(57)【要約】【課題】土壌の団粒化効果に優れる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、シリカアルミナ系焼結体と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、シリカアルミナ系焼結体とを含むことを特徴とする土壌改質用組成物。
【請求項２】
さらにゼオライト（ただし、焼成ゼオライトを除く。）を含む、請求項１に記載の土壌改質用組成物。
【請求項３】
前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの合計の含有量が４〜１４質量％であり、前記シリカアルミナ系焼結体の含有量が８６〜９６質量％である、請求項１に記載の土壌改質用組成物。
【請求項４】
前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの合計の含有量が４〜１４質量％、前記シリカアルミナ系焼結体の含有量が６６〜８６質量％、前記ゼオライトの含有量が１０〜２０質量％である、請求項２に記載の土壌改質用組成物。
【請求項５】
前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの両方を含み、前記高分子凝集剤の含有量が２〜７質量％、前記吸水性ポリマーが２〜７質量％である、請求項３または４に記載の土壌改質用組成物。
【請求項６】
請求項１〜５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。
高含水比で粘性が高い土壌は分級装置に付着しやすいため、予め粘性が低くなるように改質する必要がある。
高含水比の土壌の粘性を低下させる改質方法として、例えば生石灰を混合して水分を低下させる方法がある。高含水比の土壌の水分を低下させると、粘性が低下して装置等への付着が抑制されると同時に、強度（土壌を締固めた状態での強度）も増大するため、分級した土壌の転圧等の施工性が向上される。
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には、ｐＨを中性に保ちながら高含水比の土壌を改質（固化）するために、焼石膏を用いる方法が記載されている。
特許文献１の実施例には、高分子凝集剤１．５〜１５ｋｇと、焼石膏３００ｋｇとを混合した組成物を、土壌１ｍ３に対して３００ｋｇ添加して混練した例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６３５８３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、特許文献１に記載の改質方法では、高含水比の土壌の粘性が充分に低下されない。本発明者等がその原因について研究した結果、石膏が高分子凝集剤の性能を阻害することが判明した。
本発明は、土壌の団粒化効果に優れ、粘性を低下させる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、シリカアルミナ系焼結体とを含むことを特徴とする土壌改質用組成物。
［２］  さらにゼオライト（ただし、焼成ゼオライトを除く。）を含む、［１］の土壌改質用組成物。
［３］  前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの合計の含有量が４〜１４質量％であり、前記シリカアルミナ系焼結体の含有量が８６〜９６質量％である、［１］の土壌改質用組成物。
［４］  前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの合計の含有量が４〜１４質量％、前記シリカアルミナ系焼結体の含有量が６６〜８６質量％、前記ゼオライトの含有量が１０〜２０質量％である、［２］の土壌改質用組成物。
［５］  前記高分子凝集剤および前記吸水性ポリマーの両方を含み、前記高分子凝集剤の含有量が２〜７質量％、前記吸水性ポリマーが２〜７質量％である、［３］または［４］の土壌改質用組成物。
［６］  ［１］〜［５］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、土壌の団粒化効果に優れる。
本発明の土壌改質方法は、土壌の団粒化効果に優れる。                  
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例および比較例に係る改質前の土壌の写真である。
【図２】実施例において図１の土壌を改質した後の写真である。
【図３】比較例において図１の土壌を改質した後の写真である。
【図４】実施例に係る改質前の土壌の写真である。
【図５】実施例において図４の土壌を改質した後の写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜土壌改質用組成物＞
本発明の土壌改質用組成物は、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、シリカアルミナ系焼結体とを含む。さらにゼオライトを含んでもよい。
シリカアルミナ系焼結体は、二酸化ケイ素およびアルミナを含む焼結体である。シリカアルミナ系焼結体は、粒径が９０メッシュ（目開き１８２μｍ）以下の粉末状が好ましい。
シリカアルミナ系焼結体として、例えば、使用後（鋳物焼成後）の鋳物砂、焼成ゼオライト等を用いることができる。安価に入手可能である点で使用後の鋳物砂が好ましい。
鋳物砂とは鋳型（砂型）の材料であり、使用後の鋳物砂は、鋳物焼成時に焼成され焼結体となっている。使用後の鋳物砂は再利用するための処理が施されたものでもよい。通常、使用後の鋳物砂は珪酸塩鉱物および石英（二酸化ケイ素および結晶質シリカ）を主成分とし、さらにアルミナ等の金属酸化物が含まれている。
【００１０】
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。
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。
【００１１】
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。ゼオライトは、粒径が９０メッシュ（目開き１８２μｍ）以下の粉末状が好ましい。
吸着材として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が、本発明において、焼成ゼオライトはシリカアルミナ系焼結体の範疇に含まれるものとする。
【００１２】
本発明の土壌改質用組成物は、上記シリカアルミナ系焼結体、高分子凝集剤、吸水性ポリマー、およびゼオライト以外に、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。
【００１３】
本発明の土壌改質用組成物（１００質量％）に対して、高分子凝集剤および吸水性ポリマーの合計の含有量が４〜１４質量％であり、シリカアルミナ系焼結体の含有量が８６〜９６質量％であることが好ましい。
さらにゼオライトを含む場合、土壌改質用組成物（１００質量％）に対して、高分子凝集剤および吸水性ポリマーの合計が４〜１４質量％、シリカアルミナ系焼結体が６６〜８６質量％、かつゼオライトが１０〜２０質量％であることが好ましい。
高分子凝集剤と吸水性ポリマーの両方を含む場合、土壌改質用組成物（１００質量％）に対して、高分子凝集剤が２〜７質量％、かつ吸水性ポリマーが２〜７質量％であることが好ましい。
その他の成分が含まれる場合は、土壌改質用組成物（１００質量％）に対して１質量％以下が好ましい。
【００１４】
本発明の土壌改質用組成物は中性であることが好ましい。土壌改質用組成物が中性であると、土壌改質の前後での土壌のｐＨ変動が小さい。
本発明において、土壌改質用組成物が中性であるとは、土壌改質用組成物の水分散液のｐＨ（２５℃）が５．８〜８．６であることをいう。
【００１５】
（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、高分子吸水ポリマーおよび／または高分子凝集剤と、シリカアルミナ系焼結体と、必要に応じて用いられるゼオライトと、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。
【００１６】
＜土壌の改質方法＞
本発明の土壌の改質方法は、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２〜１０質量部が好ましく、２〜５質量部がより好ましく、２〜３質量部がさらに好ましい。
【実施例】
【００１７】
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。
シリカアルミナ系焼結体：使用済み鋳物砂、主成分は珪酸塩鉱物および石英（二酸化ケイ素および結晶質シリカ）、粒径９０メッシュ以下の粉末状。
ゼオライト：ジークライト株式会社製、乾燥ゼオライト、製品名：ＳＧＷ、平均粒子径１０μｍの粉末状。
吸水性ポリマー：三洋化成工業株式会社製、製品名：アクアパール（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。
焼石膏（比較例）：粒径９０メッシュ以下の粉末状。
【００１８】
［実施例１］
（土壌改質用組成物の製造）
シリカアルミナ系焼結体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て土壌の改質を行った。
図１は改質前の試験土、図２は改質後の土壌の写真である。試験土が改質によって団粒化したことがわかる。
【００１９】
［比較例１］
実施例１において、シリカアルミナ系焼結体の代わりに焼石膏を使用した。すなわち焼石膏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。実施例１と同じ試験土に同じ添加量で混合して土壌の改質を行った。
図１は改質前の試験土、図３は改質後の土壌の写真である。試験土を改質しても団粒化せず、ムース状になった。
【００２０】
［実施例２］
（土壌改質用組成物の製造）
シリカアルミナ系焼結体７２質量部と、吸水性樹脂５質量部と、高分子凝集剤５質量部とを混合し、さらにゼオライト１８質量部を加えて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３２．５質量％（含水比４８．１質量％）の畑土に、２０ｋｇ／トンの割合で添加し混合して土壌の改質を行った。
【００２１】
図４は改質前の畑土、図５は改質後の土壌の写真である。高含水率の畑土が改質によって団粒化したことがわかる。
改質前のｐＨは６．４、改質後のｐＨは７．０であった。本例の土壌改質用組成物は中性であり、土壌を中性に保ちつつ改質できた。
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。改質前は４６ｋＮ／ｍ２、改質後は４６６ｋＮ／ｍ２であり、改質によって強度（土壌を締固めた状態での強度）も増大したことがわかる。
【００２２】
このように、土壌改質用組成物として、土壌中の水分を吸収する高分子材料（高分子吸水ポリマーまたは高分子凝集剤）とシリカアルミナ系焼結体を混合して用いることにより、優れた団粒化効果が得られる。
一方、シリカアルミナ系焼結体に代えて焼石膏を用いた比較例では土壌を団粒化させることができなかった。その理由としては、焼石膏が水分と反応して水和物（二水石膏）となることが、土壌中における高分子材料の吸水機能に悪影響を与えたと考えられる。
本発明で用いられるシリカアルミナ系焼結体は水不溶性であり、水分と反応しないため、高分子材料の吸水機能が充分に発揮され、優れた団粒化効果が得られると考えられる。
【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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