(57)【要約】【課題】土壌を固化するために使用される土壌改質材であって、酸化マグネシウム等の使用量を低減することができる土壌改質材を提供する。【解決手段】本発明の土壌改質材は、無機母材１００質量部と、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム５０〜１００００質量部とを含有する。無機母材は、無機母材の総量基準で２０質量％以上のグリーンタフを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機母材１００質量部と、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム５０〜１００００質量部とを含有し、
前記無機母材は、前記無機母材の総量基準で２０質量％以上のグリーンタフを含む、土壌改質材。
【請求項２】
前記無機母材は、前記無機母材の総量基準で２０〜９０質量％のグリーンタフを含む、請求項１記載の土壌改質材。
【請求項３】
前記無機母材、及び前記酸化マグネシウム又は前記酸化カルシウムの総量１００質量部に対し、１０〜２０質量部のｐＨ調整剤を更に含有する、請求項１又は２記載の土壌改質材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載の土壌改質材を、対象土壌１ｍ３当たり１０〜３００ｋｇの割合で前記対象土壌に添加する、土壌改質方法。
【請求項５】
前記対象土壌は、農耕地の土壌、浚渫土、又はシールド掘削土である、請求項４記載の土壌改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌改質材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水分含有量の多い土壌を運搬、輸送等しやすくするために、酸化マグネシウム等を含有する土壌改質材を添加して土壌を固化させることが行われている（例えば特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５６４６４７号公報
【特許文献２】特開平１０−３１６９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、酸化マグネシウムその他の金属酸化物を多く含有する土壌改質材を使用すると土壌が強アルカリ性となるので、特に海浜地域のように環境へ配慮する要請が高い地域では、当該土壌改質材の大量使用が憚られる。また、酸化マグネシウム等は比較的高価であることもあり、使用量を低減することが望まれる。
【０００５】
そこで本発明は、土壌を固化するために使用される土壌改質材であって、酸化マグネシウム等の使用量を低減することができる土壌改質材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、無機母材１００質量部と、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム５０〜１００００質量部とを含有し、無機母材は、無機母材の総量基準で２０質量％以上のグリーンタフを含む、土壌改質材を提供する。
【０００７】
この土壌改質材では、無機母材を含有している分、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの含有量を低減することができ、且つ、グリーンタフが適度な吸水性を有しているので、対象土壌のｐＨの上昇を抑制しながら土壌を固化することができる。
【０００８】
ここで、無機母材は、無機母材の総量基準で２０〜９０質量％のグリーンタフを含むことが好ましい。
【０００９】
また、無機母材、及び酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの総量１００質量部に対し、１０〜２０質量部のｐＨ調整剤を更に含有することが好ましい。ｐＨ調整剤を含有していると、土壌のｐＨが上昇することを一層抑制することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記土壌改質材を、対象土壌１ｍ３当たり１０〜３００ｋｇの割合で対象土壌に添加する土壌改質方法を提供する。ここで、対象土壌は、農耕地の土壌、浚渫土、又はシールド掘削土であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、土壌を固化するために使用される土壌改質材であって、酸化マグネシウム等の使用量を低減することができる土壌改質材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態の土壌改質材は、水分含有量の多い土壌に対して添加することによって、当該土壌を固化するためのものである。本明細書において「固化」とは、水分含有量の多い土壌のかさ密度を低減して運搬、輸送等しやすくする程度に改質することをいい、具体的には、建設発生土として利用可能なコーン指数（ｑｃ）が２００〜７００ｋＮ／ｍ２であることをいう。
【００１３】
本実施形態の土壌改質材は、無機母材と酸化マグネシウム又は酸化カルシウムとを含有する。含有量の相対比としては、無機母材１００質量部に対し、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム５０〜１００００質量部である。好ましくは、無機母材１００質量部に対し、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム１００〜５０００質量部である。より好ましくは、無機母材１００質量部に対し、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム１５０〜１０００質量部である。更に好ましくは、無機母材１００質量部に対し、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム２００〜５００質量部である。酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの含有量の上限は３００質量部であってもよく、２５０質量部であってもよく、２００質量部であってもよく、１５０質量部であってもよい。
【００１４】
また、本実施形態の土壌改質材は、無機母材１〜５０質量％、及び、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム５０〜９９質量％を含有することが好ましい。
【００１５】
この土壌改質材では、無機母材の相対含有量を高くするほど酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの相対含有量を低減することができる。
【００１６】
無機母材は、無機母材の総量基準で２０質量％以上のグリーンタフを含む（ここで、グリーンタフの含水比は１０％と仮定したうえで、含有する水の重量もグリーンタフの重量として捉えている）。グリーンタフとは、モンモリロナイト含有量が低いベントナイトであり、モンモリロナイトの含有量は、グリーンタフの総量基準で５０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であってもよく、２０質量％以下であってもよい。典型的には２０〜３０質量％が挙げられる。含有量の下限としては、１質量％、５質量％、１０質量％等が挙げられる。モンモリロナイトを多く含む通常のベントナイトは吸水性が高く、配合量が多すぎると却ってべたつき度合いが高くなる（いわゆるリバウンド）場合があるが、これと比較してグリーンタフは吸水性がやや劣るので、リバウンドが生じる虞を小さくすることができる。
【００１７】
グリーンタフの粒径は、５０ｍｍ未満であることが好ましく、必要に応じて１０ｍｍ未満としてもよい。ここで粒径とは、グリーンタフを目開きが分かっている各種のふるいにかけることによって測定される粒径の平均をいう。
【００１８】
無機母材の総量基準でのグリーンタフの含有量は、２０〜９０質量％であることが好ましく、３０〜８５質量％であることがより好ましく、４０〜８０質量％であることが更に好ましい。グリーンタフは、吸水の役割を果たすほか、改質処理した土壌から重金属類（カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、ヒ素、フッ素、ホウ素等）が溶出することを抑制することもできる。
【００１９】
グリーンタフに対して他の材料を混合して無機母材を構成することにより、吸水性、固化発現効果、重金属の溶出抑制効果等を所望の程度となるように調整することができる。無機母材として含有される他の材料としては、ゼオライト、炭酸カルシウム、石膏、ペーパースラッジ等が挙げられる。無機母材としてこれらを配合すると、固化発現効果を調整することができるとともに、固化した土壌から重金属類が溶出することを抑制することができる。なかでも特に、ゼオライトが好ましい。これらの材料の配合割合としては、無機母材の総量基準で２０〜８０質量％であることが好ましい。例えば、上記グリーンタフ２０〜８０質量％に対してゼオライト２０〜８０質量％を配合することができる。
【００２０】
土壌改質材は、改質処理をした土壌のｐＨを所望の値にするために、無機母材、及び酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの総量１００質量部に対し、１０〜２０質量部のｐＨ調整剤を更に含有していてもよい。含有量が１０質量部に満たないとｐＨ調整剤の効果が現れにくく、２０質量部を超えると、無機母材及び酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの本来の土壌改質効果が低下する虞がある。
【００２１】
ｐＨ調整剤としては、例えば硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩等の無機塩、及び、これらの任意の水和物が挙げられる。より具体的には、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、塩化コッパラス、ポリ硫酸鉄、ポリ塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、塩素化イソシアヌル酸、及びこれらの任意の水和物が挙げられる。また、ｐＨ調整剤としてアー、鉄−シリカ無機高分子凝集剤、塩酸、硝酸、リン酸等を用いることもできる。
【００２２】
土壌改質材の添加前後の土壌のｐＨは、土懸濁液のｐＨ試験方法（ＪＧＳ  ０２１１−２０００）によって測定することができる。
【００２３】
本実施形態の土壌改質材を適用する土壌としては、津波堆積物、農耕地の土壌、浚渫土、シールド掘削土等が挙げられる。
【００２４】
対象土壌は、含水率が１０〜９０％であることが好ましい。細粒分（φ０．０７５ｍｍ）の含有率は、２０〜３０％、３０〜５０％、５０〜６０％、６０〜７０％等、特に限定されることなく適用できる。
【００２５】
対象土壌に対する土壌改質材の添加量は、対象土壌１ｍ３当たり１０〜３００ｋｇが好ましく、２０〜２５０ｋｇがより好ましく、３０〜２００ｋｇが更に好ましい。
【００２６】
土壌改質材と対象土壌との混合には、バックホウや二軸混合機等を用いることができる。
【００２７】
以上に示した土壌改質材では、無機母材の含有量の分、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの含有量を低減することができ、且つ、グリーンタフが適度な吸水性を有しているので、対象土壌のｐＨの上昇を抑制しながら土壌を固化することができる。すなわち、従来の土壌改質材では、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの添加（又はセメントや石灰の添加）によって土壌のｐＨが強アルカリ性（ｐＨが１１〜１２）となり、特に海浜地域のように環境へ配慮する要請が高い地域では大量使用が憚られていたが、本実施形態の土壌改質材では、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの含有量を低減することができるので、土壌のｐＨを１０〜１１、更には９〜１０程度に抑制することができる。また、ｐＨ調整剤を含有させた場合には、更にｐＨの値を小さくすることができる。
【００２８】
また、ゼオライトその他の材料を無機母材の構成成分として配合することによって、吸水性、固化発現効果、重金属の溶出抑制効果等を所望の程度となるように調整することができる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではいずれも土壌改質材が無機材料のみから構成される例を示したが、吸水性の調整や、土壌粒子同士の結合性の調整の観点から、有機高分子化合物等の有機材料を含有させてもよい。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３１】
（材料）
・グリーンタフ…日本産、モンモリロナイト含有率１０％、粒径１０〜１００ｍｍ。
・ゼオライト…日本産。
・酸化マグネシウム…日本産。
【００３２】
グリーンタフ、ゼオライト、酸化マグネシウムを表１に示した量で配合し、土壌改質材を調製した。この土壌改質材を、対象土壌（細粒土に対して表１に示した添加量にて添加し、卓上型ミキサーを用いて混合した。用いた対象土壌は、０．２ｋｇであった。
【００３３】
添加後の土壌のｐＨと、固化発現効果について、表１に示した。ここで、ｐＨはＪＧＳ  ０２１１−２０００に従って測定した値であり、固化発現効果の０〜３の数字は以下の内容を示している。
・「０」…未改質土と比較し、ほとんど変化はなく、全く固化されていない。
・「１」…全体的にべたつくものの、未改質土よりは固化していない。
・「２」…６〜８割ほど細かく団粒化して固化している。
・「３」…全体的に細かく団粒化して固化している。
【００３４】
【表１】
2018044110.tif 000002
【００３５】
これらの結果から、酸化マグネシウムの含有量を５０％程度に抑えても固化発現効果が高いこと、及び、ゼオライトの添加によって固化発現効果が向上したことがわかる。
【００３６】
次に、土壌中の重金属類の溶出抑制効果について試験をした。グリーンタフ、ゼオライト、酸化マグネシウムを表２に示した量で配合し、土壌改質材を調製した。この土壌改質材を、対象土壌（細粒土に対して６０ｋｇ／ｍ３にて添加し、卓上型ミキサーを用いて混合した。用いた対象土壌は、２ｋｇであった。
【００３７】
その後、供試体を作成し、ＪＩＳ  １２２８−２００９に基づいたコーン貫入試験を行った。更に、ＪＧＳ  ０２１１−２０００に基づいたｐＨ測定、及び、環境庁告示４６号に基づいた土壌溶出量分析を行った。これらの結果を表２に示す。なお、土壌改質材を添加する前の対象土壌（表２では「原土」と示している）には重金属類としてヒ素、フッ素、ホウ素が検出され、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛については検出されなかった（表２では「ＮＤ」と示している）。
【表２】
2018044110.tif 000003
【００３８】
これらの結果から、酸化マグネシウムの含有量を５０％程度に抑えてもヒ素、フッ素、ホウ素の溶出が抑制されたこと、及び、ゼオライトを添加した場合は無機母材中のグリーンタフの含有量が２５〜７５％の範囲でいずれも重金属類の溶出抑制効果が維持されたことがわかる。