(57)【要約】【課題】本発明は電気伝導率を指標に混合量の品質管理を行うことにより、人為的な測定誤差を最小限に抑えることができるベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法およびその装置を得るにある。【解決手段】溶媒の電気伝導率を測定する溶媒の電気伝導率測定工程と、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を前記溶媒に溶解させる混合物溶解工程と、この混合物溶解工程で得られた溶液の電気伝導率を測定する溶液の電気伝導率測定工程と、この溶液の電気伝導率測定工程で得られた測定値および前記溶媒の電気伝導率測定工程で得られた測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算工程とで構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒の電気伝導率を測定する溶媒の電気伝導率測定工程と、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を前記溶媒に溶解させる混合物溶解工程と、この混合物溶解工程で得られた溶液の電気伝導率を測定する溶液の電気伝導率測定工程と、この溶液の電気伝導率測定工程で得られた測定値および前記溶媒の電気伝導率測定工程で得られた測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算工程とからなることを特徴とするベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法。
【請求項２】
溶媒の電気伝導率を測定する溶媒の電気伝導率測定工程と、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を加熱処理する加熱工程と、この加熱工程後あるいは前に前記混合物を細粒状にする細粒状工程と、前記加熱工程および前記細粒状工程で処理された前記混合物を前記溶媒に溶解させる混合物溶解工程と、この混合物溶解工程で得られた溶液の電気伝導率を測定する溶液の電気伝導率測定工程と、この溶液の電気伝導率測定工程で得られた測定値および前記溶媒の電気伝導率測定工程で得られた測定値とからベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算工程とからなることを特徴とするベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法。
【請求項３】
溶媒と、この溶媒が入れられる容器と、前記溶媒にベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を溶解させる攪拌機と、前記溶媒の電気伝導率および前記溶液の電気伝導率を測定することができる電気伝導率測定手段と、この電気伝導率測定手段で測定された溶媒および溶液の測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算手段とからなることを特徴とするベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置。
【請求項４】
溶媒の電気伝導率測定工程および溶液の電気伝導率測定工程は、電気伝導率計で行うことを特徴とする請求項１、２に記載のベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法。
【請求項５】
電気伝導率測定手段は、電気伝導率計で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置。
【請求項６】
溶媒は、測定する混合物にベントナイトが混合されている場合はメタノール、エタノール等のアルコール系溶剤からなり、セメントが混合されている場合は塩水からなることを特徴とする請求項１ないし３に記載のベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法あるいはベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業物処分場におけるベントナイト混合土や、道路の路床、建築物や土木構造物の基礎地盤構築に使用されるセメント改良土等の混合率や混合量を測定することができるベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベントナイト混合土については、メチレンブルー色素の吸着量を測定しベントナイトの混合量を測定する「メチレンブルー溶液吸着試験」や、混合土を溶解した泥水の粘性を測定しベントナイト混合量を測定する「ファンネル粘度試験」等がある。また、セメント改良土については、水酸化ナトリウム溶液の滴定量からセメントの混合量を測定する「滴定法によるセメント安定処理混合物のセメン量試験方法」（ＫＯＤＡＮ２０７）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のメチレンブルー溶液吸着試験による測定は、測定時間が１日〜１日半と長く、混合物の品質管理を迅速に行うことができず、また、試験の熟練度や測定者による誤差が大きいとともに、試験に使用する器材も多く、現場での作業に不向きであるという欠点があった。
また、ファンネル粘度試験による測定は、試験方法自体は簡便であり現場向きの試験方法であるが、試験の熟練度によって測定値が異なることがあり、原料土の性状によって分析結果にバラツキが生じるという欠点があった。
さらに、滴定法によるセメント安定処理混合物のセメント量試験方法による測定は、測定方法が複雑で熟練を要するとともに、また、測定時間も長く品質管理を迅速におこなうことができないという欠点があった。
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、電気伝導率を指標に混合量の品質管理を行うことにより、人為的な測定誤差を最小限に抑えることができるとともに、溶媒にメタノール、エタノール等のアルコール系溶剤や塩水を利用することによって、測定値の安定を図り、高い再現性を確保することができ、さらに、試験自体を簡便にすることができることで従来法に比べて分析時間を短縮することができるベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は溶媒の電気伝導率を測定する溶媒の電気伝導率測定工程と、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を前記溶媒に溶解させる混合物溶解工程と、この混合物溶解工程で得られた溶液の電気伝導率を測定する溶液の電気伝導率測定工程と、この溶液の電気伝導率測定工程で得られた測定値および前記溶媒の電気伝導率測定工程で得られた測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算工程とでベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法を構成している。
【０００７】
また、本発明は溶媒と、この溶媒が入れられる容器と、前記溶媒にベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を溶解させる攪拌機と、前記溶媒の電気伝導率および前記溶液の電気伝導率を測定することができる電気伝導率測定手段と、この電気伝導率測定手段で測定された溶媒および溶液の測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算手段とでベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置を構成している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１ないし図１３に示す本発明の第１の実施の形態において、１は図２に示すように、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物２を電子レンジ、ヒーター等、本実施の形態では電子レンジからなる加熱装置３で加熱して乾燥させる加熱工程で、この加熱工程１は、例えば、２００の混合物２に対して加熱装置３（電子レンジ｛強｝）で凡そ１５分間加熱して行う。
【００１０】
４は、図３に示すように、前記加熱工程１で加熱処理された混合物２Ａをふるい５にかけて細粒状の混合物２Ｂを得る細粒状工程で、この細粒状工程４では、例えば、２．０ｍｍのメッシュのふるい５を用いるとともに、必要に応じてふるい５内に残存する混合物２Ａを潰しながら作業を行う。これにより、細粒状の混合物２Ｂを後述する溶媒６に均一に溶解させることができ、混合率等の測定にバラツキが生じる不具合を回避することができる。
【００１１】
７は、図４に示すように、前記混合物２Ｂが溶解される、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、塩水等からなる溶媒６（混合物２Ｂにベントナイトが混合されている場合はメタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、混合物２Ｂにセメントが混合されている場合は塩水）の電気伝導率（α）を測定する溶媒の電気伝導率測定工程で、この溶媒の電気伝導率測定工程７は、測定を行う容器８内に前記溶媒６を重量計測器９で量り入れ（例えば、溶媒がメタノールの場合は２８０ｇ、溶媒が塩水の場合は３６０ｇ）、マグネットスターラーを用いた攪拌機１０で攪拌した後に電気伝導率計、電気伝導度計等、本実施の形態では電気伝導率計からなる電気伝導率測定手段１１を用いて行う。
【００１２】
１２は、図５に示すように、前記溶媒の電気伝導率測定工程７後に前記混合物２Ｂを前記重量計測器９で所定量（溶媒に対して５％）を量り、容器８内の溶媒８に入れて溶解させる混合物溶解工程で、この混合物溶解工程１２は、前記攪拌機１０を用いて混合物２Ｂを攪拌することで前記溶媒６に溶解させる。なお、本実施の形態において、前記攪拌機１０をマグネットスターラーで構成したものについて説明したが、本発明はこれに限らず、シェーカー等で構成してもよい。
【００１３】
１３は、図６に示すように、前記混合物溶解工程１２で混合物２Ｂが溶解された溶液１４の電気伝導率（β）を測定する溶液の電気伝導率測定工程で、この溶液の電気伝導率測定工程１３は、前記電気伝導率測定手段１１を用いて行う。
【００１４】
１５は、図７に示すように、前記溶液の電気伝導率測定工程１３で得られた測定値（α）と前記溶媒の電気伝導率測定工程７で得られた測定値（β）とからベントナイト、セメント等の混合率、混合量等（γ）を算出する演算工程で、この演算工程１５は、前記電気伝導率測定手段１１に組み込まれたデータ解析ソフト等を用いた演算手段１６で行う。なお、本実施の形態では、前記電気伝導率測定手段１１に組み込まれた演算手段１６で演算工程１５を行うものについて説明したが、本発明はこれに限らす、前記溶液の電気伝導率測定工程１３で得られた測定値と前記溶媒の電気伝導率測定工程７で得られた測定値を使って別途、作業者が計算機等の演算手段を用いてベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を計算して算出するようにしてもよい。
【００１５】
前記溶媒の電気伝導率測定工程７および前記溶液の電気伝導率測定工程１３で用いられる電気伝導率測定手段１１は、前記容器８内に入れられるセンサー部１７と、このセンサー部１７に接続された測定部１８と、この測定部１８に設けられた、測定値等を表示する表示部１９とで構成されている。
【００１６】
上記構成のベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法は、混合物２におけるベントナイト等の混合量や混合率等を電気伝導率測定手段１１を用いて行うため、短時間かつ正確に測定することができるとともに、測定作業が均一化されるため、熟練者の勘や見当等を頼りにしなくても効果的な測定作業を行うことができる。
【００１７】
なお、前記混合物２におけるベントナイト等の混合率と、溶媒の電気伝導率および溶液の電気伝導率との関係については試験の結果、以下に示す数値が得られた。以下、場合を分けて説明する。
（１）混合物２が土とベントナイト（ＢＴ）とからなる場合、
図８に示すように、溶媒（例えば、メタノール）の電気伝導率は測定の結果０．０１４ｍｓ／ｍとなった。また、土に対するベントナイトの混合率（以下、「Ｘ」と称する。）を０％、５％、１０％、１５％、２０％とした場合の各溶液の電気伝導率は、Ｘが０％の場合は０．２８３ｍｓ／ｍ、５％の場合は０．３５３ｍｓ／ｍ、１０％の場合は０．６９２ｍｓ／ｍ、１５％の場合は１．０５２ｍｓ／ｍ、２０％の場合は１．２３０ｍｓ／ｍとなった。
以上より、混合物２が土とベントナイトからなる場合は、溶媒としてアルコール系溶剤（例えば、メタノール）を用いると、図９に示すように、ベントナイトが溶媒に溶解することが確認された。また、Ｘが０〜５％では電気伝導率の上昇が観察されないが、これは、土自体の電気抵抗が原因であると考えられえる。これに対し、Ｘが５％以上では混合率が高くなるにつれて電気伝導率も高くなる。
これにより、Ｘが５％以上の場合の混合物２の混合率等が特定できることが確認された。
（２）混合物２が砂とベントナイトとからなる場合、
図１０に示すように、溶媒（例えば、メタノール）の電気伝導率は前記（１）と同様に０．０１４ｍｓ／ｍである。また、砂に対するベントナイトの混合率（以下、「Ｙ」と称する。）をそれぞれ０％、５％、１０％、１５％、２０％とした場合の各溶液の電気伝導率は、Ｙが０％の場合は０．３５１ｍｓ／ｍ、５％の場合は０．８７０ｍｓ／ｍ、１０％の場合は１．３５０ｍｓ／ｍ、１５％の場合は１．６６７ｍｓ／ｍ、２０％の場合は２．０９０ｍｓ／ｍとなった。
以上より、混合物２が砂とベントナイトからなる場合は、溶媒としてアルコール系溶剤（例えば、メタノール）を用いると、前記（１）と同様ベントナイトが溶媒に溶解することが図１１により確認されるとともに、砂自体の電気抵抗が低いことも確認された。したがって、ベントナイトの混合率が高くなるにつれて電気伝導率も高くなるため、溶媒および溶液の電気伝導率の測定によって、ベントナイト等の混合率等の特定が可能であることが確認された。
（３）混合物２が土とセメントとからなる場合、
図１２に示すように、水道水に食塩を加えたものを溶媒とする場合、濃度の異なる２種類の塩水（▲１▼、▲２▼）と比較のための水道水との計３種類で試験を行った結果、以下の数値が確認された。すなわち、塩水▲１▼、▲２▼の各電気伝導率を５０ｍｓ／ｍ（塩水▲１▼）、２０ｍｓ／ｍ（塩水▲２▼）と設定した場合（水道水の電気伝導率は１０ｍｓ／ｍ）、土に対するセメントの混合率（以下、「Ｚ」称する。）を０％、１０％、２０％とした各溶液における電気伝導率は、以下のとおりとなった。
ア）溶媒を塩水▲１▼とした溶液において、Ｚが０％の場合は４９．４０ｍｓ／ｍ、１０％の場合は１８８．０ｍｓ／ｍ、２０％の場合は２６７．０ｍｓ／ｍ。
イ）溶媒を塩水▲２▼とした溶液において、Ｚが０％の場合は２１．１０ｍｓ／ｍ、１０％の場合は１４８．９ｍｓ／ｍ、２０％の場合は２２２．０ｍｓ／ｍ。
ウ）溶媒を水道水とした溶液において、Ｚが０％の場合は１０．１９ｍｓ／ｍ、１０％の場合は１３４．０ｍｓ／ｍ、２０％の場合は１９３．８ｍｓ／ｍ。
以上より、混合物２が土とセメントの場合は、溶媒として水道水に食塩を加えることにより、溶媒自体の電気伝導率が一定となることが確認された。これにより、水道水の電気伝導率の調節が可能となるため、溶媒の管理を容易にすることができる。また、図１３に示すように、セメント混合率の増加とともに、電気伝導率も上昇しているため、溶媒および溶液の電気伝導率を測定することによってセメント等の混合率等の特定が可能であることが確認された。
【００１８】
【発明の異なる実施の形態】
次に、図１４ないし図１６に示す本発明の異なる実施の形態について説明する。なお、これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前記本発明の第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１９】
図１４および図１５に示す本発明の第２の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、電気伝導率測定手段１１で測定した溶媒６および溶液１４の電気伝導率の測定値をコンピュータを用いた演算手段１６Ａでベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算定する演算工程１５Ａを行った点で、このような演算工程１５Ａを行うベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法を用いても前記本発明の第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
図１６に示す本発明の第３の実施の形態において、前記本発明の第２の実施の形態と主に異なる点は、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、塩水等からなる溶媒６と、この溶媒６が入れられる容器８Ａと、この容器８Ａに前記溶媒６を所定量供給する溶媒供給手段２０と、前記溶媒６に加えられるベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物２を加熱処理する加熱装置３Ａと、この加熱装置３Ａで加熱処理された混合物２Ａを細粒状にするふるい装置２１と、このふるい装置２１で細粒状にされた混合物２Ｂを所定量量ることができる重量計測器９Ａと、前記溶媒６に溶解させる攪拌機１０Ａと、前記溶媒６の電気伝導率および前記溶液  １４の電気伝導率を測定することができる電気伝導率測定手段１１Ａと、この電気伝導率測定手段１１Ａで測定された溶媒６および溶液１４の測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算手段１５Ａとからなるベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置２２によってベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出するように構成した点で、このようなベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置２２を用いてベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定方法を行っても前記本発明の第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、装置がユニット化されているため、測定作業を効率よく行うことができる。なお、この場合、各装置・手段等における作業は制御手段２３によって集中管理される。
【００２１】
なお、本発明の各実施の形態では、成分を測定する混合物２をベントナイト混合土やセメント改良土等について説明したが、本発明はこれに限らず、広く混合土砂等の成分測定に用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【００２３】
（１）溶媒の電気伝導率を測定する溶媒の電気伝導率測定工程と、測定するベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物を前記溶媒に溶解させる混合物溶解工程と、この混合物溶解工程で得られた溶液の電気伝導率を測定する溶液の電気伝導率測定工程と、この溶液の電気伝導率測定工程で得られた測定値および前記溶媒の電気伝導率測定工程で得られた測定値からベントナイト、セメント等の混合率、混合量等を算出する演算工程とからなるので、電気伝導率を指標にベントナイト、セメント等の混合量等の品質管理を行うことができる。
したがって、人為的な測定誤差を最小限に抑えることができる。
【００２４】
（２）前記（１）によって、混合物の成分測定を簡便に行うことができる。
したがって、測定に熟練を要しないので、誰もが容易に測定作業を行うことができるとともに、従来法に比べて測定時間を著しく短縮することができる。
【００２５】
（３）前記（１）によって、構成が簡易であるので、容易に実施することができる。
【００２６】
（４）請求項２、３、４、５も前記（１）〜（３）と同様の効果が得られる。
【００２７】
（５）請求項６も前記（１）〜（３）と同様の効果が得られるとともに、溶媒にメタノール、エタノール等のアルコール系溶剤あるいは塩水を利用することによって、測定値の安定を図り、高い再現性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の工程図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の加熱工程の説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の細粒状工程の説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の溶媒の電気伝導率測定工程の説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の混合物溶解工程の説明図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の溶液の電気伝導率測定工程の説明図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の演算工程の説明図。
【図８】土とベントナイトからなる混合物の電気伝導率等を示した説明図。
【図９】ベントナイトの混合率と電気伝導率との関係を示した説明図。
【図１０】砂とベントナイトからなる混合物の電気伝導率等を示した説明図。
【図１１】ベントナイトの混合率と電気伝導率との関係を示した説明図。
【図１２】土とセメントからなる混合物の電気伝導率等を示した説明図。
【図１３】セメントの混合率と電気伝導率との関係を示した説明図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の工程図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の演算工程の説明図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態の概略説明図。
【符号の説明】
１：加熱工程、                ２、２Ａ、２Ｂ：混合物、
３、３Ａ：加熱装置、          ４：細粒状工程、
５：ふるい、                  ６：溶媒、
７：溶媒の電気伝導率測定工程、８、８Ａ：容器、
９、９Ａ：重量計測器、        １０、１０Ａ：攪拌機、
１１、１１Ａ：電気伝導率測定手段、
１２：混合物溶解工程、        １３：溶液の電気伝導率測定工程、
１４：溶液、                  １５、１５Ａ：演算工程、
１６、１６Ａ：演算手段、      １７：センサー部、
１８：測定部、                １９：表示部、
２０：溶媒供給手段、          ２１：ふるい装置、
２２：ベントナイト混合土、セメント改良土等の混合物の成分測定装置、
２３：制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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