(57)【要約】【課題】植物由来の水溶性高分子を用いて、泥土（例えば、汚泥）を効率よく固化（又は半固化又は減容）できる泥土改質剤を提供する。【解決手段】泥土改質剤を、カルボキシアルキル基の平均置換度が０．８２以上のカルボキシアルキルセルロース類（カルボキシメチルセルロース又はそのアルカリ金属塩など）と水硬性物質（水硬性セメントなど）で構成するとともに、前記カルボキシアルキルセルロース類の割合を、水硬性物質１００重量部に対して４．５重量部以下とする。このような泥土改質剤は、高含水比（例えば、含水比７０重量％以上）の泥土や有機物を含む泥土であっても、効率よく改質又は固化できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシアルキルセルロース類と水硬性物質とで構成されている泥土改質剤であって、（i）カルボキシアルキルセルロース類において、カルボキシアルキル基の平均置換度が０．８２以上であり、かつ（ii）カルボキシアルキルセルロース類の割合が、水硬性物質１００重量部に対して４．５重量部以下である泥土改質剤。
【請求項２】
カルボキシアルキル基の平均置換度が０．８５〜１．７である請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項３】
カルボキシアルキルセルロース類の１重量％水溶液粘度が、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したとき、２０００ｍＰａ・ｓ以上である請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項４】
水硬性物質が、水硬性セメントである請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項５】
カルボキシアルキルセルロース類の割合が、水硬性物質１００重量部に対して０．５〜３重量部である請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項６】
（i）カルボキシアルキルセルロース類が、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したときの１重量％水溶液粘度が２５００〜１５０００ｍＰａ・ｓであり、かつカルボキシアルキル基の平均置換度が０．９〜１．６のカルボキシメチルセルロース又はそのアルカリ金属塩であり、（ii）カルボキシアルキルセルロース類の割合が、水硬性物質１００重量部に対して０．８〜２．５重量部である請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項７】
含水比が７０重量％以上の泥土を改質するために用いる請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項８】
含水比が１００〜２００重量％であり、かつ固形分全体に対して、３〜４０重量％の有機物を含む泥土を改質するために用いる請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項９】
海洋浚渫泥土を改質するために用いる請求項１記載の泥土改質剤。
【請求項１０】
泥土と請求項１記載の泥土改質剤とを混合することにより、泥土を改質する方法。
【請求項１１】
植物系粉体を混合することなく、含水比が７０重量％以上の泥土を改質する請求項１０記載の改質方法。
【請求項１２】
泥土と、カルボキシアルキルセルロース類とを混合したのち、得られた混合物に水硬性物質を混合する請求項１０記載の改質方法。
【請求項１３】
カルボキシアルキルセルロース類の混合割合が、泥土１ｍ３に対して０．５〜５ｋｇである請求項１０記載の改質方法。
【請求項１４】
水硬性物質の混合割合が、泥土１ｍ３に対して５０〜３００ｋｇである請求項１０記載の改質方法。
【請求項１５】
泥土１ｍ３に対して、カルボキシアルキルセルロース類１〜３ｋｇおよび水硬性物質８０〜２００ｋｇを混合し、泥土を改質する請求項１０記載の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥土［特に、高含水比の泥土（含水汚泥、含水土壌、含水泥土）］を改質するのに有用な改質剤、およびこの改質剤を用いた泥土改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボーリング工事、構造物基礎工事や地下トンネル掘削工事、浚藻等の土木工事で発生する含水汚泥（含水泥土）や水中に堆積している水中泥状堆積物等の含水汚泥を除去又は廃棄するため、これらの含水汚泥をトラック等で廃棄場所まで搬出する方法が用いられている。しかし、これらの含水汚泥は流動性が高いことから、搬送に制約があり困難であった。
【０００３】
そこで、これらの含水汚泥の流動性を低下させるために固化材（固化剤）を添加し、含水汚泥を減容化又は固化させる方法が開発されている。このような含水汚泥固化材としては、例えば、セメント、生石灰などの水硬性物質、水硬性物質と他の成分（例えば、水溶性高分子、有機高分子吸水剤、無機吸水剤などの吸水性に優れた成分など）とで構成された固化剤などが知られている。水溶性高分子としては、天然系から合成系に亘る多種多様のものが提案されており、特に、ポリアクリルアミドを代表とする合成系水溶性高分子は機能、価格面から大量に使用され、主流となってきている。しかし、このような合成系水溶性高分子は、使用量が増えるにつれて、一般的に生分解性がない（又は生分解性に乏しい）ため、被処理泥土中への残留、微量に含まれる未反応モノマーの危険性の問題がクローズアップされてきている。
【０００４】
そこで、天然系水溶性高分子、半合成水溶性高分子（セルロース誘導体など）などの比較的生分解性が高い固化剤の使用が検討されている。例えば、特開昭６３−７７９８５号公報（特許文献１）には、エーテル化度０．５〜０．８、摂氏２５度１パーセント水溶液の粘度が６００〜１２００センチポイズである繊維素グリコール酸ナトリウム（ＣＭＣ、ソディウムカルボキシメチルセルロース）を配合した汚物処理用組成物が開示されている。この文献には、ＣＭＣに対して硫酸カルシウムを２０：８０〜８０：２０、より好ましくは２０：８０〜４０：６０となるように配合してもよいことが記載されている。
【０００５】
特開平１−１３９１９８号公報（特許文献２）には、天然水溶性高分子物質又はその半合成高分子物質、凝集性を有する合成水溶性高分子物質又は吸水性樹脂から選ばれた１種又は２種以上の高分子物質を、土木工事や浚渫工事等から発生する軟弱な土砂やヘドロ等、上下水道処理により発生する汚泥スラグ及び工場廃水処理により発生するスラッジ等に添加混合し、次いで、２個以上の陽イオンからなる水酸化物、塩化物、硫酸塩又は硝酸塩から選ばれた１種、又は２種以上の塩類及び／又は水硬性セメントを混合せしめる汚泥スラグ及びスラッジ類の改質方法が開示されている。この文献には、天然水溶性高分子物質又はその半合成水溶性物質として、グァーガム、ローカストビンガム、クインスシードガム、アラビノガラクタンガム、アラビアガム、トラガントガム、澱粉、ザンサンガム、ザンコート、ゼラチン、サイリュームガム、アルギン酸塩類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルハイドロオキシエチルセルロースなどが例示されている。また、この文献には、ヘドロ等の含水率と高分子物質の添加量との関係について、（１）含水率２０〜５０％の場合、ヘドロ等１ｋｌ当たりに対し、高分子物質を０．５〜８ｋｇの範囲で、（２）含水率４０〜７０％の場合は、ヘドロ等１ｋｌ当たりに対し、高分子物質を１．０〜１５ｋｇの範囲で、（３）含水率６０〜８０％の場合は、ヘドロ等１ｋｌ当りに対し、高分子物質を５〜２５ｋｇの範囲で、（４）含水率８０％以上の場合は、ヘドロ等１ｋｌ当りに対し、高分子物質を２０ｋｇ以上加えることが記載されている。さらに、水硬性セメントの添加量は、ヘドロ１ｋｌ当りに対し、１０〜１００ｋｇであることも記載されている。
【０００６】
特開平８−２８３７１７号公報（特許文献３）には、繊維状物質（椰子がら粉砕物など）と、水硬性セメント又は石灰とを含有する掘削泥土の改質剤が開示されている。この文献には、掘削泥土の改質剤には、必要に応じて、例えば、デンプン、マンナン、アルギン酸ソーダ、ローカストビーンガム、グアーガム、ペクチン、キサンタンガム、デキストラン、ゼラチン、ラムザンガム、ジェランガム等の天然水溶性高分子化合物、ビスコース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カチオン化セルロース、α化デンプン、カルボキシルデンプン、ジアルデヒドデンプン、カチオン化デンプン、デキストリン、ブリティッシュゴム、カチオン化グアーガム、アニオン化グアーガム、メチルグリコールキトサン等の半合成水溶性高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテル等の合成水溶性高分子化合物等を含んでいてもよいこと、繊維状物質と水硬性セメント又は石灰の合計量と水溶性高分子化合物の割合は、重量比で１：１〜１００：１であることが好ましく、３：１〜３０：１であることがさらに好ましいことが記載されている。
【０００７】
特開２０００−２８８６００号公報（特許文献４）には、浚渫底泥に、古紙の破砕物と水溶性高分子物質とを添加、混合し、得られる処理物を脱水する浚渫底泥の脱水処理方法が開示されている。この文献には、水溶性高分子物質として、ガム類またはその誘導体類、でんぷんまたはその誘導体類、アルギン酸ソーダ、セルロース誘導体類、カルボキシル基を含む水溶性合成高分子物質等を例示しており、水溶性高分子物質の添加量は、浚渫底泥１ｍ３に対し、天然系の場合にあっては１．０〜２０ｋｇ、半合成系の場合にあっては１．０〜１５ｋｇ、合成系の場合にあっては０．２〜５．０ｋｇであり、半合成系の水溶性高分子とは、例えば、ＣＭＣ、その他のセルロース誘導体類などであることが記載されている。
【０００８】
特開平９−８５２９６号公報（特許文献５）には、浚渫した底質汚泥に、水溶性高分子化合物と無機固定化剤とを含有する固定化剤（Ａ）を添加することにより底質汚泥を増粘させ、かつ固定化させた後、水中に投入して埋め立てる底質汚泥の処理方法が開示されている。この文献には、水溶性高分子化合物として、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩、硫酸セルロース塩、スルホエチルセルロース等のセルロース誘導体、キサンタンガム、ラムザンガム等の微生物分泌ポリマー類、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、アクリル酸−アクリルアミド共重合物、ＡＭ・ＡＭＰＳ（アクリルアミド・アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸塩）共重合物等のビニル系ポリマー、アルギン酸塩、寒天、アラビヤガム、グアーガム、ローカストビーンガム等の海草や植物種子からの抽出粘性物等、デキストリン、カルボキシメチルスターチ等のでんぷん誘導体、ポリエチレンオキサイド等の水溶性増粘剤等を例示している。また、この文献には、無機固定化剤として、赤玉土、鹿沼土等のアロフェン含有粘土、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸鉄、硫酸アルミニウム等の多価金属の硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、炭酸塩等、あるいはゼオライト、パーライト、珪藻土等の珪酸塩、ベントナイト、クレー、カオリン等の粘土類、高炉スラグ微粉末、活性炭等の無機吸着剤等が例示されている。なお、この文献の実施例１および２には、具体的な水溶性高分子と無機固定化剤との組み合わせとして、カルボキシメチルセルロース（第一工業製薬社製のセロゲンＢＳＨ−６、エーテル化度０．８、１％、粘度３８００ｍＰａ・ｓ）と、活性炭又は赤玉土との組み合わせが開示されている。
【０００９】
特開２０００−２７１５９７号公報（特許文献６）には、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩（ＣＭＣ）１００重量部に対して、無機粉体５〜２０００重量部を含む汚泥処理剤（請求項１）、汚泥１００重量部に対して、植物系粉体１〜１００重量部と前記汚泥処理剤０．１〜５重量部とを添加して混合する汚泥処理方法（請求項３）が開示されている。この文献には、ＣＭＣに関して、１重量％水溶液の２５℃における粘度が１０〜１５０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１００〜１２０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１０００〜１００００ｍＰａ・ｓであり、エーテル化度（ＤＳ）が、０．４〜１．６、好ましくは０．６〜１．３の範囲であることが記載されている。また、この文献には、無機粉体として、半水石膏、無水石膏、ポルトランドセメント、アルミナセメント、カルシウムセメント、フライアッシュやポゾランを含有するセメント類、生石灰、消石灰、石灰系の土壌改質剤などの無機水硬性物質、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、籾殻灰、珪藻土焼成物、粘土鉱物多孔質焼成物、ケイ酸カルシウム焼成物などの無機多孔性物質、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト、膨潤性雲母などの膨潤性粘土鉱物などを例示している。さらに、この文献には、無機粉体の添加量が５重量部未満および／または２０００重量部を超える場合には、処理汚泥の強度が不充分となることが記載されている。なお、この文献の実施例では、具体的な汚泥処理方法として、含水率９９．８４重量％の液状汚泥１００重量部に、植物系粉体として木粉又は綿花の削り屑３０重量部を添加し、撹拌モーターで５分間撹拌しながら混合し、次いで、ＣＭＣ［１重量％粘度１３００ｍＰａ・ｓおよび置換度０．６８のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製ＣＭＣダイセル＜１１９０＞）、又は１重量％粘度９０００ｍＰａ・ｓおよび置換度０．７５のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製ＣＭＣダイセル＜２２８０＞）］と、無機粉体としてパーライト又はフライアッシュを混合して得た汚泥処理剤を１重量部添加し、５分間撹拌しながら混合して、団粒状の処理汚泥を得たことが記載されている。
【００１０】
しかし、これらの文献に記載の固形材であっても、未だ満足に汚泥を固化できない。特に、固化材全体に対して多量の水溶性高分子が必要であり、しかも、このような水溶性高分子の割合を高めても、十分に汚泥を固化できない。また、これらの文献に記載の固化材では、含水汚泥の種類によって、固化の効果に大きな差が出たり、特に電解質や有機物を多く含む含水汚泥の場合には、固化材（剤）の添加量が多量になるなどの問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−７７９８５号公報（特許請求の範囲、第２頁左下欄１０〜１２行）
【特許文献２】特開平１−１３９１９８号公報（特許請求の範囲、第２頁右下欄１０〜１７行、第３頁左上欄第１６行〜右上欄４行、第３頁右上欄１７〜２０行）
【特許文献３】特開平８−２８３７１７号公報（特許請求の範囲、段落番号［０００７］）
【特許文献４】特開２０００−２８８６００号公報（特許請求の範囲、段落番号［００１５］［００１６］）
【特許文献５】特開平９−８５２９６号公報（特許請求の範囲、段落番号［００１１］［００１２］［００２０］［００２１］）
【特許文献６】特開２０００−２７１５９７号公報（特許請求の範囲、段落番号［００１３］〜［００１６］、実施例）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、植物由来の水溶性高分子を用いて、泥土（例えば、汚泥）を効率よく固化（又は半固化又は減容）できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、泥土改質剤における植物由来の水溶性高分子の割合を小さくしても、泥土を効率よく固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、高い含水割合の泥土（例えば、含水汚泥）であっても、安定して固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、環境に対する負荷が小さく、有機物を含む泥土であっても、安定して固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特定のカルボキシアルキルセルロース類と、水硬性物質とを組み合わせることにより、カルボキシアルキルセルロース類の割合を小さくしても、泥土（特に、高含水比の泥土）を効率よく安定して固化できることを見出し、本発明を完成した。
【００１６】
すなわち、本発明の泥土改質剤は、カルボキシアルキルセルロース類と水硬性物質とで構成されている泥土改質剤であって、（i）カルボキシアルキルセルロース類において、カルボキシアルキル基の平均置換度が０．８２以上であり、かつ（ii）カルボキシアルキルセルロース類の割合が、水硬性物質１００重量部に対して４．５重量部以下の泥土改質剤である。
【００１７】
前記カルボキシアルキルセルロース類において、前記カルボキシアルキル基の平均置換度は、例えば、０．８５〜１．７程度であってもよい。また、カルボキシアルキルセルロース類の１重量％水溶液粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したとき、２０００ｍＰａ・ｓ以上であってもよい。前記水硬性物質は、例えば、水硬性セメントであってもよい。
【００１８】
前記カルボキシアルキルセルロース類の割合は、水硬性物質１００重量部に対して０．５〜３重量部程度であってもよい。本発明では、このように低割合のカルボキシアルキルセルロース類であっても、効率よく泥土を固化できる。
【００１９】
代表的な本発明の泥土改質剤には、（i）カルボキシアルキルセルロース類が、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したときの１重量％水溶液粘度が２５００〜１５０００ｍＰａ・ｓであり、かつカルボキシアルキル基の平均置換度が０．９〜１．６のカルボキシメチルセルロース又はそのアルカリ金属塩であり、（ii）カルボキシアルキルセルロース類の割合が、水硬性物質１００重量部に対して０．８〜２．５重量部である泥土改質剤などが含まれる。
【００２０】
本発明の泥土改質剤は、高含水比の泥土（汚泥）であっても効率よく改質（固化）でき、例えば、含水比が７０重量％以上の泥土を改質するために用いる泥土改質剤であってもよい。また、本発明の泥土改質剤は、有機物を含む泥土であっても、安定して改質でき、例えば、含水比が１００〜２００重量％であり、かつ固形分全体に対して、３〜４０重量％の有機物を含む泥土を改質するために用いる泥土改質剤であってもよい。特に、本発明の泥土改質剤は、海洋浚渫泥土を改質するために用いる泥土改質剤であってもよい。
【００２１】
本発明には、泥土と前記泥土改質剤とを混合（および攪拌）することにより、泥土を改質する方法も含まれる。このような改質方法では、実質的に前記カルボキシアルキルセルロース類および水硬性物質のみを使用しても、泥土（特に高含水比の泥土）を改質（固化）できる。例えば、前記改質方法は、植物系粉体を混合することなく、含水比が７０重量％以上の泥土を改質する改質方法であってもよい。また、前記改質方法では、泥土と、カルボキシアルキルセルロース類とを混合（および攪拌）したのち、得られた混合物に水硬性物質を混合（および攪拌）してもよい。このような順序で前記改質剤を混合することにより、より一層効率よく泥土を固化（改質）できる。
【００２２】
前記改質方法において、カルボキシアルキルセルロース類の混合割合は、泥土１ｍ３に対して０．５〜５ｋｇ（例えば、１〜３ｋｇ）程度であってもよい。また、前記改質方法において、水硬性物質の混合割合は、泥土１ｍ３に対して５０〜３００ｋｇ（例えば、８０〜２００ｋｇ）程度であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の泥土改質剤では、特定のカルボキシアルキルセルロース類と水硬性物質とを組み合わせるので、植物由来の水溶性高分子を用いて、泥土（例えば、汚泥）を効率よく固化（又は半固化又は減容）できる。また、本発明では、特定のカルボキシアルキルセルロース類を用いることにより、泥土改質剤における植物由来の水溶性高分子の割合を小さくしても、泥土を効率よく固化できる。さらに、本発明では、高い含水割合の泥土（例えば、含水汚泥）であっても、安定して固化できる。また、本発明の泥土改質剤は、特定のカルボキシアルキルセルロース類で構成されているので、環境に対する負荷が小さく、しかも、有機物を含む泥土であっても、安定して固化できる。このような本発明の泥土改質剤を用いると、泥土を改質（処理）して、盛土用、裏込め用、埋戻し農地用などに容易に再利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［泥土改質剤］
本発明の泥土改質剤は、特定のカルボキシアルキルセルロース類と水硬性物質とを特定の割合で含んでいる。なお、本発明の泥土改質剤（泥土改質用キット）において、各成分（例えば、前記カルボキシアルキルセルロース類、および水硬性物質）は、少なくとも泥土（被処理泥土）中に共存させることができればよく、予め組成物（又は混合物）を形成していてもよく、泥土に個別に混合して用いてもよい。すなわち、前記カルボキシアルキルセルロース類と、水硬性物質と、必要に応じて他の成分とで泥土改質用キット（泥土改質キット）を構成してもよい。
【００２５】
（カルボキシアルキルセルロース類）
カルボキシアルキルセルロース類としては、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース塩などが挙げられる。カルボキシアルキルセルロース類において、カルボキシアルキルセルロースとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロースなどのカルボキシＣ１−２アルキルセルロース、メチルカルボキシメチルセルロースなどのＣ１−４アルキルカルボキシＣ１−２アルキルセルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロースなどのヒドロキシアルキルカルボキシＣ１−２アルキルセルロースなどが挙げられる。また、カルボキシアルキルセルロース塩において、塩としては、アルカリ金属塩（リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩など）、アルカリ土類金属塩（カルシウム塩など）、これらの複塩などが挙げられる。
【００２６】
これらのうち、好ましいカルボキシルアルキルセルロース類には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩（特にナトリウム塩）などのカルボキシメチルセルロース類が挙げられる。カルボキシアルキルセルロース類は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。
【００２７】
カルボキシアルキルセルロース類（特に、カルボキシメチルセルロース類）において、カルボキシアルキル基（特にカルボキシメチル基）の平均置換度（ＤＳ）は、０．８２以上（例えば、０．８３〜２．１程度）の範囲から選択でき、例えば、０．８５〜２（例えば、０．８５〜１．７）、好ましくは０．８８〜１．６５（例えば、０．９〜１．６）、さらに好ましくは０．９５〜１．５５（例えば、１〜１．５）程度であってもよい。
【００２８】
なお、「平均置換度」とは、セルロースを構成するグルコース単位の２，３および６位のヒドロキシル基に対する置換度（置換割合）である。このような特定の置換度のカルボキシアルキルセルロース類は、溶解性が良好であり、有機物や電解質を含む泥土であっても、泥土の凝集能力を損なうことなく効率よく泥土を固化できる。詳細には、上記のような特定の置換度を有していると、汚泥中の多価金属イオンなどの影響で一部のカルボキシアルキル基が不溶化しても、依然として残存したカルボキシアルキル基の効果により泥土中に容易に溶解するため、泥土中の懸濁粒子を効率よく吸着する。なお、平均置換度が小さすぎると、泥土中の多価金属イオンや有機物などの影響を非常に受けやすくなり、泥土への溶解に長時間を要するだけではなく、本来の粘度発現が阻害され、懸濁粒子の吸着性低下や泥土中の水分を十分吸収できず、凝集力が発揮できない。また、平均置換度が大きすぎると、逆に泥土中の多価金属イオンや有機物の影響を受けにくくなり、泥土中への溶解は良好になる一方で、多価金属イオンによるカルボキシアルキル基の不溶化能力（凝集能力）が低下し、泥土の減容能力が低下する。
【００２９】
また、カルボキシアルキルセルロース類（特に、カルボキシメチルセルロース類）の１重量％水溶液（イオン交換水溶液）粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したとき、１０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１２００〜１２０００ｍＰａ・ｓ）の範囲から選択でき、例えば、１５００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１８００〜１００００ｍＰａ・ｓ）、好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、２２００〜８０００ｍＰａ・ｓ）、さらに好ましくは２５００〜７０００ｍＰａ・ｓ（例えば、２６００〜６０００ｍＰａ・ｓ）、特に３０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、３５００〜５５００ｍＰａ・ｓ）程度であってもよい。このような比較的高い１重量％水溶液粘度（特に３０００ｍＰａ・ｓ以上）を有するカルボキシアルキルセルロース類は、前記特定の平均置換度の効果と相俟って、泥土中の水分を多く吸収し、泥土中の見かけの水分を低減させ、懸濁粒子を吸着したカルボキシアルキルセルロース類を強く凝集させやすいため、泥土を効率よく減容させやすい。なお、１重量％水溶液粘度が小さすぎると、泥土中の見かけの水分量を十分下げることができず、凝集能力が低下する虞がある。
【００３０】
そして、本発明では、上記のような特定の平均置換度（および粘度）を有するカルボキシルアルキルセルロース類と、後述の水硬性物質とを組み合わせることにより、泥土改質剤に対するカルボキシアルキルセルロースの割合を小さくしても、安定して効率よく泥土を固化できる。すなわち、カルボキシアルキルセルロース類の割合（混合割合又は添加割合）は、水硬性物質１００重量部に対して、４．５重量部以下（例えば、０．１〜４．２重量部程度）であればよく、例えば、４重量部以下（例えば、０．２〜３．７重量部程度）、好ましくは３．５重量部以下（例えば、０．５〜３重量部程度）、さらに好ましくは３重量部以下（例えば、０．８〜２．５重量部程度）、特に０．９〜２．２重量部（例えば、１〜２重量部）程度であってもよい。
【００３１】
（水硬性物質）
水硬性物質（水硬性成分）としては、例えば、気硬性セメント［例えば、気硬性単味セメント（例えば、焼セッコウ、無水セッコウプラスター、生石灰、消石灰、ドロマイトプラスターなど）、気硬性混合セメント（例えば、マグネシアセメントなど）］、水硬性セメント［例えば、水硬性単味セメント（例えば、（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などのポルトランドセメント類；アルミナセメント、石灰アルミナセメントなどのアルミナセメント類；カルシウムセメントなど）、水硬性混合セメント（例えば、石灰スラグセメント、石灰火山灰セメントなどの石灰混合セメント類；高炉セメント、シリカセメント、ポゾランセメント、フライアッシュセメントなどの混合ポルトランドセメント類など）、特殊セメント（微粒子セメント、各種セメントに生石灰を予め混合したセメント系または石灰系の特殊セメントなど）、改良セメント（各種セメントに混和材としてスラグ、シリカ、フライアッシュなどを混合した改良セメントなど）など］などが挙げられる。これらの水硬化性物質は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００３２】
なお、泥土改質剤に改質（処理）された泥土のｐＨを中性域にする必要がある場合には、半水石膏を好適に使用してもよい。半水石膏とは、組成式「ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ」で表される半水和物である。半水石膏の結晶構造は、通常、三方晶であってもよい。また、半水石膏は、α型半水石膏（例えば、α石膏、硬質石膏、硬質半水石膏、高強度焼石膏など）であってもよく、β型半水石膏（例えば、β石膏、焼石膏、普通石膏、鋳込用石膏など）などであってもよい。
【００３３】
好ましい水硬性物質には、水硬性セメントおよび半水石膏から選択された少なくとも１種などが挙げられ、特に、水硬性物質は、水硬性セメントで構成してもよい。
【００３４】
なお、本発明の泥土改質剤は、本発明の作用を阻害しない範囲で、さらに、前記カルボキシアルキルセルロース類以外の水溶性高分子［例えば、天然水溶性高分子（例えば、ゼラチン、デキストリン、デンプン、グアーガム、ローカストビンガム、クインスシードガム、アラビアガム、タラガム、キサンタンガム、カラギーナン、ヒアルロン酸、アルギン酸、又はこれらの塩など）、セルロースエーテル類（例えば、メチルセルロースなどのアルキルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロース、前記カルボキシアルキルセルロース類の範疇に属さないカルボキシアルキルセルロース類（カルボキシアルキル基の平均置換度が０．８２未満のカルボキシアルキルセルロース類など）など）などの半合成水溶性高分子など］、無機多孔性物質（例えば、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、モンモリロナイトなど）、有機物粉体［例えば、籾殻粉末、椰子殻粉末、綿花の削り屑、胡桃粉末、木屑又は木粉、食品製造において発生する廃棄物の乾燥物（たとえば、ビール粕、サトウキビの絞り粕などの乾燥物）などの植物系粉体）などの他の成分で構成してもよい。これらの他の成分は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。
【００３５】
本発明の泥土改質剤は、実施的にこれらの他の成分で構成せず、前記カルボキシアルキルセルロース類および水硬性物質（のみ）で構成しても、効率よく泥土を固化できる。特に、本発明の泥土改質剤は、特定のカルボキシアルキルセルロース類と水硬性物質とを組み合わせることにより、泥土改質剤の吸水性を高めることができるため、植物系粉体などを用いることなく（植物系粉体などを含まなくても）、安定して泥土を固化できる。
【００３６】
［泥土改質方法］
本発明の泥土改質剤は、泥土（含水泥土）を固化（又は改質）するための改質剤として有用である。具体的には、本発明の泥土改質方法では、泥土と前記泥土改質剤とを混合することにより、泥土を改質（又は固化）する。
【００３７】
泥土（又は泥土を構成する成分）としては、特に限定されず、例えば、土砂［例えば、砂土類（例えば、壌質砂土、砂土）、壌土類（例えば、壌土、砂壌土、微砂質壌土）、埴壌土類（例えば、埴壌土、砂質埴壌土、微砂質埴壌土）、埴土類（例えば、軽埴土、砂質埴土、微砂質埴土、重埴土）など］、粘土、泥［例えば、土砂を含む泥（又は土砂が堆積した堆積物）］などで構成されていてもよい。泥土は、これらを単独で又は二種以上組み合わせて構成されていてもよい。
【００３８】
泥土の含水比は、例えば、２５〜５００重量％、好ましくは６０〜３００重量％、さらに好ましくは７０〜２００重量％程度の範囲から選択できる。特に、本発明の泥土改質剤は、比較的高い含水比、例えば、含水比７０重量％以上（例えば、７０〜２５０重量％程度）、好ましくは１００重量％以上（例えば、１００〜２００重量％程度）の泥土を固化するのに好適である。
【００３９】
なお、泥土の含水比は、ＪＩＳ  Ａ  １２０３（含水比試験方法）に基づいて測定され、「［水（ｇ）／固形分（ｇ）］×１００」で表すことができる。
【００４０】
また、本発明の泥土改質剤は、電解質や有機物を含む泥土であっても固化できる。例えば、泥土は、固形分全体に対して、４０重量％以下（例えば、１〜３５重量％程度）、好ましくは３０重量％以下（例えば、５〜２５重量％程度）、さらに好ましくは８〜２０重量％、通常３〜４０重量％程度の有機物を含む泥土であってもよい。なお、泥土における有機物の含有割合は、ＪＳＦ  Ｔ  ２２１（土質工学会）に基づいて測定することができる。
【００４１】
本発明の泥土改質方法において、前記泥土改質剤の全成分は、最終的に泥土と混合できればよく、（i）泥土改質剤の構成成分（例えば、前記カルボキシアルキルセルロース類、および水硬性物質）を予め含む混合物（組成物）と泥土とを混合してもよく、（ii）泥土に対して、泥土改質剤の構成成分を順次混合してもよい。例えば、泥土（被改質泥土、対象泥土）と、前記カルボキシアルキルセルロース類とを混合したのち、得られた混合物に水硬性物質を混合してもよい。特に、本発明では、水硬性物質に先立って、カルボキシアルキルセルロース類を混合すると、効率よく泥土を固化（改質）できる。なお、本発明では、前記のように、前記カルボキシアルキルセルロース類および水硬性物質以外の他の成分（特に、植物系粉体）を混合しなくても、泥土を改質できる。
【００４２】
混合は、通常、攪拌下で行ってもよく、慣用の混合機（モルタルミキサーなど）を用いて行ってもよい。
【００４３】
泥土に対する泥土改質剤の割合（混合割合）は泥土の種類や含水比、さらに有機物や電解質の含有量などに応じて適宜選択できる。例えば、前記カルボキシアルキルセルロース類の割合（混合割合、添加割合）は、泥土（改質される泥土、被改質泥土、固化に供される泥土）１ｍ３に対して、例えば、０．１〜２０ｋｇ（例えば、０．３〜１５ｋｇ）程度の範囲から選択でき、例えば、０．４〜１０ｋｇ（例えば、０．５〜５ｋｇ）、好ましくは０．８〜４ｋｇ（例えば、０．９〜３．５ｋｇ）、さらに好ましくは１〜３ｋｇ（例えば、１．２〜２ｋｇ）程度であってもよい。なお、前記カルボキシアルキルセルロース類の割合は、泥土１００重量部に対して、０．００５〜１．５重量部（例えば、０．０１〜１重量部）程度の範囲から選択でき、例えば、０．０２〜０．６重量部（例えば、０．０３〜０．５重量部）、好ましくは０．０５〜０．４重量部（例えば、０．０６〜０．３重量部）、さらに好ましくは０．０８〜０．２重量部程度であってもよい。カルボキシアルキルセルロース類の添加量が少なすぎると、凝集・固化作用が充分でなく、添加量が多すぎても凝集・固化作用に大きな変化が無く、経済的にも不利である。
【００４４】
また、水硬性物質の割合（混合割合、添加割合）は、泥土１ｍ３に対して、例えば、２０〜５００ｋｇ（例えば、３０〜４００ｋｇ）程度の範囲から選択でき、例えば、４０〜３５０ｋｇ（例えば、５０〜３００ｋｇ）、好ましくは６０〜２５０ｋｇ（例えば、７０〜２３０ｋｇ）、さらに好ましくは８０〜２００ｋｇ（例えば、９０〜１５０ｋｇ）程度であってもよい。なお、水硬性物質の割合は、泥土１００重量部に対して、５〜４５重量部程度の範囲から選択でき、例えば、１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部、さらに好ましくは２０〜２５重量部程度であってもよい。カルボキシアルキルセルロース類の添加量が少なすぎると、凝集・固化作用が充分でなく、添加量が多すぎても凝集・固化作用に大きな変化が無く、経済的にも不利である。
【００４５】
なお、前記のように、泥土改質剤の混合割合は、泥土の含水比、シルト、粘土および砂礫分の種類や比率、電解質含有量、有機物含有量によって適宜調整できる。例えば、泥土が、海洋浚渫泥土で含水比が１００重量％程度および有機物質含有量５重量％程度の泥土であり、水硬性物質として普通ポルトランドセメントを使用する場合には、泥土１ｍ３に対し、前記カルボキシアルキルセルロース類を１〜３ｋｇ程度、および水硬性物質１００〜２００ｋｇ程度を目安として混合してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の泥土改質剤は、泥土（特に、高い含水比の泥土）を効率よくかつ容易に固化（半固化、減容化）できる。また、本発明の泥土改質剤は、植物由来のカルボキシアルキルセルロース類で構成されているので、生分解性を有しており、処理後の土中に水溶性高分子が蓄積したり、未反応モノマーが残存するなどの危険性がなく安全性が高いため、環境に対する負荷が小さい。
【００４７】
前記泥土としては、例えば、ボーリング工事、構造物基礎工事、地下トンネル掘削工事、浚藻などの土木工事で発生する泥土（含水汚泥）、水中に堆積している水中泥状堆積物（いわゆるヘドロなど）などが挙げられる。特に、本発明の泥土改質剤は、含水比が比較的多く、有機物を多く含む泥土（又は汚泥）、例えば、海洋浚渫泥土（海洋浚渫汚泥）を改質するのに好適である。
【００４８】
このように、本発明の泥土改質剤（及び改質方法）は、処理に供される泥土又は汚泥［特に、高含水比の泥土、電解質や有機物を含む泥土］を、盛土用、裏込め用、埋戻し用、農地用などの用途に再利用するのに有用である。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００５０】
なお、以下の実施例および比較例では、対象汚泥（被処理泥土）として、砂分を含む海洋俊渫汚泥［含水比１１０重量％、強熱減量（有機物含有量）３．７重量％、比重１．４４］を用いた。
【００５１】
（実施例１）
対象汚泥２Ｌをモルタルミキサー容器に量り込み、容器をモルタルミキサー（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」記載、低速；自転  毎分１４０±５回転  公転  約６２回転）にセットした。そして、ミキサーを低速で撹拌しながら、カルボキシメチルセルロース（平均置換度１．３０、１重量％イオン交換水溶液粘度３９４０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）３．０ｇをゆっくりと添加した。添加後、低速で１分間撹拌混合し、さらに普通ポルトランドセメント２００ｇをゆっくりと添加し、３０秒間撹拌混合して処理土を得た。得られた処理土をステンレス製バット（縦２８ｃｍ、横２２ｃｍ、高さ５ｃｍ）に移し替え、２０℃に温調された室内において、４日間自然乾燥養生し、改質された処理土（改質処理土）を得た。
【００５２】
（実施例２）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度０．９０、１重量％イオン交換水溶液粘度４８７０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５３】
（実施例３）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度１．５２、１重量％イオン交換水溶液粘度２７８０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５４】
（比較例１）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度０．６５、１重量％イオン交換水溶液粘度１１２０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５５】
（比較例２）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度０．７２、１重量％イオン交換水溶液粘度９２８０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５６】
（比較例３）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度２．１８、１重量％イオン交換水溶液粘度２１６０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５７】
（比較例４）
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを、平均置換度において異なるカルボキシメチルセルロース（平均置換度０．８０、１重量％イオン交換水溶液粘度３９６０ｍＰａ・ｓ、第一工業製薬（株）製）に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
【００５８】
（比較例５）
実施例３において、カルボキシメチルセルロース（平均置換度１．５２、１重量％イオン交換水溶液粘度２７８０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製）の添加量を３．０ｇから４０．０ｇに代えたこと以外は、実施例３と同様にして改質された処理土を得た。
【００５９】
（比較例６）
実施例３において、普通ポルトランドセメント２００ｇに代えて、ベントナイト（豊洋ベントナイト＃３００メッシュ（豊洋ベントナイト鉱業（株）製））２００ｇを使用したこと以外は実施例３と同様にして処理土を得たが、処理土は固化していなかった。
【００６０】
実施例および比較例で得られた改質処理土（改質土）のコーン指数を、（財）先端建設技術センター編「建設汚泥リサイクル指針」（発行所；（株）大成出版社、第４２頁）記載の試験方法にしたがって測定した。
【００６１】
なお、コーン指数は、粘性土の変形・強度特性を求めるために利用されており、一般的には、２００ｋＮ／ｍ２以上であれば、標準仕様のダンプトラックなどでの運搬が可能になり、また、処理土としての再利用が可能になるとされている。
【００６２】
結果を表１に示す。なお、表１において、「ＣＭＣ」とは「カルボキシメチルセルロース」、「ＤＳ」とは「カルボキシメチル基の平均置換度」を意味する。
【００６３】
【表１】
2007160258.tif 000002