(57)【要約】【課題】土壌の団粒化効果に優れ、使用時に粉じんが生じ難い土壌改質用組成物の提供。【解決手段】高分子凝集剤および吸水性ポリマーの一方または両方と、平均粒子径が０．１〜２ｍｍである水不溶性の粗粒材料を含むことを特徴とする土壌改質用組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子凝集剤および吸水性ポリマーの一方または両方と、平均粒子径が０．１〜２ｍｍである水不溶性の粗粒材料を含むことを特徴とする土壌改質用組成物。
【請求項２】
前記粗粒材料が炭酸カルシウムを含む、請求項１に記載の土壌改質用組成物。
【請求項３】
前記土壌改質用組成物の総質量に対して、前記吸水性ポリマー及び前記高分子凝集剤の合計の含有量が２〜１４質量％、かつ前記粗粒材料の含有量が８６〜９８質量％である、請求項１又は２に記載の土壌改質用組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の土壌改質用組成物を、処理対象の土壌と混合する土壌改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土壌改質用組成物および土壌改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば放射性物質を含む汚染土壌の処理において、土壌には植物根などの可燃物等が含まれており、これらを除去するために分級操作が行われる。
粒径が細かい粘土やシルト系土壌など、高含水比で粘性が高い土壌は、分級装置への付着を抑制するために、予め粘性を低くして団粒化することが好ましい。また分級した土壌の転圧等の施工性の点からは、土壌を締固めた状態での強度も高い方が好ましい。
高含水比の土壌の改質方法として、例えば生石灰を混合して水分を低下させる方法がある。生石灰は安価で入手しやすいが、生石灰を混合すると土壌のｐＨが高くなるため、処理後の土壌を再利用する用途が制限される。
【０００３】
特許文献１の実施例には、ｐＨを中性に保ちながら高含水比の土壌を団粒化するために、使用済み鋳物砂と、吸水性ポリマーと、高分子凝集剤を含む土壌改質用組成物を、土壌と混合する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１３８６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者等の知見によれば、特許文献１の実施例に記載の改質方法では、土壌改質用組成物を土壌と混合する際に粉じんが生じやすい。
本発明は、土壌の団粒化効果に優れ、使用時に粉じんが生じ難い、土壌改質用組成物および土壌改質方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の態様を有する。
［１］  高分子凝集剤および吸水性ポリマーの一方または両方と、平均粒子径が０．１〜２ｍｍである水不溶性の粗粒材料を含むことを特徴とする土壌改質用組成物。
［２］  前記粗粒材料が炭酸カルシウムを含む、請求項１に記載の土壌改質用組成物。
［３］  前記土壌改質用組成物の総質量に対して、前記吸水性ポリマー及び前記高分子凝集剤の合計の含有量が２〜１４質量％、かつ前記粗粒材料の含有量が８６〜９８質量％である、［１］又は［２］の土壌改質用組成物。
［４］  ［１］〜［３］のいずれかの土壌改質用組成物を、処理対象の土壌と混合する土壌改質方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の土壌改質用組成物は、使用時に粉じんが生じ難く、土壌の団粒化効果に優れる。
本発明の土壌改質方法は、粉じんが生じ難く、土壌の団粒化効果に優れる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
【０００９】
＜土壌改質用組成物＞
本発明の土壌改質用組成物は、吸水性ポリマー及び高分子凝集剤の一方または両方と、水不溶性の粗粒材料とを含む。
吸水性ポリマーは、多量の水を吸収してゲル化し、その水を保持する機能を有する高分子であり、土壌中の水分を吸収して団粒化に寄与する。高吸水性樹脂として公知のポリマーを用いることができる。例えば、アクリル酸重合体及び／又はその誘導体からなるポリマーが挙げられる。
高分子凝集剤は、土壌処理の分野で公知のものを用いることができる。ノニオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤のいずれでもよい。高分子凝集剤は水溶性であり、土壌中の水分を吸収して団粒化に寄与する。
【００１０】
土壌改質用組成物は、少なくとも吸水性ポリマーを含むことが好ましい。
土壌改質用組成物の総質量に対して、吸水性ポリマーの含有量は２〜７質量％が好ましく、２〜５質量％がより好ましい。
土壌改質用組成物の総質量に対して、高分子凝集剤の含有量は０〜７質量％が好ましく、０〜１質量％がより好ましい。
土壌改質用組成物の総質量に対して、吸水性ポリマー及び高分子凝集剤の合計の含有量は２〜１４質量％が好ましく、２〜６質量％がより好ましい。
【００１１】
水不溶性の粗粒材料（単に、粗粒材料ともいう。）としては、例えば炭酸カルシウム、シリカアルミナ系焼結体（二酸化ケイ素およびアルミナを含む焼結体）、天然の砂、ゼオライト等が挙げられる。粒度分布を調整しやすい点で炭酸カルシウムが好ましい。粗粒材料は１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
炭酸カルシウムとしては、石灰石を粉砕して得られる重質炭酸カルシウムでもよく、合成炭酸カルシウムでもよい。表面処理が施された市販品でもよい。
シリカアルミナ系焼結体としては、安価に入手できる点で、使用後の鋳物砂（鋳型の材料）が好ましい。
【００１２】
ゼオライトは、結晶性アルミノケイ酸塩の総称であり、土壌処理の分野で吸着材として公知のゼオライトを用いることができる。ゼオライトを含有させると、土壌に放射性物質等の汚染物質が含まれている場合、これを吸着できるため、土壌から汚染物質が流出するのを防止できる。焼成ゼオライトを用いてもよく、乾燥ゼオライトを用いてもよい。
【００１３】
粗粒材料は、平均粒子径が０．１〜２ｍｍであるものを用いる。粗粒材料の平均粒子径が０．１ｍｍ以上であると粉じんが発生し難い。２ｍｍ以下であると、含水率の高い粘土等の土壌との混合性がよい。粗粒材料の平均粒子径は０．８〜２ｍｍが好ましく、０．９〜２ｍｍがより好ましく、１〜２ｍｍがさらに好ましい。
粗粒材料として２種以上を併用する場合は、それぞれの平均粒子径が上記の範囲内であればよい。
本発明における平均粒子径は、積算分率で表された粒度分布におけるメディアン径（Ｄ５０）である。粗粒材料の粒度分布はふるい分け法を用いて測定した、重量基準の粒度分布である。
【００１４】
粗粒材料は、粉じんがより発生し難い点で、平均粒子径が上記の範囲内であり、かつ粗粒材料の総質量に対して、下記ふるい分け法によって目開き１８２μｍの篩を通過する粒子（以下、１８２μｍパス粒子という。）の割合が、１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以下がより好ましい。
また、粉じんがさらに発生し難い点で、平均粒子径が上記の範囲内であり、かつ粗粒材料の総質量に対して、下記ふるい分け法によって目開き１００μｍの篩を通過する粒子（以下、１００μｍパス粒子という。）の割合が、５質量％以下であることが好ましく、
０．５質量％以下がより好ましい。
また、含水率の高い粘土等の土壌との混合性の点で、平均粒子径が上記の範囲内であり、かつ粗粒材料の総質量に対して、下記ふるい分け法によって目開き２．２ｍｍの篩上に残留する粒子（以下、２．２ｍｍオン粒子という。）の割合が、５質量％以下であることが好ましく、１質量％以下がより好ましい。
粗粒材料は、必要に応じて、粒子径が小さすぎる粒子や粒子径が大きすぎる粒子を、ふるい分けにより除去したものであってもよい。
【００１５】
ふるい分け法は、以下の（１）〜（３）の手順で行う。（１）使用するふるいを受器の上に置く。ふるいは枠の直径が２００ｍｍの試験用ふるいを用いる。（２）ふるいに試料を静かに入れ、ふたをする。試料の投入量は１００〜２００ｇとする。（３）これを両手で持ち、水平面内を一方向に、振幅幅約７０ｍｍ、１分間約６０往復の割合で１分間振動させる。
【００１６】
土壌改質用組成物の総質量に対して、粗粒材料の含有量は８６〜９８質量％が好ましく、９５〜９８質量％がより好ましい。
粗粒材料がゼオライトを含む場合、土壌改質用組成物の総質量に対して、ゼオライトの含有量は０質量％超２０質量％以下であることが好ましく、０質量％超２質量％以下であることがより好ましい。
【００１７】
本発明の土壌改質用組成物は、前記高分子凝集剤、吸水性ポリマー、および粗粒材料以外に、土壌処理の分野で公知の任意成分を、その他の成分として本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。
その他の成分は、土壌改質用組成物の総質量に対して１質量％以下が好ましい。
【００１８】
＜土壌改質用組成物の製造方法＞
本発明の土壌改質用組成物は、吸水性ポリマー及び高分子凝集剤の一方または両方と、粗粒材料と、任意に加えられるその他の成分とを混合して製造される。
【００１９】
＜土壌改質方法＞
本発明の土壌改質方法は、本発明の土壌改質用組成物を、処理対象の土壌と混合して改質を行う方法である。改質した土壌は、分級等の必要に応じた処理が行われる。
処理対象の土壌１００質量部に対して、土壌改質用組成物の添加量は１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましく、３〜５質量部がさらに好ましい。
【００２０】
本発明によれば、吸水機能を有する高分子材料（吸水性ポリマー及び／又は高分子凝集剤）と、水不溶性の粗粒材料とを含む土壌改質用組成物を、土壌と混合することにより、粉じんの発生を防止しつつ、優れた団粒化効果が得られる。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例、比較例で用いた材料は以下の通りである。
粗粒炭酸カルシウム（１）：菱光石灰工業社製、製品名：粗粒炭カルＩＩＡ、粒径０．８〜２．２ｍｍ、平均粒子径１．０ｍｍ。
吸水性ポリマー：ＳＤＰグローバル株式会社製、製品名：サンフレッシュ（主成分：アクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物）、粉末状。
高分子凝集剤：大明化学工業株式会社製、製品名：タイポリマー、粉末状。
粉体炭酸カルシウム（比較例）：ＪＩＳ舗装用石灰石粉規格相当品普通タンカル、平均粒子径０．１ｍｍ未満、１５０μｍパス粒子９０％以上、７５μｍパス粒子７０％以上。
【００２２】
［実施例１］
（土壌改質用組成物の製造）
粗粒炭酸カルシウム（１）９５質量部と、吸水性ポリマー５質量部とを混合して土壌改質用組成物を得た。
（土壌の改質）
得られた土壌改質用組成物を、含水率２８．８質量％（含水比４０質量％）の試験土に、５０ｋｇ／トンの割合で添加し混合したところ、土壌が改質されて団粒化した。混合時の粉じんを目視で確認したところ、粉じんの発生は無かった。
（コーン指数の測定）
ＪＩＳ  Ａ１２２８「締め固めた土のコーン指数試験方法」に準処してコーン指数を測定した。コーン指数とは、土壌を締固めた試料中にコーンペネトロメーターを押し込む際の貫入抵抗度であり、コーン指数の値が大きいほど、土壌を締固めた状態での強度が高いことを意味する。
本例において、改質前のコーン指数は５７ｋＮ／ｍ２、改質後は１１４ｋＮ／ｍ２であり、改質によって強度が２倍に増大したことがわかる。
【００２３】
［比較例１］
（土壌改質用組成物の製造）
粉体炭酸カルシウム９５質量部と、高分子凝集剤５質量部とを混合して土壌改質用組成物を得た。
（土壌の改質）
得られた土壌改質用組成物を、含水率２８．８質量％（含水比４０質量％）の試験土に、３０ｋｇ／トンの割合で添加し混合した。その結果、実施例１と同様に試験土は団粒化したが、混合時に粉じんの発生が認められた。