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2014年12月 1日 (月)

花崗岩の風化と真砂土

真砂土は花崗岩が風化したものですが、その花崗岩は、日本全域にあり、特に西日本に広く見られます。広島県は特にもろい砂状になる真砂土の地盤が広がっており、強い降雨により多量の砂が流れ出すため、土砂災害が起こりやすいといえます。

この花崗岩ですが、太陽系の地球以外では見られず、花崗岩形成には水の関与が必要で、海の存在している地球のみで大量に作られてきたものと考えられています。よって、固い花崗岩も、やがては水によって破壊され、風化していく現象に納得がいきます。

花崗岩は数種類の鉱物が仲良く隙間無く詰まっていますが、熱膨張率や熱収集率が異なっており、そのため、凍結すると、鉱物の間にひずみが生じ、間隙率が大きくなり、そこに入った水の凍結融解で間隙が大きくなり、さらに水は毛管作用により水分移動が発生し、凍結融解で花崗岩は徐々に破壊され、最終的に土砂化していきます。

水は凍結すると109%の凍結膨張を起こしますが、花崗岩の破壊も、まさに凍害現象と同じことが起きて、花崗岩が真砂土に風化しているわけです。

土砂化直前の基岩の間隙率は0.43であり、こうなると土砂化しやすい花崗岩の状態にあるといえます。凍結融解作用による風化花崗岩の間隙構造変化に関する基礎的検討,第62 回土木学会年次学術講演会概要集,pp.247-2482007』参照

特に花崗岩は、結晶の粒子が大きく、鉱物結晶の熱膨張率が異なるため、温度差の大きい所では粒子間の結合が弱まり、風化しやすいのです。

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その花崗岩が風化したのが真砂土ですが、花崗岩の種類によって、粒子の大きさには差があります。

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土舗装に使用する真砂土は、粒度のシルト分(0.075~)が10%以下で、自然含水比が低い状態(10%以下)の砂質土が適しています。実は真砂土には、含水比の多い粘性土のものもあり、強度が出ません。含水比だけで良し悪しは判断できませんが、目安になります。

ジオベストの主成分は酸化マグネシウムですが、この酸化マグネシウムが土壌中の水分と反応し、水酸化マグネシウムとなり、さらに炭酸ガスと反応して塩基性炭酸マグネシウムを形成します。これが真砂土の土粒子同士の接着をもたらしますが、自硬性の部分は少なく、大きくは真砂土に含まれる非晶質成分シリカ(SiO2)などと酸化マグネシウムが反応して、硬化します。

よって、非晶質成分が少ないとされる砂に対しては固化強度が小さいので、透水性を高める以外の使用は避けてください。

◆ジオベストのお問い合わせは、
ジオサプライ合同会社 http://www.geosupply.jp/
広島(082299-0681  神戸(078843-2561 名古屋(052766-6419

福岡(092518-3537まで。

 

 

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