JP2000212933A - 遮水構造材 - Google Patents
遮水構造材Info
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Abstract
のカルシウムイオンを内部に取り込まないようにして、
ベントナイトへの水補給能力を高めて膨潤性を長期に渡
って発揮させる。 【解決手段】 ベントナイト6の微粒子21の外側にポ
リエチレングリコール22を被着させて、化学変化を防
ぐカプセル23とし、セメントが固化した後に上記カプ
セル23が水に溶けて無くなり、上記ベントナイト6が
膨潤して遮水を行う。
Description
用される遮水構造材に関する。
るための堆積場の一例を示す断面図であり、各図におい
て、1aは地盤1を凹状に掘削した堆積部、2は堆積部
1aの表面を覆うようにコンクリートを打設し、遮水を
行う遮水層、3は遮水層2の上に敷設された遮水シー
ト、4は遮水シート3の底部5側に堆積されて、シート
3を保護する保護砂である。
常主材となる砂及び砂利等の土質材料と、遮水性がある
ベントナイトやカオリン等を含む低透水性材料と、これ
らを固めるセメント等の固化材料とをミキサで攪拌混合
して遮水構造材とし、この遮水構造材を打設して、遮水
層2として構築している。
鉱物の一種であり、結晶構造は、結晶板7a,7bの内
側に、陽性のナトリウムイオン8を有し、このナトリウ
ムイオン8の回りには、水分子9が付着したものであ
り、結晶板7a,7bの層の間に上記水分子9より成る
層間水を含んだ構造となっている。この層間の水分子9
より成る層間水のイオン濃度は、ベントナイト6まわり
の水分子9のイオン濃度より高いので、浸透圧差を生
じ、この浸透圧差でまわりの水分子9が層間に補給され
る。この水分子9の補給は、ナトリウムイオン8と結晶
板7a,7bとが結合しているので、この結合力と、上
記浸透圧力とが釣り合うまで行われる。このように、ベ
ントナイト6にはその回りの水分子9が補給されること
になり、このことからベントナイト6は、図11に示す
ように膨潤する性質を有する。
れて膨潤して体積が増えることにより、遮水層2中の僅
かな間隙を埋める作用を有して遮水性能を発揮する。こ
の膨潤は浸透圧膨潤と呼ばれ、層間の層間水のイオン濃
度が高いので、一旦層間に取込まれた水分子9は、簡単
には結晶板7a,7bの外側に出ていくことができな
い。ただし、乾燥すると層間から外側に出ていき、体積
が減り凝集する。
ゾラン反応によって固化して強度を発現する。ポゾラン
反応の中心的役割をするのがセメントに含まれるカルシ
ウムイオン10である。
てのセメントと混合させた状態では、図11に示すよう
に、ベントナイト6は、陽イオン交換性が強く、内側に
ある+1価のナトリウムイオン8と固化材料のセメント
に含まれる+2価のカルシウムイオン10とを交換して
しまう。ナトリウムイオン8はベントナイト6の外側に
出て行き、カルシウムイオン10がベントナイト6の内
側に取り込まれてしまう。このカルシウムイオン10
は、ナトリウムイオン8に比べ、結晶板7a,7bと結
合する力が強い。そのため、一度乾燥すると、結晶板7
a,7bの層間に水分子9が補給されなくなって層間の
水分子9の量が少なくなり、膨潤性が落ちてしまうとい
う問題がある。図12に示すように、ベントナイト6が
あまり膨潤しないことになると、ベントナイト6の隙間
11から水Wがゆっくりと通ってしまうので遮水性能を
十分発揮できなくなってしまう。また、固化材料である
セメントについては、固化反応の主体であるカルシウム
イオン10がベントナイト6に取り込まれるために、カ
ルシウムイオン10が不足することから強度の発現性が
低くなってしまう。
水を行うベントナイト6をそのまま混合すると、本来の
両者の長所を互いに打ち消し合うという問題点があっ
た。
クが生じる問題点があった。すなわち、このような従来
の遮水性の粘性土あるいは土質材料に固化材料と低透水
性材料とを混合し、スラリー化した遮水構造材で遮水層
2を構築すると、この遮水構造材が乾燥するときに収縮
し、クラックが発生することがある。このクラックが水
みちとなり、この水みちを水が通って漏水するので遮水
層2の遮水性能が発揮できなくなる。
ントを混合すると、ベントナイト6は、内部のナトリウ
ムイオン8とセメントのカルシウムイオン10とをイオ
ン交換して内部に取り込む化学変化を起こし変成するの
で、ベントナイト6が乾燥すると膨潤せずに遮水性能が
落ちていた。また、ベントナイト6にカルシウムイオン
10が取り込まれるので、ポゾラン反応が十分に行われ
ず、セメントが十分に固化せずに遮水層2の強度が落ち
ていた。また、遮水層2が乾燥収縮するときに、クラッ
クが発生し、このクラックから漏水するので、遮水層2
の遮水性能が発揮できなくなるという問題点があった。
れたもので、低透水性材料が外側よりカルシウムイオン
を内部に取り込まないようにして十分膨潤するように
し、遮水性能を発揮するとともに、固化材料が必要な強
度を発現して固化するとともに、クラックが発生しても
遮水性能を発揮することを目的とする。
の遮水構造材は、土質材料と、水分が補給されることに
もとづき膨潤する低透水性材料と、固化材料と混合して
成る遮水構造材において、上記低透水性材料を構成する
組成微粒子を、上記固化材料が固化する過程あるいは固
化後に消失するカプセルで上記組成微粒子を被ったもの
である。
上記カプセルをパラフィン、又はゼラチン、又はグルコ
ン酸ソーダ、又はシリコン、又はアスファルト乳剤より
構成したものである。
遮水構造材は、廃棄物堆積場内の内面の遮水層として用
いたものである。
て図面に基づき説明する。
の実施の形態1に係わる遮水構造材を堆積場に適用した
遮水層の一例を示す断面図であり、図7ないし図8と同
じものは同一符号を用いている。この場合、遮水層2
は、従来と同様にベントナイト6と固化材料と土質材料
とより成る。21は上記ベントナイト6を組成するパウ
ダー状の微粒子であり、22はこのベントナイト6の微
粒子21を覆うようにして被着される添加剤のポリエチ
レングリコールである。ベントナイト6の鉱物結晶の外
側にポリエチレングリコール22を被着して、マイクロ
カプセル23をベントナイト6の回りに一体化し、この
マイクロカプセル23は、内部のナトリウムイオン8と
セメントのカルシウムイオン10とがイオン交換されて
化学変化を起こさないように保護するものである。この
マイクロカプセル23は、セメントがカルシウムイオン
10を中心的な役割としてポゾラン反応を起こし固化し
た後あるいは固化する過程で、水に溶ける。マイクロカ
プセル23が無くなることにより、水分子9がベントナ
イト6に補給されることによりベントナイト6が水を含
み膨潤して、遮水性能が発揮されるものである。
ナイト6を低透水性材料として用いて遮水層2を構築す
る。
ト6と、ポリエチレングリコール22をミキサーで攪拌
混合する。このポリエチレングリコール22は、室温で
固体であるので、攪拌しにくい。そのため、熱を加えて
50℃以上とし、ポリエチレングリコール22を液体状
態にして攪拌混合する。十分に攪拌混合された後に、ベ
ントナイト6の微粒子21の外側は、ポリエチレングリ
コール22で覆われる。温度を徐々に室温に戻していく
と、ポリエチレングリコール22が徐々に固まる。図1
に示すように、ベントナイト6の微粒子21の外側にポ
リエチレングリコール22の壁ができ、ベントナイト6
をマイクロカプセル23で覆うことができる。
クロカプセル23で覆ったものとセメントより成る固化
材料と砂,砂利等の土質材料とをミキサーで攪拌した後
に、このような遮水構造材を凹状に掘削された堆積部1
aの表面に打設することで遮水層2を形成する。つぎ
に、この遮水層2の上に密着して、遮水シート3を敷設
する。この遮水シート3の底部5上に保護用の保護砂4
を堆積する。なお、遮水層2の築造に際し、のり面24
には、上からの圧力があまりかからないので、のり面2
4に打設する遮水構造材の強度は、打設した後に崩れな
い程度の強度があればよい。底部5は、のり面24に比
べ圧力がかかる。強度は、一軸圧縮強度が300kPa
程度でよく、セメントの分量は出来上がり毎に100k
g/m3程度でよい。
に、セメントがカルシウムイオン10を中心的な役割と
してポゾラン反応を起こし、2週間から1ヶ月の間で固
化する。マイクロカプセル23がバリアとなり、カルシ
ウムイオン10がベントナイト6の鉱物結晶中に入り込
むことを防ぐ。ポリエチレングリコール22は水に溶け
る性質を持つので、この固化が進行する過程で、あるい
は固化後にマイクロカプセル23は水に徐々に溶け、固
化後に完全に水に溶ける。
熱を発生し、この反応熱でマイクロカプセル23が溶け
出してしまうので、ベントナイト6の一部のナトリウム
イオン8がカルシウムイオン10となってしまうので、
水に触れても膨潤しなくなるが、その分量はおよそ数%
と考えられる。この分量に見合った分のベントナイト6
とポリエチレングリコール22とをあらかじめに多目に
加えておけば、この一部が膨潤しなくなる不都合を防止
できる。
クロカプセル23が溶け出してベントナイト6の表面か
ら無くなった後は、ベントナイト6が水分子9を含み、
膨潤するので、ベントナイト6同志が密接状態となるの
でベントナイト6,6間に水が通る隙間がなくなるの
で、ベントナイト6が遮水性能を発揮し得る。
し、再び降雨等により遮水層2に水が入り込んでも、ベ
ントナイト6は内部にナトリウムイオン8を含んでお
り、変成されていない。そのため、ベントナイト6はこ
の水を含み膨潤するために、遮水性能が保たれる。
て、底部5にクラック25が生じても、図6に示すよう
に、ベントナイト6がクラック25内に入り込み浸透
し、水を含んで膨潤して、この膨潤したベントナイト6
がクラック25の水みちを塞ぐので、遮水性能を発揮す
ることができる。
として、ポリエチレングリコール22の他に、パラフィ
ン、ゼラチン、グルコン酸ソーダ、シリコン、アスファ
ルト乳剤等のいずれか又はその混合物を用いてもよい。
また、上記低透水性材料として、ベントナイト6の他
に、カオリンを用いてもよい。
層2に滞留してしまうおそれもあるが、水に溶けて溶け
出したり、腐って崩れて放散したり、微生物によって吸
収されたり、光分解、化学変化を起こして放散する。そ
のためベントナイト6の微粒子21のみとなるので、ベ
ントナイト6は安定して水を含み膨潤して、ベントナイ
ト6が長期に渡って遮水性能を発揮することができる。
6に適用するだけでなく、粒を大きくした粒子状のベン
トナイト6について本発明を適用してもよい。
イト6の微粒子21の外側をポリエチレングリコール2
2のマイクロカプセル23で覆ったので、セメントが固
化する期間は、このマイクロカプセル23でベントナイ
ト6内のナトリウムイオン8とセメント内のカルシウム
イオン10とがイオン交換されることを防ぐことがで
き、セメントが固化する過程ないしは固化した後に、マ
イクロカプセル23が水に溶けるので、セメントの固化
後にベントナイト6が膨潤することができ、ベントナイ
ト6がカルシウムイオン10を内部に取り込まずに膨潤
でき、遮水性能を発揮できる。また、マイクロカプセル
23がベントナイト6内にカルシウムイオン10を取り
込むことを防いだので、セメント内に必要な強度を発現
するためのカルシウムイオン10が十分にあるために、
セメントは必要量のポゾラン反応を起こし、必要な強度
を発現して固化できる。また、マイクロカプセル23
が、ベントナイト6内に含まれるナトリウムイオン8が
イオン交換されることを防いだので、ベントナイト6内
にナトリウムイオン8が安定に存在し、これにより、膨
潤性が高く、遮水層2にクラック25が発生しても、こ
のクラック25にベントナイト6が入り込んで膨潤する
ので、水みちを塞ぐことができ、クラック25が発生し
ても、遮水性能を発揮できる。
を構築する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されずに、河川の底面及び斜面やゴルフ場の池に本発
明を適用して、漏水防止を行わせてもよく、砂漠の地下
に本発明を適用し、砂漠の地下にダムを構築してもよ
い。
発明によれば、土質材料と、水分が補給されることにも
とづき膨潤する低透水性材料と、固化材料と混合して成
る遮水構造材において、上記低透水性材料を構成する組
成微粒子を、上記固化材料が固化する過程あるいは固化
後に消失するカプセルで上記組成微粒子を被ったので、
低透水性材料が外側よりカルシウムイオンを内部に取り
込まないようにして十分膨潤するようにし、遮水性能を
発揮できるとともに、固化材料が必要な強度を発現して
固化できるとともに、クラックが発生しても遮水性能を
発揮することができる。
記カプセルをパラフィン、又はゼラチン、又はグルコン
酸ソーダ、又はシリコン、又はアスファルト乳剤より構
成したので、低透水性材料が外側よりカルシウムイオン
を内部に取り込まないようにして十分膨潤するように
し、遮水性能を発揮できるとともに、固化材料が必要な
強度を発現して固化できるとともに、クラックが発生し
ても遮水性能を発揮することができる。
水構造材は、廃棄物堆積場内の内面の遮水層として用い
たので、低透水性材料が外側よりカルシウムイオンを内
部に取り込まないようにして十分膨潤するようにし、遮
水性能を発揮できるとともに、固化材料が必要な強度を
発現して固化できるとともに、クラックが発生しても遮
水性能を発揮することができる。
示す模式図である。
水層の構成を示す断面図である。
水層を示す断面図である。
工遮水層を示す断面図である。
水層のクラックを示す断面図である。
水層のクラックを示す断面図である。
る。
る。
る。
ナトリウムイオン、11 カルシウムイオン、21 ベ
ントナイト微粒子、22 ポリエチレングリコール、2
3 マイクロカプセル。
Claims (3)
- 【請求項1】 土質材料と、水分が補給されることにも
とづき膨潤する低透水性材料と、固化材料と混合して成
る遮水構造材において、上記低透水性材料を構成する組
成微粒子を、上記固化材料が固化する過程あるいは固化
後に消失するカプセルで上記組成微粒子を被ったことを
特徴とする遮水構造材。 - 【請求項2】 上記カプセルをパラフィン、又はゼラチ
ン、又はグルコン酸ソーダ、又はシリコン、又はアスフ
ァルト乳剤より構成したことを特徴とする請求項1に記
載の遮水構造材。 - 【請求項3】 遮水構造材は、廃棄物堆積場内の内面の
遮水層として用いたことを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載の遮水構造材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01484999A JP4057181B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 遮水構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01484999A JP4057181B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 遮水構造材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000212933A true JP2000212933A (ja) | 2000-08-02 |
JP4057181B2 JP4057181B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=11872497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01484999A Expired - Fee Related JP4057181B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 遮水構造材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4057181B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083354A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Kajima Corp | ベントナイトスラリーからなる継ぎ目止水材および遮水層形成用材料 |
-
1999
- 1999-01-22 JP JP01484999A patent/JP4057181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083354A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Kajima Corp | ベントナイトスラリーからなる継ぎ目止水材および遮水層形成用材料 |
JP4632730B2 (ja) * | 2004-09-17 | 2011-02-16 | 鹿島建設株式会社 | ベントナイトスラリーからなる継ぎ目止水材および遮水層形成用材料 |
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---|---|
JP4057181B2 (ja) | 2008-03-05 |
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