Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
2）溶出特性の検討 溶出試験用の試料は、補助固化材と助材を用いた条件のもと、一軸圧縮強さを測定した後の破壊断片を回収したものを使用した。破壊断片をプラスチックハンマーで破砕し、2mmふるいを通過させ、表-5に示す溶出条件に従い環告46号法試験に準拠した方法で溶出試験を行った。その後、得られた検液はオンクロマトグラフによりふつ素溶出量の測定を行った。

### 3. 実験結果及び考察

3.1 凝結硬化作用が発揮しない限界含水比の検討

図-3 に含水比と一軸圧縮強さの関係を示す。図に示すように、博多粘土の含水比の増加及び再生半水石膏添加量の減少に伴い、一軸圧縮強さが低下していることがわかる。また、全ての条件において

表-3 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種)

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C(kg/m³)	養生日数t(day)
博多粘土	80	75	35	7
100	45
120	150	55	28
65
75

表-4 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種+石炭灰)

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C(kg/m³)	石炭灰FA(kg/m³)	養生日数tc(day)
博多粘土	100	75	54	10	7
150	48	28
120	75	59	30	56
150	55	91

表-5 溶出条件

試料	L/S	振とう時間	設定pH
混合試料	10	6	5.8～6.3

いて再生半水石膏の凝結硬化作用のみでは、汚泥と判断される $ q_{u}=50kN/m^{2} $ 以下の強度の発現しか得られないことがわかる。特に $ w=100\% $ の条件において、再生半水石膏の凝結硬化作用が発揮したものは、添加量 $ 150kg/m^{3} $ の場合のみであり、再生半水石膏による凝結硬化は、対象土の含水比に大きく依存しており、高含水比粘性土を改良する限界含水比が存在することがわかる。また、石膏硬化体の強度に最も影響する因子は含有水分であることが報告 $ ^{5)} $ されているため、再生半水石膏を地盤改良材として使用する際には、現地土壤の含水比を考慮した上で、再生半水石膏の配合量の検討を行う必要があることが挙げられる。

### 3.2 再生半水石膏と補助固化材を用いた混合試料の力学・溶出特性

図-4 に養生 7 日での補助固化材添加量と一軸圧縮強さの関係を示す。図中の色枠は浅層混合処理工法の要求強度である $ 300kN/m^{2} $ 以上を示している。

いずれの条件ともに、補助固化材添加量が増加するにつれて大きな強度発現を呈していることが分かる。これは、再生半水石膏のみの強度発現と比較しても明らかである。また、全ての条件において補助固化材添加量と一軸圧縮強さの相関性が良く、目標強度である $ 300kN/m^{2} $ 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。図中に要求強度を満足する補助固化材の最低添加量の検討結果を示す。含水比に着目すると、含水比の増加に伴い要求強度に必要な最低添加量が増加していることがわかる。これは、水セメント比(W/C)の関係によるものと考えられ、近似式を利用して要求値を満足するW/Cを導出するとほぼ13～15以下であった。次に、再生半水石膏添加量に着目し、(a)，(b)を比較すると、再生半水石膏添加量が増加するに伴って図中に示す要求強度を満足する補助固化材最低添加量が減少していることがわかる。これは、再生半水石膏の凝結硬化作用が改良効果に働いたためであると考えられる。実施工を想定した場合、再生半水石膏を添加することで要求強度に必要なセメント量を減少することが可能になると考えられる。

図-5 に養生 7 日における補助固化材添加量、

図-3 含水比と一軸圧縮強さの関係

(a) B=75kg/m^{3}

(b) B=150kg/m^{3}

図-4 補助固化材添加量と一軸圧縮強さの関係(養生7日)

(a) B=75kg/m^{3}

(b) B=150kg/m^{3}

図-5 補助固化材添加量とふつ素溶出濃度とpHの関係(養生7日)
ふっ素溶出量及びpHの関係を示す。色枠はふっ素の土壌環境基準値を示している。pHに着目するといずれの条件においても10～12のアルカリ性を示していることがわかる。再生半水石膏を地盤改良材として利用する場合、課題となるのが硫化水素ガスの発生であるが、その抑制対策として、pH値を弱アルカリ性に設定することが挙げられている。実地盤に適用する際、改良土の透水性が低いため、改良土内部のアルカリ分が溶出しにくいと考えられるが、改良土表面は空気中の炭酸ガスにより炭酸化が進み、pHが低下することが予想される $ ^{①} $ 。ふっ素溶出量に着目すると、全ての条件においてセメント添加量が増加するにつれ、漸次低下していることがわかる。これはセメント水和物の生成によりふっ素イオンが固定され、再生半水石膏からのふっ素の溶出が抑制されたためであると考えられる。また、補助固化材なし条件での溶出量は1.6～2.2mg/lの値が確認されたため、ふっ素の不溶化にはセメント水和物の影響が大きいと推察される。

### 3.3 再生半水石膏に補助固化材と助材(石炭灰)を用いた混合試料の力学・溶出特性

図-6に3-2で得られた要求強度を満足する最低添加量に助材として石炭灰を混合した際の、養生日数、一軸圧縮強さ及び含水比の関係を示す（結果は3本の供試体の代表値を示している）。全ての条件において養生日数に関係なく、石炭灰添加量が増加するに伴い一軸圧縮強さが増加していることが分かる。これは助材を添加していない条件と比較しても明らかであり、石炭灰を混合することにより、実地盤に適用した際にも、早期にトラフィカビリティーが改善され、工期の短縮が可能になるものと考えられる。一方、含水比の変化に着目すると、再生半水石膏、石炭灰添加量が増加するにつれて、含水比は僅かに低下していることがわかる。これは、再生半水石膏の凝結硬化による吸水効果と石炭灰の特徴である吸水効果によるものであり、これらが一軸圧縮強さの増加に関係していると推奪できる。

(a) w=100% B=75kg/m^{3} C=54kg/m^{3}

(b) w=100% B=150kg/m^{3} C=48kg/m^{3}

(c) w=120% B=75kg/m^{3} C=59kg/m^{3}

(d) w=120% B=150kg/m^{3} C=55kg/m^{3}

図-6 養生日数と一軸圧縮強さと含水比の関係

に長期養生による強度増進を確認するために、養生91日までの一軸圧縮強さの結果を示す。図に示すように、多少のばらつきはあるものの、石炭灰添加量が少ない条件と比べ養生日数が増加するにつれて一軸圧縮強さが増加していることがわかる。さらに、石炭灰の特徴として、石炭灰の主成分であるシリカとアルミナが、セメントの水和反応により生成される水酸化カルシウムとポゾラン反応を起こすことによる長期強度の増進効果が挙げられる。本研究においてもポゾラン反応による強度増進効果が発生したと推察される。これらのことから、実地盤においても、地盤改良材として石炭灰を混入したセメント系固化材を使用することで、長期的な強度増加が見込まれる改良地盤となることが予想される。今後さらに長期養生を行い、石炭灰を添加しない条件との比較を行い、ポゾラン反応による増進効果を確認していく予定である。また、配合条

図-7 養生日数と一軸圧縮強さの関係 (w=100% B=75kg/m³ C=54kg/m³)
件によっては、28日養生において強度増加が見られない条件もあることから、石膏、セメント、石炭灰の配合条件により強度発現が異なると考えられ、最適な配合についても検討することが必要である。

図-8 に石炭灰を添加した際の養生日数とふつ素溶出量と pH の関係を示す。いずれの条件においても pH については、10～11 の弱アルカリ性を示していることがわかる。ふつ素溶出量について着目すると、ばらつきはあるものの、全ての条件において土壌環境基準値 0.8mg/l を満足しており、セメント水和物によりふつ素イオンが固定されたと考えられる。さらに、B, Cd, Pb, Cr^{+6} についても測定を行ったが、全ての条件で定量下限値以下であった。地盤改良材として再生半水石膏を適用する際、再生半水石膏の特徴として挙げられる中性固化材としての役割を求めるのか、硫化水素抑制効果のためアルカリ側に設定するのか、今後の検討が必要である。

a) w=100% B=75kg/m^{3} C=54kg/m^{3}

b) w=100% B=150kg/m^{3} C=48kg/m^{3}

c) w=120% B=75kg/m^{3} C=59kg/m^{3}

図-8 養生日数とふっ素溶出濃度とpHの関係

d) w=120% B=150kg/m^{3} C=55kg/m^{3}

### 4. まとめ

1) 再生半水石膏による凝結作用は、対象土の含水比に大きく依存しており、高含水比の軟弱地盤の改良材として使用する際には、現地土壤の含水比を考慮した配合設計が必要である。

2) 補助固化材添加量と一軸圧縮強さには、良い相関性が認められるため、目標一軸強度を満足する補助固化材の添加量を推定することが可能である。

3) 要求強度を満足する補助固化材の添加量は、再生半水石膏添加量が増加するにつれ、凝結硬化作用が働き減少する。

4) ふつ素の溶出量は、再生半水石膏による改良を行う場合、補助固化材として高炉セメント B 種を添加することにより抑制することが可能である。

5) 長期強度の向上のために助材として石炭灰を添加した地盤改良材は、吸水効果による長期的な強度増加が期待出来る。

6) 再生半水石膏に補助固化材と助材を添加した混合試料は、重金属類の溶出が抑制でき、さらに養生とともに pH が低下する。

謝辞：本研究は、環境省平成22年度循環型社会形成推進科学研究費(No.K22101)および文部科学省化学研究費(No.21560527)の一部として実施された研究である。関係各位に心より感謝申し上げます。

## 参考文献

1) 社团法人石膏ボード工業会

2) 亀井ら: 半水石膏の地盤改良材としての有効利用, 地盤工学ジャーナル, vol.2, No.3, pp.245-252, 2007.

3) 社团法人日本建築学会,建築基礎のための地盤改良設計指針案,PP37-42.

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

5) 環境省大臣官房廃棄物・リサイクル対策部：平成21年度廃石膏ボードの再資源促進方策検討業務調査報告書

6) 社团法人セメント協会：セメント系固化材による地盤改良マニュアル第3版, PP56-57
2. 吉田英史，佐藤研一，押方利郎

再生半水石膏を用いた軟弱地盤の改良効果の検討

第 46 回地盤工学研究発表会 pp. 481-482, 2011, 7 月
# 再生半水石膏を用いた軟弱地盤の改良効果の検討

地盤改良材　再生半水石膏　一軸圧縮試驗

福岡大学大学院 学生会員 ○吉田 英史

福岡大学工学部 国際会員 佐藤 研一

福岡大学工学部 非会員 押方 利郎

1. はじめに 石膏ボードは高度経済成長期以降、建築物の内装材として広く利用されており、建築物の解体に伴い、廃石膏ボードの発生が急増している。また、廃石膏ボードは紙と石膏に分離し管理型最終処分場へと処分することが義務付けられている $ ^{1)} $ 。しかし、処分場の容量不足や民間業者の受入拒否などの問題から、石膏の有効利用が急務とされている。廃石膏ボードから得られる二水石膏を焼成して得られる半水石膏（以下再生半水石膏）は、水を加えると固化する性質があることから、現在その特徴を利用した再利用技術の研究が進められている。このような中、著者らはこれまでに、再生半水石膏を用いて、大量に使用可能と考えられる地盤改良材への適用性の検討を行っている $ ^{2),3)} $ 。昨年度までの研究成果により、セメント等の補助固化材を添加・混合することで締固め土において要求される力学・溶出特性を特に軟弱地盤の浅層混合処理の固化材料の開発を目的とし、力学特性の

実験的検討を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験試料 土質材料として福岡市内の現場で採取した博多粘土を用い 2mm ふるいにて粒度調整したものを使用した。また、固化材としてIH式半水化装置(120℃以上で一定加熱)で焼成された再生半水石膏、補助固化材として高炉セメントB種を、さらに助材として長期強度の向上を目的とし石炭灰を使用した。図-1に各試料の粒径加積曲線を、表-1に物理特性を示す。図-1及び表-1より、博多粘土と石炭灰はシルト分、再生半水石膏は砂分で構成されていることが分かる。さらに、博多粘土は高有機質土、石炭灰は他の試料に比べ粒子密度が小さい事が分かる。2-2実験方法 表-2～表-4に示す配合条件に従って安定処理土の締固めを行わない供試体作成方法 $ ^{5)} $ に準じて、直径φ5×高さh10(cm)の塩ビ製モールドに打設した。翌日整形、翌々日に脱型し、ラップに包み20℃一定の恒温室で所定日数養生させ、一軸圧縮試験(JISA1216)を行った。安定材の添加量については、土質材料に対する重量比から算出している。

2-3 検討内容 1) 再生半水石膏の凝結硬化作用が働かなくなる博多粘土の含水比を把握する (表-2)。2) 軟弱地盤の浅層混合処理材料の開発を行うため、改良された地盤の目標一軸強度 $ ^{6)} $ である養生7日においての300 (kN/m $ ^{2} $ )を満足する補助固化材料の最低添加量を把握する (表-3)。3) 長期強度の向上を目的として、2) の検討項目より得られた最低添加量を基に石炭灰を添加した際の力学特性を把握する (表-4)。

### 3. 実験結果及び考察

3-1 再生半水石膏添加による力学特性 図-2 に含水比と一軸圧縮強さの関係を示す。図に示すように、設定含水比の増加及び再生半水石膏添加量の減少に伴い一軸圧縮強さが低下していることがわかる。また、全ての条件において再生半水石膏の凝結硬化作用のみでは、污泥と判断される 50kN/m² 以下の強度発現を示した。特に w=100% の条件において、再生半水石膏の凝結硬化作用が発揮したものは、添加量 150kg/m³ の場合のみであり、再生半水石膏による硬化作用には対象土の含水比に大きく依存しており、硬化作用を発揮する限界含水比が存在することが明らかとなった。

図-1 粒径加積曲線

表-1 物理特性

博多粘土	再生半水石膏	石炭灰
粒子密度 $ p_{s} $ (g/cm³)	2.737	2.951	2.263
细粒分含有率 $ F_{c} $ (%)	86.90	0.030	97.2
液性限界 $ W_{L} $ (%)	79.65	-	-
塑性限界 $ W_{P} $ (%)	30.94	-	-
塑性指数 $ I_{P} $ (%)	48.71	-	-
强熟减量(%)	9.79	-	-

表-2 配合条件(再生半水石膏)

土質試料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	養生日数t(day)
博多粘土	65	50	3
70
75
80
85
90
95
100

表-3 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種)

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉七X卜B種C(kg/m³)	養生日数t(day)
博多粘土	80	75	35	7
100	45
120	150	55	28
65
75

表-4 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種+石炭灰)

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C(kg/m³)	石炭灰FA(kg/m³)	養生日数tc(day)
博多粘土	100	75	54	10	7
150	48
120	75	59	30	28
150	55

YOSHIDA, Hidefumi, Graduate school, Fukuoka University

SATO, Kenichi, FUJIKAWA, Takurou, OSHIKATA, Toshirou

Fukuoka University
3-2 高炉セメント B 種添加による力学特性 図-3 に養生 7 日での補助固化材添加量と一軸圧縮強さの関係を示す。また、図中の色枠は浅層混合処理工法の要求強度である 300kN/m² 以上を示している。図より、補助固化材添加量が増加するにつれて大きな強度発現を呈していることが分かる。これは、再生半水石膏のみの強度発現と比較しても明らかである。また、全ての条件において補助固化材添加量と一軸圧縮強さの相関性が非常に高い値を示している事から、目標強度である 300kN/m² を満足する補助固化材の最低添加量を推測することができる。図中に要求強度を満足する補助固化材の最低添加量の検討結果を示す。含水比に着目すると、要求強度に必要な最低添加量が増加していることがわかる。これは水セメント比の関係によるものと考えられる。一方、再生半水石膏添加量に着目すると、再生半水石膏添加が増加するにつれて補助固化最低添加量が減少していることがわかる。これは、再生半水石膏の凝結硬化作用が働いたためであると考えられ、実施工を想定した場合でも、再生半水石膏を添加することで要求強度に必要なセメント量を減少させられると予測できる。

図-2 含水比と一軸圧縮強さの関係

3-3 石炭灰添加による力学特性 図-4 に助材添加量と一軸圧縮強さと含水比の関係を示す。b) の条件以外は養生日数に関係なく、石炭灰添加量が増加するに伴い一軸圧縮強さが増加し、含水比が低下していることがわかる。これは、石炭灰の特徴である吸水効果によるものであり、一軸圧縮強さの増加に関係していると推察できる。さらに、実地盤に適用した際にも、早期にトラフィカビリティーが改善され、工期の短縮が可能になるものと考えられる。一方、石炭灰の特徴として、石炭灰の主成分であるシリカとアルミナが、セメントの水和反応により生成される水酸化カルシウムとポゾラン反応を起こすことによる長期強度の増進効果が挙げられる。今後長期的な養生から、増進効果を確認していく予定である。また、配合条件によっては、28 日養生において強度増加が見られない条件もあることから、石膏、セメント、石炭灰の最適な配合条件についても検討することが必要である。

4. まとめ 再生半水石膏を用いて軟弱地盤改良材の力学特性の検討を行った結果、以下の知見を得られた。1) 博多粘土に再生半水石膏

a) B=75kg/m³

b) B=150kg/m³

図-3 補助固化材添加量と一軸圧縮強さの関係(養生7日)

a) w=100% B=75kg/m^{3} C=54kg/m^{3}

b) w=100% B=150kg/m^{3} C=48kg/m^{3}

c) w=120% B=75kg/m³ C=59kg/m³

d) w=120% B=150kg/m³ C=55kg/m³

図-4 助材添加量と一軸圧縮強さと含水比の関係

を添加したのみでは、汚泥と判断される50kN/m²以下の強度を示す。また、再生半水石膏の凝結硬化作用は対象土の含水比に大きく依存することも明らかとなった。2)浅層混合処理工法の要求強度300kN/m²以上を満足する補助固化材添加量は、再生半水石膏の凝結硬化作用により減少させることができる。さらに、実施工を想定した際にもコスト削減に繋がることが示された。3)石炭灰の吸水効果により、石炭灰の添加量が増加するにつれて、一軸圧縮強さが増加することが明らかとなった。このことから、実施工においても早期にトラフィカビリティーが改善され工期に短縮が可能になることが示された。

参考文献 1）環境省ホームページ, 麾石膏ボードから付着している紙を除去したものの取扱いについて 2）亀井ら: 半水石膏の地盤改良材としての有効利用, 地盤工学ジャーナル, vol.2, No.3, pp.245-252, 2007. 3）亀井ら: 高炉セメント B 種による半水石膏のフッ素不溶化技術の開発, 地盤工学ジャーナル, vol.4, No.1, pp.91-98, 2007. 4）佐藤ら: 再生半水石膏を用いた地盤改良効果と環境安全性の検討, 第 9 回地盤改良シンポジウム論文集, pp.81-86, 2010. 5）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. 6）社団法人日本建築学会, 建築基礎のための地盤改良設計指針案, PP37-42.
3. 吉田英史，佐藤研一，藤川拓朗，押方利郎

再生半水石膏を用いた軟弱地盤改良材の力学・溶出特性

平成 23 年度全国大会第 66 回年次学術講演会, pp. 531-532, 2010 年, 9 月
# 再生半水石膏を用いた軟弱地盤改良材の力学・溶出特性

福岡大学大学院 学生会員 吉田 英史

福岡大学工学部 正会員 佐藤 研一 藤川 拓朗

福岡大学大牟田産学連携推進室 非会員 押方 利朗

1. はじめに 産石膏ボードから得られる二水石膏を焼成して得られる半水石膏（以下再生半水石膏）は、水を加えると固化する性質があり、中性固化材のため地盤改良材としての有効利用が望まれている。国内においても施工実績が挙げられているが、重金属溶出や硫化水素発生等が課題として挙げられていることが現状である $ ^{1} $ 。そこで本報告では、再生半水石膏を用いて、特に軟弱地盤の浅層混合処理の固化材の開発を目的とし、力学・溶出特性の実験的検討を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験試料 土質材料として福岡市内の現場で採取した博多粘土を用い 2mm ふるいにて粒度調整したものを使用した。また、固化材として III 式半水化装置 (130℃～160℃で一定加熱) で焼成された再生半水石膏、補助固化材として高炉セメント B 種を、さらに助材として長期強度の向上を目的とし石炭灰を使用した。図-1 に各試料の粒径加積曲線を、表-1 に物理特性を示す。図-1 及び表-1 より、博多粘土と石炭灰はシルト分、再生半水石膏は砂分で構成されていることが分かる。さらに、博多粘土は高有機質土、石炭灰は他の試料に比べ粒子密度が小さい事が分かる。フッ素溶出濃度に着目すると、博多粘土、再生半水石膏、石炭灰自体には、土壤環境基準値を大きく上回るフッ素が含有されていることが分かる。また pH に着目すると、半水石膏は中性固化材としての特徴を示していることが分かる。

2-2 実験方法 1）力学特性の検討 表-2、表-3 に示す配合条件に従って安定処理土の締固めを行わない供試体作成方法 $ ^{2)} $ に準じて、直径 $ \phi5 $ × 高さ h10(cm) の塩ビ製モールドに打設した。翌日整形、翌日に脱型し、ラップに包み 20℃ 一定の恒温室で所定日数養生させ、一軸圧縮試験 (JIS A 1216) を行った。安定材の添加量については、土質材料に対する重量比から算出している。

2）溶出特性の検討 溶出試験用の試料は、一軸圧縮強度を測定した後の破壊断片を回収したものを使用した。表-4 に示す溶出条件に従い喫告 46 号法試験に準拠した方法で溶出試験を行った。そして、得られた検液はイオンクロマトグラフによりフッ素溶出量の測定を行った。

2-3 検討内容 1）軟弱地盤の浅層混合処理材料の開発を行うため、改良された地盤の目標一軸強度 $ ^{3)} $ である養生7日においての300(kN/m $ ^{2} $ )を満足する補助固化材料の最低添加量の力学・溶出特性を把握する(表-2)。2）長期強度の向上を目的として、1)の検討項目より得られた最低添加量を基に石炭灰を添加した際の力学特性を把握する(表-3)。

### 3. 実験結果及び考察

3-1 要求強度を満足する補助固化材最低添加量の検討

図-3 に養生 7 日での補助固化材(高炉セメント

B 種)添加量と一軸圧縮強さの関係を示す。また、図中の色枠は浅層混合処理工法の要求強度である 300

kN/m² 以上を示している。補助固化材添加量が増加するにつれて大きな強度発現を呈していることが分かる。また、全ての条件において補助固化材添加量と一軸圧縮強さの相関性が非常に高い値を

图-1 粒径加積曲線

表-1 物理特性

博多粘土	再生半水石膏	石炭灰
粒子密度 $ \rho_{s}(g/cm^{3}) $	2.737	2.951	2.263
细粒分含有率 $ Fe(%)	86.90	0.030	97.2
液性眼界 $ W_{L}(%)	79.65	-	-
塑性眼界 $ W_{P}(%)	30.94	-	-
塑性指数 $ I_{P}(%)	48.71	-	-
强熟减量(%)	9.79	-	-
pH	8.08	7.46	9.93
F(mg/l)	1.21	5.94	3.41

表-2 （再生半水石膏+高炉セメントB種）

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C(kg/m³)	養生日数t(day)
博多粘土	80	75	35	7
100	45
120	150	55	28
65
75

表-3 （再生半水石膏+高炉セメント B 種+石炭灰）

土質材料	含水比w(%)	再生半水石膏B(kg/m³)	高炉屯义卜B種C(kg/m³)	石炭灰FA(kg/m³)	養生日数tc(day)
博多粘土	100	75	54	10	7
150	48
120	75	59	30	28
150	55

表-4 溶出条件

試料	L/S	振とう時間	設定pH
混合試料	10	6	5.8～6.3
示している事から、目標強度である $ 300kN/m^{2} $ を満足する補助固化材の最低添加量を推測することができる。図中に要求強度を満足する補助固化材の最低添加量の検討結果を示す。含水比に着目すると、要求強度に必要な最低添加量が増加していることがわかる。これは水セメント比の関係によるものと考えられる。一方、再生半水石膏添加量に着目すると、再生半水石膏添加量が増加するにつれて補助固化最低添加量が減少していることがわかる。これは、再生半水石膏の凝結硬化作用が働いたためであると考えられ、実施工を想定した場合でも、再生半水石膏を添加することで要求強度に必要なセメント量を減少させられると予測できる。図-4に養生7日での補助固化材添加量とフッ素溶出量とpHの関係を示す。色枠はフッ素の土壤環境基準値を示している。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。再生半水石膏を固化材として利用する場合、課題とな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。実地盤に適用する際、改良土の透水性が低いため、改良土内部のアルカリ分が溶出しにくいと考えられるが、改良土表面は空気中の炭酸ガスにより炭酸化が進み、pHが低下することが予想される。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の発生の評価を行う事が課題として挙げられる。フッ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、漸次低下していることがわかる。これはエトリンガイトによりフッ素イオンが固定され、再生半水石膏からのフッ素の溶出が抑制されたと考えられる。

b) B=150kg/m²

図-3 補助固化材添加量と一軸圧縮強さの関係(養生7日)

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

図-4 補助固化材添加量とフッ素溶出濃度と pH の関係(養生7日)

## 3 -2 産業廃棄物混合による力学特性への影響 図-5 に要求強度を満足する補助固化材添加量に助材として石炭灰

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

图-5 一轴压缩试验结果 $ w=100\% $ 发生7日

を添加した際の一軸圧縮試験結果を示す。図より、石炭灰添加量が増加するにつれて最大圧縮応力が増加していることがわかる。図-6に一軸圧縮強さと助材(石炭灰)添加量と含水比の関係を示す。助材添加量が増加するにつれて石炭灰添加に伴う吸水効果が現れ含水比が低下し一軸圧縮強さが増加していることがわかる。さらに、実地盤に適用した際にも、早期にトラフィカビリティーが改善され、工期の短縮が可能になるものと考えられる。一方、石炭灰の特徴として、石炭灰の主成分であるシリカとアルミナが、セメントの水和反応により生成される水酸化カルシウムとポゾラン反応を起こすことによる長期強度の増進効果が挙げられる。今後長期的な養生から、増進効果を確認していく予定である。

### 4. まとめ 1) 補助固化材添加量と一軸圧縮強さには、非常に高い相関性が認められ、目標一軸強度を満足する添加量を推定することが可能である。さらに、再含水比の関係(w=100% 養生7日)

生半水石膏添加量が増加するにつれ、再生半水石膏の凝結硬化作用が働き、補助固化材の最低添加量は減少することが明らかとなった。2）セメント系固化材を添加することでフ素の溶出量を抑制することができる。3）石炭灰の添加は、吸水効果による強度増加が期待出来る。
4. 緒方泰三，松木重夫，佐藤研一，松永 岳

アスファルト混合物としての再生石膏有効利用に関する一検討

第 29 回日本道路会議, 2011 年, 11 月
# アスファルト混合物としての再生石膏有効利用に関する一検討

(株)NIPPO ○緒方 泰三

(株)NIPPO 正会員 松木 重夫

福岡大学 正会員 佐藤 研一

福岡大学 学生会員 松永 岳

### 1. はじめに

産石膏ボードの排出量は年々増加しており、今後更なる増加が懸念されていることから、産石膏ボードのリサイクル技術の促進は必要不可欠な課題である。そこで本研究では、産石膏ボードから破砕分離された二水石膏、それをさらに焼成処理して得られる再生半水石膏（以下、半水石膏と呼称）をアスファルト混合物（以下、混合物と呼称）のフィラー材の代替材として有効利用することを目的としている。これまでに石粉と半水石膏の割合を変化させ、各々の配合で最適アスファルト量（以下、OAC）を求めて混合物性状の比較検討を実施した $ ^{1)} $ 。しかし、混合物の性状変化に対する原因の特定に至らなかったことから、今回は配合にかかわらずAs量を固定し、二水石膏と半水石膏をフィラー材の代替材として配合する条件下で検討を行うとともに、混合物の環境安全性を確認する。本報告では、室内配合によるマーシャル安定度試験（標準・水浸）、ホイールトラッキング試験結果及び溶出試験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

混合物の供試体に用いた試料は、碎石6号、7号、粗砂、細砂、フィラー材（石粉及び石膏）及びストレートアスファルト60/80を使用した。各試料の粒径加積曲線を図-1に示す。As量を一定で行った条件を実験Aとし、As量を変化させて行った条件を実験Bとした。各試料の物理性状を表-1に示す。なお、石膏は内部に結晶水が存在することから水分量の基準値を満たしていないが、外観および粒度は石粉と同様である。

### 2.2 実験方法

実験では、半水石膏及び二水石膏に着目し、通常使用される石粉(石灰石粉、CaCO₃)とともに、フィラー材料として用い、表-2に示す構成比が異なる配合で混合物を室内試

図-1 試料の粒径加積曲線

験にて作製する。この混合物の供試体について、マーシャル安定度試験（標準・水浸）、ホイールトラッキング試験及び溶出試験（環告46号法・タンクリーチング

表-1 試料の性状試験結果

材料名項目	A	B	粗砂	细砂	石粉	石膏	基准值
6号碎石	7号碎石	6号碎石	7号碎石	半水	二水
密度(g/cm³)	表 乾	2.757	2.746	2.672	2.669	2.571	2.578	-	-	-	2.45以上
办 さ	2.733	2.724	2.665	2.644	2.541	2.544	-	-	-	-
見 掛	2.800	2.787	2.701	2.711	2.621	2.635	2.710	2.589	2.558	-
吸水率(%)	0.88	0.85	0.65	0.93	1.22	1.35	-	-	-	3.0以下
水 分 (%)	-	-	-	-	-	-	0.3	4.9	18.0	1.0以下

表-2 实验条件

実験	As量	石膏の種類	石膏配合率 (%)	実施試験	比較項目
A-①A-②	一定	二水石膏半水石膏	10,20,30,40,50	標準マーシャル安定度試験水浸マーシャル安定度試験木イールトラッキング試験	空隙率安定度残留安定度動的安定度
B	最適	半水石膏	0,25,50,75,100

試験）を行い、混合物の材料特性と環境安全性の検討を行う。実験は、舗装調査・試験法便覧 $ ^{2)} $ に従って行う。また、既往の研究 $ ^{3)} $ から、フィラー中に占める石膏の割合が50%を超える場合、マーシャル試験値が基準を満足できないことから、今回石膏の配合割合を10・20・30・40・50%に設定する。実験Aでは、As量を石粉配合率100%におけるOACである5.1%に固定し検討を行う。実験Bでは、As量を配合毎に変化させて実験を行う。また、溶出試験用検体は実験Aの半水石膏配合率を0・50・100%で行う。
### 3. 実験結果及び考察

### 3.1 標準マーシャル安定度試験結果

図-2 に石膏配合率と OAC の関係を示す。石膏の割合が高くなるにつれて OAC は増加する。

図-3 に石膏配合率と空隙率の関係を示す。全ての配合条件において基準値を満たす結果であった。また石膏の割合が高くなるにつれて実験 A-②(半水石膏)はなだらかに上昇しているが実験 A-①(二水石膏)は急激に上昇している。これは二水石膏内の水分が混合温度を低下させ石膏が他の材料とうまく混合

図-2 石膏配合率と OAC の関係

図-3 石膏配合率と

空隙率の関係

できなかったことが原因と考えられる。実験 B(半水石膏)はほぼ変化せず横ばいの結果であった。これは各配合において OAC で供試体を作製したことによりアスファルトが間隙を十分に充填したためであると考えられる。図-4 に石膏配合率と安定度の関係を示す。全ての配合条件において基準値を満たす結果であった。安定度においては As 量及び石膏を変化させることに問題はないと考えられる。

### 3.2 水侵マーシャル安定度試験結果

図-5 に石膏配合率と残留安定度の関係を示す。全ての配合条件において基準値を満たす結果であった。残留安定度は石膏の割合が高くなるにつれて実験 A-① (二水石膏) と実験 B(半水石膏) は低下傾向、実験 A-② (半水石膏) は変化が小さい傾向を示す。これは、半水石膏が二水石膏に比べ耐水性に優れることを示す。

### 3.3 ホイールトラッキング試験結果

図-4 石膏配合率と

図-6 に石膏配合率と動的安定度の関係を示す。全ての配合条件において基準値を満たす結果であった。実験 A、B ともに石膏配合率が高くなるにつれて動的安定度は上昇傾向になることを示す。これは、実験 A の As 量は一定であるため、混合物内の As 量が不足する傾向にあり、結果的に耐流動性が向上したと考えられる。

安定度の関係

### 3.4 アスファルト混合物の溶出試験結果

図-5 石膏配合率と

混合物の溶出試験結果（環告46号法・タンクリーチング試験）を表-3に示す。環告46号法・タンクリーチングともに、石膏配合率50・100％においてフッ素が溶出しているが、土壌環境基準以下（平成19年環境省令第11号、溶出基準0.8mg/L以下）という結果であった。

残留安定度の関係

図-6 石膏配合率と

動的安定度の関係

表-3 混合物の溶出試験結果

石膏配合率(%)	環告46号法
B(ホウ素)	Cr(クロム)	Cd(カドミウム)	Pb(鉛)	F(フッ素)
0	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.
50	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	0.3
100	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	0.56
石膏配合率(%)	タンクリーチング試験
B(ホウ素)	Cr(クロム)	Cd(カドミウム)	Pb(鉛)	F(フッ素)
0	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.
50	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	0.03
100	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	0.06

### 4. まとめ

※N.D.は定量下限値以下を意味する。

1）全ての配合において、マーシャル安定度試験（標準・水浸）、ホイールトラッキング試験及び溶出試験の基準値を満足する結果となった。2）As量を一定としても基準値を満足する結果が得られコスト増加につながることなく有効利用することは可能であると考えるが、半水石膏に比べ二水石膏は変動が大きく、現段階の選定では半水石膏の方が有効ではないかと考える。3）混合物としての溶出試験において、土壤環境基準以下であることが確認され、環境安全性の一検討ではあるが確保できたのではないかと考える。
5. 押方利郎，大山勝寿，平典明，田篭英治，佐藤研一

分別解体工事現場から排出された廃石膏ボードの組成

第 22 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集, pp. 193-194, 2011 年, 11 月
# 分別解体工事現場から排出された廃石膏ボードの組成

○（正）押方 利郎 $ ^{1} $ 、大山 勝寿 $ ^{2} $ 、平 典明 $ ^{3} $ 、田篭 英治 $ ^{4} $ 、（正）佐藤 研一 $ ^{5} $

1）福岡大学研究推進部、2）(株)三和興業、3）(株)平組、

4）(株)都市資源開発、5）福岡大学工学部

### 1. はじめに

石膏ボードは、建築物の種類を問わず壁や天井材等の内装材料として大量に使用されており、新築および解体工事の建築現場からは大量の廃石膏ボードが発生する。廃石膏ボードの年間排出量は、石膏ボード工業会の推計によると2010年度に新築系29.5万t、解体系79.6万t、合計109.1万tと試算されている。さらに、今後は建築物の建て替えやリニューアル等に伴う解体系廃石膏ボードの大幅な増加が予想されている $ ^{1} $ 。

これら廃石膏ボードの処理・処分状況は、一部の新築系廃材はメ

一カーが回収してボード原料としてリユースされているものの、解体系廃材の大部分は再資源化されずに埋立処分されている。また、廃石膏ボードが処分された埋立地からは硫化水素ガスの発生が知られており、環境安全性の課題も指摘されている。したがって、廃石膏ボードのリサイクルは喫緊の課題である。

筆者らは廃石膏ボードの再資源化方法として、廃材を破砕した後に紙と石膏（二水石膏）に分離し、回収した石膏を加熱・脱水して半水石膏（以下リサイクル石膏という）を製造し、これを地盤改良等の中性固化材に利用する技術の研究開発を行っている。

ところが、リサイクル石膏を製造する中間処理施設には木くず、金属くず、ビニールクロスやモルタル等の不純物が付着・混入し

図１ 解体系廃石膏ボードの組成調査結果 $ ^{2)} $

たまま搬入されている（図1参照）。これらの不純物は、破砕・選別工程の機械装置の損傷や摩耗およびリサイクル石膏の品質確保に支障をきたすおそれがあるので、中間処理施設では2～3名の作業員を配置して手作業で不純物を分離・選別している。

そこで、解体工事現場において不純物を分別して解体撤去する方法を検討し、7か所の解体工事現場を対象に実証試験を実施したので報告する。

### 2. 実証試験対象の解体工事物件

実証試験の対象とした解体工事物件の概要を表1に示す。建築物の用途は事務所2か所、教育施設2か所、住宅3か所であった。建築物の構造は、事務所（2か所）がRC造、教育施設（2か所）がS造、住宅はいずれも木造であった。また、延床面積では、RC造の事務所ビルが2,066㎡と319㎡、S造の教育施設が132㎡と250㎡、住宅は159㎡、94㎡、170㎡であり、今回の調査対象物件は比較的規模が小さなものが多かった。さらに、工事の種類は解体工事5件、改築工事2件であった。

表 1 実証試験の対象とした解体物件の概要

物件No.	建物仕様	面積(m²)	工事の種類
用途	構造	築後年数	延床面積	建築面積
1	事務所	RC造	不明	2,066	1,024	解体工事
2	事務所	RC造	40年	319	137	解体工事
3	教育施設	S造	不明	132	—	改築工事
4	教育施設	S造	12年	250	250	改築工事
5	住宅	木造	20年	159	101	解体工事
6	住宅	木造	不明	—	94	解体工事
7	住宅	木造	不明	—	170	解体工事

3．分別解体撤去と分別作業の方法・手順の検討

解体工事に先立ち対象解体物件毎事前調査を行

った。現状調査の項目は、①石膏ボードが施工された部位（壁、柱、梁、天井）、②表面仕上材の種類、③下地材の種類（木製、金属製など）、④取り付け方法（くぎ止め、ビス止めなど）、⑤施工面積である。

次に、解体撤去および解体現場での分別作業（廃棄物の種類の設定）を検討した。解体撤去作業は、先ず表面仕上材を取り除き、次に石膏ボード単体を撤去し、取り付け金具および下地材の順に手作業で行った。また、現場での分別作業は、①廃石膏ボード単体（付着物なし）、②ビニールクロス付着物、③その他表面仕上材付着物、④木製下地材付着物、⑤金属製下地材付着物、⑥取り付け器材（クリップ）付着物、⑦その他取り付け器材付着物、⑧石膏ボード以外の建設廃材（混入物）の8種類に分類し、個別に保管することとした。

### 4. 調査結果と考察

調査結果を表2～表4に示す。表2は実証試験対象物件での作業内容をまとめて示した。解体現場での分別は、廃石膏ボード単体、表面仕上材、下地材、取り付け器材、その他建設廃材の5分別であった。分別した廃棄物は種類ごとにフレコンバッグで集積・保管した。解体撤去作業および分別作業に要した延べ作業時間の比率は、約60:40

【連絡先】〒836-0011 福岡県大牟田市健老町461 福岡大学研究推進部 大牟田産学連携推進室

押方 利郎 Tel:0944-57-0015 FAX:0944-57-0015 e-mail:oshikata@adm.fukuoka-u.ac.jp

【キーワード】窓石膏ボード、リサイクル、解体工事、解体撤去、分別作業
であった。この40％に相当する人件費が分別解体工事費を上昇させる要因になると示唆された。

表3は実証試験対象物件で石膏ボードが施工されていた部位の現況調査結果である。対象現場で石膏ボードが使用されていた部位は、壁と天井であった。また、物件No.1は部屋の利用目的により表面仕上材、下地材が異なっていた。下地材は建築物の構造による違いは認められず、木製および金属製下地材が使用されていた。取り付け工法は、木製下地材の場合はくぎ止め工法が、金属製下地材の場合はビス止め工法が採用されている。

表4は実証試験対象物件から搬出された廃石膏ボードの組成調査結果である。実証試験7現場を個別にみると廃石膏ボード単体(付着物なし)は81.6%～100%の範囲にある。また、これ7現場の平均では廃石膏ボード単体が98.5%、その他表面仕上材付着物が1.4%、石膏ボード以外の建設廃材（混入物）が0.1%であった（図2参照）。これは中間処理施設の破砕・選別工程の前処理として付着・混入している不純物を取り除いた後の組成 $ ^{2} $ と同程度である。

図1に示したように、中間処理施設に搬入された解体系廃石膏ボードの組成調査では、廃石膏ボード単体は40.9%であったので、今回の実証試験対象の解体現場では石膏ボードの解体撤去および分別作業が概ね適正になされていたことが示唆された。

### 5. まとめ

筆者らは、廃石膏ボードを破砕した後に紙と石膏（二水石膏）に分離し、回収した石膏を加熱・脱水して高品質なリサイクル石膏を製造する技術の研究開発に取り組んでいる。高品質なリサイクル石膏を製造する中間処理施設の課題は、搬入された廃石膏ボード一特に解体系廃石膏ボード一に多くの不純物が付着・混入していることである。そのために、中間処理施設では2～3名の作業員を配置して手作業で不純物を分離・選別している。

そこで、解体工事現場で産石膏ボードと木くず、金属くず、ビニールクロスやモルタル等の不純物

表 2 実証試験対象物件での作業内容のまとめ

物件No.	分別方法	餅しん防止	作業に要した工場	保管方法	知識・絶分方法	虚石書所一弁絵出量(㎡)
表面仕上材	下地材	取付付付書材	石書所一弁金書所固材を分類	微水効法	数水効法	拡去作業効法	分別作業の効法	拡去分別作用	重内保管	重外保管	自社分類	社社総分類
1	吸音テックス	木製金塵製	-	-	○	延べ48時間(6人×8時間/人)	延べ32時間(6人×8時間/人)	野祓本	○	25
2	-	金塵製	-	-	○	延べ16時間(6人×8時間/人)	延べ16時間(6人×8時間/人)	フレコンパック	○	4
3	-	木製金塵製	-	○	○	延べ40時間(6人×8時間/人)	フレコンパック	○	2
4	-	木製金塵製	-	○	○	延べ64時間(6人×8時間/人)	フレコンパック	○	21
5	-	木製	-	○	○	延べ8時間(1人×8時間/人)	フレコンパック	○	3
6	鉄クロス	木製	ビス	○	○	延べ10時間(2人×5時間/人)	延べ3時間(1人×3時間/人)	フレコンパック	○	25
7	鉄クロス	木製	<ぎ	○	○	延べ8時間(1人×8時間/人)	延べ4時間(1人×4時間/人)	フレコンパック	○	4

表 3 石膏ボードが施工されていた部位の現況調査結果

の種類別に解体撤去および分別作業の実証試験行った。

物件No.	部位	表面仕上材	下地材	取り付け工法	施工面積(m²)
壁	柱・梁型	天井
1	○	紙クロス	木製	くぎ止め	65
○	なし	木製	くぎ止め	430
○	なし	金属製	くぎ止め	25
○	吸音テックス ロッククール吸音板	金属製 石畠ボード	ぜス止め	155
○	なし	金属製	ぜス止め	620
2	○	紙クロス	金属製	ぜス止め	158
3	○	不明	木製 金属製	くぎ止め ぜス止め	132
4	○	不明	木製	くぎ止め ぜス止め	230
5	○	紙クロス	木製	くぎ止め ぜス止め	31
6	○	紙クロス	木製	ぜス止め	15
7	○	紙クロス	木製	くぎ止め	57

表 4 分別解体現場から搬出された廃石膏ボードの組成

受入時の寿賓	濾檜車両	入入時の濾石資本下載量(kg)	是入れ時の濾石資本下載量(kg)
濾石資本下載量(併着物なし)	ビニールプロス材	その伝統器仕上品付	木斎下地材付	金属鋼下地材付	クリッチ付	その伝統品付け価格付	石資本下載の濾散品付(漁入物)	石資本下載の漁入物
バラシート掛け	4t車(フックロール重)	8,580	8,573.4	0	0	0	0	0	0	6.6
フレコバラ	4t車(トラック)	1,350	1,350	0	0	0	0	0	0	0
フレコバラドクラス	4t車(フックロール重)	920.3	920	0	0	0	0	0	0	0.3
フレコバラドクラスの他(トラック)	4t車(トラック)	2240.4	2,234.8	0	0	0	0	0	0	5.6
フレコバラドクラスの他(トラック)	2t車(フックロール重)	170	167.8	0	0	0	0	0	0	2.2
フレコバラドクラスの他(トラック)	4t車(トラック)	441	359.9	0	紙クロス80	0	0	0	0	1.1
フレコバラドクラスの他(トラック)	4t車(トラック)	950	827	0	紙クロス120	0	0	0	0	3

その結果、7現場の平均では磨石膏ボード単体が98.5％となり、中間処理施設での前処理により付着・混入していた不純物を取り除いた結果 $ ^{2} $ と同程度の組成割合であった。このことから、今回の実証試験対象現場では石膏ボードの解体撤去および分別作業が概ね適正になされていたと考えられる。

しかしながら、実証試験7現場を個別にみると窓石膏ボード単体(付着物なし)は81.6％～100％の範囲となっており、①作業ルールの徹底、②解体撤去および分別する品目の再確認と周知方法、③保管方法の再確認と徹底、④調査票への記入上の留意点の再確認と徹底が今後の課題である。

図２ 解体現場から搬出された

廃石膏ボードの組成調査結果

今後も引き続き解体工事現場で不純物を分別して解体撤去および現場での分別作業にかかるデータ収集に努め、経済性も加味しながら汎用的な分別解体工法の手順書（案）を作成する予定である。

[謝辞]本研究は平成22年度循環型社会形成推進科学研究費補助金「石膏ボードリサイクル技術の総合化に関する研究（K22101）」にて実施したものである。ここに記して感謝の意を表します。

<参考文献>
6. 吉田英史，佐藤研一，藤川拓朗，押方利郎

再生半水石膏による地盤改良材の力学特性と環境安全性について

第 22 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集, pp. 207-208, 2011 年, 11 月
# 再生半水石膏による地盤改良材の力学特性と環境安全性について

○（学）吉田英史 $ ^{1} $ 、（正）佐藤研一 $ ^{2} $ 、（正）藤川拓朗 $ ^{2} $ 、（正）押方利朗 $ ^{3} $

1）福岡大学大学院、2）福岡大学、3）福岡大学大牟田産学連携推進室

1. はじめに 現在、石膏ボードは建築資材として優れた特徴を持ち、経済的にも低廉なことから建築物の内装材として広く利用されている。それに伴い、解体現場からの磨石膏ボード排出量は増加の一途を迎っており、平成23年時点では現状の140万tから500万tに急増することが予想されている。そのような中、平成18年6月環境省の通達により、最終処分する場合は、管理型最終処分場への埋立が義務付けられた。しかし、処分場の容量不足や民間業者の受入拒否などの問題等を受け、磨石膏の有効利用が急務とされている。磨石膏ボードから得られる二水石膏を焼成して得られる半水石膏（以下再生半水石膏）は、水を加えると固化する性質があり、多くの利用が考えられる地盤改良材としての有効利用が望まれている。しかしながら、重金属溶出や硫化水素発生等が課題として挙げられていることが現状である $ ^{1} $ 。そこで本報告では、再生半水石膏を用いて、特に軟弱地盤の浅層混合処理の固化材を開発することを目的とし、再生半水石膏により改良された材料の力学・溶出特性について実験的検討を行った結果について報告する。

### 2. 実験概要

2-1 実験試料 土質材料は、福岡市内の現場で採取した博多粘土を用い2mmふるいにて粒度調整したものを使用した。また、固化材としてIH式半水化装置(130℃～160℃で一定加熱)で焼成されたβ型再生半水石膏、補助固化材として高炉セメントB種を、さらに助材として長期強度の向上を目的として石炭灰を使用した。ここで、補助固化材とに、石膏による固化効果を補助する材料とし、助材とはさらにその効果を補完する材料とする。図-1に各試料の粒径加積曲線を、表-1に物理特性を示す。図-1及び表-1より、博多粘土と石炭灰はシルト分、再生半水石膏は砂分で構成されていることが分かる。さらに、博多粘土は高有機質土、石炭灰は他の試料に比べ粒子密度が小さい事が分かる。フッ素溶出濃度に着目すると、博多粘土、再生半水石膏、石炭灰自体には、土壌環境基準値を大きく上回るフッ素が含有されていることが分かる。またpHに着目すると、半水石膏は中性固化材としての特徴を示していることが分かる。

2-2 実験方法 1）力学特性の検討 表-2、表-3 に示す配合条件に従って安定処理土の締固めを行わない供試体作成方法 $ ^{2)} $ に準じて、直径φ5×高さh10(cm)の塩ビ製モールドに打設した。翌日整形、翌々日に脱型し、ラップに包み20℃一定の恒温室で所定日数養生させ、一軸圧縮試験(JIS A 1216)を行った。安定材の添加量については、土質材料に対する重量比から算出している。

2）溶出特性の検討 溶出試験用の試料は、一軸圧縮強度を測定した後の破壊断片を回収したものを使用した。表-4に示す溶出条件に従い環告46号法試験に準拠した方法で溶出試験を行った。そして、得られた検液はイオンクロマトグラフによりフッ素溶出量の測定を行った。表-3

2-3 検討内容 1）軟弱地盤の浅層混合処理材料の開発を行うため、改良された地盤の目標一軸強度 $ ^{3)} $ である養生7日においての300(kN/m $ ^{2} $ )を満足する補助固化材料の最低添加量の力学・溶出特性を把握する(表-2)。2）長期強度の向上を目的として、1)の検討項目より得られた最低添加量を基に石炭灰を添加した際の力学特性を把握する(表-3)。

図-1 粒径加積曲線

表-1 物理特性值

博多粘土	再生半水石膏	石炭灰
粒子密度 $ \rho_{s}(g/cm^{3}) $	2.737	2.951	2.263
细粒分含有率Fc(%)	86.90	0.030	97.2
液性限界 $ w_{L} $ (%)	79.65	-	-
塑性限界 $ w_{P} $ (%)	30.94	-	-
塑性指数 $ I_{P} $	48.71	-	-
强熟减量(%)	9.79	-	-
pH	8.08	7.46	9.93
F(mg/l)	1.21	5.94	3.41

表-2 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種)

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C(kg/m³)	養生日数t(day)
博多粘土	80	75	35	7
100	45
120	150	55
65
75

表-3 配合条件(再生半水石膏+高炉セメントB種+石炭灰)

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C(kg/m³)	石炭灰FA(kg/m³)	養生日数tc(day)
博多粘土	100	75	54	10	7
150	48
120	75	59	30	28
150	55

表-4 溶出条件

試料	L/S	振とう時間	設定pH
混合試料	10	6	5.8～6.3

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【キーワード】 産石膏ボード 地盤改良材 一軸圧縮強さ