(57)【要約】【課題】  軟弱地盤などの固化対象物を十分な強度に固化可能とする固化材を安価に提供する。【解決手段】  固化材は、セメント、廃材石膏、および産業廃棄物の焼成品を含有する。セメントを２５−４５重量％、廃材石膏を１０−５０重量％、焼成品を１０−５０重量％とする。より好ましくは、セメントを３０−４０重量％、廃材石膏を１５−４０重量％、焼成品を２０−４５重量％とする。焼成品は、焙焼炉などで、一旦、ガラス状になる直前まで焼成された後、冷却されて粉粒状物質とされたものであって、セメントおよび廃材石膏との混合が容易にでき、かつ、焼却灰とは異なり、水硬性を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、廃材石膏、および産業廃棄物の焼成品を含有することを特徴とする固化材。
【請求項２】
上記セメントを２５−４５重量％、上記廃材石膏を１０−５０重量％、上記焼成品を１０−５０重量％としたことを特徴とする請求項１に記載の固化材。
【請求項３】
上記セメントを３０−４０重量％、上記廃材石膏を１５−４０重量％、上記焼成品を２０−４５重量％としたことを特徴とする請求項１に記載の固化材。
【請求項４】
セメントをポルトランドセメントとし、アルミナを２−８重量％含有することを特徴とする請求項２、もしくは３に記載の固化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃材を利用し、道路や盛土における軟弱地盤などを固化して補強するために用いられる固化材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記固化材には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、上記固化材は、セメント、石膏、および焼却灰を含有している。そして、この固化材は、軟弱土やヘドロ状汚泥を、植物の植生に好ましいものに改良するよう用いられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６３５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記固化材を用いて道路や盛土における軟弱地盤を固化する場合、この固化後の地盤が大きな負荷に耐え得る十分な強度になるよう、この地盤を固化する必要がある。
【０００５】
このため、上記固化材の含有物質のうち、水硬性（水和により硬化する性質）があるセメントや石膏の含有重量比を、より増加させることが考えられる。
【０００６】
しかし、上記セメントや石膏の含有重量比を単に増加させると、これらは高価なものであるため、その分、上記固化材が高価になるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、軟弱地盤などの固化対象物を十分な強度に固化可能とする固化材を安価に提供することである。
【０００８】
請求項１の発明は、セメント、廃材石膏、および産業廃棄物の焼成品を含有するものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記セメントを２５−４５重量％、上記廃材石膏を１０−５０重量％、上記焼成品を１０−５０重量％としたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明に加えて、上記セメントを３０−４０重量％、上記廃材石膏を１５−４０重量％、上記焼成品を２０−４５重量％としたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２、もしくは３の発明に加えて、セメントをポルトランドセメントとし、アルミナを２−８重量％含有することとしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１３】
請求項１の発明は、セメント、廃材石膏、および産業廃棄物の焼成品を含有している。
【００１４】
即ち、上記固化材は、石膏として廃材石膏を含有しており、つまり、別途に新たに製造される石膏を用いることに代えて、安価な廃材石膏が利用されている。また、石膏は水硬性があるため、上記廃材石膏の重量％を、多少、多くする一方、セメントの重量％を少なくしても、固化対象物を十分な強度に固化させることができる。
【００１５】
また、上記産業廃棄物は、単なる焼却灰ではなく、焼成品である。この焼成品は、焙焼炉などで、一旦、ガラス状になる直前まで焼成された後、冷却されて粉粒状物質とされたものであって、上記セメントおよび廃材石膏との混合が容易にでき、かつ、上記焼却灰とは異なり、水硬性を有している。このため、この焼成品を含有させることにより、セメントの重量％を少なくしても、固化対象物を十分な強度に固化させることができる。
【００１６】
よって、上記固化材によれば、いずれも水硬性を有するセメント、廃材石膏、および焼成品によって、固化対象物を十分な強度に固化できる。また、上記したようにセメントの重量％を少なくでき、また、廃材である石膏を利用したことにより、上記固化材を安価に提供できる。また、焼成品は、無害物質であるため、この焼成品を含有する固化材を用いて固化対象物を固化させた場合、この固化対象物が二次的な汚染を生じるということは、より確実に防止され、環境面などにおいても有益である。
【００１７】
請求項２の発明は、上記セメントを２５−４５重量％、上記廃材石膏を１０−５０重量％、上記焼成品を１０−５０重量％としている。
【００１８】
つまり、セメントと廃材石膏とを互いにほぼ同重量％にすることにより、前記従来の技術に比べ廃材石膏の重量％を全体的に多くして、セメントの重量％を少なくし、安価な固化材の提供ができるようにしている。また、上記焼成品の重量％を少なく抑えることにより、上記セメントと廃材石膏との各重量％をそれぞれ多くさせ、固化対象物を十分な強度に固化できるようにしている。
【００１９】
ここで、上記セメントを、２５重量％未満とすれば、固化対象物の強度が不足しがちとなり、４５重量％を越えると、固化材が高価となる。また、上記廃材石膏を１０重量％未満にすると、この廃材石膏の利用率が低下して、この廃材石膏の残り分の処理作業が煩雑となり、５０重量％を越えると、固化対象物の強度が不足しがちとなる。また、上記焼成品を１０重量％未満にすると、この産業廃棄物の利用率が低下して、この産業廃棄物の残り分の処理作業が煩雑となり、５０重量％を越えると、固化対象物の強度が不足しがちとなる。
【００２０】
よって、上記固化材によれば、固化対象物を十分な強度に固化できると共に、上記固化材を安価に提供できる、という「効果」が生じる。
【００２１】
請求項３の発明は、上記セメントを３０−４０重量％、上記廃材石膏を１５−４０重量％、上記焼成品を２０−４５重量％としている。
【００２２】
これによれば、上記請求項２による「効果」がより確実とされる。つまり、この固化材によれば、固化対象物を更に十分な強度に固化できると共に、上記固化対象物を安価に提供できる。
【００２３】
請求項４の発明は、セメントをポルトランドセメントとし、アルミナを２−８重量％含有することとしている。
【００２４】
ここで、上記ポルトランドセメントは種々のセメントのうち、入手し易いものであるため、上記固化材を安価に提供できる。また、アルミナを２重量％以上含有させたため、固化対象物をより十分な強度にできると共に、硬化を早めることができる。一方、上記アルミナを８重量％以下にしたため、上記固化材を安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の固化材に関し、軟弱地盤などの固化対象物を十分な強度に固化可能とする固化材を安価に提供する、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００２６】
固化材は、ポルトランドセメントを２５−４５重量％、廃材石膏を１０−５０重量％、および産業廃棄物の焼成品を１０−５０重量％含有している。
【００２７】
上記廃材石膏は、主に建築物の廃材中における耐火ボードの石膏（ＣaＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）粉である。この廃材石膏は、上記セメントよりも劣るが水硬性を有している。
【００２８】
また、上記産業廃棄物は一般産業廃棄物といわれるもので、この産業廃棄物を焙焼炉を用いて１２００−１３００℃に加熱させると、ガラス状に溶融するが、このようにガラス状になる直前まで焼成した後、これを冷却すれば、粉粒状の焼成品が生成される。この焼成品も、上記セメントよりも劣るが水硬性を有している。
【００２９】
上記焼成品は、ＳiＯが１８−１９重量％、ＣaＯが２８−３０重量％、Ａｌ２Ｏ３が７−１２重量％、Ｆe２Ｏ３が３−５重量％、Ｃｌが５−７重量％、Ｐ２Ｏ５が３−４重量％、ＳＯ３が７−１１重量％、その他、ＰbＯ，Ｃr２Ｏ３、Ｍ２Ｏ、Ｃdなどが含有されている。
【００３０】
上記固化材を用いて固化させようとする固化対象物は、主に、道路、盛土、建築物の設置基盤などの軟弱地盤であり、固化後の地盤には、大きい外力が負荷されるため、この固化後の地盤には、十分に大きい強度が要求される。
【００３１】
産業上、上記廃材石膏と焼成品とが生じてくる割合は、一般に、上記固化材における廃材石膏１０−５０重量％と、焼成品の１０−５０重量％との比にほぼ合致している。つまり、産業界に生じてくる廃材石膏と焼成品とが、より残り少なく、上記固化材に用いられるよう企図されている。
【００３２】
ここで、上記セメントを、２５重量％未満とすれば、固化対象物の強度が不足しがちとなり、４５重量％を越えると、固化材が高価となる。また、上記廃材石膏を１０重量％未満にすると、この廃材石膏の利用率が低下して、この廃材石膏の残り分の処理作業が煩雑となり、５０重量％を越えると、固化対象物の強度が不足しがちとなる。また、上記焼成品を１０重量％未満にすると、この産業廃棄物の利用率が低下して、この産業廃棄物の残り分の処理作業が煩雑となり、５０重量％を越えると、固化対象物の強度が不足しがちとなる。
【００３３】
なお、上記セメントを３０−４０重量％、上記廃材石膏を１５−４０重量％、上記焼成品を２０−４５重量％にすれば、特に、固化対象物の強度を向上させる上で、より好ましい。また、上記廃材石膏は、廃材のみで構成されていてもよいが、全てが廃材でなくてもよく、別途製造した石膏が含有されていてもよい。
【００３４】
また、上記セメントをポルトランドセメントとし、上記固化材が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を２−８重量％含有するようにしてもよい。なお、上記アルミナの含有量は４−６重量％であることが、より好ましい。
【実施例１】
【００３５】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１に従って説明する。
【００３６】
この実施例１では、固化材におけるポルトランドセメントを４０重量％、廃材石膏（ＣaＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を２０重量％、および産業廃棄物の焼成品を４０重量％とした。そして、砂質土による軟弱地盤の一部を構成する資料土に、上記固化材を添加して、試験機により、その強度（一軸圧縮強さ：ＫＮ／ｍ２）を測定した。上記資料土の元の性状は、湿潤密度が１．８７８ｋｇ／ｃｍ２、含水比が２８％であり、その強度は約５００ＫＮ／ｍ２である。
【００３７】
図１は、上記測定結果である。具体的には、上記資料土に対し、上記固化材を種々の添加量（固化材ｋｇ／資料土ｍ３）にて添加した場合に、資料土の強度がそれぞれどのように変化するかをグラフで示した測定結果である。この測定結果によれば、例えば、資料土に対する固化材の添加量が１００ｋｇ／ｍ３のとき、固化材により固化された上記資料土の強度が約１３４０ＫＮ／ｍ２であって、この強度が十分に向上することがわかる。
【実施例２】
【００３８】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図２に従って説明する。
【００３９】
この実施例２では、粘性土による軟弱地盤の一部を構成する資料土に、上記固化材を添加して、強度を測定した。上記資料土の元の性状は、湿潤密度が１．７５３ｋｇ／ｃｍ２、含水比が３５．８％であり、その強度は約１５０ＫＮ／ｍ２である。
【００４０】
他の測定条件は、前記実施例１のものと同様であり、図２はその測定結果である。この測定結果によれば、例えば、資料土に対する固化材の添加量が１００ｋｇ／ｍ３のとき、固化材により固化された上記資料土の強度が約４５０ＫＮ／ｍ２であって、この強度が十分に向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１を示し、砂質土を資料とした強度の測定結果である。
【図２】実施例２を示し、粘性土を資料とした強度の測定結果である。
【図１】
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【図２】
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