積雪寒冷地への適用も視野に入れた岩ズリとごみ溶融スラグの高強度地盤材料の開発

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秋田県男鹿市では岩石の採掘に伴って岩石のダスト, いわゆる岩ズリが副産物として産出される。岩ズリは, 風化が進んでおり多孔質で吸水膨張性も高いため, 土木資材の用途として使用には不適で, かなりの量が処分場に残置されている。本研究では岩ズリと秋田市のごみ溶融施設から排出されるごみ溶融スラグを混合し, 新たなリサイクル地盤材料としての活用と積雪寒冷地域を想定した耐久性を調べるとともに, この材料の有効利用の可能性についても検討する。岩ズリは秋田県男鹿市から産出されたものであり, スラグは秋田市総合環境センターの溶融施設から排出されたものである。岩ズリはスラグとの結合性向上の観点から粗粉砕し, スラグは二酸化ケイ素を含有していることから, 微粉砕によって潜在水硬性が期待できるためスラグの粒径は250μmとした。実施した強度試験はすべて一軸圧縮試験であって, 以下の3種類の実験条件に基づいて行った。1)岩ズリのみによる圧縮試験。2)岩ズリとスラグの混合土による圧縮試験。岩ズリとスラグの混合割合はそれぞれ乾燥重量比で25, 50, 75%とした。3)岩ズリとスラグの混合土に消石灰を添加し, 所定の養生期間を経て, 凍結融解繰返し試験実施後の圧縮試験。岩ズリとスラグの混合割合は2)と同じで, 消石灰添加率は5, 10, 15%とし, これらの混合土に対してそれぞれ養生期間を3, 7, 10, 28, 90日に設定した。凍結融解繰返し試験は, 温度-23℃の環境試験機内で24時間凍結を行い, 継続して温度21℃, 相対湿度100%の条件下で23時間融解を1サイクルとした12サイクルの繰返し条件で実施した。主な結果として, 岩ズリとスラグに消石灰を添加した混合土は, 水和反応による硬化とスラグの潜在水硬性が複合的に発揮され地盤材料としての強度増大が認められた。凍結融解繰返しを受けた混合土の強度特性は消石灰添加し, 且つスラグ混合割合が多いほど粒子破砕が生じず強度低下は認められない。道路の路盤材を置き換えた場合の必要強度は, 凍結融解繰返しを受けた場合でも下層路盤材(700kN/㎡)は混合土25%に消石灰5%, 養生期間3日程度, 上層路盤材(980kN/㎡)は混合土25%に消石灰5%, 養生期間7日程度で強度確保ができ, また混合土75%では消石灰5%, 養生期間3日で下層および上層路盤材の強度を十分に確保できる。