(57)【要約】【課題】発塵及び土の膨張を抑制する土質改良方法。【解決手段】土と土質改良材とを混合する土質改良方法において、土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用いる。生石灰の添加量を制御して発塵及び土の膨張を抑える。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
土と土質改良材とを混合する土質改良方法において、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用い、前記生石灰の添加量を制御して発塵及び前記土の膨張を抑えることを特徴とする土質改良方法。
【請求項２】
土と土質改良材とを混合する土質改良方法において、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用い、発塵量が所定値以下となる前記生石灰の添加量と、前記土の膨張率が所定値以下となる前記生石灰の添加量とを求め、更に、発塵量及び前記土の膨張率の両方が前記所定値以下となる前記生石灰の添加量を求め、求めた添加量の前記生石灰を混合して発塵及び前記土の膨張を抑えることを特徴とする土質改良方法。
【請求項３】
前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュのうちの少なくとも１つとを用いる請求項１又は２記載の土質改良方法。
【請求項４】
前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、発塵防止用薬剤とを用い、前記発塵防止用薬剤として、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタールのうちの少なくとも１つを用いる請求項１又は２に記載の土質改良方法。
【請求項５】
前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュのうちの少なくとも１つと、発塵防止用薬剤とを用い、前記発塵防止用薬剤として、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタールのうちの少なくとも１つを用いる請求項１又は２記載の土質改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軟弱地盤の安定処理、河川、湖沼や海などにおける堆積汚泥処理、発生土の改良等に係る土質改良方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土質改良材として、セメント系や石灰系改良材が広く使用されている。しかし、都市部において施工時の発塵は付近住民の苦情となり、施工完遂が困難になるケースが頻発している。
【０００３】
生石灰のような発塵性のある粉体の発塵を抑える方法として、特許第２５３８７８２号（特開平０１−８１８６２１号公報）には、フイブリル化性ポリテトラフルオロエチレン樹脂と反応熱を発生する２種類の物質とを混合する方法が開示されている（以下、「先行技術１」という）。特開平１０−１０２０４７号公報には、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を混合することにより、発塵を抑える方法が開示されている（以下、「先行技術２」という）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、生石灰及び石灰系の土質改良材は、セメントと同様に散布時の発塵は抑制されやすいが、土（改良対象土）との混合中に生石灰が土中の水分と反応し、より微細な消石灰になることから、混合時の発塵を防止することは困難であるという問題があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は、上述の問題を解決し、生石灰及び生石灰系の土質改良材を用い、発塵、特に混合時の発塵を効率良く抑制することができる土質改良方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、土と土質改良材とを混合する土質改良方法において、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用い、前記生石灰の添加量を制御して発塵及び前記土の膨張を抑えることに特徴を有するものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、土と土質改良材とを混合する土質改良方法において、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用い、発塵量が所定値以下となる前記生石灰の添加量と、前記土の膨張率が所定値以下となる前記生石灰の添加量とを求め、更に、前記発塵量及び前記土の膨張率の両方が前記所定値以下となる前記生石灰の添加量を求め、求めた添加量の前記生石灰を混合して発塵及び前記土の膨張を抑えることに特徴を有するものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュのうちの少なくとも１つとを用いることに特徴を有するものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、発塵防止用薬剤とを用い、前記発塵防止用薬剤として、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタールのうちの少なくとも１つを用いることに特徴を有するものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記土質改良材として活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰と、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュのうちの少なくとも１つと、発塵防止用薬剤とを用い、前記発塵防止用薬剤として、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタールのうちの少なくとも１つを用いることに特徴を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、土と土質改良材とを混合するに当たり、土質改良材として生石灰を用い、発塵量と生石灰の添加量、及び、土の膨張率と生石灰の添加量との関係に着目し、この関係を利用して発塵量を所定値以下に抑えることができる生石灰の添加量を求めるとともに、土の膨張率を所定値以下に抑えることができる生石灰の添加量を求める。更に、求めた前記添加量から、発塵量及び土の膨張率の両方を所定値以下に抑えられる生石灰の添加量を求める。この添加量の生石灰を土に混合することにより、混合時における発塵及び土の膨張の両方を抑えることができる。
【００１２】
本発明においては、土質改良材として、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）のＥＮ４５９−２で規定されている活性の度合い（活性度）を表すｔｕが、６００〜６０００秒の生石灰を用いる。活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰は、土との混合時において急激に土中の水と反応せず、時間をかけて反応していくため、混合中に生成する消石灰の生成量が少なくなり混合時の発塵の抑制効果が良好である。このため混合時間を充分にとることが可能である。また、分散性が良く、土中において均一に混合した状態で水和反応が起こるため、生成した消石灰が土に馴染み、混合中の発塵がほとんど抑えられる。また、ｔｕが６００秒以上の生石灰は、ｔｕが６００未満のものと比べてみかけ比重が約２５％も大きいので、生石灰の粒子が、より落下しやすくなり、この点からも発塵が発生しにくい。ｔｕが６００秒未満の生石灰では、上述の作用が得られない。一方、ｔｕが６０００秒を超える生石灰では反応が長すぎる。
【００１３】
ただし、本発明に用いる生石灰は、活性度ｔｕが６００〜６０００秒と長く長時間にわたって反応するため、混合時や転圧後も消化反応が継続し、改良層は生石灰の消化反応により膨張し、それが問題となる場合がある。そこで、膨張を防ぐため、生石灰の添加量をコントロールする。
【００１４】
更に、生石灰単体では土質改良効果を発揮しにくい土質に対して強度発現効果を高めるために、土質改良材として、生石灰と共に、セメント、高炉水砕スラグ微粉末、アルミナ含有物、石膏及びフライアッシュ等の強度発現材料を配合する。アルミナ含有物としては、明礬石、アルミスラッジ等がある。
【００１５】
また、セメント等の強度発現材料は、生石灰よりも発塵性の高い材料であるため、土質改良材散布時の発塵について厳しい規制がある場合には、発塵防止用薬剤を配合する。発塵防止用薬剤としては、テフロン（登録商標）、油類、糖質、アスファルト及びタール等を用いる。
【００１６】
生石灰に、更に、セメント等の強度発現材料、又は、強度発現材料及び発塵防止用薬剤を配合する場合であっても、生石灰の添加量は、土の体積に対する生石灰の割合とする。例えば、土１ｍ３に対する生石灰の割合（ｋｇ）とする。
【００１７】
次に、本発明方法に用いる生石灰を説明する。
【００１８】
本発明においては、上記のように土質改良材として、生石灰粉末の活性の度合い（活性度）を表すｔｕが６００〜６０００秒の範囲内の生石灰を用いる。
【００１９】
活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰の製造は下記からなる。図３は焼成時間と比表面積、図４は、焼成温度、焼成時間とかさ（嵩）密度を示すグラフである。焼成を１３００〜１４００℃の高温で行い、製造することで、比表面積が小さく、嵩密度が大きな生石灰ができる。
【００２０】
活性度ｔｕは、上記のようにドイツ工業規格（ＤＩＮ）のＥＮ４５９−２で規定されており、下記により測定することができる。図５は、ＤＩＮのＥＮ４５９−２に規定される活性度ｔｕを説明するグラフである。図５に示すように、１０００ｍｌのデュワービン（断熱容器）に、２０±０．５℃の水を６００±１ｇ入れ、３００±５０ｒｐｍで攪拌しながら、試料（生石灰）１５０±０．５ｇ（５００ｇの中から採取した１５０±０．５ｇ）を投入する。その際、記録計にて、容器内の水温と、試料を投入してからの時間を記録していき、温度が下がり始めたら、記録を止める。そこで、最高温度（Ｔｍａｘ）と、試料投入前の開始温度（Ｔ０）から、（Ｔｍａｘ）の８０％の温度（Ｔｕ）を求め、その温度に達するまでの時間が、ｔｕとなる。
【００２１】
生石灰は、粒度が粗いと分散性が悪くなる問題があるが、本発明においては、生石灰の活性度ｔｕを規定し、更にその添加量をコントロールすることにより、粒度を規定しなくても、発塵及び土の膨張を所定の値に抑えることができる。従って、６０ｍｅｓｈ全通（粒径０．２５ｍｍ以下）のような細かい粒度調整は不要である。
【００２２】
【実施例】
次に、土と土質改良材とを混合する本発明の実施例を説明する。
【００２３】
［実施例１］
粒径が３５〜５ｍｍの生石灰を、ジョークラッシャーやバイブロボットを使用して粉砕し、粒径０．６〜０ｍｍ（０．６ｍｍ篩全通）とした。粉砕後のｔｕ値は４３５２秒であった。（以下、「本発明試料１」という）。本発明試料１を用いて、混合時の発塵量及び膨張率を調べた。
【００２４】
土質改良対象土として、含水比が９２％のローム質土（以下、「対象土１」という）、及び、含水比が１１６％のローム質土（以下、「対象土２」という）を用いた。直径約３０ｃｍ、高さ約４０ｃｍのオムニミキサーへ対象土を５ｋｇ投入し、平らに敷き均した。その上に本発明試料１を平均に敷き均した。敷き均しは、生石灰の添加量、すなわち、土１ｍ３に対する生石灰の添加量（ｋｇ）を種々変えて行なった。再び、その上に対象土を５ｋｇ敷き均した。この状態で２時間放置した。２時間放置後、１分間混合を行った。
【００２５】
散布時の発塵は、光散乱式デジタル粉塵計を用い、直径４０ｃｍ、高さ６０ｃｍの円筒形透明アクリル容器に、その頂部投入口より２００ｇ投入し、その際の発塵量を該容器の底面より４５ｃｍ上方に設置して測定した。測定値は相対濃度ＣＰＭ（Ｃｏｕｎｔ　Ｐｅｒ　Ｍｉｎｕｔｅ）によって示す。散布時の発塵は、１３０ＣＰＭであった。混合時の発塵は、混合中、オムニミキサーの上方１５ｃｍの位置において光散乱式デジタル粉塵計を用いて測定した。
【００２６】
以下、生石灰の添加量というときは、上記のように、土１ｍ３に対する生石灰の添加量（ｋｇ）をいう。対象土１の結果を図１に、対象土２の結果を図２に示す。
【００２７】
また、生石灰の添加量が１５０ｋｇ、１０５ｋｇ及び７５ｋｇのときについて、混合時の発塵量及び土の膨張率を調べた結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2004027120.tif 000002
【００２９】
土の膨張率は、次のように測定した。
【００３０】
上記の１分間の混合後、更に３０分経過後、ＣＢＲ試験（ＪＩＳ　Ａ　１２１１）の方法に従い、ＣＢＲモールドに締固めを行なった。空気中養生を６日、その後、水浸養生を４日行なった。上記の養生期間中、空気中養生では、供試体の上に、ろ紙とプラスティック製の薄い板をのせ、それに対して、ＣＢＲ試験の吸水膨張試験に従い、変位計で膨張量を測定した。水浸養生中は、ＣＢＲ試験の吸水膨張試験に従い膨張量を測定した。
【００３１】
上記の方法で測定した膨張量の合計を、供試体の初期の高さで割ったときの値が、膨張率（％）である。
【００３２】
発塵量の許容値として目標とする値は２００ＣＰＭ以下とした。また、土の膨張率の許容値として目標とする値は０．５以下とした。これらは、経験則から規定した。そして、更に、発塵及び膨張率の両方が目標値以下、すなわち、発塵が２００ＣＰＭ以下で且つ膨張率が０．５以下をもたらすことができる生石灰の添加量を、本実施例の目標とした。
【００３３】
図１に示すように、含水比が９２％の対象土１では、混合時の発塵に関しては、生石灰の添加量に拘わらず目標値を下回っているが、膨張率については生石灰の添加量が９０ｋｇ以下でないと目標を達成できない。従って、対象土１については、生石灰の添加量を９０ｋｇ以下とする。また、表１に示すように、生石灰の添加量が１５０ｋｇ及び１０５ｋｇでは膨張率が目標値を外れていたが、生石灰の添加量が７５ｋｇでは、発塵及び膨張率ともに目標範囲内であった。
【００３４】
図２に示すように、含水比が１１６％の対象土２では、混合時の発塵に関しては、生石灰の添加量が約１１０ｋｇ以下でないと目標を達成できない。一方、膨張率については生石灰の添加量が約８０ｋｇ以下でないと目標を達成できない。従って、対象土２については、生石灰の添加量を８０ｋｇ以下とする。また、表１に示すように、生石灰の添加量が１５０ｋｇでは発塵量及び膨張率が、１０５ｋｇでは膨張率が、それぞれ目標値を外れていたが、生石灰の添加量が７５ｋｇでは、発塵及び膨張率ともに目標範囲内であった。
【００３５】
このように、活性度ｔｕが６００〜６０００秒の生石灰を用い、対象土に応じて生石灰の添加量を適宜選択することにより、発塵及び膨張の両方を抑えることができる。
【００３６】
［実施例２］
実施例１と同様の方法により粒径０．１〜０ｍｍ（０．１ｍｍ篩全通）の生石灰を調製した。調製した生石灰のｔｕ値は４９３８秒であった。更に、この生石灰に油（エンジンオイル５ｗ−３０）を添加して生石灰および油（発塵防止用薬剤）からなる土質改良材（固化材）を調製した（以下、「本発明試料２」という）。油の添加量は生石灰１００に対して５の割合とした。そして本発明試料２を用いて、混合時の発塵量及び膨張率を調べた。
【００３７】
土質改良対象土として、含水比が１１６％のローム質土を用いた。直径約３０ｃｍ、高さ約４０ｃｍのオムニミキサーへ対象土を５ｋｇ投入し、平らに敷き均した。その上に本発明試料２を平均に敷き均した。敷き均しは、生石灰の添加量、すなわち、土１ｍ３に対する生石灰の添加量（ｋｇ）を種々変えて行なった。再び、その上に対象土を５ｋｇ敷き均した。この状態で２時間放置した。２時間放置後、１分間混合を行った。
【００３８】
散布時の発塵、土の膨張率の測定は実施例１と同じ方法で行った。その結果を図６に示す。また、生石灰の添加量が１５０ｋｇ、１０５ｋｇ及び７５ｋｇのときについて、混合時の発塵量及び土の膨張率を調べた結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2004027120.tif 000003
【００４０】
図６に示すように、本発明試料２を用いた本実施例２において、混合時の発塵に関しては、生石灰の添加量が９０ｋｇの場合に目標値を下回り、膨張率については生石灰の添加量９５ｋｇ以下の場合に目標値を下回っている。従って、生石灰の添加量が９０ｋｇ以下では、発塵及び膨張率ともに目標範囲内であった。なお、本実施例２においても、実施例１と同様に、発塵が２００ＣＰＭ以下、且つ、膨張率が０．５以下を目標とした。
【００４１】
［実施例３］
実施例１と同様の方法により粒径０．６〜０ｍｍ（０．６ｍｍ篩全通）の生石灰を調製した。調製した生石灰のｔｕ値は３２１８秒であった。更に、この生石灰に高炉セメントＢ種（以下、「セメント」という）。を混合した。生石灰とセメントとの混合比は７対３であった（生石灰／セメント＝７／３）。そして、更に、油（エンジンオイル５ｗ−３０）を添加して、生石灰、セメントおよび油（発塵防止用薬剤）からなる土質改良材（固化材）を調製した（以下、「本発明試料３」という）。油の添加量は生石灰及びセメントの混合物１００に対して５の割合とした。そして本発明試料３を用いて、混合時の発塵量及び膨張率を調べた。
【００４２】
土質改良対象土として、含水比が１１６％のローム質土を用いた。直径約３０ｃｍ、高さ約４０ｃｍのオムニミキサーへ対象土を５ｋｇ投入し、平らに敷き均した。その上に本発明試料３を平均に敷き均した。敷き均しは、生石灰の添加量、すなわち、土１ｍ３に対する生石灰の添加量（ｋｇ）を種々変えて行なった。再び、その上に対象土を５ｋｇ敷き均した。この状態で２時間放置した。２時間放置後、１分間混合を行った。
【００４３】
散布時の発塵、土の膨張率の測定は実施例１と同じ方法で行った。その結果を図７に示す。また、生石灰の添加量が１０５ｋｇ、７４ｋｇ及び５３ｋｇのときについて、混合時の発塵量及び土の膨張率を調べた結果を表３に示す。
【００４４】
【表３】
2004027120.tif 000004
【００４５】
図７に示すように、本発明試料３を用いた本実施例３において、混合時の発塵に関しては、生石灰の添加量が９０ｋｇの場合に目標値を下回り、膨張率については生石灰の添加量７５ｋｇ以下の場合に目標値を下回っている。従って、生石灰の添加量が７５ｋｇ以下では、発塵及び膨張率ともに目標範囲内であった。なお、本実施例３においても、実施例１と同様に、発塵が２００ＣＰＭ以下、且つ、膨張率が０．５以下を目標とした。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
▲１▼　対象土に混合する生石灰の活性度及び添加量を規定することにより、薬剤の添加なしで発塵を抑制でき対象土の膨張を抑制することができる。また、強度発現材料及び発塵防止用薬剤を混合する必要が無いため、製造にあたっては、既存の施設を有効に使うことができる。また、粒度調整を行なわなくても上記の発塵及び膨張の抑制効果を得ることができる。
▲２▼　生石灰に更に強度発現材料を添加することにより生石灰単体では効果を発揮しにくい土質に対しても強度発現効果を高めることができる。
▲３▼　生石灰に更に発塵防止用薬剤を添加することにより、生石灰の粒子が細かい場合や、散布時の発塵に関する目標が激しい場合等、散布時の発塵が問題となる場合においても、確実にそれを抑えることができる。
▲４▼　強度発現材料に更に発塵防止用薬剤を添加することにより、強度発現材料の添加による発塵を抑制することができる。
▲５▼　土質改良施工時の発塵を抑えることにより、作業員の健康及び施工箇所周辺の環境を発塵による被害から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】活性度ｔｕが４３５２秒の生石灰を含水比が９２％のローム質土に混合したときの、発塵と対象土の膨張率と生石灰の添加量との関係を示すグラフである。
【図２】活性度ｔｕが４３５２秒の生石灰を含水比が１１６％のローム質土に混合したときの、発塵と対象土の膨張率と生石灰の添加量との関係を示すグラフである。
【図３】生石灰の製造を説明する焼成時間と比表面積を示すグラフである。
【図４】生石灰の製造を説明する焼成温度、焼成時間とかさ密度を示すグラフである。
【図５】ＤＩＮのＥＮ４５９−２に規定される活性度ｔｕを説明するグラフである。
【図６】活性度ｔｕが４９３８秒の生石灰及び油からなる土質改良材を含水比が１１６％のローム質土に混合したときの、発塵と対象土の膨張率と生石灰の添加量との関係を示すグラフである。
【図７】活性度ｔｕが３２１８秒の生石灰、高炉セメントＢ種及び油からなる土質改良材を含水比が１１６％のローム質土に混合したときの、発塵と対象土の膨張率と生石灰の添加量との関係を示すグラフである。
【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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