(57)【要約】【課題】本発明は、現場の土に、セメントと水和促進剤を水と共に混合させる事により、簡易舗装並の圧縮強度がある路盤を造成し、残土の再利用を可能とする。併せて、アスファルトより透水性が優れるので、路盤表面より水分を蒸発させることができるので、路盤表面温度の上昇を防止し、ヒートアイランド防止路盤が造成できる。【解決手段】本発明の水和促進剤は塩化ナトリウム、塩化カリ、炭酸ナトリウム、リグニン、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウム、アルミン酸ナトリウウム、で構成してなるものであり、セメントと添加して固化する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然土（建設現場の残土）とセメントを水を介して混合固化する時に添加するセメント水和促進剤であって、塩化ナトリウム、塩化カリ、炭酸ナトリウム、リグニン、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウムを含有することを特徴とするセメント水和促進剤
【請求項２】
アルミン酸ナトリウムを含有することを特徴とする請求項１のセメント水和促進剤
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は施工現場に存在する土壌の自然土をセメントで固化可能とするセメント水和促進剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然土を土質改良する方法には、機械的方法として、土の粒子調整により土質改良を行う方法や機械を用いて転圧固化する方法がある。又、化学的方法として、石灰やセメントを用いて、土質を改良したり、石灰パイル工法やソイルセメント工法の様に、一軸圧縮強度を高める技術がある。又、明礬等のアルミナ系材料を添加して土質改良を行う方法もある。
これら従来の技術は土質改良か土の固化を行う技術であるが、本発明のように、自然土を骨材として使用する「ソイルセメントコンクリート」とは異なる技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の自然土固化法とは異なり、セメント水和促進剤を提供し自然土を骨材とし固化強度を大幅に増加することを可能とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のセメント水和促進剤は、塩化ナトリウム、塩化カリ、炭酸ナトリウム、リグニン、硫酸ナトリウム、塩化マグネシュウム、又は、それらにアルミン酸ナトリウムを加えてなるものである。そして、このセメント水和促進剤は、水１８５ｃｃに対して、塩化ナトリウム（０．４〜２０ｇ）、塩化カリ（１．５〜９．０ｇ）、炭酸ナトリウム２０〜２５ｇ）、リグニン（０．１〜０．８ｇ）、硫酸ナトリウム（０．６〜４．０ｇ）、塩化マグネシュウム（０．３〜２．０ｇ）、の範囲で溶解させたもの、或いは、それらに、アルミン酸ナトリウム（０．６〜３．０ｇ）、を加える。尚、アルミン酸ナトリウムを加える事によって、自然土の固化強度上昇に一層の効果を果たす。又、前記物質は記載の範囲で溶解させるものが望ましい。
【０００５】
【セメント水和促進剤の作用】
セメント水和促進剤の作用について、図−１に示すポルトランドセメントの水和発熱曲線を参照して説明する。セメントの水和反応の進行状況、水和に伴う発熱量を測定することによって簡単に表現でる。図−１に示すように、水和直後の発熱ピークは水中に溶解した石膏が最も活性化の大きいアルミネートと反応して生成する、エトリンガイトの生成熱及びエーライトの表面の溶解熱によるものである。又、第一ピークから第二ピークの間は誘導期であって、アルミネート粒子の周りは不溶解のエトリンガイト膜によって覆われ、エーライト粒子のＣ−Ｈ−Ｓ相（珪酸カルシュウム水和物）の膜によって覆われており、各々の水和反応が抑制されている時期である。液相中のＮａ＋とＫ＋の濃度が高くなると第二ピークの出現は促進され、誘導期は短くなる傾向にあると言われている。
第二ピークが過ぎて現れる第三ピークはアルミネート粒子の周りのエトリンガイト膜が結晶の膨張圧で破れ、内部のアルミネート粒子が再び水和を始め、モノサルホアルミネートに変化する際の発熱である。第三ピーク以後、エーライト、ビーライトは多量に生成したＣ−Ｓ−Ｈ相よって薄められ、イオンの移動は難しくなり、水和速度は次第に遅くなり、水和物どうしの接着により凝結が始まる。
本発明のセメント水和促進剤は、セメント粒子表面に生成するＣ−Ｓ−Ｈ相に作用してセメント粒子の水和を促進させる働きをするものと推定される。
【０００６】
【発明の実施形態】
（１）セメントはポルトランドセメントを使用する。
（２）自然土の固化とは、建設現場の残土を含み、施工現場の土壌を骨材として、固化強度の増加を行うものである。
（３）セメント水和促進剤は、水（１８５ｃｃ）に、塩化ナトリウム（１．５ｇ）、塩化カリ（４．５ｇ）、炭酸ナトリウム（１０ｇ）、リグニン（０．４ｇ）硫酸ナトリウム（２．０ｇ）、塩化マグネシウム（１．０ｇ）、アルミン酸ナトリウム（２．０ｇ）、を溶解させたもので、約２００ｃｃの溶液となる。
（４）自然土を骨材とし、セメント水和促進剤の効果を確認する為、セメントセメント水和促進剤、水を添加混合し、一軸圧縮強度試験を行った。
結果を図−２に示す。又、砂分の影響を調査する為、自然土の骨材に砂分を添加し、一軸圧縮強度試験を行った。結果を図−３に示す
（５）自然土を安定処理し埋め立て再利用の可能性を確認する為、締固め試験を行った。結果を図−４に示す。又、突固め特性が改良されたことを確認する為、乾燥密度と含水比の関係を調査した。結果を図−５に示す。
（６）現場の自然土を骨材とし、路盤工事を下記の如く施工した。
▲１▼専用ミキサーを使用する工法
表土（自然土）を約１０ｃｍブルドーザーではぎ取り、集めた自然土を、ダンプトラックで専用ミキサーに搬送する。この時、大きな異物は排除する。専用ミキサーで、自然土、セメント、セメント水和促進剤、水を混合し、はぎ取った表土の後にまき出し、整地、転圧する。
上記の施工法にて施工した路盤の物性を図−６に示す。
▲２▼路上混合工法
表土（自然土）をブルドーザーでならした後、耕耘機で約１０ｃｍ耕し、セメントを散布する。耕耘機でセメントと表土を攪拌した後、セメント水和促進剤を散水する。再度耕耘機で表土を攪拌しローラーで転圧する。
上記の施工法にて施工した路盤の物性を図−７に示す。
（７）後日、（６）項▲１▼の条件で施工した路盤の表面温度変化を調査した。尚、比較の為、アスファルトコンクリート路盤と、自然土のみの路盤の表面温度を調査した。結果を図−８に示す。
【０００７】
【発明の効果】
本発明は建設現場で発生する残土（自然土）を骨材として使用できる。その為以下の効果がある。
▲１▼建設残土が発生しないか、発生量を抑制できる。
▲２▼色が現場の土壌と類似する。又、着色が容易なため、景観にマッチした施工が出来る。
▲３▼アスファルトやコンクリート舗装よりも透水性が良いので、ヒートアイランド現象抑制効果が期待できる。
▲４▼一軸圧縮強度が高い為、簡易舗装や駐車場、遊歩道や軟弱地盤に使用できる。
▲５▼施工部は草の繁殖が抑制できるので、田圃の畦、公園内の道路に施工すると、除草作業の削減ができる。
以下の事よりそれらが立証できる。
図−２よりセメント水和促進剤を使用することにより固化した自然土の圧縮強度が増加することが解る。
図−３より自然土に砂分量を一定量添加すると、セメント水和促進剤を使用し固化した自然土の圧縮強度は増加する。路盤の強度を増加させたい場合、セメント水和促進剤と共に、砂分を添加しても良い。
図−４よりセメント水和促進剤とセメントを自然土に混合させると、一軸圧縮強度が４０ｋｇ／ｃｍ２以上有り、簡易舗装基準値を満足する。造成した路盤は簡易舗装として使用できる。
図−５より、セメント水和促進剤とセメントを自然土に混合させ固化（処理土）すると、セメントと自然土で固化（未処理土）した土壌より乾燥密度が増加する。従ってセメント水和促進剤を使用して、土壌改良を行うことができる。
図−６より、セメント水和促進剤とセメントを自然土に混合させ固化した路盤のＣＢＲ値はアスファルトと同程度である。尚、一般にアスファルトのＣＢＲ値は２４．３である。
図−７より、セメント水和促進剤を使用した路盤のＣＢＲ値（水和促進剤０．７％）は使用しない路盤のＣＢＲ値（水和促進剤無し）より小さい。ＣＢＲ値は小さいほど固いことを意味する。従ってセメント水和促進剤を使用することにより固い路盤が造成出来る。又、現場の土を使用して路盤造成が可能となる。
図−８より、セメント水和促進剤とセメントを自然土に混合させ固化した路盤は、表面温度の上昇がアスファルトコンクリートより少ない。水和促進剤を使用することにより、ヒートアイランド防止効果のある路盤が造成出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポルトランドセメントの水和発熱曲線を示す図である。
【図２】セメント水和促進剤の添加率を骨材に対し０〜０．２まで変化させた。
この時の固化条件は下記
セメント／骨材＝０．２。水／セメント＝１．５材令＝７日
上記における一軸圧縮強度試験結果。
【図３】自然土の骨材に対し砂分量を０〜０．４５まで変化させた。
この時の固化条件は下記
セメント／骨材＝０．２。セメント水和促進剤／骨材＝０．０２材令＝２８日
上記における一軸圧縮強度試験結果。
【図４】自然土に対し下記の条件で締固め試験を行った。
セメント／骨材＝０．２。水／セメント＝１．０
セメント水和促進剤／骨材＝０．０２
上記における一軸圧縮試験結果
【図−５】図−４の条件において、含水比と乾燥密度の関係を調査した結果。セメント水和促進剤を使用した土壌が処理土。セメント水和促進剤を使用しない土壌が未処理土。
【図６】専用ミキサー工法で施工した路盤のＣＢＲ値
施工条件は下記
セメント／骨材＝０．１。水／セメント＝１．０
セメント水和促進剤／骨材＝０．０１３
【図７】路上混合工法で施工した路盤のＣＢＲ値
施工条件は下記。尚、セメント水和促進剤無しは下記の条件にてセメント水和促進剤のみを零とした。
セメント／骨材＝０．１３。水／セメント＝１．０
セメント水和促進剤／骨材＝０．００７
【図８】施工した路盤の表面温度。ＡＭ６時より翌日のＡＭ６時までの調査結果。
【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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