(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸無水物を５〜４０重量％、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材を６０〜９５重量％含み、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土を脱臭固化することを特徴とする石灰系脱臭固化材。
【請求項２】
酸無水物、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材、および石膏を主成分として含み、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土を脱臭固化することを特徴とする石灰系脱臭固化材。
【請求項３】
酸無水物を１〜３０重量％、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材を４５〜９０重量％、および石膏を５〜５０重量％含む請求項２に記載する石灰系脱臭固化材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱土や泥土を固化処理する材料であって、特にアンモニアやアミン類を含有もしくは発生する軟弱土や泥土を固化処理する際、または固化処理した軟弱土や泥土を掘削する際などにおいて、悪臭の発生を抑制する脱臭固化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、土木工事においてシルトや粘性土からなる軟弱土を固化処理する場合に、石灰系固化材によるポゾラン反応を利用した固化処理が従来から行われているが、石灰系固化材を混合する際に、強い悪臭を発生することがある。さらに、固化した後に掘削したり、運搬したりする際に、強い悪臭を発生させている現場も少なくない。
【０００３】
また、基礎杭の造成現場などにおいては、地盤中の土が地下水と共に泥土として排土されることがある。このような不要な建設汚泥は、含水率を85％以下に低減したうえで、産業廃棄物として管理型処分場に埋立処分する必要がある。この処分のために、現場で泥土に石灰系固化材を混合して含水比を低下させることが行われている。しかし排出される土に石灰系固化材を混合する際に、強い悪臭を発生することがあり、また、臭気が改良土中に残留する問題もあった。
【０００４】
さらに、地盤を開削して管路などを敷設する場合、開削により取り除いた土を埋め戻し土に利用する場合があるが、掘り起こしたままの土は強度が足りないため、石灰系固化材を混合して強度を高めたうえで埋め戻すことが行われている。しかし、このような開削土に石灰系固化材を混合する際に、強い悪臭を発生することがあり、また、臭気が残留して埋め戻し作業が困難になる場合もあった。
【０００５】
石灰系固化材を混合する際に発生するこれらの悪臭成分は、アンモニアやアミン類などであり、従来、次亜塩素酸ナトリウム溶液を噴霧してこれらの悪臭を除去する対策が知られている。しかし、この方法は改良土表面の悪臭対策には一時的には有効であるものの、土壌表面の薬剤は短期間に失われやすく、しかも薬剤散布後も土壌深部から表面に悪臭成分が上昇してくるので、消臭効果が失われ次第に悪臭を生じるようになる。また、バックホウなどによって軟弱土や汚泥を掘削した際、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が散布されていない面が新たに露出すると強い悪臭が発生することになる。このように、次亜塩素酸ナトリウムを散布して悪臭を除去する方法では、掘削や積み換えの都度に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を散布する必要があり、しかも長期的な効果が得られない問題があった。
【０００６】
一方、特開昭56-26542号公報にはアンモニアなどに対する脱臭剤として酸無水物を利用することが提案されているが、これは、アンモニアガスなどを充満した試験室に酸無水物を入れ、気相における臭気吸収材としての脱臭効果を示したものであって軟弱土や泥土の悪臭を除去するものではなく、また、固化処理と共に悪臭を除去するものではない。
しかも、このような酸無水物を固化処理する土の表面に散布する方法では、表面の悪臭は抑制できるものの、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いる方法と同様に、掘削により新たな地盤が表面に露出するとやはり強烈な悪臭が発生するようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土の固化処理などにおける従来の上記課題を解決したものであって、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土を石灰系固化材で固化しながら、アンモニアなどの悪臭を軽減する脱臭固化材を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決する手段】
すなわち、上記課題は以下の構成からなる本発明によって解決される。
〔１〕  酸無水物を５〜４０重量％、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材を６０〜９５重量％含み、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土を脱臭固化することを特徴とする石灰系脱臭固化材。
〔２〕  酸無水物、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材、および石膏を主成分として含み、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土を脱臭固化することを特徴とする石灰系脱臭固化材。
〔３〕  酸無水物を１〜３０重量％、生石灰を５０重量％以上含有する石灰系固化材を４５〜９０重量％、および石膏を５〜５０重量％含む上記[２]に記載する石灰系脱臭固化材。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例と共に詳しく説明する。
本発明の石灰系脱臭固化材は、酸無水物と石灰系固化材とを主成分とし、必要に応じて石膏を加えることを特徴とするものである。
本発明の脱臭固化材に用いられる酸無水物は、汚泥に含まれているアンモニアや有機アミンと反応し、アミドを生成して固定することにより脱臭効果を発揮する。酸無水物の具体例としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸などが好ましい。なかでも、安価な無水フタル酸あるいは無水マレイン酸が好適である。
【００１０】
酸無水物の含有量は、固化する汚泥に含まれるアンモニアやアミン類の量により異なるが、概ね、５〜４０重量％がよい。酸無水物が５重量％未満では十分な脱臭効果が得られない。また、酸無水物が４０重量％を上回ると固化阻害が起こる。
【００１１】
本発明の脱臭固化材は石灰系固化材を含む。本発明の石灰系固化材とは、生石灰（酸化カルシウム）を５０重量％以上含有する固化材であり、生石灰の他に地盤中で水と土粒子と反応して固化作用を呈する材料（水硬性材料）を５０重量％以下含んでもよい。石灰系固化材の含有量は６０〜９５重量％がよい。通常、石灰系固化材が６０重量％未満では必要な固化強度が得られない。また、石灰系固化材の量が９５重量％を上回ると相対的に酸無水物の含有量が減少するので、アンモニアやアミン類の悪臭除去効果が低下する。
【００１２】
本発明の脱臭固化材は、酸無水物と石灰系固化材と共に必要に応じて石膏を含有したものである。石膏を加えることで現場への適用が容易となる。酸無水物は脱臭作用があるが固化を阻害する傾向を有し、一方、石灰系固化材は固化作用があるが臭気を発生させる。酸無水物と石灰系固化材に、石膏を混合することにより、これらの短所が軽減された固化脱臭効果の優れた石灰系脱臭固化材を得ることができる。
石膏としては二水石膏、半水石膏、無水石膏、フッ酸石膏または排煙脱硫石膏等の副産石膏を含む各種石膏を用いることができる。
【００１３】
石膏の含有量は、軟弱土等に含まれる有機成分量などにより一様ではないが、５〜５０重量％含むものが適当である。この量が５０重量％を上回ると必要な固化強度が得られない。また、５重量％未満ではその効果が低い。石膏を５〜５０重量％含有する場合は、酸無水物１〜３０重量％、石灰系固化材４５〜９０重量％の配合量が好ましい。この配合量において優れた脱臭効果と固化効果が得られる。
【００１４】
以上述べた本発明の石灰系脱臭固化材は、上記各成分を予め混合したものでも良く、または各成分を別々に分けておき、使用時に混合するものでも良い。例えば、生石灰と石膏等を予め混合した石灰系固化材としたものを用い、これに酸無水物を施工時に併用するものでも良い。また、酸無水物と石膏とをあらかじめ配合したものを有機質を含有する軟弱土に加えて、これに石灰系固化材を混合してもよい。
【００１５】
【実施例および比較例】
以下に本発明を実施例および比較例によって具体的に示す。なお、以下の例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００１６】
実施例１
有機質成分を含有するシルト（含水比80％）を現場から採取し、実験用供試土壌とした。この所定量を採取し、表１に記す材料からなる固化材を使用して脱臭固化試験を行った。固化材を実験用供試土壌１ｍ3に対し、表１に示す使用材料を混合した改良土をモールド（φ=35mm,h=90mm）に詰めてビニール袋で包み、室温で28日養生した。この後、所定の方法で検知管により、アンモニア臭気の定量と一軸圧縮強度試験を行った。この結果を表１に示した。
無水フタル酸と生石灰からなる脱臭固化材において、本発明の好適な成分比を有するもの（試料No.1〜3）は何れもアンモニア濃度が低く脱臭効果が優れており、かつ圧縮強度も大きく固化効果も高い。一方、生石灰単味の試料No.４は圧縮強度は高いがアンモニア濃度も高く、脱臭効果が劣る。また、無水フタル酸単味の試料No.５はアンモニアの脱臭効果は高いが、圧縮強度が低く測定不能である。
無水フタル酸と生石灰に無水石膏を加えた脱臭固化材は、本発明の好適な成分比を有するもの（試料No.6〜8）は何れもアンモニア濃度が低く脱臭効果が優れており、かつ圧縮強度も大きく固化効果も高い。一方、無水石膏単味の試料No.９はアンモニア濃度も高く、また圧縮強度が低く測定不能である。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
実施例２
基礎杭の造成現場から地下水と共に排土された粘性土を採取した。この土は有機質成分を含有し、含水比は５７０％であった。このままでは搬出できないので従来の石灰系固化材を５０kg/m3混合したところ強いアンモニア臭が発生した。一昼夜経過後もこの混合土から悪臭がしたので、その１００gを５００CCのポリエチレン瓶に入れ、３分経過後、アンモニア検知管を用いて瓶上部のアンモニア濃度を測定したところ２０ppmであった。一方、この石灰系固化材に代えて、無水フタル酸２０重量％と生石灰８０重量％からなる本発明の石灰系脱臭固化材を用い、採取した粘性土に５０kg/m3の割合で混合し、同様にしてアンモニア濃度を測定したところ４ppmであり、優れた脱臭効果が確認された。
【００１９】
実施例３
開削により含水比１４０％の有機質成分を含有する粘性土が発生した。このままでは埋め戻し土に利用するには強度が足りないため、従来の石灰系固化材を５０kg/m3混合したところ、強い悪臭を発生した。一昼夜後も混合土に臭気が残留しており、これを埋め戻しの現場に搬入したところ作業員が吐き気を生じ、埋め戻し作業が中断した。この混合土１００gを５００CCのポリエチレン瓶に入れて３分経過後、アンモニア検知管を用いて瓶上部のアンモニア濃度を測定したところ３０ppmであった。
そこで、この混合土に市販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を５０kg/m3噴霧して１時間後にアンモニア濃度を同様に測定したところ５ppmであった。この土を一昼夜後、埋め戻し現場に搬出して同様にアンモニア濃度を測定したところ１５ppmに増加していた。
一方、無水フタル酸１５重量％、生石灰５０重量％および無水石膏３５重量％からなる本発明の石灰系脱臭固化材を、この粘性土に５０kg/m3混合し、１時間後にアンモニア濃度を測定したところ５ppmであった。さらに、この土を一昼夜放置後、埋め戻しの現場に搬出してアンモニア濃度を同様に測定したところ３ppmであり、脱臭効果が持続しており、埋め戻し土として良好であった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の石灰系脱臭固化材は、アンモニア臭等に対して優れた脱臭効果を有しており、しかも固化強度が大きく、悪臭成分を含有する軟弱土や泥土の脱臭固化処理材として最適である。