(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残る短繊維状物質又は粉末物質からなる椰子屑及び多糖類系の水溶性高分子物質を含有することを特徴とする掘削泥土の改質剤。
【請求項２】
ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残る短繊維状物質又は粉末物質からなる椰子屑、多糖類系の水溶性高分子物質及びアニオン性の水溶性合成高分子物質を含有することを特徴とする掘削泥土の改質剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削泥土の改質剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、石油井、ガス井、地熱井、トンネル工事、浚渫工事、建設工事、その他の工事現場で発生する掘削泥土や、ヘドロ、スラッジ類を、再利用又は廃棄が容易な形態に改質することができる掘削泥土の改質剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木工事、建設工事、浚渫工事などにおいて発生する掘削泥土は、含水率が高く流動性に富むため、通常のダンプカーやトラックなどによる運搬作業を困難なものとしている。このため、従来はこれらの含水泥土に石灰あるいはセメント系の固化剤を混合して処理したり、水溶性高分子化合物又は高吸水性樹脂を混合して処理している。
石灰あるいはセメント系固化剤を用いて、含水率の高い掘削泥土を処理する場合、処理後の掘削泥土が流動性を失い、取り扱いが容易な強度に達するまでには通常数十時間を要し、また、掘削泥土１ｍ3当たり１００kg以上の大量の固化剤を添加しなければ、高含水率の掘削泥土を処理できないという問題がある。
一方、水溶性高分子化合物又は高吸水性樹脂などのみを用いて、含水率の高い掘削泥土を処理する場合、処理後の掘削泥土が流動性を失うまでの時間は、水溶性高分子化合物又は高吸水性樹脂添加後数分以内と短時間であるが、掘削泥土の含水率が非常に高い場合や、掘削泥土が粘性土又は有機性土である場合、処理土の強度が十分には高くならないという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、含水率の高い掘削泥土に添加することにより、短時間でその流動性を失わせ、強度が大きく再利用が容易な処理土とすることができる掘削泥土の改質剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）と多糖類系の水溶性高分子物質を含有する改質剤及びさらにアニオン性の水溶性合成高分子物質を含有する改質剤が、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）の有する吸水効果、繊維構造による補強効果、さらに多糖類系の水溶性高分子物質及びアニオン性の水溶性合成高分子物質の分子間相互作用による増粘効果、吸水効果、凝集効果などにより、掘削泥土を短時間で取り扱いの容易な処理土に変換することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残る短繊維状物質又は粉末物質からなる椰子屑及び多糖類系の水溶性高分子物質を含有することを特徴とする掘削泥土の改質剤、及び、
（２）ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残る短繊維状物質又は粉末物質からなる椰子屑、多糖類系の水溶性高分子物質及びアニオン性の水溶性合成高分子物質を含有することを特徴とする掘削泥土の改質剤、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）とアニオン性の水溶性合成高分子物質の割合は、重量比で１０：１〜１,０００：１である第(２)項記載の掘削泥土の改質剤、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の改質剤は、石油井、ガス井、地熱井、トンネル工事、浚渫工事、建設工事、その他の工事現場で発生する掘削泥土や、ヘドロ、スラッジ類の改質に使用することができる。本発明の改質剤によって処理することができる掘削泥土の含水率の上限は特に問わず、例えば、含水率が９０重量％に達するような高含水率の掘削泥土も処理することができる。掘削泥土に対する改質剤の添加量は、掘削泥土の性状及び所望する処理土の性状により適切に選ぶことができるが、通常は掘削泥土に対し１０重量％以下で十分である。
本発明に使用する椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）は、ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残される、通常淡褐色ないし暗褐色の短繊維状ないし粉状物質である。その性状などは、Ａｌａｎ Ｗ. Ｍｅｅｒｏｗ によって、「ＴｒｏｐｉｃＬｉｎｅ」 第６巻、第２号、第１〜４頁（１９９３年）に紹介されているが、多量のリグニン及びセルロースを含有し、吸水性を有する多孔性の物質である。椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）は、その特性として吸水効果を有し、また繊維構造によって補強効果を発揮する。掘削泥土に椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）を添加することにより、急速に掘削泥土中の水分が吸収され、処理土は繊維によって補強されるので、強度の大きい、取り扱いやすい固化した処理土が得られる。
【０００６】
本発明に使用する多糖類系の水溶性高分子物質としては、例えば、デンプン、マンナン、トロロアオイ粘質物、アラビアガム、トラガカントガム、ローカストビーンガム、グアーガム、タラガム、ラムザンガム、ジェランガム、デキストラン、キサンタンガム、ペクチンなどの多糖類系の水溶性天然高分子物質、α−デンプン、デキストリン、ブリティシュガム、カルボキシルデンプン、アセチルデンプン、エーテル化デンプン、ジアルデヒドデンプン、カチオン化デンプン、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、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、アルギン酸ナトリウムなどの多糖類系の水溶性半合成高分子物質などを挙げることができる。これらの多糖類系の水溶性高分子物質は、１種を単独に使用することができ、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明に使用するアニオン性の水溶性合成高分子物質としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、ポリ−２−(メタ)アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリ２−(メタ)アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムなどを挙げることができる。これらのアニオン性の水溶性合成高分子物質は、１種を単独に使用することができ、２種以上を組み合わせて使用することができる。
多糖類系の水溶性高分子物質とアニオン性の水溶性合成高分子物質は、分子間相互作用による増粘効果、吸水効果、凝集効果などを有し、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）と組み合わせて使用することにより、効果的に掘削泥土を強度の大きい、取り扱いやすい処理土に変換する。
本発明の掘削泥土の改質剤において、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）と多糖類系の水溶性高分子物質の割合は、重量比で１：１〜１００：１であることが好ましく、１０：１〜５０：１であることがさらに好ましい。本発明の掘削泥土の改質剤において、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）とアニオン性の水溶性合成高分子物質の割合は、重量比で１０：１〜１,０００：１であることが好ましく、５０：１〜５００：１であることがさらに好ましい。
【０００７】
本発明の改質剤においては、必要に応じて、無機水硬性物質、無機多孔性物質及び膨潤性粘土鉱物から選ばれる１種又は２種以上の物質を含有せしめることができる。本発明において、無機水硬性物質としては水硬性を示す無機物質であれば、その種類を問わず使用することができる。このような物質としては、例えば、半水石膏、無水石膏、普通ポルトランドセメント、速硬性ポルトランドセメント、高炉セメント、その他の改良された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を挙げることができる。無機水硬性物質は、泥粒子や有機物質と反応あるいは物理的な吸着による凝結効果、水和による脱水効果などにより掘削泥土の水分を吸収するので、強度の大きい、取り扱いやすい固化した処理土が得られる。本発明に用いる無機多孔性物質としては、例えば、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、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を挙げることができる。無機多孔性物質は、空孔による吸水効果、粒径による補強効果などにより掘削泥土の固化に効果を発揮する。本発明方法に用いる膨潤性粘土鉱物としては、例えば、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、膨潤性雲母などを挙げることができる。膨潤性粘土鉱物は、膨潤力による吸水効果、粘土質による増粘効果などにより掘削泥土を固化し、適度の強度を与える。本発明において、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）と無機水硬性物質、無機多孔性物質又は膨潤性粘土鉱物の使用割合は、重量比で１：６０〜２０：１であることが好ましく、１：１０〜１０：１であることがさらに好ましい。
【０００８】
本発明の掘削泥土の改質剤の添加量は、掘削泥土の土質あるいは含水率により適宜選択することができるが、通常は掘削泥土１ｍ3当たり１〜１００kgであることが好ましく、掘削泥土１ｍ3当たり５〜７０kgであることがさらに好ましい。本発明の改質剤の添加により、掘削泥土に含まれる水分が吸収され椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）中の繊維状物質などにより補強され、さらに、多糖類系の水溶性高分子物質、アニオン性の水溶性合成高分子物質の分子間相互作用による増粘効果、吸水効果、凝集効果などにより、取り扱いの容易な強度を有する固化した処理土となり、処理土の再利用又は廃棄が容易となる。
本発明の改質剤は、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）と水溶性高分子物質の各成分を、あらかじめ混合してワンパック型改質剤として使用することができ、各成分をそれぞれ別々に掘削泥土に添加して使用することができ、あるいは、各成分のうち何種かをあらかじめ混合し、残余の成分を別々に添加して使用するなど、各成分を任意の順序で添加して使用することができる。これらの添加方法のうち、全成分を同時に添加する方法、又は、水溶性高分子物質を先に添加する方法が効果が良好であるので好ましい。
本発明方法において、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）及び水溶性高分子物質は、ミルなどを用いて粉砕し、粒径を１mm以下とすれば特に効果的であるが、未粉砕又は１mm以上の粒径の各成分も使用することができる。本発明の改質剤は、各成分が乾燥状態であるとき最も高い効果を示すが、スラリー状、その他の形状でも使用することができる。本発明の改質剤をスラリー状とすれば、高粘性液体用ポンプで輸送することができる。本発明の改質剤は、掘削泥土と無撹拌で接触させるだけでも効果を奏するが、掘削泥土に添加したのち撹拌することにより、より高い効果を得ることができる。
本発明の掘削泥土の改質剤において、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）は、吸水効果及び繊維構造に基づく補強効果により、また、多糖類系の水溶性高分子物質とアニオン性の水溶性合成高分子物質は、分子間相互作用に基づく増粘効果、吸水効果、凝集効果などにより、優れた相乗効果を発揮し、高含水率の掘削泥土を効果的に固化する。
【０００９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
地下鉄用トンネル工事現場より採取した掘削泥土（含水率３１.５重量％、砂分［７５μｍ以上の粒子］４４.５重量％）２リットルに、コーヒーミルで乾式粉砕したＣｏｉｒ  ｐｉｔｈ（以下「椰子屑粉砕物」という。）１００ｇ及びグアーガム２.５ｇを同時に添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、３.８０kg／cm2であった。
実施例２
実施例１と同じ掘削泥土２リットルに、椰子屑粉砕物１００ｇ、グアーガム２.５ｇ及びコーヒーミルで乾式粉砕したアニオン性合成高分子［栗田工業(株)、クリフロックＰＡ−３７８（以下「アニオン性高分子粉砕物」という。］０.５ｇを同時に添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、４.５０kg／cm2であった。
比較例１
実施例１と同じ掘削泥土２リットルに、椰子屑粉砕物１００ｇを添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、１.２０kg／cm2であった。
実施例１〜２及び比較例１の結果を、第１表に示す。
【００１０】
【表１】
0003952090.tif 000002
【００１１】
椰子屑粉砕物とグアーガムを同時に添加した実施例１及び椰子屑粉砕物、グアーガム及びアニオン性高分子粉砕物を同時に添加した実施例２では、処理土の支持強度が十分に向上しているが、椰子屑粉砕物のみを添加し、グアーガム及びアニオン性高分子粉砕物を添加していない比較例１では、処理土の支持強度の向上は少ない。
実施例３
容積５リットルのモルタルミキサーに、粉末粘土１,１１１ｇと水道水８８９mlを取り、１分間撹拌して、含水率４４.５重量％の泥土を調製した。この泥土に、椰子屑粉砕物４０ｇ及びグアーガム２.５ｇを同時に添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、２.３０kg／cm2であった。
実施例４
実施例３と同じ泥土に、椰子屑粉砕物４０ｇ、グアーガム２.５ｇ及びアニオン性高分子粉砕物０.５ｇを添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、２.７０kg／cm2であった。
比較例２
実施例３と同じ泥土に、グアーガム１０ｇを添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、０.５０kg／cm2であった。
比較例３
実施例３と同じ泥土に、アニオン性高分子粉砕物４.０ｇを添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、０.４０kg／cm2であった。
比較例４
実施例３と同じ泥土に、グアーガム５.９ｇ及びアニオン性高分子粉砕物１.０ｇを添加し、モルタルミキサーを用いて２分間撹拌した。１０分後に山中式土壌硬度計により処理土の支持強度を測定したところ、１.２０kg／cm2であった。
実施例３〜４及び比較例２〜４の結果を、第２表に示す。
【００１２】
【表２】
0003952090.tif 000003
【００１３】
椰子屑粉砕物とグアーガムを同時に添加した実施例３及び椰子屑粉砕物、グアーガムとアニオン性高分子粉砕物を同時に添加した実施例４では、処理土の支持強度が十分に向上しているが、椰子屑粉砕物を添加していない、比較例２〜４では、処理土の支持強度の向上は少ない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の掘削泥土の改質剤によれば、石油井、ガス井、地熱井、トンネル工事、浚渫工事、建設工事、その他の工事現場で発生する掘削泥土や、ヘドロ、スラッジ類を、短時間で移送可能な形態とし、再利用又は廃棄が容易な形態の処理土とすることができる。