(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とが混練されて水和反応を生じて形成される地盤改良土であって、
前記アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材が添加され、
前記火山灰質粘性土は、黒ぼく３０乾燥重量部に対して赤ぼくの乾燥重量部が７０乾燥重量部の混合比から、黒ぼく１０乾燥重量部に対して赤ぼくの乾燥重量部が９０乾燥重量部の混合比であることを特徴とする地盤改良土。
【請求項２】
赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とを混錬する地盤改良方法であって、
黒ぼく３０乾燥重量部に対して赤ぼくの乾燥重量部が７０乾燥重量部の混合比から、黒ぼく１０乾燥重量部に対して赤ぼくの乾燥重量部が９０乾燥重量部の混合比の前記火山灰質粘性土に、
前記アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材を混入し、攪拌することを特徴とする地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の基礎地盤が軟弱な場合に、その強度向上や沈下防止のために土壌に混練する地盤改良用固化材、地盤改良土及び地盤改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物の基礎地盤が軟弱である場合、地盤強度の改良や不同沈下の防止などのために、セメント系の固化材が使用されてきた。
【０００３】
しかしながら、セメント系の固化材を粘性土に用いた場合には、砂質土に用いた場合とは異なり、固化材を十分に混練できずに発現強度が低くなるため、必要な強度を得るために多量の固化材が必要であった。
【０００４】
また、セメント系の固化材を用いた場合には、セメントに含有される六価クロムが溶出する環境汚染リスクもあった。
【０００５】
このような問題のあるセメント系の固化材を用いない地盤固結改良材として、例えば、特許文献１の地盤固結改良材が知られている。
【０００６】
この特許文献１では、微粒子状の水砕スラグと微粒子状の消石灰や生石灰と水溶性硫酸塩及び炭酸アルカリ金属塩とを含有することで、ゲル化せずに液体として存在できる時間が長く、ブリージング率が低く、短時間固結信頼性とを兼ね備えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１に開示された地盤固結改良材は、フミン酸を多く含む砂質土を対象とした配合に調整されており、粘性土に適した配合ではなかった。特に、アロフェン系の火山灰質粘性土は、高含水比であるために撹乱による軟弱化で強度低下が著しいことが問題となっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、アロフェン系の火山灰質粘性土に適した配合の地盤改良用固化材、地盤改良土及び地盤改良方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の地盤改良用固化材は、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と混合されて前記火山灰質粘性土を固化する地盤改良用固化材であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の地盤改良土は、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とが混練されて水和反応を生じて形成される地盤改良土であって、前記アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材が添加される。
【００１２】
そして、前記火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の地盤改良方法は、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とを混練する地盤改良方法であって、前記アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材を混入し、撹拌することを特徴とする。つまり、前記火山灰質粘性土は、従来固化が困難であった赤ぼくと黒ぼくを含む場合でも良好に固化可能である。
【００１４】
そして、前記火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の地盤改良用固化材は、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と混合されて火山灰質粘性土を固化する地盤改良用固化材であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合されることを特徴とする。
【００１６】
したがって、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土に混練された際には、セメント系固化材と比べて少ない配合量で同程度の強度を得ることができる地盤改良用固化材となる。
【００１７】
また、本発明の地盤改良土は、アロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とが混練されて水和反応を生じて形成される地盤改良土であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材が添加される。
【００１８】
したがって、アロフェン系の火山灰質粘性土に混練されて、セメント系固化材と比べて少ない地盤改良用固化材の添加量で同程度の強度を有する地盤改良土となる。
【００１９】
さらに、火山灰質粘性土は、赤ぼくと黒ぼくを含んだ場合でも、地盤改良用固化材と混練された際に、必要な強度を確保できるうえに、六価クロムの溶出量の少ない地盤改良土となる。
【００２０】
そして、火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであることで、必要な強度を確保できるため、表層改良深さを浅くすることができる。
【００２１】
また、本発明の地盤改良方法は、アロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とを混練する地盤改良方法であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材を混入し、撹拌することを特徴とする。
【００２２】
したがって、アロフェン系の火山灰質粘性土に混練されて、セメント系固化材と比べて少ない地盤改良用固化材の添加量で同程度の強度を有する地盤改良土を造成できる。
【００２３】
さらに、火山灰質粘性土は、赤ぼくと黒ぼくを含んだ場合でも、地盤改良用固化材と混練された際に、必要な強度を確保できるうえに、六価クロムの溶出量の少ない地盤改良土を造成できる。
【００２４】
そして、火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであることで、必要な強度を確保できるため、表層改良深さを浅くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】地盤改良用固化材を添加しない場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による一軸圧縮強度試験結果を示したグラフである。
【図２】地盤改良用固化材を添加した場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による一軸圧縮強度試験結果（即日）を示したグラフである。
【図３】地盤改良用固化材を添加した場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による一軸圧縮強度試験結果（７日養生）を示したグラフである。
【図４】地盤改良用固化材を添加した場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による一軸圧縮強度試験結果（２８日養生）を示したグラフである。
【図５】セメント系の地盤改良用固化材を添加した場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による六価クロム試験結果を示したグラフである。
【図６】本発明の地盤改良用固化材を添加した場合の黒ぼくと赤ぼくの混合比による六価クロム試験結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２７】
以下、本実施の形態の地盤改良用固化材のそれぞれの成分について説明する。
【００２８】
本実施の形態の地盤改良用固化材は、アロフェン系の火山灰質粘性土と混合されて水和反応を生じて火山灰質粘性土を固化する地盤改良用固化材であって、高炉スラグと、消石灰と、二水石膏と、の混合物を基本成分としている。
【００２９】
そして、後述する実施例３に示した室内試験では、アロフェンを含有するアロフェン系の火山灰質粘性土として熊本県阿蘇市で採取した赤ぼくと黒ぼくを採取したものを用いた。
【００３０】
高炉スラグは、鉄鉱石をコークスで還元する過程で、鉄分以外の鉄鉱石中の岩石分と成分調整のための石灰が融合してできるものであり、酸化カルシウムや二酸化ケイ素（シリカ（ＳｉＯ２））や酸化アルミニウム（アルミナ（Ａｌ２Ｏ３））などを主成分とする常温で固体の粉末である。
【００３１】
また、本実施の形態では、この高炉スラグとして、潜在水硬性を有する水砕スラグを乾燥微粉末化した高炉スラグ微粉末４０００を使用している。すなわち、比表面積（ブレーン）が４０００（ｃｍ２／ｇ）に調整されたものを用いている。
【００３２】
また、消石灰は、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を基本成分とする常温で固体の物質であり、六価クロム（Ｃｒ６＋）を微量に含有している。この消石灰は、後述する生石灰（酸化カルシウム）に、水を加えることによって生成される。
【００３３】
なお、この消石灰の代わりに、酸化カルシウム（ＣａＯ）を基本成分とする生石灰を用いてもよい。この生石灰は、常温で固体の白色粉末であり、六価クロム（Ｃｒ６＋）を微量に含有している。この生石灰は、一般には、石灰石を摂氏約９００度で焼成して得ることができる。
【００３４】
そして、これらの消石灰や生石灰は、その製造方法や粉砕方法などによって特に制約を受けることはなく、広く公知の方法で製造されたものの中から選定して使用することができる。
【００３５】
また、二水石膏は、硫酸カルシウム２水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を基本成分とする常温で固体の白色粉末であり、いわゆる石膏といわれるものである。この二水石膏は、摂氏１６０度〜１７０度に加熱することによって、水分を失い、半水石膏（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）となる。
【００３６】
なお、この二水石膏は、その製造方法や粉砕方法などによって特に制約を受けることはなく、広く公知の方法で製造されたものの中から選定して使用することができる。また二水石膏に限定するものではなく、半水石膏等、他の石膏でも代用可能である。
【００３７】
そして、本実施例の地盤改良土は、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部、消石灰１０乾燥重量部、二水石膏１０乾燥重量部、が配合されている。なお、この地盤改良用固化材の配合割合は、化学的な厳密性を要求するものではなく、上記した配合割合の上下の所定の範囲内であれば本発明を適用できる。
【００３８】
次に、本実施の形態の地盤改良用固化材が地盤を固化する作用について説明する。
【００３９】
本実施の形態の地盤改良用固化材は、軟弱地盤と混合されて水和反応を生じて前記軟弱地盤を固化する地盤改良用固化材であって、高炉スラグと、消石灰又は生石灰と、二水石膏と、の混合物を基本成分としている。
【００４０】
したがって、軟弱地盤に添加され、混合された際には、以下のような化学反応を生じる。
【００４１】
ここにおいて、軟弱地盤に地盤改良用固化材を添加し、混合する方法としては、撹拌翼などによって原地盤を撹拌する機械撹拌工法や、ジェットによる高圧噴射や、掘削土を取り出して改良して再利用する方法などがあるが、これらに限定されるものではなく、軟弱地盤に添加されて混合されるものであればどのような方法であってもよい。
【００４２】
まず、土にカルシウムイオンＣａを加えると、土との間のイオン交換反応により、土粒子が凝集されて団粒化する。
【００４３】
また、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）と石膏（ＣａＳＯ４）の共存下で、酸化カルシウム（ＣａＯ），アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），三酸化硫黄（ＳＯ３）と、多量の水が反応して水和反応を起こし、安定した針状鉱物であるエトリンガイトを生成する。
【００４４】
その後、土の粘土鉱物と水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）とが反応するポゾラン反応が起こる。このポゾラン反応は、シリカ（ＳｉＯ２），アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの粘土鉱物が、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）と反応することで、不溶性の水和物を生成するもので、高い固化強度を得ることができる。
【００４５】
ここにおいて、高炉スラグは、高アルカリ環境のもとで潜在水硬性を示すため、ｐＨの高い消石灰と併用することで強度を発現しやすくなる。また、この高炉スラグは、消石灰や石膏に比べて、ポゾラン反応に必要なシリカ（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を多く含んでいる。
【００４６】
また、石膏を多く使用すると、酸化カルシウム（ＣａＯ）が多量に供給されることで、水和反応は進行しやすくなるが、それに伴う水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）の多量の消費によって、ポゾラン反応が進行しにくくなるため、長期強度が出にくくなることがある。
【００４７】
一方、石膏による多量の三酸化硫黄（ＳＯ３）の供給は、周囲の土壌に脱水効果をもたらし、固化強度を高めることになる。なお、一般に、セメント系固化材に三酸化硫黄（ＳＯ３）が増量されるのは、この効果を期待したものである。
【００４８】
このように、本実施の形態の地盤改良用固化材は、高炉スラグと、消石灰と、二水石膏と、の混合物を基本成分とすることを特徴としている。
【００４９】
したがって、粘性土に適するうえに、六価クロムの溶出リスクが低い地盤改良用固化材となる。
【００５０】
すなわち、粘性土と混練した場合にも、セメント系固化材と比べて少ない添加量で同等の発現強度を得ることができる。
【００５１】
そして、このように少ない添加量で同等の発現強度を得ることができれば、コストを安くすることもできる。
【００５２】
さらに、本実施の形態の地盤改良用固化材は、従来のセメント系固化材と比べて六価クロムの含有量が少ないうえに、高炉スラグが六価クロムの溶出を抑制することで、全体の六価クロムの溶出リスクが低くなる。
【００５３】
また、生石灰を使用した場合には、その水和反応によって土壌中の水分を消費するため、改良強度をより大きくすることができる。
【００５４】
つまり、生石灰は土壌の水分と水和反応して消石灰となるが、この際に、水分子を分子構造に取り込むため、土壌の粒子間などにある水分子の数を減少させることができる。
【００５５】
加えて、上記した反応においては、消石灰の添加によって、ｐＨが上昇するため、高炉スラグの潜在水硬性がより発揮されやすくなっている。
【００５６】
そして、より多くの石膏を配合することで短期的な強度を増大させることができ、より多くの高炉スラグを配合することで長期的な強度を増大させることができる。これは、石膏は主に水和反応によって、高炉スラグは主にポゾラン反応によって硬化するためである。
【実施例２】
【００５７】
以下、前記実施例１とは別の配合を備える地盤改良用固化材について説明する。本実施例の地盤改良用固化材は、高炉スラグと、消石灰と、半水石膏と、の混合物を基本成分している。つまり、前記実施例１とは異なり、二水石膏ではなく、半水石膏を含有している。
【００５８】
この半水石膏は、硫酸カルシウム１／２水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）を基本成分とする常温で固体の物質であり、二水石膏を摂氏１６０度〜１７０度に加熱することによって得られるほか、天然にバサニ石として産出される。
【００５９】
なお、この半水石膏は、その製造方法や粉砕方法などによって特に制約を受けることはなく、広く公知の方法で製造されたものの中から選定して使用することができる。
【００６０】
したがって、粘性土に適するうえに、六価クロムの溶出リスクが低い地盤改良用固化材となる。
【００６１】
また、生石灰を使用した場合には、その水和反応によって土壌中の水分を消費するため、改良強度をより大きくすることができる。
【００６２】
加えて、上記した反応においては、消石灰の添加によって、ｐＨが上昇するため、高炉スラグの潜在水硬性がより発揮されやすくなっている。
【００６３】
さらに、地盤改良用固化材は、高炉スラグ４０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、半水石膏１０乾燥重量部と、の混合粉末とすることで、発現強度を大きくすることができる。
【００６４】
そして、より多くの石膏を配合することで短期的な強度を増大させることができ、より多くの高炉スラグを配合することで長期的な強度を増大させることができる。
【００６５】
加えて、この半水石膏は、水と反応して固体の二水石膏となるため、軟弱地盤中の水分を消費して地盤改良強度を増大させることもできる。
【００６６】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施例と略同様であるため説明を省略する。
【実施例３】
【００６７】
以下、前記実施例１，２の地盤改良用固化材を、アロフェン系の火山灰質粘性土として熊本県阿蘇市狩尾で採取した赤ぼくと黒ぼくに添加した実験について説明する。
【００６８】
この赤ぼくと黒ぼくは互層をなしており、黒ぼく層は赤ぼく層の上にあり、有機物を大量に含んでいる。層厚としては下層の赤ぼく層が圧倒的に厚いことが知られている。
【００６９】
なお、固化材を用いた安定処理効果は、赤ぼくのほうが高いことが知られているため、以下では黒ぼくに対する赤ぼくの混合割合を段階的に高めていくことによって安定処理効果がどの程度高まるかについて検討する。
【００７０】
＜実験条件＞
まず、実験条件について説明する。本実施例の実験では、改良の対象となる試料粘性土として、表１に示す物性値の赤ぼく及び黒ぼくを用いた。また、表２には、実験に用いたセメント系固化材と、３種添加材としての高炉スラグ、消石灰、二水石膏の成分を示す。
【００７１】
【表１】
0005645380.tif 000002
【００７２】
【表２】
0005645380.tif 000003
【００７３】
本実施例の実験に用いた試料であるアロフェン系の火山灰質粘性土としての赤ぼく・黒ぼくは阿蘇市狩尾から採取したものを用いる。表１には、試料の物理・化学試験結果を示す。
【００７４】
また、セメント系固化材と地盤改良用固化材（高炉スラグ・消石灰・石膏)の添加パターンは、これまでの研究成果を参考にして決定した。すなわち、黒ぼくに赤ぼくを混合し、混合比を段階的に上げていき、これを5パターン行う。
【００７５】
実験は、まず供試体を製作し、それぞれの供試体について即日，7日，28日養生後に一軸圧縮強度を測定する。特に、7日、28日強度には目標強度を設定し、目標の達成の有無、養生日数と強度発現の関係、他の添加パターンとの比較を行う。そして、7日養生後に環境庁告示第46号試験（以下、46号試験と略す）を行い、六価クロム溶出量を測定する。
【００７６】
また、従来の研究成果によって、赤ぼくは黒ぼくに比べて、六価クロムの溶出が少ないことが分かっているため、赤ぼくの混合比とともに六価クロムの溶出量が抑えられることが期待できる。
【００７７】
これらの一軸圧縮強度、六価クロム溶出量、添加材添加率、試料の種類の関係から総合的に安定処理効果を検討する。
【００７８】
本実施例の一軸圧縮試験では、供試体として赤ぼく・黒ぼくを用いる場合、自然含水比で試料調整（粒度を5mm以下）し、試料と添加材の混合は、ハンドミキシングで均一に混合されるように配慮して、混合後に直ちに供試体を作製した。
【００７９】
供試体は、安定処理土の突固めによる供試体作製方法（JSF  T811-1990）に従い、ランマー質量1.5kg、落下高20cmで、φ5cm×h10cmモールドを用いて締固め試験と同じ締固めエネルギーになるように、3層突き固め（12/12/13回）により突き固めエネルギーEc＝0.55（m/MN/m3）で作製した。一軸圧縮試験はJISA1216、JGST511に準じて行った。
【００８０】
安定処理土からの六価クロムの溶出量を測定には、上述した46号試験を用いた。六価クロムの測定方法は、一般に用いられているジフェニルカルバジド吸光光度法を用いた。
【００８１】
なお、建設発生土利用技術マニュアルによると、火山灰質粘性土を建設発生土として利用する場合、安定処理したものでコーン指数qc＝800（kPa）以上あれば、施工上の工夫が無くても道路路床用盛土などに利用することができる。
【００８２】
また、火山灰質粘性土におけるコーン指数（qc）と一軸圧縮強度（qu）には、qu＝0.083〜0.125（qc）の関係がある。すなわち、締固め即日でqu＝0.1×qc＝0.1×800＝80（kPa）以上であれば安定処理は必要ないが、赤ぼくはqu＝34（kPa）、黒ぼくはqu＝28.5（kPa）と、一軸圧縮強度が非常に小さい。また、路床や宅地地盤として用いるには、さらに大きい支持力すなわち一軸圧縮強度が必要である。
【００８３】
そのため、本実施例では次のように目標強度を設定する。
【００８４】
長期設計強度としての一軸圧縮強度として、住宅基盤について3（tonf/m2）を目標とすると、許容鉛直支持力度3（tonf/m2）＝29.4（kPa）となる。つまり、許容鉛直支持力度＝29.4（kPa）であるが、長期安全率を3とすると、改良体の設計基準強度は88.2（kPa）となる。
【００８５】
ここで、変動係数、（現場強度／室内強度）の比などを考慮すると室内配合試験の平均一軸圧縮強度は425（kPa）となる。そこで目標強度として28日強度（室内試験  一軸圧縮強度）は425（kPa）とする。また7日目標強度は許容鉛直支持力に対して安全率を1として7日強度(室内試験  一軸圧縮強度)は142 （kPa）となる。
【００８６】
安定処理における添加材の添加率は、土の１００乾燥重量部に対する添加率を用いることが一般的である。本実施例で使用する３種添加材について、各添加材の添加率を表３に示す。
【００８７】
ここでの３種添加材の添加率は従来の研究を参考に決定した。セメント系固化材に関しては、３種添加材との強度発現の比較指標として、単一で３種添加材の合計の添加率と同じ量を添加した。
【００８８】
【表３】
0005645380.tif 000004
【００８９】
次に、試験結果について説明する。
【００９０】
＜一軸圧縮試験結果＞
図１には、無添加の場合（(1),(4),(7),(10),(13),(16)）の一軸圧縮試験結果を示す。無添加の場合には、養生日数及び混合比にかかわらず、大きな強度変化は見られず、50（kPa）以下で供試体は自立するものの、盛土としては支持力不足であることは明らかである。
【００９１】
図２には、即日の一軸圧縮試験結果を示す。赤ぼくの混合比が上がるにつれて、一軸圧縮強度も若干上昇していることが確認できる。「黒ぼく100」と「赤ぼく100」では、2倍程度の一軸圧縮強度差が見られる。
【００９２】
さらに、セメント系固化材添加と３種添加材を比べると、ほとんど強度に差がない。これは、添加材混合後強度試験まで2〜3時間しか経過していないので含水比の低下による強度増加は見られるものの、まだ化学的反応による安定処理効果はほとんど発現していないと考えられるためである。
【００９３】
しかし、無添加に比較して2〜4倍の強度増加が見られており、トラフィカビリティが改善し、施工性がよくなり、締固めもかなりできると考えられる。
【００９４】
図３には、7日養生の一軸圧縮試験結果を示す。全パターンにおいて３種添加材の一軸圧縮強度がセメント系固化材より大きいことが確認できる。３種添加材に関しては、「黒ぼくのみ(黒100)」でも7日養生の目標強度を達成しており、「黒ぼく20：赤ぼく80」以降において28日養生の目標強度(425kpa)を達成している。セメント系固化材に関しては「黒ぼく50：赤ぼく50」以降で目標強度(142kpa)を達成している。
【００９５】
図４には、28日養生の一軸圧縮試験結果を示す。３種添加材の強度がセメント系固化材の強度をほぼ上回っている。すなわち３種添加材においては「黒ぼく100」を除いたパターンで目標強度を達成している。セメント系固化材において目標強度に達しているのは「黒ぼく10：赤ぼく90」と「赤ぼく100」である。
【００９６】
＜六価クロム溶出試験結果＞
土壌環境基準は、土壌からの六価クロム溶出濃度が0.05（mg/l）未満を満たすように設定されている。本実施例では、目標強度を満足しつつ、この0.05（mg/l）という基準をクリアすることが目標である。
【００９７】
図５には、セメント系固化材（40%）の六価クロム試験結果を示す。「黒ぼく100」においては六価クロム溶出濃度が0.14（mg/l）であった。「黒ぼく50：赤ぼく50」においては若干六価クロムの溶出の抑制がみられる。「黒ぼく30：赤ぼく70」と「黒ぼく20：赤ぼく80」においては0.05（mg/l）という結果が得られた。「黒10：赤ぼく90」と「赤ぼく100」においては六価クロムが溶出しているが、土壌環境基準を下回る結果が得られた。
【００９８】
このように、赤ぼくの混合比が増加するにつれて六価クロム溶出量が減少している。土壌環境基準を満たすのは、余裕分を考慮すると赤ぼく混合比90以上であることから、黒ぼくが混合されると六価クロムの溶出は避けられない。
【００９９】
図６には、３種添加材（40%）の六価クロム試験結果を示す。どのパターンにおいても土壌環境基準である0.05（mg/l）を大きく下回っている。「黒ぼく100」、「黒ぼく50：赤ぼく50」、「黒ぼく30：赤ぼく70」、「黒ぼく20：赤ぼく80」において六価クロム溶出がわずかに見られるが、土壌環境基準値を下回っており、問題はない。
【０１００】
「黒ぼく10：赤ぼく90」と「赤ぼく100」においては六価クロム溶出がまったく確認されなかった。このように、赤ぼくの混合比が増加すると六価クロム溶出量が減少していることがわかる。
【０１０１】
以上のように、六価クロム溶出試験でセメント系固化材を添加した場合には、六価クロムの溶出が見られ、特に黒ぼくの混合比が大きいと基準値を大きく上回る。３種添加材を添加した場合には、高炉スラグの還元作用が大きく働くため、全てのパターンにおいて土壌環境基準を満たす結果となった。
【０１０２】
＜まとめ＞
火山灰質粘性土（赤ぼく・黒ぼく）の混合土にセメント系固化材と高炉スラグ・消石灰・石膏の３種添加材を添加し、一軸圧縮強度と六価クロム溶出量について検討した。
【０１０３】
１）赤ぼく・黒ぼく混合土の一軸圧縮強度（7日・28日養生）においてほぼ全パターンにおいて、３種添加材の一軸圧縮強度がセメント系固化材添加より大きくなった。
【０１０４】
２）赤ぼく・黒ぼく混合土の一軸圧縮強度（28日養生）において３種添加材については、「黒ぼく50：赤ぼく50」の混合比以上では目標強度（425（kPa）)を満足しているが、セメント系固化材においては「黒ぼく10：赤ぼく90」の混合比以上でしか満足できない。
【０１０５】
３）赤ぼく・黒ぼくの混合土の六価クロム溶出試験結果でセメント系固化材において、土壌環境基準値を上回る溶出量が見られる。３種添加材添加においては土譲環境準値を上回る溶出は見られなかった。高炉スラグの還元作用による六価クロム溶出抑制効果が発揮され土壌環境基準が達成された。
【０１０６】
４）  ２），３）の結果から、火山灰質粘性土の場合には、安定処理効果は３種添加材の方がセメント系固化材に比較して非常に大きいことが明らかになった。
【０１０７】
＜効果＞
次に、本発明の地盤改良用固化材が有する効果について以下に列挙して説明する。
【０１０８】
（１）本発明の地盤改良用固化材は、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土と混合されて火山灰質粘性土を固化する地盤改良用固化材であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合されることを特徴とする。
【０１０９】
したがって、赤ぼくと黒ぼくとを含むアロフェン系の火山灰質粘性土に混練された際には、セメント系固化材と比べて少ない配合量で同程度の強度を得ることができる地盤改良用固化材となる。
【０１１０】
（２）また、本発明の地盤改良土は、アロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とが混練されて水和反応を生じて形成される地盤改良土であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材が添加される。
【０１１１】
したがって、アロフェン系の火山灰質粘性土に混練されて、セメント系固化材と比べて少ない地盤改良用固化材の添加量で同程度の強度を有する地盤改良土となる。
【０１１２】
（３）さらに、火山灰質粘性土は、赤ぼくと黒ぼくを含んだ場合でも、地盤改良用固化材と混練された際に、必要な強度を確保できるうえに、六価クロムの溶出量の少ない地盤改良土となる。
【０１１３】
すなわち、実施例３の図４及び図６に示したように、黒ぼくに対して赤ぼくを所定量以上混ぜ合わせることで、強度確保を達成しつつ、六価クロム抑制をも達成することができる。
【０１１４】
（４）そして、火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであれば、必要な強度を確保できるため、表層改良深さを浅くすることができる。
【０１１５】
つまり、従来のセメント系固化材の場合には、「黒ぼく１０：赤ぼく９０」の混合比以上でしか必要強度を満足できないが、地盤改良用固化材としての３種添加材の場合には、「黒ぼく５０：赤ぼく５０」の混合比以上であれば必要強度を満足できる。
【０１１６】
このことは、実際の地盤で考えると、上層の黒ぼくに対する下層の赤ぼくの混合比を小さくできることを意味するから、表層改良深さを浅くできることになる。
【０１１７】
（５）また、本発明の地盤改良方法は、アロフェン系の火山灰質粘性土と地盤改良用固化材とを混練する地盤改良方法であって、アロフェン系の火山灰質粘性土１００乾燥重量部に対して、高炉スラグ２０乾燥重量部と、消石灰１０乾燥重量部と、石膏１０乾燥重量部と、が配合された地盤改良用固化材を混入し、撹拌することを特徴とする。
【０１１８】
したがって、アロフェン系の火山灰質粘性土に混練されて、セメント系固化材と比べて少ない地盤改良用固化材の添加量で同程度の強度を有する地盤改良土を造成できる。
【０１１９】
（６）さらに、火山灰質粘性土は、赤ぼくと黒ぼくを含んだ場合でも、地盤改良用固化材と混練された際に、必要な強度を確保できるうえに、六価クロムの溶出量の少ない地盤改良土を造成できる。
【０１２０】
すなわち、実施例３の図４及び図６に示したように、黒ぼくに対して赤ぼくを所定量以上混ぜ合わせることで、強度確保を達成しつつ、六価クロム抑制をも達成することができる。
【０１２１】
（７）そして、火山灰質粘性土は、黒ぼく５０乾燥重量部に対して、赤ぼく５０乾燥重量部以上を混合したものであれば、必要な強度を確保できるため、表層改良深さを浅くすることができる。
【０１２２】
つまり、従来のセメント系固化材の場合には、「黒ぼく１０：赤ぼく９０」の混合比以上でしか必要強度を満足できないが、地盤改良用固化材としての３種添加材の場合には、「黒ぼく５０：赤ぼく５０」の混合比以上であれば必要強度を満足できる。
【０１２３】
このことは、実際の地盤で考えると、上層の黒ぼくに対する下層の赤ぼくの混合比を小さくできることを意味するから、表層改良深さを浅くできることになる。
【０１２４】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
建物を構築する際に行う地盤支持力の改良や、不同沈下の防止や、液状化の防止などに利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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