＜群馬大学＞産学官連携事例

石膏ボード廃材の地盤改良材
石膏ボ
ド廃材の地盤改良材としての再生利用法の開発
１ 開発の概要
１．開発の概要
廃石膏ボードを地盤改良材として大量に再資源化することを 的と た実 化 究を行を目的とした実用化研究を行い，成功を収めつつある。
成功を収めある
本研究は循環型社会構築の一助となり，環境面と産業面において大きな貢献となる。
献
地盤改良の実施
盤 良
施 3例 により実用化に向けて大きく前進した。

２．大学 群馬大学大学院工学研究科 教授 鵜飼恵三
３．企業 （株）黒岩測量設計事務所

専務 樋口邦弘

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石膏ボード廃材の再生利用法の開発【現状】 廃石膏ボードは2015年に300万トンになると言われている。一方
いる
方，リサイクルできない廃石膏ボ
リサイクルできない廃石膏ボードは管理型処分場でドは管理型処分場での埋立処分が義務付けられている。しかし管理型処分場が極めて少ないことから その再生利用が喫緊の課題となっている。て少ないことから，その再生利用が喫緊の課題となっている。

【研究】 石膏は焼成により半水石膏となる。半水石膏は水と反応して固化する性質がある。この特性を地盤改良材に生かすこと応して固化する性質がある
この特性を地盤改良材に生かすことにより，廃石膏ボードを大量に再資源化するための実用化研究である。
ある【活動】 2001年より群馬大学で研究を開始した（国内外の大学では初めて） 北関東産官学研究会に研究会を設置して実用化では初めて）。北関東産官学研究会に研究会を設置して実用化研究を進めた。普及のために毎年シンポジウムを開催している。

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開発の概要 ～連携のきっかけ or 背景～
廃石膏を熱処理して得られる
半水石膏は化学反応して土を硬化させる性質があるため、軟弱地盤の改良などに有効である 地盤工事の規模は大きある。地盤工事の規模は大きいので、大量の石膏ボード廃材の利用が期待できる。逆に言えば、地盤工事への用途を開拓することが極めて重要！
⇒自治体の建設関連部署、建設関連業者との連携が重要

石油燃焼加熱式建設関連会社

電熱加熱式機械製造会社

群馬県内での軟弱な道路路床の改良工事例（平成17年） （事例①）群馬県内でのため池堤体工事例（平成18年度） （事例②）
施工前

施 直後
施工直後

夏季は、堤体に植生が繁茂している。ため池では鯉が養われている5

開発の概要～連携組織と役割～

連携組織
１．群馬大学 工学研究科 地盤工学研究室
研究を実施 研究成果の事業への適用に関する指導研究を実施。研究成果の事業への適用に関する指導。
２．株式会社２
株式会社 黒岩測量設計事務所（群馬県の企業）適用事例の開拓と設計。事例①と②を実施。
３ 株式会社フジテ ク（桐生市の企業）
３．株式会社フジテック（桐生市の企業）
石膏半水化装置（電熱式）の開発。
事例③（後述）の材料を提供。
４ 清水建設株式会社（全国展開の企業）
４．清水建設株式会社（全国展開の企業）
適用事例の開拓と設計、工事、事例③を実施（後述）大学側のかかわり～研究内容・成果～

石膏ボード廃材の半水化から地盤改良への適用までの研究と成果の活用①半水石膏の地盤改良への適用に関する研究と地盤工事での利用に際しての指導、助言②石膏ボード廃材の再資源化事業を促進するために 地盤工事（主に公共事業）での利用をめに、地盤工事（主に公共事業）での利用を自治体、企業へ働きかけ③石膏ボード廃材の半水化装置開発における指導 助言
導、助言
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連携の形
事例①と② 実施
事例①と②の実施

事例③の実施清水建設株式会社

黒岩測量設計事務所

株式会社 ジ株式会社フジテック

群馬大学工学研究科地盤工学研究室
自治体の公共事業発注部門
事例①：道路路床改良、事例②：ため池改修・築堤
事例③：工業団地造成地の軟弱地盤改良8

事例③ ：清水建設株式会社のかかわり
太田市内の工業団地造成現場で軟弱地盤改良に再生半水石膏を利用： 計画から完成までの全体を統括。
計画から完成までの全体を統括
設計上の要求性能を大学へ提供、工事の実施。
配合の決定：大学の役割
高炉セメント2.5％、再生半水石膏4％

現場配合を決定するための本試験■再生半水石膏（重量比） 5.00 %■セメント： 高炉Ｂ種、普通ポルトランド（重量比）0、1.50、2.25、3.00 %合計8ケース （各供試体3本作成）
養生日数：0 1 3 7 14 28日 6種類
養生日数：0、1、3、7、14、28日、6種類

強度試験と環境試験を実施■ 軸圧縮試験 圧縮強さを求める■一軸圧縮試験：■環境試験： フッ素、ホウ素、六価クロム、硫化水素が環境基準値以下になることを確認する

一軸圧縮試験の結果

大学側のかかわり
太田市工業団地造成
現場から土試料を採取

強度を求める

一軸圧縮試験

～（事例③）の場合～実験室へ搬入し 混合実験室へ搬入し、混合事例③ ：清水建設株式会社のかかわり
試験施工

コ ン貫入試験による強度確認
コーン貫入試験による強度確認
実施工を行う大学側のかかわり～（事例③）の場合～

環境試験の実施■ ホウ素の溶出量は基準値1.0ｍｇ/Lの1/10以下となることを確認した。
■ フッ素の溶出量は基準値を満たすが、基準値0.8ｍｇ/Lに近い結果を示した。
フッ素の溶出量は基準値を満たすが 基準値0 8ｍｇ/Lに近い結果を示した
自然の粘土に0.5ｍｇ/Lのフッ素が含まれることを確認した。
■ 硫化水素の発生の有無について、検出方法を独自に考案し、基準値硫化水素の発生の有無について 検出方法を独自に考案し 基準値 0.2ｐｐ
0 2ｐｐｍ以下であることを確認した。

環境試験を実施する背景と問題点■ 過去に、不法投棄の廃石膏ボードから発生した硫化水素により死亡事故が過去に 不法投棄の廃石膏ボードから発生した硫化水素により死亡事故が数件起こり、社会問題になった。2008年末にはＮＨＫクローズアップ現代でもこの事件が特集された■ 石膏ボードの製造過程で、フッ素とホウ素が混入する。土壌汚染法で環境基準が規定されている⇒しかしながら試験法が実態に則していないなど環境基準の適用すること自体に問題あり。非科学的で不合理な環境規制は社会発展の阻害要因になりうるので注意が必要。

事例③ ：株式会社フジテックのかかわり
再生半水石膏の製造装置を製作：電熱加熱式
廃石膏を半水化する装置を開発した。
石油燃焼加熱式に比 、製造コストが石油燃焼加熱式に比べ、製造コストが高い。電気を使用する点において環境面では優位。
再生半水石膏の品質は、半水石膏の生成率（半水化率）で決まる。半水化率を計測する簡易な装置を 大学と共同を計測する簡易な装置を、大学と共同で開発中である。

解体現場

事例① ：(株)黒岩測量設計事務所のかかわり
廃石膏ボード再資源化研究会が群馬県に働きかけ
廃石膏ボド再資源化研究会が群馬県に働きかけ，道路改良区間において再生半水石膏を用いた路床改良の試験施工を実施した（2005年11月）。
【この地域の一般的な改良】

砕石による置き換え【再生半水石膏を用いた改良】 ２０m区間を試験施工【生石灰を用いた改良】

２０ｍ区間を試験施工

４年経過した２０１０年１月現在
砕石置き換え区間，再生半水石膏および生石灰を用いた地盤改良区間とも道路面の変位に差違は認められない。
14

ＣＢＲ
Ｒ値(%)

道路路床の地盤改良試験施工：配合試験
80706050403020100

半水石膏
生石灰

半水石膏
生 灰
生石灰
目標CBR値18.1%

020

4060
80100
混合量(kg/m3)

120

140

160

半水石膏の配合量 79kg/m3 （半水石膏：石灰系改良材＝７：３）
生生石灰の配合量
合量95kg/m3
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路床の地盤改良試験施工例：現場状況
スタビライザーで70cm深さを攪拌
再生半水石膏

生石灰

30℃程度と反応熱が小さく，蒸気の発生はほとんどなし

73.6℃の反応熱が生じ，が蒸気が立ちこめる16

試験施工箇所の道路面の状況
路床改良
路床改良：2005年11月，写真：2010年1月撮影（4年経過後）
年 月，写真年 月撮影（ 年経過後）

生石灰
20m区間

砕石による置き換え
左側車線：全区間
左側車線
全区間
砕石で置き換え

再生半水石膏
膏20m区間右側車線：20m区間
右側車線
20 区間
再生半水石膏で改良左側・右側とも“わだち”にほとんど差違は認められない17

事例②【業 務】 老朽ため池の堤体改修設計を実施【問題点】 堤体掘削土および堆砂土が建設汚泥にあたる【対応策】 現地発生土を用いて堤体改修ができないか
現地発生土を用堤体改修が きな か【提 案】 現地発生土を改良して堤体を築造する改良材として，再生半水石膏を用いる
土壌分析で現地発生土の鉄分含有量を測定し，改良土からのH2Sの発生はほとんど無いと判断【活 動】 室内配合試験で配合量を設定
施工管理：ｑｃ値で堤体盛土の強度管理構築した堤体土のH2Sを測定し“発生なし”を確認

18改良土によるため池改修の築堤例

2006年

堤 高
4 2m
4.2m
堤 長 20 m
堤体積 700 m3

写真上：施工前の堤体
2006年秋撮影
年秋撮影

写真下： 完成した築堤
2007年春撮影
19ため池築堤材料の室内配合試験
配合量とコーン貫入抵抗値

2000① 150kg/m3 (7:3)（配合後、締固め開始までの時間を経過時間として横軸に示す）

コーーン貫入抵
抵抗値 qcc (kN/m2)② 150kg/m3(6.5:3.5)③ 175kg/m3(7:3)

1500④ 200kg/m3(7:3)

④③

1000

普通ブルドーザの走行可能②500

qc=500kN/m2

①00

123

45

経過時間 t (hr)20

現場における再生半水石膏の混合配合量
半水石膏

150kg/m3
150×0.65＝97 5kg＝97.5kg
石灰系改良材150×0.35＝52.5kg
52 5k21

築堤改良土のフッ素と硫化水素の測定
改良土のフッ素溶出試験値 （mg/L）
ボーリングコアGL 1 0GL－1.0m

測定値

基準値

サンプル0.8

ボーリングにより堤体から採取したコアを用いた

020.2

GL－2.5m

0.1 未満GL－4.5m0.1 未満

ボーリング孔内の硫化水素測定値 （ppm）
深度

測定値

基準値

測定方法

GL－3GL
3.0m0m0 001未満
0.001未満

ガスクロマトグラフ法

GL－0.0m0.01 未満

0.02‐0.2
002 0 2未満

ガス探知管使用

H2Sの測定 ： GL-3m：築堤後3ヶ月経過，GL-0m：8ヶ月経過時点

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成功のポイント●事業の社会的な意義が明確であった。
●需要（公共事業・地盤改良での使用）の掘り起こしを 企業と大学が協力して行 たり起こしを、企業と大学が協力して行った。
公共事業を担う行政の理解が得られた。
公共事業を担う行政
解 得 れ 。
●研究会の設置・開催およびシンポジウム開催などを支援する組織が存在した。
催などを支援する組織が存在した

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お問い合わせ先● 再生半水石膏に関する情報の問合せ
群馬大学社会環境デザイン工学専攻
教授 鵜飼恵三
e-mail : ugai@ce.gunma-u.ac.jp● 再生半水石膏による地盤改良その他に関する問合せ：(株) 岩 量 計事務(株)黒岩測量設計事務所
樋 邦
樋口邦弘
ee-mailmail : k-higuti@kuro
k higuti@kuro.ne.jp
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