酸化マグネシウム系固化材

日本でセメントが作られてから約130年になります。代表的なセメントであるポルトランドセメントは、古くから地盤改良材として利用されてきましたが、環境問題が注目されるようになってからは酸化マグネシウムを地盤改良材や土舗装固化材として使用する研究が盛んに行なわれるようになりました。

セメント系固化材を使用した場合、低コストで大量の処理ができる反面、水にぬれると水酸化カルシウムを生じ、強アルカリ性になります。

また、酸性雨などにより中性化の進行にともなってｐＨは著しく低下し、一軸圧縮の強さも減少します。

ｐＨ＝2の酸性雨を流した場合、一軸圧縮試験の強さは1/6に激減した結果も出ています。

この結果を裏付けるように、別の耐久性試験でも、酸化マグネシウム系固化材の場合、半年後のｐＨはほとんど変化がないのに、セメント系固化材を使用した場合、ｐＨは強アルカリから時間とともに中性化していき、ｐＨ変化が強度に大きく影響を及ぼしました。

酸化マグネシウム系固化材で固めた方の強度はほとんど落ちないのに、セメント系固化材の方は1/2以下になりました。この実験結果は、近々、論文でも発表されます。また、セメント系固化材を使用した場合、水和反応物により透水性が大きく低下したという結果も出ています。

名古屋港等で発生する粘土・シルト系浚渫土砂を三河湾で行なわれている干潟や浅場造成などの環境創造事業へ活用するため、各種の固化材でこの砂を固めた固化土の試験枠を8個作成して、海水に浸かっている時間と海水面上にある時間の乾湿繰り返しを行なった結果も発表されています。11ヶ月後には、酸化マグネシウム系固化材を使用したものは、強度が増加し、セメント系固化材の強度は減少しました。石膏系の固化材による固化は3ヵ月後には形が崩れて固まることはありませんでした。

最終的な結果を総合した結果、酸化マグネシウム系固化材は、耐久性、生物影響性に関して優位な点が多いと記されています。酸化マグネシウム系は、初期強度はセメントより小さいが、水中での強度の低下が少なく、周辺の水質や生物の生息にも問題がないという点で優れている。セメント系固化材は、初期強度は大きいが、酸化マグネシウム系よりも水中での強度低下がみられたとあります。酸化マグネシウム系は、六価クロムを溶出しないというメリットがありますが、強度や環境面でも優れた土舗装固化材です。

しかし、酸化マグネシウム系といってもいろんな種類のものがあり、どれも同じかというと違います。検討に検討を重ね、セメント系固化材の問題点をクリアして開発したのが「ジオベスト」というわけです。

特開2002－249774

特許3527477

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ジオサプライ合同会社

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土舗装材

土舗装材は、固化材または結合材によって、区分がされています。

それらは、一般的に「酸化マグネシウム系」「セメント系」「石灰系」「樹脂系」といったように主要材料で種類が分けられています。
材料そのもののコストは、「セメント系」「石灰系」が一番安くつきます。しかし、強アルカリ性なので、排水のアルカリ度（ｐＨ）が高く、水源地や川に流出すると魚が死んだり、生活用水に影響が出たりすることがあります。よって、場所を選んで使用するとともに、「セメント系」の場合、六価クロム溶出試験を行い、土壌環境基準以下であることの確認が必要となります。
「石灰系」の場合、水に弱いという弱点があります。
「酸化マグネシウム系」は、「セメント系」や「石灰系」に比べて材料そのものの価格が高いのが難点ですが、弱アルカリ性であり、より中性化することが可能です。産業廃棄物にもなりません。
よって、崩せば土として再利用が可能です。「樹脂系」は、ｐＨ値は問題ないけれど、処分の際、産業廃棄物となります。
このように土舗装材とはいっても、種類はさまざまであり、用途を間違えないように材料の確認をして使用しないと、せっかく土舗装をしたのに掘り返して廃棄しなければならなくなるなどの社会問題が起きます。
固化材と混ぜる土もさまざまです。処分に困った土をリサイクルして固める場合や、真砂土や川砂を使うこともあります。土の種類によって固まりやすいもの、そうでないものがあります。カルシュウム等の物質が固化を阻止することはよく知られています。また固化材と混ぜると有害物を溶出する土もあります。私たちは、地球上のさまざまな命のつながりで生きることが出来、また次ぎの世代に命を引き継いでいくことができます。かけがえのない命を引き継いでいくためにも、環境に負荷を与えない努力を惜しんではいけないと思います。
ちなみにジオベストは、「酸化マグネシウム系」です。材料の価格は少し高いけれど、施工方法次第で、他の材料より割安になり、メリットも大きくなりますので、ぜひご相談ください。


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クラックとジオベストが固まる仕組み

いわゆる土舗装の施工をして数ヶ月後、クラックを発見して慌てることがあります。
しかし、ジオベストの場合は、気象条件の変化で収縮クラックが発生するケースはほとんどありません。
理由は、一気に固まるのではなく、時間をかけて序所に固まり、土の特性を残して固まるからです。つまり、コンクリートのように固まってもカチンカチンにならないので収縮クラックが起きにくいというのが理由です。よって、強度は長期的に6ヶ月ほどかけて反応しながら増していきます。
しかし、寒暖の差が激しい場合は、徐々に固まるとはいえ、やはり数メートルごとに、面積でいうと30㎡ごとに目地を入れることをお奨めします。
氷点下以下に気温が下がらない場合、目地を入れる必要はありません。
正確な配合で混練をしたのに、なぜか細かなひび割れが起きてしまったというケースでは、水の量が多すぎというのが一番の原因です。
水を加えすぎると、乾燥収縮することで小さなひび割れを生じさせます。また、坂道の場合、転圧すると、重みで皺のようなひび割れが起きることがあります。
一方、水が少なすぎるとパサパサして固まりません。ジオベストは、酸化マグネシウムＭｇＯに水Ｈ2Ｏを加えて混ぜることで、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）2となり、これが炭酸ガスＣＯ2と反応して、塩基性炭酸マグネシウムを形成し、土の粒子同士の接着をもたらす仕組みなので、水が少ないと固化不良となり、固まらないという事態が起きます。
つまり、ジオベストで土舗装を行なう場合の重要なポイントは、水分量の調節ということになります。
水の調節の次に重要なのは、つなぎ目の施工方法です。
舗装材が練りあがったら、敷き均しをして転圧をします。その際、定規を当てて均一の厚さになるようにします。
そのあと、舗装材が練りあがるのを待って敷き均しを行なっていきますが、その時点では、最初に転圧したところはかなり固まっている一方で、端っこは水分がなくなって乾いているはずです。その状態のままで、舗装材を続けて敷き均していくと、つなぎ目はうまくいきません。
つまり、端っこの乾いた砂の上に、新しい舗装材を載せると、下の部分は乾いたままで固まらない。表層のみ固まるということになり、クラックを発生させる原因となります。
つなぎ目は、最初に敷き均しをした部分となじむように「端を崩す」「混ぜる」「加水する」などのことをした上で、転圧をします。
施工した時には、このようなことをしなくても見た目はわかりませんが、数ヵ月後に慌てることになりますから注意しましょう。
春先に施工した場合は問題になるようなことはありませんが、秋口に施工した場合、冬場に地中に水が流れ込み、凍結すれば、その部分がクラックとなります。
ちょっと注意すれば大丈夫ですが、どのように修復したらいいかについては、下記までご相談ください。　

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