(57)【要約】【課題】  木質系の廃材やいわゆるオガ屑等の産業廃棄物の有効利用並びに残土処理の必要のない地盤工事等における工法を提供する。【解決手段】  本発明は、工事対象地盤から掘削された現場発生土に、木質系チップ材、及びセメント並びに水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有する硬化剤水溶液を添加、混合した後、この混合物を掘削された工事対象地盤に補填することを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有することを特徴とする木質系チップ材、現場発生土及びセメント用の硬化剤水溶液。
【請求項２】
工事対象地盤から掘削された現場発生土に、木質系チップ材、及びセメント並びに水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有する硬化剤水溶液を添加、混合した後、この混合物を掘削された工事対象地盤に補填することを特徴とする工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質系チップ材及びセメントの硬化剤並びにこれを使用した工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木、建築、各種製造業等、あらゆる分野において膨大な産業廃棄物が日々産出され、地球環境を汚染し、人類が取り組まなければならない国際的かつ重大な問題である。産業廃棄物をより安全に、かつ、効果的に処理することは、全ての産業分野において、大きな課題になっている。緊急な対策の実施は、地球保護につながる重要な命題ともいえる。
【０００３】
また土木、建設の分野では、労働賃金、運搬諸経費、原材料費等が高騰し、環境が悪化の一途を辿っている。加えて、専門技術者が年々不足し、軟弱地盤工事技術、斜面工事技術、特殊工法の対応力が乏しくなっている。更には、これらの工事により発生する残土処理も深刻な課題である。
【０００４】
現在では、産業廃棄物を完全に化学的分解又は変質させ、あるいは完全に溶出を防止するための技術として、放射線技術による分解、高温溶融等によるガラス状化、固化させた後高硬度皮膜処理等の技術が提案され、実施されているが、いずれも莫大な資金や特殊設備を必要とし、一般的には、採用が難しい。また、中小企業では、大型焼却炉の設置さえも、場所的、資金的にその導入が困難な状況にある。こうして、適切に処理されない廃棄物は、時として不法に投棄処分されることも多く、それらは、二次公害の危険性を惹起している。
【０００５】
一方、建設現場、建築現場からは、木質系の廃材や、いわゆるオガ屑等が大量に発生し、ほとんどは焼却処分されている。しかしながら、焼却には、焼却炉、燃料等を必要とするうえ、一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯＸ等を大量に空気中に放出することとなり、経済的にも環境汚染の面からも好ましい処理方法とは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、木質系の廃材やいわゆるオガ屑等から得られる木質系チップ材及びセメントの新規な硬化剤並びにこれを使用して、一般道路地盤、仮設道路地盤、農地農道地盤等の道路地盤工事、液状化防止圧入工法等の埋め立て工法、公園、駐車場、各種グランド、コート等の舗装工事、宅地造成等の軟弱地盤改良工事、上水池、公園・緑地等の基礎工事等により発生する現場発生土と木質系チップ材及びセメントを組み合わせた工法を提案することにより、木質系の廃材やいわゆるオガ屑等の産業廃棄物の有効利用並びに残土処理の必要のない工法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、木質系チップ材、地盤工事等により発生する現場発生土及びセメントを効果的に硬化させる硬化剤水溶液について鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化コバルトの水溶液が木質系チップ材、現場発生土及びセメントを効果的に硬化させることを見出し、本発明を完成するに到ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、第１に、水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有することを特徴とする木質系チップ材、現場発生土及びセメント用の硬化剤水溶液である。
【０００９】
本発明は、第２に、工事対象地盤から掘削された現場発生土に、木質系チップ材、及びセメント並びに水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有する硬化剤水溶液を添加、混合した後、この混合物を掘削された工事対象地盤に補填することを特徴とする工法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の硬化剤水溶液の成分は、すべて無公害成分である。本発明の硬化剤水溶液は、工事施工後、零下１０℃になっても凍結しないので、厳寒地での施工も可能である。本発明の硬化剤水溶液には、対象土壌等の悪臭除去にも効果がある。
【００１１】
本発明の硬化剤水溶液を使用する工法は、短時間に硬化させることができるので、工期が短縮され、数種類の廃材を混合使用することが可能であり、作業性が向上し、輸送労力も軽減される。また鉄分、紙、廃油、海砂等の廃材を含有する現場発生土の硬化も可能である。
【００１２】
本発明の硬化剤水溶液を用いて施工処理された地盤は、均一で安定しているため、荷重に対して変形が少なくなり、液状現象を防止することができる。また、本発明の硬化剤水溶液を使用する工法は、段階的に硬化させながら粘着性を持たすことができるので、施工路盤のクラックの発生を防止する。
【００１３】
本発明の工法は、現場の土を混合、転圧するので、残土処理が不要である。海砂、有機土壌のような、従来のセメント工法は適用が難しかったものに対しても、有効に固化することができる。
従来の硬化剤に比較して、約１／３以下の使用量で、数倍の強度を確保することができる。現場の土をそのまま使用し、少量のセメントの混合で済む上、砂利、砂、バラス等の骨材は不要であるので、省資源できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の木質系チップ材、現場発生土及びセメント用の硬化剤水溶液は、水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を混合、攪拌して製造される。得られる硬化剤水溶液は、透明である。
【００１５】
本発明の硬化剤水溶液には、三リン酸ナトリウム等のリン酸塩、クエン酸等のカルボン酸類等のマスキング剤を加えることができる。本発明の硬化剤水溶液は、液体として散布又は混合して使用する。本発明の硬化剤水溶液は、容易に土粒子間に浸透し、有機物周囲の活性膜を表面科学的に処理する働きを有するものと考えられる。従来のセメント工法、例えばソイルセメント工法では、有機物が粒子間の凝固作用を弱めるため、通常２％以上の有機分を含有する土壌（ローム、軟弱粘性土、高有機質含有土等）に対しては、満足する強度の安定硬化を得ることが難しく、その適用が困難とされてきた。本発明の硬化剤水溶液を使用することにより、一般土は勿論、これまで改善効果の期待できなかった有機分含有土に対しても、凝固作用に優れ、高強度の安定硬化が得られる。
【００１６】
また本発明の工法は、工事対象地盤から掘削された現場発生土に、木質系チップ材、及びセメント並びに水１０００重量部に対して、塩化カルシウム２０〜４０重量部、塩化マグネシウム３０〜５０重量部、塩化アルミニウム１５〜３０重量部、塩化コバルト０．１〜３重量部を含有する硬化剤水溶液を添加、混合した後、この混合物を掘削された工事対象地盤に補填することを特徴とする。
【００１７】
本発明の工法に利用される木質系チップ材は、木質系の廃材やいわゆるオガ屑等を直径１〜５ｍｍにチップ化したものである。杉、松、ブナ、桜、檜等木質は問わない。これらの混合チップ材でも構わない。
【００１８】
施工方法は、路上混合法、ミキシング工法、ミキシング転圧工法等、現場に適した施工方法を選択することができる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
硬化させる現場発生土の品質、特に有機物含有量をチェックし、本発明の硬化剤水溶液を調製した。水１０００重量部に対して、塩化カルシウム３５重量部、塩化マグネシウム３５重量部、塩化アルミニウム１８重量部、塩化コバルト０．５重量部を添加して、攪拌混合して透明な硬化剤水溶液を得た。
【００２０】
実施例２
次の手順で、セメント使用量、硬化剤水溶液の使用量、添加する水の量を決めた。
（１）現場発生土の総容積を計算する。
（２）現場発生土の容積に対するセメントの使用量を計算し、準備する。通常現場発生土の容積に対して約２０容量％のセメントを使用する。土質、含水量、又は硬化目的に応じて、セメント使用量を調節することができる。目安として、１ｍ３の土に対して、４０ｋｇ入りセメントを５袋使用する。
（３）計算量のセメントに対して、使用する本発明の硬化剤水溶液の使用量を計算する。本発明の硬化剤水溶液の使用量は、セメントに対して、０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％である。
（４）現場発生土の含水量を測定する。工法に使用する現場発生土は、６０〜８０重量％の含水率が好ましい。一般に、土の含水率は、２０重量％程度なので、４０〜６０重量％の水分を加える必要がある。この水分にほぼ見合う水分量となるよう、本発明の硬化剤水溶液と添加すべき水の量を計算し、本発明の硬化剤水溶液を調製する。水は、海水、塩水の使用も可能である。好ましくは、事前に硬化試験を行い、土質、含水量、有機物含有量に見合う本発明の硬化剤水溶液を調製する。
【００２１】
実施例３
以下に本発明の工法を、仮設道路を作る場合を例にして具体的に説明する。
（１）施工現場の表面を除草し、ゴミを除去した。
（２）表土を深さ７５ｍｍ掘削した。
（３）掘削した土（現場発生土）を搬出し、搬出後の総容積を計算する。
（４）路盤を厚さ２５ｍｍ耕運した。
（５）オガ屑から得たチップ材と現場発生土の重量比を２：１の割合で、攪拌機に入れ、攪拌した。チップ材と現場発生土の合計重量に対して、２０重量％のセメントを回分的に加え、攪拌した。
（６）使用したセメントに対して、計算量の２重量％の本発明の硬化剤水溶液と計算量の水を混合したものを散布し、攪拌を続けた。
（７）この混合物を掘削路面に補填し、均し転圧した。
（８）施工面に防雨シートをかけ、養生した。
【００２２】
実施例３により舗装された路面から直径５ｃｍ、平均高さ９．７ｃｍの試験片を３個採取し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（コンクリートの物理試験方法）に準じて曲げ強さ、圧縮強さを測定し、その平均値はつぎのとおりである。
曲げ強さ          ９．９Ｎ／ｍｍ２
圧縮強さ        ６４．０Ｎ／ｍｍ２
【００２３】
比較例１
実施例１と同一の現場発生土を硬化させるため、塩化カルシウムを使用しない以外は、実施例１と同様にして、透明な水溶液を得た。
この水溶液を本発明の硬化剤水溶液の代わりに使用した以外は、実施例３と同様にして、仮設道路を作った。舗装された路面から直径５ｃｍ、平均高さ９．７ｃｍの試験片を３個採取し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（コンクリートの物理試験方法）に準じて曲げ強さ、圧縮強さを測定し、その平均値はつぎのとおりである。
曲げ強さ          ６．５Ｎ／ｍｍ２
圧縮強さ        ４８．５Ｎ／ｍｍ２
【００２４】
比較例２
実施例１と同一の現場発生土を硬化させるため、塩化マグネシウムを使用しない以外は、実施例１と同様にして、透明な水溶液を得た。
この水溶液を本発明の硬化剤水溶液の代わりに使用した以外は、実施例３と同様にして、仮設道路を作った。舗装された路面から直径５ｃｍ、平均高さ９．７ｃｍの試験片を３個採取し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（コンクリートの物理試験方法）に準じて曲げ強さ、圧縮強さを測定し、その平均値はつぎのとおりである。
曲げ強さ          ６．０Ｎ／ｍｍ２
圧縮強さ        ４４．５Ｎ／ｍｍ２
【００２５】
比較例３
実施例１と同一の現場発生土を硬化させるため、塩化アルミニウムを使用しない以外は、実施例１と同様にして、透明な水溶液を得た。
この水溶液を本発明の硬化剤水溶液の代わりに使用した以外は、実施例３と同様にして、仮設道路を作った。舗装された路面から直径５ｃｍ、平均高さ９．７ｃｍの試験片を３個採取し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（コンクリートの物理試験方法）に準じて曲げ強さ、圧縮強さを測定し、その平均値はつぎのとおりである。
曲げ強さ          ６．４Ｎ／ｍｍ２
圧縮強さ        ４６．１Ｎ／ｍｍ２
【００２６】
比較例４
実施例１と同一の現場発生土を硬化させるため、塩化コバルトを使用しない以外は、実施例１と同様にして、透明な水溶液を得た。
この水溶液を本発明の硬化剤水溶液の代わりに使用した以外は、実施例３と同様にして、仮設道路を作った。舗装された路面から直径５ｃｍ、平均高さ９．７ｃｍの試験片を３個採取し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（コンクリートの物理試験方法）に準じて曲げ強さ、圧縮強さを測定し、その平均値はつぎのとおりである。なお、試験片には、クラックが生じていた。
曲げ強さ          ５．４Ｎ／ｍｍ２
圧縮強さ        ４４．１Ｎ／ｍｍ２
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、木質系の廃材やいわゆるオガ屑等から得られる木質系チップ材及びセメントの新規な硬化剤並びにこれを使用して、一般道路地盤、仮設道路地盤、農地農道地盤等の道路地盤工事、液状化防止圧入工法等の埋め立て工法、公園、駐車場、各種グランド、コート等の舗装工事、宅地造成等の軟弱地盤改良工事、上水池、公園・緑地等の基礎工事等により発生する現場発生土と木質系チップ材及びセメントを組み合わせた工法を提案することにより、木質系の廃材やいわゆるオガ屑等の産業廃棄物の有効利用並びに残土処理の必要のない工法を提供するものである。