(57)【要約】【課題】粘性土から水に溶けない粒状粘土を製造する方法及び粘土質の土地の土質・土壌を改良する方法を提供することにある。また、粒状粘土が有する透水性と泥水を濾過する機能を利用した、泥水浄化槽２や泥水浄化構造物１を提供し、山林や荒れ地などから流れ出す泥流を浄化して、経済的に環境汚染を防止する手段を提供することにある。【解決手段】粘性土とセメントとビースターを混合して一次混合物とし、一次混合物を養生して養生一次混合物とし、養生一次混合物を粉砕して粉砕一次混合物とし、粉砕一次混合物とセメントとビースターを混合して二次混合物とし、二次混合物を養生して養生二次混合物とし、養生二次混合物を粉砕することにより粒状粘土を製造する方法とする。また粒状粘土層５と土粒槽２ａとからなる泥水浄化槽２とする。さらに複数基の泥水浄化槽２と水門３ａを有する水路３とからなる泥水浄化構造物１とする。【選択図】図１
2008120036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性土にセメントと土質改良材を加えて攪拌することにより一次混合物を得る工程と、前記一次混合物を養生することにより養生一次混合物を得る工程と、前記養生一次混合物を粉砕することにより粉砕一次混合物を得る工程と、前記粉砕一次混合物にセメントと土質改良材を加えて攪拌することにより二次混合物を得る工程と、前記二次混合物を養生することにより養生二次混合物を得る工程と、前記養生二次混合物を粉砕する工程とを有することを特徴とする粒状化した粘性土（以下単に「粒状粘土」という。）の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載した方法において一次混合物を得る工程が、粘性土にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ａを得るステップと、前記混合物Ａに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載した方法であって、一次混合物を得る工程において容積１立方メートルの粘性土（以下単に「単位粘性土」という。）あたり４０〜６０ｋｇのセメントを加えることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載した方法において二次混合物を得る工程が、粉砕一次混合物にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ｂを得るステップと、前記混合物Ｂに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載した方法であって、二次混合物を得る工程において単位粘性土あたり８０〜１５０ｋｇのセメントを加えることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載した方法において、土質改良材の希釈液を霧状に噴霧することにより、混合物Ａ若しくは混合物Ｂのいずれか又は混合物Ａ及び混合物Ｂの両方に土質改良材を供給することを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載した方法において、一次混合物を養生する時間が２４〜４８時間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載した方法において、二次混合物を養生する期間が７〜１０日間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載した製造方法により製造した粒状粘土で構成した表層部を有することを特徴とする耕作地又は荒れ地。
【請求項１０】
改良する対象の土地から粘性土を取り出す工程と、請求項１〜請求項８のいずれかに記載した粒状粘土を製造する工程と、前記工程により製造した粒状粘土を前記土地に戻す工程とを有することを特徴とする土質・土壌の改良方法。
【請求項１１】
粒状粘土を収納する土粒槽と、請求項１〜請求項８のいずれかに記載した製造方法により製造した粒状粘土を前記土粒槽の中に層状に積み重ねてなる粒状粘土層とを有することを特徴とする泥水浄化槽。
【請求項１２】
請求項１１に記載した泥水浄化槽であって、水を排出するための排水パイプを設け前記排水パイプの泥水浄化槽側の開口付近に粘土塊であって、請求項１〜請求項８のいずれかに記載した二次混合物の中から取り出した塊にセメントと土質改良剤を塗布して、複数個の塊をまとめて一体化してなる粘土塊を置いたことを特徴とする泥水浄化槽。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載した泥水浄化槽を複数基有し、各泥水浄化槽に泥水を供給する水路と、前記水路に設けた水門とを有することを特徴とする泥水浄化構造物。
【請求項１４】
泥水浄化槽の浄化性能が低下したときに、平面視において粒状粘土層の上面の面積１平方メートルあたり２０〜４０ｋｇのセメントをまく工程と、泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着した層（以下単に「スラリー化層」という。）を攪拌する工程と、さらに土質改良剤を供給しながら前記スラリー化層を攪拌する工程とを有することを特徴とする泥水浄化槽の浄化機能を回復させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は赤土又は粘土などと呼ばれる粘性土を水に溶けない粒状物として製造する方法、粘性土を粒状化して土の流出を防止することにより土質・土壌を改良する方法、及び粒状化した粘性土が透水性と濾過機能を有する特徴を利用した泥水を濾過する設備を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
土質改良剤としてはクエン酸、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどを含有する無機系土質改良剤が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。また入手可能な土質改良剤としては「ジオビースター（登録商標、以下単に「ビースター」という。）」という名称で株式会社田口技術研究所（住所  大阪府堺市草部１１９９）から販売されている土質改良剤がある。
また、特許文献２の段落０００６には「土粒子の粒径が小さくなると粒子の比表面積が大きくなって電気的な力を持つに至り、土粒子同士間に互いに引っ張り合う力が働き、土粒子同士間にカルシウムイオンが入ることができなくなるからである。このように、腐植物を含む土や、粘土粒子のように粒径が小さい土は、強固な固化が困難である」と記載されている。
特許文献２の発明の目的は、段落０００９にあるように「カルシウムイオンを土粒子に直接接触させることが可能な土質・土壌改良剤を提供すること」にある。しかしながら実施例として河川の河床土質を改良した試験例のみを記載しており、０．００５ｍｍ〜００７５ｍｍという細かい粒度を有する粘性土を改良した実施例は記載されていない。
特許文献１、２に相当する土質改良剤であるビースターを使用してその用法・用量に従い、容積１立方メートルの粘性土（以下単に「単位粘性土」という。）あたり１００ｋｇのセメントと１ｋｇのビースターを加えて試験を行ったが、粘性土とセメントが均一に混ざり合うことがなかった。
粘性土とセメントが均一に混ざり合うことなくセメントだけが固まってしまうため、セメントが多い部分は硬く固まり、粘性土が多い部分はぼろぼろに崩れやすい部分となり、硬い部分とぼろぼろの部分が混在する結果となった。
以上の試験の結果得られたものに水を与えたところ粘性土が水に溶けて泥水になってしまい、決して土質・土壌を改良したとは言えない結果しか得られなかった。
【特許文献１】特開昭６１−１３３１４１号公報
【特許文献２】特開２００１−３０３０５６号公報
【０００３】
我が国には赤土などと呼ばれる粘土質の土壌を有する地域が多くある。粘土質の土壌を構成する粘性土は雨滴が当たると容易に分散して水に溶けて泥水になり流出してしまう。粘土質の土壌であっても木や草が生えている場所では、草や木により雨滴が直接土壌に当たる衝撃が緩和されるので、粘性土が流出することを防止する効果はあるが、豪雨が降るたびに大量の粘性土が流出している。
また木や草で全面が覆われていた粘土質の土壌の山林の傾斜面などを開墾して耕作地として使用すると、粘土質の多くの地面が露出して裸地となるため直接雨滴を受けることになり、地表部の粘性土が水に溶けて泥水が流れ出て河川の流域や海洋を汚染する原因となっている。
特に沖縄県では粘性土の流出により、河川流域が汚染されて藻類、水中昆虫類などが減少する問題が発生したり、海岸の珊瑚礁や干潟に粘性土が堆積して海を汚染し、漁業や観光産業への影響が大きくなったことから、沖縄県赤土等流出防止条例を制定して対策を行っているが、依然として粘性土の流出による環境汚染は続いている。
このため粘性土が水に溶けて流れないようにする方法が強く望まれていたが、上記したように従来の土質改良剤を使用してその用法・用量に従い粘性土を固める実験を行ったが成功しなかった。
そこで試行錯誤の実験を繰り返した結果、粘性土を粒状化する方法を発明することができた。本発明により粒状化した粘性土（以下単に「粒状粘土」という。）は水に溶けないため、畑や荒れ地の粘性土を粒状化することにより、耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良することが可能になった。
さらに粒状粘土は透水性を有し、泥水に含まれる粘性土の微粒子を濾過する機能を有することから、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域の粘性土を粒状化して、これを活用した泥水浄化槽を設置して泥水浄化構造物を建造することにより、環境汚染を引き起こす粘性土を利用して環境汚染を防ぐことが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した土質改良剤を使用してその用法・用量に従い試験を行った結果、粘性土とセメントが均一に混ざり合うことがなく、硬い部分とぼろぼろの部分が混在するようなものしかできない問題を解決して、水に溶けない粒状粘土を製造する方法及び粘性土を粒状粘土にすることによる土質・土壌の改良方法を提供することにある。
また、粒状粘土が透水性と濾過機能を有すことを利用した、泥水浄化槽や泥水浄化構造物を提供することにある。
さらに耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良すると共に、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域に、現地で製造した粒状粘土を利用した泥水浄化槽や泥水浄化構造物を設置することにより、経済的に環境汚染を防止する設備と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
粘性土とセメントと土質改良剤と水を混合して一次混合物を得た後に、一次混合物を養生し、養生後の一次混合物を粉砕する。さらに粉砕後の一次混合物とセメントと土地改良剤と水を混合して二次混合物を得た後に、二次混合物を養生し、養生後の二次混合物を再び粉砕することにより粘性土を粒状化する方法とする。
また一次混合物を得る工程が、粘性土にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ａを得るステップと、混合物Ａに水で希釈した土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
また二次混合物を得る工程が、粉砕後の一次混合物にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ｂを得るステップと、混合物Ｂに水で希釈した土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
また粒状粘土を層状に積み重ねてなる粒状粘土層とこれを収納する土粒槽とからなる泥水浄化槽とする。さらに複数基の泥水浄化槽と水門を有する水路とからなる泥水浄化構造物とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により水に溶けない粒状粘土の製造方法及び粘性土を水に溶けない粒状粘土にすることによる土質・土壌の改良方法を提供することができた。
また、本製造方法の発明による粒状粘土が透水性と濾過機能を有すことを利用した、泥水浄化槽や泥水浄化構造物を提供することができた。
さらに耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良すると共に、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域に、現地で製造した粒状粘土を利用した泥水浄化槽や泥水浄化構造物を設置することにより、経済的に環境汚染を防止する装置及び方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
粘性土にセメントと土質改良剤を加えて攪拌することにより一次混合物を得る工程と、一次混合物を養生することにより養生一次混合物を得る工程と、養生一次混合物を粉砕することにより粉砕一次混合物を得る工程と、粉砕一次混合物にセメントと土質改良剤を加えて攪拌することにより二次混合物を得る工程と、二次混合物を養生することにより養生二次混合物を得る工程と、養生二次混合物を粉砕する工程とを有する粒状粘土の製造方法とする。
粘性土にセメント及び土質改良剤を加えて攪拌して混合する一次混合のときに、土質改良剤を適量の水で希釈して供給することが好ましい。セメントと土質改良剤が粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。このようにして得た一次混合物は団子状にまとまった塊の状態になる。
一次混合物を適宜養生することにより、セメントは結晶化して固まるものの弱く結合した程度であって、団子状の塊になった養生一次混合物となる。養生一次混合物を粉砕機で粉砕して０．５〜３ｍｍ程度の粒にして粉砕一次混合物を得る。粉砕一次混合物は、なま乾き状態の混合物の粒である。
粉砕一次混合物にセメント及び土質改良剤を加えて攪拌して混合する二次混合のときに、セメントの量を多くすれば多いほど強度の高い粒状物を得ることができる。このとき土質改良剤を適量の水で希釈して供給することが好ましい。
セメントと土質改良剤が粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。予め一次混合を行って結合の弱い混合物としてあるので二次混合において攪拌するときの抵抗が小さく均一な混合が可能である。このようにして得た二次混合物は１〜５ｃｍ程度の小石のような塊の状態になる。
二次混合物を適宜養生することにより養生二次混合物とした後に、養生二次混合物を粉砕機で粉砕して粒状粘土を得る。粒状粘土は１ｍｍ以下、１〜２ｍｍ、２〜３ｍｍ、３ｍｍ以上などのサイズに篩い分けて使用することも、各サイズを混合した状態で使用することも可能である。
【０００８】
上記した方法において一次混合物を得る工程が、粘性土にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ａを得るステップと、混合物Ａに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
このとき単位粘性土あたり４０〜６０ｋｇのセメントを加えて攪拌して混合する、セメントが粘性土に混ざって見えなくなったときに混合物Ａが得られる。
土地改良剤としてビースターを使用する場合は、単位粘性土に対して５００〜６００ｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である５〜６ｋｇの水を加えて土地改良剤の希釈液Ｘを作っておく。
そして混合物Ａを攪拌しながら土質改良剤の希釈液Ｘを加える。このとき希釈液Ｘを霧状に噴霧しながら全体になるべく均一に供給する。希釈液Ｘの全量を供給した後も攪拌を続け希釈液Ｘが粘性土によく混ざり合ったときに、団子状にまとまった塊の状態の一次混合物を得る。
上記したいずれかの方法において二次混合物を得る工程が、粉砕一次混合物にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ｂを得るステップと、混合物Ｂに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
二次混合物を得る工程においては、単位粘性土あたり８０〜１５０ｋｇのセメントを加えて攪拌して混合する。セメントが粘性土に混ざって見えなくなったときに混合物Ｂが得られる。このときに加えるセメントの量を多くすれば多いほど強度の高い粒状物を得ることができる。
土質改良剤としてビースターを使用する場合は、単位粘性土に対して０．８〜１．２ｋｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である８〜１２ｋｇの水を加えて土質改良剤の希釈液Ｙを作っておく。
さらに混合物Ｂを攪拌しながら土質改良剤の希釈液Ｙを加える。このとき希釈液Ｙを霧状に噴霧しながら全体に均一に供給することが好ましい。土質改良剤の希釈液Ｙの全量を供給した後も攪拌を続け希釈液Ｙが粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。
【０００９】
上記したいずれかの方法において、一次混合物を養生する時間が２４〜４８時間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。試行錯誤の結果により、一次混合物を養生する時間は２４〜４８時間が好ましいことが判明したからである。
また上記したいずれかの方法において、二次混合物を養生する期間が７〜１０日間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。試行錯誤の結果により、二次混合物を養生する期間は７〜１０日間が好ましいことが判明したからである。
また上記したいずれかの方法により製造した粒状粘土で構成した表層部を有することを特徴とする耕作地又は荒れ地とする。上記した発明により製造した粒状粘土は水に溶けないため大雨が降っても流出することはなく、環境を汚染しない耕作地や荒れ地を得ることができるからである。
さらに改良する対象の土地から粘性土を取り出す工程と、上記したいずれかの方法により粒状粘土を製造する工程と、粒状粘土を前記土地に戻す工程とを有することを特徴とする土質・土壌の改良方法とする。
このように荒地や耕作地などの粘性土を取り出して、粒状粘土に加工して荒地や耕作地に戻すことにより、その土地の土質・土壌を水に溶けて流れ出さないように改良することが可能であり、粘性土の流出を防ぐだけでなく河川や海洋などの環境汚染を防ぐ効果が得られるからである。
【００１０】
粒状粘土を収納する土粒槽と、上記したいずれかの方法により製造した粒状粘土を土粒槽の中に層状に積み重ねてなる粒状粘土層とを有する泥水浄化槽とする。
上記した発明により製造した粒状粘土の有する、透水性と泥水に含まれる粘性土の微粒子を濾過する機能を利用した泥水浄化槽を提供するものである。
粒状粘土を土粒槽に積み重ねる場合は、下の方に粒径の大きなものを敷き詰め上に向かうに連れ段々粒径の小さなものを積み重ねる方法と、粒径の大きなものと小さなものを混合して自由に積み重ねる方法がある。
泥水浄化槽の大きさについて限定するものではないが、幅３〜７ｍ×長さ１０〜２５ｍ×深さ３〜５ｍ程度の泥水浄化槽とすることが好ましい。
上記した泥水浄化槽であって、水を排水するための排水パイプを設け排水パイプの泥水浄化槽側の開口付近に粘土塊であって、上記した二次混合物の中から塊を取り出して、セメントと土質改良剤を塗布して複数個の塊をまとめることにより一体化してなる、粘土塊を置いたことを特徴とする泥水浄化槽とする。
二次混合物の中から塊を取り出して表面にセメントと土地改良剤を塗布して、複数個の二次混合物の塊をまとめると一体化して大きな塊を得ることができる。この大きな粘土塊を排水用のパイプの開口付近に置く。さらに大きな粘土塊の間にできる隙間を埋めるためにその隙間を埋めるサイズの粘土塊を置く。
排水パイプの泥水浄化槽側の開口付近には石やコンクリートのブロックなどを置いて泥水浄化槽内の粒状粘土が泥水浄化槽の外に流れ出ないようにすることも可能であるが、粘土塊は透水性と微粒子を濾過する機能を有するため、粘土塊を置くとさらに好ましい泥水浄化槽とすることができる。
【００１１】
上記した泥水浄化槽を複数基有し、各泥水浄化槽に泥水を供給する水路と、水路に設けた水門とを有することを特徴とする泥水浄化構造物とする。
山や傾斜地から流れ出す泥水は一度に多量に流れ出すことがあるので、単一の泥水浄化槽ではなく複数基の泥水浄化槽を有する泥水浄化構造物とすることが好ましい。
また山や傾斜地から流れ出す泥水は沢状となっている地形の場所に集まって流れ出すので、集まって流れ出す場所から複数の泥水浄化槽に泥水を流すための水路を設ける。
さらに水路には水門を設けて、流れ出す泥水の量に合わせて浄化に使用する泥水浄化槽の基数を決定して、浄化に使用する泥水浄化槽に流れる水路の水門だけを開ける。また浄化能力が低下した泥水浄化槽に流れる水路の水門を閉じて、それまで使用していなかった他の泥水浄化槽に流れる水路の水門を開けるなどの目的で水門を使用する。
泥水浄化槽の浄化性能が低下したときに、平面視において粒状粘土の上面の面積１平方メートル（以下単に「単位上面積」という。）あたり２０〜４０ｋｇのセメントをまく工程と、泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着した層（以下単に「スラリー化層」という。）を攪拌する工程と、さらに土質改良剤を供給しながら前記スラリー化層を攪拌する工程とを有する、泥水浄化槽の浄化機能を回復させる方法とする。
粒状粘土の層に泥水を流し続けると、時間の経過と共に濾過した泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着して、泥水が粒状粘土層の中に染みこまずに粒状粘土の層の上面を流れるようになり、泥水浄化槽の浄化性能は低下する。
泥がスラリー状になって粒状粘土に付着する深さは、粒状粘土の上面から２０〜３０ｃｍの深さであるので、このスラリー層の泥を団粒化することにより濾過材に変化させて、浄化機能を回復させるものである。  
はじめに単位上面積あたり２０〜４０ｋｇのセメントをまきながらスラリー化層を攪拌する。セメントが粒状粘土に混ざりセメントが見えなくなるまで攪拌する。
続いて土地改良剤の希釈液を粒状粘土の上面に噴霧しながらスラリー化層を攪拌する。土地改良剤としてビースターを使用する場合は、単位上面積あたり０．２〜０．３ｋｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である２〜３ｋｇの水を加えて土質改良剤の希釈液を作り、これを噴霧状にして吹き付けながら攪拌する。
土質改良剤の希釈液が粒状粘土によく混ざるまで攪拌した後に３日程度養生すると、スラリー状の泥が団粒化して濾過材として使用可能になる。
【実施例１】
【００１２】
以下本発明の実施例１を図１に示し説明する。実施例１は容積１立方メートルの粘性土から粒状粘土を製造する実施例である。
まず単位粘性土あたり５０ｋｇのセメントを加えて攪拌し混合物Ａを得る。概略両者が混ざり合うとセメントが見えなくなるのでこの状態になるまで攪拌する。
混合物Ａを得る工程と並行して土地改良剤の希釈液Ｘを作る。実施例１ではビースターを使用し、単位粘性土あたり５５０ｇのビースターに５．５ｋｇの水を加えて希釈することにより希釈液Ｘを作る。
続いて混合物Ａを攪拌しながら希釈液Ｘを霧状に噴霧する。希釈液Ｘの吹き付けは２〜１０分の間に全量を供給する。希釈液Ｘの吹き付けが終了した後もさらに攪拌を続け、希釈液Ｘが混合物Ａに対して充分混ざり合ったときに、団子状の形態を呈する一次混合物を得る。実施例１では攪拌機として２軸のパドルミキサーを使用した。
一次混合物を２４〜４８時間養生して養生一次混合物を得る。養生一次混合物ではセメントが粘性土の粒子間に弱い結晶を形成している状態となっている。
養生一次混合物を粉砕して粉砕一次混合物を得る。実施例１では粉砕機としてクラッシャーを使用し、大きな固まりを０．５〜３ｍｍ程度に破砕する。粉砕一次混合物はなま乾き状態の粒状の形態を呈している。
粉砕一次混合物にセメント１００ｋｇを加えて攪拌して混合物Ｂを得る。実施例１では攪拌機として２軸のパドルミキサーを使用した。この状態ではセメントの結合力が弱いので攪拌の抵抗が小さく粉砕一次混合物とセメントを均一に混合することが可能である。セメントがよく混ざるとセメントが見えなくなり、混合物Ｂは少し薄い粘土の色となる。
混合物Ｂを得る工程と並行して土地改良剤の希釈液Ｙを作る。実施例１ではビースターを使用し、単位粘性土あたり１ｋｇのビースターに１０ｋｇの水を加えて希釈することにより希釈液Ｙを作る。
続いて混合物Ｂを攪拌しながら希釈液Ｙを霧状に噴霧する。希釈液Ｙの吹き付けは５〜１５分の間に全量を供給する。希釈液Ｙの吹き付けが終了した後もさらに攪拌を続け、希釈液Ｙが混合物Ｂに対して充分混ざり合ったときに、１〜５ｃｍ程度の小石状の形態を呈する二次混合物を得る。
二次混合物を７〜１０日間養生して養生二次混合物を得る。養生二次混合物の中から比較的大きなものを取り出して実施例３の材料とする。取り出した以外の養生二次混合物を粉砕して粒状にした後にサイズ毎に篩い分ける。
実施例１では粉砕機としてクラッシャーを使用し、粒状に粉砕した後に１ｍｍ以下、１〜２ｍｍ、２〜３ｍｍ及び３ｍｍ以上のサイズに分けた。
実施例１で得た粒状粘土は、耕作地や荒れ地の表面に積層して粘性土が流れ出ないようにするために使用したり、実施例３の濾過材として使用することができる。
【実施例２】
【００１３】
実施例２は耕作地の土壌を改良する方法の実施例である。実施例２ではまず耕作地から粘性土を取り出す。取り出した粘性土を材料として実施例１に記載した方法により粒状粘土を製造する。さらに製造した粒状粘土を耕作地に戻す。
このように荒地や耕作地などの粘性土を取り出して、粘性土を粒状化して荒地や耕作地に戻すことにより、その土地の土質・土壌を水に溶けて流れ出さないように改良することが可能であり、実施例２により粘性土の流出を防ぐだけでなく河川や海洋などの環境汚染を防ぐことができる効果が得られた。
【実施例３】
【００１４】
実施例３を図２、図３に示し説明する。実施例３は３基の泥水浄化槽２を有する泥水浄化構造物１であって、粘性土が流れ出る区域である泥水流出域４から流れ出す泥水を浄化するための泥水浄化構造物１の実施例である。
泥水浄化槽２の土粒槽２ａはコンクリートの壁面２ｂ、底面２ｃ及び排水側壁面２ｄからなる土粒槽２ａであって、排水側壁面２ｄに複数の排水パイプ２ｅを有している。
実施例１の養生二次混合物の中から取り出した比較的大きなサイズの塊の表面にセメントとビースターを塗布して、複数個の塊をまとめて一体化することにより大きな塊の粘土塊６を得る。この粘土塊６を排水パイプ２ｅの開口付近に置く。このとき大きな粘土塊６の間にできる隙間を埋めるためにその隙間を埋めるサイズの粘土塊６を作って置く。
実施例３では泥水浄化槽２の底面２ｃ付近の最下部に３ｍｍ以上の大きなサイズの粒状粘土を積層した上に、各サイズの粒状粘土を混ぜたものを積層することにより粒状粘土層５を構成した。
泥水流出域４から流れる泥水が集まる沢の部分に水路３を設けて、３基の泥水浄化槽２に泥水が流れるようにする。水路３には水門３ａが設けてあり、水門３ａを開閉することにより各泥水浄化槽２に泥水を流したり止めたりする構成とした。
実施例３では泥水流出域４から流れ出す泥水の量が少ない間は１基だけ水門３ａを開く。流れ出す泥流の量が多くなるに従い２基あるいは３基の水門３ａを開くようにした。
泥水は水路３を通って泥水浄化槽２に流れ、粒状粘土の中を透水したり粒状粘土の間を通過するときに浮遊物が粒状粘土に付着して濾過され、浄化された水だけが排水パイプ２ｅを通って下流に流れ出る。
泥水浄化槽２に泥水を流し続けると、時間の経過と共に濾過した泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着して、深さ２０〜３０ｃｍのスラリー化層５ｂを形成してしまう。スラリー化層５ｂが形成されると、泥水が粒状粘土層５の中に染みこまずに粒状粘土層の上面５ａを流れるようになり、泥水浄化槽２の浄化性能は低下する。
実施例３では浄化機能を回復させる対象の泥水浄化槽２に流れる水路３の水門３ａを閉じて回復作業を実施する。  
はじめに単位上面積あたり２５〜４０ｋｇのセメントをまきながら、粘土流層の上面５ａから２０〜３０ｃｍの深さまでのスラリー化層５ｂを攪拌する。実施例３ではトラクターを使用する。セメントが粒状粘土に混ざりセメントが見えなくなるまで、同じ所を複数回往復しながらトラクターで攪拌する。
続いて単位上面積あたり、０．２〜０３ｋｇのビースターにビースターの１０倍の量の水である２〜３ｋｇの水を加えて作った希釈液を、噴霧状にして吹き付けながらトラクターで攪拌する。
同じ所を複数回往復しながらトラクターで攪拌し、ビースターの希釈液が粒状粘土によく混ざるまで攪拌する。その後３日程度養生するとスラリー状の泥が団粒化して濾過材として使用可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は粘性土からなる山や傾斜地の保全を行う行政機関や行政機関の発注する仕事を請け負う土木産業、山や傾斜地などから流れ出る泥水を浄化するサービスを提供する産業、泥水浄化構造物を建設する建設産業、耕作地や荒れ地の改良サービスを提供する産業及び粒状粘土を製造販売する産業などで利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粒状粘土を製造する工程を表した工程図である。
【図２】泥水浄化構造物の平面図である。
【図３】図２のＪ−Ｊ視断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  ：泥水浄化構造物        ２  ：泥水浄化槽            ２ａ：土粒槽
２ｂ：壁面                  ２ｃ：底面                  ２ｄ：排水側壁面
２ｅ：排水パイプ            ３  ：水路                  ３ａ：水門
４  ：泥水流出域            ５  ：粒状粘土層            ５ａ：粒状粘土層の上面
５ｂ：スラリー化層          ６  ：粘土塊
【図１】
2008120036.tif 000003
【図２】
2008120036.tif 000004
【図３】
2008120036.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月4日(2006.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は赤土又は粘土などと呼ばれる粘性土を水に溶けない粒状物として製造する方法、粘性土を粒状化して土の流出を防止することにより土質・土壌を改良する方法、及び粒状化した粘性土が透水性と濾過機能を有する特徴を利用した泥水を濾過する設備を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
土質改良剤としてはクエン酸、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどを含有する無機系土質改良剤が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。また入手可能な土質改良剤としては「ジオビースター（登録商標、以下単に「ビースター」という。）」という名称で株式会社田口技術研究所（住所  大阪府堺市草部１１９９）から販売されている土質改良剤がある。
また、特許文献２の段落０００６には「土粒子の粒径が小さくなると粒子の比表面積が大きくなって電気的な力を持つに至り、土粒子同士間に互いに引っ張り合う力が働き、土粒子同士間にカルシウムイオンが入ることができなくなるからである。このように、腐植物を含む土や、粘土粒子のように粒径が小さい土は、強固な固化が困難である」と記載されている。
特許文献２の発明の目的は、段落０００９にあるように「カルシウムイオンを土粒子に直接接触させることが可能な土質・土壌改良剤を提供すること」にある。しかしながら実施例として河川の河床土質を改良した試験例のみを記載しており、細かい粒度を有する粘性土を改良した実施例は記載されていない。
特許文献１、２に相当する土質改良剤であるビースターを使用してその用法・用量に従い、容積１立方メートルの粘性土（以下単に「単位粘性土」という。）あたり１００ｋｇのセメントと１ｋｇのビースターを加えて試験を行ったが、粘性土とセメントが均一に混ざり合うことがなかった。
粘性土とセメントが均一に混ざり合うことなくセメントだけが固まってしまうため、セメントが多い部分は硬く固まり、粘性土が多い部分はぼろぼろに崩れやすい部分となり、硬い部分とぼろぼろの部分が混在する結果となった。
以上の試験の結果得られたものに水を与えたところ粘性土が水に溶けて泥水になってしまい、決して土質・土壌を改良したとは言えない結果しか得られなかった。
【特許文献１】特開昭６１−１３３１４１号公報
【特許文献２】特開２００１−３０３０５６号公報
【０００３】
我が国には赤土などと呼ばれる粘土質の土壌を有する地域が多くある。粘土質の土壌を構成する粘性土は雨滴が当たると容易に分散して水に溶けて泥水になり流出してしまう。粘土質の土壌であっても木や草が生えている場所では、草や木により雨滴が直接土壌に当たる衝撃が緩和されるので、粘性土が流出することを防止する効果はあるが、豪雨が降るたびに大量の粘性土が流出している。
また木や草で全面が覆われていた粘土質の土壌の山林の傾斜面などを開墾して耕作地として使用すると、粘土質の多くの地面が露出して裸地となるため直接雨滴を受けることになり、地表部の粘性土が水に溶けて泥水が流れ出て河川の流域や海洋を汚染する原因となっている。
特に沖縄県では粘性土の流出により、河川流域が汚染されて藻類、水中昆虫類などが減少する問題が発生したり、海岸の珊瑚礁や干潟に粘性土が堆積して海を汚染し、漁業や観光産業への影響が大きくなったことから、沖縄県赤土等流出防止条例を制定して対策を行っているが、依然として粘性土の流出による環境汚染は続いている。
このため粘性土が水に溶けて流れないようにする方法が強く望まれていたが、上記したように従来の土質改良剤を使用してその用法・用量に従い粘性土を固める実験を行ったが成功しなかった。
そこで試行錯誤の実験を繰り返した結果、粘性土を粒状化する方法を発明することができた。本発明により粒状化した粘性土（以下単に「粒状粘土」という。）は水に溶けないため、畑や荒れ地の粘性土を粒状化することにより、耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良することが可能になった。
さらに粒状粘土は透水性を有し、泥水に含まれる粘性土の微粒子を濾過する機能を有することから、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域の粘性土を粒状化して、これを活用した泥水浄化槽を設置して泥水浄化構造物を建造することにより、環境汚染を引き起こす粘性土を利用して環境汚染を防ぐことが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した土質改良剤を使用してその用法・用量に従い試験を行った結果、粘性土とセメントが均一に混ざり合うことがなく、硬い部分とぼろぼろの部分が混在するようなものしかできない問題を解決して、水に溶けない粒状粘土を製造する方法及び粘性土を粒状粘土にすることによる土質・土壌の改良方法を提供することにある。
また、粒状粘土が透水性と濾過機能を有すことを利用した、泥水浄化槽や泥水浄化構造物を提供することにある。
さらに耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良すると共に、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域に、現地で製造した粒状粘土を利用した泥水浄化槽や泥水浄化構造物を設置することにより、経済的に環境汚染を防止する設備と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
粘性土とセメントと土質改良剤と水を混合して一次混合物を得た後に、一次混合物を養生し、養生後の一次混合物を粉砕する。さらに粉砕後の一次混合物とセメントと土質改良剤と水を混合して二次混合物を得た後に、二次混合物を養生し、養生後の二次混合物を再び粉砕することにより粘性土を粒状化する方法とする。
また一次混合物を得る工程が、粘性土にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ａを得るステップと、混合物Ａに水で希釈した土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
また二次混合物を得る工程が、粉砕後の一次混合物にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ｂを得るステップと、混合物Ｂに水で希釈した土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
また粒状粘土を層状に積み重ねてなる粒状粘土層とこれを収納する土粒槽とからなる泥水浄化槽とする。さらに複数基の泥水浄化槽と水門を有する水路とからなる泥水浄化構造物とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により水に溶けない粒状粘土の製造方法及び粘性土を水に溶けない粒状粘土にすることによる土質・土壌の改良方法を提供することができた。
また、本製造方法の発明による粒状粘土が透水性と濾過機能を有すことを利用した、泥水浄化槽や泥水浄化構造物を提供することができた。
さらに耕作地や荒れ地の土質・土壌を改良すると共に、山林や荒れ地など粘性土が流れ出す流域に、現地で製造した粒状粘土を利用した泥水浄化槽や泥水浄化構造物を設置することにより、経済的に環境汚染を防止する装置及び方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
粘性土にセメントと土質改良剤を加えて攪拌することにより一次混合物を得る工程と、一次混合物を養生することにより養生一次混合物を得る工程と、養生一次混合物を粉砕することにより粉砕一次混合物を得る工程と、粉砕一次混合物にセメントと土質改良剤を加えて攪拌することにより二次混合物を得る工程と、二次混合物を養生することにより養生二次混合物を得る工程と、養生二次混合物を粉砕する工程とを有する粒状粘土の製造方法とする。
粘性土にセメント及び土質改良剤を加えて攪拌して混合する一次混合のときに、土質改良剤を適量の水で希釈して供給することが好ましい。セメントと土質改良剤が粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。このようにして得た一次混合物は団子状にまとまった塊の状態になる。
一次混合物を適宜養生することにより、セメントは結晶化して固まるものの弱く結合した程度であって、団子状の塊になった養生一次混合物となる。養生一次混合物を粉砕機で粉砕して０．５〜３ｍｍ程度の粒にして粉砕一次混合物を得る。粉砕一次混合物は、なま乾き状態の混合物の粒である。
粉砕一次混合物にセメント及び土質改良剤を加えて攪拌して混合する二次混合のときに、セメントの量を多くすれば多いほど強度の高い粒状物を得ることができる。このとき土質改良剤を適量の水で希釈して供給することが好ましい。
セメントと土質改良剤が粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。予め一次混合を行って結合の弱い混合物としてあるので二次混合において攪拌するときの抵抗が小さく均一な混合が可能である。このようにして得た二次混合物は１〜５ｃｍ程度の小石のような塊の状態になる。
二次混合物を適宜養生することにより養生二次混合物とした後に、養生二次混合物を粉砕機で粉砕して粒状粘土を得る。粒状粘土は１ｍｍ以下、１〜２ｍｍ、２〜３ｍｍ、３ｍｍ以上などのサイズに篩い分けて使用することも、各サイズを混合した状態で使用することも可能である。
【０００８】
上記した方法において一次混合物を得る工程が、粘性土にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ａを得るステップと、混合物Ａに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
このとき単位粘性土あたり４０〜６０ｋｇのセメントを加えて攪拌して混合する、セメントが粘性土に混ざって見えなくなったときに混合物Ａが得られる。
土質改良剤としてビースターを使用する場合は、単位粘性土に対して５００〜６００ｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である５〜６ｋｇの水を加えて土質改良剤の希釈液Ｘを作っておく。
そして混合物Ａを攪拌しながら土質改良剤の希釈液Ｘを加える。このとき希釈液Ｘを霧状に噴霧しながら全体になるべく均一に供給する。希釈液Ｘの全量を供給した後も攪拌を続け希釈液Ｘが粘性土によく混ざり合ったときに、団子状にまとまった塊の状態の一次混合物を得る。
上記したいずれかの方法において二次混合物を得る工程が、粉砕一次混合物にセメントを加えて攪拌することにより混合物Ｂを得るステップと、混合物Ｂに土質改良剤を供給しながら攪拌するステップと、土質改良剤を供給した後にさらに攪拌するステップとを有する工程であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。
二次混合物を得る工程においては、単位粘性土あたり８０〜１５０ｋｇのセメントを加えて攪拌して混合する。セメントが粘性土に混ざって見えなくなったときに混合物Ｂが得られる。このときに加えるセメントの量を多くすれば多いほど強度の高い粒状物を得ることができる。
土質改良剤としてビースターを使用する場合は、単位粘性土に対して０．８〜１．２ｋｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である８〜１２ｋｇの水を加えて土質改良剤の希釈液Ｙを作っておく。
さらに混合物Ｂを攪拌しながら土質改良剤の希釈液Ｙを加える。このとき希釈液Ｙを霧状に噴霧しながら全体に均一に供給することが好ましい。土質改良剤の希釈液Ｙの全量を供給した後も攪拌を続け希釈液Ｙが粘性土によく混ざり合うまで攪拌する。
【０００９】
上記したいずれかの方法において、一次混合物を養生する時間が２４〜４８時間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。試行錯誤の結果により、一次混合物を養生する時間は２４〜４８時間が好ましいことが判明したからである。
また上記したいずれかの方法において、二次混合物を養生する期間が７〜１０日間であることを特徴とする粒状粘土の製造方法とする。試行錯誤の結果により、二次混合物を養生する期間は７〜１０日間が好ましいことが判明したからである。
また上記したいずれかの方法により製造した粒状粘土で構成した表層部を有することを特徴とする耕作地又は荒れ地とする。上記した発明により製造した粒状粘土は水に溶けないため大雨が降っても流出することはなく、環境を汚染しない耕作地や荒れ地を得ることができるからである。
さらに改良する対象の土地から粘性土を取り出す工程と、上記したいずれかの方法により粒状粘土を製造する工程と、粒状粘土を前記土地に戻す工程とを有することを特徴とする土質・土壌の改良方法とする。
このように荒地や耕作地などの粘性土を取り出して、粒状粘土に加工して荒地や耕作地に戻すことにより、その土地の土質・土壌を水に溶けて流れ出さないように改良することが可能であり、粘性土の流出を防ぐだけでなく河川や海洋などの環境汚染を防ぐ効果が得られるからである。
【００１０】
粒状粘土を収納する土粒槽と、上記したいずれかの方法により製造した粒状粘土を土粒槽の中に層状に積み重ねてなる粒状粘土層とを有する泥水浄化槽とする。
上記した発明により製造した粒状粘土の有する、透水性と泥水に含まれる粘性土の微粒子を濾過する機能を利用した泥水浄化槽を提供するものである。
粒状粘土を土粒槽に積み重ねる場合は、下の方に粒径の大きなものを敷き詰め上に向かうに連れ段々粒径の小さなものを積み重ねる方法と、粒径の大きなものと小さなものを混合して自由に積み重ねる方法がある。
泥水浄化槽の大きさについて限定するものではないが、幅３〜７ｍ×長さ１０〜２５ｍ×深さ３〜５ｍ程度の泥水浄化槽とすることが好ましい。
上記した泥水浄化槽であって、水を排水するための排水パイプを設け排水パイプの泥水浄化槽側の開口付近に粘土塊であって、上記した二次混合物の中から塊を取り出して、セメントと土質改良剤を塗布して複数個の塊をまとめることにより一体化してなる、粘土塊を置いたことを特徴とする泥水浄化槽とする。
二次混合物の中から塊を取り出して表面にセメントと土質改良剤を塗布して、複数個の二次混合物の塊をまとめると一体化して大きな塊を得ることができる。この大きな粘土塊を排水用のパイプの開口付近に置く。さらに大きな粘土塊の間にできる隙間を埋めるためにその隙間を埋めるサイズの粘土塊を置く。
排水パイプの泥水浄化槽側の開口付近には石やコンクリートのブロックなどを置いて泥水浄化槽内の粒状粘土が泥水浄化槽の外に流れ出ないようにすることも可能であるが、粘土塊は透水性と微粒子を濾過する機能を有するため、粘土塊を置くとさらに好ましい泥水浄化槽とすることができる。
【００１１】
上記した泥水浄化槽を複数基有し、各泥水浄化槽に泥水を供給する水路と、水路に設けた水門とを有することを特徴とする泥水浄化構造物とする。
山や傾斜地から流れ出す泥水は一度に多量に流れ出すことがあるので、単一の泥水浄化槽ではなく複数基の泥水浄化槽を有する泥水浄化構造物とすることが好ましい。
また山や傾斜地から流れ出す泥水は沢状となっている地形の場所に集まって流れ出すので、集まって流れ出す場所から複数の泥水浄化槽に泥水を流すための水路を設ける。
さらに水路には水門を設けて、流れ出す泥水の量に合わせて浄化に使用する泥水浄化槽の基数を決定して、浄化に使用する泥水浄化槽に流れる水路の水門だけを開ける。また浄化能力が低下した泥水浄化槽に流れる水路の水門を閉じて、それまで使用していなかった他の泥水浄化槽に流れる水路の水門を開けるなどの目的で水門を使用する。
泥水浄化槽の浄化性能が低下したときに、平面視において粒状粘土の上面の面積１平方メートル（以下単に「単位上面積」という。）あたり２０〜４０ｋｇのセメントをまく工程と、泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着した層（以下単に「スラリー化層」という。）を攪拌する工程と、さらに土質改良剤を供給しながら前記スラリー化層を攪拌する工程とを有する、泥水浄化槽の浄化機能を回復させる方法とする。
粒状粘土の層に泥水を流し続けると、時間の経過と共に濾過した泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着して、泥水が粒状粘土層の中に染みこまずに粒状粘土の層の上面を流れるようになり、泥水浄化槽の浄化性能は低下する。
泥がスラリー状になって粒状粘土に付着する深さは、粒状粘土の上面から２０〜３０ｃｍの深さであるので、このスラリー層の泥を団粒化することにより濾過材に変化させて、浄化機能を回復させるものである。  
はじめに単位上面積あたり２０〜４０ｋｇのセメントをまきながらスラリー化層を攪拌する。セメントが粒状粘土に混ざりセメントが見えなくなるまで攪拌する。
続いて土質改良剤の希釈液を粒状粘土の上面に噴霧しながらスラリー化層を攪拌する。土質改良剤としてビースターを使用する場合は、単位上面積あたり０．２〜０．３ｋｇのビースターを用意し、ビースターの重量の１０倍の水である２〜３ｋｇの水を加えて土質改良剤の希釈液を作り、これを噴霧状にして吹き付けながら攪拌する。
土質改良剤の希釈液が粒状粘土によく混ざるまで攪拌した後に３日程度養生すると、スラリー状の泥が団粒化して濾過材として使用可能になる。
【実施例１】
【００１２】
以下本発明の実施例１を図１に示し説明する。実施例１は容積１立方メートルの粘性土から粒状粘土を製造する実施例である。
まず単位粘性土あたり５０ｋｇのセメントを加えて攪拌し混合物Ａを得る。概略両者が混ざり合うとセメントが見えなくなるのでこの状態になるまで攪拌する。
混合物Ａを得る工程と並行して土質改良剤の希釈液Ｘを作る。実施例１ではビースターを使用し、単位粘性土あたり５５０ｇのビースターに５．５ｋｇの水を加えて希釈することにより希釈液Ｘを作る。
続いて混合物Ａを攪拌しながら希釈液Ｘを霧状に噴霧する。希釈液Ｘの吹き付けは２〜１０分の間に全量を供給する。希釈液Ｘの吹き付けが終了した後もさらに攪拌を続け、希釈液Ｘが混合物Ａに対して充分混ざり合ったときに、団子状の形態を呈する一次混合物を得る。実施例１では攪拌機として２軸のパドルミキサーを使用した。
一次混合物を２４〜４８時間養生して養生一次混合物を得る。養生一次混合物ではセメントが粘性土の粒子間に弱い結晶を形成している状態となっている。
養生一次混合物を粉砕して粉砕一次混合物を得る。実施例１では粉砕機としてクラッシャーを使用し、大きな固まりを０．５〜３ｍｍ程度に破砕する。粉砕一次混合物はなま乾き状態の粒状の形態を呈している。
粉砕一次混合物にセメント１００ｋｇを加えて攪拌して混合物Ｂを得る。実施例１では攪拌機として２軸のパドルミキサーを使用した。この状態ではセメントの結合力が弱いので攪拌の抵抗が小さく粉砕一次混合物とセメントを均一に混合することが可能である。セメントがよく混ざるとセメントが見えなくなり、混合物Ｂは少し薄い粘土の色となる。
混合物Ｂを得る工程と並行して土質改良剤の希釈液Ｙを作る。実施例１ではビースターを使用し、単位粘性土あたり１ｋｇのビースターに１０ｋｇの水を加えて希釈することにより希釈液Ｙを作る。
続いて混合物Ｂを攪拌しながら希釈液Ｙを霧状に噴霧する。希釈液Ｙの吹き付けは５〜１５分の間に全量を供給する。希釈液Ｙの吹き付けが終了した後もさらに攪拌を続け、希釈液Ｙが混合物Ｂに対して充分混ざり合ったときに、１〜５ｃｍ程度の小石状の形態を呈する二次混合物を得る。
二次混合物を７〜１０日間養生して養生二次混合物を得る。養生二次混合物の中から比較的大きなものを取り出して実施例３の材料とする。取り出した以外の養生二次混合物を粉砕して粒状にした後にサイズ毎に篩い分ける。
実施例１では粉砕機としてクラッシャーを使用し、粒状に粉砕した後に１ｍｍ以下、１〜２ｍｍ、２〜３ｍｍ及び３ｍｍ以上のサイズに分けた。
実施例１で得た粒状粘土は、耕作地や荒れ地の表面に積層して粘性土が流れ出ないようにするために使用したり、実施例３の濾過材として使用することができる。
【実施例２】
【００１３】
実施例２は耕作地の土壌を改良する方法の実施例である。実施例２ではまず耕作地から粘性土を取り出す。取り出した粘性土を材料として実施例１に記載した方法により粒状粘土を製造する。さらに製造した粒状粘土を耕作地に戻す。
このように荒地や耕作地などの粘性土を取り出して、粘性土を粒状化して荒地や耕作地に戻すことにより、その土地の土質・土壌を水に溶けて流れ出さないように改良することが可能であり、実施例２により粘性土の流出を防ぐだけでなく河川や海洋などの環境汚染を防ぐことができる効果が得られた。
【実施例３】
【００１４】
実施例３を図２、図３に示し説明する。実施例３は３基の泥水浄化槽２を有する泥水浄化構造物１であって、粘性土が流れ出る区域である泥水流出域４から流れ出す泥水を浄化するための泥水浄化構造物１の実施例である。
泥水浄化槽２の土粒槽２ａはコンクリートの壁面２ｂ、底面２ｃ及び排水側壁面２ｄからなる土粒槽２ａであって、排水側壁面２ｄに複数の排水パイプ２ｅを有している。
実施例１の養生二次混合物の中から取り出した比較的大きなサイズの塊の表面にセメントとビースターを塗布して、複数個の塊をまとめて一体化することにより大きな塊の粘土塊６を得る。この粘土塊６を排水パイプ２ｅの開口付近に置く。このとき大きな粘土塊６の間にできる隙間を埋めるためにその隙間を埋めるサイズの粘土塊６を作って置く。
実施例３では泥水浄化槽２の底面２ｃ付近の最下部に３ｍｍ以上の大きなサイズの粒状粘土を積層した上に、各サイズの粒状粘土を混ぜたものを積層することにより粒状粘土層５を構成した。
泥水流出域４から流れる泥水が集まる沢の部分に水路３を設けて、３基の泥水浄化槽２に泥水が流れるようにする。水路３には水門３ａが設けてあり、水門３ａを開閉することにより各泥水浄化槽２に泥水を流したり止めたりする構成とした。
実施例３では泥水流出域４から流れ出す泥水の量が少ない間は１基だけ水門３ａを開く。流れ出す泥流の量が多くなるに従い２基あるいは３基の水門３ａを開くようにした。
泥水は水路３を通って泥水浄化槽２に流れ、粒状粘土の中を透水したり粒状粘土の間を通過するときに浮遊物が粒状粘土に付着して濾過され、浄化された水だけが排水パイプ２ｅを通って下流に流れ出る。
泥水浄化槽２に泥水を流し続けると、時間の経過と共に濾過した泥が粒状粘土の隙間にスラリー状になって付着して、深さ２０〜３０ｃｍのスラリー化層５ｂを形成してしまう。スラリー化層５ｂが形成されると、泥水が粒状粘土層５の中に染みこまずに粒状粘土層の上面５ａを流れるようになり、泥水浄化槽２の浄化性能は低下する。
実施例３では浄化機能を回復させる対象の泥水浄化槽２に流れる水路３の水門３ａを閉じて回復作業を実施する。  
はじめに単位上面積あたり２５〜４０ｋｇのセメントをまきながら、粘土流層の上面５ａから２０〜３０ｃｍの深さまでのスラリー化層５ｂを攪拌する。実施例３ではトラクターを使用する。セメントが粒状粘土に混ざりセメントが見えなくなるまで、同じ所を複数回往復しながらトラクターで攪拌する。
続いて単位上面積あたり、０．２〜０３ｋｇのビースターにビースターの１０倍の量の水である２〜３ｋｇの水を加えて作った希釈液を、噴霧状にして吹き付けながらトラクターで攪拌する。
同じ所を複数回往復しながらトラクターで攪拌し、ビースターの希釈液が粒状粘土によく混ざるまで攪拌する。その後３日程度養生するとスラリー状の泥が団粒化して濾過材として使用可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は粘性土からなる山や傾斜地の保全を行う行政機関や行政機関の発注する仕事を請け負う土木産業、山や傾斜地などから流れ出る泥水を浄化するサービスを提供する産業、泥水浄化構造物を建設する建設産業、耕作地や荒れ地の改良サービスを提供する産業及び粒状粘土を製造販売する産業などで利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粒状粘土を製造する工程を表した工程図である。
【図２】泥水浄化構造物の平面図である。
【図３】図２のＪ−Ｊ視断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  ：泥水浄化構造物        ２  ：泥水浄化槽            ２ａ：土粒槽
２ｂ：壁面                  ２ｃ：底面                  ２ｄ：排水側壁面
２ｅ：排水パイプ            ３  ：水路                  ３ａ：水門
４  ：泥水流出域            ５  ：粒状粘土層            ５ａ：粒状粘土層の上面
５ｂ：スラリー化層          ６  ：粘土塊