(57)【要約】【課題】セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーを用いて、地盤改良工事を行う場合において、地盤改良土（固化処理後の被処理土）の例えば材齢２８日の強度発現性を、簡易にかつ短時間（例えば、３日間）で予測することができる方法を提供する。【解決手段】  セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢における積算発熱量を算出する積算発熱量算出工程、及び、上記積算発熱量の値に基いて、上記所定の材齢よりも後の材齢における、上記固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測する強度発現性予測工程を含む、地盤改良土の強度発現性の予測方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢における積算発熱量を算出する積算発熱量算出工程、及び、
上記積算発熱量の値に基いて、上記所定の材齢よりも後の材齢における、上記固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測する強度発現性予測工程、
を含むことを特徴とする地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【請求項２】
上記積算発熱量算出工程における上記所定の材齢が、１〜５日であり、かつ、上記強度発現性予測工程における上記所定の材齢よりも後の材齢が、７日以上である、請求項１に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【請求項３】
上記セメント混和剤を含まない以外は上記固化材スラリーと同じ材料組成を有する対照用スラリーについて、上記積算発熱量算出工程と同様にして、上記積算発熱量を算出し、得られた値を基準値として定める基準値算出工程を含み、かつ、
上記強度発現性予測工程において、上記固化材スラリーについて得られた上記積算発熱量（Ａ）と、上記対照用スラリーについて得られた上記基準値（Ｂ）との比（（Ａ）／（Ｂ）×１００（％））が、予め定めた値以上である場合に、上記強度発現性が良好であると予測する、請求項１又は２に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【請求項４】
上記比についての上記予め定めた値が、２０〜１００％の範囲内で定めた値である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【請求項５】
上記セメント混和剤が、オキシカルボン酸系の混和剤、ポリオキシカルボン酸系の混和剤、リグニンスルホン酸系の混和剤、ナフタレンスルホン酸系の混和剤、メラミンスルホン酸系の混和剤、アミノ酸系の混和剤、ポリオール系の混和剤、水溶性高分子系の混和剤、及び、ポリアクリルアミド系の混和剤からなる群より選ばれる一種以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良土の強度発現性の予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減水剤等のセメント混和剤の過剰な添加によって、凝結遅延が起こり、硬化後の目標強度（初期強度）が得られないという問題が生じうることが、知られている（例えば、特許文献１の段落０００３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セメント系固化材を用いて軟弱地盤を固化処理して改良するなどの地盤改良工事において、被処理土の強度発現性の調整等を目的として、セメント混和剤（例えば、遅延剤、ＡＥ減水剤等）を用いることがある。
しかし、セメント混和剤の主成分の種類によっては、セメント混和剤を過剰な量で用いると、例えば、材齢２８日の被処理土の一軸圧縮強さが、目標とする値を大きく下回るなどの、強度発現性の問題が生じることがある。
この問題に対処するためには、例えば、被処理土のサンプル、及び、使用予定量のセメント混和剤を用いて、実際に、被処理土の固化処理物を作製し、この固化処理物について、例えば、材齢２８日の被処理土の一軸圧縮強さを測定すれば、強度発現性の良否を確認することができる。
しかし、この場合、強度発現性の良否の確認のために、２８日間を要することになる。
本発明の目的は、セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーを用いて、地盤改良工事を行う場合において、地盤改良土（固化処理後の被処理土）の例えば材齢２８日の強度発現性を、簡易にかつ短時間（例えば、３日間）で予測することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢における積算発熱量を算出した後、該積算発熱量の値に基いて、上記所定の材齢よりも後の材齢における、固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測するという方法によれば、前記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］  セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢における積算発熱量を算出する積算発熱量算出工程、及び、上記積算発熱量の値に基いて、上記所定の材齢よりも後の材齢における、上記固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測する強度発現性予測工程、を含むことを特徴とする地盤改良土の強度発現性の予測方法。
［２］  上記積算発熱量算出工程における上記所定の材齢が、１〜５日であり、かつ、上記強度発現性予測工程における上記所定の材齢よりも後の材齢が、７日以上である、前記［１］に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
［３］  上記セメント混和剤を含まない以外は上記固化材スラリーと同じ材料組成を有する対照用スラリーについて、上記積算発熱量算出工程と同様にして、上記積算発熱量を算出し、得られた値を基準値として定める基準値算出工程を含み、かつ、上記強度発現性予測工程において、上記固化材スラリーについて得られた上記積算発熱量（Ａ）と、上記対照用スラリーについて得られた上記基準値（Ｂ）との比（（Ａ）／（Ｂ）×１００（％））が、予め定めた値以上である場合に、上記強度発現性が良好であると予測する、前記［１］又は［２］に記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
［４］  上記比についての上記予め定めた値が、２０〜１００％の範囲内で定めた値である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
［５］  上記セメント混和剤が、オキシカルボン酸系の混和剤、ポリオキシカルボン酸系の混和剤、リグニンスルホン酸系の混和剤、ナフタレンスルホン酸系の混和剤、メラミンスルホン酸系の混和剤、アミノ酸系の混和剤、ポリオール系の混和剤、水溶性高分子系の混和剤、及び、ポリアクリルアミド系の混和剤からなる群より選ばれる一種以上である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の地盤改良土の強度発現性の予測方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、セメント系固化材、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーを用いて、地盤改良工事を行う場合において、地盤改良土（固化処理後の被処理土）の例えば材齢２８日の強度発現性を、簡易にかつ短時間（例えば、３日間）で予測することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の地盤改良土の強度発現性の予測方法は、（ａ）セメント系固化材（例えば、セメント及び他の有効成分を含むもの）、及び、セメント混和剤（例えば、凝結遅延剤、高性能ＡＥ減水剤等）、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢（例えば、３日）における積算発熱量を算出する積算発熱量算出工程、及び、（ｂ）上記積算発熱量の値に基いて、上記所定の材齢よりも後の材齢（例えば、７〜２８日）における、上記固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測する強度発現性予測工程、を含むものである。
以下、工程毎に詳しく説明する。
【０００９】
［工程（ａ）：積算発熱量算出工程］
工程（ａ）は、セメント系固化材、及び、セメント混和剤、及び水を含む固化材スラリーについて、水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計を用いて、所定の材齢における積算発熱量を算出する工程である。
セメント系固化材の例としては、セメント及び他の有効成分を含むものや、セメント・石灰複合系固化材等が挙げられる。
ここで、他の有効成分の例としては、高炉スラグ微粉末、石灰石粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石膏粉末等が挙げられる。
【００１０】
セメント混和剤としては、凝結遅延剤、高性能ＡＥ減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、減水剤、流動化剤、増粘剤等が挙げられる。
ここで、凝結遅延剤としては、オキシカルボン酸系凝結遅延剤、リグニンスルホン酸系凝結遅延剤、糖類やセルロース誘導体等の水溶性高分子からなる凝結遅延剤等が挙げられる。
高性能ＡＥ減水剤としては、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、ナフタリン系高性能ＡＥ減水剤、アミノスルホン酸系高性能ＡＥ減水剤、メラミン系高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。
高性能減水剤としては、ナフタリンスルホン酸系高性能減水剤、メラミンスルホン酸系高性能減水剤、ポリカルボン酸系高性能減水剤等が挙げられる。
【００１１】
ＡＥ減水剤としては、リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤、オキシカルボン酸系ＡＥ減水剤、ポリオール系ＡＥ減水剤、ポリオキシエチレンアリルエーテル誘導体、アルキルアリルスルホン酸系ＡＥ減水剤等が挙げられる。
減水剤としては、リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤、オキシカルボン酸系ＡＥ減水剤、ポリオール系ＡＥ減水剤、ポリオキシエチレンアリルエーテル誘導体系ＡＥ減水剤、アルキルアリルスルホン酸系ＡＥ減水剤等が挙げられる。
流動化剤としては、ナフタレンスルホン酸系流動化剤、メラミンスルホン酸系流動化剤、ポリカルボン酸系流動化剤、ポリスチレンスルホン酸系流動化剤等が挙げられる。
増粘剤としては、セルロース系増粘剤、ポリアクリルアミド系増粘剤、アミノ酸系増粘剤、バイオポリマー系増粘剤等が挙げられる。
【００１２】
水和反応熱の経時変化を検出可能な熱量計としては、材齢初期のセメント含有スラリーの水和反応熱を測定しうるものであればよく、各種のセメント水和熱測定用の伝導熱量計等が挙げられる。
積算発熱量の算出時の所定の材齢は、地盤改良土の強度発現性の予測の精度を高める観点からは、好ましくは１日以上、より好ましくは２日以上、特に好ましくは３日以上である。
該所定の材齢は、短時間で予測するという本発明の効果の観点からは、好ましくは５日以内、より好ましくは４日以内、特に好ましくは３日以内である。
【００１３】
［工程（ｂ）：強度発現性予測工程］
工程（ｂ）は、工程（ａ）で得られた積算発熱量の値に基いて、工程（ａ）における積算発熱量の算出時の材齢（工程（ａ）における所定の材齢）よりも後の材齢（以下、予測対象材齢ともいう。）における、固化材スラリーを用いた固化処理後の地盤改良土の強度発現性を予測する工程である。
ここで、予測対象材齢は、積算発熱量の算出時の材齢（工程（ａ）における所定の材齢）よりも後の材齢における強度発現性を予測しうるという利点を十分に得る観点からは、好ましくは７日以上、より好ましくは１４日以上、さらに好ましくは２１日以上、特に好ましくは２８日以上である。
該予測対象材齢は、強度発現性の予測の必要性の大きさの観点からは、好ましくは９１日以内、より好ましくは５６日以内、特に好ましくは３５日以内である。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態の一例としては、上述の工程（ａ）〜（ｂ）に加えて、（ｃ）セメント混和剤を含まない以外は工程（ａ）の固化材スラリーと同じ材料組成を有する対照用スラリーについて、工程（ａ）（積算発熱量算出工程）と同様にして、積算発熱量を算出し、得られた値を基準値として定める基準値算出工程、を含み、かつ、工程（ｂ）（強度発現性予測工程）において、工程（ａ）の固化材スラリーについて得られた積算発熱量（Ａ）と、工程（ｃ）の対照用スラリーについて得られた上記基準値（Ｂ）との比（（Ａ）／（Ｂ）×１００（％））が、予め定めた値以上である場合に、強度発現性が良好であると予測する方法が挙げられる。
ここで、（Ａ）／（Ｂ）×１００（％）の値は、好ましくは、２０〜１００％の範囲内、より好ましくは、２５〜８０％の範囲内、さらに好ましくは、３０〜６０％の範囲内、特に好ましくは、３５〜５０％の範囲内で定めた値である。
該値が２０％以上であれば、良好な強度発現性が得られる確率（本発明の予測の信頼性）を、より高めることができる。該値が１００％以下であれば、良好と評価されるための基準が過度に厳し過ぎず、本発明の方法をより適正に実施することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例に基いて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
［実験例１〜９］
（１）対象土
対象土として、表１に示すものを用いた。
（２）セメント系固化材
セメント系固化材として、特殊土用固化材（太平洋セメント社製、商品名：ジオセット２００）を用いた。この固化材は、セメント、硫酸塩等を含むものである。
（３）セメント混和剤
セメント混和剤として、表２に示すものを用いた。
表２中の「オキシカルボン酸」、「ポリカルボン酸」、「リグニンスルホン酸」は、各々、以下のセメント混和剤を表す。
オキシカルボン酸：地盤改良用のオキシカルボン酸系凝結遅延剤（ＢＡＳＦジャパン社製、商品名：レオソイル３００Ｋ）
ポリカルボン酸：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（ＢＡＳＦジャパン社製、商品名：マスターグレニウムＳＰ８ＳＶ）
リグニンスルホン酸：リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤（ＢＡＳＦジャパン社製、商品名：ポゾリスＮｏ．７０）
（４）固化材ペーストの調製
表２に示す配合で、セメント系固化材、セメント混和剤、及び純水からなる固化材ペーストを調製した。
【００１６】
（５）積算発熱量の算出
前記（４）で調製した固化材ペーストについて、微小熱量計（東京理工社製、商品名「ＭＭＣ−５１１Ｃ６」）を用いて、材齢３日（７２時間）までの水和発熱速度を測定し、その測定結果に基いて、材齢３日の時点における積算発熱量（Ｊ／時間（ｈｒ））を算出した。測定時の室温は２０℃であった。
（６）材齢２８日の一軸圧縮強さの測定
表２に示すとおり、対象土に対して、対象土１ｍ３当たり３００ｋｇの量のセメント系固化材を、水／セメント系固化材の比が１００質量％であるスラリー（ただし、スラリー中の水の一部を表２に示す割合でセメント混和剤と置換した。）として添加して、ソイルミキサ内にて混合し、混合物を得た。この混合物を用いて、ＪＧＳ−０８２１に規定する「安定処理土の締固めをしない供試体作製方法」に準じて、供試体を作製した。次いで、この供試体を封緘養生（２０℃、７０％相対湿度）して、模擬の地盤改良土を得た。
得られた模擬の地盤改良土について、「ＪＩＳ  Ａ  １２１６：２００９」（土の一軸圧縮試験方法）に規定されている方法を用いて、材齢２８日の一軸圧縮強さ（ｋＮ／ｍ２）を測定した。
【００１７】
［対照実験例］
セメント混和剤を用いない以外は実験例１と同様にして、実験した。
以上の結果を表２に示す。
【００１８】
【表１】
2019178597.tif 000002
【００１９】
【表２】
2019178597.tif 000003
【００２０】
表２から、以下のことがわかる。
対照実験例における材齢３日の積算発熱量（１７５Ｊ／ｈｒ）を基準値（１００％）とした場合、実験例１、４〜７では、材齢３日の積算発熱量が、この基準値（１００％）に対する比で３５％以上であるため、材齢２８日の一軸圧縮強さとして、対照実験例の値（１６１０ｋＮ／ｍ２）を超える値（１６３０〜１８７０ｋＮ／ｍ２）を得ている。
一方、実験例２〜３、８〜９では、材齢３日の積算発熱量が、この基準値（１００％）に対する比で３５％を下回るため、材齢２８日の一軸圧縮強さとして、対照実験例の値（１６１０ｋＮ／ｍ２）よりも小さな値（８９１〜１３８０ｋＮ／ｍ２）を得ている。
このことから、材齢３日の積算発熱量が、基準値（１００％）に対する比で３５％以上であるか否かによって、強度発現性の良否（材齢２８日の一軸圧縮強さが大きいか否か）を予測しうることがわかる