(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）明礬石またはそれと炭酸カルシウム若しくは炭酸カルシウム含有鉱物との混合物またはそれらの焼成物の粉末、（Ｂ）天然石膏または化学石膏あるいはその両方の粉末、および（Ｃ）生石灰または消石灰あるいはその両方の粉末からなる土質安定材。
【請求項２】
（Ａ）成分１００重量部に対する（Ｂ）成分の配合割合が１００〜３００重量部、（Ｃ）成分の配合割合が１００〜８００重量部である請求項１記載の土質安定材。
【請求項３】
（Ａ）成分が、明礬石またはそれと炭酸カルシウム若しくは炭酸カルシウム含有鉱物との混合物を、８５０〜１２００℃の範囲の温度で焼成したのち、粉砕したものであって、かつ２０００ｃｍ2／ｇ以上の比表面積を有する請求項１又は２記載の土質安定材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機質土や含水土、例えば高含水粘性土、ヘドロ、軟弱地盤などを短期間に硬化、固化して、高強度の処理土を形成させる優れた土質安定効果を示す土質安定材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土質安定材として用いられている石灰系固化材は、石灰による消化吸水が瞬間的に起こり、短期間で脱水効果が得られるが、固化による強度発現の点ではセメント系固化材よりも劣っている。すなわち、石灰系固化材の強度発現は、該固化材の高アルカリ性により、土からアルミナ、シリカなどの酸性物質が溶出し、石灰と反応することによってもたらされるが、所望の強度が得られるまでには数日を要する。
このように、石灰系固化材は、脱水効果に優れているものの、石灰自体のみでは固化機能に乏しいため、この固化材を固化させ強度を発現させるには石灰と土との反応に依存するほかなく、強度発現に長時間を要するという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の石灰系固化材のもつ欠点を克服し、有機質土や含水土、例えば高含水粘性土、ヘドロ、軟弱地盤などを短期間に硬化、固化して、しかも高強度の処理土を形成し、優れた土質安定効果を示す土質安定材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】
本発明者らは、良好な性質を有する土質安定材を開発するために種々研究を重ねた結果、従来の土質安定材などとして用いられている石灰系固化材において、それに配合する添加材として明礬石に着目し、先ず明礬石の粉砕物特に焼成物を用いると良好な土質安定効果を示すこと、さらに天然石膏または化学石膏あるいはその両方の粉末を併用すると一層優れた土質安定効果が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、（Ａ）明礬石またはそれと炭酸カルシウム若しくは炭酸カルシウム含有鉱物との混合物またはそれらの焼成物の粉末、（Ｂ）天然石膏または化学石膏あるいはその両方の粉末、および（Ｃ）生石灰または消石灰あるいはその両方の粉末からなる土質安定材を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の土質安定材において（Ａ）成分としては、例えば明礬石をそのままの粉末、あるいは焼成後に粉砕して得た粉末や、明礬石と、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム含有鉱物または炭酸カルシウムと炭酸カルシウム含有鉱物の両方との粉末の混合物を焼成後に粉砕して得た粉末などが挙げられ、中でも明礬石を焼成後に粉砕して得た粉末が好ましい。
上記混合物の一方の成分のうちの炭酸カルシウム含有鉱物としては、例えば石灰石や貝殻などが挙げられる。
上記混合物において、明礬石と、炭酸カルシウムまたは炭酸カルシウム含有鉱物またはこれら両方との含有割合については特に制限されないが、好ましくは明礬石１００重量部に対し、炭酸カルシウムまたは炭酸カルシウム含有鉱物またはそれらの混合物２０〜４００重量部の範囲で選ばれる。
【０００７】
上記明礬石又はその混合物の焼成処理は、好ましくは８５０〜１２００℃、より好ましくは９００〜１１００℃、特に９００〜１０００℃の範囲の温度で行われる。また、このような焼成処理は、通常０．５〜２時間、好ましくは０．５〜１時間行われる。この焼成温度が８５０℃よりも低すぎると焼成が十分には行われず明礬石の十分な活性化が得られにくいし、１２００℃よりも高すぎると焼成物の反応性、中でもそのうちの酸化カルシウムの反応性が低下するのを免れない。
明礬石の所定温度以上の焼成物が好結果をもたらすのは、明礬石をそのままで用いた土質安定材は通常のセメント系固化材を凌駕する改良効果を得にくく、明礬石を焼成すると、特に８５０℃以上で焼成すると、明礬石中の硫酸根が離脱して活性化されるためであると推測される。
（Ａ）成分として特に有利なのは、明礬石を８５０〜１２００℃、より好ましくは９００〜１１００℃、特に９００〜１０００℃の範囲の温度で焼成した後に粉砕して得た粉末であり、さらには２０００ｃｍ2／ｇ以上の比表面積を有するものである。
【０００８】
本発明に用いる（Ｂ）成分としては、天然石膏または化学石膏がある。この天然石膏としては、二水石膏や無水石膏などが、また化学石膏としては、二水石膏、無水石膏、半水石膏などが挙げられる。これらは１種用いてもよいし、また２種以上を混合して用いてもよい。
【０００９】
本発明に用いる（Ｃ）成分の石灰系粉末は生石灰粉末または消石灰粉末または両者の混合物である。生石灰粉末としては、好ましくはＪＩＳ２号品以上のものや、セメント生産工程、製紙苛性化工程等における副生生石灰含有ダストが挙げられる。
【００１０】
各粉末成分は、好ましくは所定材料を粉砕機を用いて粉砕することにより調製される。粉砕機としては、好ましくはボールミル、ケージミル、ローラーミル、ピンミル等が用いられる。
【００１１】
本発明の土質安定材において、各成分の配合割合については、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分の割合をそれぞれ１００〜３００重量部及び１００〜８００重量部、中でもそれぞれ１５０〜３００重量部及び１５０〜３５０重量部の範囲とするのが好ましい。この範囲を逸脱すると、所期の効果が発揮されにくくなるのを免れない。
【００１２】
本発明の土質安定材として特に有利なのは、（Ａ）成分として明礬石を８５０〜１２００℃、より好ましくは９００〜１１００℃、特に９００〜１０００℃の範囲の温度で焼成した後に粉砕して得た粉末を用い、これに、その１００重量部に対し、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分をそれぞれ１５０〜３００重量部及び１５０〜３５０重量部の範囲の割合で配合したものである。
【００１３】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００１４】
実施例
明礬石を９００℃で２時間焼成したのち、平均粒径５０μｍに粉砕して得た焼成明礬石微粉末２０重量部、無水石膏粉末（平均粒径１５μｍ）３０重量部、生石灰粉末（ＪＩＳ２号品）５０重量部を良く混合し、土質安定材Ａ（以下本発明材Ａという）を得た。
本発明材Ａを含水比２５８．１％の粘性土に１００ｋｇ／ｍ3の割合で添加し、固化させ、その材令と強度（一軸圧縮強さ）との関係を調べた。その結果を図１に示す。
また、比較のために、本発明材Ａに代えて市販の石灰系固化材（マスターズ５６３）及びセメント系固化材（日本セメント社製、クリーンセットＣＳ−１０）をそれぞれ単独で用いた場合の結果も図１に示す。
図１において、□は本発明材Ａを、○は石灰系固化材を、△はセメント系固化材をそれぞれ示す。
これより、本発明材Ａは、比較用材料の石灰系固化材と比べ材令３日目を超えると急激に強度が増大することが、またセメント系固化材と比べて材令７日目にはより高い強度を示すことが分かる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の土質安定材は、有機質土や含水土、例えば高含水粘性土、ヘドロ、軟弱地盤などを短期間に硬化、固化し、しかも得られる被処理土を高強度とすることができ、優れた土質安定効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明材Ａと、比較用材料の石灰系固化材及びセメント系固化材の材令と強度との関係を示すグラフ。
【図１】
0004073051.tif 000002