专利名称：：土壤固化材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及土壤固化材料，尤其涉及在软土壤的固化中有用的土壤固化材料。
背景技术：
：作为氧化镁的用^t一，是作为软土壤的固化材料的用途。氧化镁与同样10用作土壤固化材料的氧化药相比，是弱碱性的，因此具有对环境的负荷少这一的优点。然而，氧化镁存在固化反^I度漫，土壤的固化能力与氧化转相比稍差这样的问题。因此，对在氧化镁中添加硫酸盐等作为土壤固化的反应iSit材料以提高土壤固化能力进行了研究。在专利文献i中，公开了^繊Kk用作反应iSa剂的含氧化镁的土壤固化15材料。在该专利文献中，作为硫麟的例子，歹U举了硫,、硫,。在专利文献2中，公开了使用磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、有机酸的任一种以上作为反应iSS齐啲含氧化镁的土壤固化材料。在该专利文献中，作为磷酸盐的离子，可以列举过磷酸钙、重过磷酸钙、熔融磷肥、烧结磷肥，作为硫酸盐的例子，可以列举无7jC石膏、二水石膏、硫,、硫麟、硫iii安、钾明矶、20钠明矶，作为碳離的例子，可以列,、碳體钠，作为有机酸的例子，可以列举ltH酸、酒石酸、乳酸、草酸。专利文献1:特开2003—193050号公报专利文献2:特开2003—193462号公报
发明内容25氧化镁与氧化转相比是弱碱性的，如果考虑固化鹏后对环境的负荷，则雌的是用于土壤固化而添加的氧化镁的量较少。因此，本发明的目的是开发一种与目前含氧化镁的土壤固化材料相比，土壤的固化能力高的土壤固化材料，通过添加尽可能少量的氧化镁，就能获得高的土壤固化$，。30本发明A^包含氧化镁和硫Kfc的含氧化镁的土壤固化材料进行了研究，结果发现通过再添加规定量的磷酸盐和碳酸转，能进一步提高土壤的固化能力。本发明是一种含有2060质量％氧化镁、150质量％镁、钙和/或铝的硫酸盐、0.110质量％磷,以及1060质量％碳酸药的土壤固化材料。5本发明的，方式如下所述。(1)在相对于100质量份氧化镁为190质量份的范围内进一步含有氧化转和/或g^烧白云石(F口<^<卜)。(2)在氧化镁1/501质量倍的范围内含有镁、转和/或铝的硫酸盐。(3)在氧化镁1/1001/10质量倍的范围内含有磷酸盐。10(4)在氧化镁1/33质量倍的范围内含有碳酸钙。(5)氧化镁的平均方镁石微晶粒径在1050nm的范围内，BET比表面积在520m2/g的范围内，平均粒径在15um的范围内，粒径超il10um的颗粒的比例不ffit10体积％，鈔卜敦见密度在0.3~0.8g/cm3的范围内。本发明的土壤固化材料与目前含氧化镁的土壤固化材料相比，土壤的固15化能力也得到提高。因此，通过使用本发明的土壤固化材料，會^减少向软土壤中添加的氧化镁的量，因此能^1>对环境的负荷。闺1]在实施例1与比较例1的土壤固化^bS中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。20闺2]在实施例2与比较例2的土壤固化处理中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。闺3]在实施例3与比较例3的土壤固化鹏中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。闺4]在实施例4与比较例4的土壤固化处理中，向土壤中添加的碱性材25料的量与固化处肚壤的圆锥指数的关系。具体实施例方式本发明的土壤固化材料以选自氧化镁、镁、钙和铝中一种或二种以上金属的硫酸盐、磷酸盐以及碳酸钙四种为必须成分。氧化镁的含量相对于全部必须成分的量，在2060质量％的范围内，优30选在2560质量％的范围内。如果氧化镁的含量比，范围少，则土壤的固化能力降低。镁、钙和铝的硫離、磷麟以及碳,起到作为氧化镁的反应鹏剂的作用。此外，镁、韩和铝的硫,呈弱酸性，因具有抑制固化处理后土壤pH上升的效果。由于碳,与氧化镁相比具有弱碱性，因此对固化处理后的5土壤的负荷少。硫酸盐的含量相对于全部必须成分的量，在150质量％的范围内，■在1030质量％的范围内。此外，硫酸盐的含量ifc^在氧化镁的1/501质量倍的范围内，更tt^在l/103/4质量倍的范围内。磷麟的含量相对于全部必须成分的量，在O.卜IO质量％的范围内，优10选在0.55质量％的范围内。此外，磷麟的含量tt^在氧化镁的1/濯1/10质量倍的范围内，更在1/501/20质量倍的范围内。碳酸转的含量相对于全部必须成分的量，在1060质量％的范围内，优选在2060质量％的范围内。此外，碳酸钙的含量iM在氧化镁的1/33质量倍的范围内，更，在1/32质量倍的范围内。15硫離、磷麟和碳,的含量如果少于战范围，贝IJ作为反应鹏剂的本发明的土壤固化材料中使用的氧化fiim是轻烧氧化镁。特别的氧化镁的平均方镁石微晶粒径在1050nm的范围内，BET比表面积在520m2/g的范围内，平均粒径在15um的范围内，粒径皿10"m的颗粒的比例不20皿10#^只％，此外^M密度在0,30.8g/cm3的范围内。氧化镁的平均方镁石微晶粒径在1050nm的范围内，优选在2040nm的范围内。平均方镁石微晶粒径是形成氧化,粒的微晶的平均粒径。平均方f美石微晶粒径是表^fl化镁反应性的指标之一。平均方镁石微晶粒径如果在上述范围内，贝懷化镁的反应性提高，土壤固化的^ii加快。25氧化镁的BETt:该面积在520m2/g的范围内，伏选在1020m2/g的范围内。BET比表面积是^W七镁反应性的指标之一。BET比表面积如果在，范围内，则氧化镁的反应性提高，土壤固化的表达加快。氧化镁的平均粒径在卜5iim的范围内。平均粒径是表g化镁分散性和操作性的指标之一。平均粒径如果在上述范围内，则氧化镁容易在固化对象30土壤中分散，此外操作性得到提高。氧化镁的粒^M:10um的颗粒靴匕例不舰10体积％。氧化镁的粒径分布是表示分散性的指标之一。粒径舰10ym的颗粒的比例如果在上述范围内，则氧化镁容易在固H^t象土壤中分散，形卜操作性得至腿高。氧化镁的^^见密度在0.30.8g/cm3的范围内，，在0.5~0.8g/cm3的范5围内。表观密度是^fl化镁分散性和操作性的指标之一。^^见密度如果在上述范围内，则氧化镁容易在固tt^象土壤中分散，此外操作性得到提高。，氧化镁可以M将氢氧化钙等碱加入海水中而生成的氢氧化f鋼粒在65090(TC的温度下、优选在6809(XTC的温度下进行烧结而制备。在由海水得到的氢氧化f繊粒中，由于混入了海水中的硫酸根，因此在将该氢氧化镁10颗粒在上述温度范围内烧结得到的氧化镁中，通常在0.52.5质量％的范围的量内含有硫酸根。烧结时间根据烧结温度和氢氧化镁颗粒尺寸等要因有所不同，通常是10120併中。本发明的土壤固化材料中i顿的镁、药和铝的硫麟可以是无水盐，也可以是含水盐。硫KMfci^含有35质量％以上的硫,分(S042_)。作为硫酸15盐的例子，可以列举无7K硫勝美、硫酸镁'7水盐、无水硫酸拷(无水石膏)、硫,0.57k盐(半7jC石膏)、硫,2水盐、^K硫g、硫g18水盐等用作土壤固化材料的公知的硫酸盐。硫Kfe可以1种单独使用，也可以将2种以上糊。作为硫酸盐，^iM顿镁和钙的硫離。在本发明的土壤固化材料中使用的磷Kk中，含有正磷Kk、縮合磷Kk20及其混合物。作为磷酸盐的例子，可以列酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、过磷酸转、重过磷酸钙、糊七磷肥、烧结磷肥。磷Kk可以l种與虫使用，也可以将2种以上联用。作为磷酸盐，^MOT六偏磷酸钠。在本发明的土壤固化材料中，碳酸钙可以4OT通常的粉末状或粒状的碳酸钙。碳,的粒度在IOO目筛下为50质量％以上，更雌为80质量％以25上。在本发明的土壤固化材料中，为了加赴壤固化交媒并^ifct壤固化，还可以添加氧化钙和/或径烧白云石[烧结白云石(镁和钙的复合碳酸盐)得到的氧化镁与氧化钙的复合物]。氧化药和轻烧白云石与氧化镁相比是强碱性的，因此如果考虑固化处理后对环境的负荷，氧化f!和/，烧白云石的添加量，相对30于蘭质量份氧化镁，tt^在l90质量份的范围内。尤其是在土壤固化材料中添加氧化药称或轻烧白云石盼瞎况下，土壤固化材料中的碱性材料(氧化镁、氧化铐和轻烧白云石)的总含量在2580质量％的范围内。本发明的土壤固化材料可以舰例如将i:M各成分使用混合机等公知的混M置混合而制备。5本发明的土壤固化材料还可以以粉末的状态向固化对象的软土壤中添加，也可以以在水中分散的悬浮液的状态下添加。土壤固化材料相对软土壤的添加量根据土壤的软度和含7k率有所变化，因此不能一概而定，通常，相对于lm3土壤，在20150kg的范围内。实施例io《OT下述材料制备土壤固化材料。(1)氧化镁A在海水中添加15质量％浓度的氢氧化韩悬浮液，使得钙量相对于海水中镁量以摩尔比计为0.9，从而生成氢氧化镁颗粒，获得氢氧化镁悬浮液。浓縮得到的氢氧化镁悬浮液，使得固体成分浓度为35质量％。用工业用7jC洗净浓15縮的氧化浮、液后，过滤，干J燥，从而获得氢氧化f美。得到的氢氧化f美的平均粒径为3,3um。将该氢氧化镁在旋转型窑烧结炉中，在70(TC的、，下烧结30併中，获得氧化镁。获得的氧化镁的方镁石微晶粒径为31nm，BET比表面积为15.8m2/g，平均粒径3.3ym，粒径超过10"m的颗粒的比例为7体积％，表观密度为200.66g/cm3，纯度为95.88质量％，硫酸根的含量为1.82质量％。另外，氧化镁的平均方镁石微晶粒径、平均粒径、粒径超过10um的颗粒的比例和表观密度fflil以下方法测定。使用X射线衍射装置，在管电压为40kV、管电流为20mA的条件下测定25氧化镁的方镁石微晶(200)面的X射线衍射图案，求得平均方镁石微晶粒径。对于标准试样，使用硅。将氧化镁SA离子交换水中，进行30秒超声波分散M后，^ffi激光衍射式粒度分布测定装置(SK卄'一LMS—30，(株)七^〉>企业制)测定30粒度分布，求得平均粒径和粒^^110um的颗粒的比例。在容量为50cm3的量筒中，少量多次地缓働B入氧化^IM达到量筒50cm3的标线后，称量量筒内氧化镁的质量，fflil下式计算出^i密度。^H密度(g/cm3)=氧化镁的质量(g)/50(cm3)5(2)氧化镁B方镁石微晶粒径为58腿，BET比表面积为12.9m2/g，平均粒径15.8um，粒《彌过10um的颗粒的比例为67体积％，表观密度为0.68g/cm3，纯度为96.94质量％，硫酸根的含量为0.03质量％的中国产轻烧氧化镁(3)硫酸镁'7水盐io(4)硫,(^S7jC石膏)(5)六偏磷,(6)碳,(宇部7于'JTA义株式会社制)粒径90质量％皿100目筛(7)氧化药15(宇部7亍'J7A文'株式会社制)粒径95质量％]§31200目筛[实施例14，比较例卜4]将，原料按下表1和表2所示的质量比混合，制备土壤固化材料。在表1和表2中，始量(质量％)是土壤固化材料中所含的碱性材料(氧化20f美、氧化钙)的M百分率。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2实施例3比较例3实施例4比较例4氧化镁A4040——氧化镁B一一4040硫,101010101111碳,19一19—氧化钙30303030^量(质量%)70.086.470.086.4在lm3fch壤(关东口—厶，含水率133质量％，湿润密度1.331g/cm3，5千燥密度0.797g/cm3，pH:6.5)中，分别以下述表3和表4所示的30kg/cm3、70kg/cm3、100kg/cm3的比例添加上述得到的土壤固化材料并混合而制备固化处理土壤。在表3和表4中，向土壤中添加的碱性材料的量(kg/cm3)是向土壤中添加的土壤固化材料中所含碱性材料(氧化镁和氧化钙)的量。该固化处理土壤的强度和pH的评价结果在表3和表4中示出。土壤的强度根据圆锥(cone)io指fCit行i刊介。圆锥指数与pH根据下述方法测定。[圆锥指数的测定方法]根据JGS—0716(压实土的圆锥指数i，方法)制M^试体，将其放置在密闭容器中，在恒温恒湿室(20°C，80%RH)下保存，在老化14天后测定圆锥指数(kN/m2)。圆锥指,高，土壤的^^1高。15[pH的测定方法]将固化处理土壤放置在密闭容器中，在恒温瞎显室(20°C，80%RH)下保存，在老化14天后，通过根据JGS—0211"土悬浮液的pHi微方法"的方法，将10g由非书驗得到的i辦加入50g纯水中，搅拌1小时后，静置l小时，测定该水的pH。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4_实施例3~~比较例3~"实施例4~~比较例4土壤固化材料向土壤的添加量30kg/cm3向土壤中添加的碱性材料的量(kg/cm3)21.025.921.025.9圆锥指数(kN/m2)596701590613pH(—)9.39.59.59.7土壤固化材料添加量70kg/cm3向土壤中添加的碱性材料的量(kg/cm3)49.060.549.060.5圆傲旨数(kN/m2)2256253615101239pH(—)10.411.010.511.0土壤固化材料添加量100kg/cm3向土壤中添加的碱性材料的量(kg/cm3)70.086.470.086.4圆锥指数(kN/m2)4705365921741987pH(—)11.111.511.311.4在图1中^^在实施例1与比较例1的土壤固化鹏中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。在图2中恭于在实施例2与比较例2的土壤固化处理中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化舰土壤的圆锥指数的关系。在图3中表示在实施例3与比较例3的土壤固化处理中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。在图4中表示在实施例4与比较例4的土壤固化处理中，向土壤中添加的碱性材料的量与固化处理土壤的圆锥指数的关系。如图1图4的图表所示，发现添加含有磷Kk与碳,两者的土壤固化材料(实施例14)的固化±壤与添加不含磷鹏与碳,两者的土壤固化材料(比较例14)的固化MI土壤相比，存在相对于向土壤中添加的碱性材料的量的圆锥指数显示出较高值的倾向。权利要求1、一种土壤固化材料，其含有20～60质量％氧化镁、1～50质量％镁、钙和/或铝的硫酸盐、0.1～10质量％磷酸盐以及10～60质量％碳酸钙。2、如权利要求1所述的土壤固化材料，其中，在相对于100质量伤m化镁为卜90质量份的范围内进一步含有氧化钙和、或轻烧白云石。3、如权利要求1所述的土壤固化材料，其中在氧化镁1/501质量倍的范围内含有镁、转和/或铝的硫酸盐。4、如权利要求1所述的土壤固化材料，其中在氧化镁1/1001/10质量倍io的范围内含有磷酸盐。5、如权利要求1所述的土壤固化材料，其中在氧化镁1/33质量倍的范围内含有碳,。6、如权利要求1所述的土壤固化材料，其中氧化镁的平均方镁石微晶粒径在1050nm的范围内，BETt:该面积在520m2/g的范围内，平均粒径在15um的范围内，粒径超过10um的颗粒的比例不超过10体积%，此外表观密度在0.30.8g/cm3的范围内。全文摘要本发明提供一种土壤固化能力提高的含氧化镁的土壤固化材料。该土壤固化材料含有20～60质量％氧化镁、1～50质量％镁、钙和/或铝的硫酸盐、0.1～10质量％磷酸盐以及10～60质量％碳酸钙。文档编号E02D3/00GK101200890SQ200610172868公开日2008年6月18日申请日期2006年12月13日优先权日2005年12月13日发明者伊藤博美,新松智,福光邦夫,粟田敬二,阿野宪一申请人:宇部材料工业株式会社