Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
21）小寺秀則：石こう系固化処理土の適用性に関する実験的研究，土木学会第57回年次学術講演会，（2002年）

22）石原慎太郎：石こう系固化材による土質改良の配合設計に関する実験的研究（その2），第40回地盤工学研究発表会，（2005年）

23) 武下俊宏：リサイクル石膏を混合した土木資材の硫化水素発生に関する研究, 第21回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集, (2010年)

24）遠藤和人：廃石膏・石灰系地盤改良における硫化水素ガス発生ポテンシャル試験に関する考察,第9回地盤改良シンポジウム論文集,pp181-184；（2010年）

25) 地盤工学会, 土質試験の方法と解説－第一回改正版－, 「安定処理士の締固めをしない供試体作製」, PP.308-316, (2000年)

26) ASTM D-4843(Wetting and Drying Test of Soil Wastes)

27）森治夫：繊維質処理土の乾湿繰返し試験による耐久性に関する実験的研究, 資源と素材 Vol.121 p.37-43(2005年)

28) Xu, Qiyong, Townsend, T., and Reinhart, D. (2010): Attenuation of hydrogen sulfide at construction and demolition debris landfills using alternative cover materials, Waste Management, Vol.30, No.4, pp.660-666.

29）C&Cエンサイクロペディア「セメント・コンクリート化学の基礎解説」,PP.34,2004.3

30）肴倉ら：廃石膏ボード20試料の微量元素組成と溶出特性の類型化，第9回環境地盤工学シンポジウム，（2011年）

31）廃棄物資源循環学会標準試験(草案) JWS-020X (2006-11-30 DRAFT)

32）伊藤恵輔: 平成 21 年度 福岡大学工学研究科修士論文 廃石膏ボードから得られる再生半水石膏による地盤改良材の開発と基礎的研究

33）石原達夫: 石灰を利用したフッ素含有排水の処理技術, 平成15年度石灰工業技術大会, (2003年)

34) 港湾工事における石炭灰混合材料の有効利用ガイドライン, 財団法人 石炭エネルギーセンター, 平成 23 年 3 月, (2011 年)
## 查読付論文

1. 伊藤恵輔，佐藤研一，押方利郎，大山勝久：廃石膏ボードから得られる半水石膏の地盤改良材への適用性の検討，地盤工学会，第8回環境地盤工学シンポジウム論文集，pp.99-102，2009，7月.

## 学会発表論文

2. 伊藤惠輔，佐藤研一，押方利郎：半水石膏による高含水比発生土の地盤改良材効果，第44回地盤工学研究発表会，pp.99-102，2009，2009年8月

3. 伊藤恵輔，佐藤研一，押方利郎：半水石膏による高含水比発生土の地盤改良効果の検討，土木学会平成21年度全国大会第64回年次学術講演会，pp.919-920，2010年9月

4. 佐藤研一，伊藤恵輔，押方利郎：半水石膏により改良された土質材料の力学及び溶出特性，第20回廃棄物資源循環学会研究発表会，pp.189-190，2009年9月

5. 伊藤恵輔，松崎数馬，佐藤研一，押方利郎，大山勝寿，坂本晃一，森田博史：再生半水石膏を用いた地盤改良材の環境安全性の検討，平成21年度土木学会西部支部研究発表会，pp.329-330，2010年3月

6. 松崎数馬，佐藤研一，押方利朗，大山勝寿，坂本晃一，森田博史：再生半水石膏より改良された土質材料の力学特性，平成21年度土木学会西部支部研究発表会，pp.451-452，2010年3月

7. 武下俊宏, 三浦麻, 押方利朗, 樋口壯太郎: リサイクル石膏を用いた土木資材の硫化水素発生試験方法の検討と安全評価, 第31回全国都市清掃研究・事例発表会講演論文集, pp. 104-106, 2010年1月
1. 伊藤惠輔，佐藤研一，押方利郎，大山勝久

廃石膏ボードから得られる半水石膏の地盤改良材への適用性の検討

地盤工学会，第8回環境地盤工学シンポジウム，pp.99-102，2009年7月
# 廃石膏ボードから得られる半水石膏の地盤改良材への適用性の検討

○伊藤恵輔 $ ^{1} $ ・佐藤研一 $ ^{2} $ ・押方利郎 $ ^{3} $ ・大山勝久 $ ^{4} $

$ ^{1} $ 福岡大学大学院・ $ ^{2} $ 福岡大学工学部・ $ ^{3} $ 福岡大学大牟田産学連携推進室・ $ ^{4} $ ふくおか石膏ボードリサイクル研究会

1. はじめに 石膏ボードは、耐火性、遮音性、機密性、断熱性等の特徴を有しており、経済的にも低廉なことから住宅から超高層ビルまで建築物の種類に限定されない建築材料として幅広く利用されている $ ^{1} $ 。そのため、建築現場からは、新築及び解体時に大量の磨石膏ボードが発生している。しかし、磨石膏ボードの処理処分状況は、一部リサイクルされているものの、大部分は管理型の産業磨棄物最終処分場に処分され、2013年には磨石膏ボードの年間総排出量は約200万トンと言われている $ ^{1} $ 。このような背景から、磨石膏ボードのリサイクル・有効利用が実施されはじめてきている。磨石膏ボードから分離した石膏(二水石膏)を焼成して得られる再生半水石膏は亀井ら $ ^{2)} $ の研究によって、締固め材料や地盤改良材として十分に適用できる可能性がある程度明らかになっている。そこで本研究では、磨石膏ボードのリサイクルを推進するため、磨石膏ボードから分離した石膏(二水石膏)を焼成して得られる再生半水石膏を建築用資材(中性固化材)として有効に利用する技術システムの確立を目指し、研究開発を行っている。本報告では、高含水比かつ粘性分の多い建設発生土に対して、固化材として半水石膏を混合させ $ ^{①} $ 早期固化挙動の把握、 $ ^{②} $ 高含水比地盤材料への適用性、 $ ^{③} $ 溶出特性及びセメント固化材との比較等の実験的な検討結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験に用いた試料 実験には、土質材料として、福岡県前原市と熊本県あさぎり町の建設発生土の2種類を使用した。また、固化材として、間接焼成方式(焼成温度約300℃)とIH式石膏半水化装置(焼成温度約125～160℃)で焼成されたそれぞれ焼成方法の異なる2種類の半水石膏(以下、石膏A、石膏Bと呼ぶ)、セメント固化材として、高炉セメントB種を使用した。図-1に土質材料の粒径加積曲線を、表-1に試料の物理特性値を示す。両発生土ともに細粒分が8割程度と多く、シルト、粘土分で構成されていることが分かる。特に、前原発生土はシルト、粘土分を多く含んでおり、コーン指数984.5kN/m²と第3種建設発生土である。一方、あさぎり発生土は、コーン値を求めることがでない泥土であり、火山灰質粘性土で強熱減量が25.7%と高有機質である。

2-2 実験条件 表-2 にコーン指数試験、表-3 に一軸圧縮試験の供試体作成条件を示す。力学的な検討では所定の条件で作成された供試体を用いて、コーン指数試験、一軸圧縮試験を行った。試料の配合は、土質材料を所定の含水比に調整し、その後、固化材を添加した。ここで固化材添加率は、土質材料に対する重量比であり、添加率と含水比は経済性と施工性を考慮し決定したものである。コーン指数試験の供試体作成方法は材料混合後、w=40%については、モールドに25回・3層にわけてランマーで突き固め、w=60%については、締固めが不可能であったためモールドに流し込み、直径10cm、高さ12.5cmの供試体を作製した。一軸圧縮試験の供試体作成方法は、直径5cm、高さ10cmのモールドに1層あたり5回の同一エネルギーにての締固め法 $ \left\{\mathrm{E}_{\mathrm{c}}=50\left(\mathrm{kJ}/\mathrm{m}^{3}\right)\right\} $ で突き固め、計4層にて行った。所定の養生期間(0,7,28日)にて気中養生を行った後、一軸圧縮試験を行った。一方、溶出特性に

图-1 試料の粒径加積曲線

表-1 土質材料及び石膏の物理特性値

前原建設発生土	あさぎり建設発生土	石膏A	石膏B	高炉B種
土粒子の密度(g/cm³)	2.7205	2.3695	2.835	2.951	3.05
初期含水比(%)	34.89	76.9	-	-	-
細粒分含有率Fc(%)	72.17	74.06	1.061	0.740	-
最大粒径(mm)	4.75	9.5	4.75	4.75	-
均等保数Uc	-	-	3.333	3.150	-
曲率保数Uc	-	-	1.24	1.09	-
塑性指数b	38.54	N.P	-	-	-
強熱減量(%)	7.7	25.7	-	-	-
コーン指数(kN/m²)	984.53	-	-	-	-

表-2 コン指数試験配合条件

土質材料	固化材	含水比(%)
種類	添加率(%)
前原発生土	石膏A	10	40
15
石膏B	20	60

表-3 一軸圧縮試験配合条件

土質材料	固化材	含水比(%)
種類	添加率(%)
前原発生土	石膏A	10	40
石膏B	15
高炉B種	20	80
あさぎり発生土	石膏A
石膏B
高炉B種
ついては、力学試験と同一試料を用いて環境庁告示46号法試験、pH測定からの検討を行った。

### 3. 力学特性の把握

3-1 早期固化挙動の把握 高含水比発生土における半水石膏による早期固化の挙動を把握するため、表-4に示す実験条件でコーン指数試験を行った。ここで、養生時間を0、1、3、6、9、12、24時間とした。さらに、

表-4 実験条件

土質材料	固化材	固化材
添加率(%)	含水比
(%)	義生日数
(時間)
前原建設発生土	石膏A	10	60	0
1
3
6
9
12
24
高炉セメントB種

固化材の比較として、高炉セメントB種も用いた。図-2に時間の経過に伴うコーン指数の変化を示す。石膏Aは、時間の経過に伴いコーン指数が増加しており、特に6～12時間にかけて顕著な強度増加が見られる。しかし、その後、石膏混合材料の強度増加は見られず、ほぼ一定強度になっている。また、高炉セメントB種の結果を比較すると、0～3時間は同程度の強度であったが、6時間以降は高炉セメントB種の強度発現が大きいことがわかる。

(a) 石膏 A による初期固化挙動 (b) コーン指数に及ぼす固化材の影響

3-2 コーン指数に及ぼす固化材添加率の影響 図-3に

コーン指数と固化材添加率の関係を示す。図中の黒線は様々な重機の走行に必要なトラフィカビリティを保つための地盤強度 $ ^{4)} $ ( $ q_{c}=1200kPa $ 以上)を示す。図より、石膏添加率の増加に伴い、石膏の種類及び含水比の違いにかかわらず、コーン指数が増加していることがわかる。さらに、0日養生においては、石膏Bの石膏添加率15、20%、含水比 $ w=40\% $ の改良土ではトラフィカビリティを十分に満たしている。また、7日養生では、両石膏ともに含水比 $ w=40\% $ においてトラフィカビリティ一強度を上回り、十分な強度発現が

図-2 時間の経過に伴うコーン指数の変化

(a) 0 日蓑生

(b)7 日養生

図-3 コン指数と添加率の関係

見られる。一方、含水比 w=60% の改良土では強度発現が見られなかったことから、含水比が高くなると半水石膏の固結効果が期待できないと考えられる。このように半水石膏による改良は、土質材料の含水比が低く、締固めが可能な含水比状態であれば、養生を伴うことで強度発現を期待できる固化材であることが示された。

3-3 一軸圧縮試験特性 図-4、図-5 以前原発生土、図-6、図-7 にあさぎり発生土の養生 0、7 日の一軸圧縮試験結果を示す。養生日数 0 日の場合は、「前原」は供試体作成直後にも関わらず、半水石膏及びセメント固化材の添加率の増加に伴って、一軸圧縮強さ及び供試体の剛性が増加していることがわかる。特に固化材添加率 20% では石膏 B においてセメントと同等の強度を有している。これは、

(a) 固化材添加率 10%

(a) 固化材添加率 10%

(b) 固化材添加率 15%

一軸圧縮試試験結果(前原、0日養生)

(b) 固化材添加率 15%

(c) 固化材添加率 20%

图-5 一軸圧縮試試験結果(前原、7日養生)

(c) 固化材添加率 20%
初期含水比 w=40% の土質材料に乾燥した石膏添加に伴う吸水性及び締固めに伴う強度発現が要因と考えられる。一方、高有機質土である「あさぎり」は、「前原」と比較すると強度発現が小さい。しかしながら、「前原」において強度発現の大きかった高炉セメントにはほとんど効果が見られなかった。半水石膏は固化材の添加率の増加に伴って一軸圧縮強さ及び供試体の剛性が増加していることから、半

(a) 固化材添加率 10%

(b) 固化材添加率 15%

(c) 固化材添加率 20%

図-6 一軸圧縮試試験結果（あさぎり、0日養生）

(a) 固化材添加率 10%

(b) 固化材添加率 15%

(c) 固化材添加率 20%

図-7 一軸圧縮試試験結果（あさぎり、7日養生）

水石膏は高有機質土においても有効であることがわかる。養生日数７日の結果を見ると、「前原」においては、半水石膏とセメントの強度発現の違いが明確に現れていることがわかる。一方、「あさぎり」においては石膏Ａとセメントは同程度の強度を有しているが、石膏Ｂに関しては、大きな強度発現が見られ、高有機質土である発生土に有効であることが明らかになった。

3-4 一軸圧縮強度及び変形係数に及ぼす固化材添加率の影響 図-8、図-9 に前原発生土、図-10、図-11 にあさぎり発生土の一軸圧縮強度及び変形係数 $ E_{50} $ と固化材添加率の関係を示す。図中の黒線は発生土をトラックにて運搬する際に必要な一軸圧縮強さを示す。「前原」の結果から、高含水比土の発生直後に石膏を添加することにより、セメントと同程度の強度改善ができることを示しており、石膏 B では要求強度の3倍の強度を発揮していることがわかる。さらに、変形係数の結果からもセメントと同程度の剛性の強さを発揮していることがわかる。しかしながら、養生に伴う強度増加、剛性の強さについては、セメントほど大きな増加は見込めないこともわかる。一方、「あさぎり」の結果を見ると、添加率の伴う強度と剛性増加は石膏に比べ、セメントは小さく、養生日数が経過してもその傾向は変わらないことがわかる。これは、半水石膏に多く含有するカルシウム分が、有機物を多く含む「あさぎり」発生土を質的に改良したことが理由として考えられる。

(a)0日養生

(a)0 日蓋生

(b)7 日養生

図-8 一軸圧縮強度と固化材添加率の関係(前原)

(b)7日養生

図-9 変形係数と固化材添加率の関係(前原)

(c) 28 日養生

(c)28 日養生
れる。また、28日養生、石膏添加率20%において石膏による改良土の強度は低下している。一般に、石膏は添加率が15～20%で強度がピークに達すると言われている。今回の検討においても、混合率の限界値付近における改良土の強度にバラツキが見られる。今後、適正な石膏混合率について検討する必要があると言える。

(a)0 日蓋生

(b)7日基生

4-1 溶出試験結果 表 -6 に 7 日養生後の改良土の溶出試験結果を示す。表より、両発生土及び半水基準値を超え

図-10 一軸圧縮強さと固化材添加率の関係(あさぎり)

(c)28 日養生

(a)0日養生

(b)7日養生

る重金属の溶出は見られなかった。さらに、材料混合後も基準値を超える重金属の溶出は見られなかった。

(c) 28 日養生

図-11 変形係数と固化材添加率の関係(あさぎり)

表-6 溶出試験結果(7日養生)

4-2 pHに及ぼす固化材添加率の影響

図-12 に pH と固化材添加率の関係を示す。図中の色枠は一律排水基準値 $ 5(\mathrm{pH}=5.8\sim8.3) $ を示している。図より、半水石膏を用いた改良土は、固化材添加率が増加しても pH は中性域を示し、一律排水基準値を十分満たしていることがわかる。一方、高炉セメント B 種による改良土は固化材添加率の増加に伴い pH が急激に増加しており、アルカリ性域を示

土質材料	固化材	pH	B	Cr6+	Cd	Pb
種類	添加率
前原	石膏A	10	7.18	0.098	N.D	N.D	N.D
石膏B	7.03	0.069	N.D	0.001	0.004
高炉B種	11.46	0.074	-	N.D	N.D
石膏A	20	7.2	0.105	N.D	N.D	N.D
石膏B	7.07	0.048	N.D	0.001	0.002
高炉B種	11.69	0.062	-	N.D	N.D
あさぎり	石膏A	10	5.74	0.044	N.D	0.002	0.007
石膏B	5.84	0.144	N.D	0.002	0.004
高炉B種	9.31	0.024	-	N.D	0.027
石膏A	20	5.86	0.104	N.D	0.001	0.005
石膏B	6.06	0.084	N.D	0.002	0.004
高炉B種	9.72	0.030	-	N.D	0.009
環境基準値	-	1.00	0.05	0.01	0.01

している。よって半水石膏は、周辺地盤環境に与える影響は小さいことがわかる。

mg/l)

5. 結論 今回の実験より以下のことがわかった。

1. 半水石膏は、発生直後の高含水比発生土及び高有機発生土に対して、効果的な改良効果が期待できる。

2. 固化材添加後 0 日養生において、半水石膏を用いた改良土は高炉セメント B 種と同程度の改良効果が得られる。

3. 養生に伴う改良土の強度、剛性の強さは、養生に伴う変化が少なく、石膏添加直後に決定されることが示された。

4. 半水石膏を用いた改良土は、中性域を示し、周辺地盤環境に与える影響の小さい固化材である。

固化材添加率(%)

謝辞：本研究の実施にあたっては、「ふくおか石膏ボードリサイクル研究会」の坂図-12 pHと固化材添加率の関係本晃一氏、森田博史氏、平山祐二氏に多大なご協力をいただいた。記して謝意を表する。

## 【参考文献】

1)(社)石膏ボード工業会；工業会統計 http://www.gypsumboard-a.or.jp/toukei.shtml

2)亀井健史：地盤改良材としての半水石膏使用の可能性 - 麗石膏ボードのリサイクリング - 島根大学総合理工学部紀要. シリーズ A, Vol.41, pp.1-15. 2007.12.

3)亀井健史：麗石膏ボードの地盤改良材への再利用. INDUST, Vol.23, No.10, pp.22-25, 2008.10.

4)日本道路協会：道路土工-施工指針、p.47、1986.

5)環境省 HP；水環境関係 http://www.env.go.jp/water/mizu.html
2. 伊藤惠輔，佐藤研一，押方利郎

半水石膏による高含水比発生土の地盤改良材効果

第44回地盤工学研究発表会，pp.99-102，2009年8月
# 半水石膏による高含水比発生土の地盤改良材効果

廃石膏ボード 地盤改良材 コン指数

福岡大学大学院 学生会員 ☐伊藤恵輔
福岡大学 国際会員 佐藤研一
福岡大学大牟田産学連携推進室 非会員 押方利郎

1. はじめに 石膏ボードは、耐火性、遮音性、機密性、断熱性等の特徴を有しており、经济的にも低廉なことから住宅から超高層ビルまで建築物の種類に限定されない建築材料として幅広く利用されている $ ^{1)} $ 。そのため、建築現場からは、新築及び解体時に大量の廃石膏ボードが発生している。しかし、廃石膏ボードの処理処分状況は、一部リサイクルされているものの、大部分は管理型の産業廃棄物最終処分場に処分され、2013年には廃石膏ボードの年間総排出量は約200万トンと言われている $ ^{1)} $ 。このような背景から、廃石膏ボードのリサイクル・有効利用が実施されはじめてきている。廃石膏ボードから分離した石膏(二水石膏)を焼成して得られる再生半水石膏は亀井ら $ ^{23)} $ の研究によって、締固め材料や地盤改良材として十分に適用できる可能性がある程度明らかになっている。そこで本研究では、廃石膏ボードのリサイクルを推進するため、廃石膏ボードから分離した石膏(二水石膏)を焼成して得られる再生半水石膏を建築用資材(中性固化材)等として有効に利用する技術システムの確立を目指し、研究開発を行っている。本報告では、高含水比かつ粘性分の多い建設発生土に対して、固化材として半水石膏を混合させ $ ^{①} $ 固化のメカニズムの検討、 $ ^{②} $ 固化材添加率の影響、 $ ^{③} $ 養生日数の経過に伴う材料の強度発現に関する実験的な検討結果について報告する。

### 2. 实验概要

2-1 実験に用いた試料 実験には、土質材料として、福岡県前原市と南九州自動車道南原トンネル工事現場の建設発生土の2種類を使用した。また、中性固化材として、焼成方法の異なる2種類の半水石膏（以下、石膏A、石膏Bと呼ぶ）を使用した。図-1に土質材料の粒径加積曲線を、表-1に試料の物理特性値を、表-2に石膏の溶出特性を示す。両発生土ともに細粒分が7割程度と多く、シルト、粘土分で構成されていることが分かる。特に、前原発生土は粘土分を多く含んでおり、コーン指数が984.5kN/m²の第3種建設発生土である。一方、南原発生土は、コーン指数が349.2kN/m²と低く第4種建設発生土に分類される。また、両石膏は細粒分含有率が低くいことがわかる。また、両石膏を比較すると、最大粒径は同じであるが、石膏Bの方が密度が大きいこともわかる。両石膏の溶出特性については、ともに土壌環境基準値以上の重金属の溶出は見られなかった。また、両石膏ともpHは7程度と中性を示していることがわかる。一般的な森林土壤のpHは6.0前後である $ ^{4} $ ことから、周辺地盤に与える影響は少なく環境的にも良いと考えられる。

2-2 実験条件 表-3にコーン指数試験の供試体作成条件及び材料混合後の湿潤密度ρtとpHを示す。力学的な検討では所定の条件で作成された供試体を用いて、コーン指数試験を行った。試料の配合は、土質材料を所定の含水比に調整し、その後、固化材を添加した。ここで固化材添加率は、土質材料に対する重量比であり、添加率と含水比は経済性と施工性を考慮し決定したものである。コーン指数試験の供試体作成方法は材料混合後、w=40%については、モールドに25回・3層にわけてランマーで突き固め、w=60%については、締固めが不可能であったためモールドに直接流し込み、直径10cm、高さ12.5cmの供試体を作製した。特に前原についてはw=60%において供試体密度が小さいことがわかる。所定の養生期間

図-1 試料の粒径加積曲線

表-1 土質材料及び石膏の物理特性値

前原	南原	石膏A	石膏B
土粒子の密度(g/cm³)	2.721	2.665	2.835	2.951
初期含水比(%)	34.89	31.80	-	-
細粒分含有率Fc(%)	72.17	64.3	1.061	0.740
最大粒径(mm)	4.75	4.75	4.75	4.75
均等係数Uc	-	-	3.333	3.150
曲率係数Uc'	-	-	1.24	1.09
塑性指数Ip	38.54	17.50	-	-
強熱減量(%)	7.7	7.3	-	-
コーン指数(kN/m²)	984.53	349.2	-	-

表-2 石膏の溶出特性

pH	Cr6+	Zn	Cd	Pb
石膏A	7.48	0.008	0.069	0.003	0.004
石膏B	7.20	0.003	0.016	N.D	0.004
環境基準值	-	0.05	0.01	0.01	0.01

单位:mg/l

表-3 コーン指数試験供試体作成条件及び材料混合後の$\rho_{t}$とpH

固化材	添加率
(%)	含水比
(%)	湿涸密度ρt(g/cm³)	pH
前原	南原	前原	南原
石膏A	10	40	1.769	1.805	7.18	7.17
15	1.798	1.780	-	-
20	1.806	1.751	7.20	7.19
10	60	1.621	1.838	-	-
15	1.642	1.865	-	-
20	1.594	1.841	-	-
石膏B	10	40	1.867	1.729	7.03	7.07
15	1.884	1.719	-	-
20	1.873	1.716	7.07	7.10
10	60	1.691	1.700	-	-
15	1.680	1.701	-	-
20	1.665	1.727	-	-
(0, 7 日) にて気中養生を行った後、コーン指数試験を行った。また、表より材料混合後の pH については、両発生土ともに中性を示していることがわかる。

### 3. 力学特性の把握

3-1 早期固化のメカニズムの検討 高含水比発生土における半水石膏による早期固化のメカニズムを把握するため、表4に示す実験条件でコーン指数試験を行った。ここで、養生時間を0、1、3、6、9、12、24時間とした。さらに、固化材の比較として、高炉セメントB種も用いた。図-2(a)，(b)に時間の経過に伴うコーン指数の変化を示す。石膏Aは、時間の経過に伴いコーン指数が増加しており、特に6～12時間にかけて頭著な強度増加が見られる。しかし、その後、石膏混合材料の頭著な強度増加は見られず、ほぼ一定強度になっている。また、高炉セメントB種の結果と比較すると、0～3時間は同程度の強度を示しているが、6時間以降は高炉セメントB種の強度発現が大きいことがわかる。このように半水石膏は、早急な強度発現が必要な現場において有効であることがわかる。

3-2 コーン指数に及ぼす固化材添加率の影響 図-3、図-4 に改良土のコーン指数と固化材添加率の関係を含水比別に示す。図中の黒線は、様々な重機の走行に必要なトラフィカビリティを保つための地盤強度 $ ^{(q_{\mathrm{c}}=1200\mathrm{kPa}以上)} $ を示し、青線は、標準ダンプトラックで運搬が可能で人が歩ける地盤強度 $ ^{(q_{\mathrm{c}}=200\mathrm{kPa}以上)} $ を示す。図より、いずれの含水比においても、養生日数の増加に伴って強度増加が見られ、w=40%では、養生7日、石膏添加率10%以上において、どちらの発生土もトラフィカビリティ一を確保できる強度発現が見られる。この強度発現は、供試体作成時において行った締固め効果も影響していると言える。一方、締固めが行えなかった w=60%では、7日養生においても1200kPaを超えるまでの強度発現をさせることは難しいことがわかる。しかし、0日では、第3種建設発生土の前原において添加率15%以上で、7日では、両発生土ともに添加率15%以上で $ q_{c}=200kPa $ を越え、トラック運搬に必要な強度発現が得られている。今回の実験において、石膏は高含水比発生土の強度発現には有効的であるが、発生土の含水比が大きく影響することが示された。したがって、高含水比発生土について

表-4 实验条件

土質材料	固化材	固化材添加率(%)	含水比(%)	養生日数(時間)
前原	石膏A	10	60	0
高炉セメントB種	1
3
6
9
12
24

(a) 石膏 A による初期固化挙動

(b) コーン指数に及ぼす固化材の影響

図-2 時間の経過に伴うコーン指数の変化

(a) 0 日養生

(b)7日養生

図-3 コーン指数と添加率の関係(含水比 w=40%)

(a)0 日養生

(b)7日養生

図-4 コーン指数と添加率の関係(含水比 w=60%)

ては、他の固化材等の併用も合わせて今後検討する必要があると思われる。さらに、第4種建設発生土のような低質な発生土においても第3種発生土と同様に十分な強度発現が見られたことから、石膏固化材は、低質な発生土に対しても効果的であり、焼成方法の違いが強度発現に影響を及ぼすことから、このことについても今後の検討課題である。

### 4. 結論 今回の実験により以下のことがわかった。

①半水石膏は6～12時間にかけて顕著な強度増加が見られる。②半水石膏は、発生直後の高含水比発生土に対して、効果的な改良効果が得られるが、発生土の含水比に大きく影響する。③半水石膏は、第4種建設発生土のような低品質な発生土に対しても石膏の添加量と養生によって改良することができる。
3. 伊藤惠輔，佐藤研一，押方利郎

半水石膏による高含水比発生土の地盤改良効果の検討

土木学会平成21年度全国大会第64回年次学術講演会，pp.919-920，2010年9月
# 半水石膏による高含水比発生土の地盤改良効果の検討

福岡大学大学院 学生会員 ○伊藤 惠輔

福岡大学工学部 正会員 佐藤 研一

福岡大学大牟田産学連携推進室 非会員 押方 利郎

1. はじめに 廃石膏ボードは、安定型処分場から、管理型処分場への移行や、住宅・社会資本の更新に伴う建設副産物排出量の逼迫により、廃石膏ボードの処理費用は今後莫大なものになると考えられる。そのため、建築現場から排出される廃石膏ボードのリサイクル・再利用技術の開発が急務である。そこで著者ら $ ^{1)} $ $ ^{2)} $ は、廃石膏ボードから分離した石膏を焼成して得られる再生半水石膏の地盤の地盤材料への適用について検討を進めてきた。その結果、比較的含水比の高い地盤材料において混合早期の改良効果があることを示してきた。本報告では、高含水比かつ高有機質建設発生土に対して、固化材として半水石膏を混合させ、一軸圧縮試験、pH測定試験を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験に用いた試料 実験には、土質材料として、福岡県前原市と熊本県あさぎり町の建設発生土の2種類を使用した。また、中性固化材として、焼成方法の異なる2種類の半水石膏（以下、石膏A、石膏Bと呼ぶ）、また比較するため、セメント固化材として、高炉セメントB種を使用した。図-1に土質材料の

図-1 試料の粒径加積曲線

表-1 土質材料及び石膏の物理特性値

前原	あさぎり	石晉A	石晉B	高炉B種
土粒子の密度(g/cm³)	2.721	2.370	2.835	2.951	3.050
初期含水比(%)	34.89	76.9	-	-	-
細粒分含有率Fc(%)	72.17	74.06	1.061	0.740	-
最大粒径(mm)	4.75	9.5	4.75	4.75	-
均等係数Uc	-	-	3.333	3.150	-
曲率係数Uc	-	-	1.24	1.09	-
塑性指数Ip	38.54	N.P	-	-	-
強熱減量(%)	7.7	25.7	-	-	-
コーン指数(kN/m²)	984.53	-	-	-	-

粒径加積曲線を、表-1に試料の物理特性値を示す。両発生土ともに細粒分が8割程度と多く、シルト、粘土分で構成されていることが分かる。特に、前原発生土はシルト、粘土分を多く含んでおり、コーン指数984.5kN/m²と第3種建設発生土である。一方、あさぎり発生土は、コーン値を求めることがでない泥土であり、火山灰質粘性土で強熱減量が

表-2 一軸圧縮試驗供試体作成条件

25.7％と高有機質である。

2-2 実験条件 表-2 に一軸圧縮試験の供試体作成条件を示す。力学的な検討では所定の条件で作成された供試体を用いて、一軸圧縮試験を行った。試料の配合は、土質材料を所定の含水比に調整し、その後、固化材を添加した。ここで固化材添加率は、土質材料に対する重量比であり、添加率と含水比は経済性と施工性を考慮し決定したものである。所定の養生期間(0, 7, 28 日)にて気中養生を行った後、せん断試験を行った。一軸圧縮試験の供試体作成方法は、直径 5cm、高さ 10cm のモールドに 1 層あたり 5 回の同一エネルギーにての締固め法 $ \left\{E_{c}=50\left(\mathrm{kJ/m^{3}}\right)\right\} $ で突き固め、計 4 層にて行った。一方、環境影響評価については、力学試験と同一試料を用いて、pH 測定試験からの検討を行った。

3-1 一軸圧縮試験結果 図-2 に前原発生土、図-3 にあさぎり発生土の 0、28 日養生の一軸圧縮せん断試験結果を示す。「前原」は供試体作直後にもかかわらず、また半水石膏

### 3. 実験結果及び考察

土質材料	固化材	含水比(%)
種類	添加率(%)
前原	石膏A	10	40
石膏B
高炉B種	15
あさぎり	石膏A	20	80
石膏B
高炉B種

(a) 石膏 A(0 日養生)

(b) 石膏 B(0 日養生)

(c) 石膏 A(28 日養生)

(d) 石膏 B(28 日養生)

図-2 応力ひずみ曲線(前原)
固化材の種類にもよらず添加率の増加に伴って改良効果が見られる。また、養生日数の経過に伴って、一軸圧縮強さ及び供試体の剛性が増加していることがわかる。特に石膏Bの方が改良効果が大きいことがわかる。一方、高有機質土である「あさぎり」は、「前原」と比較すると養生に伴う強度発現が小さい。しかしながら、半水石膏の固化材添加率の増加に伴って一軸圧縮強さ及び供試体の剛性が増加していることから、半水石膏は高有機質土においても有効であることがわかる。また、石膏の違いについても、「前原」同様石膏Bの方が若干であるが養生に伴う改良効果が大きいこともわかる。

固化材添加に伴う強度増加の割合をより定量的に明らかにするために、図-4 に前原発生土、図-5 にあさぎり発生土における $ q_{u}/q_{i}(q_{i} $ : 添加なしの一軸圧縮強度)と固化材添加率の関係を示す。ここで、図中の黒線は、未改良土の場合の強度を示す。「前原」の結果から、28 日間程度の養生期間においては、両石膏ともに、固化材を混入しない場合と比較して2～6 倍程度改良効果が見られる。また、改良直後では、高炉セメント B 種と同程度の強度を有していることがわかる。しかしながら、養生に伴う強度増加に関しては、セメントほど大きな増加は見込めないことがわかる。一方、高有機質土である「あさぎり」では、「前原」と比較すると、0.7～3 倍程度と改良効果が小さいことがわかる。しかしながら、「前原」で改良効果の大きかった高炉セメント B 種では、1～2 倍程度とほとんど効果は見られなかった。一方、両半水石膏に関しては、養生日数の増加に伴い、3 倍程度とセメント以上の強度改善が見られることがわかる。このことから、半水石膏は高含水比かつ高有機質土に対して有効であり、地盤改良効果が期待できることがわかる。また、石膏添加率の増加に伴い、強度が低下していることがわかる。今後、「あさぎり」は適切な石膏配合量を検討していく必要があることを示唆している。

3-2 pH 測定試験結果 図-6 に pH と固化材添加率の関係を示す。半水石膏を用いた改良土は、固化材添加率が増加しても pH は中性を示していることがわかる。また、その状態は養生日数の経過に伴って変化しないこともわかる。一方、高炉セメント B 種による改良土は、固化材添加率の増加に伴い pH が急激に増加しており、アルカリ性領域を示している。このことから、半水石膏は高炉セメント B 種より土壌環境に優しい固化材であることがわかる。

### 4. 結論 今回の実験により以下のことがわかった。

1. 半水石膏は、発生直後の高含水比発生土及び高有機発生土に対して、効果的な地盤改良効果が期待できる。2. 固化材添加後0日養生において、半水石膏を用いた改良土は、高炉セメントB種と同程度の改良効果が期待できる。3. 半水石膏を用いた改良土はpHが中性域を示し、土壤環境に優しい固化材である。

## 参考文献

(a) 石膏 A(0 日養生)

(b) 石膏 B(0 日養生)

(c) 石膏 A(28 日養生)

(d) 石膏 B(28 日養生)

図-3 応力ひずみ曲線(あさぎり)

(a)0 日養生

(b)28 日養生

図-3 $ q_{u}/q_{i} $ と固化材添加率の関係(前原)

(a)0 日養生

(b)28 日養生

図-4 $ q_{u}/q_{i} $ と固化材添加率の関係(あさぎり)

(a) 7 日養生

(b)28 日養生

図-6 pHと固化材添加率の関係
4. 佐藤研一，伊藤惠輔，押方利郎

半水石膏により改良された土質材料の力学及び溶出特性

第 20 回廃棄物資源循環学会研究発表会, pp. 189-190, 2009 年 9 月
# 半水石膏により改良された土質材料の力学及び溶出特性

○（正）佐藤研一 $ ^{1)} $ 、伊藤恵輔 $ ^{2)} $ 、押方利郎 $ ^{3)} $

1) 福岡大学工学部、2) 福岡大学大学院、3) 福岡大学大牟田産学連携推進室

1. はじめに 産石膏ボードは、安定型処分場から、管理型処分場への移行や、住宅・社会資本の更新に伴う建設副産物排出量の逼迫により、産石膏ボードの処理費用は今後莫大なものになると考えられる。そのため、建築現場から排出される産石膏ボードのリサイクル・再利用技術の開発が急務である。そこで著者ら $ ^{1)} $ $ ^{2)} $ は、産石膏ボードから分離した石膏を焼成して得られる再生半水石膏の地盤の地盤材料への適用について検討を進めてきた。その結果、比較的含水比の高い地盤材料において混合早期に改良効果があることを示してきた。本報告では、高含水比かつ高有機質建設発生土に対して、固化材として半水石膏を混合させ、材料の改良効果を調べるため一軸圧縮試験、半水石膏により改良された土の溶出特性を調べるために、環境庁告示46号法試験を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験に用いた半水石膏 実験に用いた半水石膏は、図-1に示す2つの製造過程で製造されたものを用いた。間接焼成方式で焼成された半水石膏（以下、石膏Aと呼ぶ）は写真-1に示すように、キルン型の焼成装置を用いる方式で、焼成時の温度は約300℃である。IHヒーター焼成方式で焼成された半水石膏（以下、石膏Bと呼ぶ）は、写真-2に示す装置を用いる方式で、焼成時の温度は、約125～160℃である。また、今回の検討では、比較材として高炉セメントB種を用いた。

2-2 実験に用いた土質材料 土質材料は、福岡県前原市と熊本県あさぎり町の建設発生土の2種類を使用した。図-3に土質材料の粒径加積曲線を、表-1に土質材料の物理特性値を示す。両発生土ともに細粒分が8割程度と多く、シルト、粘土分で構成されていることが分かる。特に、前原発生土はシルト、粘土分を多く含んでおり、自然含水比におけるコーン指数は、

(a)間接燒成方式

(b) IH 烧成方式

図-1 半水石膏製造過程

984.5kN/m²と第3種建設発生土である。一方、あさぎり発生土は、コーン値を求めることがでない泥土であり、火山灰質粘性土で強熱減量が25.7％と高有機質である。

2-3 実験条件 表-2 に一軸圧縮試験の供試体作成条件を示す。力学的な検討では所定の条件で作成された供試体を用いて、一軸圧縮

写真-1 間接燒成式半水石膏化裝置

写真-2 IH 式半水石膏化装置

試験を行った。試料の配合は、土質材料を所定の含水比に調整し、その後、固化材を添加した。ここで固化材添加率は、土質材料に対する重量比である。所定の養生期間(0, 7, 28 日)にて気中養生を行った後、一軸圧縮試験を行った。一軸圧縮試験の供試体作成方法は、直径 5cm、高さ 10cm のモールドに 1 層あたり 5 回の同一エネルギーにての締固め法 $ \left\{E_{c}=50\left(\mathrm{kJ/m^{3}}\right)\right\} $ で突き固め、計 4 層にて行った。一方、環告 46 号法試験については、力学試験と同一試料を用い、環告 46 号法試験の前処理手順に基づき作製した検液を分光光度計、ICP プラズマ発光分析装置で溶出濃度の計測を行った。

### 3. 実験結果及び考察

3-1 一軸圧縮試験結果 固化材添加に伴う強度増加の割合をより定量的に明らかにするために、図-3、図-4 に前原発生土とあさぎり発生土における、各添加率の一軸圧縮強度 $ q_{u} $ と、添加率 0% の $ q_{i} $

表-1 土質材料の物理特性値

前原	あさぎり
土粒子の密度(g/cm³)	2.721	2.370
初期含水比(%)	34.89	76.9
細粒分含有率Fc(%)	72.17	74.06
最大粒径(mm)	4.75	9.5
均等係数Uc	-	-
曲率係数Uc'	-	-
塑性指数Ip	38.54	N.P
強熱減量(%)	7.7	25.7
コン指数(kN/m²)	984.53	-

図-1 試料の粒径加積曲線

表-2 一軸圧縮試験供試体作成条件

土質材料	固化材	含水比(%)
種類	添加率(%)
前原	石膏A	10	40
石膏B
高炉B種	15
あさぎり	石膏A	20	80
石膏B
高炉B種
を用いて正規化した強度増減率 $ R=q_{u}/q_{i} $ と固化材添加率の関係を示す。ここで、図中の黒線は、未改良土(R=1.0)の強度を示す。「前原」では、改良直後では、高炉セメントB種と同程度の強度を有していることがわかる。一方、28日間程度の養生期間においては、両石膏ともに、固化材を混入しない場合と比較して2～6倍程度改良効果が見られる。半水石膏による改良土では、養生に伴う強度増加において、セメントほど大きな増加は見込めないことが示された。一方、高有機質土である「あさぎり」では、「前原」と比較すると、0.7～3倍程度と改良効果が小さいことがわかる。しかしながら、「前原」で改良効果の大きかった高炉セメントB種では、養生しても1～2倍程度とほとんど効果は見られなかった。一方、半水石膏は、養生日数の増加に伴い、3倍程度とセメント以上の強度改善が見られる。このことから、半水石膏は高含水比かつ高有機質土に対して有効であり、地盤改良効果が期待できる。また、石膏添加率20%において、改良土の強度が低下しており、これは、地盤改良を行うにあたり最適な石膏添加率があることを示唆している。

(a)0日養生

(b)28 日養生

図-3 $ q_{u}/q_{i} $ と固化材添加率の関係(前原)

(a)0日養生

4-2 溶出試験結果 表-3 に 7 日養生後の改良土の溶出試験結果を示す。表より、両発生土及び半水石膏の単体の結果からは、基準値を超える重金属の溶出は見られなかった。

(b)28 日養生

図-4 $ q_{u}/q_{i} $ と固化材添加率の関係(あさぎり)

さらに、材料混合後も基準値を超える重金属の溶出は見ら表-4溶出試験結果(7日養生)

れなかった。図-5に pH と固化材添加率の関係を示す。図中の色枠は一律排水基準値 $ ^{(3)} $ (pH=5.8～8.3)を示している。図より、半水石膏を用いた改良土は、固化材添加率が増加しても pH は中性域を示し、一律排水基準値を十分満たしていることがわかる。一方、高炉セメント B 種による改良土は固化材添加率の増加に伴い pH が急激に増加しており、アルカリ性域を示していることがわかる。したがって半水石膏は、一般固化材と比較すると、周辺地盤環境に与える影響は小さいことが示さ

5. 結論 今回の実験より以下のことがわかった。

土質材料	固化材	pH	B	Cr6+	Cd	Pb
種類	添加率
前原	石膏A	10	7.18	0.098	N.D	N.D	N.D
石膏B	7.03	0.069	N.D	0.001	0.004
高炉B種	11.46	0.074	-	N.D	N.D
石膏A	20	7.2	0.105	N.D	N.D	N.D
石膏B	7.07	0.048	N.D	0.001	0.002
高炉B種	11.69	0.062	-	N.D	N.D
あさぎり	石膏A	10	5.74	0.044	N.D	0.002	0.007
石膏B	5.84	0.144	N.D	0.002	0.004
高炉B種	9.31	0.024	-	N.D	0.027
石膏A	20	5.86	0.104	N.D	0.001	0.005
石膏B	6.06	0.084	N.D	0.002	0.004
高炉B種	9.72	0.030	-	N.D	0.009
環境基準値	-	1.00	0.05	0.01	0.01

1) 固化材添加後 0 日養生において、半水石膏を用いた改良土は高炉セメント B 種と同程度の改良効果が得られる。2) 半水石膏は、発生直後の高含水比発生土及び高有機発生土に対して、効果的な改良効果が期待できる。3) 半水石膏を用いた改良土は、中性域を示す。

謝辞 本研究を行うにあたり、「ふくおか石膏ボードリサイクル研究会」のメンバーの協力を得ました。ここに記して謝意を表します。

mg/l)

(a) 前原

(b)あさぎり

図-5 pHと固化材添加率の関係(7日養生)

参考文献1) 亀井健史, 半水石膏を利用したセメント安定処理土の一軸圧縮特性に及ぼす養生期間の影響, 地盤工学ジャーナル, Vol.4, No.1, 99-105.2) 伊藤惠輔, 半水石膏による高含水比発生土の地盤改良効果. 第44回地盤工学会.3) 環境省 HP URL: 水環境関係 http://www.env.go.jp/water/mizu.html
5. 伊藤惠輔，松崎数馬，佐藤研一，押方利郎，大山勝寿，坂本晃一，森田博史

再生半水石膏を用いた地盤改良材の環境安全性の検討

平成 21 年度土木学会西部支部研究発表会, pp. 329-330, 2010 年 3 月
# 再生半水石膏を用いた地盤改良材の環境安全性の検討

福岡大学 学生会員 ☐ 伊藤恵輔 松崎数馬

福岡大学 正会員 佐藤研一 押方利郎

ふくおか石膏ボードリサイクル研究会 非会員 大山勝寿 坂本晃一 森田博史

1. はじめに 廃石膏ボードは、安定型処分場から、管理型処分場への移行や、高度経済長期の住宅・社会資本の更新に伴う建設副産物排出量の増加により、今後廃石膏ボードの処理費用は今後莫大なものになると考えられる。このことから、建築現場から排出される廃石膏ボードのリサイクル・再利用技術の開発がなされている $ ^{1)} $ 。そこで筆者らも、廃石膏ボードから分離した石膏を焼成して得られる再生半水石膏の地盤材料への適用について検討を進めてきた。しかし、再生半水石膏の地盤材料への利用においては、土壌環境基準値を超えるフッ素の溶出が懸念されている。本研究では、環境庁告示46号法試験を行い、再生半水石膏を混合した材料における環境安全性の検討を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験に用いた試料 本研究では土質材料として①まさ土、②建設発生土のリサイクル工場から排出される脱水ケーキ、③しらす、④博多粘土、⑤黒ボク、⑥風化土の九州各地で発生し使用が予想される6種類の土質材料を使用した。また、再生半水石膏には間接焼成方式で焼成された再生半水石膏(以下、石膏A)とIH焼成方式で焼成された再生半水石膏(以下、石膏B)の2種類の再生半水石膏を使用した。さらに、補助固化材として高炉セメントB種(以下、高炉B種)を使用した。表-1に物理特性値を、図-1に粒径加積曲線を示す。脱水ケーキ、博多粘土、黒ボク及び風化土は細粒分含有率が70%以上と高く、有機物を多く含んでいる材料である。一方、まさ土としらすは粒径幅が広く、粒度分布の良い試料であることがわかる。

## 2 -2 検討内容

検討①：フッ素溶出特性に及ぼす土質材料の影響 表-2 に配合条件を示す。ここで、石膏の添加率は乾燥状態の土質

材料に対する重量比(%)、混水量は、JIS R 9112 により規定された石膏の固化に最適な水の量のことで、石膏に対する重量比(%)である $ ^{3)} $ 。試料作成方法は、

表-1 試料の物理特性値

まさ土	脱水ケーキ	しらす	博多粘土	黒ボク	風化土	再生半水石膏
石膏A	石膏B
土粒子密度ρs(g/cm³)	2.64	2.62	2.42	2.76	2.39	2.72	2.62	2.61
初期含水比(%)	3.0	15.0	12.0	83.3	22.0	4.5	-	-
細粒分含有率Fc(%)	34.4	100.0	43.0	90.0	79.9	72.2	-	-
塑性指数Ip	-	21.0	-	41.6	-	38.5	-	-
強熱減量(%)	3.7	18.4	5.6	43.0	23.7	10.9	-	-

土質材料と石膏と水をミキサーで1分間混合攪拌したのち、チャック付の袋に入れ、恒温室(室温20±2℃)にて所定期間養生(1、7、28日)を行った。その後、各養生後に環境庁告示46号法試験に従い、イオンクロマトによりフッ素(F)の測定を行った。

検討②：固化試料からのフッ素溶出特性 表-3 に配合条件を示す。ここで試料の配合は絶乾状態の土質材料に対する重量比(%)である。試料作成方法は、別報 $ ^{4} $ と同一の供試体を用い、恒温室(室温 $ 20\pm2^{\circ}C $ )で28日間気中養生した後、環告46号法試験を行いオンクロマトによりフッ素(F)の測定を行った。

図-1 試料の粒径加積曲線

3. 半水石膏を混合した材料の環境安全性の検討 表-4 に試料の溶出試験結果を示す。表より、石膏には土壌環境基準値の5～6倍、博多粘土からは土壌環境基準値を超えるフッ素の溶出が確認された。

表-2 配合条件(檢討①)

土質材料	半水石膏	混水量(%)
種類	添加率(%)
まさ土脱水ケーキしらす博多粘土黒ボク風化土	石膏A	10	143
15
20
石膏B	10	116
15
20

表-3 配合条件(検討②)

土質材料	半水石膏	補助固化材
種類	添加率(%)	添加率(%)
脱水ケーキ	石膏A	10	0
石膏B	3
15	5
0
3
5
3-1 フッ素溶出特性に及ぼす土質材料の影響 図-2に1日養生後の石膏添加率とフッ素溶出量の関係を示す。図より、石膏添加率の増加に伴いフッ素溶出量が増加している。これは、表-4に示すようにもともと石膏自体が土壌環境基準値の5～6倍に相当するフッ素の溶出が認められることに起因しているものと考えられる。また、土質材料の種類によってフッ素溶出量に違いが見られる。図-3に石膏A添加率20%の各土質材料における養生日数とフッ素溶出量の関係を示す。図より、脱水ケーキとまさ土では養生日数の経過に伴いフッ素の溶出量が低下していることがわかる。これに対し、

表-4 試料の溶出試験結果

試料	pH	F(mg/l)
まさ土	6.81	N.D
脱水ケーキ	8.57	0.54
しらす	4.03	N.D
博多粘土	7.71	1.23
黒ボク	6.00	0.56
風化土	5.03	N.D
石膏A	6.97	4.84
石膏B	7.46	5.94
土壤環境基準値	-	0.80

それ以外の土質材料では、養生日数に関係なくフッ素溶出量はほぼ一定値を示している。図-4に1日養生後における細粒分含有率 $ F_{c} $ とフッ素溶出量の関係を示す。図より、細粒分含有率の増加に伴ってフッ素の溶出量が低下していることがわかる。これは、細粒分がフッ素を吸着したことに起因するものと考えられる。ここで、黒ボクに着目すると、細粒分含有率が100%の脱水ケーキと同等もしくはそれ以上の溶出量の低下が見られる。これは、黒ボクがホウ素やフッ素といった重金属を吸

着しやすい性質を持っていることに起因するものと考えら

図-2 石膏添加率とフッ素溶出量の関係

れる⁵)。これに対し、フッ素を多く含有している博多粘土は、細粒分含有率が高いにもかかわらず、フッ素溶出量が高いことがわかる。

3-2 固化試料からのフッ素溶出特性 表-5に養生28日後の石膏B添加率15%の溶出試験結果を示す。表より、補助固化材を添加したことによりフッ素溶出量が低下していることがわかる。これは、セメント水和鉱物が結晶中に重金属イオンが固定されることに起因するものと考えられる⁶。したがって、補助固化材を添加することによりフッ素の溶出抑制が可能であることが明らかとなった。また、図-5に養生形態とフッ素溶出量の関係を示す。試料の養生形態の差によるフッ素溶出量を比較すると、溶出量に大きな差は見られない。したがって、フッ素溶出量は試料の養生形態に影響されないことが明らかとなった。

### 4. 結論 実験行った結果、以下の知見が得られた。

①石膏添加率の増加に伴い、改良材からのフッ素溶出量は増加する。②土質材料の違いによってフッ素溶出特性は異なり、

図-3 養生日数とフッ素溶出量の関係(石膏 A: 添加率 20%)

図-4 Fc と フッ素溶出量の関係

細粒分含有率とフッ素の吸着量は高い相関性が見られた。③補助固化材を添加することで、フッ素の溶出抑制が可能である。④試料の養生形態の違いによってフッ素の溶出量に影響は受けない。

図-5 養生形態とフッ素

溶出量の比較

表-5 溶出試験結果

土質材料	半水石膏	補助固化材	環告46号法試驗
種類	添加率(%)	添加率(%)
pH	F(mg/l)
脱水尢一キ	石膏B	15	0	7.85	0.72
3	11.20	0.64
5	11.45	0.22
土壤環境基準值	-	0.80
6. 松崎数馬，佐藤研一，押方利朗，大山勝寿，坂本晃一，森田博史

再生半水石膏より改良された土質材料の力学特性

平成 21 年度土木学会西部支部研究発表会, pp. 451-452, 2010 年 3 月