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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-27
(45)【発行日】2024-01-11
(54)【発明の名称】ソイルセメントの製造方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20231228BHJP
E02D 3/00 20060101ALI20231228BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 102
E02D3/00 101
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023146577
(22)【出願日】2023-09-09
【審査請求日】2023-09-15
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】500390869
【氏名又は名称】株式会社インバックス
(74)【代理人】
【識別番号】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(72)【発明者】
【氏名】秋山 祥克
(72)【発明者】
【氏名】酒巻 克之
(72)【発明者】
【氏名】松村 和樹
(72)【発明者】
【氏名】小林 瑞穂
【審査官】五十幡 直子
(56)【参考文献】
【文献】特許第７０４２０１６（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ １／００－ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記（Ａ）～（Ｄ）工程を少なくとも含む、ソイルセメントの製造方法。（Ａ）土砂に、少なくとも固化材を、ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇ添加して混合し混合物を作製する、混合物の作製工程。だだし、前記固化材の添加は１回限り（１次添加のみ）であり、２次添加は行わない。
（Ｂ）前記混合物の圧縮強さが、０．０３～１．５Ｎ／ｍｍ ２ になる期間、該混合物を仮置きして養生する、混合物の仮置き養生工程
（Ｃ）前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る、混合物の解砕工程
（Ｄ）前記解砕物を転圧して成型して、
（ｄ１）成型２８日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０４～０．４５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．０７～０．５５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．０７～０．６６Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１２～０．４４Ｎ／ｍｍ ２ であり、
（ｄ２）成型９１日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０７～０．５６Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．１１～０．７８Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．１８～１．０９Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１８～０．６９Ｎ／ｍｍ ２ である、
ソイルセメントを得る、解砕物の転圧工程
【請求項2】
前記（Ｃ）工程において、解砕物を使用するまで保管する、請求項１に記載のソイルセメントの製造方法。
【請求項3】
前記（Ｄ）工程において、転圧したソイルセメントをさらに養生する、請求項１または２に記載のソイルセメントの製造方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変形追従性が高く、かつ再掘削が容易であり、また、用途や利活用先を拡大できるソイルセメントを製造する方法である。
【背景技術】
【0002】
ソイルセメントとは、広義には、土砂に固化材および水等を混合した混合物（フレッシュ状態）、並びに、該固化材の水和により硬化した固化体を云う。
そして、昨今では環境問題への配慮から、各種建設工事に伴う発生土砂を用いたソイルセメントが多用されている。これにより発生土を建設現場と同じ場所か、または異なる建設現場で有効活用できるため、土砂の処分場所が延命し、土砂の搬出・処分・調達に要する費用と、土砂の搬出時の騒音・振動等の環境問題を抑制できる。したがって、ソイルセメントは、経済的であるとともに、前記環境問題が生じ難いという特長がある。
そして、昨今では環境問題への配慮から、各種建設工事に伴う発生土砂を用いたソイルセメントが多用されている。これにより発生土を建設現場と同じ場所か、または異なる建設現場で有効活用できるため、土砂の処分場所が延命し、土砂の搬出・処分・調達に要する費用と、土砂の搬出時の騒音・振動等の環境問題を抑制できる。したがって、ソイルセメントは、経済的であるとともに、前記環境問題が生じ難いという特長がある。
【0003】
従来、ソイルセメントの製造において、土砂に固化材を添加する方法は、固化材の全量を土砂に一括して添加する一括添加方法（特許文献１、特許文献２）と、固化材を二度に分けて、土砂に一次および二次添加する分割添加方法（特許文献３）がある。
しかし、前記一括添加方法は、土砂が、火山灰質粘性土、および有機質土等の固化難土や、重粘土等の高粘性土の場合、目標強度を発現するために必要な固化材量が、粗粒土や低含水比土等のその他の土砂に比べ多くなる。
しかし、前記一括添加方法は、土砂が、火山灰質粘性土、および有機質土等の固化難土や、重粘土等の高粘性土の場合、目標強度を発現するために必要な固化材量が、粗粒土や低含水比土等のその他の土砂に比べ多くなる。
【0004】
また、前記分割添加方法は、一括添加方法で用いる固化材の添加量よりも少ない添加量で、一括添加方法と同程度の強度が得られるという利点はあるが、比較的、強度が高いため、地下埋設管の埋め戻し等の再掘削が必要な工事では、再掘削が困難になる場合があり、当該用途に適さなかった。さらに、分割添加方法で製造したソイルセメントは、破壊ひずみが小さく、地震等で生じるひずみ（変形）に対する追従性が低いという欠点がある。
したがって、分割添加方法では、用途や利活用先が限定されるほか、固化材の添加量の適正化が難しいため、ソイルセメント中の固化材が過剰または不足する場合がある。
したがって、分割添加方法では、用途や利活用先が限定されるほか、固化材の添加量の適正化が難しいため、ソイルセメント中の固化材が過剰または不足する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１９－１５０２２号公報
【文献】特開２０１８－２１３０３号公報
【文献】特許第７０４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明は、変形追従性が高く、かつ再掘削が容易であり、また、用途や利活用先を拡大できるソイルセメントの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そこで、本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、下記の構成を有するソイルセメントの製造方法は、前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
［１］下記（Ａ）～（Ｄ）工程を少なくとも含む、ソイルセメントの製造方法。
（Ａ）土砂に、少なくとも固化材を、ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇ添加して混合し混合物を作製する、混合物の作製工程。だだし、前記固化材の添加は１回限り（１次添加のみ）であり、２次添加は行わない。
（Ｂ）前記混合物の圧縮強さが、０．０３～１．５Ｎ／ｍｍ ２ になる期間、該混合物を仮置きして養生する、混合物の仮置き養生工程
（Ｃ）前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る、混合物の解砕工程
（Ｄ）前記解砕物を転圧して成型して、
（ｄ１）成型２８日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０４～０．４５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．０７～０．５５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．０７～０．６６Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１２～０．４４Ｎ／ｍｍ ２ であり、
（ｄ２）成型９１日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０７～０．５６Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．１１～０．７８Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．１８～１．０９Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１８～０．６９Ｎ／ｍｍ ２ である、
ソイルセメントを得る、解砕物の転圧工程
［２］前記（Ｃ）工程において、解砕物を使用するまで保管する、前記［１］に記載のソイルセメントの製造方法。
［３］前記（Ｄ）工程において、転圧したソイルセメントをさらに養生する、前記［１］または［２］に記載のソイルセメントの製造方法。
（Ａ）土砂に、少なくとも固化材を、ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇ添加して混合し混合物を作製する、混合物の作製工程。だだし、前記固化材の添加は１回限り（１次添加のみ）であり、２次添加は行わない。
（Ｂ）前記混合物の圧縮強さが、０．０３～１．５Ｎ／ｍｍ ２ になる期間、該混合物を仮置きして養生する、混合物の仮置き養生工程
（Ｃ）前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る、混合物の解砕工程
（Ｄ）前記解砕物を転圧して成型して、
（ｄ１）成型２８日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０４～０．４５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．０７～０．５５Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．０７～０．６６Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１２～０．４４Ｎ／ｍｍ ２ であり、
（ｄ２）成型９１日後の圧縮強さが、材齢３日の解砕物の成形体で０．０７～０．５６Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢７日の解砕物の成形体で０．１１～０．７８Ｎ／ｍｍ ２ 、材齢２８日の解砕物の成形体で０．１８～１．０９Ｎ／ｍｍ ２ 、および、材齢３６５日の解砕物の成形体で０．１８～０．６９Ｎ／ｍｍ ２ である、
ソイルセメントを得る、解砕物の転圧工程
［２］前記（Ｃ）工程において、解砕物を使用するまで保管する、前記［１］に記載のソイルセメントの製造方法。
［３］前記（Ｄ）工程において、転圧したソイルセメントをさらに養生する、前記［１］または［２］に記載のソイルセメントの製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明により製造したソイルセメントは、変形に対する追従性が高く、かつ再掘削できる強度である。
また、前記（Ａ）工程で作製した混合物を、一定期間、仮置き養生するため、および(Ｃ)工程で解砕した解砕物を使用するまで保管するため、使用期間を長く確保できるから、ソイルセメントの用途や利活用先を拡大できる。
また、前記（Ａ）工程で作製した混合物を、一定期間、仮置き養生するため、および(Ｃ)工程で解砕した解砕物を使用するまで保管するため、使用期間を長く確保できるから、ソイルセメントの用途や利活用先を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】（Ｃ）工程で仮置き養生を終えた混合物の状態を示す写真であって、左の写真は強度が高くて解砕できない状態を示し、中央の写真は解砕が容易で解砕した状態を示し、右の写真は泥濘化して解砕できない状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、前記したとおり、（Ａ）混合物の作製工程、（Ｂ）混合物の仮置き養生工程、（Ｃ）混合物の解砕工程、および（Ｄ）解砕物の転圧工程を少なくとも含む、ソイルセメントの製造方法である。
以下、前記（Ａ）～（Ｄ）工程に分けて、本発明を詳細に説明する。
以下、前記（Ａ）～（Ｄ）工程に分けて、本発明を詳細に説明する。
【0012】
（Ａ）混合物の作製工程
前記（Ａ）工程は、土砂に、少なくとも固化材を添加して混合し混合物を作製する工程である。次に、土砂、固化材、混合装置、および加水の順に説明する。
（i）土砂
該土砂は、建物等の建設現場や道路工事現場等から発生する土砂、残土、および廃土等の土砂、並びに、掘削等の施工現場で発生する土砂、および施工現場付近で採取できる土砂等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、該土砂の種類は、特に限定されず、粗粒土、細粒土、火山灰質粘性土、有機質土、および高有機質土等の固化難土、並びに、粘土等の高粘性土から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記（Ａ）工程は、土砂に、少なくとも固化材を添加して混合し混合物を作製する工程である。次に、土砂、固化材、混合装置、および加水の順に説明する。
（i）土砂
該土砂は、建物等の建設現場や道路工事現場等から発生する土砂、残土、および廃土等の土砂、並びに、掘削等の施工現場で発生する土砂、および施工現場付近で採取できる土砂等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、該土砂の種類は、特に限定されず、粗粒土、細粒土、火山灰質粘性土、有機質土、および高有機質土等の固化難土、並びに、粘土等の高粘性土から選ばれる１種以上が挙げられる。
【0013】
（ii）固化材
該固化材は、高炉セメントＢ種、高炉セメントＡ種、高炉セメントＣ種、ポルトランドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメント、およびセメント系固化材から選ばれる１種以上である。ここで、前記セメント系固化材はセメントを母材とする複合材であり、一般軟弱土用、特殊土用（汎用型）、および高有機質土用等の固化の用途や固化現場の状況等に応じて決めるとよい。
前記セメント系固化材は、市販のセメント系固化材を例にすれば、汎用型ではジオセット２００（登録商標、太平洋セメント社製）、高有機質土用ではジオセット２２５（登録商標、太平洋セメント社製）等が挙げられる。なお、コストの低さや固化性能の高さを勘案すると、前記固化材は、好ましくは高炉セメントＢ種、およびセメント系固化材である。
該固化材は、高炉セメントＢ種、高炉セメントＡ種、高炉セメントＣ種、ポルトランドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメント、およびセメント系固化材から選ばれる１種以上である。ここで、前記セメント系固化材はセメントを母材とする複合材であり、一般軟弱土用、特殊土用（汎用型）、および高有機質土用等の固化の用途や固化現場の状況等に応じて決めるとよい。
前記セメント系固化材は、市販のセメント系固化材を例にすれば、汎用型ではジオセット２００（登録商標、太平洋セメント社製）、高有機質土用ではジオセット２２５（登録商標、太平洋セメント社製）等が挙げられる。なお、コストの低さや固化性能の高さを勘案すると、前記固化材は、好ましくは高炉セメントＢ種、およびセメント系固化材である。
【0014】
該固化材の添加量は、前記ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇである。該添加量がソイルセメント１ｍ３当たり５０ｋｇ未満では、後掲の表1中の比較例１および表３中の比較例１０が示すようにソイルセメントの強度は十分ではなく、４００ｋｇを超えると、後掲の表1中の比較例６および表３中の比較例１３が示すようにソイルセメントの強度は過大になり、前記（Ｃ）工程において解砕が容易でない場合がある。なお、前記固化材の添加量は、ソイルセメント１ｍ３当たり、好ましくは８０～３００ｋｇである。また、前記添加量は、室内配合試験等により、事前に適正量を決めるとよい。
【0015】
（iii）混合装置
前記土砂と固化材を混合するための装置は、特に限定されず、一般に、コンクリートやモルタルの混練に用いるミキサーでよく、例えば、可傾式ミキサー、強制練りミキサー、ドラムミキサー、重力式ミキサー、およびハンドミキサー等が挙げられる。また、建設現場等では、該混合装置は、バックホウ、バケットミキシング、およびソイルセメント専用のバッチ式または連続式のミキサー等が挙げられる。
ちなみに、土砂に、固化材を添加することにより生じる効果は、以下の点が挙げられる。
（ａ）見掛けの含水比が低下する。
（ｂ）土砂中の土粒子が団粒化するから、土性が改質される。
（ｃ）締固め等の施工性が向上する。
（ｄ）固化材中のカルシウムイオンと、土砂中のフミン酸等の腐食酸が反応して、ソイルセメントの固化阻害物である腐食酸を固定するため、固化反応がより促進する。
前記土砂と固化材を混合するための装置は、特に限定されず、一般に、コンクリートやモルタルの混練に用いるミキサーでよく、例えば、可傾式ミキサー、強制練りミキサー、ドラムミキサー、重力式ミキサー、およびハンドミキサー等が挙げられる。また、建設現場等では、該混合装置は、バックホウ、バケットミキシング、およびソイルセメント専用のバッチ式または連続式のミキサー等が挙げられる。
ちなみに、土砂に、固化材を添加することにより生じる効果は、以下の点が挙げられる。
（ａ）見掛けの含水比が低下する。
（ｂ）土砂中の土粒子が団粒化するから、土性が改質される。
（ｃ）締固め等の施工性が向上する。
（ｄ）固化材中のカルシウムイオンと、土砂中のフミン酸等の腐食酸が反応して、ソイルセメントの固化阻害物である腐食酸を固定するため、固化反応がより促進する。
【0016】
（iv）加水
該（Ａ）工程において、土砂の粘性が高いため固化材の攪拌・混合が困難、または不可能な場合や、土砂の含水比が低く、固化材の水和に必要な水分が不足する場合は、混合物の混練時に加水するのが好ましい。
ここで、前記の土砂の粘性が高いため固化材の攪拌・混合が困難、または不可能な場合とは、攪拌・混合が混合装置の性能に依存するから一義的には云えないが、例えば、攪拌・混合できないか、または均一に混合しない場合をいう。
また、前記加水に用いる水は、上水道水、河川水、湖沼水、海水、および下水処理水等である。なお、加水量は、使用する水を用いて実際に混合物を調製して決めるとよい。その際、上水道水以外を使用する場合は、固化性能に悪影響を及ぼさないことを事前に確認することが好ましい。
該（Ａ）工程において、土砂の粘性が高いため固化材の攪拌・混合が困難、または不可能な場合や、土砂の含水比が低く、固化材の水和に必要な水分が不足する場合は、混合物の混練時に加水するのが好ましい。
ここで、前記の土砂の粘性が高いため固化材の攪拌・混合が困難、または不可能な場合とは、攪拌・混合が混合装置の性能に依存するから一義的には云えないが、例えば、攪拌・混合できないか、または均一に混合しない場合をいう。
また、前記加水に用いる水は、上水道水、河川水、湖沼水、海水、および下水処理水等である。なお、加水量は、使用する水を用いて実際に混合物を調製して決めるとよい。その際、上水道水以外を使用する場合は、固化性能に悪影響を及ぼさないことを事前に確認することが好ましい。
【0017】
（Ｂ）混合物の仮置き養生工程
前記（Ｂ）工程は、混合物が解砕可能である期間、該混合物を仮置きして養生する工程である。
前記「解砕可能である期間」とは、粉砕に用いる器具や装置の性能にもよるが、例えば、混合物の圧縮強さで云えば、０．０３～１．５Ｎ／ｍｍ２となる期間である。該圧縮強さが０．０３Ｎ／ｍｍ２未満では、前記混合物の強度が解砕できる強度に達せず、力を加えると泥濘化する場合があり、また１．５Ｎ／ｍｍ２を超えると、解砕が容易でなくなるか、解砕後の転圧が困難になる場合がある。なお、前記圧縮強さは、好ましくは０．０８～１．０Ｎ／ｍｍ２である。ちなみに、後掲の表１～３に基づけば、仮置き養生の期間は、３～３６５日の範囲内である。
固化材量が多いほど、また養生期間が長いほど、原則として強度は高くなるため解砕は困難になる。ただし、固化材量が多い場合でも養生期間が短ければ、強度の増加度が小さいために解砕は容易な場合がある。一方、固化材量が少ない場合でも養生期間が長ければ強度の増加度が大きくなるため、解砕が困難となる場合もある。即ち、［強度(主に固化材量に依存)／養生期間／解砕の難易度］は相互に関係するため、用途や利活用先を考慮してそれぞれを決定することが重要である。したがって、実際の土砂を用いて事前の配合試験を実施することが好ましい。
また、仮置き養生の方法は特に限定されず、シート掛け、密封養生、および封緘養生等が挙げられる。
前記（Ｂ）工程は、混合物が解砕可能である期間、該混合物を仮置きして養生する工程である。
前記「解砕可能である期間」とは、粉砕に用いる器具や装置の性能にもよるが、例えば、混合物の圧縮強さで云えば、０．０３～１．５Ｎ／ｍｍ２となる期間である。該圧縮強さが０．０３Ｎ／ｍｍ２未満では、前記混合物の強度が解砕できる強度に達せず、力を加えると泥濘化する場合があり、また１．５Ｎ／ｍｍ２を超えると、解砕が容易でなくなるか、解砕後の転圧が困難になる場合がある。なお、前記圧縮強さは、好ましくは０．０８～１．０Ｎ／ｍｍ２である。ちなみに、後掲の表１～３に基づけば、仮置き養生の期間は、３～３６５日の範囲内である。
固化材量が多いほど、また養生期間が長いほど、原則として強度は高くなるため解砕は困難になる。ただし、固化材量が多い場合でも養生期間が短ければ、強度の増加度が小さいために解砕は容易な場合がある。一方、固化材量が少ない場合でも養生期間が長ければ強度の増加度が大きくなるため、解砕が困難となる場合もある。即ち、［強度(主に固化材量に依存)／養生期間／解砕の難易度］は相互に関係するため、用途や利活用先を考慮してそれぞれを決定することが重要である。したがって、実際の土砂を用いて事前の配合試験を実施することが好ましい。
また、仮置き養生の方法は特に限定されず、シート掛け、密封養生、および封緘養生等が挙げられる。
【0018】
（Ｃ）混合物の解砕工程
該工程は、前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る工程である。該粒径が２００ｍｍを超えると転圧が困難になる場合がある。なお、該粒径は、好ましくは１５０ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５０ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以下である。
また、本発明で用いる解砕方法は特に限定されないが、前記仮置き養生を終えた混合物を、篩が装着された解砕機を用いて砕く方法、および、バックホウのバケットまたはキャタピラで押し潰す方法等が挙げられる。
該工程は、前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る工程である。該粒径が２００ｍｍを超えると転圧が困難になる場合がある。なお、該粒径は、好ましくは１５０ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５０ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以下である。
また、本発明で用いる解砕方法は特に限定されないが、前記仮置き養生を終えた混合物を、篩が装着された解砕機を用いて砕く方法、および、バックホウのバケットまたはキャタピラで押し潰す方法等が挙げられる。
【0019】
なお、解砕時における混合物の圧縮強さが１．０Ｎ／ｍｍ２を超える場合は、解砕物の締固め性（充填性）を高めることによりソイルセメントの強度が向上するから、解砕物に加水するのが好ましい。
前記加水に用いる水は、上水道水、河川水、湖沼水、海水、および下水処理水等を用いることができる。なお、加水量は、使用する水を用いて実際に混合物を調製して決めるとよい。その際、上水道水以外を使用する場合は、固化性能に悪影響を及ぼさないことを確認することが好ましい。
前記解砕物は、解砕物を使用するときまで保管すると便利である。保管した解砕物は、適時、転圧等を行って使用することにより、将来に渡って、ソイルセメントの用途や利活用先を拡大できる。
前記加水に用いる水は、上水道水、河川水、湖沼水、海水、および下水処理水等を用いることができる。なお、加水量は、使用する水を用いて実際に混合物を調製して決めるとよい。その際、上水道水以外を使用する場合は、固化性能に悪影響を及ぼさないことを確認することが好ましい。
前記解砕物は、解砕物を使用するときまで保管すると便利である。保管した解砕物は、適時、転圧等を行って使用することにより、将来に渡って、ソイルセメントの用途や利活用先を拡大できる。
【0020】
（Ｄ）解砕物の転圧工程
該工程は、前記解砕物を転圧してソイルセメントを得る工程である。
本発明で用いる転圧方法は特に限定されず、振動ローラや振動ダンパによる転圧が挙げられる。また、より高い強度を要する用途には、解砕物に固化材を添加して転圧するとよい。
また、ソイルセメントの強度が不足する場合は、該転圧工程において、解砕物に固化材を添加してソイルセメントを得ることもできる。
該工程において、冬期の施工後の凍結防止や、夏期の施工後の打設面の乾燥を防ぐため、養生することが好ましい。該養生は、養生シートや養生マットの使用、および、これらの養生と散水や吸熱養生の併用が挙げられる。
該工程は、前記解砕物を転圧してソイルセメントを得る工程である。
本発明で用いる転圧方法は特に限定されず、振動ローラや振動ダンパによる転圧が挙げられる。また、より高い強度を要する用途には、解砕物に固化材を添加して転圧するとよい。
また、ソイルセメントの強度が不足する場合は、該転圧工程において、解砕物に固化材を添加してソイルセメントを得ることもできる。
該工程において、冬期の施工後の凍結防止や、夏期の施工後の打設面の乾燥を防ぐため、養生することが好ましい。該養生は、養生シートや養生マットの使用、および、これらの養生と散水や吸熱養生の併用が挙げられる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は該実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）試料土
用いた試料土は、神奈川県産の土砂（表１）、静岡県産の土砂（表２中のＡ）、広島県産の土砂（表２中のＢ）、北海道産の土砂（表２中のＣ）、および熊本県産の土砂（表３）である。
１．使用材料
（１）試料土
用いた試料土は、神奈川県産の土砂（表１）、静岡県産の土砂（表２中のＡ）、広島県産の土砂（表２中のＢ）、北海道産の土砂（表２中のＣ）、および熊本県産の土砂（表３）である。
【0022】
（２）固化材
用いた固化材は、ジオセット２２５［登録商標、太平洋セメント社製］（表１、表３）、および高炉セメントＢ種［太平洋セメント社製］（表２）である。
用いた固化材は、ジオセット２２５［登録商標、太平洋セメント社製］（表１、表３）、および高炉セメントＢ種［太平洋セメント社製］（表２）である。
【0023】
２．解砕の難易度の判定
表１～３に示す配合に従い、前記試料土と１次添加用の固化材をホバート型ミキサを用いて混練し、混合物を作製した。ただし、混練が困難な場合は、混練できるまで加水した。
次に、該混合物をポリ袋に入れて、該混合物の圧縮強さが０．０２（比較例１等）～２．０７（比較例６）Ｎ／ｍｍ２になるまで密封養生して仮置きした後、目開き９．５ｍｍのフルイを通過させて、表１～３に記載の材齢の混合物を解砕した。
解砕の難易度は、各混合物の解砕時の状況により判定した。また、解砕時の強度が、０．０１Ｎ／ｍｍ２である比較例１０、並びに、０．０２Ｎ／ｍｍ２である比較例１および比較例１１は、フルイを通過させるために圧力を掛けると泥濘化して解砕できなかった。
表１～３に示す配合に従い、前記試料土と１次添加用の固化材をホバート型ミキサを用いて混練し、混合物を作製した。ただし、混練が困難な場合は、混練できるまで加水した。
次に、該混合物をポリ袋に入れて、該混合物の圧縮強さが０．０２（比較例１等）～２．０７（比較例６）Ｎ／ｍｍ２になるまで密封養生して仮置きした後、目開き９．５ｍｍのフルイを通過させて、表１～３に記載の材齢の混合物を解砕した。
解砕の難易度は、各混合物の解砕時の状況により判定した。また、解砕時の強度が、０．０１Ｎ／ｍｍ２である比較例１０、並びに、０．０２Ｎ／ｍｍ２である比較例１および比較例１１は、フルイを通過させるために圧力を掛けると泥濘化して解砕できなかった。
【0024】
３．供試体の作製
次に、表１～３に示す配合に従い、該解砕物単独（実施例）、または該解砕物と２次添加用の固化材（比較例）をホバート型ミキサを用いて混練した混練物を内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍのモールドにセメント協会標準試験方法(ＪＣＡＳ Ｌ－０１)により転圧し、実施例および比較例の供試体を作製した。
また、参考例１～３の供試体は、固化材を添加せずに転圧のみで作製した。
次に、表１～３に示す配合に従い、該解砕物単独（実施例）、または該解砕物と２次添加用の固化材（比較例）をホバート型ミキサを用いて混練した混練物を内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍのモールドにセメント協会標準試験方法(ＪＣＡＳ Ｌ－０１)により転圧し、実施例および比較例の供試体を作製した。
また、参考例１～３の供試体は、固化材を添加せずに転圧のみで作製した。
【0025】
４．耐水性試験
前記供試体（表１～３中では固化体と記載した。）の耐水性は、降雨等によるソイルセメントの耐水性を評価するため、供試体の泥化や崩壊の有無を目視により判定して、耐水性の良・不良を判定した。なお、前記固化体の耐水性の良・不良は、表１、２では、材齢7日の混合物を解砕して得た解砕物を転圧して作製した成型２８日後の供試体を用い、また、表３では、材齢２８日の混合物を解砕して得た解砕物を転圧して作製した成型２８日後の供試体を用いた。
前記供試体（表１～３中では固化体と記載した。）の耐水性は、降雨等によるソイルセメントの耐水性を評価するため、供試体の泥化や崩壊の有無を目視により判定して、耐水性の良・不良を判定した。なお、前記固化体の耐水性の良・不良は、表１、２では、材齢7日の混合物を解砕して得た解砕物を転圧して作製した成型２８日後の供試体を用い、また、表３では、材齢２８日の混合物を解砕して得た解砕物を転圧して作製した成型２８日後の供試体を用いた。
【0026】
５．圧縮強さ試験および破壊ひずみ試験
前記供試体の圧縮強さ（表中では「強度」で表す。）、および、材齢７日の混合物の解砕物を用いた成型２８日後の供試体の破壊ひずみは、ＪＩＳ Ａ １２１６「土の一軸圧縮試験方法」に準拠して測定した。
なお、表３中の比較例１３は、固化材を一次添加した直後に転圧して成型し、成型２８日後、および成型９１日後の成形体（通常の圧縮強さ試験に用いる供試体）の圧縮強さと破壊ひずみ、および耐水性を測定した。また、比較例１３の解砕の難易度は、この測定した強度に基づき判定した。
以上の結果を表１～３に示すとともに、ソイルセメントの物性に影響する、土砂の種類（産地）、並びに、固化材の種類および添加量が同じ実施例と比較例同士を、おもに比較しながら、試験結果の評価を以下に論じる。
前記供試体の圧縮強さ（表中では「強度」で表す。）、および、材齢７日の混合物の解砕物を用いた成型２８日後の供試体の破壊ひずみは、ＪＩＳ Ａ １２１６「土の一軸圧縮試験方法」に準拠して測定した。
なお、表３中の比較例１３は、固化材を一次添加した直後に転圧して成型し、成型２８日後、および成型９１日後の成形体（通常の圧縮強さ試験に用いる供試体）の圧縮強さと破壊ひずみ、および耐水性を測定した。また、比較例１３の解砕の難易度は、この測定した強度に基づき判定した。
以上の結果を表１～３に示すとともに、ソイルセメントの物性に影響する、土砂の種類（産地）、並びに、固化材の種類および添加量が同じ実施例と比較例同士を、おもに比較しながら、試験結果の評価を以下に論じる。
【0027】
【表1】
【0028】
（１）表１について
（i）実施例５と比較例２、３の比較
固化材の（全）添加量が２５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、成型２８日後および９１日後の、実施例５／比較例２、および実施例５／比較例３の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．１０～０．２０と低かった。なお、表１のカッコ内の数値は、例えば、比較例２の材齢７日解砕物の「０．２０」では、実施例５／比較例２の強度比を示す。表１中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物のいずれも、比較例２、３に比べ実施例５は４倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、該実施例および比較例の耐水性は良好だった。
（i）実施例５と比較例２、３の比較
固化材の（全）添加量が２５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、成型２８日後および９１日後の、実施例５／比較例２、および実施例５／比較例３の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．１０～０．２０と低かった。なお、表１のカッコ内の数値は、例えば、比較例２の材齢７日解砕物の「０．２０」では、実施例５／比較例２の強度比を示す。表１中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物のいずれも、比較例２、３に比べ実施例５は４倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、該実施例および比較例の耐水性は良好だった。
【0029】
（ii）実施例７と比較例４、５の比較
固化材の（全）添加量が３５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、成型２８日後および９１日後の、実施例７／比較例４および実施例７／比較例５の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．１１～０．２２と低かった。
また、破壊ひずみは、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物のいずれも、比較例４、５に比べ実施例７は５倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、該実施例および比較例の耐水性は良好だった。
なお、参考例１（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた比較例１（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
固化材の（全）添加量が３５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、成型２８日後および９１日後の、実施例７／比較例４および実施例７／比較例５の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．１１～０．２２と低かった。
また、破壊ひずみは、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物のいずれも、比較例４、５に比べ実施例７は５倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、該実施例および比較例の耐水性は良好だった。
なお、参考例１（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた比較例１（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
【0030】
（iii）比較例１について
比較例１では、ソイルセメント１ｍ３当たり固化材の添加量は４０ｋｇ／ｍ３と少ないため、解砕時に泥濘化して解砕が困難であった。したがって、本発明では、強度を低くするために固化材の添加量をソイルセメント１ｍ３当たり５０ｋｇ／ｍ３未満にすると、解砕が困難になる。
比較例１では、ソイルセメント１ｍ３当たり固化材の添加量は４０ｋｇ／ｍ３と少ないため、解砕時に泥濘化して解砕が困難であった。したがって、本発明では、強度を低くするために固化材の添加量をソイルセメント１ｍ３当たり５０ｋｇ／ｍ３未満にすると、解砕が困難になる。
【0031】
【表2】
【0032】
（３）表２について
実施例１１と比較例７の比較
固化材の（全）添加量が２４０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１１／比較例７の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．４３～０．８６と低かった。なお、表２のカッコ内の数値は、例えば、実施例１１の材齢７日解砕物の「０．８６」では、実施例１１／比較例７の強度比を示す。表２中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、比較例７に比べ実施例１１では１．３倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、実施例１１と比較例７の耐水性はいずれも良好だった。
また、試料土が広島産（実施例１２、比較例８）や北海道産（実施例１３、比較例９）と、土砂の種類が変わっても、前記静岡産（実施例１１、比較例７）と同様のことが云える。
なお、参考例２（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた実施例９（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
実施例１１と比較例７の比較
固化材の（全）添加量が２４０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１１／比較例７の強度比（カッコ内の数値）は、材齢７日解砕物および材齢２８日解砕物において、０．４３～０．８６と低かった。なお、表２のカッコ内の数値は、例えば、実施例１１の材齢７日解砕物の「０．８６」では、実施例１１／比較例７の強度比を示す。表２中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、比較例７に比べ実施例１１では１．３倍程度と高く、変形追従性に優れていた。さらに、実施例１１と比較例７の耐水性はいずれも良好だった。
また、試料土が広島産（実施例１２、比較例８）や北海道産（実施例１３、比較例９）と、土砂の種類が変わっても、前記静岡産（実施例１１、比較例７）と同様のことが云える。
なお、参考例２（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた実施例９（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
【0033】
【表3】
【0034】
（４）表３について
（i）実施例１４と比較例１１の比較
固化材の（全）添加量が１５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１４／比較例１１の強度比（カッコ内の数値）は、材齢２８日解砕物および材齢３６５日解砕物において、０．３８～０．７６と低かった。なお、表３のカッコ内の数値は、例えば、実施例１４の材齢２８日解砕物の「０．７６」では、実施例１４／比較例１１の強度比を示す。表３中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、比較例１１に比べ実施例１４では１．１倍程度と高く、変形追従性が高い。さらに、実施例１４と比較例１１の耐水性はいずれも良好だった。
これらのことから、仮置き養生の期間が３６５日の解砕物を用いても、適切な強度を有し、変形追従性と耐水性が高いソイルセメントを製造できることが分かる。
なお、参考例３（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた比較例１０（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
（i）実施例１４と比較例１１の比較
固化材の（全）添加量が１５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１４／比較例１１の強度比（カッコ内の数値）は、材齢２８日解砕物および材齢３６５日解砕物において、０．３８～０．７６と低かった。なお、表３のカッコ内の数値は、例えば、実施例１４の材齢２８日解砕物の「０．７６」では、実施例１４／比較例１１の強度比を示す。表３中のその他も同様。
また、破壊ひずみは、比較例１１に比べ実施例１４では１．１倍程度と高く、変形追従性が高い。さらに、実施例１４と比較例１１の耐水性はいずれも良好だった。
これらのことから、仮置き養生の期間が３６５日の解砕物を用いても、適切な強度を有し、変形追従性と耐水性が高いソイルセメントを製造できることが分かる。
なお、参考例３（固化材無添加）の圧縮強さと破壊ひずみはいずれも、同じ土砂を用いた比較例１０（固化材添加）と同程度であるにもかかわらず、固化材で改質されていないため、耐水性は不良であった。
【0035】
（ii）実施例１６と比較例１２の比較
固化材の（全）添加量が２５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１６／比較例１２の強度比（カッコ内の数値）は、材齢２８日解砕物および材齢３６５日解砕物において、０．３４～０．８８と低かった。
また、破壊ひずみは、比較例１２に比べ実施例１６では１．８倍と高く、変形追従性が優れている。さらに、実施例１６と比較例１２の耐水性はいずれも良好だった。
これらのことから、仮置き養生の期間が３６５日の解砕物を用いても、適切な強度を有し、変形追従性と耐水性が高いソイルセメントを製造できることが分かる。
（iii）比較例１０について
比較例１０では、ソイルセメント１ｍ３当たり固化材の添加量は３０ｋｇ／ｍ３と少ないため、解砕時に泥濘化して解砕が困難であった。
（iv）比較例１３について
比較例１３は、前記のとおり、固化材を一次添加した直後に転圧して成型した成形体（通常の圧縮強さ試験に用いる供試体）であるが、本発明のソイルセメントに比べ、圧縮強さは高く解砕は困難で、破壊ひずみが低いため変形追従性に劣る。
固化材の（全）添加量が２５０ｋｇ／ｍ３と同じであるにもかかわらず、実施例１６／比較例１２の強度比（カッコ内の数値）は、材齢２８日解砕物および材齢３６５日解砕物において、０．３４～０．８８と低かった。
また、破壊ひずみは、比較例１２に比べ実施例１６では１．８倍と高く、変形追従性が優れている。さらに、実施例１６と比較例１２の耐水性はいずれも良好だった。
これらのことから、仮置き養生の期間が３６５日の解砕物を用いても、適切な強度を有し、変形追従性と耐水性が高いソイルセメントを製造できることが分かる。
（iii）比較例１０について
比較例１０では、ソイルセメント１ｍ３当たり固化材の添加量は３０ｋｇ／ｍ３と少ないため、解砕時に泥濘化して解砕が困難であった。
（iv）比較例１３について
比較例１３は、前記のとおり、固化材を一次添加した直後に転圧して成型した成形体（通常の圧縮強さ試験に用いる供試体）であるが、本発明のソイルセメントに比べ、圧縮強さは高く解砕は困難で、破壊ひずみが低いため変形追従性に劣る。
【要約】
【課題】本発明は、変形追従性が高く、かつ再掘削が容易であり、また、用途や利活用先を拡大できるソイルセメントの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、下記（Ａ）～（Ｄ）工程を少なくとも含む、ソイルセメントの製造方法である。
（Ａ）土砂に、少なくとも固化材を、ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇ添加して混合し混合物を作製する、混合物の作製工程
（Ｂ）前記混合物が解砕可能である期間、該混合物を仮置きして養生する、混合物の仮置き養生工程
（Ｃ）前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る、混合物の解砕工程
（Ｄ）前記解砕物を転圧してソイルセメントを得る、解砕物の転圧工程
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、下記（Ａ）～（Ｄ）工程を少なくとも含む、ソイルセメントの製造方法である。
（Ａ）土砂に、少なくとも固化材を、ソイルセメント１ｍ３当たり５０～４００ｋｇ添加して混合し混合物を作製する、混合物の作製工程
（Ｂ）前記混合物が解砕可能である期間、該混合物を仮置きして養生する、混合物の仮置き養生工程
（Ｃ）前記仮置き養生を終えた混合物を、粒径が２００ｍｍ以下に解砕して解砕物を得る、混合物の解砕工程
（Ｄ）前記解砕物を転圧してソイルセメントを得る、解砕物の転圧工程
【選択図】図１
【図1】