特許 6191866 充填材料の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6191866

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】充填材料の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/02 20060101AFI20170828BHJP

   C04B 18/12 20060101ALI20170828BHJP

   C02F 11/00 20060101ALI20170828BHJP

   E21F 15/00 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   C04B28/02

   C04B18/12

   C02F11/00 101Z

   E21F15/00

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-202801(P2013-202801)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-67481(P2015-67481A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年3月31日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）経済産業省への報告日 平成２５年３月２８日 （２）ウェブサイトの掲載日 平成２５年６月２０日 （２）ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｔｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｍｅｔｉ＿ｌｉｂ／ｒｅｐｏｒｔ／２０１３ｆｙ／Ｅ００３０５９．ｐｄｆ （４）公開者 経済産業省

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２４年度、経済産業省、「先進型坑廃水処理技術開発（坑廃水水質改善技術開発）」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088719

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 博史

(72)【発明者】

【氏名】小島 利広

(72)【発明者】

【氏名】岸本 幸尚

【審査官】 小川 武

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−１６４４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２１７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９１５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ２／００−３２／０２，

Ｃ０４Ｂ４０／００−４０／０６，

Ｃ０４Ｂ１０３／００−１１１／９４

Ｂ２８Ｃ１／００−９／０４

Ｃ０２Ｆ １１／００

Ｃ０９Ｋ １７／１０

Ｅ０２Ｄ ３／１２

Ｅ０２Ｄ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下空間ないし地下坑道の充填に用いる材料（この材料を充填材料と云う）の製造方法であって、鉱山廃水の中和処理によって発生した沈殿物（この沈殿物を中和沈殿物と云う）、セメント、建設残土、および水を配合してなり、混練から所定時間経過後の流動性(ＪＨフロー)と材齢２８日での一軸圧縮強度(硬化体強度)の目標値を満足する充填材料について、以下の式〔１〕および式〔２〕および式〔３〕に従って上記各材料の単位量を決定し、決定した単位量に基づいて上記各材料を配合して充填材料を製造する方法。
Ｗ＝α×ＪＨ＋β×ω_L−γ×ｓ＋δ ・・・〔１〕
ただし、ω_L＝〔Ｐ×ｐｌ／100×ω_Ｌｐ／100〕＋〔Ｂ×ｃｌ／100×ω_Ｌｃｌ／100〕
α，β，γ，δ：実験定数
Ｗ：単位水量(kg/m^３)
ＪＨ：混練から所定時間経過後のＪＨフロー値(mm)
Ｐ ：中和沈殿物量(kg/m^３)
ｐｌ：中和沈殿物中の７５μm未満部分(質量％)
ω_Ｌｐ：中和沈殿物の液性限界時の含水比(質量％)
Ｂ ：建設残土量(kg/m^３)
ｃｌ：建設残土中の７５μm未満部分(質量％)
ｓ ：中和沈殿物および建設残土中の７５μm以上部分(kg/m^３)
ω_Ｌｃｌ：建設残土の液性限界時の含水比(質量％)

σ_２８＝ｎ×Ｃ／Ｗ＋ｍ ・・・〔２〕
ただし、σ_２８：２８日材齢時の硬化体強度(N/mm^２)
ｎ、ｍ：配合試験に基づく定数
Ｃ：単位セメント量(kg/m^３)

Ｐ_V＋Ｃ_V＋Ｂ_V＋Ｗ＝１０００・・・〔３〕
ただし、Ｐ_V：中和沈殿物容量(L/m^３)
Ｃ_Ｖ：セメント容量(L/m^３)
Ｂ_Ｖ：建設残土容量(L/m^３)

【請求項2】

単位水量と細粒分容量に基づき、以下の式〔４〕に従って、ブリーディング率５％以下の材料分離抵抗性を判断する請求項１に記載する充填材料の製造方法。
単位水量／細粒分容量＜８ ・・・〔４〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【請求項3】

細粒分容量に基づき、以下の式〔５〕に従って、透水係数１×10^−５cm/ｓ以下の遮水性を判断する請求項１または請求項２に記載する充填材料の製造方法。
細粒分容量＞１００L/m^３ ・・・〔５〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は中和沈殿澱物および建設残土を用いた充填材料の製造方法に関する。廃鉱山等の坑道に充填する充填材料として中和沈殿澱物および建設残土を用いた充填材料が検討されている。本発明はこのような充填材料の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

廃鉱山では、坑道等の地下空間において、鉱石に含まれる重金属等が好気性雰囲気下で酸化されて廃水中へ溶出することが知られており、流出する鉱山廃水の中和処理を行い、その工程で発生する沈殿物を埋め立て処分している。降雨等の影響により坑内を流れる水量が増えると、沈殿物の発生量が増加する。

【0003】

そこで、坑道等の地下空間を充填して坑道内を流れる水の量を削減する方法が検討され、特許文献１および特許文献２のような地下空間または地下坑道の充填工法が提案されている。これらの工法で使用される充填材には高流動性や材料分離抵抗性が求められている。また、特許文献３には埋戻しに用いる高流動性処理土について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１２５９００号公報

【特許文献2】特開２００２−８１０５４号公報

【特許文献3】特開２０１３−６４３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

規模の大きな鉱山では、充填材料の製造場所から注入口までの距離が長くなるため、充填材料の搬送はポンプ圧送が有利である。また、廃水の処理工程で発生した沈殿物を充填材料の一部として利用できれば、埋め立て処分が不要となり、環境への負荷も大幅に低減されることになる。充填材料としてはセメントまたはセメント系固化材、沈殿物、土壌および水等からなる流動化処理土が考えられるが、沈殿物は鉱山によってその性状が異なること、土壌は入手場所により異なることから、所定の流動性を得るための配合も異なり、配合の決定が難しいと云う問題があった。

【0006】

本発明は、従来の上記問題を解決したものであり、セメント、中和沈殿物、建設残土および水を用いた充填材料について、所定の流動性および材料強度が得られる配合を容易に決定することができる製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は以下の構成からなる充填材料の製造方法である。
＜１＞
地下空間ないし地下坑道の充填に用いる材料（この材料を充填材料と云う）の製造方法であって、鉱山廃水の中和処理によって発生した沈殿物（この沈殿物を中和沈殿物と云う）、セメント、建設残土、および水を配合してなり、混練から所定時間経過後の流動性(ＪＨフロー)と材齢２８日での一軸圧縮強度(硬化体強度)の目標値を満足する充填材料について、以下の式〔１〕および式〔２〕および式〔３〕に従って上記各材料の単位量を決定し、決定した単位量に基づいて上記各材料を配合して充填材料を製造する方法。
Ｗ＝α×ＪＨ＋β×ω_L−γ×ｓ＋δ ・・・〔１〕
ただし、ω_L＝〔Ｐ×ｐｌ／100×ω_Ｌｐ／100〕＋〔Ｂ×ｃｌ／100×ω_Ｌｃｌ／100〕
α，β，γ，δ：実験定数
Ｗ：単位水量(kg/m^３)
ＪＨ：混練から所定時間経過後のＪＨフロー値(mm)
Ｐ ：中和沈殿物量(kg/m^３)
ｐｌ：中和沈殿物中の７５μm未満部分(質量％)
ω_Ｌｐ：中和沈殿物の液性限界時の含水比(質量％)
Ｂ ：建設残土量(kg/m^３)
ｃｌ：建設残土中の７５μm未満部分(質量％)
ｓ ：中和沈殿物および建設残土中の７５μm以上部分(kg/m^３)
ω_Ｌｃｌ：建設残土の液性限界時の含水比(質量％)

σ₂₈＝ｎ×Ｃ／Ｗ＋ｍ ・・・〔２〕
ただし、σ_２８：２８日材齢時の硬化体強度(N/mm^２)
ｎ、ｍ：配合試験に基づく定数
Ｃ：単位セメント量(kg/m^３)

Ｐ_V＋Ｃ_V＋Ｂ_V＋Ｗ＝１０００・・・〔３〕
ただし、Ｐ_V：中和沈殿物容量(L/m^３)
Ｃ_V：セメント容量(L/m^３)
Ｂ_V：建設残土容量(L/m^３)

＜２＞
単位水量と細粒分容量に基づき、以下の式〔４〕に従って、ブリーディング率５％以下の材料分離抵抗性を判断する上記[１]に記載する充填材料の製造方法。
単位水量／細粒分容量＜８ ・・・〔４〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）
＜３＞
細粒分容量に基づき、以下の式〔５〕に従って、透水係数１×10^−５cm/ｓ以下の遮水性を判断する上記[１]または上記[２]に記載する充填材料の製造方法。
細粒分容量＞１００L/m^３ ・・・〔５〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【0008】

本発明の充填材料の製造方法は以下の態様を含む。
＜２＞
単位水量と細粒分容量に基づき以下の式〔４〕に従って材料分離抵抗性(ブリーディング率５％以下)を判断する上記＜１＞に記載する充填材料の製造方法。
単位水量／細粒分容量＜８ ・・・〔４〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）
＜３＞
細粒分容量に基づき以下の式〔５〕に従って遮水性(透水係数１×10^-5cm/ｓ以下)を判断する上記＜１＞または上記＜２＞に記載する充填材料の製造方法。
細粒分容量＞１００L/m³ ・・・〔５〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【0009】

〔具体的な説明〕
以下、本発明を具体的に説明する。なお、単位固有の場合を除き、量は質量(水を除き乾燥質量)、％は質量基準である。

【0010】

一般に、粒状物質と水からなるスラリーの流動性は以下のように変化する。ここで、細粒分は粒子径７５μm未満の粒子、粗粒分は粒子径７５μm以上の粒子である。
（イ）スラリーの流動性は、スラリーの単位水量Ｗが増加すると高くなり、この単位水量Ｗが減少すると低下する。
（ロ）粒状物質と水の量比が一定のとき、スラリーの流動性は粒状物質の粒子径が小さいほど（単位量中の細粒分量が多いほど）低下する。
（ハ）セメントモルタルのようにセメント（細粒分）と砂（粗粒分）が混在する系では、水量が一定の場合、細粒分量と粗粒分量の比率が流動性を左右する。

【0011】

上記(ロ)において、細粒分が流動するために必要な水量が存在し、この水量は細粒分の液性限界時における含水量と細粒分量に基づいている。一般に液性限界は４２５μｍ未満の粒子を対象とした試験でその含水比が測定されるが、流動化に必要な水量の主体は細粒分が要求する水量であるので、これを（液性限界時の含水量）×（細粒分量）によって定める。

【0012】

セメント、中和沈殿物、建設残土、および水からなる充填材料では、細粒分は中和殿物と建設残土およびセメントに含有されており、ここでセメントは加水後に水和反応を伴い液性限界が不定であるので除外され、中和殿物と建設残土の細粒分の合計量とそれぞれの液性限界の含水量に基づいて細粒分に関する水量が定められる。

【0013】

上記(ハ)において、細粒分と粗粒分が混在する場合、粗粒分の比率が高いと流動しやすくなり、目的の流動性を得るための水量は少なくて済む。そこで、目的の流動性を得るための水量は粗粒分に基づく量を差し引いて定められる。この粗粒分量は中和殿物と建設残土の粗粒分の合計量である。

【0014】

本発明は上記検討に基づき、セメント、中和沈殿物、建設残土、および水を配合してなる充填材料において、混練から所定時間経過後の流動性(ＪＨフロー)と各材料の単位量との関係を、以下の式〔１〕で表現できることを見出した。さらに、セメント水比と硬化体強度の関係式〔２〕および各材料の容積和が充填材料の単位容量になることを示す式〔３〕を用い、配合設計の与条件となる硬化体強度および中和沈殿物量の決定後、式〔１〕と式〔２〕および式〔３〕から、上記材料の配合を決定できることを見出した。
Ｗ＝α×ＪＨ＋β×ω_L−γ×ｓ＋δ ・・・〔１〕
ただし、ω_L＝〔Ｐ×ω_Lp／100〕＋〔Ｂ×ｃｌ／100×ω_Lcl／100〕
α，β，γ，δ：実験定数
Ｗ：単位水量(kg/m³)
ＪＨ：混練から所定時間経過後のJHフロー値(mm)
Ｐ ：中和沈殿物量(kg/m³)
ω_Lp：中和沈殿物の液性限界時の含水比(質量％)
Ｂ ：建設残土量(kg/m³)
ｃｌ：建設残土中の７５μm未満部分(質量％)
ｓ ：建設残土中の７５μm以上部分(kg/m³)
ω_Lcl：建設残土の液性限界時の含水比(質量％)

【0015】

σ₂₈＝ｎ×Ｃ／Ｗ＋ｍ ・・・〔２〕
ただし、σ₂₈：２８日材齢時の硬化体強度(N/mm²)
ｎ、ｍ：配合試験に基づく定数
Ｃ：単位セメント量(kg/m³)

【0016】

Ｐ_V＋Ｃ_V＋Ｂ_V＋Ｗ＝１０００・・・〔３〕
ただし、Ｐ_V：中和沈殿物容量(L/m³)
Ｃ_V：セメント容量(L/m³)
ｂ_V：建設残土容量(L/m³)

【0017】

上記式〔１〕において、一般に中和沈殿物に含まれる粗粒子は少ないので粗粒子部分は省略されている。中和沈殿物に粗粒子が含まれる場合には液性限界時の水量は細粒子を対象として算出し、中和沈殿物の粗粒子量を建設残土中の粗粒子量に加算する。この場合、液性限界時の水量は次式によって与えられる。また、式〔１〕のｓは中和沈殿物および建設残土中の７５μm以上部分の合計量(kg/m³)になる。
ω_L＝〔Ｐ×ｐｌ／１００×ω_Lp／100〕＋〔Ｂ×ｃｌ／100×ω_Lcl／100〕
ｐｌ：中和沈殿物中の７５μm未満部分(質量％)
なお、式〔１〕による配合設計において、液性限界時の含水量、細粒子量、粗粒子量は、使用する中和沈殿物および建設残土について事前に測定される。

【0018】

充填材料の配合設計に先立ち、使用する中和沈殿物、セメント、建設残土および水について、事前の試験によって上記式〔１〕の実験定数α、β、γおよびδを定める。この事前の試験は、上記の実験定数が求められる範囲で実施すればよい。

【0019】

例えば、実施例１のデータに基づいて、混練後９０分のフロー値との関係について以下の重回帰式が得られる（決定係数０.９６１）。
Ｗ＝０.３３７×ＪＨ(９０)＋０.１５９×ω_L−０.２２２×ｓ＋６６７.９８２

【0020】

また、例えば、混練直後のフロー値について以下の重回帰式が得られる（決定係数０.９６２）。
Ｗ＝０.２９６×ＪＨ(０)＋０.２７４×ω_L−０.１９１×ｓ＋５９８.６３３
さらに、例えば、混練６０分後のフロー値について以下の重回帰式が得られる（決定係数０.９６４）。
Ｗ＝０.３１７×ＪＨ(６０)＋０.１７０×ω_L−０.２１９×ｓ＋６５８.３０８

【0021】

上記式〔２〕によって、単位水量Ｗと単位セメント量Ｃの比から２８日材齢時の硬化体強度が示される。式〔２〕のｎ、ｍは配合試験に基づく定数である。実施例で使用する中和沈殿物Ａ、Ｂについて、配合試験に基づく定数ｎ、ｍは、例えば以下のとおりである。
（イ）中和沈殿物Ａについて、中和沈殿物の単位量４４kg/m³におけるｎは６.９０５、ｍは−０.４５３、単位量１３２kg/m³におけるｎは０.９７０、ｍは−０.０５５であり、式〔２〕は以下のとおりである。
σ₂₈＝６.９０５×Ｃ／Ｗ−０.４５３
σ₂₈＝０.９７０×Ｃ／Ｗ−０.０５５
（ロ）中和沈殿物Ｂについて、中和沈殿物の単位量４５kg/m³におけるｎは４.６１０、ｍは−０.２６８、単位量１３５kg/m³におけるｎは０.４７０、ｍは−０.０３９であり、式〔２〕は以下のとおりである。
σ₂₈＝４.６１０×Ｃ／Ｗ−０.２６８
σ₂₈＝０.４７０×Ｃ／Ｗ−０.０３９

【0022】

ここで、中和沈殿物の性状は、その発生する鉱山などによって異なる。また、中和沈殿物の単位量によって強度発現が異なる。そのため、上記式〔２〕の配合試験による定数ｎとｍは、配合設計の対象である中和沈殿物の単位量を加えた単位水量Ｗと単位セメント量Ｃの比を変えた事前の試験によって予め求める。

【0023】

上記式〔３〕によって充填材料における各材料の単位容量が示される。

【0024】

単位水量Ｗと細粒分容量Ｘに基づき以下の式〔４〕に従って、ブリーディング率５％以下の材料分離抵抗性を判断することができる。Ｗ／Ｘが８以上では材料分離抵抗性が低くなり、ブリーディング率が５％超えるので、例えば、建設残土が細粒分を含む場合には建設残土量を増やして配合を補正し、またはセメント量を増やして配合を補正する。
単位水量Ｗ／細粒分容量Ｘ＜８ ・・・〔４〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【0025】

細粒分容量Ｘに基づき、以下の式〔５〕に従って、透水係数１×10^−５cm/ｓ以下の遮水性を判断することができる。Ｘが１００L/m^３より小さいと、遮水性が不十分になり、透水係数１×１０^−５cm/ｓを越えるため、例えば、建設残土が細粒分を含む場合は建設残土量を増やして配合を補正し、またはセメント量を増やして配合を補正する。
細粒分容量Ｘ＞１００L/m^３ ・・・〔５〕
（細粒分容量はセメントと中和沈殿物および建設残土の細粒分容量の合量）

【0026】

事前の試験によって定めたα，β，γ，δ、およびｎ、ｍに基づき、式〔１〕および式〔２〕と式〔３〕に従って決定した配合によって、セメント、中和沈殿物、建設残土、および水を混合して充填材料を製造する。なお、所定のブリーディング率（材料分離抵抗性）や透水係数（遮水性）が定められる場合には、式〔４〕および式〔５〕を用いて配合を再検討し、建設残土に細粒分を含む場合には建設残土の単位量を、含まない場合にはセメントの単位量を設定し、式〔１〕および式〔２〕と式〔３〕に基づいて配合を再度決定する。

【0027】

本発明において、セメントは早強ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、セメント系固化材などを使用することができる。

【0028】

本発明において、中和沈殿物は鉱山の廃水を中和処理して発生した中和沈殿物を使用することができる。建設残土は建設工事などで発生するものをそのまま使用することができる。混練水は水道水、中和沈殿物の上澄み水などを好適に使用することができる。流動性の調整、凝結時間の調整または材料分離低減などのために、化学混和剤などの添加物を必要に応じて使用することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、セメント、中和沈殿物、建設残土および水からなる充填材料について、配合を容易に決定することができ、目標の流動性を有する充填材料を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】目標流動性（混練９０分後のＪＨフロー値）を３００ｍｍとした場合の単位水量と重回帰式（式〔１〕）で得られた単位水量との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の実施例において使用した材料を以下に示す。
＜セメント＞高炉セメントＢ種、細粒分量は１００％
＜中和沈殿物＞鉱山の廃水を中和処理して発生した中和沈殿物Ａ(鉱山Ａ)、Ｂ(鉱山Ｂ)を使用した。中和沈殿物Ａ、Ｂの物理的性状を表１に示す。
中和沈殿物Ａ〔液性限界の含水比１２０.２％、細粒分量は実質的に１００％〕
中和沈殿物Ｂ〔液性限界の含水比１９８.４％、細粒分量は６３％〕
なお、中和沈殿物Ｂの回帰分析では、中和沈殿物の細粒分量を６３％、粗粒分量を３７％とし、液性限界時の水量は細粒子を対象として算出し、中和沈殿物の粗粒子量を建設残土中の粗粒子量に加算して行った。

【0032】

【表1】

【0033】

＜建設残土＞表２に示す物理的性状の砂質土、粘性土を、単独および混合使用した。
砂質土〔液性限界の含水比０％（測定不能）、細粒分量は実質的に０％〕
粘性土〔液性限界の含水比６４．４％、細粒分量は実質的に１００％〕
＜その他の材料＞混練水は水道水を使用した。

【0034】

【表2】

【0035】

＜流動性試験＞
旧日本道路公団基準「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」1.2シリンダー法（JHS A 313-1992）により、フロー値（JHフロー）を測定した。
＜材料分離抵抗性＞
土木学会基準JSCE−F 522-2007「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率及び膨張率試験方法（ポリエチレン袋法）（案）」に準じ、混練から３時間経過後のブリーディングの有無を確認した。
＜強度性状＞
JIS A 1216:2009「土の一軸圧縮試験方法」に準じて、硬化体の材齢7日および28日強度を測定した。
＜透水試験＞
JIS A 1218:2009「土の透水試験方法」の変水位透水試験により測定した。

【0036】

〔実施例１〕
表３および表４に例示する配合を含む１８９配合での試験結果を用いた重回帰分析によって、混練直後、混練後６０分、混練後９０分における式〔１〕の実験定数α、β、γ、δをそれぞれ導いた。

【0037】

混練後９０分後の、α、β、γ、δはおのおの０.３３７、０.１５９、０.２２２、６６７.９８２であり、式〔１〕は以下のとおりであった（重回帰式の決定係数０.９６１）。
Ｗ＝０.３３７×ＪＨ(９０)＋０.１５９×ω_L−０.２２２×ｓ＋６６７.９８２
同様に、混練直後は次式のとおり（重回帰式の決定係数０.９６２）。
Ｗ＝０.２９６×ＪＨ(０)＋０.２７４×ω_L−０.１９１×ｓ＋５９８.６３３
混練後６０分は次式のとおりであった（重回帰式の決定係数０.９６４）。
Ｗ＝０.３１７×ＪＨ(６０)＋０.１７０×ω_L−０.２１９×ｓ＋６５８.３０８

【0038】

表３の試料Ａ-４では、中和沈殿物の液性限界の含水比ω_Lpは１２０.２％であり、また、建設残土（粘性土）の液性限界の含水比ω_Lcl＝６４.４％であるから、ω_Lは次式で与えられる。
ω_L＝〔Ｐ×ω_Lp／100＋Ｂ×ω_Lcl／100〕
さらに、中和沈殿物Ａの量Ｐは８８kg/m³であり、建設残土（粘性土）の量Ｂは２９７kg/m³であるからω_Lは以下のようになる。
ω_L＝８８×１２０.２／１００＋２９７×６４．４／１００＝２９７
次に、建設残土（粘性土）の７５μm以上部分の質量ｓは実質０％（細粒分量は実質的に１００％）であるから、ｓ＝０である。ここでＪＨ(混練９０分後)の目標値３００mmとすると、単位水量Ｗは次式で与えられる。
Ｗ＝0.337×300＋0.159×297−0.222×0＋667.982＝816.3
表３の試料Ａ-４の単位水量は８０７kg/m³であるから、式〔１〕に基づいて求めた単位水量は表３の単位水量に近く、式〔１〕は信頼性の高いことが確認された。

【0039】

単位水量と式〔１〕に基づいて算出した単位水量（図中、重回帰式より得られた単位水量）の関係を図１に示した。図示するように、これらの単位水量はほぼ直線状に分布し、良く一致することを示している。

【0040】

表４の試料Ｂ-５では、中和沈殿物の細粒分量が６３％、液性限界の含水比ω_Lpは１９８.４％であり、建設残土（粘性土）の液性限界の含水比ω_Lcl＝６４.４％であるから、ω_Lは次式で与えれる。
ω_L＝〔Ｐ×ｐｌ／１００×ω_Lp／100＋Ｂ×ω_Lcl／100〕
次に、中和沈殿物Ｂの量Ｐは１３５kg/m³であり、建設残土（粘性土）の量Ｂは１９０kg/m³であるからω_Lは以下のようになる。
ω_L＝１３５×６３/１００×１９８.４/１００＋１９０×６４.４/１００＝２９１
また、建設残土（粘性土）の７５μm以上部分の質量ｓは実質０％（細粒分量は実質的に１００％）であるが、中和沈殿物Ｂの粗粒分量が３７％であるから、ｓ＝１３５×３７／１００＝５０である。ここでＪＨ(混練９０分後)の目標値３００mmとすると、単位水量Ｗは次式で与えられる。
Ｗ＝0.337×300＋0.159×29１−0.222×50＋667.982＝804
試料Ｂ-５の単位水量は８４２kg/m³であるから、式〔１〕に基づいて求めた単位水量は表３の単位水量に近く、式〔１〕は信頼性の高いことが確認された。

【0041】

【表3】

【0042】

【表4】

【0043】

〔実施例２〕
目標流動性（混練９０分後のＪＨフロー値）３００mmとし、中和沈殿物Ａでは中和沈殿物の乾燥単位質量を１３２（kg/m³）、中和沈殿物Ｂでは１３５（kg/m³）、材齢28日での一軸圧縮強さを０．０４(Ｎ/mm²)、建設残土として砂質土および粘性土を用いて以下の式に従って充填材料の４配合（表５No.１〜４）を計算した。
Ｗ＝０.３３７×ＪＨ(９０)＋０.１５９×ω_L−０.２２２×ｓ＋６６７.９８２
σ₂₈＝０.９７０×Ｃ／Ｗ−０.０５５（中和沈殿物Ａ）
σ₂₈＝０.４７０×Ｃ／Ｗ−０.０３９（中和沈殿物Ｂ）
Ｐ_V＋Ｃ_V＋Ｂ_V＋Ｗ＝１０００

【0044】

配合計算の結果、砂質土（表５No.１、No.３）では中和沈殿物ＡとＢのいずれも、細粒分量が不足して式〔４〕と式〔５〕の条件を満たさなかったため、セメント量を増加させて配合を補正し、単位質量を定めた。この結果を表５に示す。表５の配合に従って充填材料を製造した。製造した充填材料のＪＨフロー値、ブリーディング率、一軸圧縮強さ、透水係数を表６に示す。
表６に示すように、製造した充填材料の混練９０分後のＪＨフロー値は目標流動性に極めて近く、また３時間後のブリーディングが発生せず、十分な強度を有する充填材料が得られた。

【0045】

【表5】

【0046】

【表6】

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明によれば、セメント、中和沈殿物、建設残土および水等からなる充填材料の配合を容易に決定できるので、目標の流動性を有する充填材料を容易に製造することが可能となり、産業上有用である。

【図1】