JP2011026572A - 注入材及び注入工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い浸透性が得られ、優れた止水効果及び耐久性を有する注入材及び注入工法の提供。
【解決手段】平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とからなる注入材。平均粒径は、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定する。カルシウム化合物は、水酸化カルシウムであり、更に硬化時間調整剤を含有する。微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物は、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである。
【選択図】なし
【解決手段】平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とからなる注入材。平均粒径は、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定する。カルシウム化合物は、水酸化カルシウムであり、更に硬化時間調整剤を含有する。微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物は、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである。
【選択図】なし
Description
本発明は、注入材及び注入工法に関する。特に、高水圧下においても、優れた浸透性、止水性、高耐久性を示す注入材、注入材の製造方法及び地盤注入工法に関する。
近年、LPGの地下備蓄、放射性廃棄物の地下封じ込め、ダム・トンネル等の止水等、岩盤の微細な亀裂に浸透する高耐久の注入材が要望されている。
従来、高浸透性の注入材としては一般に溶液型注入材と呼ばれる、水ガラスやシリカゾル、あるいは水ガラスを陽イオン交換樹脂又はイオン交換膜で処理して得られる活性シリカを主成分とした注入材、活性シリカを濃縮増粒してpHが9〜10の弱アルカリ性で安定化したシリカコロイド注入材等が用いられてきた(特許文献1及び2)。
しかしながら、高水圧下では、上述の溶液型注入材は、注入材自体の強度(ホモゲル強度という)が小さいため、水圧で押し出され、耐久性が悪い。そこで、懸濁型注入材である微粒子セメントが検討されているが、平均粒子径は5μm程度と大きく、微細な亀裂には浸透しないため、十分な止水効果が得られていないのが現状である。
そこで、微粒子シリカを主体とする注入材が提案された(特許文献3)。特許文献3は、A剤である微粒子シリカを主体とする注入材を地盤に注入するものであり、B剤について記載はない。
本発明の目的は、例えば、高い浸透性が得られ、優れた止水効果及び耐久性を有する注入材及び注入工法を提供することにある。
即ち、本発明は、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とからなる注入材であり、カルシウム化合物が、水酸化カルシウムである該注入材であり、更に硬化時間調整剤を含有してなる該注入材であり、微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物が、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである該注入材であり、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とを混合し、注入してなる注入工法であり、微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物が、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである該注入工法であり、A剤とB剤とを、1ショット方式、1.5ショット方式及び2ショット方式のいずれかの方式により混合し、地盤に注入する、該注入工法であり、A剤中の微粒子シリカ濃度が80質量%以下である該注入工法であり、カルシウム化合物が、水酸化カルシウムである該注入工法であり、A剤の分散剤の使用量が、微粒子シリカ100質量部に対して1〜30質量部(固形分換算)である該注入工法であり、B剤の分散剤の使用量が、カルシウム化合物100質量部に対して1〜30質量部(固形分換算)である該注入工法であり、更に硬化時間調整剤を含有してなる該注入工法であり、微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物を、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造する該注入工法である。
本発明により、例えば、亀裂を有する岩盤注入において、高い浸透性が得られ、優れた止
水効果及び耐久性を有する注入材及び注入工法を提供することが可能である。
水効果及び耐久性を有する注入材及び注入工法を提供することが可能である。
本発明に記載する部や%は、記載が無い限りは、質量部、質量%を意味する。
以下、本発明の実施の形態につき具体的に説明する。
本発明の微粒子シリカは、金属シリコン、又はジルコニアを製造する過程で電気炉から発生するフューム(シリカフューム)を捕集する方法や、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法により製造できる。これらの中では、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造した微粒子シリカ粉末が、凝集(ストラクチャー)が少なく、浸透性が大きい点で、好ましい。
本発明の微粒子シリカの粒度は、所望の効果が得られれば特に限定されないが、浸透性の点で、平均粒径1.0μm以下が好ましく、0.05〜1.0μmがより好ましい。例えば、可燃ガスと助燃ガスとによって形成される高温火炎中にシリカ質原料粉末を噴射して溶融球状化し、冷却しながら球状シリカ粉末を捕集する方法において、炉体から捕集器までのガス湿度の露点を30〜75℃に維持することによって最適なシラノール基濃度を有する球状シリカ粉末を製造する。更に、分級処理によって、流動性の助長効果に優れた平均粒子径を有する微粒子球状シリカ粉末を捕集することができる。例えば、特許文献5(特開2001−335313号公報)や特許文献6(特開2002−20113号公報)の方法によって製造することができる。
又、かかる微粒子シリカは、浸透性の点で、球形度の平均値は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
球形度は、走査型電子顕微鏡(日本電子社製「JSM−T200型」)と画像解析装置(日本アビオニクス社製)を用いて測定することができる。例えば、先ず、粉末のSEM写真から粒子の投影面積(A)と周囲長(PM)を測定する。周囲長(PM)に対応する真円の面積を(B)とすると、その粒子の球形度はA/B×100(%)として表示できる。そこで、試料粒子の周囲長(PM)と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、PM=2πr、B=πr2であるから、B=π×(PM/2π)2となり、個々の粒子の球形度は、球形度=A/B×100(%)=A×4π/(PM)2×100(%)として算出することができるので、任意の粒子200個の平均値を粉末の球形度として求めることができる。
更に、微粒子シリカの非晶化率は、95%以上が好ましく、98%以上がより好ましい。
非晶化率は、粉末X線回折装置(例えば、RIGAKU社製「Mini Flex」)を用い、CuKα線の2θが26〜27.5°の範囲において試料のX線回折分析を行い、特定回折ピークの強度比から測定することができる。かかる微粒子シリカとしては、例えば、電気化学工業社製商品名「SFP−20M」、「SFP−30M」や、アドマッテック社製商品名「アドマファイン」等が挙げられる。
本発明のカルシウム化合物としては、水酸化カルシウム、塩化カルシウム、石膏等の無機物質、ギ酸カルシウム等の有機酸のカルシウム塩等が挙げられる。これらの中では、強度の点で、水酸化カルシウムが好ましい。
カルシウム化合物は、単独で難溶性又は不溶性の場合は、浸透性の点で、平均粒径1.0μm以下に粉砕することが好ましく、平均粒径0.05〜1.0μmに粉砕することがより好ましい。或いは、カルシウム化合物が水酸化カルシウムの場合は、塩化カルシウム等の可溶性カルシウム塩と、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の可溶性アルカリ塩とを、それぞれ溶解し混合する、いわゆるビルドアップ法によっても微細な水酸化カルシウムを製造することができる。
本発明では、微粒子シリカ及びカルシウム化合物をそれぞれ水に分散し、それぞれA剤及びB剤を製造する。
本発明のA剤中の微粒子シリカの濃度は80%以下が好ましく、5〜60%がより好ましく、10〜40%が最も好ましい。微粒子シリカの濃度が80%を超えると高粘度となり浸透性が低下する場合がある。又、本発明では、予め高濃度の微粒子シリカスラリーを製造し、施工時に水により希釈して使用することも可能である。又、高濃度で浸透しない場合は、20%以下の低濃度で長時間注入継続することで小さな亀裂に確実に注入することができ、高い改良効果を得ることができる。
本発明のB剤中のカルシウム化合物の量は、微粒子シリカ100部に対して20〜250部が好ましく、50〜200部がより好ましい。カルシウム化合物の量が20部未満では強度が低下する場合があり、250部を超えると浸透性が低下する場合がある。又、本発明では、予め高濃度のカルシウム化合物スラリーを製造し、施工時に水により希釈して使用することも可能である。
本発明のB剤中のカルシウム化合物の濃度は50%以下が好ましく、2〜40%がより好ましく、5〜30%が最も好ましい。カルシウム化合物の濃度が50%を超えると高粘度となり浸透性が低下する場合がある。又、本発明では、予め高濃度のカルシウム化合物スラリーを製造し、施工時に水により希釈して使用することも可能である。又、高濃度で浸透しない場合は、20%以下の低濃度で長時間注入継続することで小さな亀裂に確実に注入することができ、高い改良効果を得ることができる。
本発明では、A剤、B剤それぞれに、分散剤を併用することが必要である。A剤のみ、或いは、B剤のみに、分散剤を添加すると他方の液と混合した瞬間に反応固化してしまい、好ましくない。但し、注入状況によっては分散剤の使用量を低下させることでゲルタイムを短くし、又は瞬結とし、リーク防止や限定注入として活用することができる。
本発明で使用する分散剤としては、ナフタレンスルホン酸系、リグニンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、及びポリエーテル系の分散剤が挙げられるが、これらのうち、ナフタレンスルホン酸系が浸透性の点で、好ましい。
A剤の分散剤の使用量は、A剤の微粒子シリカ100部に対して1〜30部(固形分換算)が好ましく、5〜20部(固形分換算)がより好ましい。1部未満だと他方の液と混合した瞬間に反応固化してしまい、地盤への浸透性が悪い場合があり、30部を超えると強度が低い場合がある。
B剤の分散剤の使用量は、カルシウム化合物100部に対して分散剤の添加量は1〜30部(固形分換算)が好ましく、5〜20部(固形分換算)がより好ましい。1部未満だと、他方の液と混合した瞬間に反応固化してしまい、地盤への浸透性が悪い場合があり、30部を超えると強度が低い場合がある。
本発明の注入材は、硬化時間を調整するために、硬化時間調整剤を含有することができる。硬化時間調整剤としては特に限定されるものではないが、例えば公知のアルカリ金属硫酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属燐酸塩等の無機塩や、グルコン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸及び乳酸等の有機酸類及び該有機酸類の塩類等から選ばれる1種又は二種以上が挙げられる。これらの中では、強度の点から、アルカリ金属硫酸塩及び/又はアルカリ金属炭酸塩が好ましく、アルカリ金属硫酸塩がより好ましい。アルカリ金属硫酸塩としては、硫酸ナトリウムや硫酸カリウム等が挙げられる。
硬化時間調整剤の使用量は、A剤の微粒子シリカ100部に対して30部以下が好ましく、0.1〜30部がより好ましく、1〜10部が最も好ましい。硬化時間調整剤が30部を超えると浸透性が悪い場合がある。
A剤とB剤の混合比率は、5:1〜1:5が好ましく、2:1〜1:2がより好ましい。
浸透性を向上させるために、微粒子シリカ及びカルシウム化合物は、各種湿式粉砕機で分散又は粉砕することが好ましい。尚、ここで言う平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布計(例えば、堀場製作所社製「LA−920型」)を用い、湿式分散処理した懸濁液を、通常前処理として行う超音波分散処理を行わずに、水媒中で測定した値である。超音波分散処理を行わずに測定した微粒子シリカ及びカルシウム化合物の平均粒径が1.0μm以下である場合、微粒子シリカは凝集しにくい。そのため、本発明の注入材は、浸透性が向上する。湿式分散処理した懸濁液とは、例えば、微粒子シリカを湿式分散処理したA剤、水酸化カルシウムを湿式分散処理したB剤をいう。
本発明で使用する湿式粉砕機は、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル、及び高圧水を使用した粉砕機等のいずれを使用する方法でも良く、単独又は併用して選択するものであり、特に制限されるものではないが、粉砕効率が高い点で、高圧水を使用した粉砕機が好ましい。
超音波装置としては、一般的にホモジナイザーと言われる高出力の超音波機が好ましい。高速攪拌機としては、単純に攪拌子が高速で回転するだけではなく、いわゆる、乱流状態となり、粒子に剪断力が働くような構造が好ましい。例えば、太平洋機工社製商品名「シャープフローミル」、特殊機化工業社製商品名「ホモミクサー」、「ホモミックラインミル」及び「ホモディスパー」等がそれに類する。又、媒体攪拌式ミルとしては、奈良機械製作所社製商品名「マイクロス」、アシザワファインテック社製商品名「スターミル」、三井鉱山社製商品名「SC−ミル」及び寿工業社製商品名「デュアルアペックスミル」等が挙げられる。又、高圧水を使用した粉砕機は、スラリーに50〜400MPaの高圧を加え、このスラリーを二つの流路に分岐させ、再度合流する部分で対向衝突させて粉砕するものである。このような粉砕機としては、スギノマシン社製商品名「スターバースト」や「アルティマイザー」、ナノマイザー社製商品名「ナノマイザー」及びマイクロフルイディスク社製商品名「マイクロフルイタイザー」等が挙げられる。これらの中では、分散効率の点で「スターバースト」が好ましい。
本発明の注入材を地盤に注入するにあたっては、A剤とB剤とを混合する方法として、二重管を用いて先端部でA剤とB剤を合流混合して注入するいわゆる2ショット方式、A剤とB剤の両液を注入ポンプから注入管に至る途中で合流混合して注入するいわゆる1.5ショット方式、更にミキサー等の調合槽でA剤又はB剤を調合した後、他液を加える1ショット方式いずれの方式でも行うことができる。
本発明の注入工法は、上記注入材を地盤に注入することを特徴とするものである。本発明の注入工法は、例えば、高浸透水圧下の亀裂のある岩盤の止水や岩盤掘削によって形成された空洞周辺部の止水において、岩盤の亀裂への注入材の充填性に優れ、かつ、高浸透水圧が作用しても注入材が押し出されることなく長期止水性を維持することができる注入工法にかかわるものであって、上記効果を得られるものである。
分散剤をA剤とB剤の両方に使用すると良好な浸透性が得られる理由は不明だが、分散剤が微粒子シリカやカルシウム化合物の表面で反応し、微粒子シリカとカルシウム化合物が接触しても直ちに水和反応しないよう、硬化遅延しているためと考えられる。
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例は特記しない限り、20℃で行った。
実施例1
粒径、種類の異なる微粒子シリカ100部、分散剤10部、水500部を混合し、スギノマシン社製商品名「スターバースト」で湿式分散処理し、A剤(S1〜7)を作製した。一方、市販の水酸化カルシウム(平均粒径9.5μm)100部、分散剤10部、水500部を混合し、同様にスギノマシン社製商品名「スターバースト」で粉砕時間を変えて湿式分散処理しB剤(C1〜6)を作製した。
A剤とB剤を合流した。カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100部に対して、100部になるように、A剤とB剤を混合した。
浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表1に示す。
微粒子シリカは、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法により製造した。
粒径、種類の異なる微粒子シリカ100部、分散剤10部、水500部を混合し、スギノマシン社製商品名「スターバースト」で湿式分散処理し、A剤(S1〜7)を作製した。一方、市販の水酸化カルシウム(平均粒径9.5μm)100部、分散剤10部、水500部を混合し、同様にスギノマシン社製商品名「スターバースト」で粉砕時間を変えて湿式分散処理しB剤(C1〜6)を作製した。
A剤とB剤を合流した。カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100部に対して、100部になるように、A剤とB剤を混合した。
浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表1に示す。
微粒子シリカは、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法により製造した。
(使用材料)
微粒子シリカS1:平均粒径0.05μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS2:平均粒径0.1μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS3:平均粒径0.6μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS4:平均粒径1.0μm、球形度96%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS5:平均粒径3.5μm、球形度95%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
フェロシリコン副生シリカフュームS6:平均粒径20μm(超音波処理した場合は平均粒径5.5μm)、球形度86%
ゾルゲル法合成シリカS7:平均粒径10.1μm、球形度75%(超音波処理した場合は平均粒径9.8μm)
カルシウム化合物C1:平均粒径0.05μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C2:平均粒径0.1μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C3:平均粒径0.5μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C4:平均粒径1.0μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C5:平均粒径3.5μm(参考値:超音波分散処理した場合は平均粒径2.1μm)、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C6:平均粒径0.5μm、無水石膏
分散剤α:ナフタレンスルホン酸系市販品、液状、固形分濃度40%
分散剤β:ポリエーテル系市販品、液状、固形分濃度40%
微粒子シリカS1:平均粒径0.05μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS2:平均粒径0.1μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS3:平均粒径0.6μm、球形度97%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS4:平均粒径1.0μm、球形度96%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
微粒子シリカS5:平均粒径3.5μm、球形度95%、非晶化率100%、金属シリコン粉末を分散させたスラリーを火炎中に噴射し燃焼、酸化させる方法で製造したもの
フェロシリコン副生シリカフュームS6:平均粒径20μm(超音波処理した場合は平均粒径5.5μm)、球形度86%
ゾルゲル法合成シリカS7:平均粒径10.1μm、球形度75%(超音波処理した場合は平均粒径9.8μm)
カルシウム化合物C1:平均粒径0.05μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C2:平均粒径0.1μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C3:平均粒径0.5μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C4:平均粒径1.0μm、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C5:平均粒径3.5μm(参考値:超音波分散処理した場合は平均粒径2.1μm)、水酸化カルシウム
カルシウム化合物C6:平均粒径0.5μm、無水石膏
分散剤α:ナフタレンスルホン酸系市販品、液状、固形分濃度40%
分散剤β:ポリエーテル系市販品、液状、固形分濃度40%
(評価方法)
平均粒径:レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所社製「LA−920型」)を用いた。A剤及びB剤を、超音波分散処理を行わずに、水媒中で測定した。
浸透性試験:地盤工学会基準JGS0831に準ずる注入装置を用い、直径5cm×長さ20cmの試料槽に8号珪砂を充填し、注入開始から30分後の注入材の浸透長さを浸透長とした。
圧縮強さ:浸透性試験を行った試料槽から硬化体を取り出し、長さ10cmに切断し、アムスラー型圧縮試験機で材齢7日,28日の圧縮強度を測定した。
平均粒径:レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所社製「LA−920型」)を用いた。A剤及びB剤を、超音波分散処理を行わずに、水媒中で測定した。
浸透性試験:地盤工学会基準JGS0831に準ずる注入装置を用い、直径5cm×長さ20cmの試料槽に8号珪砂を充填し、注入開始から30分後の注入材の浸透長さを浸透長とした。
圧縮強さ:浸透性試験を行った試料槽から硬化体を取り出し、長さ10cmに切断し、アムスラー型圧縮試験機で材齢7日,28日の圧縮強度を測定した。
微粒子シリカの球形度が高く、平均粒径が小さい程、又、カルシウム化合物の平均粒径が
小さい程、浸透性、圧縮強さ特性に優れることがわかる。本発明の微粒子シリカおよびカルシウム化合物は、超音波分散処理を行わなくても浸透性、圧縮強さ特性に優れることがわかる。フェロシリコン副生シリカフュームは、浸透性、圧縮強さ特性に劣ることがわかる。
小さい程、浸透性、圧縮強さ特性に優れることがわかる。本発明の微粒子シリカおよびカルシウム化合物は、超音波分散処理を行わなくても浸透性、圧縮強さ特性に優れることがわかる。フェロシリコン副生シリカフュームは、浸透性、圧縮強さ特性に劣ることがわかる。
実施例2
湿式粉砕処理したS3、C3を用い、カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100
部に対して、表2に示す量になるように、A剤とB剤を混合したこと以外は実施例1と同
様に、浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表2に示す。
湿式粉砕処理したS3、C3を用い、カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100
部に対して、表2に示す量になるように、A剤とB剤を混合したこと以外は実施例1と同
様に、浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表2に示す。
分散剤をA剤とB剤の両方に使用し、カルシウム化合物量、分散剤量を最適化することにより、優れた浸透性、圧縮強さ特性を示すことがわかる。
実施例3
微粒子シリカ100部に対して表3に示す量の硬化時間調整剤を用い、カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100部に対して、表3に示す量になるように、A剤とB剤を混合したこと以外は実施例2と同様に、浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表3に示す。
微粒子シリカ100部に対して表3に示す量の硬化時間調整剤を用い、カルシウム化合物の使用量が、微粒子シリカ100部に対して、表3に示す量になるように、A剤とB剤を混合したこと以外は実施例2と同様に、浸透性試験、圧縮強さ試験を行った。配合及び結果を表3に示す。
(使用材料)
硬化時間調整剤T1:硫酸ナトリウム
硬化時間調整剤T2:硫酸カリウム
硬化時間調整剤T3:炭酸ナトリウム
硬化時間調整剤T4:クエン酸
硬化時間調整剤T1:硫酸ナトリウム
硬化時間調整剤T2:硫酸カリウム
硬化時間調整剤T3:炭酸ナトリウム
硬化時間調整剤T4:クエン酸
硬化時間調整剤の種類、量を最適化することにより、優れた浸透性、圧縮強さ特性を示すことがわかる。
実施例から以下のことがわかる。本発明の注入材は、例えば、優れた浸透性、圧縮強さ特性を示し、様々な地山改良の他に、コンクリートのひび割れ補修の用途にも適応できる。
本発明の注入材は、岩盤の微細な亀裂に浸透する高耐久の注入材であって、LPGの地下備蓄、放射性廃棄物の地下封じ込め、ダム・トンネル等の止水等に使用できる。
本発明の微粒子シリカおよびカルシウム化合物は、超音波分散処理を行わなくても浸透性、圧縮強さ特性に優れるので、経済的効果が大きい。
Claims (13)
- 超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とからなる注入材。
- カルシウム化合物が、水酸化カルシウムである請求項1記載の注入材。
- 更に硬化時間調整剤を含有してなる請求項1又は2記載の注入材。
- 微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物が、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の注入材。
- 超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径が1.0μm以下である微粒子シリカ、分散剤及び水を含有するA剤と、超音波分散処理を行うことなく、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した平均粒径1.0μm以下のカルシウム化合物、分散剤及び水を含有するB剤とを混合し、注入してなる注入工法。
- 微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物が、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造したものである請求項5記載の注入工法。
- A剤とB剤とを、1ショット方式、1.5ショット方式及び2ショット方式のいずれかの方式により混合し、地盤に注入する、請求項5又は6記載の注入工法。
- A剤中の微粒子シリカ濃度が80質量%以下である請求項5〜7のうちのいずれか1項記載の注入工法。
- カルシウム化合物が、水酸化カルシウムである請求項5〜8のうちのいずれか1項記載の注入工法。
- A剤の分散剤の使用量が、微粒子シリカ100質量部に対して1〜30質量部(固形分換算)である請求項5〜9のうちのいずれか一項に記載の注入工法。
- B剤の分散剤の使用量が、カルシウム化合物100質量部に対して1〜30質量部(固形分換算)である請求項5〜10のうちのいずれか一項に記載の注入工法。
- 更に硬化時間調整剤を含有してなる請求項5〜11のうちのいずれか一項に記載の注入工法。
- 微粒子シリカ及び/又はカルシウム化合物を、超音波装置、高速攪拌機、媒体攪拌式ミル及び高圧水を使用した粉砕機からなる群より選ばれた一種又は二種以上を用いて製造する請求項5〜12のうちのいずれか一項に記載の注入工法。
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