Study on Elemental Technologies for the Development of Small Hand-Guided Sludge Removal Machine

豪雨災害現場で発生する軟弱泥土は復旧を妨げる厄介者でしかない．一般にスコップ等を用いて除去作業が行われているが，この方法は効率が悪く，かつ高齢者には肉体的負担が大きい．そこで，本研究では，小型ハンドガイド式泥土除去機械を開発するための主要な要素技術について検討することを目的とした．本年度は，泥土の可搬性をモルタルフロー試験におけるフロー値で評価した．フロー値は150㎜以下を目標値とした．これは，これまでの経験上，フロー値が150㎜を超えると水分が多く流動化しやすく，可搬性という観点からは不十分であるためである．一方，フロー値は小さければ可搬性は担保できるが，必要なポリマー量が大きくなり，1回のポリマーのホッパー充填で処理できる泥土量が少なくなる．つまり，単位時間当たりの処理量が小さくなる．そのため，可搬性を確保するための必要最小添加量に関する検討が不可欠である．本研究では，珪砂および粘土を用いて，その混合割合を様々に変化させて砂質土から粘性土まで幅広い土質性状の模擬土を作成し，さらに含水比を種々に変化させて模擬泥土を作成する．その模擬泥土に対してポリマーを添加・撹拌し，フロー試験を実施した．その結果，吸水性ポリマーが高含水土砂の流動性を即時に抑制したのちに，数週間をかけて流動性が回復することが示され，回復後の流動性は土砂の液性指数と混合した吸水性ポリマーの量から予測できる可能性が示唆された．吸水性ポリマーの混合量を段階的に変化させた改良土の一軸圧縮試験の結果からは，吸水性ポリマーの混合によって破壊強度が低下する結果が得られたが，セメント系固化材などの改良材の配合条件を改良前の土の含水比やコンシステンシーなどと関連付けて一般化することができれば，吸水性ポリマーを含む改良土であっても十分に建設用土砂として活用できる可能性が示された．

豪雨災害現場で発生する軟弱泥土は復旧を妨げる厄介者でしかない．一般にスコップ等を用いて除去作業が行われているが，この方法は効率が悪く，かつ高齢者には肉体的負担が大きい．そこで，本研究では，小型ハンドガイド式泥土除去機械を開発するための主要な要素技術について検討することを目的とした．本年度は，泥土の可搬性をモルタルフロー試験におけるフロー値で評価した．フロー値は150㎜以下を目標値とした．これは，これまでの経験上，フロー値が150㎜を超えると水分が多く流動化しやすく，可搬性という観点からは不十分であるためである．一方，フロー値は小さければ可搬性は担保できるが，必要なポリマー量が大きくなり，1回のポリマーのホッパー充填で処理できる泥土量が少なくなる．つまり，単位時間当たりの処理量が小さくなる．そのため，可搬性を確保するための必要最小添加量に関する検討が不可欠である．本研究では，珪砂および粘土を用いて，その混合割合を様々に変化させて砂質土から粘性土まで幅広い土質性状の模擬土を作成し，さらに含水比を種々に変化させて模擬泥土を作成する．その模擬泥土に対してポリマーを添加・撹拌し，フロー試験を実施した．その結果，吸水性ポリマーが高含水土砂の流動性を即時に抑制したのちに，数週間をかけて流動性が回復することが示され，回復後の流動性は土砂の液性指数と混合した吸水性ポリマーの量から予測できる可能性が示唆された．吸水性ポリマーの混合量を段階的に変化させた改良土の一軸圧縮試験の結果からは，吸水性ポリマーの混合によって破壊強度が低下する結果が得られたが，セメント系固化材などの改良材の配合条件を改良前の土の含水比やコンシステンシーなどと関連付けて一般化することができれば，吸水性ポリマーを含む改良土であっても十分に建設用土砂として活用できる可能性が示された．