を添加する工程。
▲３▼粒状化した土の表面を被覆する工程。
▲４▼養生する工程。
【０００８】
＜ロ＞対象とする土。
本発明の製造に利用する土は、含水比が塑性限界から液性限界内のもの、もしくは液性限界以上でｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ2以上のものが望ましい。
たとえば関東ロームの場合では含水比が５０から１５０％程度のものが該当する。
ただし塑性限界以下である場合では加水し、一方、液性限界以上で適用範囲外である場合には何らかの方法で脱水することによって使用することができる。
【０００９】
＜ハ＞水硬性材を添加する工程。
上記のような特性を備えた土に、セメントなどの水硬性材を添加、混合、攪拌する。このように、まず最初に対象土に水硬性材料を添加する点が本発明の方法の特徴のひとつである。それに続く以下のような工程の前にまず水硬性材料を添加しておくことによって次のような効果がある。すなわち、水硬性材料を高含水比土に添加することにより、養生後に必要な一軸圧縮強度で１〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度発揮する。この必要な一軸圧縮強度とするためには、高含水比土１ｍ 3 当たり、普通ポルトランドセメント４０〜８０ｋｇ添加することが好ましい。この添加量が少ないと強度が不足する。添加量が過剰となると、水分が不足ぎみとなり粒状化剤の効果が低下する傾向にある。
【００１０】
＜ニ＞粒状化工程。
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌する。すると水溶性高分子は土粒子間の遊離水を吸って溶解しながら土の粒子の表面を包囲する。遊離水は擬似固定水（吸着水）として表面に固定されるため、土の性質を大きく変化させる。
また被膜で保護された土は相互に付着せず、攪拌によって球状に造粒される。こうして、対象土を粒状化させることができる。
水溶性高分子粉末としては、カルボキシル基含有水溶性高分子を用いると、高含水土を有効に粒状化することができる。
カルボキシル基含有水溶性高分子としてたとえば次のような物質を利用できる。
アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、アルギン酸塩などの天然の酸性多糖類。
カルボキメチルセルロース、カルボキシメチルハイドロキシエチルセルロースなどの半合成の水溶性高分子物質。
グアーガム、ローカストビーンガムなどの中性多糖類変性物。
ポリアクリル酸塩などの合成水溶性高分子物質。
【００１１】
＜ホ＞被覆工程。
次に、この粒状化した土に生石灰などの水硬性無機質材を添加する。すると前工程で土粒子の表面を被覆した水硬性材料と、新たに添加した水硬性無機質材とが反応して水に溶けなくなる。こうして表面が溶解しにくい粒状体を形成することができる。
さらに水硬性無機質材は水と反応して発熱し、水分を蒸発させる。その上にポゾラン反応によって粒状化土粒子の強度を高める効果がある。
【００１２】
＜ヘ＞養生。
以上のような工程によって製造した被覆粒子を一定時間、養生する。その結果、より硬度の大きい地盤改良材を製造することができる。
【００１３】
＜ト＞用途。
建設発生土を上記の工程で粒状体として製造し、その粒状体を液状化対策工などの地盤改良材として利用する。
あるいは動的締め固め工法、静的締め固め工法、ドレーン工法、サンドマット工法などの各種の公知の工法に利用することができる。
【００１４】
＜チ＞実施例。
建設工事現場で発生した有楽町層土（含水比１００％程度）にまず水硬性材としてポルトランドセメントを重量比で３％添加した。
これに粒状化材として水溶性高分子を０．２〜１％添加して攪拌混合して粒状化させた。
次に石などの大塊を除去した後、水硬性無機材として生石灰５０〜１００ｋｇを添加して表面を被覆し、粒径５ｍｍ以下の粒状体を形成した。
その後７日間自然養生して、地盤改良材を製造した。
この地盤改良材を用いて室内突き固め試料によるCBR試験値として４６％の強度が得られた。
図２に本発明の工程によって製造した改良材と、改良前の粒度分布を比較する。この図２から、透水性が向上し、砂状物質としての性質を有すために運搬時の問題、仮置きの問題、締め固め特性などが大きく改善されていることが分かる
【００１５】
【本発明の効果】
本発明の地盤改良材は上記のような工程で製造したものであるから、次のような効果を期待することができる。
＜イ＞環境に害のない水溶性高分子と無機質である水硬性材料を用いた製造方法である。したがって周囲の環境に有害な影響を与えることがない。
＜ロ＞低コストで簡易な操作によって発生土を粒状固化して、安定した品質の改良材を製造することができる。したがって建設発生土を有効に利用することができる。
＜ハ＞特に本発明の方法で製造した改良材は、ここ数年需要が高まっている動的締め固め工法、静的締め固め工法などの液状化対策工法にも利用できる品質を備えている。
＜ニ＞前記したように、高含水比土に直接、水溶性高分子を添加すると、粒状化した土の強度は上がらない。したがって養生後の仮置きの問題、締め固め特性などが改善できない。しかし本発明の方法を採用すれば、図２に示すように透水性が向上し、砂状物質としての性質を有すために運搬時の問題、仮置きの問題、締め固め特性などが大きく改善されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法の工程の説明図。
【図２】 改良前と後の粒径の加積曲線。
Claims (4)
- 含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを添加、混合、攪拌し、
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、
次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、
次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法。 - 含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントの粉末を添加、混合、攪拌し、
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、
次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、
次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法。 - 含水比が塑性限界から液性限界のもの、もしくは液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、
次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、
次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法。 - 液性限界以上でかつ、ｑｃ（コーン貫入強度）が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の土に、普通ポルトランドセメントを１ｍ 3 当たり４０ｋｇから８０ｋｇ添加、混合、攪拌し、
次に、水溶性高分子の粉末を添加、混合、攪拌して粒状化させ、
次に、この粒状化した土の表面に水硬性無機質材を添加して粒状体の表面を被覆し、
次に、養生することによって製造する、地盤改良材の製造方法。
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP6918547B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2021-08-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 粒状化処理土の作製方法及びこの方法を用いて盛り上がり部を粒状化処理する方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3402373B2 (ja) * | 1992-06-29 | 2003-05-06 | 東京環境サービス株式会社 | 含水土壌の改良方法 |
| JP3851927B2 (ja) * | 1997-04-17 | 2006-11-29 | 株式会社Ｇｅｃ | 泥土の処理方法 |
| JP3770354B2 (ja) * | 1997-06-23 | 2006-04-26 | 株式会社日本触媒 | 建設汚泥の固化処理方法 |
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