(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド泥土を脱水するか、または、良質な建設残土もしくは石炭灰と混合することにより、含水比を液性限界以下とした後、これに、セメント系硬化剤粉末０．５〜２０重量％を混合した後、更に、５〜６０モル％のカルボキシル基含有水溶性樹脂粉末０．０５〜０．５重量％を混合し、セメント系硬化剤含有粒状体とし、次いで、これに、生石灰粉末０．２〜２０重量％を混合した後に１〜１０日間養生して粒状改良土を得ることを特徴とするシールド泥土の改質方法。
【請求項２】
得られた粒状改良土のＣＢＲ（ＪＳＦ  Ｔ７２１に規定される地盤支持力比：California Bearing Ratio）が５〜１００％である請求項１に記載のシールド泥土の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥土の改質方法に関し、詳しくは、シールド泥土などの建設泥土を埋め戻し材などの建設資材として再利用することが出来る様にするための泥土の改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設泥土は産業廃棄物とされているため、再利用されることなく、殆どが埋め立て処分されている。しかしながら、近年、産業廃棄物の処分場の確保が困難となり、建設泥土の再資源化が切望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、産業廃棄物として処分に困っている建設泥土を埋め戻し材などの建設資材として再利用することが出来る様にするための泥土の改質方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、シールド泥土を脱水するか、または、良質な建設残土もしくは石炭灰と混合することにより、含水比を液性限界以下とした後、これに、セメント系硬化剤粉末０．５〜２０重量％を混合した後、更に、５〜６０モル％のカルボキシル基含有水溶性樹脂粉末０．０５〜０．５重量％を混合し、セメント系硬化剤含有粒状体とし、次いで、これに、生石灰粉末０．２〜２０重量％を混合した後に１〜１０日間養生して粒状改良土を得ることを特徴とするシールド泥土の改質方法に存する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の改質方法の対象となる建設泥土はシールド泥土であり、その含水比は、通常２５〜９００％である。ここに含水比とは、土（固体成分）に対する水の割合（％）である。
【０００６】
先ず、本発明においては、シールド泥土を脱水するか、または、良質な建設残土もしくは石炭灰と混合することにより、ＪＳＦ（土質学会基準）で規定する液性限界以下（すなわち、流動性が失われた状態）の原料土を得る。原料土の含水比は、通常４０〜２００％である。また、コーン指数で言えば２Ｋｇｆ／ｃｍ２以上であり、その上限は通常１０Ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【０００７】
脱水方法としては、天日乾燥方法、フィルタープレス等による機械脱水方法などを適宜に採用することが出来る。また、含水比調節材として使用される良質な建設残土としては、通常、含水比が２０〜８０％の関東ローム等が挙げられる。石炭灰は、石炭焚きポイラーの煙道ガスから採取されるフライアッシュから成る産業廃棄物である。従って、石炭灰の含水比調節材としての利用は資源の有効利用の点からも好ましい。
【０００８】
次いで、本発明においては、上記の原料土をセメント系硬化剤と混合する。セメント系硬化剤としては、ポルトランドセメント、アルミナセメント、ジェットセメント、シリカセメント等が挙げられるが、安価な点でポルトランドセメントが好ましい。
【０００９】
セメント系硬化剤の使用量は、原料土の土質や含水比によって増減するが、原料土に対し、０．５〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。また、原料土とセメント系硬化剤との混合には、パドルミキサー等の撹拌混合装置が使用される。
【００１０】
更に、本発明においては、セメント系硬化剤が混合された原料土を水溶性樹脂粉末と混合する。水溶性樹脂としては、特に制限されないが、カルボキシル基含有重合体が好適に使用される。
【００１１】
カルボキシル基含有重合体としては、例えば、アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、アルギン酸塩類などの天然の酸性多糖類、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キシエチルセルロース等の半合成の水溶性高分子物質、グアーガム、ローカストビーンガム等の中性多糖類の変性物、ポリアクリル酸塩類などの合成水溶性高分子物質が例示されるが、これらの中では、合成水溶性重合体が好適である。
【００１２】
合成水溶性重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニルとの共重合体、イタコン酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体などが挙げられるが、これらの中では、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体が好適である。
【００１３】
上記の（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドを共重合したものの他、（メタ）アクリルアミドの単独重合体を部分加水分解したものでもよい。また、上記の単量体を組合わせた共重合体の他、共重合可能なアクリル又はビニル単量体などを一緒に共重合させたものでもよい。
【００１４】
合成水溶性重合体の場合、全単量体単位に対するカルボキシル基含有単量体の割合は、５〜６０モル％の範囲とされる。カルボキシル基は、遊離酸または塩の何れの形で存在していてもよい。なお、上記の水溶性重合体は、何れも、粉末として使用されるが、その平均粒径は、通常０．４ｍｍ以下とされる。
【００１５】
水溶性樹脂粉末の使用量は、原料土の土質や含水比によって増減するが、原料土に対し、０．０５〜０．５重量％である。また、セメント系硬化剤が混合された原料土と水溶性樹脂粉末の混合には、パドルミキサー等の撹拌混合装置が使用される。
【００１６】
上記の混合処理により、内部にセメント系硬化剤が混合された粒状土が得られる。すなわち、水溶性樹脂粉末が原料土の水を吸収して溶解しながら原料土の表面を被覆することにより、粒子間付着や機械付着が防止され、斯かる水溶性樹脂粉末のいわゆる造粒助剤としての作用により、原料土の全体が砂の様な球状の粒子に造粒される。
【００１７】
次いで、本発明においては、上記の粒状土を生石灰粉末と混合した後に養生する。生石灰粉末の使用量は、粒状土の土質や含水比、製品の要求物性などによって異なるが、粒状土に対し、０．２〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。
【００１８】
生石灰粉末は、粒状土の表面に付着し、粒状土の内部の水と反応して発熱しつつ、粒状土の内部に浸透していく。その結果、粒状土は生石灰の発熱反応により約６０〜７０℃に保持される。従って、そのまま放置することにより養生することが出来る。また、この際に、粒状土の内部のセメント系硬化剤の硬化反応も助長される。養生日数は１〜１０日である。
【００１９】
粒状土と生石灰粉末との混合には、メッシュ状の回転体を傾斜して配置した構造の混合機兼篩分機を使用するのが好ましい。斯かる混合機兼篩分機の使用により、粒状土の表面に生石灰粉末を付着させると共に所望の粒径の粒状土を回収することが出来る。上記の様にして造粒・固化して得られた粒状改良土は、砂の様なサラサラした流動性を有する。そして、ＪＳＦ  Ｔ７２１に規定される地盤支持力比（California  Bearing  Ratio：ＣＢＲ）は、通常５〜１００％である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下実施例に限定されるものではない。
【００２１】
実施例１
先ず、東京都八王子市で発生した含水比１２４％のベントナイトシールドの泥土（液性限界１０５％）に含水比５８％の良質の関東ロームを混合して含水比９８％に調節された原料土（コーン指数２Ｋｇｆ／ｃｍ２）を得た。
【００２２】
次いで、パドルミキサーを使用し、上記の原料土とポルトランドセメント（原料土に対して３重量％量）とを混合し、更に、ポリアクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合体（８０：２０モル比）の粉末（原料土に対して０．１重量％量）を添加して６０秒間撹拌して粒状土とした。
【００２３】
次いで、混合機・篩分機（篩い目：１３ｍｍ）に上記の粒状土と生石灰粉末（粒状土に対して５重量％量）を供給し、粒状土の表面に生石灰粉末を付着させると共に１３ｍｍ以上の塊を除去した。
【００２４】
次いで、表面に生石灰粉末が付着し且つ篩い目を通過した粒状土を５日間に亘って室温で養生して粒状改良土を得た（収率９６％）。得られた粒状改良土は、ＣＢＲが１９．５％であり、砂の様なサラサラした流動性を有していた。
【００２５】
実施例２
実施例１において、ポルトランドセメントの使用量を５重量％に変更した以外は、実施例１と同様に操作し、収率９６％で粒状改良土を得た。得られた粒状改良土は、ＣＢＲが２４．２％であり、砂の様なサラサラした流動性を有していた。
【００２６】
実施例３
実施例１において、関東ロームの代わりに石炭灰（泥土に対して２０重量％量）を使用して含水比８６％の原料土を得、そして、この原料土を使用した以外は、実施例１と同様に操作し、収率９１％で粒状改良土を得た。得られた粒状改良土は、ＣＢＲが２２．４％であり、砂の様なサラサラした流動性を有していた。
【００２７】
実施例４
実施例１において、関東ロームの混合の代えてプレス脱水機の使用により含水比９２％の原料土を得、そして、この原料土を使用した以外は、実施例１と同様に操作し、収率９４％で粒状改良土を得た。得られた粒状改良土は、ＣＢＲが１５．３％であり、砂の様なサラサラした流動性を有していた。
【００２８】
比較例１
実施例１において、ポリアクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合体を使用しなかった以外は、実施例１と同様の操作を行なった。その結果、原料土とポルトランドセメントの混合物が塊状となり篩分け処理が不可能であった。参考までに養生製品のＣＢＲ試験を行なった結果、ＣＢＲは８．１％であった。
【００２９】
比較例２
実施例１において、関東ロームの代わりに石炭灰（泥土に対して２０重量％量）を使用して含水比８６％の原料土を得、そして、この原料土を使用し、ポルトランドセメントを使用しなかった以外は、実施例１と同様に操作した。その結果、粒状土が柔らかく、篩分け処理の際に粒状土が篩い目に詰まり、篩い目を通過した粒状土の収率は５３％であった。また、養生製品も柔らかく、ＣＢＲ試験が出来なかった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、産業廃棄物として処分に困っている建設泥土を埋め戻し材などの建設資材として再利用することが出来る様にするための泥土の改質方法が提供され、本発明の産業的価値は顕著である。