Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
(c) B=75 $ (kg/m^{3}) $ $ t_{c}=28\ (days) $

(d) B=150 $ \left(kg/m^{3}\right) $ t_{c}=28(days)

図一3.17 補助固化材添加量と破壊ひずみの関係

値にばらつきが見られるものの、補助固化材添加量が増加するに伴い、破壊ひずみは減少傾向を示している。また、再生半水石膏添加量の増加に伴い、わずかではあるが破壊ひずみは減少していることが分かる。

## 3 −3−5 補助固化材（生石灰、高炉セメントB種）の種類の違いが力学特性に及ぼす影響

(1) 養生日数と一軸圧縮強さの関係

図-3.18 に補助固化材添加量50,100kg/m³における養生日数と一軸圧縮強さの関係を示す(値は平均値を示している)。凡例は、 $ C_{A} $ ：生石灰、Bc：高炉セメントB種を示す。

a) $ C_{A} $ , Bc=50kg/m $ ^{3} $

b) $ C_{A} $ , Bc=100kg/m $ ^{3} $

図一3.18 養生日数と一軸圧縮強さの関係

図に示すように、a)の条件では、生石灰、b)の条件では、高炉セメントB種を添加した条件の方が、養生日数を重ねるにつれて大きな強度発現を示していることがわかる。また、その傾向は再生半水石膏添加量が多い条件で顕著であることがわかる。このように、補助固化材の添加量の違いによって強度発現が異なることから、要求強度に応じての適切な補助固化材の配合が必要であると考えられる。そのため、実地盤に適用する際には、要求強度を把握した上での配合が必要であると示唆される。
## 3 −3−6 養生日数の違いが力学特性に及ぼす影響

(1) 養生日数と一軸圧縮強さの関係

図-3.19 に一軸圧縮強さと養生日数の関係を示す。なお、各データは平均値を示す。

(a) Ca=50kg/m³

(b) Ca=75kg/m^{3}

(c) Ca=100kg/m³

(d) Bc=50kg/m³

(e) Bc=100kg/m³

図-3.19 一軸圧縮強さと養生日数の関係

図-3.19 に示すように、養生日数の経過に伴い、一軸圧縮強さの増加が確認できる。また、再生半水石膏の添加量が多いほど、一軸圧縮強さの増加が見られる。また、長期養生後も安定した強度発現があることから、再生半水石膏を添加した改良土は、長期的にも安定した改良土になるということが言える。

次に、セメントの種類の違いに着目すると、生石灰を用いた条件の場合、養生日数の経過における強度増加が大きいことがわかる。これは、生石灰の長期的な特徴である、ポゾラン反応の影響と考えられる。また、高炉セメントB種を用いた条件の場合では、養生日数の経過における強度増加は小さいという結果が出ている。よって、再生半水石膏に生石灰を混合することで、高強度な地盤に改良することができると考えられる。
## (2) 養生日数と変形係数の関係

図-3.20 に変形係数と変形係数の関係を示す。なお、各データは平均値を示す。

(a) $ C_{A}=50kg/m^{3} $

(b) $ C_{A}=75kg/m^{3} $

(d) Bc=50kg/m³

(e) Bc=100kg/m³

図-3.20 変形係数と養生日数の関係

図-3.20 のグラフを見ると、値にばらつきがあるものの、全条件において養生日数の経過に伴い、変形係数は増加していることが分かる。また、生石灰を添加した条件の場合、養生91日までは変形係数が増加傾向にある。これは、生石灰の長期的な特徴であるポゾラン反応が養生91日頃から発現してくることにより、高強度な改良土になるためであると考えられる。(d)の条件の場合、長期養生における大きな強度変化はなかったため、変形係数についても大きな変化は見られなかった。
## (3) 養生日数と破壊ひずみの関係

図-3.21 に破壊ひずみと養生日数の関係を示す。なお、各データは平均値を示す。

(a) $ C_{A}=50kg/m^{3} $

(b) $ C_{A}=75kg/m^{3} $

(c) $ C_{A}=100kg/m^{3} $

(d) Bc=50kg/m³

(e) Bc=100kg/m³

図-3.21 破壊ひずみと養生日数の関係

図-3.21 のグラフを見ると、値にばらつきがあるものの、全条件において短期的に破壊ひずみが減少し、それ以降は一定の値で上下しており、破壊ひずみに大きな変化は見られないという結果が出ている。よって、長期養生による破壊ひずみの低下はほとんどないと考えてよいのではないかと思われる。また、再生半水石膏の添加量、セメントの種類による違いについても、破壊ひずみに大きな違いは見られなかった。
## 3 −3−7 固化材及び補助固化材添加量の違いがコーン指数に及ぼす影響

(1) 再生半水石膏添加量とコーン指数の関係

図-3.22 に再生半水石膏添加量とコーン指数の関係を示す。各データは平均値を示している。

a) tc=7days, $ C_{A} $

b) tc=7days, Bc

c) tc=28days, $ C_{A} $

d) tc=28days, Bc

図-3.22 再生半水石膏添加量とコーン指数の関係

図に示すように、再生半水石膏添加量が増加するにつれて、コーン指数が増加していることがわかる。さらに、補助固化材添加量についても同様なことが言える。その傾向は、高炉セメントB種を添加した条件で顕著であり、コーン指数と一軸圧縮強さの関係に影響を及ぼすと考えられる。そこで、補助固化材の種類の違いが一軸圧縮強さとコーン指数の関係に及ぼす影響について検討した。
## 3 −3−8 補助固化材（生石灰、高炉セメント B 種）の種類の違いが一軸圧縮強さとコーン指数の関

## 係に及ぼす影響

図-3.23に、一軸圧縮強さとコーン指数の関係を示す。なお、各データは平均値を示す。

(a) Ca=50kg/m $ ^{3} $ , Bc=50kg/m $ ^{3} $

(b) Ca=100kg/m^{3}, Bc=100kg/m^{3}

図-3.23 一軸圧縮強さとコーン指数の関係

図-3.23 のグラフを見ると、全条件においてコーン指数が $ 800kN/m^{2} $ を示していることが分かる。このことから、再生半水石膏及びセメントを添加した高含水比の軟弱地盤は、養生7日で第2種処理土以上に改良できることが示唆された。よって、実地盤への適用も可能であると考えられる。また、関係式に着目すると、以下のように示すことができる。

生 石 灰 : qc=3~4.5qu

この結果を見ると、補助固化材の種類の違いによって回帰式に明確な差が出ている事が分かる。よって、補助固化材の種類の違いによって、そのため、補助固化材の種類の違いによってコーン指数から強度を算定する際に考慮が必要であると考えられる。

## 3 –4 再生半水石膏の種類が強度・変形特性に及ぼす影響

## 3 -4-1 実験概要

## (1) 実験条件

供試体作製は、3-3-1で示した安定処理土の締固めを行わない供試体作製方法 $ ^{25} $ (JGS0821-2000)に準じて、直径φ5×高さh10(cm)の塩ビ製モールドに打設した。所定日数養生した供試体について一軸圧縮試験を行い、力学特性を評価した。

本検討では、発生現場、破砕方法の2つ違いに着目して検討した。それぞれの配合条件を表-3.8、表-3.9に示す。発生現場の違いでは、新築系廃石膏（写真-3.23）、解体系廃石膏（写真-3.24）、そして新築・解体系をミックスしたもの（写真-3.25）を間接加熱キルンで焼成した再生半水石膏を使用した。また、破砕方法の違いでは、IH式焼成方式で焼成された、焼成直後（写真-3.26）、ミル直後（細かく破砕したもの）（写真-3.27）、分級機直後（紙などの不純物を取り除いたもの）（写真-3.28）の再生半水石膏を使用して検討した。
表一3.8 発生現場の違いに着目した配合条件

Case No.	石膏の種類	土質材料	設定含水比 w (%)	再生半水石膏 B (kg/m³)	高炉セメントB種 Bc (kg/m³)	養生日数 t c (days)
1	新築系	力オリン粘土	100	100	50	7
2	解体系
3	新築&解体

表一3.9 破碎方法の違いに着目した配合条件

Case No.	石膏の種類	土質材料	設定含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(days)
4	焼成直後	カオリン粘土	100	100	50	7
5	分級直後
6	ミル直後

写真—3.23 新築系廃石膏

写真一3.24 解体系廃石膏

写真—3.25 新築系+解体系

写真—3.26 焼成直後

写真—3.27 ミル直後

写真—3.28 分級機直後
## 3 −4−2 発生現場の違いが強度・変形特性に及ぼす影響

図−3.24 に発生現場の違いに着目した再生半水石膏を用いた際の一軸圧縮試験結果、図−3.25 に破壊ひずみ、図−3.26 に変形係数、図−3.27 に湿潤密度の結果を示す（値は3 供試体の代表値を示している）。

図一3.24 一軸圧縮試験結果（発生現場の違い）

図一3.25 再生半水石膏の種類と破壊ひずみの関係

図一3.27 再生半水石膏の種類と湿润密度の関係

図に示すように明らかに新築系と解体系石膏で圧縮応力に差があることがわかる。このような強度の差は、再生半水石膏の凝結硬化作用が生じていないためであると予想できる。しかし、3条件の含水比は最大で1%程度しか差が見られなかったことから、一概にも肯定できない。一方で、解体系廃石膏に含有されている何らかの不純物が、高炉セメントB種の水和反応を阻害したとも考えられる。今後X線回折などによりメカニズムを解明する必要がある。
## 3 −4−3 破碎方法の違いが強度・変形特性に及ぼす影響

図-3.28 に破砕方法の違いに着目した再生半水石膏を用いた際の一軸圧縮試験結果、図-3.29 に破壊ひずみ、図-3.30 に変形係数、図-3.31 に湿潤密度の結果を示す（値は3 供試体の代表値を示している）。

図一3.28 一軸圧縮試験結果（破碎方法の違い）

図一3.29 再生半水石膏の種類と破壊ひずみの関係

図一3.30 再生半水石膏の

種類と変形係数の関係

図一3.31 再生半水石膏の種類と湿润密度の関係

図に示すように麾石膏に付着している不純物を取り除いた分級機直後のもののみ圧縮応力が小さいことがわかる。また、ミルによって粒径が細かくなった再生半水石膏は、土質試料との付着面積が大きくなり強度が発現することが予想されたが、焼成直後とミル直後の条件は、同程度の強度発現を示している。
## 3 –5 再生半水石膏地盤改良土の耐久性の検討

## 3 –5–1 耐久性試験(ASTM D-4843)概要

供試体作製は、3-3-1で示した安定処理土の締固めを行わない供試体作製方法（JGS0821-2000） $ ^{3)} $ に準じて、直径φ5×高さh10(cm)の塩ビ製モールドに打設した。実験手順については、ASTM D-4843 $ ^{26)} $ （Wetting and Drying Test of Soil Wastes）に従った。以下に手順の流れを示す。

## (1) 耐久性試験(ASTM D-4843)方法

## a) 乾燥過程

所定日数養生した供試体の高さ及び質量を計測する。その後 $ 60^{\circ} $ C 一定に保った恒温乾燥炉内に 24 時間静置する。写真-3.29 に恒温乾燥炉内に静置する様子を示す。

写真—3.29 乾燥過程

## b) 湿润過程

静置していた恒温乾燥炉内から供試体を取り出し、高さ及び質量を計測し乾燥前後の質量値から含水比を算出する。次に、L/S=10 に設定した pH5.8～6.3 の蒸留水(20℃)中に23 時間静置した。浸漬水の量は、養生初期の含水比と乾燥過程後の含水比から算出している。写真-3.30 に恒温乾燥炉内から供試体を取り出し後の様子、写真-3.31 に供試体を浸漬する様子を示す。

写真一3.30 乾燥過程後の供試体

写真－3.31 浸漬した供試体

湿潤過程を終えた供試体を1時間室内(20±3℃)で空気中に放置し、供試体の質量及び高さを計測した後、再び乾燥過程を繰り返すサイクルを最長で15サイクル行った。所定のサイクル数を終えた供試体について、一軸圧縮試験(JIS A 1216)を行い、耐久性を評価した。
## (2) 実験条件

配合条件を表-3.10に示す。本節での検討では、再生半水石膏添加量の違いに着目した。実験条件を表-3.11に示す。また、乾湿線返し試験の概要図を図-3.32に示す。

表一3.10 配合条件（耐久性の検討）

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(days)
博多粘土	100	100200	50	7

表一3.11 乾湿繰返し試験の実験条件

供試体サイズ	φ50mm×h100mm
暴露条件	乾燥過程	湿潤過程
温度・時間	60℃一定で24時間炉乾	純水に23時間浸漬
液固比	—	10
サイクル数	15
pH	5.8～6.3

なお、本節では供試体の膨張傾向を検討するため、供試体の高さ及び質量から体積変化率を算出している。計算式を式3.1に示す。

$$ 体積変化率 =V_{DRY}or V_{WET}\;/\;V_{0}\times100-100(\%)\cdot\cdot\cdot( 式 3.1) $$

図一3.32 乾湿繰返し試験の概要図

## (3) 一軸圧縮試験結果

a) $ 0 \sim 5 $ cycle, B=100 kg/m $ ^{3} $

b) 7~15cycle, B=100kg/m $ ^{3} $
c) 0~5cycle, B=200kg/m³

d) 7~12cycle, B=200kg/m³

図-3.33 一軸圧縮試験結果

これらの試験結果から、固化材添加量の違いが体積及び質量に及ぼす影響と力学特性に及ぼす影響について考察を行う。

## 3 −5−2 固化材添加量の違いが体積及び質量に及ぼす影響

図-3.34 に乾湿繰返しに伴う体積変化率を、図-3.35 に質量変化率を示す（値は3 供試体の平均値を示している）。

図一3.34 乾湿繰返しに伴う体積変化率

図一3.35 乾湿繰返しに 伴う質量変化率

両条件ともに、乾湿線返し作用を受けることによって体積または質量の収縮・膨張を繰り返す傾向が見られる。しかし体積変化率については、日数が経過するにつれて一定の値に推移していることから、長期的には体積変化はあまり変動せず一定値に収束していくことが予想される。また、再生半水石膏添加量に着目すると、添加量が多い条件のものが膨張比は低い傾向を示していることがわかる。これは、再生半水石膏の添加による固結力の増加により、膨張に対する引張抵抗力が生じたためであると考えられる。
## 3 −5−3 固化材添加量の違いが力学特性に及ぼす影響

## (1) 乾湿繰返し回数と一軸圧縮強さの関係

図-3.36 に乾湿線返し回数と一軸圧縮強さの関係を示す（プロットは3 供試体の平均値を示す）。さらに、図-3.37 に浸漬水への供試体からの $ Ca^{2+} $ の溶脱を確認した $ Ca^{2+} $ とサイクル数の関係を示す。

図一3.36 乾湿繰返し回数と一軸圧縮強さの関係

図-3.37 Ca^{2+}とサイクル数の関係

図に示すように、全ての条件において養生7日（繰返し回数0回）の値と比較して乾湿繰返し後初期に大きな強度発現が見られる。これは、乾燥による収縮と高温養生による安定処理効果に起因していると考えられる。その後、乾湿繰返しサイクルを重ねるにつれて一軸圧縮強さが低下していることがわかる。強度が低下した原因として、2つの要因が考えられる。1つ目は、乾燥過程において間隙中の水分が脱水し、乾燥収縮により土粒子の結合（サクション）が切れクラックが発生 $ ^{27} $ し、乾湿繰返しにより強度が低下したことである。2つ目として、図-3.28に示すように水浸過程において供試体内部あるいは表面からCa $ ^{2+} $ が溶出し、供試体に形成されていたエトリンガイト等の水和鉱物が破壊されたためであると考えられる。写真-3.32に所定サイクル経過後の劣化した供試体を示す。

a) 1 サイクル後

b) 3 サイクル後

c) 7 サイクル後

写真-3.32 所定サイクル後の供試体の様子

d) 15 サイクル後
図-3.38，39 に乾湿線返し回数と破壊ひずみ及び変形係数の関係を示す（値は3 供試体の平均値を示している）。

図-3.38 乾湿繰返し回数

と破壊ひずみの関係

図-3.39 乾湿繰返し回数と変形係数の関係

まず、破壊ひずみに着目する。図に示すように、両条件ともに乾湿線返し初期以降、破壊ひずみは増加していることがわかる。また、変形係数についても乾湿線返し初期以降、減少していることがわかる。このような結果は、乾湿線返し作用により剛性が失われたためであり、一軸圧縮強さが減少していることに寄与していると考えられる。

## 3 –6 再生半水石膏地盤改良土の膨張性

## 3 –6–1 吸水膨張試驗概要

## 1 ) 供試体作製方法

試料を配合条件に従い混合・最適含水比に合わせた試料を、直径15cm、高さ17.5cmのモールドに各層67回で突き固め、供試体を作製する。(写真-3.33及び3.34)

写真-3.33 モールド

写真-3.34 供試体
## 2 ) 吸水・膨張の測定

①96時間水中に静置させ、通常1,2,4,8,24,48,72,96時間後に膨張量を記録する。(写真-3.35)

②水中から供試体を取り出し、静かに傾け15分静置させ質量を測る。

写真-3.35 吸水・膨張試験の様子

## 3 –6–2 固化材添加量の違いが膨張量に及ぼす影響

表-3.12 に配合条件兼実験結果を示す。

表-3.12 配合条件兼実験結果

土質材料	含水比 w(%)	再生半水石膏 B(kg/m³)	高炉セメントB種 Bc(kg/m³)	養生日数 tc(days)	膨張比(%)
脱水ケーキ	wopt	200	50	0	0.02
280	0.02
カオリン粘土	100	100	7	0
200	0

表-3.12 より、脱水ケーキについては、石膏を $ 280kg/m^{3} $ 添加しているにもかかわらず、両材料ともに膨張比が 0.02% と 1% を下回っていることがわかる。また、軟弱地盤改良を想定したカオリン粘土の条件においては、全く膨張しない結果が得られた。表-3.13 に膨張比と路床の状態についての関係を示す。表より膨張比が 1 以下であれば路床として採用する際、その路床は良好な状態である。したがって、再生半水石膏及び補助固化材を添加した材料は、路床として良好な状態で用いることができ、膨張しひひ割れが生じる可能性は低いことが明らかとなった。

表-3.13 膨張比と路床の状態

路床の状態	膨張比（%）
良好な状態	1以下
通常の状態	2以下
不良な状態	3以下
腐植土	7～20
## 3 –7 再生半水石膏地盤改良土の再泥化の検討

## 3 –7–1 再泥化試験概要

表-3.14 に配合条件を示す。供試体作製は、博多粘土は3-3-1で示した安定処理土の締固めを行わない供試体作製方法 $ ^{25} $ (JGS0821-2000)に準じて、脱水ケーキは含水比を最適含水比に調整し、締固め試験結果から締固め密度D( $ \rho_{d} $ / $ p_{dmax} $ )=95%とし、直径 $ \phi5\times $ 高さh10(cm)の塩ビ製モールドに打設した。実験手順の流れを示す。

表-3.14 配合条件（再泥化）

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(day)
脱水ケーキ	wopt	0,200,280	0	7
博多粘土	65%	75,100,150	60	100

## 1 )再泥化の測定

溶媒水に蒸留水を用いた。容器の中に蒸留水1500g入れ、養生後の供試体を水浸させる(写真-3.36)。なお測定時間は、1、2、5、10、15、30、60、120、240分後、1、7日後とし、表-3.15に示す再泥化区分に従い分類を行った。

写真-3.36 再泥化試験の様子

表-3.15 再泥化区分

区分	1	2	3	4	5	6
形状
状態	変化なし	角が崩れる程度	周囲のひび割れが顕著	再泥化開始	半分が再泥化	完全に再泥化
## 2 ）実験結果

写真-3.37 の a)～f)に再泥化試験中の供試体の変化を示す。この結果を再泥化区分に当てはめて考察する。

a) 供試体の経時変化 $ (B=200kg/m^{3}, Bc=0kg/m^{3}) $

b) 供試体の経時変化（B=200kg/m^{3}, Bc=60kg/m^{3}）

c) 供試体の経時変化（B=200kg/m^{3}, Bc=100kg/m^{3}）

d) 供試体の経時変化 $ (B=280kg/m^{3}, Bc=0kg/m^{3}) $
e) 供試体の経時変化（B=280kg/m³, Bc=60kg/m³）

f) 供試体の経時変化 $ (B=280kg/m^{3}, Bc=100kg/m^{3}) $

写真-3.37 供試体の経時変化

## 3 –7–2 土質材料の違いが再泥化特性に及ぼす影響

図-3.40 に再生半水石膏のみを添加した場合の再泥化試験結果を示す。図より、脱水ケーキ単体では、水浸直後に再泥化が開始し、水浸10分後には完全に再泥化していることがわかる。再生半水石膏のみ添加した材料では、脱水ケーキは水浸直後に角が崩れ、水浸1日後までには再泥化しているが、博多粘土は再泥化が起こっていない事がわかる。これは、土質試料の透水係数が大きく寄与していると考えられる。

図-3.40 再泥化試験結果（再生半水石膏のみ）
## 3 −7−3 固化材及び補助固化材添加量の違いが再泥化特性に及ぼす影響

図-3.41 に再生半水石膏と補助固化材として高炉セメント B 種を添加した場合の再泥化試験結果を示す。図より、再生半水石膏と高炉セメント B 種により改良された材料では、周囲にひひ割れが見られるものもあったが、水浸7日後でも完全な再泥化は見られなかった。さらに、補助固化材添加率の増加に伴いひひ割れが抑制されていることもわかる。したがって、補助固化材として高炉セメント B 種を添加することで再泥化抑制が可能であることが示された。

図-3.41 再泥化試験結果（補助固化材添加）

## 3 —8 地盤改良固化特性の評価

本章では、再生半水石膏を用いた地盤改良材による改良効果を確認するため、土質材料を改良した際の地盤改良固化特性について検討した。以下に本章で得られた知見を示す。

## 1 ）土質材料の影響

まさ土及び脱水ケーキ等の砂質土に、再生半水石膏を添加して締固めた固化処理土は、一般盛土材としての目標強度である $ q_{u}=100kN/m^{2} $ を満足した。しかし、高含水比軟弱地盤を想定した博多粘土は、泥土と判断される $ q_{u}=50kN/m^{2} $ 以下の強度を示した。以上より、再生半水石膏のみを地盤改良材として高含水比粘性土に用いる場合、強度発現が含水比に依存することが明らかとなった。さらに、土質材料の違いによって再生半水石膏による凝結硬化作用が異なることから、施工前の段階で土の性状を把握し、配合量を室内試験によって決定する必要がある事が示唆される。

## 2 ）初期含水比の影響

博多粘土を用いた初期含水比が固化特性に及ぼす影響を検討した結果、初期含水比の増加に伴い、再生半水石膏を用いた改良土の一軸圧縮強さは低下することが明らかとなった。また、w=100(%)において再生半水石膏の凝結硬化作用が働いたのは再生半水石膏添加量 B=150(kg/m³)の場合のみであり、再生半水石膏の凝結硬化作用は、対象土の設定含水比に大きく依存しており、再生半水石膏の凝結硬化作用に対する限界の含水比が存在することが示された。

## 3 ）補助固化材添加量及び補助固化材の種類の違いの影響

軟弱な粘土に対し、再生半水石膏のみを用いた改良では、土構造物における要求強度が得られないことから、補助固化材として高炉セメントB種及び生石灰を用いて検討した。その結果、補助固化材を用いた改良土の補助固化材添加量と一軸圧縮強さの相関性は良く、目標強度である養生7日において300kN/m²を満足する補助固化材の最低添加量を近似式を用いて推測することができることが明らかとなった。また、再生半水石膏添加量が増加するに伴って要求強度を満足する補助固化材最低添加量が減少することが明らかとなった。さらに、補助固化材の種類の違いによる影響では、セメントと石灰では補助固化材添加量の違いによって強度発現が異なることから、要求強度に応じての適切な補助固化材の配合が必要であることが明らかとなった。そのため、実地盤に適用する際には、要求強度を把握した上での配合が必要であると示唆される。

## 4 ）補助固化材を用いた地盤改良土の養生日数の違いによる影響

再生半水石膏を用いた地盤改良土の長期的な強度発現については、既往の研究においても行われていないため検討し
た。その結果、再生半水石膏に補助固化材を一定量添加した改良土は、養生日数の経過に伴い一軸圧縮強さは増加する傾向を示すことが明らかとなった。また、6ヶ月に及ぶ長期養生後も安定した強度発現があることから、再生半水石膏を添加した改良土は、補助固化材を添加することで長期的にも安定した改良土になることが明らかとなった。

## 5 ）固化材及び補助固化材添加量の違いがコーン指数に及ぼす影響

一般的に現場ではコーン指数によって要求強度を算定することが多いため、コーン試験により検討した。その結果、補助固化材として生石灰と高炉セメントB種を用いた場合、一軸圧縮強さから得られるコーン指数算定式の値が大きく異なることが明らかとなった。また、補助固化材の種類によってコーン指数の値は異なることが判明したため、補助固化材の種類を考慮した上でコーン指数による強度の算定が必要であると考えられる。

## 6 ）発生現場及び破砕方法の異なる再生半水石膏が力学特性に及ぼす影響

発生現場の異なる新築系と解体系石膏では、最大圧縮応力に差が生じることが明らかとなった。また、破砕方法の異なる再生半水石膏では、ミルによって粒径が細かくなった再生半水石膏は、土質試料との付着面積が大きくなり強度が発現することが予想されたが、焼成直後とミル直後の条件は、同程度の強度発現を示した。今後 X 線回折などによりメカニズムを解明する必要がある。

## 7 ）再生半水石膏地盤改良土の耐久性

乾湿線返し作用を受けることによって体積または質量の収縮・膨張を繰り返す傾向が見られた。しかし体積変化率については、長期的には体積変化はあまり変動せず一定値に収束していくことが予想される。また、再生半水石膏添加量が多い条件のものが固結力の増加により、膨張に対する引張抵抗力が生じたため膨張比は低い傾向を示す。以上より、実施工では、適用箇所の環境面などを考慮した上で適用しなければならないことが示唆される。

## 8 ）再生半水石膏地盤改良土の膨張性

今回検討した再生半水石膏 $ 280kg/m^{3} $ 及び高炉セメント B 種 $ 50kg/m^{3} $ を混合した固化処理土は、路床として良好な状態で用いることができ、膨張しひび割れが生じる可能性は低いことが明らかとなった。

## 9 ）再生半水石膏地盤改良土の再泥化

脱水ケーキ単体では、水浸直後に再泥化が開始し、水浸10分後には完全に再泥化する。再生半水石膏のみ添加した材料では、脱水ケーキは水浸直後に角が崩れ、水浸1日後までには再泥化するが、博多粘土は再泥化は起こらない。再泥化には土質試料の透水係数が大きく寄与しており、再生半水石膏と高炉セメントB種により改良された材料では、周囲にひび割れが見られるものもあったが、水浸7日後でも完全な再泥化は見られなかった。
## 第 4 章 再生半水石膏を用いた地盤改良材としての環境安全性の評価

## 4 —1 概説

本章では、再生半水石膏を用いた地盤改良材により固化処理されたものについて、環告46号法試験（バッチ試験）によりふつ素溶出特性を、硫化水素発生試験により硫化物及び硫化水素ガスについて実験的検討を行い、環境安全性を評価している。それぞれの検討項目を以下に示す。

## (1) ふつ素溶出挙動の把握

環境安全性の初期段階として、供試体を水浸させた際のふつ素の溶出を確認した。なお、過酷な条件で検討するため、乾湿線返し試験で使用した浸漬液を用いて評価した。

## (2) ふつ素溶出特性に及ぼす影響因子の把握

ここでは、固化材及び補助固化材添加量の違い、セメント等の種類の違い、養生日数の違い、再生半水石膏の種類の4つの要因に着目し、バッチ試験によりふつ素溶出濃度を確認した。

## (3) 実地盤に適用した際のふつ素溶出特性の検討

実地盤において浅層混合処理での適用を想定した場合、周辺地盤により、再生半水石膏を用いた固化処理土はどのような溶出挙動を示すのかカラム試験により評価した。

## (4) 再生半水石膏地盤改良土の硫化水素発生特性

セメントを添加することにより pH がアルカリ性になれば、硫化水素ガスの発生要因である硫酸塩還元菌の働きが鈍くなる。しかし、実地盤では降雨などにより空気中に溶けている炭酸ガスを吸収して微生物が動きだす可能性がある。そこで、乾湿線返し試験で使用した供試体について硫化水素発生試験及びヨウ素滴定試験を行い評価した、

## 4 –2 実験概要

## (1) 実験に用いた試料

本章では、先述した第3章.再生半水石膏による地盤改良固化特性で用いた供試体を使用している。再生半水石膏を用いた地盤改良材の溶出特性を検討する前の前提条件として、試料単体からの溶出特性を把握しなければならない。表-4.1に用いた試料単体のふつ素溶出試験結果を示す。

表-4.1 試料単体のふつ素溶出試験結果

試料	博多粘土	再生半水石膏	土壤環境基準値
pH	8.08	7.46	-
F(mg/l)	1.21	5.94	0.80

表より、博多粘土、再生半水石膏共に土壌環境基準値である 0.8mg/l を大きく上回るふつ素が含有していることがわかる。また、pH に着目すると、再生半水石膏は中性固化材としての特徴を表していることがわかる。
## (2) 溶出試験手順(環境庁告示 46 号法試験)

①一軸圧縮強度を測定した後の供試体をプラスチックハンマーで破砕し 2mm ふるいを通過させる。これをバッチ試験用の試料とする。(写真-4.1 及び写真-4.2)

写真-4.1 粉砕の様子

写真-4.2 2mm ふるい

②所定の日数養生し、2mmふるいを通過した試料の含水比を測定する。その後、試料と純水(pH5.8～6.3に設定したもの)を液固比10に設定し混合する。(写真-4.3)

写真-4.3 試料と純水の混合

③振とう機を用いて6時間連続振とう(振とう回数200回、振とう幅4～5cm、平行振とう)する。振とう終了後、10分間静置する。(写真-4.4)

写真-4.4 振とうの様子
④静置後、20分間遠心分離機(3000rpm)にかける。その後メンブレンフィルター(孔径0.45μm)を用いて上澄み液のみ真空圧をかけてろ過する。(写真-4.5及び写真-4.6)

写真-4.5 遠心分離の様子

写真-4.6 ろ過の様子

④イオンクロマト ICS-3000、ICP プラズマ発光分析装置 (ICPS-7000Ver.2) を用いて重金属の溶出濃度の測定を行った。(写真-4.7 及び写真-4.8)

写真-4.5 イオンクロマト ICS-3000

写真-4.6 ICP プラズマ発光分析装置
## 4 -3 ふつ素溶出挙動の把握

## 4 -3-1 実験概要

## (1) 実験手順

実験試料は、3-5-1で示した耐久性試験(ASTM D-4843)において、水浸過程で得られた浸漬水及び、所定サイクルで一軸圧縮試験を行った後の供試体の破壊断片を使用した。浸漬水についてはろ過、破壊断片についてはバッチ試験を行って溶出举動を評価した。ここでは、水浸過程におけるCa^{2+}溶出濃度についても計測している。

## (2) 実験条件

配合条件を表-4.2に示す。本節での検討では、再生半水石膏添加量の違いに着目した。実験条件を表-4.3に示す。(再褐)

表一4.2 配合条件（耐久性の検討）

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(days)
博多粘土	100	100200	50	7

表一4.3 乾湿繰返し試験の実験条件

供試体サイズ	φ50mm×h100mm
暴露条件	乾燥過程	湿潤過程
温度・時間	60℃一定で24時間炉乾	純水に23時間浸漬
液固比	—	10
サイクル数	15
pH	5.8～6.3
## 4 −3−2 固化材添加量の違いがふつ素の溶出挙動に及ぼす影響

図-4.1 に浸漬液及びバッチ試験における乾湿繰返し回数と F 溶出濃度と pH の関係を示す。さらに、図-4.2 に乾湿繰返し回数と Ca^{2+} 溶出濃度の関係を示す（再椙）。

a）浸渍液

図-4.1 乾湿繰返し回数と F 溶出濃度と pH の関係

b) バッチ試験

図-4.2 Ca^{2+}とサイクル数の関係 (再褐)

まず pH に着目すると、全ての条件においてサイクル数の増加に伴い中性域にシフトしていることがわかる。これは、図4.2に示す $ Ca^{2+} $ とサイクル数の関係からもわかるように、間隙水中の $ Ca^{2+} $ 溶出に伴い、 $ \mathrm{Ca(OH)_2} $ や C-S-H の溶解を引き起こしたため、乾湿線返し初期にアルカリ性を示し、サイクルを重ねるごとに $ Ca^{2+} $ 溶出が減少していたため中性域に推移したと考えられる。次に F 溶出濃度に着目する。浸漬液においては再生半水石膏添加量に関係なく 0.2mg/l 程度の低濃度の溶出が確認できる。これは、湿潤過程における水浸時に、供試体表面から微量の F が溶出し続けたためであると考えられる。次にバッチ試験においての F 溶出濃度に着目すると、乾湿線返し初期から土壌環境基準値を大きく上回る溶出が確認できる。また、その傾向は再生半水石膏添加量の違いによって値が大きく異なる。このような結果が見られたのは、改良体内部から $ Ca^{2+} $ が溶出し、セメントの水和反応により生成していたエトリンガイトの針状結晶が破壊され、水和物によって固定されていた F が溶出したためであると考えられる。

## 4 -4 ふつ素溶出特性に及ぼす影響因子の把握

本節では、3-3-4、3-3-5、3-3-6、3-4で使用した供試体を用いて溶出試験を行った結果を示し、それぞれの要因について考察している。実験条件を表4.4～表4.8に示す。(再禍)

表4.4 固化材及び補助固化材添加量の違いに着目した配合条件

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数t c(day)
博多粘土	80	75	35	7
100	150	45	55
120	65	28

表4.5 補助固化材の種類の違いに着目した配合条件

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	生石灰高炉セメントB種C A,B C(kg/m³)	養生日数t c(day)
博多粘土	100	0	50	7
100	75	14
200	100	28
表4.6 養生日数の違いに着目した配合条件

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	生石灰高炉セメントB種C_{A}, B_{C}(kg/m³)	養生日数t_{c}(day)
博多粘土	100	100	50	7, 14, 28, 56
200	75	72, 91, 136, 182
100

表4.7 発生現場の違いに着目した配合条件

Case No.	石膏の種類	土質材料	設定含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m^{3})	高炉セメントB種B_{c}(kg/m^{3})	養生日数t_{c}(days)
1	新築系	力オリン粘土	100	100	50	7
2	解体系
3	新築&解体

表4.8 破碎方法の違いに着目した配合条件

Case No.	石膏の種類	土質材料	設定含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(days)
4	焼成直後	カオリン粘土	100	100	50	7
5	分級直後
6	ミル直後

## 4 -4-1 固化材及び補助固化材添加量の違いが溶出特性に及ぼす影響

図-4.3 にセメント添加量とふつ素溶出濃度及び pH の関係を示す (色枠はふつ素の土壌環境基準値 0.8mg/l を示す)。

a) w=80% B=75kg/m^{3}

c) w=120% B=75kg/m^{3}

b) w=100% B=75kg/m^{3}

d) w=100% B=150kg/m³
図4.3 セメント添加量とふつ素溶出濃度及びpHの関係

まず、図に示す pH に着目するといずれの条件においても 10～11 の弱アルカリ性を示していることがわかる。廃石膏ボードを地盤改良材として再利用する場合、課題として挙げられているのが硫化水素ガスの発生である。また、硫化水素発生抑制対策として、pH 値を弱アルカリ性に設定することが挙げられている $ ^{28} $ 。これを踏まえ、養生日数に着目すると、経過日数が増加するにつれて、pH 値は中性側に変化していることがわかる。このことから、今後長期的な養生日数に伴う pH の変化を確認し硫化水素ガス発生の評価を行う事が実施工に適用する際の課題として挙げられる。ふつ素溶出濃度に着目すると、全ての条件においてセメント添加量が増加するにつれて漸次低下していることがわかる。これは昨年度までの研究成果と同様なことが言え、高炉セメント B 種の水和反応により生成する水和鉱物にふつ素イオンが固定され、再生半水石膏からのふつ素の溶出が抑制されたと考えられる $ ^{14} $ 。写真-4.7 に硬化体中のエトリンガイトを、図-4.4 にエトリンガイトの骨格構造を示す。3 つの Ca 原子および2 つの Al 原子で囲まれた大きな空間が存在する駕籠の中に大きな原子を許容する能力があり、これを利用して有害金属を固定することができるとされているため、改良体からのふつ素の溶出が抑制されたと考えられる $ ^{29} $ 。また、a) w=80% B=75kg/m³ の条件については、顕著に溶出濃度が低下している値が確認できる。このような顕著な溶出濃度の低下が見られた理由は、ふつ素溶出抑制効果に必要なセメント添加量が不足していたためであると考えられると同時に、抑制効果に必要な最低セメント添加量が存在すると推察できる。

写真-4.7 硬化体中のエトリンガイト $ ^{29)} $

図-4.4 エトリンガイトの骨格構造 $ ^{29)} $
## 4 -4-2 セメント等の種類の違いが溶出特性に及ぼす影響

図-4.5 にふつ素溶出濃度、養生日数及びpHの関係を示す。

養生日数 tc(day)

(a) Ca=50kg/m $ ^{3} $ , Bc=50kg/m $ ^{3} $

(b) Ca=100kg/m $ ^{3} $ , Bc=100kg/m $ ^{3} $

図-4.5 ふつ素溶出濃度、養生日数及びpHの関係

図-4.5 の pH に着目すると、高炉セメント B 種を添加した条件の場合、生石灰と比べて pH が低い値を示している。ふつ素溶出濃度に着目すると、全ての条件において、土壌環境基準値である 0.8mg/l 以下を示していることが分かる。これは、生石灰の場合、水と反応して消石灰となった後、土中の粘土鉱物と結びつき、エトリンガイトが生成されることによってふつ素が固定され、土中へのふつ素の溶出を抑制したためであると考えられる。高炉セメント B 種の場合も、含有している生石灰によって同じ効果が働いたと考えられる。よって、再生半水石膏に生石灰を添加することにより、ふつ素の溶出を抑制できるため、実地盤への適用性は高いと考えられる。
## 4 -4-3 養生日数の違いが溶出特性に及ぼす影響

図-4.5 の pH に着目すると、全条件で強アルカリ性を示していることが分かる。生石灰添加量 $ 50kg/m^{3} $ の場合、養生日数を重ねるにつれ、徐々に強アルカリ性から中性域へと移行していることから、配合条件によっては、実地盤への適用を想定した際でも硫化水素は発生しにくくなると考えられる。

ふつ素溶出濃度に着目すると、値にばらつきがあるものの、養生日数が経過するにつれて溶出濃度が低下、もしくは一定の数値で上下していることが分かる。よって、再生半水石膏を用いた改良土は、長期養生後も環境に優しい材料となることが示唆される。

## 4 -4-4 再生半水石膏の種類の違いが溶出特性に及ぼす影響

表4.9に再生半水石膏の種類の違いに着目した石膏単体及び改良土の溶出試験結果を示す。

表-4.9 溶出試験結果（再生半水石膏の種類の違い）

Case No.	石膏の種類	石膏単体	改良土
pH	F^{-}	pH	F^{-}
1	新築系	8.26	3	11.74	0.24
2	解体系	7.72	21.6	11.68	0.66
3	新築&解体	8.37	7.5	11.71	0.28
4	焼成直後	7.59	10.09
5	分級直後	7.62	3.7	10.08	nd
6	ミル直後	7.61	3.8	10.19	nd

まず、pH に着目すると、全ての廃石膏において中性を示していることがわかる。また、ふつ素溶出濃度については、表に示すように発生場所の異なる廃石膏によって溶出特性が異なっていることがわかる。肴倉ら $ ^{30)} $ は、廃石膏溶出液のpHは、試料中に不純物として含まれる $ H_{3}PO_{4} $ によって決まり、最近はP全体の量が減少傾向にあるためpHは上昇傾向にあり、さらにF溶出濃度も経年的に減少していると報告している。本実験結果においても、解体系石膏ではpHが低い値を示しF溶出濃度も高濃度を示したため、同様の結果が得られたと考えられる。次に改良土の溶出試験結果に着目すると、高炉セメントB種によるセメント水和物によってふつ素が固定され溶出が抑制されていることがわかる。また、全ての条件において土壌環境基準値を下回っているものの、単体からの溶出特性と同様に解体系石膏が高濃度を示した。以上のことから、石膏の種類や破砕方法の違いによって諸特性は変化することが明らかとなった。今後データの蓄積を行い、検討していく予定である。
## 4 -4-5 土質材料の違いがふっ素溶出特性に及ぼす影響

## (1) 実験に用いた土質材料

土質材料は、引き続きまさ土、脱水ケーキ、鹿児島県で採取したしらす、福岡県で採取した博多粘土、風化土、熊本県で採取した黒ボクを用いた。本章で新たに用いた土質材料を写真-4.8～4.13に示す。

写真-4.8 まさ土

写真-4.9 脱水ケーキ

写真-4.10 しらす

写真-4.11 博多粘土

写真-4.12 風化土

写真-4.13 黒ボク
再生半水石膏に関しては、焼成方式の違いに着目し、間接焼成方式で焼成された再生半水石膏（以下、石膏A）、IH焼成方式で焼成された再生半水石膏（以下、石膏B）を用い、添加率を変化させて実験を行った。図4.6に試料の粒径加積曲線を示し、表4.10に物理特性値を示し、表4.11に石膏の溶出試験結果を示す。

図-4.6 試料の粒径加積曲線

表4.10 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
土粒子密度 $ \rho_{s}(g/cm^{3}) $	2.642	2.620	2.415	2.759	2.389	2.721
初期含水比(%)	3.0	15.0	12.0	22.0	4.5
細粒分含有率 $ F_{c}(\%) $	34.4	100.0	43.0	90.0	79.9	72.2
塑性指数 $ I_{p}(\%) $	-	21.0	-	41.6	-	38.5
強熱減量(%)	3.7	18.4	5.6	43.0	23.7	10.9

表4.11 石膏の溶出試験結果

試料名	pH	F(mg/l)	SO42-(mg/l)	B(mg/l)	Cr6+(mg/l)	Cd(mg/l)	Pb(mg/l)
石膏A	6.97	4.84	2422.36	0.14	N.D	N.D	N.D
石膏B	7.46	5.94	2432.15	0.07	N.D	N.D	N.D
土壤環境基準	-	0.80	-	1.00	0.05	0.01	0.01

図および表より、しらすは粒径幅の広い試料であることがわかる。また、黒ボク、赤土、博多粘土は細粒分含有率が高い試料であることがわかる。さらに、黒ボクおよび博多粘土は有機物を多く含む試料であることがわかる。また、溶出試験結果より石膏のふっ素溶出濃度は環境基準値を5～6倍に相当する高い値を示していることがわかる。さらに、硫酸イオンは2000mg/lを超える溶出濃度を示しており、硫酸還元菌が活動できる条件下では硫化水素の発生が懸念される。また両石膏共にpH値は中性を示している。
## (2) 試料混合方法

①2mm ふるいを通過させた試料を準備する。その後、土質材料に対する重量比で配合条件に応じて再生半水石膏及び水を計量する。

②ミキサーで試料を1分間混合攪拌する。(写真-4.14及び4.15)

写真-4.14 試料混合の様子

写真-4.15 混合した試料の様子

③チャック付の袋に入れ、恒温室にて所定期間養生を行う。(写真-4.16)

写真-4.16 養生の様子

## (3) 実験条件

表4.12 に土質材料の種類及び再生半水石膏の添加率の影響把握を目的に行った溶出試験の配合条件を示す。実験では、再生半水石膏を10,15,20％と変化させ、養生日数は、1,7,28日と変化させることにより溶出特性の把握を行った。材料の混合は、土質材料の乾燥重量に対する重量比で行った。ここで、混水量は、JIS R 9112により求めた石膏に用いる最適量の水の量である。

表-4.12 実験条件

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
図-4.7 に養生1日後の石膏添加率とふつ素(F)溶出濃度の関係を示す。

(a)まさ土

(b)脱水ケーキ

(c) しらす

(d) 博多粘土

(e) 黒ボク

(f) 風化土

図-4.7 石膏添加率とふつ素溶出濃度の関係
図より、石膏添加率の増加に伴いふつ素溶出濃度が増加している。これは、表4.18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倍に相当するふつ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。これは、表4.20に示すように、各養生後の結果も同様のことがわかる。また、土質材料の種類によってふつ素溶出濃度に違いが見られる。

図-4.8 に石膏 A 添加率 20% の各土質材料における養生日数とふつ素溶出濃度の関係を示す。

図-4.8 養生日数とふつ素溶出濃度の関係 $ (P_{A}=20\%) $

脱水ケーキとまさ土では養生日数の経過に伴いふつ素の溶出濃度が低下していることがわかる。これに対し、それ以外の土質材料では、養生日数に関係なくふつ素溶出濃度はほぼ一定値を示している。表4.20から、各石膏添加率においても同様のことがわかる。

図-4.9に1日養生後における細粒分含有率 $ F_{c} $ とふつ素溶出濃度の関係を示す。

図-4.9 Fc とふつ素溶出濃度の関係

細粒分含有率の増加に伴ってふつ素の溶出濃度が低下していることがわかる。これは、細粒分がふつ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濃度の低下が見られる。これは、黒ボクがホウ素やふつ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れる。これに対し、ふつ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、ふつ素溶出濃度が高いことがわかる。
## 4 -5 実地盤に適用した際のふつ素溶出特性

## 4 -5-1 カラム試験概要

実験は、廃棄物資源循環学会標準試験 $ ^{31)} $ (草案)の規格に従って行った。この廃棄物学会規格溶出試験は、廃棄物や、廃棄物を減量とする建設系再生資材・製品に含まれる無機系有害物質の、土壌や地下水への溶出挙動を評価するための統一的な試験方法を規定したものである。本実験で用いたカラム試験装置を写真-4.17に、概略図を図-4.10に示す。

写真-4.17 カラム試験装置

図-4.10 カラム試験装置概略図

## (1) 試料の準備

一軸圧縮試験を終えた供試体をプラスチックハンマーで破砕し、2mmふるいを通過させたものを準備する。ここで2mmふるいを通過させたのは、セメント改良土では透水

係数が低いため通水が困難であることを考慮して、最も溶出しやすい危険な状態を想定したためである。
## (2) 試料の充填

表4.13に突固め条件を示す。侠径カラム(5cm)に対し、125gのランマーを落下高さ約20cm、落下回数3回として充填高さが30cmになるように5層に分けて突き固めて作製した。写真-4.18に突固めの様子を示す。試料を充填後、カラム全体の重量を1g単位まで測定する。

表-4.13 突固め条件

条件	ランマー質量(g)	ランマー落下高(cm)	モールド内径(cm)	各層の突固め回数	最大粒径(mm)
まさ土	125	20	5	3	9.5
粘土	2.0

写真-4.18 突固めの様子

## (3) 試験開始

溶媒には、pH5.8～6.3に設定した蒸留水を用い、試料を通過する流出液の速度はポンプを用い12mL/hになるように調整した。ポンプまたは静水圧により、水でカラムを飽和状態にさせる。飽和状態となったポンプを停止し、または、静水圧を取り除く。このとき、平衡状態にするために、カラムを3日間放置する。3日後ポンプを始動し、空のカラムで流速が12mL/hとなるように流速を設定する。また、採水の条件は表-4.14の採水条件に従い、全分画を7分画とし累積L/S=10となるまで採水し、ろ過を行った後、イオンクロマトグラフによりふつ素溶出濃度を測定した。

表-4.14 探水条件

分画	分画体積(L) (=L/S比×試料乾燥重量)	累積L/S比 (L/kg乾燥試料)
1	(0.1±0.02)×m0	0.1±0.02
2	(0.1±0.02)×m0	0.2±0.04
3	(0.3±0.05)×m0	0.5±0.08
4	(0.5±0.1)×m0	1.0±0.15
5	(1.0±0.2)×m0	2.0±0.3
6	(3.0±0.2)×m0	5.0±0.4
7	(5.0±0.2)×m0	10.0±0.1
## (4) 配合条件

表4.15 にカラム試験の配合条件を示す。本検討では、実地盤に適用した際の周辺地盤によるふつ素吸着効果を確認するため、覆土としてまさ土を用いた。図4.11 にカラムの詳細図を示す。

表-4.15 配合条件（カラム試験）

Case No	土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉セメントB種Bc(kg/m³)	養生日数tc(day)	覆土
1	博多粘土	100	100	50	7	なし
2	まさ土
3	200	なし
4	まさ土
5	まさ土	初期含水比	0	0	0

図-4.11 カラム詳細図
## 4 -5-2 覆土によるアルカリ分及びふつ素吸着特性効果

図-4.12 にカラム試験による pH と L/S の関係、図-4.13 に累積 F 溶出濃度と L/S の関係を示す。

図-4.12 pHとL/Sの関係

図-4.13 累積F-溶出濃度と L/S の関係

図-4.12 の pH の変化に着目する。Case No.1,3 の覆土なしの条件では、高炉セメント B 種を添加した影響からアルカリ性を示していることがわかる。次に、Case No.2,4 の覆土ありの条件に着目すると、Case No.1 のまさ土のみの条件と同様に溶媒の pH と同等の中性を保っていることがわかる。次に図-4.13 の F 溶出濃度に着目すると、再生半水石膏添加量が多い条件ほどふつ素の溶出が確認できる。しかし、Case No.2,4 の覆土ありの条件での F 溶出濃度は、Case No.1,3 の覆土なしの条件と比べて著しく低下していることがわかる。このような結果が現れたのは、改良土から溶出したアルカリ成分や F が、まさ土によって吸着されたためであると考えられる。実地盤への適用を想定した場合、改良土表面からは F の溶出や、pH の低下が予想されるが、透水性が低いため改良土内部のアルカリ分や重金属等は溶出しにくいことが考えられる。そのため、今回比較的溶出しやすい条件を想定した検討結果において環境的に安全な結果が得られたことから、実地盤への適用を想定した場合、改良土表面からはふつ素の溶出や、pH の低下が予想されるが、透水性が低いため、移流による改良土内部のアルカリ分や重金属等は溶出しにくいことが考えられる。今後、拡散による溶出について評価していく事も重要である。
## 4 –6 再生半水石膏地盤改良土の硫化水素発生特性

## 4 –6–1 土質材料の違いが硫化水素発生特性に及ぼす影響

## (1) 実験概要

本検討では、再生半水石膏により改良された固化処理土が、土質材料の違いによって硫化水素ガス発生にどのような影響を及ぼすのか検討した。用いた試料は、44-5で使用した、まさ土、脱水ケーキ、しらす、博多粘土、黒ボク、赤土の6種類の土質試料である。硫化水素発生試験用の試料(28日間養生)は、一軸圧縮強度を測定した後の破壊断片を回収して粉砕し、目開き2mm篩を通過したものを用いた。なお、篩い分けした試料は試験に供するまでの間、チャック付きのビニール袋に一時保存した。試験方法は、試料50gを秤取った物と純水200mlを500ml容器のデュラン瓶に入れ、種菌として大型実験槽(安定型廃棄物充填)の浸透水1mlを添加する。次に、内部のガスを高純度窒素で置換(2L/分で1分)、シリコン栓で密栓、そしてよく攪拌した後、容器を35℃の恒温槽に静置する。その後、シリンジで内部のガスを0.5ml採取し、ガスクロマトグラフを用いて、硫化水素発生の検証を行った。また、内部に発生した硫化水素ガスの濃度を均一にするため、サンプリングの前に内容物をよく攪拌した。図4.14に硫化水素発生試験手順を示す。

図-4.14 硫化水素発生試験手順
表4.16 配合条件を示す。

表-4.16 配合条件

Case #	土質材料	半水石膏	混水量(%)
種類	添加率(%)
1	まさ土	石膏A	10	143
2	15
3	20
4	石膏B	10	116
5	15
6	20
7	脱水ケーキ	石膏A	10	143
8	15
9	20
10	石膏B	10	116
11	15
12	20
13	しらす	石膏A	10	143
14	15
15	20
16	石膏B	10	116
17	15
18	20
19	博多粘土	石膏A	10	143
20	15
21	20
22	石膏B	10	116
23	15
24	20
25	黒ボク	石膏A	10	143
26	15
27	20
28	石膏B	10	116
29	15
30	20
31	赤土	石膏A	10	143
32	15
33	20
34	石膏B	10	116
35	15
36	20
## (2) 実験結果

以後、各試料の表記を簡略化するため、例えば Case1 試料の表記は#1と示す。図4.15に脱水ケーキ（#7～12）、図4.16にシラス（#13～18）、図4.17に赤土（#31～36）を半水石膏を用いて改良した材料からの硫化水素試験結果について示す。

図-4.15 脱水ケーキ

図-4.16 シラス

図-4.17 赤土

脱水ケーキの半水石膏改良物については130日間、シラスの半水石膏改良物については80日間、赤土の半水石膏改良物については30日間の試験期間中一度も硫化水素の発生は確認されなかった。