(57)【要約】【課題】対象土壌として砂又は砂質土のような軟弱地盤である場合の、軟弱地盤改良に適した強度の発現性の高い硬化材組成物を提供する。【解決手段】砂又は砂質土である軟弱地盤を対象土壌とする硬化材であって、セメント１００重量部に対し、ブレーン比表面積が３０００〜８０００ｃｍ２／ｇである高炉スラグ微粉末５０〜３００重量部およびブレーン比表面積が２０００〜８０００ｃｍ２／ｇである石灰石微粉末を５〜５０重量部を配合した硬化材組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂又は砂質土である軟弱地盤を対象土壌とする硬化材であって、セメント１００重量部に対しブレーン比表面積が３０００〜８０００ｃｍ２／ｇである高炉スラグ微粉末５０〜３００重量部およびブレーン比表面積が２０００〜８０００ｃｍ２／ｇである石灰石微粉末５〜５０重量部を含有してなる硬化材組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤改良硬化材であって、砂又は砂質土を対象土壌とし、対象土壌と混合することにより地盤を改良する硬化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメントは硬化する性質があるため、セメント単味あるいはセメントをベース材料とした硬化材が、地盤・土壌・ヘドロ等の硬化材として広く使用されている。この硬化材の土壌などへの添加方法としては、粉体のまま混合する方法、又は硬化材に予め水を加え混練しミルク状に調整したものを混入或いは注入する方法が用いられている。
【０００３】
該硬化材には、一般的に目的に応じてセメント以外に他の材料が配合される。高炉スラグ微粉末は潜在水硬性があるためセメントに添加して硬化材の配合材として用いることは既によく知られている。また、石灰石微粉末には潜在水硬性はないが、これを一配合材として用いるセメント系地盤改良材の従来技術としては、裏込めや根固めあるいは止水等を目的とし地盤に注入する、セメントを含む硬化性液に及び炭酸カルシウムなどの増粘剤を添加した硬化性液（例えば特許文献１参照）、セメントクリンカ、石膏、水冷スラグ及び石灰石からなるグラウト材（例えば特許文献２参照）などが挙げられる。
【０００４】
一方、土壌と硬化材を混合する方法において、表層地盤改良では、粉体のまま混合する方法がよく行われているが、粉体のままでは混練が困難な場合はミルク状に調整したものを混入する方法が用いられている。深層混合処理工法の場合は、機械攪拌工法、高圧噴射攪拌工法の何れの場合においても、ミルク状に調整したものを混入する方法が広く用いられている。
【０００５】
土壌への硬化材混入方法としてミルク状に調整した硬化材を混入する場合は、粉体混入の場合に比べて水量として土中水も含めた水／硬化材比（Ｗ／Ｃ）は高くなり、コンクリートの場合と同様Ｗ／Ｃの値が高くなるにつれて強度の発現性は小さくなる傾向にある。よってミルク混入の場合、高い強度を得ようとするとミルク混入量を多くしなければならなくなり、従って混入する硬化材の量も多くならざるを得なってくる。混入するミルク量が多くなればそれだけ作業量が増大し、使用固化材量も多くなり不経済となってくる。またミルク量が多くなればスライム即ち排泥量も多くなり排泥の捨て場の確保やその為の余分の経費が必要になる等の問題が生ずる。よって硬化材ミルクを混入して軟弱地盤改良する場合、特に高い改良強度が必要な場合は強度発現性の高い硬化材が必要である。このような高い強度発現性を有する硬化材配合としてはセメント−高炉スラグ−石膏の３成分系のものが知られている（例えば特許文献３、４など参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５７−１００１８０号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平５−２０８８５３号公報（請求項１）
【特許文献３】
特開昭５４−１１３９１１号公報（請求項１）
【特許文献４】
特開昭６０−１３７４９６号公報（請求項１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この系のものはヘドロや有機質粘性土に対してはセメントやセメント−スラグの２成分系に比較して高い強度を発現するものの、砂や砂質土に対しては、セメントやセメント−高炉スラグ系に比して必ずしも高い強度を発現しないことが本発明者らの実験の結果明らかとなった。
【０００８】
従って対象土壌として砂や砂質土の場合の軟弱地盤改良に適した強度の発現性の高い硬化材の開発が課題となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らが研究を重ねた結果、セメントをベース材料としこれに特定ブレーン比表面積の高炉スラグ微粉末および特定ブレーン比表面積の石灰石微粉末を、それぞれ特定量配合することにより、砂や砂質土に対してミルク状に調整したものを混入した場合においても高い強度発現性を示す硬化材組成物を見出し、本発明を発明するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、砂又は砂質土である軟弱地盤を対象土壌とする硬化材であって、セメント１００重量部に対しブレーン比表面積が３０００〜８０００ｃｍ２／ｇである高炉スラグ微粉末５０〜３００重量部およびブレーン比表面積が２０００〜８０００ｃｍ２／ｇである石灰石微粉末５〜５０重量部を含有してなる硬化材組成物である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられるセメントはポルトランド系セメントであれば、特に制限されず、公知の、ブレーン比表面積２０００〜６０００ｃｍ２／ｇのセメントを用いることができ、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、或いは中庸熱ポルトランドセメントなどが用いられる。
【００１２】
本発明に用いられる高炉スラグは通常の高炉水砕スラグありで、ブレーン比表面積が３０００〜８０００ｃｍ２／ｇのものであり、好ましくは３５００〜７０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ未満のものは強度発現性に劣り、８０００ｃｍ２／ｇを超えるものはコスト的に高くなり不経済である。
【００１３】
本発明において用いられる高炉スラグの配合量は、上記セメント１００重量部に対し５０〜３００重量部、好ましくは７０〜２５０重量部である必要がある。５０重量部未満であっても又は３００重量部を超える場合であっても強度の発現性が低下し好ましくない。
【００１４】
本発明において用いられる石灰石微粉末はブレーン比表面積が２０００〜８０００ｃｍ２／ｇのものであり、好ましくは２５００〜７０００ｃｍ２／ｇである。２０００ｃｍ２／ｇ未満であると強度発現性が低下し好ましくない。また８０００ｃｍ２／ｇ超えると強度など物性は向上せず、粉砕コストが高くなり好ましくない。
【００１５】
本発明において用いられる石灰石微粉末の配合量は、セメント１００重量部に対し５〜５０重量部であることが必要である。５重量部未満又は５０重量部を超えると強度の発現性が劣り好ましくない。
【００１６】
本発明において、硬化材組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、他のセメント混和材などを配合することができる。該混和材としてはたとえば、石膏、硫酸ナトリウムや減水剤等の添加剤等があげられる。また高圧噴射攪拌工法などに用い、ブリージングが起こることが予想される場合は、ブリージングを抑えるために上記硬化材組成物にベントナイトやセルロース系の増粘剤を本発明の効果を損なわない範囲で加えることもできる。例えばベントナイトならば硬化材組成物の１〜２０重量％、セルロース系増粘剤ならば１重量％前後添加するのが好ましい。
【００１７】
本発明の硬化材組成物の製造方法は特に制限されず、必要に応じて、上記したブレーン比表面積を満足するようにボールミルなどで粉砕した上記した各成分を、公知の方法により混合すれば良い。混合装置としては、例えば、二軸ミキサーや傾胴ミキサーなどが挙げられる。
【００１８】
本発明において、該硬化材組成物を用いての軟弱砂質土を改良する施工方法は、従来公知の方法で硬化材をミルク状で混入する方法又は粉体のまま混合する施工法が採用される。ミルクを混入する施工法ではミルクの水比即ちＷ／Ｃ（水／硬化材）は通常６０〜１５０％であり、土１ｍ３に混入するミルクの量は０．１〜１ｍ３である。
【００１９】
さらに本発明の硬化材の使用分野は、裏込めや根固めあるいは注入などは含まれず、機械攪拌工法や高圧噴射攪拌工法など土壌との混合を伴う分野である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の硬化材組成物を砂又は砂質土である軟弱地盤に対し該組成物を粉体のまま混合し，或いは該組成物に水を加えて混練して硬化材ミルクを調合しこれを軟弱地盤に混入し、該軟弱地盤を高い強度の地盤に改良することが可能である。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を更に具体的に説明するために、実施例および比較例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものものではない。
【００２２】
なお、実施例および比較例では、硬化する対象土壌として、土質分類が砂である真砂土を用いた。この真砂土は細粒分（シルトおよび粘土分）９％、含水比１４％、湿潤密度１．９５ｇ／ｃｍ３である。
【００２３】
土に硬化材を添加して改良強度を評価する試験は、硬化材ミルクを調整して、対象土に混入し、硬化体供試体を作成し一軸圧縮強度を測定することにより行った。硬化材ミルクはＷ／Ｃ１３５％で調整し、ミルク：対象土＝０．５：１（体積比）で対象土とミルクを混練し、型枠に充填し２８日間養生した。硬化体供試体は５ｃｍφ×１０ｃｍＨであり、ＪＩＳ　Ａ　１２１６に規定する方法に準じて一軸圧縮強度を測定した。
【００２４】
実施例１
高炉水砕スラグをボールミルにて粉砕し、ブレーン比表面積４２００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末を得た。また、ＣａＣＯ３純度９５％以上の石灰石をボールミル粉砕しブレーン比表面積３９００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末を得た。得られた高炉スラグ微粉末および石灰石微粉末のそれぞれ１００重量部および１０重量部をブレーン比表面積３３５０ｃｍ２／ｇの普通ポルトランドセメント（トクヤマ社製）１００重量部とヘンシェルミキサーにより混合して硬化材組成物を製造した。表１に配合材のブレーン比表面積及び硬化材の配合重量比を示した。
【００２５】
得られた硬化材組成物と水をＷ／Ｃ＝１３５％で３分間スリーワンモーターにて混練し、硬化材ミルクを調合した。さらに得られた硬化材ミルクと真砂土とを体積比０．５：１の割合でソイルミキサー（ホバート社製、ＭＯＤＥＬ　Ｎ−５０　ＭＩＸＥＲ）にて３分間混練した後、２８日間養生した硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表１に示した。
【００２６】
実施例２
石灰石微粉末の配合量を２０重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００２７】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００２８】
実施例３
高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末の配合量をそれぞれ８０重量部および２０重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００２９】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３０】
比較例１
高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末を混合せずにトクヤマ社製普通ポルトランドセメント単味で実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３１】
比較例２〜４
石灰石微粉末の配合量をそれぞれ０、２、７０重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００３２】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３３】
実施例４、比較例５
高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積をそれぞれ６１００ｃｍ２／ｇ、２５００ｃｍ２／ｇとした他は実施例２と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００３４】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３５】
比較例６
石灰石微粉末のブレーン比表面積をそれぞれ１０００ｃｍ２／ｇとした他は実施例２と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００３６】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３７】
実施例５
高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末の配合量をそれぞれ２００重量部および２５重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００３８】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００３９】
比較例７
高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末の配合量をそれぞれ４０重量部および１５重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００４０】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００４１】
比較例８
高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末の配合量をそれぞれ４００重量部および２５重量部とした他は実施例１と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００４２】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００４３】
比較例９
石灰石微粉末の代わりにブレーン比表面積４１５０ｃｍ２／ｇの無水石膏を用いた他は実施例２と同様にして硬化材組成物を製造した。
【００４４】
得られた硬化材組成物を用い、実施例１と同様に硬化材ミルクを調合して、硬化材混合土の一軸圧縮強度を測定した。その結果を表２に示した。
【００４５】
【表１】
2004137318.tif 000002
【００４６】
【表２】
2004137318.tif 000003