(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ｂ１）の条件で蒸気養生した砂防ソイルセメントの圧縮強度が、下記（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、および（Ｃ）の工程を経て採択した判定値以上の場合に、砂防施設の構築現場で作製する砂防ソイルセメントの圧縮強度が、目標強度以上であると判定する、砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法。
（Ａ）試料土単独または試料土と改良材の混合物のいずれかと、水、および固化材を、少なくとも混合して砂防ソイルセメント未硬化物を調製する、砂防ソイルセメント未硬化物の調製工程
（Ｂ１）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、３０〜６０℃で３〜４０時間、蒸気養生して蒸気養生供試体を作製する、蒸気養生供試体の作製工程
（Ｂ２）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、標準養生して標準養生供試体を作製する、標準養生供試体の作製工程
（Ｃ）前記蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度を測定して、該圧縮強度の回帰直線を求め、該回帰直線と、標準養生供試体の目標圧縮強度上の垂線との交点が示す蒸気養生供試体の圧縮強度を判定値として採択する、判定値の採択工程
【請求項２】
請求項１に記載の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を用いた砂防ソイルセメントの製造方法であって、少なくとも下記（１）〜（５）の工程を含む、砂防ソイルセメントの製造方法。
（１）現場の試料土を用いて、事前に配合試験を実施して示方配合を決定する工程
（２）前記配合試験において、請求項１に記載の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を並行して実施し判定値を採択する工程
（３）現場の施工で使用すると想定される土砂と前記示方配合を用いて、請求項１に記載の（Ｂ１）工程によって蒸気養生供試体を作製し、圧縮強度を測定する工程
（４）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値以上であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足するとして、該示方配合を用いて砂防ソイルセメントを製造する工程
（５）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値未満であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足しないとして、前記示方配合中の固化材および/または改良材を増量して、砂防ソイルセメントを製造する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂防ソイルセメントの強度が目標強度以上か否かを、早期に判定する方法等に関する。ここで、前記砂防ソイルセメントとは、土砂、固化材、および水を少なくとも含む改良土（土構造物）を云う。また、本発明では、未硬化の砂防ソイルセメントを、砂防ソイルセメント未硬化物と云う。
【背景技術】
【０００２】
砂防ソイルセメント工法は、砂防施設の構築現場で発生する掘削土砂等の現地発生土砂などに、セメントと水を混合して砂防施設を構築する工法であり、砂防施設の構築現地で発生する土砂を有効活用できる点で有用な工法である。しかし、該工法では、用いる土砂の含水比、粒度、用いる土砂に含まれる有機成分、気象条件、および施工条件等が、砂防ソイルセメントの強度発現性に大きく影響する。そのため、代表的な現地発生土砂を用いた室内配合試験により、構築現場で用いる示方配合を決定しても、実際の現場では、砂防ソイルセメントの強度が、当初設定した目標強度を下回る場合がある。この場合、砂防施設の構築工事を再度やり直すことになり、工期が延長し、また構築コストが増加する。
そこで、砂防ソイルセメントの強度を、早期に判定する方法が望まれる。
【０００３】
従来、硬化体の強度を早期に判定する方法が種々提案されている。
例えば、特許文献１では、地盤改良工法における改良土の供試体を作製し、この供試体に温水による短期間の促進養生を施した後、供試体の強度を求め、予め求めておいた関係式を用いて促進養生後の供試体の強度から、通常期間養生後の供試体強度を推定する方法が提案されている。
また、特許文献２では、蒸気養生を２０℃標準養生に換算した有効材齢ｔ(日)における圧縮強度(ｆｔ)を示す下記式において、有効材齢５日未満と有効材齢５日以上に分けて、ａ、ｂを特定の範囲に定めて圧縮強度を予測する方法が提案されている。
ｆｔ = ａ×ｔｂ＋ｃ
ただし、式中、ｆｔは圧縮強度、ａは強度発現係数、ｔｂは有効材齢に基づく材齢関数、ｂは材齢関数の係数、ｃは骨材の種類に拠り決定される補正係数である。
これらの方法は促進養生を用いる点で共通するが、砂防ソイルセメントの強度を判定する方法ではないため、砂防ソイルセメントの強度を判定するには充分とは云えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４６７６８号公報
【特許文献２】特開２０１８−１２８４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、砂防ソイルセメントの強度が目標強度以上か否かを、早期に精度よく判定する方法等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】
そこで、本発明者らは、前記課題の解決手段を種々検討した結果、下記［１］の構成からなる砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法は、前記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記の構成を有する砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法等である。
【０００７】
［１］下記（Ｂ１）の条件で蒸気養生した砂防ソイルセメントの圧縮強度が、下記（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、および（Ｃ）の工程を経て採択した判定値以上の場合に、砂防施設の構築現場で作製する砂防ソイルセメントの圧縮強度が、目標強度以上であると判定する、砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法。
（Ａ）試料土単独または試料土と改良材の混合物のいずれかと、水、および固化材を、少なくとも混合して砂防ソイルセメント未硬化物を調製する、砂防ソイルセメント未硬化物の調製工程
（Ｂ１）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、３０〜６０℃で３〜４０時間、蒸気養生して蒸気養生供試体を作製する、蒸気養生供試体の作製工程
（Ｂ２）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、標準養生して標準養生供試体を作製する、標準養生供試体の作製工程
（Ｃ）前記蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度を測定して、該圧縮強度の回帰直線を求め、該回帰直線と、標準養生供試体の目標圧縮強度上の垂線との交点が示す蒸気養生供試体の圧縮強度を判定値として採択する、判定値の採択工程
［２］前記［１］に記載の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を用いた砂防ソイルセメントの製造方法であって、少なくとも下記（１）〜（５）の工程を含む、砂防ソイルセメントの製造方法。
（１）現場の試料土を用いて、事前に配合試験を実施して示方配合を決定する工程
（２）前記配合試験において、前記［１］に記載の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を並行して実施し判定値を採択する工程
（３）現場の施工で使用すると想定される土砂と前記示方配合を用いて、前記［１］に記載の（Ｂ１）工程によって蒸気養生供試体を作製し、圧縮強度を測定する工程
（４）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値以上であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足するとして、該示方配合を用いて砂防ソイルセメントを製造する工程
（５）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値未満であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足しないとして、前記示方配合中の固化材および/または改良材を増量して、砂防ソイルセメントを製造する工程
【発明の効果】
【０００８】
本発明の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法によれば、砂防ソイルセメントの強度が目標強度以上か否かを、早期に精度よく判定できる。また、施工の確実性が増すとともに、再施工となる可能性がないため工期延長による構築コストの増加も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】３０℃で３時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図２】３０℃で５時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮をプロットした図である。
【図３】３０℃で２４時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図４】３０℃で４０時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図５】６０℃で３時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図６】６０℃で４０時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図７】２５℃で４０時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図８】６０℃で２時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【図９】７０℃で３時間、蒸気養生して作製した蒸気養生供試体の圧縮強度と、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、前記（Ｂ１）の条件で蒸気養生した砂防ソイルセメントの圧縮強度が、前記（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、および（Ｃ）の工程を経て採択した判定値以上の場合に、砂防施設の構築現場で作製する砂防ソイルセメントの圧縮強度が、目標強度以上であると判定する、砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法等である。
以下、本発明について、砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法と、砂防ソイルセメントの製造方法に分けて詳細に説明する。
【００１１】
１．砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法
（Ａ）の工程
該工程は、試料土単独または試料土と改良材の混合物のいずれかと、水、および固化材を、少なくとも混合して砂防ソイルセメント未硬化物を調製する工程である。
（１）試料土
前記試料土は、判定の精度を高めるため、好ましくは砂防施設の構築現場で発生する土砂を用いる。ただし、該土砂の物理化学的性質によっては、十分な強度が得られない場合があり、この場合は強度の向上を目的として、試料土に改良材を混合する。改良材は、クラッシャーランまたはその再生材、製鋼スラグ、粒度調整砕石またはその再生材、およびコンクリート用骨材から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記試料土の含有率は、試料土と改良材の合計を１００体積％として、好ましくは２０〜１００体積％である。試料土の混合割合が２０体積％未満では、試料土が少ないため、現場発生土の有効利用の観点から好ましくない。なお、試料土の含有率は、より好ましくは５０〜１００体積％、さらに好ましくは７０〜１００体積％、特に好ましくは１００体積％である。
（２）水
本発明において、砂防ソイルセメントは、砂防ソイルセメントの強度がピークになる含水比の水を含む。一般に、含水比が低すぎると、固化材の水和反応が不充分になることに加え、締固め密度も低くなるため、砂防ソイルセメントの強度は低い。また、含水比が高すぎても締固め密度が低くなるため、砂防ソイルセメントの強度は低い。したがって、強度がピークになる含水比が存在し、このピークの強度（最高強度）が得られる含水比の±５％の範囲になるように加水する。含水比がピーク強度の含水比の±５％の範囲内なら、実用的な範囲でピーク強度を維持できる。
（３）固化材
前記固化材は、セメント単独、セメントを母材として含むセメント系固化材、石灰を母材として含む石灰系固化材、および、セメント・石灰複合系固化材から選ばれる１種以上である。また、前記固化材の混合量は、砂防ソイルセメント１ｍ３あたり、好ましくは５０〜２５０ｋｇである。該混合量が５０ｋｇ未満では、砂防ソイルセメントの強度が低く、２５０ｋｇを超えると強度が飽和するとともに、コスト高になる。なお、固化材の混合量は、砂防ソイルセメント１ｍ３あたり、より好ましくは７０〜２００ｋｇ、さらに好ましくは１００〜１５０ｋｇである。
【００１２】
（Ｂ１）の工程
該工程は、前記砂防ソイルセメント未硬化物を、３０〜６０℃で３〜４０時間、蒸気養生して蒸気養生供試体を作製する工程である。また、蒸気養生温度が３０〜６０℃で、蒸気養生時間が３〜４０時間であれば、後掲の図１〜６に示すように、蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度をプロットして求めた、蒸気養生供試体の圧縮強度の判定値から、砂防ソイルセメントの強度を精度よく判定できる。
【００１３】
（Ｂ２）の工程
該工程は、前記砂防ソイルセメント未硬化物を、標準養生して標準養生供試体を作製する工程である。標準養生の条件は、砂防施設の構築現地の気候に近い条件が好ましいが、特に限定されず、例えば、２０℃で１日、湿空養生した後に脱型し、さらに２０℃の水中で材齢７〜２８日まで養生する方法が挙げられる。
【００１４】
（Ｃ）工程
前記蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度を測定して、該圧縮強度の回帰直線を求め、該回帰直線と、標準養生供試体の目標圧縮強度上の垂線との交点が示す蒸気養生供試体の圧縮強度を判定値として採択する工程である。
【００１５】
２．砂防ソイルセメントの製造方法
本発明の砂防ソイルセメントの製造方法は、本発明の砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を用いた砂防ソイルセメントの製造方法であって、少なくとも下記（１）〜（５）の工程を含むものである。
（１）現場の試料土を用いて、事前に配合試験を実施して示方配合を決定する工程
（２）前記配合試験において、前記砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法を並行して実施し判定値を採択する工程
（３）現場の施工で使用すると想定される土砂と前記示方配合を用いて、前記（Ｂ１）工程によって蒸気養生供試体を作製し、圧縮強度を測定する工程
（４）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値以上であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足するとして、該示方配合を用いて砂防ソイルセメントを製造する工程
（５）前記（３）工程で測定した圧縮強度が、前記（２）工程で採択した判定値未満であれば、該示方配合が現場において目標強度を満足しないとして、前記示方配合中の固化材および/または改良材を増量して、砂防ソイルセメントを製造する工程
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は該実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）試料土
Ａ：広島県産の粘性土混じり砂で、細粒分含有率が１７．９質量％である。
Ｂ：広島県産の粘性土混じり砂レキで、細粒分含有率が１１．６質量％である。
Ｃ：広島県産の粘性土混じり砂レキで、細粒分含有率が１３．６質量％である。
Ｄ：広島県産の粘性土混じりレキで、細粒分含有率が１３．９質量％である。
（２）高炉セメントＢ種
太平洋セメント社製である。
（３）水道水
【００１７】
２．供試体の作製
表１に示すＡ〜Ｄの試料土を１５〜２０℃の室内で１８時間曝気（風乾）した後、表１に示す単位セメント量および含水比になるように、該試料土にセメントと水を添加して、公転速度が６２ｒｐｍ、自転速度が１４０ｒｐｍのホバートミキサで混練し、混練物（砂防ソイルセメント未硬化物）を得た。次に、セメント協会標準試験方法（ＪＣＡＳ  Ｌ−０１）に準拠して、該混練物を、内径が５ｃｍ、高さが１０ｃｍの成型モールドに投入して、成型体を得た。
次に、前記成型体を、表２に示す養生温度および養生時間で蒸気養生して、蒸気養生供試体を作製した。また、前記成型体を、２０℃で２４時間、湿空養生した後、さらに２０℃の水中で材齢２８時間まで標準養生して、標準養生供試体を作製した。
【００１８】
【表１】
0006601830.tif 000002
【００１９】
３．供試体の一軸圧縮強度の測定と作図
前記蒸気養生供試体および標準養生供試体を用いて、ＪＩＳ  Ａ  １１０８−２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠し、圧縮強度を測定した。測定した蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度をプロットした図を図１〜９に示す。
【００２０】
４．判定について
標準養生供試体の材齢２８日における目標強度を４．５Ｎ／ｍｍ２と設定して、図１〜９の横軸（標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度の軸）の４．５Ｎ／ｍｍ２の位置に垂線を描いた場合、この垂線とプロット群の回帰直線との交点が示す蒸気養生供試体の圧縮強度の値（前記交点を通り、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度の軸に平行に引いた線が示す、蒸気養生供試体の圧縮強度の値）を判定値として採択する。そして、蒸気養生供試体の圧縮強度が判定値以上となる配合を用いれば、砂防施設の構築現場で作製する該配合の砂防ソイルセメントの強度は現場目標強度（一般的には３Ｎ/ｍｍ2）以上であると判定する。
以下、図１を用いて説明する。図１の第１象限にある点は、蒸気養生供試体の強度が判定値（０．４６Ｎ／ｍｍ２）以上であれば、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度が目標強度以上になることを示している。また、図１の第３象限にある点は、蒸気養生供試体の強度が判定値未満であれば、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度が目標強度未満になることを示している。したがって、図１の第１象限および第３象限にある点は、砂防ソイルセメントの強度が目標強度以上であるか否かを、早期に精度よく判定することができる。また、決定係数が高い程、この判定精度は高い。
これに対し、図１の第２象限にある点は、蒸気養生供試体の強度が判定値以上であっても、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度が目標強度未満であるから、判定の精度は低い。また、図１の第４象限にある点は、蒸気養生供試体の強度が判定値未満であっても、標準養生供試体の材齢２８日の圧縮強度が目標強度以上であるから、判定の精度は低い。
第２象限および第４象限にある点の個数が全体の２０％以上で、かつ、決定係数が０．５００以下を、実用上、判定精度が低いため、比較例にした。その結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
0006601830.tif 000003
【００２２】
表２、および図１〜６から、蒸気養生温度が３０〜６０℃で、蒸気養生時間が３〜４０時間であれば、蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度をプロットして求めた、蒸気養生供試体の圧縮強度の判定値から、示方配合の妥当性および現場に構築する砂防ソイルセメントの強度を早期にかつ精度よく判定することができる。
【要約】
【課題】本発明は、砂防ソイルセメントの強度が目標強度以上であるか否かを、早期に精度よく判定する方法を提供する。
【解決手段】本発明は、下記（Ｂ１）の条件で蒸気養生した砂防ソイルセメントの圧縮強度が、下記（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、および（Ｃ）の工程を経て採択した判定値以上である場合に、砂防施設の構築現場で作製する砂防ソイルセメントの圧縮強度が、目標強度以上であると判定する、砂防ソイルセメントの強度の早期判定方法である。
（Ａ）試料土単独または試料土と改良材の混合物のいずれかと、水、および固化材を、少なくとも混合して砂防ソイルセメント未硬化物を調製する、砂防ソイルセメント未硬化物の調製工程
（Ｂ１）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、３０〜６０℃で３〜４０時間、蒸気養生して蒸気養生供試体を作製する、蒸気養生供試体の作製工程
（Ｂ２）前記砂防ソイルセメント未硬化物を、標準養生して標準養生供試体を作製する、標準養生供試体の作製工程
（Ｃ）前記蒸気養生供試体および標準養生供試体の圧縮強度を測定して、該圧縮強度の回帰直線を求め、該回帰直線と、標準養生供試体の目標圧縮強度上の垂線との交点が示す蒸気養生供試体の圧縮強度を判定値として採択する、判定値の採択工程
【選択図】図４【図１】
0006601830.tif 000004
【図２】
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【図３】
0006601830.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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