(57)【要約】      （修正有）【課題】泥土を短時間で固化し、また、泥土の固化保持力に優れた泥土固化処理剤を提供すること。【解決手段】高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有する、泥土固化処理剤。前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計１００質量％中、前記高分子凝集剤が８〜３８質量％、前記アルミン酸ソーダが２８〜５８質量％、前記ソーダ灰が３４〜６４質量％であることが好ましい泥土固化処理剤。更に、ペーパースラッジ焼却灰を含有することが好ましい、泥土固化処理剤。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有することを特徴とする、泥土固化処理剤。
【請求項２】
前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計１００質量％中、
前記高分子凝集剤が８〜３８質量％、前記アルミン酸ソーダが２８〜５８質量％、前記ソーダ灰が３４〜６４質量％である請求項１に記載の泥土固化処理剤。
【請求項３】
ペーパースラッジ焼却灰を含有する請求項１又は２に記載の泥土固化処理剤。
【請求項４】
前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計質量（ＭＡ）と、前記ペーパースラッジ焼却灰の質量（ＭＢ）が、ＭＡ：ＭＢ＝１：１〜１：４で配合される、請求項３に記載の泥土固化処理剤。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の泥土固化処理剤を泥土に加える、泥土固化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥土固化処理剤及び泥土固化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾工事や河川工事において発生する浚渫土、ジェットグラウト工法（高圧噴射工法）等の各種建設工事によって発生するセメント排泥、除染作業によって発生する除染土等といった各種の泥土は、多量の水分を含有する。これらの泥土をトラック等の荷台に乗せて運搬するに際し、時間経過や振動により泥土に含まれる水分が分離すると、該水分が荷台から路面に漏出してしまい、環境衛生上好ましくない。
【０００３】
特に近年では、地震により引き起こされる水害を最小限に防ぐべく、上記工事が活発に行われるようになっている。そこで、泥土運搬時の水分の漏出を抑制する対策を講じることは急務である。
【０００４】
また、海底などに堆積した浚渫土を泥土固化処理剤と混練りすることによって、埋立地の地盤材料などとして再利用する管中固化処理工法においては、浚渫土を圧縮空気で流動化させて圧送するため、比較的含水率の低い状態で３０００ｍ程度送泥する。しかしながら、時速数十キロの速さで送泥されるため、埋め立て用の打設船や減衰機を用いない限りは排砂管出口より放出された後、拡散してしまう。この場合、重機を用いて寄り戻しの作業が必要となり、労力面やコスト面での負担が大きかった。
【０００５】
上述した問題点を解消すべく、泥土固化処理剤を使用し、泥土や浚渫土を固化する方法が考えられる。しかしながら上述の通り、浚渫土やセメント排泥等は、含水率が非常に高いことに加え、低粘調である。かかる性質を有する泥土に対し、既存の地盤固化処理剤を使用しても、十分な固化性能を得ることは、非常に困難であった。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１において、半水セッコウ、アルミニウム化合物及びカルシウム化合物を使用した泥土固化処理剤が提案されている。しかし、工事により発生した泥土を速やかに固化し、その固化された状態を保持するという性能面で、まだ十分とはいえなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０５１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような事情に鑑み、本発明の目的とするところは、泥土を短時間で固化し、また、泥土の固化保持力に優れた泥土固化処理剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有する泥土固化処理剤とすることで、泥土の固化保持力に優れた泥土固化処理剤を提供できることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、以下の泥土固化処理剤及び泥土固化処理方法を提供する。
項１．
高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有することを特徴とする、泥土固化処理剤。
項２．
前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計１００質量％中、
前記高分子凝集剤が８〜３８質量％、前記アルミン酸ソーダが２８〜５８質量％、前記ソーダ灰が３４〜６４質量％である項１に記載の泥土固化処理剤。
項３．
ペーパースラッジ焼却灰を含有する項１又は２に記載の泥土固化処理剤。
項４．
前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計質量（ＭＡ）と、前記ペーパースラッジ焼却灰の質量（ＭＢ）が、ＭＡ：ＭＢ＝１：１〜１：４で配合される、項３に記載の泥土固化処理剤。
項５．
項１〜４の何れか一項に記載の泥土固化処理剤を泥土に加える、泥土固化処理方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る泥土固化処理剤によれば、泥土を短時間で固化し、泥土の固化保持力にも優れた泥土固化処理剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例及び比較例のモルタルフロー試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る泥土固化処理剤は、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有することを特徴とする。
【００１４】
本明細書中において泥土とは、港湾工事や河川工事の際に発生する浚渫土、各種工事の際に発生するセメント排泥、除染作業の際に発生する除染土、汚染土を意味する。
【００１５】
また本明細書中において固化処理とは、水分を多量に含む泥土に、泥土固化処理剤を加えることにより、泥土の固化状態を保持し、泥土からの水分が分離、漏出しないようにする処理を意味する。
【００１６】
使用する高分子凝集剤としては、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤の何れも使用可能である。但し、人体や環境への悪影響がより軽微であるという観点から、アニオン系高分子凝集剤を使用することが好ましい。より具体的には、アニオン性のアクリルアミド系高分子凝集剤を使用するのが好ましい。
【００１７】
泥土固化処理剤中に高分子凝集剤を含有することにより、速やかに泥土を固化処理することが可能になるとともに、泥土の土粒子を糸で絡め取るような形で団粒化を促すことができる。また、固化処理後の固化泥土における保水力を向上させ、水分の漏出を抑制することができる。
【００１８】
また本発明の泥土固化処理剤は、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含有する。アルミン酸ソーダ及びソーダ灰を泥土固化処理剤に含有することにより、固化処理時間を著しく短縮することができる。また、通常は泥土固化処理剤に高分子凝集剤を使用すれば、粒度の大きい砂質の泥土に対しては、固化処理の効果を発揮しづらくなる。しかし、泥土固化処理剤にアルミン酸ソーダ及びソーダ灰を含むことにより、粒度の大きい砂質の泥土に対しても、十分な固化処理の効果を発揮することが可能となる。
【００１９】
本発明の泥土固化処理剤の使用量については特に限定はなく、固化する泥土の含水率や泥土の組成に応じ、適宜調整する。但し具体的には、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰の使用量は、固化処理対象の泥土１００質量部に対して、前記３成分の合計で０．２〜１．８質量部とするのが好ましく、０．３〜１．２質量部とするのがより好ましい。
【００２０】
泥土固化処理剤中に含まれる高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰の組成比としては、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰の合計１００質量％中、高分子凝集剤が８〜３８質量％、アルミン酸ソーダが２８〜５８質量％、ソーダ灰が３４〜６４質量％の割合が好ましい。かかる数値範囲とすることにより、固化処理後の固化泥土における保水力を向上させ、泥土の固化保持力をより高めることが可能となる。
【００２１】
上記した高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ、及びソーダ灰に加えて、ペーパースラッジ焼却灰（以下、ＰＳ灰という。）を加えることが好ましい。ＰＳ灰は、製紙業における廃棄物ペーパースラッジを焼却処理して得られるものであり、主にシリカ、酸化カルシウムを含有し、乾燥状態の良いものは優れた吸水性及び吸湿性を有する。
【００２２】
本発明の泥土固化処理剤における主剤である高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ及びソーダ灰の使用量は、固化処理対象の泥土１００質量部に対して、前記３成分の合計で０．２〜１．０質量部とわずかである。これら３成分に対してＰＳ灰を加えることにより、主剤を希釈・分散させることができる。主剤を構成する３成分は何れも吸湿性に富み、保管中に凝集してしまうおそれがある一方、ＰＳ灰には、主剤の吸湿を防止する乾燥剤としての効果も期待できる。また、ＰＳ灰を含有することにより、主剤３成分のみで泥土固化処理剤を構成した場合に比べ、泥土の団粒化に要する時間を短縮することが可能になる。このように、ＰＳ灰を併せて使用することにより、主剤を構成する３成分の作用を、より効率的に発揮させることが可能となり、主剤を構成する３成分の使用量を低減できる。主剤を構成する３成分は入手の際のコストがかさむ半面、ＰＳ灰は比較的安価に入手可能であるため、ＰＳ灰を併せて使用することにより、コスト面で優れる。
【００２３】
ＰＳ灰の使用量としては、前記高分子凝集剤、前記アルミン酸ソーダ及び前記ソーダ灰の合計質量（ＭＡ）と、前記ＰＳ灰の質量（ＭＢ）が、ＭＡ：ＭＢ＝１：１〜１：４となることが好ましい。かかる構成により、固化処理後の固化泥土における保水力を向上させ、水分の漏出を抑制することができる。
【００２４】
以上の構成を有する泥土固化処理剤は、固化対象の泥土に対してなるべく均一になるように分散させることで、泥土を短時間で固化し、さらにその固化保持力を高めることができる。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００２７】
（実施例及び比較例）
下記表１の組成に基づき、各実施例及び比較例の泥土固化処理剤を作製した。例えば、実施例１については、質量比で高分子凝集剤：アルミン酸ソーダ：ソーダ灰＝２：３：５で配合した泥土固化処理剤を得た。その他の実施例及び比較例についても、下記表１にある配合により、作製した。尚、高分子凝集剤としては、アニオン系高分子凝集剤（ＢＡＳＦ社製、品番：Ｚｅｔａｇ４１２５）、アルミン酸ソーダ(北陸化成工業所製、キタクリート１００)、ソーダ灰(トクヤマ製，ソーダ灰ライト)を使用した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
（モルタルフロー試験）
テーブルにより加える落下振動回数を５０回とした以外は、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠してモルタルフロー試験を実施することにより、各実施例及び比較例の泥土固化処理剤を使用した場合の固化処理力及び水分保持力について検討した。模擬セメント排泥は、豊浦砂（豊浦硅石鉱業製）３６２．６ｇに普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント製）１０１．９ｇを加え、人工海水２３２．２ｇを使用直前に配合することにより得た。尚、人工海水１ｋｇの組成は、下記表２に示した通りである。得られた模擬セメント排泥を、上面直径７０ｍｍ、底面直径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのフローコーン（型枠）に詰めたものを用意した。模擬セメント排泥をフローコーンに詰めた後、１０分、１５分、３０分、及び６０分後のタイムポイントにおいて、フローコーンに詰められた模擬セメント排泥をモルタルフロー試験器（西日本試験機製、品番Ｃ２０６）のテーブルに載せ、フローコーンを外した。そしてテーブルを振幅１ｃｍ、１回／秒の条件で５０回、振動させ、テーブル上に広がった模擬セメント排泥の直径を測定した。測定した直径が１５０ｍｍ以下の場合に、泥土固化処理能力が十分であると判断した。測定は、各実施例及び比較例について、各タイムポイント用の模擬セメント排泥を、３サンプルずつ用意して行った。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
（凝結時間検討試験）
各実施例及び比較例について、模擬セメント排泥が凝結するまでの時間を検討した。凝結時間は、模擬セメント排泥が団粒化するまでの時間であり、より具体的には、泥土固化処理剤の添加・混合開始後に模擬セメント排泥の流動性が低下して模擬セメント排泥の表面が速やかに水平に戻らなくなる現象が確認されるまでの時間であると定義した。各実施例及び比較例について３回ずつ評価を行い、その平均値を算出した。
【００３２】
（モルタルフロー試験結果）
図１に各実施例及び比較例により固化処理を施した模擬セメント排泥の広がりを測定した結果を示す。尚、グラフ上のデータは全て平均値±標準誤差で表示した。高分子凝集剤を含有しない比較例１の泥土固化処理剤を使用した場合、測定を行った全てのタイムポイントにおいて模擬セメント排泥の団粒化が発生することなくテーブル上に広がってしまい、測定不能であった。図１に示したように、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ、及びソーダ灰の３成分全てを含有する実施例１及び２の泥土固化処理剤で固化処理した模擬セメント排泥は、測定を行った全てのタイムポイントにおいて、テーブル上に広がった模擬セメント排泥の直径（フロー値）が１５０ｍｍ以下と測定され、十分な泥土固化処理能力を有することが確認された。特にＰＳ灰を含有する実施例２の泥土固化処理剤は、ＰＳ灰を含有しない実施例１の泥土固化処理剤に比べて、少量の高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ、及びソーダ灰の使用で実施例１の泥土固化処理剤と同等レベルの泥土固化処理能力を有することが確認された。一方で、高分子凝集剤、アルミン酸ソーダ、及びソーダ灰の３成分の何れかを含有しない比較例１〜３の泥土固化処理剤においては、泥土の団粒化すら確認できなかったり、フロー値が１５０ｍｍ以上になったりして、泥土固化処理剤として充分な性能を有していないことが確認された。
【００３３】
（凝結時間検討試験結果）
表３に示したように、実施例の泥土固化処理剤は、比較例の泥土固化処理剤に比べて短時間で模擬セメント排泥を固化処理可能であることが確認できた。
【００３４】
【表３】
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【図１】
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