(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び、
当該混合後に、無機粉末系固化材を添加し、混合して造粒することを含み、
該水溶性高分子化合物が、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系であって、自硬性汚泥の硬化を抑制することができ、
該無機粉末系固化材がアルカリ土類金属化合物である、
造粒固化処理土の製造方法。
【請求項２】
前記水溶性高分子化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇである、請求項１に記載の造粒固化処理土の製造方法。
【請求項３】
前記無機粉末系固化材の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜１００ｋｇである、請求項１又は２に記載の造粒固化処理土の製造方法。
【請求項４】
前記自硬性汚泥のｐＨが、１１以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の造粒固化処理土の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自硬性汚泥の造粒固化処理土製造方法及び当該製造方法にて得られうる造粒固化処理土、自硬性汚泥の硬化抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場では、多くの建設汚泥が発生し、産業廃棄物として処分されている。産業廃棄物は、年間４億５千万トン発生しており、建設汚泥は８００万トン発生している。産業廃棄物処分場の残余年数はひっ迫しており、全国的に７年、首都圏では３年とも試算されており、産業廃棄物の削減は社会的な命題である。
一方、国土交通省は建設汚泥のリサイクルを推進しており、２０２０年までに、建設汚泥のリサイクル率を７５％にすることを目標として掲げている。建設汚泥は、固化処理され、所定の強度を発現することで建設改良土としてリサイクルすることが可能となる。
【０００３】
建設汚泥は、強度が低く、流動性が高いことから産業廃棄物として取り扱われており、大きく２種類「非自硬性汚泥」と「自硬性汚泥」とに分けられる。
「非自硬性汚泥」は、セメント等の固化材を含まない為、長時間静置しても硬化しないものであり、目的に応じて脱水処理、固化処理等を施し、求める品質の処理土や建設改良土を得ることが容易である。
一方、例えば、高圧噴射攪拌工法やソイルセメント壁工法等を使用する場合には、セメントの混入した建設汚泥、いわゆる「自硬性汚泥」が生じる。この「自硬性汚泥」は、セメント等を含み、発生直後は流動性が高く、強度を発揮しないが、時間の経過とともに強度が発現するようになる。このように「自硬性汚泥」は、時間の経過とともに自ら硬化してしまう為、求める品質を得ることは難しく、リサイクルすることが困難なものである。
【０００４】
このため、自硬性の建設汚泥の固化処理法とし、例えば特許文献１及び２には、以下の技術が開示されている。
特許文献１には、既製杭の中堀り工法等の杭工事から発生する含水比４０〜１００％の汚泥を加圧脱水し、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２以上の処理土を得る技術が開示されている。しかしながら、この技術では、加圧脱水機を使用することでコーン指数２００ｋＮ／ｍ２を達成しており、設備設置費、電力費等の費用面、設置場所の確保、脱水機運転時の、ろ布交換等の作業面から、容易には実施できないと考えられる。
また、特許文献２には、自硬性汚泥を固液分離したのち、解きほぐし、連続搬送経路上で固化材と混合して混合処理土を得る方法が開示されている。しかしながら、この技術では、自硬性汚泥を一旦静置し、固液分離したのちに解きほぐす為に、作業時間がかかること、分離水の処理が必要であり、容易には実施できないと考えられる。
このように、造粒固化処理技術において簡易に実施できることが求められている。
【０００５】
また、自硬性汚泥は、含有されるセメントの水和反応の進行に伴って硬化し、排出場所、搬出先で固化してしまう。建設現場で排出された直後の自硬性汚泥は、流動性が高いため、バキューム車などで運搬し、貯留槽に溜める、又はヤードで保管しているが、貯留期間内に汚泥内の自硬性成分の硬化反応が始まり、貯留ピット、ヤードに貯留している間に硬化してしまう。自ら硬化してしまった自硬性汚泥は、貯留ピットやヤードの形状に合わせ、大きな一つの塊状になってしまうことから、そのままの運搬は困難であり、また、運搬するにしても、塊状にバックホウや、コンパクターで衝撃を与え、塊状の自硬性汚泥を破砕しなければならないという実状がある。
また、ピット内で汚泥が硬化すると、その上から新たな自硬性汚泥を追加した場合に、更に大きな塊が形成されてしまい、ピットの汚泥貯留機能が損なわれるという実状がある。
このように、自硬性汚泥が硬化することによって作業効率が低下するため、自硬性汚泥の硬化を簡易に抑制する技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９０７９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、本発明は、自硬性汚泥の硬化を抑制して、良好な造粒固化処理土を簡易に得ることを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、全く意外にも、自硬性汚泥に、水溶性高分子化合物
を添加し、混合することで、自硬性汚泥の硬化を抑制することができ、さらに無機粉末固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合することで、造粒固化処理土が簡易に得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
よって、本発明は、自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び、当該混合後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること、を含む、造粒固化処理土の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、前記製造方法にて得られうる造粒固化処理土を提供するものである。
【００１０】
自硬性汚泥に、水溶性高分子化合物を添加・混合することにより、簡易に自硬性が抑制された泥状汚泥を得ることができる。この自硬性が抑制された泥状汚泥に対し、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加・混合することにより、一定の強度を示す品質を有する造粒固化処理土とすることができる。また、汚泥中の自由水を均一化するように混合することで、均一的な強度の粒状とすることができる。
前記自硬性汚泥が汚泥排出後のものであるのが好適である。これにより、自硬性汚泥の硬化が速やかに進行することなく抑制することができるので、造粒固化処理土の性状を良好にすることが可能となる。
【００１１】
前記水溶性高分子化合物は、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系水溶性高分子化合物であるのが好適である。これにより、汚泥中の自由水を均一化して硬化をより抑制することができる。
前記水溶性高分子化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇであるのが好適である。
前記無機粉末系固化材の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜１００ｋｇであるのが好適である。
前記カチオン性水溶性化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇであるのが好適である。
前記自硬性汚泥のｐＨが、１１以上であるのが好適である。これにより、高い強度を発現する自硬性汚泥となるため、得られる造粒固化処理土の強度も良好となる。
【００１２】
また、本発明は、自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合することを特徴とする自硬性汚泥の硬化抑制方法を提供するものである。
また、本発明は、水溶性高分子化合物を含有する自硬性汚泥の硬化抑制剤を提供するものである。
これにより、簡易に、自硬性汚泥の硬化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自硬性汚泥の硬化を抑制して、良好な造粒固化処理土を簡易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の製造方法は、［１］自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び［２］当該混合後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること、を含む、造粒固化処理土の製造方法である。当該造粒固化処理土の製造方法は、前記［１］を自硬性汚泥の硬化抑制工程として、前記［２］を自硬性汚泥の造粒工程として、行うことも可能である。
【００１５】
本開示の対象となる「自硬性汚泥」とは、主に建設汚泥として発生し、自硬性を有する汚泥であれば特に限定されないが、本開示において、セメントやセメントミルク等を地中に注入し、地盤改良固化体を形成する工事で発生するものに適用するのが好適である。
「セメント」とは、無機質粉末で水と練ると硬化する性質を有するものを一般的にいい、本開示の「セメント」は、主に土木建築用に使用されるものである。セメントには、気硬性セメント（石灰、石こう、マグネシアセメントなど）と水硬性セメント（ポルトランドセメント、高炉セメントなどの混合セメント、アルミナセメントなど）があり、セメントには、無機系・有機系の硬化剤；界面活性剤等の混和剤；高分子系の凝集剤等の混合材料・添加材料を任意に含ませてもよい。「セメントミルク」とは、セメントのミルク状のものをいう。
また、本開示にて処理する際の自硬性汚泥のｐＨ、含水率、比重は、以下の範囲であるのが、良好な強度を有し、取り扱いが容易な造粒固化処理土になりやすいので、望ましい。
【００１６】
処理する際の自硬性汚泥のｐＨは、ｐＨ１１以上のものが、望ましい。また、処理する際の自硬性汚泥の含水率（ＪＩＳＡ１２０３）は、２０〜８０質量％程度、より３０〜７０質量％程度が、望ましい。また、処理する際の自硬性汚泥の比重（マッドバランス法）は、１．１〜１．９ｔ／ｍ３程度が、望ましい。
【００１７】
本開示の［１］「自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること」によって、汚泥中の自由水を均一化して、簡易に、自硬性汚泥の硬化を抑制することができる。自硬性汚泥が硬化して搬出の妨げになるのを防止するとともに、得られる改良土（造粒固化処理土）が高い強度を発現し、流動化処理土の骨材としてリサイクルに適した品質を有することを可能とする。
また、自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加するタイミングは、セメント等を地中に注入し汚泥排出後の自硬性汚泥であるのが好適である。この「汚泥排出後」とは、水溶性高分子化合物を添加し、例えば汚泥の均一化が図れるまでの間をいう。具体的には、汚泥排出後１時間以内が好ましい。これにより、自硬性汚泥の硬化が速やかに進行することなく抑制することができ、得られる造粒固化処理土の性状を良好とする。
【００１８】
本開示で使用する水溶性高分子化合物は、例えば、合成水溶性高分子化合物、半合成水溶性高分子化合物及び天然水溶性高分子化合物等が挙げられる。なお、以下の、合成水溶性高分子化合物、半合成水溶性高分子化合物及び天然水溶性高分子化合物のものを１種で又は２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
前記合成水溶性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテル；（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸アミド、マレイン酸イミド、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸等の共重合物又はその塩等が挙げられる。この塩としては、例えばナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩等が挙げられる。
【００２０】
前記半合成水溶性高分子化合物としては、ビスコース、メチルセルロース、カチオン化セルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体；アルファ化デンプン、カルボキシルデンプン、ジアルデヒドロデンプン、カチオン化デンプン、デキストリン、ブリティッシュゴム等のデンプン誘導体；カチオン化グアーガム、アニオン化グアーガム、メチルグリコールキトサン等が挙げられる。
【００２１】
前記天然水溶性高分子化合物としては、デンプン、マンナン、グアーガム、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウム、ローカストビーンガム、ペクチン、デキストラン、ゼラチン、ラムザンガム、ジェランガム等が挙げられる。
【００２２】
また、前記水溶性高分子化合物は、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性の何れでもよい。このうち、魚類への毒性が少ないアニオン性及びノニオン性が好ましく、更にアニオン性が好ましい。
【００２３】
前記水溶性高分子化合物のうち、合成水溶性高分子化合物が好ましい。
前記合成水溶性高分子化合物は、アニオン性モノマーとノニオン性モノマーの１種又は２種以上を構成成分とする単独重合体又は共重合体が好適である。
前記アニオン性基（アニオン性モノマー）としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボン酸（モノマー）；スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸等のスルホン酸（モノマー）等が例示される。
また、前記ノニオン性基（ノニオン性モノマー）としては、例えば、アクリルアミド（モノマー）やメタクリルアミド（モノマー）等が例示される。
【００２４】
更に、前記合成水溶性高分子化合物のうち、アクリル酸系及び／若しくはアクリルアミド系ポリマー又はその塩が好ましい。
前記アクリル酸系及び／又はアクリルアミド系ポリマーとしては、例えば、アクリル酸単重合体、アクリルアミド単独重合体、アクリル酸／アクリルアミド共重合体、ポリアクリルアミドの部分加水分解体、アクリル酸／アクリルアミド／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸／マレイン酸共重合体等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて使用してもよい。このうち、アクリル酸／アクリルアミド共重合体、アクリルアミド単独重合体、ポリアクリルアミドの部分加水分解体が、高分子量であるので、好ましく、このうちアクリル酸／アクリルアミド共重合体がより好適である。
前記アクリルアミド系及び／又はアクリル酸系ポリマーの平均分子量は、好ましくは１，０００，０００〜１０，０００，０００、より好ましくは５，０００，０００〜９，０００，０００（固有粘度法）とするのが好適である。
また、アニオン性高分子の場合、前記アクリル酸系及び／又はアクリルアミド系ポリマーを生成する際のアクリル酸単位の含有量は、使用する単量体の全合計量（１００モル％）に対して、好ましくは５モル％以上、より好ましくは２０〜１００モル％とするのが好適である。
【００２５】
前記水溶性高分子化合物を使用するときの状態としては、特に限定されず、粉末状、液体状又はエマルジョン状で使用するのが好適である。液状又はエマルジョン状が好適な高分子化合物は、粉末系高分子化合物よりもハンドリングが容易で好適である。又は、分散性及び溶解性を向上させ、ハンドリングが容易な粉末系高分子化合物を使用してもよい。一般的な粉末系高分子化合物は、水と接触した一部部分が溶解してその部分が高粘度になり、他の部分が溶けにくい塊状になりやすいためである。
さらに、自硬性汚泥の硬化抑制作用と流動性増大のマッチポンプの発生を少なくすることができるエマルジョン状（好ましくは、Ｗ／Ｏ型エマルジョン状）で使用するのが好適である。Ｗ／Ｏ型エマルジョン状の水溶性高分子化合物は、公知の手法（例えば、特公昭５２−０３９４１７号公報、特開昭５１−４１０９０号公報）にて製造することができる。
【００２６】
前記水溶性高分子化合物の添加量は、汚泥１ｍ３に対し、好ましくは０．１〜２０ｋｇ、より好ましくは１〜１０ｋｇ添加するのが好適である。これにより、自硬性汚泥中の水分を保水し、セメントの硬化を遅延させることが可能となる。この遅延と共に、水分が、土粒子、セメント粒子と分離させることなく、均一に自硬性汚泥中に分散させることが可能となる。これにより、自硬性汚泥がブリージング水を発生させずに、造粒形成を抑制しやすいような状態の汚泥と前処理することによって、その後の工程を経て造粒固化処理土の品質を一定にすることができるという利点を有する。
【００２７】
前記水溶性高分子化合物の添加・混合は、適宜行えばよい。一例として、前記自硬性の汚泥に、前記水溶性高分子化合物を添加後、通常汚泥１ｍ３あたり０．５〜６０分間程度混合を行えばよい。
前記混合（攪拌）を行うことにより、この汚泥中の水分を前記水溶性高分子化合物に含ませつつ、この自硬性汚泥中に前記水溶性高分子化合物を分散させる。これによって、汚泥中の自由水を均一化して硬化抑制することが可能となる。
前記混合に使用する攪拌機又は混練機については、特に限定されないが、例えば、バックホウ、ユンボー、スタビライザー、ミキサー、二軸ミキサー等の従来の公知のものを使用すればよい。
また、このとき、処理温度は特に限定されないが、常温（５〜３５℃）程度で行うのが、反応性の点から好適である。
【００２８】
本開示の［２］「自硬性汚泥に前記水溶性高分子化合物を混合した後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること」によって、自硬性汚泥を改質土として造粒すると共に、この改質土に一定の強度を発現させることが可能となる。
従来技術として掘削汚泥等の含水泥土のような「非自硬性汚泥」に水溶性高分子を添加する方法があるが、この目的は短時間で固化処理させるためのものであり、水溶性高分子を添加混合した「非自硬性汚泥」はそのまま造粒固化処理されている。
また、「自硬性汚泥」の場合、前記水溶性高分子化合物とケイ酸ナトリウム等の無機粉末系固化材とを同時に添加・混合するようなことが、作業効率性や従来の手法から考えられるが、実際に得られた固化処理土は、塊状が混在し、また均一的な品質が得られず、リサイクルには適さない。
【００２９】
これに対し、本開示の方法のように、「自硬性汚泥」に、本開示のような水溶性高分子化合物を添加・混合後、さらに無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加・混合して、造粒することは、従来技術にこだわらない技術であり、添加の順次を調整することによって、自硬性汚泥からリサイクル可能な良好な造粒固化処理土を得ることができる。
なお、「前記水溶性高分子化合物添加混合後」から、「無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物の添加」までの間は、同時でなければ特に限定されず、１分〜６時間以内であればよい。
【００３０】
本開示で使用する無機粉末系固化材は、造粒固化処理土に強度を付加することを主目的として使用するものである。
無機粉末系固化材を使用することで、自硬性汚泥中に含まれる硬化成分濃度の影響をあまり受けることなく、好適に自硬性汚泥を固化処理することができる。このことは、建設汚泥は現場によって変わることもあるが、本開示の方法であれば、安定的に処理することができるので、産業上利用の点でも有利である。
無機粉末系固化材としては、特に限定されないが、例えば、カルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類金属化合物、普通ポルトランドセメント、フライアッシュセメントに加え、ポゾラン性を有する化合物が挙げられる。例えば、アルカリ土類金属の塩化物、硫酸塩、水酸化物、酸化物等が挙げられる。ケイ酸化合物は固化処理土を安定的に造粒させにくいが、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の酸化物の水和反応を呈する化合物は固化処理土を安定的に造粒させやすいので好適である。
なお、これらのものを１種で又は２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
前記無機粉末系固化材を使用するときの状態としては、特に限定されず、粉末状、スラリー状、液体状が挙げられ、粉末のまま添加することも、スラリー状にして添加することも可能である。このうち、前記自硬性汚泥の水分濃度の上昇を抑えるため、粉末のまま添加することが好ましい。
また、本開示で使用する無機粉末系固化材の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、好ましくは５〜２００ｋｇ、より好ましくは１０〜１００ｋｇとするのが、これを混合することで造粒固化処理土に一定の強度を付加することができるのが好適である。
【００３２】
本開示で使用するカチオン性水溶性化合物は、自硬性汚泥の造粒を促進することを主目的として使用するものである。これによって、特に自硬性汚泥（好適には、ｐＨ１１以上）であると粒状化を促進でき、また造粒固化処理土にした際の求める強度が発現しやすいので、好適である。
また、自硬性汚泥中に硬化成分が比較的多量に含有しているような場合には、無機粉末系固化材を添加しなくとも、水溶性カチオン性化合物を添加することで、良好な造粒固化処理土を得ることができる。
【００３３】
前記カチオン性水溶性化合物としては、例えば、酸性無機金属塩及びカチオン性水溶性高分子が挙げられる。
前記酸性無機金属塩として、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム、硫酸鉄、塩化鉄等の鉄塩及びアルミニウム塩などが挙げられる。このうち、高分子であるポリ塩化アルミニウムが好適である。
なお、これらのものを１種で又は２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３４】
また、前記カチオン性水溶性化合物としては、例えば、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリアクリルアミド、キトサンなどの第一級アミン化合物、ポリエチレンイミンなどの第二級アミン化合物、ポリ（アクリル酸ジメチルアミノエチル）、ポリ（メタクリル酸ジメチルアミノエチル）などの第三級アミン化合物、ポリスチレンに第四級アンモニウム基を付加したものなどの第四級アンモニウム化合物、ポリビニルアミジン、ポリビニルピリジン、ポリピロール、ポリビニルジアゾールなどの複素環を有する化合物などを挙げることができる。カチオン性水溶性化合物としては、これらの構造を複数種有する共重合体も用いることができる。
これらの中で、架橋構造を有するものを用いるのが好適である。
前記カチオン性高分子化合物の平均分子量は、好ましくは１，０００，０００〜１０，０００，０００（固有粘度法）とするのが好適である。
なお、これらは１種を単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい
【００３５】
また、本開示で使用するカチオン性水溶性化合物の添加量は、汚泥１ｍ３に対し、好ましくは０．１〜２０ｋｇ、より好ましくは１〜１０ｋｇとするのが、これを混合することで造粒固化処理土に一定の強度を付加することができるのが好適である。
【００３６】
前記無機粉末系固化材及び／又は水溶性カチオン性化合物の添加・混合は、適宜行えばよい。一例として、前記［１］で硬化が抑制された汚泥に、前記無機粉末系固化材及び／又は水溶性カチオン性化合物を添加後、通常汚泥１ｍ３あたり０．５〜６０分間程度混合を行えばよい。
前記混合（攪拌）を行うことにより、この汚泥中の水分を前記無機粉末系固化材及び／又は水溶性カチオン性化合物に含ませつつ、この汚泥中に前記無機粉末系固化材及び／又は水溶性カチオン性化合物を分散させる。これによって、汚泥を均一混合して均一的な粒状とし、最終的に良好な強度を有し、取り扱い容易な造粒固化処理土とすることができる。
前記混合に使用する攪拌機又は混練機については、上述のとおりである。
また、このとき、処理温度は特に限定されないが、常温（５〜３５℃）程度で行うのが、反応性の点から好適である。
【００３７】
このように本開示の製造方法は、造粒固化処理技術において簡易に実施でき、作業効率を向上させることができる造粒固化処理方法としても実施することが可能である。
また、本開示の製造方法にて得られた造粒固化処理土は、自硬性汚泥を対象としても、求める強度を示す品質を有するものである。さらに、本開示の造粒固化処理土は、一定強度を有する粒状であるため、取り扱いが容易であり、搬送や保管等の作業効率を向上させるものである。
さらに、本開示の造粒固化処理土は、再泥化することがないため、本開示の方法は、造粒固化処理土の再汚泥化防止方法として実施することが可能である。
なお、本開示の造粒固化処理土は、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加混合した後、２４時間経過後のコーン指数（Ｑｃ）を計測した（ＪＩＳＡ１２２８準拠）際に、４００〜３０００ｋＮ／ｍ２となるのが好ましい。
【００３８】
また、本開示の製造方法における自硬性汚泥の硬化抑制工程は、本開示の自硬性汚泥の硬化抑制方法として実施することも可能である。
前記自硬性汚泥の硬化抑制方法は、自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合することを特徴とするものである。これにより、簡易に、自硬性汚泥の硬化を抑制することができる。自硬性汚泥が硬化して搬出の妨げになるのを防止するとともに、得られる改良土が高い強度を発現し、流動化処理土の骨材としてリサイクルに適した品質を有することを可能とする。なお、自硬性汚泥の硬化抑制方法及び硬化抑制剤に関し、上述にて説明した構成の説明については省略する。
【００３９】
本開示の自硬性汚泥用の硬化抑制剤は、前記水溶性高分子化合物の他、本技術の効果が損なわれない範囲において任意成分を適宜配合してよい。また、本開示の化合物の形態は、液体、固体、ペースト状等の何れのものでもよく、使用時には、自硬性汚泥との混合が行い易いため、液体が望ましい。当該硬化抑制剤の使用方法は、上述の効果抑制方法に従って行えばよい。
なお、上述した無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を使用する場合には、（Ａ）前記水溶性高分子化合物を含む組成物、（Ｂ）無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を含む組成物という２〜３等複数の組成物から構成される自硬性汚泥用硬化抑制剤及び自硬性汚泥の造粒固化処理剤のキットとすればよい。当該キットの使用方法は、上述した造粒固化処理土の製造方法、造粒固化処理方法及び自硬性汚泥の硬化抑制方法に従って行えばよい。
【実施例】
【００４０】
以下に、具体的な実施例等を説明するが、本発明（本技術）はこれに限定されるものではない。
【００４１】
＜試験例１：自硬性汚泥の硬化抑制試験＞
地盤に、表１に示すセメントミルクを注入した際に発生した、表２に示すセメント交じりの自硬性汚泥の試料１〜３を得た。
この排出された自硬性汚泥の試料１〜３に、それぞれ、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を添加し、ミキサーにて混合し、添加後の汚泥のブリージング率から、硬化抑制効果を確認した。
Ｗ／Ｏ型エマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物は、アクリル酸／アクリルアミド共重合体の固有粘度換算による分子量は５００万〜９００万であった。また、この重合体のアクリル酸単量体のモル％は、３０〜４０モル％であった。このＷ／Ｏ型エマルジョンポリマー（ｐＨ６〜８程度）は、公知の手法（例えば特公昭５２−０３９４１７号公報、特開昭５１−４１０９０号公報）にて得ることができる。具体的には、鉱物油に界面活性剤（転相剤も含む）及びアクリル酸／アクリルアミドの単量体水溶液を添加し、乳化重合にて得ることが可能である。
【００４２】
【表１】
0006041509.tif 000002
【００４３】
【表２】
0006041509.tif 000003
【００４４】
上記Ｗ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を、試料１〜３の各汚泥１ｍ３に対して、表３に示す所定量添加し、ＪＩＳ  Ａ  １１２３に準拠し、ブリージング率を計測した。
試験例１における硬化抑制剤の添加量と、ブリージング量の関係を表３に示す。
自硬性汚泥の場合、ブリージングが発生し、水、セメント、土粒子等の材料が分離しやすくなり、自硬性汚泥の一部の硬化が進行しやすくなるので、ブリージング抑制することで、自硬性汚泥の硬化抑制が可能と考える。
上記Ｗ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を用いることで、自硬性汚泥のブリージングを抑制することができたので、自硬性汚泥の硬化を抑制できることが認められた。
よって、上記のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物は、自硬性汚泥の硬化抑制作用を有し、自硬性汚泥用の硬化抑制剤として使用可能である。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
＜試験例２：自硬性汚泥の固化処理土の品質確認試験＞
表４に示す排出された自硬性汚泥に、試験例１のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を添加混合し、次いでセメント系固化材を添加混合して得られた固化処理土の品質確保を検証した。
表４の排出された自硬性汚泥は、表１の地盤に注入したセメントミルクにて発生したものである。
試験例１で使用したＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を、自硬性汚泥用の硬化抑制剤として、添加・混合し、硬化を抑制した自硬性汚泥に対し、セメント系固化材（ハードキープＰ−４３０：トクヤマセメント製）を添加・混合し、２４時間経過後のコーン指数（Ｑｃ）を計測した（ＪＩＳＡ１２２８準拠）。
このセメント系固化材は、無機粉末系固化材であり、主としてアルカリ土類金属酸化物が含まれるものである。
【００４７】
【表４】
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【００４８】
【表５】
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【００４９】
各自硬性汚泥に、試験例１のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を、汚泥１ｍ３に対して、３，５，７ｋｇ／ｍ３添加混合した。さらに、硬化を抑制した自硬性汚泥に、セメント系固化材（ハードキープＰ−４３０）を、汚泥１ｍ３に対して、３０，５０，７０ｋｇ／ｍ３添加混合した。得られた造粒固化処理土のコーン指数のばらつきを標準偏差で評価した。このばらつきが抑制できるほど、最終的に得られる固化処理土の粒を均一的な大きさ及び強度にすることができるので、これによって固化処理土の粒の大きさ及び強度も一定の品質にすることができると考える。
そして、試験例１のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物の添加量を増やすことによって、コーン指数のばらつきが小さくなり、一定の品質保持できるようになった（表５）。このように試験例１のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を用いると、自硬性汚泥の性状が多少変化しても、強度発現に必要なセメント系固化材を特定範囲の添加量（例えば、汚泥１ｍ３に対し３０〜７０ｋｇ／ｍ３）で使用すれば、造粒固化処理土の強度のばらつきを低減することが可能となる。このことから、本開示の方法を用いれば、安定的に一定の品質の造粒固化処理土が得られるといえる。
【００５０】
＜試験例３：粒状改質効果確認試験＞
試験例１のＷ／Ｏエマルジョン系アニオン性の水溶性高分子化合物を添加混合し、次いでセメント系固化材を添加混合し、得られた自硬性汚泥改良土（固化処理土）の状態を検証した。
硬化抑制剤未添加の自硬性汚泥は、そのまま放置すると、大きな塊状で硬化してしまい、再利用性が低かった。
表４に示す自硬性汚泥の試料４を用い、自硬性汚泥用の硬化抑制剤及びセメント系固化材は、試験例２で使用したものを使用した。自硬性汚泥に、自硬性汚泥用の硬化抑制剤を添加・撹拌し、次いでセメント系固化材を添加・撹拌した自硬性汚泥改良土は粒状を呈し、２４時間硬化後も直径１０ｍｍ程度の粒状固化物を形成した。その結果を表６に示す。このことから、本開示の方法を用いれば、安定的に一定の品質の造粒固化処理土が得られるといえる。
【００５１】
【表６】
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【００５２】
＜試験例４：再泥化試験＞
試験例３（表６）で得た造粒固化処理土を水に浸漬し、泥状に戻らないことを検証した（再泥化防止効果）。再泥化すると、浸漬した水に土壌粒子や固化材が分散し、汚染水が発生するとともに、汚染水が流出すると環境に悪影響を与えることとなる。
固化処理から２４時間経過した無処理土および造粒固化処理土を１００ｇ採取し、５００ｍｌビーカーに３００ｍｌの水を張って、浸漬した。スパーテルで１０分間撹拌し、得られた上澄水の濁度を計測した。この値が高いほど、再泥化していると判定した。試験例３の硬化抑制工程次いで造粒工程にて得られた造粒処理土は上澄水濁度が低く、再泥化しないことを確認した。このことから、本開示の方法を用いれば、安定的に一定の品質の造粒固化処理土が得られるといえる（表７）。
【００５３】
【表７】
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【００５４】
＜試験例６：カチオン性水溶性化合物＞
硬化抑制工程次いで造粒工程における「セメント系汚泥固化材」に代えて「カチオン性水溶性高分子」を用いて、自硬性汚泥の造粒改質を検討した（表８及び９）。その結果、カチオン性水溶性高分子でも、十分な強度の造粒固化処理土を得ることが可能であった。このとき自硬性汚泥のｐＨは、１１以上であるのが、一定の強度を有する造粒固化処理土を得る点で、望ましい。
このことより、本開示の方法を用いれば、安定的に一定の品質の造粒固化処理土が得られるといえる。
【００５５】
【表８】
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【００５６】
【表９】
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【産業上の利用可能性】
【００５７】
本技術によれば、所定の割合で配合されたセメントミルク等の建設汚泥の自硬性の原因物を地中に注入し、地中杭を形成する工事において発生する、セメント等を含む自硬性の建設汚泥等の自硬性汚泥を効率よく簡易に造粒固化処理することが可能となる。そして、本技術によれば、自硬性汚泥が硬化して、搬出の妨げになることを防止するとともに、得られる改質土（改良土）が、概ね均一的な大きさの粒状で高い強度を発現するので、幅広い分野での利用が可能となる。得られる改質土は、例えば、流動化処理土の骨材としてリサイクルに適した品質を有することを可能にするものである。
【００５８】
なお、本技術は、以下の構成を採用することも可能である。
〔１〕  自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び、
当該混合後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること、を含む、造粒固化処理土の製造方法。
〔２〕  自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び、
当該混合後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること、を含む、造粒固化処理方法。
〔３〕  前記水溶性高分子化合物が、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系である前記〔１〕又は〔２〕記載の方法。
〔４〕  前記水溶性高分子化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇである、前記〔１〕〜〔３〕のいずれか１項記載の方法。
〔５〕  前記無機粉末系固化材の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜１００ｋｇである、前記〔１〕〜〔４〕のいずれか１項記載の方法。
〔６〕  前記カチオン性水溶性化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇである、前記〔１〕〜〔５〕のいずれか１項記載の方法。
〔７〕  前記自硬性汚泥のｐＨが、１１以上である前記〔１〕〜〔６〕のいずれか１項記載の方法。
【００５９】
〔８〕  自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合すること、及び、
当該混合後に、無機粉末系固化材及び／又はカチオン性水溶性化合物を添加し、混合して造粒すること、を含む、造粒固化処理土の製造方法にて得られうる造粒固化処理土。
〔９〕  前記〔３〕〜〔７〕のいずれか１項記載の製造方法にて得られうる前記〔８〕記載の造粒固化処理土。
【００６０】
〔１０〕自硬性汚泥に対し、水溶性高分子化合物を添加し、混合することを特徴とする自硬性汚泥の硬化抑制方法。
〔１１〕前記水溶性高分子が、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系水溶性高分子化合物である前記〔１０〕記載の自硬性汚泥の硬化抑制方法。
〔１２〕前記水溶性高分子化合物の使用量は、汚泥１ｍ３に対し、０．１〜２０ｋｇである、前記〔１０〕又は〔１１〕記載の自硬性汚泥の硬化抑制方法。
〔１３〕水溶性高分子化合物を含有する自硬性汚泥の硬化抑制剤。
〔１４〕前記水溶性高分子が、Ｗ／Ｏ型エマルジョン系水溶性高分子化合物である前記〔１３〕記載の自硬性汚泥の硬化抑制剤。