【手続補正書】
【提出日】平成25年7月25日(2013.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行う際に、浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の強度を推定する方法であって、
下記（1）式に基づき、混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の推定値ｆ（Ｎ／ｃｍ２）を求めることを特徴とする改質浚渫土の強度推定方法。
ｆ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（1）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【請求項２】
製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行う方法であって、
浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の目標値をｆＯ（Ｎ／ｃｍ２）とした場合、下記（2）式に基づき浚渫土に対する製鋼スラグの混合量を決定することを特徴とする浚渫土の改質方法。
ｆＯ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（2）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行う際に、浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の強度を推定する方法であって、下記（1）式に基づき、混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の推定値ｆ（Ｎ／ｃｍ２）を求めることを特徴とする改質浚渫土の強度推定方法。
ｆ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（1）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
［2］製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行う方法であって、浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の目標値をｆＯ（Ｎ／ｃｍ２）とした場合、下記（2）式に基づき浚渫土に対する製鋼スラグの混合量を決定することを特徴とする浚渫土の改質方法。
ｆＯ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（2）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以下、本願の第一の発明である改質浚渫土の強度推定方法について説明する。
この改質浚渫土の強度推定方法は、製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行う際に、浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の強度を推定する方法であり、下記（1）式に基づき、混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の推定値ｆ（Ｎ／ｃｍ２）を求めるものである。
ｆ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（1）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
以上の結果から、以下に示すような特定の強度推定式を用いることにより、改質対象の浚渫土に試薬（消石灰）を添加して所定の強度が得られる試薬量を求めるだけで、浚渫土と製鋼スラグの混合材の強度を的確に推定できることが判った。すなわち、事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の消石灰の配合量を求めておき、下記（1）式に基づき、混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の推定値ｆ（Ｎ／ｃｍ２）を求めるものである。
ｆ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（1）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ここで、浚渫土と製鋼スラグの混合材における強度発現は、セメントにおけるポゾラン反応と同様の機構であり、製鋼スラグから供給されるＣａと浚渫土のＳｉ分とが反応して、Ｃａ−Ｓｉ−Ｈ２Ｏ化合物を生成することにより強度が発現する。したがって、強度発現にはＣａ量、Ｓｉ量、およびセメントなどの反応の場合に強度と逆比例している水量がそれぞれ影響すると考えられる。このような観点と、上述した製鋼スラグや浚渫土の各種特性を組み合わせて解析した結果、上記の強度推定式が見出されたものである。すなわち、Ｃａ量に関与するパラメータとして、製鋼スラグからのＣａ供給量があり、これには混合材中の粒径２ｍｍ以下のスラグ粒子の質量を混合材中の製鋼スラグの質量で除した比率Ｓgと遊離ＣａＯ量Ｃoの寄与がある。一方、浚渫土がＣａを吸着することによる反応抑制効果があり、この反応抑制効果は、事前の試験で求められる、混合材の所定の強度が発現するまでの消石灰量が指標となり、したがって、反応に寄与する遊離ＣａＯは（Ｃo−Ｃh）で表される。また、セメントにおける結合材／水と同様の考え方で、強度発現は（Ｃo−Ｃh）と混合材に含まれる水分（浚渫土が持ち込んだ海水や水、或いはさらに添加され海水や水）との比（Ｃo−Ｃh）／Ｗaに大きく依存する。なお、Ｃhについて、「混合材の所定の強度が発現するまでの消石灰の質量×１．５」としたのは、図２に示されるように、強度発現する製鋼スラグの添加率と消石灰の添加率は強い相関があり、消石灰の添加量と製鋼スラグ中の遊離ＣａＯ含有率を元に計算した製鋼スラグ中の遊離ＣａＯ含有量とを比較すると、製鋼スラグ中の遊離ＣａＯ含有量は消石灰の１．５倍相当を要するからである。一方、Ｓｉ分については、浚渫土のうちの土の量に起因するパラメータは、混合材中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の比率Ｄsの寄与がある。これらを掛け合わせることで、強度指標の骨格が求められ、これを一軸圧縮強度に適用させるための定数αを掛けたものが、混合材（x）の一軸圧縮強度の推定値ｆ（Ｎ／ｃｍ２）となる。
ここで、定数αはＣhを求めるに当たって使用する消石灰の種類（例えば、活性度を左右する粒度及び／又は純度）により決まり、通常は、３〜４程度の範囲で選択される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
次に、本願の第二の発明である浚渫土の改質方法について説明する。
製鋼スラグを混合して浚渫土の改質を行うに当たり、混合材の目標強度（設計強度）が与えられれば、上記強度推定式により目標強度を得るための製鋼スラグの混合量を求めることができる。
すなわち、本発明の浚渫土の改質方法では、浚渫土と製鋼スラグの混合材（x）の２８日養生後の一軸圧縮強度の目標値をｆＯ（Ｎ／ｃｍ２）とした場合、下記（2）式に基づき浚渫土に対する製鋼スラグの混合量を決定する。
ｆＯ＝α×Ｄs×Ｓg×｛（Ｃo−Ｃh）／Ｗa｝    …（2）
但し
Ｄs＝［混合材（x）中の粒径０．０７５ｍｍ以下の浚渫土粒子の質量］／［混合材（x）の固形分の質量］×１００（％）
Ｓg＝［混合材（x）中の粒径２ｍｍ以下の製鋼スラグ粒子の質量］／［混合材（x）の製鋼スラグの質量］×１００（％）
Ｃh：事前の試験において、改質対象である浚渫土に消石灰を混合し、その混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２となる場合の混合材１ｍ３中の消石灰の質量（ｋｇ）×１．５
Ｃo：製鋼スラグが含有する遊離ＣａＯであって、混合材（x）１ｍ３中の遊離ＣａＯの質量（ｋｇ）
Ｗa：混合材（x）１ｍ３中の水分の質量（ｋｇ）
α：Ｃhを求めるに当たって使用する消石灰の種類により決まる定数
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
さきに述べたように、本発明の強度推定式により求められる混合材の強度は、実測値との相関が高いため、上記（2）式により目標強度ｆＯに応じた製鋼スラグの混合量を決定することにより、製鋼スラグを目標強度ｆＯに応じた適正な混合量で浚渫材に混合することができる。
浚渫土に所定量の製鋼スラグを混合して強度改質を行う場合、混合方法としては、浚渫された泥土等に対して所定量の製鋼スラグを投入し、混ぜ合わせればよい。混ぜ合わせる方法としては、例えば、バックホーなどの重機を用いて混合する方法、連続式ミキサーに泥土と製鋼スラグを適正比率で投入しながら混合する方法、バッチ式ミキサーに泥土と製鋼スラグを所定量計量して投入して混合する方法などが適用できる。また、混合材の施工方法としては、例えば、混合直後の流動性がある状態でトレミー管などを通して海中に施工する方法、一旦、土運船などに取りおき、少し硬化が始まった状態でバケット投入や底開バージにより施工する方法などが適用できる。また、陸域で使用する場合には、例えば、混合後にトラック等で運搬して施工する方法、泥土発生現地で製鋼スラグを所定量混合し、そのまま養生する方法などが適用できる。
製鋼スラグの混合で改質された浚渫土（混合材）は、主に水域の土工材や盛土材などに好適に利用されるが、陸上の土工材などとしても利用できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【表１】
2012031618.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【表３】
2012031618.tif 000002
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【表４】
2012031618.tif 000003
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
［実施例２］
表１に示す浚渫土Ａに対して製鋼スラグを混合して強度改質するに当たり、２８日養生後の一軸圧縮強度の目標値（平均値）を５００ｋＮ／ｍ２とした。製鋼スラグとしては、遊離ＣａＯ含有量が３．５質量％のものを使用した。使用する製鋼スラグについて、実施時における粒径２ｍｍ以下のスラグ粒子の比率を粒度分布測定により評価した上で、（2）式により製鋼スラグの混合量を２８質量％と決定した。この混合割合でバッチ式の大型ミキサーにより浚渫土と製鋼スラグを大量混合し、複数個所のサンプルを採取した。混合材の２８日養生後の一軸圧縮強度を実測した結果を図８に示す。これによれば、大量製造であるために浚渫土や製鋼スラグの粒度にある程度の変動があり、このため強度にはある程度の幅はあるものの、平均値は５０６ｋＮ／ｍ２である。したがって、本発明の浚渫土の改質方法によれば、設計強度に応じた製鋼スラグの適正な混合量を決定することができ、浚渫土を所望の設計強度に改質することができることが確認できた。