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(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】
(24)【登録日】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-15
(54)【発明の名称】固化処理方法
(51)【国際特許分類】
C09K 17/10 20060101AFI20231108BHJP
C09K 17/06 20060101ALI20231108BHJP
C09K 17/02 20060101ALI20231108BHJP
E02D 3/12 20060101ALN20231108BHJP
【ＦＩ】
C09K17/10 P
C09K17/06 P
C09K17/02 P
E02D3/12 102
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022051890
(22)【出願日】2022-03-28
(65)【公開番号】P2023144760
(43)【公開日】2023-10-11
【審査請求日】2023-04-04
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162145
【弁理士】
【氏名又は名称】村地 俊弥
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 周彦
(72)【発明者】
【氏名】岩井迫 蘭
(72)【発明者】
【氏名】岡田 明也
(72)【発明者】
【氏名】森 喜彦
(72)【発明者】
【氏名】野崎 隆人
(72)【発明者】
【氏名】早川 隆之
【審査官】中野 孝一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／１６１８６８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／１６１６３７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０１４３５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０９Ｋ１７／００－１７／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上であるものであり、
上記土質改良材が、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、
上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、９５～９９質量％で、かつ、上記硬化促進剤の割合が１～５質量％であり、
上記セメント系固化材が、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、
上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２５～６０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で１０～２５質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が３０～５０質量％であり、
上記硬化促進剤が硫酸第一鉄であり、
上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さとして２ｃｍの位置において測定された温度の平均値が２４℃以上である環境下で固化処理を行うことを特徴とする固化処理方法。
【請求項2】
上記未改良土の含水比が１００％以上である請求項１に記載の固化処理方法。
【請求項3】
上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である請求項１又は２に記載の固化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固化処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、様々な土質改良材が提案されている。
例えば、熱帯性泥炭等の高有機質土、マリンクレイ等の高含水土等の各種土質の固化、改良処理に使用するセメント系固化材として、例えば、特許文献１には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、アーウイン系セメントの１種または２種以上を１００重量部および石膏を３～１００重量部含むことを特徴とするセメント系固化材が記載されている。
また、有機酸（フミン酸やフルボ酸等の腐植物質）の含有量、及び、含水比が高い高有機質土（例えば、泥炭等）を固化できる固化材として、特許文献２には、セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとを含む高有機質土または腐植土用固化材であって、前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対する前記高炉スラグ微粉末と無水石こうの合計量が１５～４０質量％であり、かつ前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対して高炉スラグ微粉末を１０質量％以上含むことを特徴とする高有機質土または腐植土用固化材が記載されている。
例えば、熱帯性泥炭等の高有機質土、マリンクレイ等の高含水土等の各種土質の固化、改良処理に使用するセメント系固化材として、例えば、特許文献１には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、アーウイン系セメントの１種または２種以上を１００重量部および石膏を３～１００重量部含むことを特徴とするセメント系固化材が記載されている。
また、有機酸（フミン酸やフルボ酸等の腐植物質）の含有量、及び、含水比が高い高有機質土（例えば、泥炭等）を固化できる固化材として、特許文献２には、セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとを含む高有機質土または腐植土用固化材であって、前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対する前記高炉スラグ微粉末と無水石こうの合計量が１５～４０質量％であり、かつ前記セメントと高炉スラグ微粉末と無水石こうとの合計量に対して高炉スラグ微粉末を１０質量％以上含むことを特徴とする高有機質土または腐植土用固化材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００２－１３７９５０号公報
【文献】特開２０１８－１９３５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
有機物を多く含む土を、温度が高い環境下等で固化処理を行った場合、固化処理後の土（以下、「固化改良土」ともいう。）の強度（例えば、一軸圧縮強さ）が低下するという問題がある。
本発明の目的は、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる固化処理方法を提供することである。
本発明の目的は、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる固化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、未改良土に対して、土質改良材を供給し混合して、固化改良土を得る方法であって、土質改良材が、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上である方法によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供するものである。
［１］ 有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、上記土質改良材が、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であることを特徴とする固化処理方法。
［２］ 上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、７０～９９質量％で、かつ、上記硬化促進剤の割合が１～３０質量％である前記［１］に記載の固化処理方法。
［３］ 上記セメント系固化材が、セメント、及び石膏を含み、かつ、高炉スラグ微粉末を含まないもの、又は、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２０～９０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で５～３０質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が０～６０質量％である前記［１］又は［２］に記載の固化処理方法。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供するものである。
［１］ 有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、上記土質改良材が、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、上記未改良土に対する上記土質改良材の供給後、７日間経過するまでの上記固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であることを特徴とする固化処理方法。
［２］ 上記土質改良材の固形分１００質量％中、上記セメント系固化材の割合が、７０～９９質量％で、かつ、上記硬化促進剤の割合が１～３０質量％である前記［１］に記載の固化処理方法。
［３］ 上記セメント系固化材が、セメント、及び石膏を含み、かつ、高炉スラグ微粉末を含まないもの、又は、セメント、石膏、及び高炉スラグ微粉末を含むものであり、上記セメント系固化材中、上記セメントの割合が２０～９０質量％、上記石膏の割合が無水物換算で５～３０質量％、上記高炉スラグ微粉末の割合が０～６０質量％である前記［１］又は［２］に記載の固化処理方法。
【0006】
［４］ 上記硬化促進剤が、硫酸塩系、塩化物系、亜硝酸塩系、アルミナ系、チオシアン酸塩系、チオ硫酸塩系、及び炭酸塩系の中から選ばれる１種以上の硬化促進剤である前記［１］～［３］のいずれかに記載の固化処理方法。
［５］ 上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上である前記［１］～［４］のいずれかに記載の固化処理方法。
［６］ 上記未改良土の含水比が１００％以上である前記［１］～［５］のいずれかに記載の固化処理方法。
［７］ 上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である前記［１］～［６］のいずれかに記載の地盤の改良方法。
［５］ 上記未改良土は、「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上である前記［１］～［４］のいずれかに記載の固化処理方法。
［６］ 上記未改良土の含水比が１００％以上である前記［１］～［５］のいずれかに記載の固化処理方法。
［７］ 上記未改良土１ｍ３に対する上記土質改良材の供給量が、固形分で、２００ｋｇ以上である前記［１］～［６］のいずれかに記載の地盤の改良方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明の固化処理方法によれば、有機物を含む土（例えば、有機炭素含有量が５質量％以上であり、かつ、強熱減量が１０質量％以上）であり、かつ、温度が高い環境下（具体的には、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上）であっても、固化処理後の固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の固化処理方法は、有機物を含む未改良土（以下、単に「未改良土」ともいう。）に対して、土質改良材を供給し、混合して、固化改良土を得る固化処理方法であって、土質改良材が、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものであり、かつ、粉体又はスラリーであって、未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値が２４℃以上であるものである。
本発明において、固化処理の対象となる未改良土は、有機物（例えば、腐植物質）を含むものである。
通常、有機物は、セメントの水和反応を阻害するため、セメント系固化材を用いて、有機物を含む未改良土（土壌）の固化処理を行う場合（特に、高温の環境下で行う場合）、固化改良土（固化処理後の土壌）の強度を十分に大きくすることができない場合がある。
有機物を含む土の例としては、泥炭、黒ボク土、水田土、黒泥土、及びポトゾル等が挙げられる。
本発明において、固化処理の対象となる未改良土は、有機物（例えば、腐植物質）を含むものである。
通常、有機物は、セメントの水和反応を阻害するため、セメント系固化材を用いて、有機物を含む未改良土（土壌）の固化処理を行う場合（特に、高温の環境下で行う場合）、固化改良土（固化処理後の土壌）の強度を十分に大きくすることができない場合がある。
有機物を含む土の例としては、泥炭、黒ボク土、水田土、黒泥土、及びポトゾル等が挙げられる。
【0009】
未改良土の「ＪＧＳ ０２３１－２０２０（土の有機炭素含有量試験方法）」における、有機炭素含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは７質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上、特に好ましくは３０質量％以上である。なお、有機炭素含有量とは、土の炉乾燥質量に対する、有機物に由来する炭素質量の比率であり、上記有機炭素含有量が多い程、未改良土中の有機物の量が多いと判断することができる。
本発明の方法によれば、有機炭素含有量が５質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有機炭素含有量が５質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の方法によれば、有機炭素含有量が５質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有機炭素含有量が５質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
【0010】
未改良土の強熱減量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上である。なお、強熱減量とは、土の炉乾燥質量に対する、７５０±５０℃で強熱したときの減少質量の比率をいう。上記強熱減量が多い程、未改良土中の有機物の量が多いと判断することができる。
本発明の方法によれば、強熱減量が１０質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、強熱減量が１０質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の方法によれば、強熱減量が１０質量％以上であるような有機物の量が多い未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、強熱減量が１０質量％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
【0011】
未改良土の含水比は、好ましくは１００％以上、より好ましくは１５０～１，０００％、さらに好ましくは３００～９００％、さらに好ましくは５００～８５０％、特に好ましくは６５０～８００％である。
一般的に、未改良土の含水比が１００％以上である場合、土質改良材の強度発現性が小さくなるが、本発明の方法によれば、含水比が１００％以上であるような未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有含水比が１００％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、「含水比」（単位：％）とは、未改良土に含まれる固体の質量に対する、未改良土に含まれる水の質量の百分率（（水／固体）×１００％）をいう。
一般的に、未改良土の含水比が１００％以上である場合、土質改良材の強度発現性が小さくなるが、本発明の方法によれば、含水比が１００％以上であるような未改良土であっても、固化改良土の強度を大きくすることができる。なお、有含水比が１００％未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、「含水比」（単位：％）とは、未改良土に含まれる固体の質量に対する、未改良土に含まれる水の質量の百分率（（水／固体）×１００％）をいう。
【0012】
本発明で用いられる土質改良材は、セメント系固化材及び硬化促進剤を含むものである。
本明細書中、セメント系固化材とは、セメントを含み、かつ、任意に配合可能な混和材を含む、粉体状のものをいう。
セメント系固化材に用いられるセメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強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、耐硫酸塩ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、エコセメントや、白色セメントや、超速硬セメント等が挙げられる。
中でも、強度発現性等の観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントが好ましい。
セメント系固化材中のセメントの割合は、好ましくは２０～９０質量％、より好ましくは２３～８５質量％、さらに好ましくは２５～７０質量％、さらに好ましくは２５～６０質量％、特に好ましくは２５～３５質量％である。上記割合が２０質量％以上であれば、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。また、上記割合が９０質量％以下であれば、材料にかかるコストをより低減し、廃棄物由来の原料の使用量をより多くすることができる。
本明細書中、セメント系固化材とは、セメントを含み、かつ、任意に配合可能な混和材を含む、粉体状のものをいう。
セメント系固化材に用いられるセメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強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、耐硫酸塩ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、エコセメントや、白色セメントや、超速硬セメント等が挙げられる。
中でも、強度発現性等の観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントが好ましい。
セメント系固化材中のセメントの割合は、好ましくは２０～９０質量％、より好ましくは２３～８５質量％、さらに好ましくは２５～７０質量％、さらに好ましくは２５～６０質量％、特に好ましくは２５～３５質量％である。上記割合が２０質量％以上であれば、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。また、上記割合が９０質量％以下であれば、材料にかかるコストをより低減し、廃棄物由来の原料の使用量をより多くすることができる。
【0013】
また、作業性がより向上する観点から、セメント系固化材としては、混和材として石膏を含むものが好ましい。セメント系固化材中の石膏の割合は、無水物換算で、好ましくは５～３０質量％、より好ましくは８～２８質量％、特に好ましくは１０～２５質量％である。
なお、上記石膏の割合には、セメントに含まれている石膏は含まれないものとする。
上記石膏の例としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
なお、上記石膏の割合には、セメントに含まれている石膏は含まれないものとする。
上記石膏の例としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
【0014】
セメント系固化材は、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくする観点や、材料にかかるコストを低減し、高炉スラグ微粉末の利用を促進する等の観点から、混和材として、高炉スラグ微粉末を含んでいてもよい。セメント系固化材の固形分１００質量％中の高炉スラグ微粉末の割合（セメント系固化材が水を含まない場合の高炉スラグ微粉末の割合）は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは１０～５８質量％、さらに好ましくは２０～５５質量％、特に好ましくは３０～５０質量％である。上記割合が６０質量％以下であれば、相対的にセメントの量が多くなるため、固化改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）をより大きくすることができる。
なお、セメント系固化材に含まれるセメントが高炉セメントである場合、高炉セメントに含まれる高炉スラグ微粉末は、上記割合に含まれるものとする。
石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材の例としては、生石灰、消石灰、フライアッシュ、石灰石微粉末、及びシリカフューム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメント系固化材中の石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材（二種以上の混和材を含むものは、その合計）の割合は、相対的にセメントの割合が多くなり、固化改良土の強度をより大きくすることができる等の観点から、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。
なお、セメント系固化材に含まれるセメントが高炉セメントである場合、高炉セメントに含まれる高炉スラグ微粉末は、上記割合に含まれるものとする。
石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材の例としては、生石灰、消石灰、フライアッシュ、石灰石微粉末、及びシリカフューム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメント系固化材中の石膏及び高炉スラグ微粉末以外の混和材（二種以上の混和材を含むものは、その合計）の割合は、相対的にセメントの割合が多くなり、固化改良土の強度をより大きくすることができる等の観点から、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。
【0015】
本明細書中、「硬化促進剤」とは、「ＪＩＳ Ａ ６２０４：２０１１（コンクリート用化学混和剤）」に規定されているものをいう。より具体的には、セメントの水和を早め、初期材齢の強度を大きくするための化学混和剤であって、上記硬化促進剤を用いていない場合の圧縮強度を１００％としたときに、材齢１日で１２０％以上、材齢２日で１３０％以上、材齢２８日で９０％以上の各値を満たすものをいう。ここで、「圧縮強度」とは、「ＪＩＳ Ａ １１０８：２０１８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に規定する方法で測定された値をいう。
硬化促進剤の例としては、硫酸塩系、塩化物系、亜硝酸塩系、アルミナ系、チオシアン酸塩系、チオ硫酸塩系、及び炭酸塩系等の硬化促進剤が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化促進剤の例としては、硫酸塩系、塩化物系、亜硝酸塩系、アルミナ系、チオシアン酸塩系、チオ硫酸塩系、及び炭酸塩系等の硬化促進剤が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0016】
硫酸塩系硬化促進剤の例としては、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム等が挙げられる。
塩化物系硬化促進剤の例としては、塩化カルシウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。
亜硝酸塩系硬化促進剤の例としては、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
アルミナ系硬化促進剤の例としては、カルシウムアルミネート、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムハロアルミネート、カルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート及びこれらの水和物等が挙げられる。
中でも、固化改良土の強度をより大きくすることができる観点から、塩化カルシウムが好ましい。
なお、硬化促進剤は、通常、粉体である。
塩化物系硬化促進剤の例としては、塩化カルシウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。
亜硝酸塩系硬化促進剤の例としては、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
アルミナ系硬化促進剤の例としては、カルシウムアルミネート、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムハロアルミネート、カルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート及びこれらの水和物等が挙げられる。
中でも、固化改良土の強度をより大きくすることができる観点から、塩化カルシウムが好ましい。
なお、硬化促進剤は、通常、粉体である。
【0017】
土質改良材の固形分１００質量％中、セメント系固化材の割合は、好ましくは７０～９９質量％、より好ましくは７５～９７質量％、さらに好ましくは８２～９４質量％、特に好ましくは８６～９２質量％である。上記割合が７０質量％以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が９９質量％以下であれば、相対的に硬化促進剤の割合が大きくなるため、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下等で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
土質改良材の固形分１００質量％中、硬化促進剤の割合は、好ましくは１～３０質量％、より好ましくは３～２５質量％、さらに好ましくは６～１８質量％、特に好ましくは８～１４質量％である。上記割合が１質量％以上であれば、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が３０質量％以下であれば、相対的にセメント系固化材の割合が大きくなるため、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
土質改良材の固形分１００質量％中、硬化促進剤の割合は、好ましくは１～３０質量％、より好ましくは３～２５質量％、さらに好ましくは６～１８質量％、特に好ましくは８～１４質量％である。上記割合が１質量％以上であれば、未改良土の含水比が大きい場合や、温度が高い環境下で固化処理を行った場合であっても、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記割合が３０質量％以下であれば、相対的にセメント系固化材の割合が大きくなるため、固化改良土の強度をより大きくすることができる。
【0018】
土質改良材は、粉体の状態で添加し、混合してもよく（ドライ添加方法）、スラリーの状態で添加し、混合してもよい（スラリー添加方法）。
例えば、未改良土の含水比が小さい場合（例えば、含水比が３００％未満である場合）や、未改良土に含まれる有機物の量が大きい場合（土質有機炭素含有量が２５質量％以上であり、かつ、強熱減量が７０質量％以上である場合）、未改良土からなる層の厚みが大きく、中層混合処理工法や、真相混合処理工法を用いて固化処理を行う場合、未改良土に土質改良材をより均一に混合したい場合等には、固化改良土の強度をより大きくする観点から、スラリーの状態の土質改良材を、未改良土に供給することが好ましい。この場合、セメント系固化材と硬化促進剤と水を予め混合し、スラリーの形態とした後、該スラリーを未改良土に供給する。
また、粉体状の土質改良材と水を別々に未改良土に供給してもよい。なお、粉体状の土質改良材は、通常、水を除く粉状の各材料を混合することで得ることができる。
土質改良材をスラリーの状態で用いる場合、水粉体比（水と粉体（セメント系固化材と硬化促進剤の混合物）の質量比（水／粉体）を百分率で表したもの）は、土質改良材の強度発現性や、未改良土との混合の容易性等の観点から、好ましくは５０～２００％、より好ましくは６０～１５０％、特に好ましくは７０～１２０％である。
例えば、未改良土の含水比が小さい場合（例えば、含水比が３００％未満である場合）や、未改良土に含まれる有機物の量が大きい場合（土質有機炭素含有量が２５質量％以上であり、かつ、強熱減量が７０質量％以上である場合）、未改良土からなる層の厚みが大きく、中層混合処理工法や、真相混合処理工法を用いて固化処理を行う場合、未改良土に土質改良材をより均一に混合したい場合等には、固化改良土の強度をより大きくする観点から、スラリーの状態の土質改良材を、未改良土に供給することが好ましい。この場合、セメント系固化材と硬化促進剤と水を予め混合し、スラリーの形態とした後、該スラリーを未改良土に供給する。
また、粉体状の土質改良材と水を別々に未改良土に供給してもよい。なお、粉体状の土質改良材は、通常、水を除く粉状の各材料を混合することで得ることができる。
土質改良材をスラリーの状態で用いる場合、水粉体比（水と粉体（セメント系固化材と硬化促進剤の混合物）の質量比（水／粉体）を百分率で表したもの）は、土質改良材の強度発現性や、未改良土との混合の容易性等の観点から、好ましくは５０～２００％、より好ましくは６０～１５０％、特に好ましくは７０～１２０％である。
【0019】
有機物を含む未改良土に対して、土質改良材を供給し、混合することで、固化改良土を得ることができる。
未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値は、２４℃以上、好ましくは２５℃以上、より好ましくは２８℃以上である。上記平均値が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度とは、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さの値として、好ましくは５ｃｍ以内、より好ましくは０．５～４ｃｍ、特に好ましくは１～３ｃｍにおいて測定された温度である。
また、土質改良材を供給し、混合した直後の固化改良土の温度は、好ましくは２４℃以上、より好ましくは２６℃以上、特に好ましくは２８℃以上である。上記温度が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の固化処理方法によれば、改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
未改良土に対する土質改良材の供給後、７日間経過するまでの固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度の平均値は、２４℃以上、好ましくは２５℃以上、より好ましくは２８℃以上である。上記平均値が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
なお、固化改良土の表面の上方かつ近傍の温度とは、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さの値として、好ましくは５ｃｍ以内、より好ましくは０．５～４ｃｍ、特に好ましくは１～３ｃｍにおいて測定された温度である。
また、土質改良材を供給し、混合した直後の固化改良土の温度は、好ましくは２４℃以上、より好ましくは２６℃以上、特に好ましくは２８℃以上である。上記温度が２４℃未満である場合、一般的な土質改良材を用いた固化処理方法でも、固化改良土の強度を十分に大きくすることができるため、本発明の方法を行う必要性が乏しくなる。
本発明の固化処理方法によれば、改良土の強度（例えば、一軸圧縮強さ）を大きくすることができる。
【0020】
未改良土１ｍ３に対する土質改良材の供給量は、対象となる未改良土の性状、施工条件、並びに、処理後に得られる固化改良土に求められる強度等によっても異なるが、未改良土１ｍ３に対して、固形分で、好ましくは２００ｋｇ以上、より好ましくは２５０～６００ｋｇ、より好ましくは３００～５００ｋｇ、特に好ましくは３２０～４５０ｋｇである。
上記供給量が２００ｋｇ以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記供給量が６００ｋｇ以下であれば、コストの過度な増加を防ぐことができる。
上記供給量が２００ｋｇ以上であれば、固化改良土の強度をより大きくすることができる。上記供給量が６００ｋｇ以下であれば、コストの過度な増加を防ぐことができる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）セメント１；太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
（２）セメント２；太平洋セメント社製、早強ポルトランドセメント
（３）高炉スラグ微粉末（表２～３中、「高炉スラグ」と示す。）；デイ・シイ社製、商品名「セラメント」
（４）石膏１；無水石膏（表２～３中、「無水」と示す。）
（５）石膏２；半水石膏（表２～３中、「半水」と示す。）
（６）石膏３；二水石膏（表２～３中、「二水」と示す。）
（７）硬化促進剤Ａ；硫酸第一鉄
（８）硬化促進剤Ｂ；塩化カルシウム
（９）硬化促進剤Ｃ；カルシウムアルミネート系水和物
（１０）硬化促進剤Ｄ；亜硝酸カルシウム
（１１）有機質土１～２；詳細は表１に示す。
［使用材料］
（１）セメント１；太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
（２）セメント２；太平洋セメント社製、早強ポルトランドセメント
（３）高炉スラグ微粉末（表２～３中、「高炉スラグ」と示す。）；デイ・シイ社製、商品名「セラメント」
（４）石膏１；無水石膏（表２～３中、「無水」と示す。）
（５）石膏２；半水石膏（表２～３中、「半水」と示す。）
（６）石膏３；二水石膏（表２～３中、「二水」と示す。）
（７）硬化促進剤Ａ；硫酸第一鉄
（８）硬化促進剤Ｂ；塩化カルシウム
（９）硬化促進剤Ｃ；カルシウムアルミネート系水和物
（１０）硬化促進剤Ｄ；亜硝酸カルシウム
（１１）有機質土１～２；詳細は表１に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
［実施例１～４］
材料として、普通ポルトランドセメント、表２に示す種類の石膏、及び高炉スラグ微粉末を含み、セメント系固化材中の各材料の割合が表２に示す割合であるセメント系固化材と、表２に示す種類の硬化促進剤を、表２に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。なお、表２中の石膏の割合は、無水物換算の値である。
２６℃の環境下で、有機質土１に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材の添加量が４００ｋｇとなる粉体状の土質改良材を添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表２中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２６℃の恒温室内で７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表２中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例１～３］
硬化促進剤を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例１と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表２に示す。
材料として、普通ポルトランドセメント、表２に示す種類の石膏、及び高炉スラグ微粉末を含み、セメント系固化材中の各材料の割合が表２に示す割合であるセメント系固化材と、表２に示す種類の硬化促進剤を、表２に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。なお、表２中の石膏の割合は、無水物換算の値である。
２６℃の環境下で、有機質土１に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材の添加量が４００ｋｇとなる粉体状の土質改良材を添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表２中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２６℃の恒温室内で７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表２中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例１～３］
硬化促進剤を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例１と同様にして、固化改良土を得た。実施例１と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表２に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
［実施例５］
セメント系固化材中、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、無水石膏の各割合が表３に示す割合であるセメント系固化材と、表３に示す種類の硬化促進剤を、表３に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、該土質改良材と同じ質量の水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が１００％であるスラリーを得た。
２６℃の環境下で、有機質土２に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が３５０ｋｇとなる量の上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表３中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２８℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表３中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例４］
硬化促進剤を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例５と同様にして、固化改良土を得た。実施例５と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例５］
１６℃の環境下で、固化改良土を得た後、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は比較例４と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例６］
１６℃の環境下で、固化改良土を得た後、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は実施例５と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表４に示す。
セメント系固化材中、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、無水石膏の各割合が表３に示す割合であるセメント系固化材と、表３に示す種類の硬化促進剤を、表３に示す質量比となる量で混合して粉体状の土質改良材を得た。
次いで、粉体状の土質改良材と、該土質改良材と同じ質量の水を混合して、水粉体比（水と粉体状の土質改良材の質量比を１００分率で表したもの）が１００％であるスラリーを得た。
２６℃の環境下で、有機質土２に、有機質土１ｍ３当たりの土質改良材（固形分）の添加量が３５０ｋｇとなる量の上記スラリーを添加して混合し、固化改良土を得た。混合直後の固化改良土の温度（表３中、「練上がり温度」と示す。）を測定した。
得られた固化改良土を、２８℃の恒温室内で、７日間養生した後、固化改良土の一軸圧縮強さを、「ＪＩＳ Ａ １２１６：２０２０（土の一軸圧縮試験方法）」に準拠して測定した。
また、固化改良土の表面から鉛直上向きの方向の高さ２ｃｍの位置の、２時間ごとの温度を、材齢７日まで測定し、その平均値（表３中、「平均温度」と示す。）を算出した。
［比較例４］
硬化促進剤を使用せず、セメント系固化材を土質改良材とする以外は実施例５と同様にして、固化改良土を得た。実施例５と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例５］
１６℃の環境下で、固化改良土を得た後、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は比較例４と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
［比較例６］
１６℃の環境下で、固化改良土を得た後、得られた固化改良土を、１６℃の恒温室内で、７日間養生した以外は実施例５と同様にして、一軸圧縮強さ等を測定した。
結果を表４に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
表２～３から、実施例１～４と比較例１～２の比較、及び、実施例５と比較例６の比較から、本発明の方法によれば、固化改良土の一軸圧縮強さをより大きくすることができることがわかる。
また、表３の比較例５と比較例６を比較すると、固化改良土の表面付近の平均温度が１６℃である場合、セメント系固化材のみを用いた比較例５の固化改良土の材齢７日の一軸圧縮強さは２２０ｋＮ／ｍ２、材齢２８日の一軸圧縮強さは３９０ｋＮ／ｍ２であるのに対して、セメント系固化材及び硬化促進剤を使用した比較例６の固化改良土の材齢７日の一軸圧縮強さは２９０ｋＮ／ｍ２、材齢２８日の一軸圧縮強さは３３０ｋＮ／ｍ２であることがわかる。このことから、固化改良土の表面付近の平均温度が１６℃である条件では、セメント系固化材及び硬化促進剤を使用した場合、セメント系固化材のみを用いた場合と比較して、材齢７日の一軸圧縮強さは大きいものの、材齢２８日の一軸圧縮強さは小さいことがわかる。
また、表３の比較例５と比較例６を比較すると、固化改良土の表面付近の平均温度が１６℃である場合、セメント系固化材のみを用いた比較例５の固化改良土の材齢７日の一軸圧縮強さは２２０ｋＮ／ｍ２、材齢２８日の一軸圧縮強さは３９０ｋＮ／ｍ２であるのに対して、セメント系固化材及び硬化促進剤を使用した比較例６の固化改良土の材齢７日の一軸圧縮強さは２９０ｋＮ／ｍ２、材齢２８日の一軸圧縮強さは３３０ｋＮ／ｍ２であることがわかる。このことから、固化改良土の表面付近の平均温度が１６℃である条件では、セメント系固化材及び硬化促進剤を使用した場合、セメント系固化材のみを用いた場合と比較して、材齢７日の一軸圧縮強さは大きいものの、材齢２８日の一軸圧縮強さは小さいことがわかる。