(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙スラッジ灰の成分を分析する第１工程と、軟弱地盤の所望の強度増加を得るに必要なＣａＯ量（ＣａＯ基準量）を求める第２工程と、前記第１工程で分析された製紙スラッジ灰中のＣａＯ量が、前記第２工程で得られたＣａＯ基準量に満たない場合、石炭灰および／または生石灰を前記製紙スラッジ灰に添加し、前記ＣａＯ基準量を満たす地盤改良材を調製する第３工程と、前記地盤改良材を軟弱地盤に適用する第４工程と、を有する軟弱地盤の改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の改良方法に関するものであり、さらに詳しくは、従来廃棄されていた製紙スラッジ灰を有効利用した軟弱地盤の改良方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製紙スラッジ灰は、製紙工程で発生する短繊維を主体とするスラッジを焼却処理して発生する廃棄物であり、従来そのほとんどは埋め立て等により処理されている。
現在、製紙スラッジ灰は、鉄の酸化防止剤やアスファルト充填材、肥料、建築ボード増量材等として一部が再利用されている。
この他、特開平９−２４９４４６号公報には、石炭灰に、製紙スラッジ灰、廃タイヤ乾留炭化物、可燃性ゴミ乾留炭化物、粘土を配合し、水を加えて成形した後、仮焼して、石炭灰を再生し、これを製鋼用保温材等に用いる方法が開示されている。
また、特開平５−３４６０１８号公報には、軟弱性の掘削土を改良するために製紙スラッジから生成した微細繊維質を掘削土に添加する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように製紙スラッジ灰を鉄の酸化防止剤やアスファルト充填材、肥料、建築ボード増量材等として再利用する方法は、大量に発生する製紙スラッジ灰を僅かな一部分としてしか利用することができない。
また、特開平９−２４９４４６号公報に開示された方法は、製紙スラッジ灰の再利用に高いコストがかかり、実用的ではないという欠点がある。
さらに特開平５−３４６０１８号公報に開示された方法は、製紙スラッジから微細繊維質を得るのに手間がかかり、また、必ずしも所望の効果が得られないという欠点がある。
したがって本発明の目的は、従来廃棄されていた製紙スラッジ灰を有効利用することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記のような従来の課題を解決することができた。すなわち本発明は、製紙スラッジ灰の成分を分析する第１工程と、軟弱地盤の所望の強度増加を得るに必要なＣａＯ量（ＣａＯ基準量）を求める第２工程と、前記第１工程で分析された製紙スラッジ灰中のＣａＯ量が、前記第２工程で得られたＣａＯ基準量に満たない場合、石炭灰および／または生石灰を前記製紙スラッジ灰に添加し、前記ＣａＯ基準量を満たす地盤改良材を調製する第３工程と、前記地盤改良材を軟弱地盤に適用する第４工程と、を有する軟弱地盤の改良方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の地盤改良材は、従来廃棄されていた製紙スラッジ灰を有効利用するものである。製紙スラッジ灰は、製紙工程で発生する短繊維を主体とするスラッジの焼却処理により発生する灰分である。製紙スラッジ灰の特長として、排出する場所によりその成分が大きくなることが挙げられる。次の表１は、製紙工場から排出された４サンプル（Ａ灰〜Ｄ灰）の成分分析（Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｌ、Ｂ、Ａｌ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｇ）を行った結果を示すものである。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
この表１によれば、各種成分元素にバラツキがあることが分かる。本発明者らは、例えば特開平５−３４６０１８号公報に開示された方法に必ずしも所望の効果が得られないのは、製紙スラッジの構成成分がその生成場所により相違するのではないかという観点に立ち検討した結果、ＣａＯが地盤改良効果に大きく寄与することを見いだした。
【０００８】
本発明の地盤改良材は、軟弱地盤を所望の強度まで高め得るに十分なＣａＯ量を含有する製紙スラッジ灰を有効成分とするものである。製紙スラッジ灰に含まれるべきＣａＯの量は、軟弱地盤の土質や、その含水率等により変化し、また軟弱地盤の所望の強化度合に基づく製紙スラッジ灰の適用量等によっても変化するものでもあるので、状況に応じて適宜決定することができる。
例えば、本発明の地盤改良材には、ＣａＯが５〜２０重量％、好ましくは１０〜２０重量％含まれるのが望ましい。さらに具体的には、含水率１００％程度の軟弱地盤にはＣａＯを１０〜２０重量％含む地盤改良材を２０重量％程度添加するのがよい。
【０００９】
本発明の地盤改良材を軟弱地盤に適用した際に、地盤の強化に乏しいと判断された場合には、石炭灰を地盤改良材に配合するのが望ましい。石炭灰には適当量のＣａＯが含まれ、また周知にように石炭灰には水硬性があるので、軟弱地盤改良に良好な効果を提供することができる。
石炭灰は、本発明の地盤改良材において、１０〜３０重量％含まれるのが好ましい。
【００１０】
また本発明の地盤改良材には、必要に応じて生石灰を添加し、ＣａＯ分を補充することができる。生石灰の添加は、上記の石炭灰の添加と組み合わせて、あるいは組み合わせずに行うことができる。
【００１１】
本発明の地盤改良材において、生石灰の添加が、どの程度地盤改良材の水硬性に影響を及ぼすのか、実験を行った。製紙工場で排出された８サンプル（Ａ灰〜Ｈ灰）の製紙スラッジ灰に対し、３重量％の生石灰を添加し、締固め、その一軸圧縮強度を測定した。結果を図１に示す。
図１から、発現した強度は生石灰無添加の場合に比べて高められていることが分かる。
ここで強度の増加が認められないＡ灰は、未燃分の多いことが判明した。すなわち、有機質の多い製紙スラッジ灰は強度の発現に悪影響を及ぼすことが分かった。したがって、使用する製紙スラッジ灰はできる限り有機質を含まない程度に高温で燃焼したものを選択するのが望ましい。また、製紙スラッジ灰の製造後の保管は、でいる限り湿気を避けた密閉状態で行うのが望ましい。
【００１２】
このように本発明の地盤改良材は、製紙スラッジ灰を有効成分とし、必要に応じて石炭灰および／または生石灰を併用するものであるが、ここで、本発明の地盤改良材を調製するステップを、以下、例示する。
図２は、本発明の地盤改良材を調製するステップを説明するための図である。ステップＳ１で製紙スラッジ灰（ＰＳ灰）を分析する。次にステップＳ２において、ＣａＯ基準量（軟弱地盤の所望の強度増加を得るに必要なＣａＯ量）を別に求める。なおこのＣａＯ基準量は、軟弱地盤の強度増加の所望の度合によって異なる。すなわち、軟弱地盤であるがために掘削が困難な地盤を、掘削が可能になる程度の強度にまで高めればよい場合には、それに応じたＣａＯ量でよいことになる。軟弱地盤の改良には、往々にして掘削可能な程度までの強度が発現すればよいことが多い。続いてステップＳ３で、ＰＳ灰のみを有効成分とする地盤改良材で軟弱地盤の強度改善が可能かどうかを判定する。ＹＥＳと判定された場合には、必要十分量の地盤改良材を軟弱地盤に適用する。ＮＯと判定された場合には、ステップＳ４において、石炭灰を添加し、ＰＳ灰および石炭灰を有効成分とする地盤改良材で軟弱地盤の強度改善が可能かどうかを判定する。ＹＥＳと判定された場合には、必要十分量の地盤改良材を軟弱地盤に適用する。ＮＯと判定された場合には、ステップＳ５において、さらに生石灰を添加する。なお、上記の説明では、石炭灰および生石灰を併用する態様について述べたものであるが、どちらか一方の添加でＣａＯ基準量を満たしてもよい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
（実施例１）
含水比２５重量％、ＣＢＲ１の軟弱土についてＰＳ灰２０重量％の改良でＣＢＲが４５まで改良された。なお、前記ＰＳ灰は、ＣａＯを約１２重量％含むものである。
【００１４】
（実施例２）
含水比１１５重量％、ＣＢＲ０．７の軟弱土についてＰＳ灰２０重量％の改良でＣＢＲが１０まで改良された。なお、前記ＰＳ灰は、ＣａＯを約１２重量％含むものである。
【００１５】
（実施例３）
含水比２５％、ＣＢＲ１の軟弱土についてＰＳ灰２０重量％および石炭灰２０重量％の改良でＣＢＲが５５まで改良された。なお、前記ＰＳ灰は、ＣａＯを約１２重量％含むものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、製紙スラッジ灰を地盤改良材として再現性よく有効に、かつ低コストで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製紙工場で排出された８サンプルの製紙スラッジ灰に対し、３重量％の生石灰を添加し、締固め、その一軸圧縮強度を測定した結果を示す図である。
【図２】本発明の地盤改良材を調製するステップを説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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