製鋼スラグ混合土の配合・混合条件がその力学特性に与える影響について

https://www.pari.go.jp/2012/12/20121221135941.html

要旨

浚渫土を地盤材料として活用するための一つの方法として、近年、浚渫土に製鋼スラグを加えて改質・固化する製鋼スラグ混合土の利用が検討されている。

これまでの研究により、製鋼スラグ混合土を海域で使用した場合の環境安全性や底質の浄化作用が確認されている。

また、製鋼スラグ混合土の力学特性についても研究が進められているが、実施工後に現地で採取した試料の強度が強度管理用に別途作製した試料の強度を下回った例も報告されるなど、製鋼スラグ混合土の強度に影響を与える要因等については未解明な点が多く残されている。

本研究では、製鋼スラグ混合土の配合・混合条件と強度の変化、またその変化の要因について検討した。

はじめに、固化の進展状況と固化に影響を与える要因について調査した結果、浚渫土が製鋼スラグとの接触面から1cm程度の範囲で固化すること、固化には浚渫土中のシリカ・製鋼スラグ中の遊離石灰の溶出に関わる化学平衡が大きく影響することがわかった。

このことから、高い強度を得るためには、最適な製鋼スラグの添加量が存在することが予想された。

その後、配合条件を様々に変化させた製鋼スラグ混合土の一軸圧縮試験を実施し、その結果を浚渫土と製鋼スラグの乾燥質量比で整理することで、高い強度を得るための最適な乾燥質量比が存在することを確認した。

また、製鋼スラグ混合土の強度には、初期含水比（製鋼スラグを添加した直後の含水比）が大きく影響することがわかった。

さらに、X線CT装置を用いて製鋼スラグ混合土の供試体を観察し、製鋼スラグ混合土の混合状態と強度、破壊パターンの関係を整理し、とりまとめた。

1. はじめに

2. 既往の研究

3. 実験材料

3.1 浚渫土

3.2 製鋼スラグ

4. 製鋼スラグ混合土の固化の進行状況

4.1 模型実験

4.2 模型地盤から採取した試料の調査

4.3 固化要因検討のための針貫入試験

4.4 まとめ

5. 製鋼スラグ混合土の配合・混合条件が強度に与える影響

5.1 実験方法

5.2 実験結果

5.3 まとめ

6. 製鋼スラグ混合土の破壊の進行状況

6.1 十分に撹拌した供試体の破壊状況

6.2 不均質な供試体の破壊状況

6.3 製鋼スラグ混合土の破壊状況のまとめ

7. 現地で製造した製鋼スラグ混合土の内部状況の観察

8. 本研究のまとめ

9. おわり

謝辞

参考文献

1) 社団法人日本鉄鋼連盟：転炉系製鋼スラグ海域利用の手引き，2008年.

2) 岩本二郎・坂田和也・澤孝平・友久誠司：鉄鋼スラグを混合した建設泥土の強度特性について，第59回土木学会年次学術講演会講演概要集，論文番号3-539，2004．

3) 鶴谷広一・中川雅夫・木曽英滋・古川恵太：鉄鋼スラグの干潟材料への適用性に関する水槽実験，海岸工学論文集，Vol.52，pp.986-990，2005．

4) 木曽英滋・堤直人・渋谷正信・中川雅夫：海域施肥時のコンブ等の生育に関する実海域実験―転炉系製鋼スラグ等を用いた藻場造成技術開発（1）―，第20回海洋工学シンポジウム講演論文集，2008． - 104

5) 加藤敏明・相本道宏・三木理・中川雅夫：製鋼スラグ等の海域施肥試験における海域Fe濃度分布に関する検討―転炉系製鋼スラグ等を用いた藻場造成技術開発（2）―，第20回海洋工学シンポジウム講演論文集，2008．

6) 堤直人・加藤敏朗・本村泰三・中川雅夫：海域施肥時のコンブ等の生育に及ぼす施肥原料成分の影響に関する水槽実験結果―転炉系製鋼スラグ等を用いた藻場造成技術開発（3）―，第20回海洋工学シンポジウム講演論文集，2008．

7) 金山進・相馬明郎・田中裕一・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：浚渫土と転炉系製鋼スラグの混合材の海域適用によるpHの影響予測，海洋開発論文集，Vol.24，pp.333-338，2008．

8) 新日本製鐵株式会社・JFEスチール株式会社：転炉系製鋼スラグ製品による沿岸域の環境改善技術，閉鎖性海域における水環境改善技術実証試験結果報告書，平成21年度環境技術実証事業，環境省，2010．

9) JFEスチール株式会社・JFEミネラル株式会社：製鋼スラグを用いた藻場造成・水質改善技術，閉鎖性海域における水環境改善技術実証試験結果報告書，平成21年度環境技術実証事業，環境省，2010．

10) 木曽英滋・辻井正人・中川雅夫・伊藤公夫・永留健：転炉系製鋼スラグの混合による浚渫土改良，第63回土木学会年次学術講演会講演概要集，論文番号2-074，2008．

11) 木曽英滋・辻井正人・伊藤公夫・中川雅夫・五明美智男・永留健：転炉系製鋼スラグの混合による浚渫土の固化改良技術，海洋開発論文集，Vol.24，pp.327-332，2008．

12) JFEスチール株式会社：改質浚渫土の強度推定方法及び浚渫土の改質方法，特開2012-31618，公開特許公報，2012．

13) 田中裕一・川崎隆広・山田耕一・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：転炉系製鋼スラグの原位置混合打設工法の開発，第63回土木学会年次学術講演会講演概要集，論文番号2-076，2008．

14) 川崎隆広・田中裕一・山田耕一・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：転炉系製鋼スラグ海域利用のための施工技術開発―トレミー管内混合工法―，第63回土木学会年次学術講演会講演概要集，論文番号2-077，2008．

15) 武田将英・五明美智男・永留健・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：混合材料の鉛直管内落下特性―粘性土と転炉系製鋼スラグを例として―，海洋開発論文集，Vol.24，pp.339-344，2008．

16) 武田将英・五明美智男・永留健・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：浚渫土と転炉系製鋼スラグの連続式混合固化改質の実海域試験施工，第63回土木学会年次学術講演会講演概要集，論文番号2-075，2008．

17) 武田将英・五明美智男・永留健・辻井正人・木曽英滋・中川雅夫：浚渫土と転炉系製鋼スラグの混合固化改良の実海域試験―連続式混合投入施工，海洋開発論文集，Vol.24，pp.351-356，2008．

18) 永留健・御手洗義夫・赤司有三・中川雅夫：沿岸海域におけるカルシア改質土の適用例，地盤工学会誌，No.

60，Vol.2，pp.38-41，2012．

19) 和田眞郷・鶴ヶ崎和博・赤野博・中川雅夫・辻井正人・木曽英滋：浚渫泥土と転炉系製鋼スラグの撹乱混合土砂を用いた実海域試験施工―バッチ式混合投入施工，海洋開発論文集，Vol.24，pp.345-350，2008．

20) 西田浩太・田口博文・永留健・赤司有三・上野雅明：配合の異なるカルシア改質土が水中環境へ及ぼす影響と強度特性，第46回地盤工学研究発表会発表講演集，論文番号1061，2011．

21) 五十嵐ひろ子・御手洗義夫・永留健・渡部要一・森川嘉之，水谷崇亮：異なる曝露条件で養生したカルシア改質土の長期安定性，第47回地盤工学研究発表会発表講演集，論文番号310，2012．

22) 赤司有三・中川雅夫・横尾正義・武藤弘・西山秀雄：「高速回転式カルシア改質工法」による津波堆積土の改質，第47回地盤工学研究発表会発表講演集，論文番号308，2012．

23) 飯室賢一朗・聖生守雄・赤司有三・福永和久・橋本耕作：「高速回転式カルシア改質工法」による津波堆積土からの異物分別，第47回地盤工学研究発表会発表講演集，論文番号309，2012．

24) 姜敏秀・渡部要一・土田孝：SEMおよびポロシメーターを利用した土の微視的構造の観察とその評価，港湾空港技術研究所資料，No.1032，2002.

25) 橋本勝文・大即信明・西田孝弘，セメント系改良地盤のCa溶脱に伴う強度低下に関するCl-の影響を考慮した長期予測，土木学会論文集C，Vol.64，No.2，pp.226-237，2008.

26) 川端雄一郎・山田一夫・松下博通：岩石学的分析に基づいた安山岩のASR反応性評価および膨張挙動解析，土木学会論文集E，Vol.63，No.4，pp.689-703，2007.

27) 堤直人・田中誠・田崎智晶・天田克己・久末治・山本充・山田祐輝・遠藤公一：製鋼スラグの迅速炭酸化処理技術の開発，新日鉄技報第388号，pp.99-109，- 105 2008．

28) 菊池喜昭・水谷崇亮・永留健・畠俊郎：マイクロフォーカスX線CTスキャナの地盤工学への適用性の検討，港湾空港技術研究所資料，No.1125，2006.

#2025-05-08 13:33:19

#2025-04-09 09:38:01