JP2021155228A - Cavity-filling cement composition, cavity filler, and filling construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空洞充填用セメント組成物、該空洞充填用セメント組成物を含む空洞充填材、及び、前記空洞充填用セメント組成物を用いた充填施工方法に関する。 The present invention relates to a cavity filling cement composition, a cavity filling material containing the cavity filling cement composition, and a filling construction method using the cavity filling cement composition.
従来、路面下の空洞部分には、例えば、地上からボーリング孔等を介して空洞充填材を充填することで、該空洞部分を閉塞して地盤の安定化を図っている。また、トンネルの地山と矢板の間の隙間が放置されることにより残存している空洞部分においても、空洞充填材を充填して該空洞部分を閉塞することにより、トンネルにおけるひび割れや圧縮破壊を防止している。さらに、空洞充填材は、土や砂等で埋め戻しができないような種々の箇所の空洞部分においても使用することができる。 Conventionally, the hollow portion under the road surface is filled with a cavity filler from the ground through a boring hole or the like to close the hollow portion and stabilize the ground. In addition, even in the hollow part that remains due to the gap between the ground and the sheet pile of the tunnel being left unattended, cracking and compression failure in the tunnel can be prevented by filling the hollow part with a hollow filling material to close the hollow part. It is preventing. Further, the cavity filling material can be used in various hollow portions that cannot be backfilled with soil, sand or the like.
空洞充填材として、近年、起泡剤を含有させて気泡を発生させた充填材が用いられている。例えば、特許文献１では、セメントと、起泡剤と、水とを含み、起泡剤及び水の含有量を所定の範囲にすることで、密度が１．０ｔ／ｍ３以上１．４８ｔ／ｍ３以下となるように調整された空洞充填材が開示されている。また、特許文献２では、セメントと、起泡剤と、粘土鉱物と、急結剤と、水とを含み、急結剤及び粘土鉱物の含有量を所定の範囲にすることで、密度が１．０ｔ／ｍ３以上１．４ｔ／ｍ３以下となるように調整された空洞充填材が開示されている。 As the cavity filler, in recent years, a filler containing a foaming agent to generate bubbles has been used. For example, in Patent Document 1, cement, a foaming agent, and water are contained, and by setting the content of the foaming agent and water within a predetermined range, the density is 1.0 t / m 3 or more and 1.48 t /. Cavity fillers adjusted to m 3 or less are disclosed. Further, in Patent Document 2, the density is 1 by containing cement, a foaming agent, a clay mineral, a quick-setting agent, and water, and setting the content of the quick-setting agent and the clay mineral within a predetermined range. .0t / m 3 or more 1.4t / m 3 or less and so as tuned cavity filling material is disclosed.
特許文献１及び２で用いられる空洞充填材は、流動性が高いため空洞部分の隅々にまで充填することができる等、施工性に優れる。また、このような充填材は密度が小さく軽量であるため、空洞周囲の地盤に負荷を与えず、再沈下が生じにくいという利点がある。 The cavity filler used in Patent Documents 1 and 2 has high fluidity, so that it can be filled into every corner of the cavity, and is excellent in workability. Further, since such a filler has a low density and is lightweight, it has an advantage that it does not give a load to the ground around the cavity and re-settlement is unlikely to occur.
路面下の空洞部分は、破損した埋設管（例えば、下水管等）上に発生する場合が多い。このような空洞部分に特許文献１及び２で開示される流動性の高い空洞充填材を充填すると、空洞充填材が破損部を介して埋設管内に漏出するという問題があった。 The hollow portion under the road surface often occurs on a damaged buried pipe (for example, a sewer pipe). When such a cavity portion is filled with the highly fluid cavity filler disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a problem that the cavity filler leaks into the buried pipe through the damaged portion.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、硬化後に必要な強度を確保するとともに、空洞部分からの漏出を抑制することが可能な空洞充填用セメント組成物、空洞充填材、及び、充填施工方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a cavity filling cement composition capable of ensuring the strength required after curing and suppressing leakage from the cavity portion, and cavity filling. An object of the present invention is to provide a material and a filling construction method.
本発明に係る空洞充填用セメント組成物は、セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、を含み、前記増粘剤が、アルキルアリルスルホン酸塩及び／又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有する。 The cavity filling cement composition according to the present invention contains a cement, a lightweight aggregate, and a thickener, and the thickener is an alkylallyl sulfonate and / or an alkylammonium salt. It contains a thickener and a methylcellulose-based thickener.
前記空洞充填用セメント組成物は、斯かる構成により、水と混練して空洞充填材として用いることで適度なチキソ性を発揮し、その結果、空洞部分からの漏出を抑制することができる。また、前記空洞充填用セメント組成物は、硬化後に必要な強度を確保することができる。 With such a structure, the cement composition for filling cavities exhibits appropriate thixotropic properties when kneaded with water and used as a cavities filling material, and as a result, leakage from the cavities can be suppressed. In addition, the cavity filling cement composition can secure the required strength after hardening.
本発明に係る空洞充填用セメント組成物において、前記メチルセルロース系増粘剤は、２０℃環境下における増粘剤２．０％水溶液の粘度が０．３５Ｐａ・ｓ以上３５Ｐａ・ｓ以下であってもよい。 In the cement composition for filling cavities according to the present invention, the methylcellulose-based thickener has a viscosity of a 2.0% aqueous solution of the thickener in a 20 ° C. environment of 0.35 Pa · s or more and 35 Pa · s or less. good.
前記空洞充填用セメント組成物は、メチルセルロース系増粘剤の２０℃環境下における増粘剤２．０％水溶液の粘度が０．３５Ｐａ・ｓ以上であることにより、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料分離を抑制する。また、メチルセルロース系増粘剤の２０℃環境下における増粘剤２．０％水溶液の粘度が３５Ｐａ・ｓ以下であることにより、水と混練して空洞充填材として用いることで適度なチキソ性を発揮し、該空洞充填材の空洞への材料充填性を良好にする。 The cavity-filling cement composition is kneaded with water to form a cavity-filling material because the viscosity of a 2.0% aqueous solution of the methylcellulose-based thickener under a 20 ° C. environment is 0.35 Pa · s or more. When used as, it suppresses material separation of the cavity filler. In addition, since the viscosity of the 2.0% aqueous solution of the methylcellulose thickener in a 20 ° C environment is 35 Pa · s or less, it can be kneaded with water and used as a cavity filler to obtain appropriate thixotropy. It exerts its effect and improves the material filling property of the cavity filling material into the cavity.
本発明に係る空洞充填用セメント組成物は、前記軽量骨材の比重が０．２０以上０．７５以下であってもよい。 In the cement composition for filling cavities according to the present invention, the specific gravity of the lightweight aggregate may be 0.20 or more and 0.75 or less.
前記空洞充填用セメント組成物は、軽量骨材の比重が０．２０以上であることにより、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の軽量化を図ることができる。また、軽量骨材の比重が０．７５以下であることにより、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料混練性を向上させる。 Since the light-weight aggregate has a specific gravity of 0.20 or more, the cavity-filling cement composition can reduce the weight of the cavity-filling material when kneaded with water and used as the cavity-filling material. Further, since the specific gravity of the lightweight aggregate is 0.75 or less, when it is kneaded with water and used as a cavity filler, the material kneadability of the cavity filler is improved.
本発明に係る空洞充填材は、上述の空洞充填用セメント組成物と、水と、を含む。 The cavity filling material according to the present invention includes the above-mentioned cement composition for filling a cavity and water.
前記空洞充填材は、上述の空洞充填用セメント組成物を含むため、適度なチキソ性を発揮し、その結果、空洞部分からの漏出を抑制することができる。また、前記空洞充填材は、硬化後に必要な強度を確保することができる。 Since the cavity filling material contains the above-mentioned cement composition for filling the cavity, it exhibits appropriate thixotropic properties, and as a result, leakage from the cavity portion can be suppressed. In addition, the cavity filler can secure the required strength after curing.
本発明に係る空洞充填材は、前記空洞充填用セメント組成物に対する前記水の比が５０以上１００以下であってもよい。 In the cavity filling material according to the present invention, the ratio of the water to the cement composition for filling the cavity may be 50 or more and 100 or less.
前記空洞充填材は、空洞充填用セメント組成物に対する水の比が５０以上であることにより、空洞充填に適切な流動性を保持することができる。また、前記比が１００以下であることにより、一軸圧縮強度を損なうことなく、空洞充填に適切な流動性を保持することができる。 The cavity filling material can maintain appropriate fluidity for cavity filling when the ratio of water to the cavity filling cement composition is 50 or more. Further, when the ratio is 100 or less, it is possible to maintain appropriate fluidity for cavity filling without impairing the uniaxial compressive strength.
本発明に係る空洞充填材は、湿潤密度が０．５０ｇ／ｃｍ３以上０．９０ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。 The cavity filler according to the present invention may have a wet density of 0.50 g / cm 3 or more and 0.90 g / cm 3 or less.
前記空洞充填材は、湿潤密度が０．５０ｇ／ｃｍ３以上０．９０ｇ／ｃｍ３以下であることにより、空洞周囲の地盤に負荷を与えず、再沈下が生じにくくなる。 Since the wet density of the cavity filler is 0.50 g / cm 3 or more and 0.90 g / cm 3 or less, no load is applied to the ground around the cavity, and re-settling is less likely to occur.
本発明に係る充填施工方法は、上述の空洞充填用セメント組成物１００質量部に対して、５０質量部以上１００質量部以下の水を混練して空洞充填材を得て、該空洞充填材を空洞に充填した後、硬化させる。 In the filling construction method according to the present invention, water of 50 parts by mass or more and 100 parts by mass or less is kneaded with 100 parts by mass of the above-mentioned cement composition for cavity filling to obtain a cavity filling material, and the cavity filling material is used. After filling the cavity, it is cured.
前記充填施工方法は、空洞充填材の空洞部分からの漏出を抑制することができる。また、前記充填施工方法によって、必要な強度を有する硬化物を得ることができる。 The filling construction method can suppress leakage of the cavity filler from the cavity portion. In addition, a cured product having the required strength can be obtained by the filling construction method.
本発明によれば、硬化後に必要な強度を確保するとともに、空洞部分からの漏出を抑制することが可能な空洞充填用セメント組成物、空洞充填材、及び、充填施工方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cavity filling cement composition, a cavity filling material, and a filling construction method capable of ensuring the required strength after curing and suppressing leakage from the cavity portion. ..
以下、本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物、空洞充填材、及び、充填施工方法について説明する。 Hereinafter, the cement composition for filling the cavity, the cavity filling material, and the filling construction method according to the present embodiment will be described.
＜空洞充填用セメント組成物＞
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、を含む。
<Cement composition for filling cavities>
The cavity filling cement composition according to the present embodiment contains cement, a lightweight aggregate, and a thickener.
（セメント）
セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント；高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント；超速硬セメント、アルミナセメント等の公知のセメントを用いることができる。これらの中でも、硬化時間を短くする観点から、超速硬セメント及びアルミナセメントから選択される少なくとも一種であることが好ましい。なお、セメントは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
(cement)
Examples of cement include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement and other Portland cement; blast furnace cement, fly ash cement, silica cement and the like. Mixed cement; known cement such as ultrafast hard cement and alumina cement can be used. Among these, at least one selected from ultrafast-hardening cement and alumina cement is preferable from the viewpoint of shortening the curing time. As the cement, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
セメントの含有量は、一軸圧縮強度を発現させる観点から、組成物全体に対して、４０質量％以上であることが好ましく、４４質量％以上であることがより好ましく、５５質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましい。なお、セメントが２種以上含まれる場合、前記含有量は、セメントの合計含有量である。 From the viewpoint of developing uniaxial compressive strength, the cement content is preferably 40% by mass or more, more preferably 44% by mass or more, and 55% by mass or less with respect to the entire composition. Is preferable, and 50% by mass or less is more preferable. When two or more types of cement are contained, the content is the total content of cement.
（軽量骨材）
軽量骨材としては、例えば、人工軽量骨材や天然軽量骨材等を用いることができる。人工軽量骨材は、膨張性頁岩、膨張性粘土、膨張スレート、焼成フライアッシュ等の天然の岩石鉱物を焼成・発泡することで形成することができる。一方、天然軽量骨材としては、火山の噴火に伴って噴出した軽石や火山礫、天然の岩石を原料とするパーライト等を用いることができる。これらの中でも、軽量骨材としては、不燃性のパーライトを用いることが好ましい。なお、軽量骨材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
(Lightweight aggregate)
As the lightweight aggregate, for example, an artificial lightweight aggregate, a natural lightweight aggregate, or the like can be used. Artificial lightweight aggregate can be formed by calcining and foaming natural rock minerals such as expansive shale, expansive clay, expansive slate, and calcined fly ash. On the other hand, as the natural lightweight aggregate, pumice stones and lapilli erupted with the eruption of a volcano, pearlite made from natural rocks, and the like can be used. Among these, it is preferable to use nonflammable pearlite as the lightweight aggregate. As the lightweight aggregate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
軽量骨材の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の軽量化を図る観点から、セメント１００質量部に対して、８０質量部以上であることが好ましく、１１０質量部以上であることがより好ましい。また、軽量骨材の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の一軸圧縮強度を発現させ、かつ、前記空洞充填材の湿潤密度を適切な範囲に保持する観点から、セメント１００質量部に対して、１６０質量部以下であることが好ましい。なお、軽量骨材が２種以上含まれる場合、前記含有量は、軽量骨材の合計含有量である。 The content of the lightweight aggregate is preferably 80 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of reducing the weight of the cavity filler when kneaded with water and used as the cavity filler. It is more preferably 110 parts by mass or more. Further, when the lightweight aggregate is kneaded with water and used as a cavity filler, the uniaxial compressive strength of the cavity filler is exhibited and the wet density of the cavity filler is maintained in an appropriate range. From the viewpoint, it is preferably 160 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. When two or more kinds of lightweight aggregates are contained, the content is the total content of the lightweight aggregates.
軽量骨材の比重は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の軽量化を図る観点から、０．２０以上であることが好ましく、０．３０以上であることがより好ましい。また、軽量骨材の比重は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料混練性を向上させる観点から、０．７５以下であることが好ましく、０．６３以下であることがより好ましい。 When the lightweight aggregate is kneaded with water and used as a cavity filler, the specific gravity is preferably 0.20 or more, and more preferably 0.30 or more, from the viewpoint of reducing the weight of the cavity filler. preferable. Further, the specific gravity of the lightweight aggregate is preferably 0.75 or less, preferably 0.63 or less, from the viewpoint of improving the material kneadability of the cavity filler when kneaded with water and used as the cavity filler. More preferably.
（増粘剤）
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物において、増粘剤は、アルキルアリルスルホン酸塩及び／又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有する。
(Thickener)
In the cement composition for filling cavities according to the present embodiment, the thickener contains a high-performance special thickener which is an alkylallyl sulfonate and / or an alkylammonium salt, and a methylcellulose-based thickener.
アルキルアリルスルホン酸塩としては、例えば、市販されているビスコトップ １００Ａ（花王社製）を用いることができる。アルキルアンモニウム塩としては、例えば、市販されているビスコトップ １００Ｂ（花王社製）、ＶＴ−２００Ｐ（昭栄薬品社製）を用いることができる。また、アルキルアリルスルホン酸塩及びアルキルアンモニウム塩の混合物としては、例えば、市販されているビスコトップ ２００ＬＳ−２（花王社製）を用いてもよいし、上述のビスコトップ １００Ａ及び１００Ｂを併用してもよい。なお、これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 As the alkylallyl sulfonate, for example, commercially available Viscotop 100A (manufactured by Kao Corporation) can be used. As the alkylammonium salt, for example, commercially available Viscotop 100B (manufactured by Kao Corporation) and VT-200P (manufactured by Shoei Yakuhin Co., Ltd.) can be used. As the mixture of alkylallyl sulfonate and alkylammonium salt, for example, commercially available Viscotop 200LS-2 (manufactured by Kao Corporation) may be used, or the above-mentioned Viscotops 100A and 100B may be used in combination. May be good. It should be noted that these may be used alone or in combination of two or more.
アルキルアリルスルホン酸塩及び／又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料分離を抑制する観点から、セメント１００質量部に対して、１．１質量部以上であることが好ましい。また、前記高機能特殊増粘剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の一軸圧縮強度を発現させる観点から、セメント１００質量部に対して、１６．３質量部以下であることが好ましい。なお、前記高機能特殊増粘剤が２種以上含まれる場合、前記含有量は、前記高機能特殊増粘剤の合計含有量である。 The content of the high-performance special thickener, which is an alkylallyl sulfonate and / or an alkylammonium salt, is a cement from the viewpoint of suppressing material separation of the cavity filler when kneaded with water and used as a cavity filler. It is preferably 1.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass. Further, the content of the high-performance special thickener is determined to be 16. It is preferably 3 parts by mass or less. When two or more kinds of the high-performance special thickener are contained, the content is the total content of the high-performance special thickener.
メチルセルロース系増粘剤としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。なお、メチルセルロース系増粘剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 Examples of the methyl cellulose-based thickener include methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. The methylcellulose-based thickener may be used alone or in combination of two or more.
メチルセルロース系増粘剤の２０℃環境下における増粘剤２．０％水溶液の粘度は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料分離を抑制する観点から、０．３５Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、２５Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましい。また、メチルセルロース系増粘剤の２０℃環境下における増粘剤２．０％水溶液の粘度は、水と混練して空洞充填材として用いることで適度なチキソ性を発揮し、該空洞充填材の空洞への材料充填性を良好にする観点から、３５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。なお、粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｌｄ型粘度計により測定することができる。 The viscosity of the 2.0% aqueous solution of the thickener of the methylcellulose-based thickener in an environment of 20 ° C. is 0. It is preferably 35 Pa · s or more, and more preferably 25 Pa · s or more. Further, the viscosity of the 2.0% aqueous solution of the thickener of the methylcellulose-based thickener in an environment of 20 ° C. exhibits appropriate thixotropy when kneaded with water and used as a cavity filler, and the cavity filler exhibits appropriate thixotropy. From the viewpoint of improving the material filling property into the cavity, it is preferably 35 Pa · s or less. The viscosity can be measured with a Brookfield viscometer.
メチルセルロース系増粘剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料分離を抑制する観点から、セメント１００質量部に対して、１．７質量部以上であることが好ましく、４．５質量部以上であることがより好ましい。また、メチルセルロース系増粘剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いることで適度なチキソ性を発揮し、該空洞充填材の空洞への材料充填性を良好にする観点から、セメント１００質量部に対して、５．７質量部以下であることが好ましい。なお、メチルセルロース系増粘剤が２種以上含まれる場合、前記含有量は、メチルセルロース系増粘剤の合計含有量である。 The content of the methylcellulose thickener is 1.7 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of suppressing material separation of the cavity filler when kneaded with water and used as a cavity filler. It is preferably 4.5 parts by mass or more. Further, the content of the methylcellulose-based thickener is appropriately thixotropic when kneaded with water and used as a cavity filler, and from the viewpoint of improving the material filling property of the cavity filler into the cavity. It is preferably 5.7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. When two or more types of methylcellulose-based thickeners are contained, the content is the total content of the methylcellulose-based thickeners.
（その他の添加剤）
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、さらに、混和材を含んでいてもよい。混和材としては、例えば、フライアッシュ、シリカフューム、セメントキルンダスト、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末等の無機質微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等の無機物系フィラーが挙げられる。なお、混和材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
(Other additives)
The cement composition for filling cavities according to the present embodiment may further contain an admixture. Examples of the admixture include fly ash, silica fume, cement kiln dust, blast furnace fume, blast furnace granulated slag fine powder, blast furnace refrigerated slag fine powder, converter slag fine powder, hemihydrate gypsum, expansion material, limestone fine powder, etc. Inorganic fine powder such as fresh lime fine powder, dolomite fine powder, sodium-type bentonite, calcium-type bentonite, attapargit, sepiolite, activated clay, acid clay, allofen, imogolite, silas (volcanic ash), silas balloon, kaolinite, metakaolin (flying clay) ), Synthetic zeolite, artificial zeolite, artificial zeolite, mordenite, clinoptilolite and other inorganic fillers. As the admixture, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、さらに、混和剤を含んでいてもよい。混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤（例えば、酒石酸等）、凝結促進剤（例えば、硫酸アルミニウム等）、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤等が挙げられる。なお、混和剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The cement composition for filling cavities according to the present embodiment may further contain an admixture. Examples of the admixture include an AE agent, an AE water reducing agent, a fluidizing agent, a separation reducing agent, a coagulation retarder (for example, tartaric acid), a coagulation accelerator (for example, aluminum sulfate), a quick-setting agent, and a shrinkage reducing agent. , Foaming agent, foaming agent, waterproofing agent and the like. The admixture may be used alone or in combination of two or more.
起泡剤としては、例えば、脂肪族アルコール系の起泡剤を用いることができる。本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、脂肪族アルコール系の起泡剤を含有することにより、該セメント組成物中の気泡を安定的に維持することができる。脂肪族アルコール系の起泡剤としては、例えば、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムの粉末等を用いることができる。このような起泡剤としては、例えば、市販されているライオン社製の商品名「リポランＰＪ−４００」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製の商品名「リポランＰＢ−８００ＣＪ」等が挙げられる。なお、起泡剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 As the foaming agent, for example, an aliphatic alcohol-based foaming agent can be used. The cavity filling cement composition according to the present embodiment can stably maintain air bubbles in the cement composition by containing an aliphatic alcohol-based foaming agent. As the fatty alcohol-based foaming agent, for example, powder of sodium alphaolefin sulfonate can be used. Examples of such a foaming agent include commercially available product name "Liporan PJ-400" manufactured by Lion Co., Ltd., product name "Liporan PB-800CJ" manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd., and the like. The foaming agent may be used alone or in combination of two or more.
起泡剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の軽量化を図る観点から、セメント１００質量部に対して、０．１質量部以上であることが好ましく、０．３質量部以上であることがより好ましい。また、起泡剤の含有量は、水と混練して空洞充填材として用いる際、該空洞充填材の材料分離を抑制し、かつ、一軸圧縮強度を発現させる観点から、セメント１００質量部に対して、０．６質量部以下であることが好ましい。なお、起泡剤が２種以上含まれる場合、前記含有量は、起泡剤の合計含有量である。 The content of the foaming agent should be 0.1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of reducing the weight of the cavity filling material when kneaded with water and used as the cavity filling material. It is preferably 0.3 parts by mass or more, and more preferably 0.3 parts by mass or more. Further, the content of the foaming agent is adjusted with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of suppressing material separation of the cavity filler and developing uniaxial compressive strength when kneaded with water and used as the cavity filler. It is preferably 0.6 parts by mass or less. When two or more kinds of foaming agents are contained, the content is the total content of the foaming agents.
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、必要に応じて混和材及び混和剤と、を混合することにより製造することができる。 The cement composition for filling cavities according to the present embodiment can be produced by mixing cement, a lightweight aggregate, a thickener, and if necessary, an admixture and an admixture.
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、を含み、前記増粘剤が、アルキルアリルスルホン酸塩及び／又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有することにより、水と混練して空洞充填材として用いることで適度なチキソ性を発揮し、その結果、施工性に優れると共に、空洞部分からの漏出を抑制することができる。また、前記空洞充填用セメント組成物は、硬化後に必要な強度を確保することができる。 The cavity-filling cement composition according to the present embodiment contains cement, a lightweight aggregate, and a thickener, and the thickener is a highly functional alkylallyl sulfonate and / or alkylammonium salt. By containing a special thickener and a methylcellulose-based thickener, it is kneaded with water and used as a cavity filler to exhibit appropriate thixotropy. As a result, it is excellent in workability and the cavity portion. Leakage from can be suppressed. In addition, the cavity filling cement composition can secure the required strength after hardening.
＜空洞充填材＞
本実施形態に係る空洞充填材は、上述の空洞充填用セメント組成物と、水と、を含む。前記空洞充填用セメント組成物に対する前記水の比は、空洞充填に適切な流動性を保持する観点から、５０以上であることが好ましく、８０以上であることがより好ましい。また、前記比は、一軸圧縮強度を損なうことなく、空洞充填に適切な流動性を保持する観点から、１００以下であることが好ましい。
<Cavity filler>
The cavity filling material according to the present embodiment includes the above-mentioned cement composition for filling the cavity and water. The ratio of the water to the cement composition for filling cavities is preferably 50 or more, and more preferably 80 or more, from the viewpoint of maintaining appropriate fluidity for filling cavities. Further, the ratio is preferably 100 or less from the viewpoint of maintaining appropriate fluidity for cavity filling without impairing the uniaxial compressive strength.
本実施形態に係る空洞充填材の湿潤密度は、空洞周囲の地盤に負荷を与えず、再沈下が生じにくくなる観点から、０．７０ｇ／ｃｍ３以上０．９０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。さらに、本実施形態に係る空洞充填材は、従来の空洞充填材と比べても湿潤密度が小さいことから、空洞周囲の地盤への負荷をより低減し、再沈下をより生じにくくする。なお、湿潤密度は、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０１６『ポリマーセメントモルタルの試験方法』６．４単位容積質量試験に準じて測定することができる。 The wet density of the cavity filler according to the present embodiment is 0.70 g / cm 3 or more and 0.90 g / cm 3 or less from the viewpoint that no load is applied to the ground around the cavity and re-settling is less likely to occur. preferable. Further, since the cavity filler according to the present embodiment has a smaller wet density than the conventional cavity filler, the load on the ground around the cavity is further reduced, and re-settling is less likely to occur. The wet density can be measured according to JIS A 1171: 2016 "Test method for polymer cement mortar" 6.4 unit volume mass test.
本実施形態に係る空洞充填材では、混練に用いる水のｐＨが、下水道法の規定に基づく下水排除基準から、５．０を超えて９．０以下であることが好ましい。 In the cavity filler according to the present embodiment, the pH of the water used for kneading is preferably more than 5.0 and 9.0 or less based on the sewage exclusion standard based on the provisions of the Sewerage Act.
本実施形態に係る空洞充填材のフロー値は、施工性を良好にする観点から、８０ｍｍ以上であることが好ましく、１００ｍｍ以上であることがより好ましい。また、前記フロー値は、空洞部分からの漏出を抑制する観点から、１４０ｍｍ以下であることが好ましく、１２０ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、フロー値は、ＮＥＸＣＯ試験法３１３に記載のフロー試験に準じて測定することができる。 The flow value of the cavity filler according to the present embodiment is preferably 80 mm or more, and more preferably 100 mm or more, from the viewpoint of improving workability. Further, the flow value is preferably 140 mm or less, more preferably 120 mm or less, from the viewpoint of suppressing leakage from the cavity portion. The flow value can be measured according to the flow test described in the NEXCO test method 313.
本実施形態に係る空洞充填材における材齢２８日の圧縮強度は、空洞充填材として必要な強度を確保する観点から、８０ｋＮ／ｍ２以上であることが好ましく、１３０ｋＮ／ｍ２以上であることがより好ましい。また、前記圧縮強度は、再掘削性を良好にする観点から、１０００ｋＮ／ｍ２以下であることが好ましく、５００ｋＮ／ｍ２以下であることがより好ましい。なお、圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １２１６に記載の土の一軸圧縮試験方法に準じた方法を用いて測定することができる。 The compressive strength of the cavity filler according to the present embodiment at the age of 28 days is preferably 80 kN / m 2 or more, and is 130 kN / m 2 or more, from the viewpoint of ensuring the strength required for the cavity filler. Is more preferable. Further, the compressive strength, from the viewpoint of improving the re-digging resistance, is preferably 1000 kN / m 2 or less, more preferably 500 kN / m 2 or less. The compressive strength can be measured by using a method according to the uniaxial compression test method for soil described in JIS A 1216.
本実施形態に係る空洞充填材は、本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物を含むため、適度なチキソ性を発揮し、その結果、施工性に優れると共に、空洞充填箇所から埋設物内への漏出を抑制することができる。また、前記空洞充填材は、硬化後に必要な強度を確保することができる。 Since the cavity filling material according to the present embodiment contains the cement composition for filling the cavity according to the present embodiment, it exhibits appropriate thixotropy, and as a result, is excellent in workability and from the cavity filling portion into the buried object. Leakage can be suppressed. In addition, the cavity filler can secure the required strength after curing.
＜充填施工方法＞
本実施形態に係る充填施工方法では、本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物１００質量部に対して、５０質量部以上１００質量部以下の水を混練して空洞充填材を得て、該空洞充填材を空洞に充填した後、硬化させる。
<Filling construction method>
In the filling construction method according to the present embodiment, 50 parts by mass or more and 100 parts by mass or less of water is kneaded with 100 parts by mass of the cement composition for filling the cavity according to the present embodiment to obtain a cavity filling material. After filling the cavity with the cavity filler, it is cured.
空洞充填用セメント組成物と水とは、例えば、ハンドミキサー、グラウトミキサー等を用いて混練することができる。本実施形態に係る充填施工方法は、このような小型のミキサーを用いて混練することができるため、機動性に優れ、短時間で複数ヵ所を施工することができる。また、本実施形態に係る充填施工方法では、混練する際に大型の設備を必要としないため、予め製造された空洞充填用セメント組成物を施工現場へ搬送し、施工現場において水と混練することができる。 The cement composition for filling cavities and water can be kneaded using, for example, a hand mixer, a grout mixer, or the like. Since the filling construction method according to the present embodiment can be kneaded using such a small mixer, it is excellent in mobility and can be constructed at a plurality of locations in a short time. Further, since the filling construction method according to the present embodiment does not require a large-scale equipment for kneading, the cement composition for filling cavities manufactured in advance is transported to the construction site and kneaded with water at the construction site. Can be done.
空洞充填用セメント組成物と水とを混練する時間は、施工性を良好にする観点から、２．０ｍｉｎ以上３．０ｍｉｎ以下とすることが好ましい。 The time for kneading the cavity filling cement composition and water is preferably 2.0 min or more and 3.0 min or less from the viewpoint of improving workability.
空洞充填用セメント組成物と水とを混練した後の空洞充填材の容積は、空洞充填用セメント組成物１ｋｇに対して、１．１８Ｌ以上１．４０Ｌ以下とすることができる。すなわち、本実施形態に係る充填施工方法では、少量の空洞充填用セメント組成物を用いて、より多くの空洞を充填することができる。 The volume of the cavity filler after the cavity filling cement composition and water are kneaded can be 1.18 L or more and 1.40 L or less with respect to 1 kg of the cavity filling cement composition. That is, in the filling construction method according to the present embodiment, more cavities can be filled by using a small amount of the cement composition for filling cavities.
本実施形態に係る充填施工方法では、空洞充填材の空洞部分からの漏出を抑制する観点から、空洞充填材の２０℃における硬化時間を５．０ｈ以下とすることが好ましい。なお、硬化時間とは、凝結時間のうち、終結時間とする。 In the filling construction method according to the present embodiment, the curing time of the cavity filler at 20 ° C. is preferably 5.0 h or less from the viewpoint of suppressing leakage of the cavity filler from the cavity portion. The curing time is the final time of the setting time.
本実施形態に係る充填施工方法は、本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物１００質量部に対して、５０質量部以上１００質量部以下の水を混練して空洞充填材を得て、該空洞充填材を空洞に充填した後、硬化させるため、施工性に優れると共に、空洞充填材の空洞部分からの漏出を抑制することができる。また、前記充填施工方法によって、必要な強度を有する硬化物を得ることができる。 In the filling construction method according to the present embodiment, 50 parts by mass or more and 100 parts by mass or less of water is kneaded with 100 parts by mass of the cavity filling cement composition according to the present embodiment to obtain a cavity filling material. Since the cavity filler is filled in the cavity and then cured, it is excellent in workability and can suppress leakage of the cavity filler from the cavity portion. In addition, a cured product having the required strength can be obtained by the filling construction method.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
＜空洞充填材の製造＞
表１に示す配合量で各成分を混合してセメント組成物を得た後、該セメント組成物と水とを表１に示す水材料比（セメント組成物に対する水の比）で混練することにより各実施例及び比較例の空洞充填材を得た。混練時間、並びに、空洞充填材の湿潤密度及びｐＨを表１に示す。なお、湿潤密度は、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００『ポリマーセメントモルタルの試験方法』６．３．１試験用機械器具、及び、ＪＩＳ Ａ １１０４：２００６『骨材の単位容積質量及び実績率試験方法』３．２容器を用いて測定することができる。また、ｐＨは、実施例８及び９の空洞充填材について測定した。
<Manufacturing of cavity filler>
After mixing each component in the blending amount shown in Table 1 to obtain a cement composition, the cement composition and water are kneaded at the water material ratio (ratio of water to the cement composition) shown in Table 1. Cavity fillers for each example and comparative example were obtained. The kneading time and the wet density and pH of the cavity filler are shown in Table 1. The wet density was determined by JIS A 1171: 2000 "Test method for polymer cement mortar" 6.3.1 Test machinery and equipment, and JIS A 1104: 2006 "Test method for unit volume mass and actual rate of aggregate" 3 .2 Can be measured using a container. The pH was also measured for the cavity fillers of Examples 8 and 9.
表１に示す各成分の詳細は下記の通りである。
（セメント）
超速硬セメント：マイルドジェットセメント、住友大阪セメント社製、密度 ２．９３ｇ／ｃｍ３
（軽量骨材）
Ａ１：パーライト（市販品）、比重 ０．５０〜０．７５、粒径範囲 ０.７〜２．４ｍｍ
Ａ２：パーライト（市販品）、比重 ０．２０〜０．４０、粒径範囲 ０.３ｍｍ以下
（増粘剤）
Ｂ１：アルキルアンモニウム塩系粉末高機能特殊増粘剤（市販品）
Ｂ２：メチルセルロース系粉末増粘剤（市販品）、粘度 ２５〜３５Ｐａ・ｓ（２．０％水溶液／２０℃）
Ｂ３：メチルセルロース系粉末増粘剤（市販品）、粘度 ０．３５〜０．５５Ｐａ・ｓ（２．０％水溶液／２０℃）
Ｂ４：メチルセルロース系粉末増粘剤（市販品）、粘度 ３．０〜５．６Ｐａ・ｓ（２．０％水溶液／２０℃）
（混和材）
Ｃ１：石灰石微粉末（市販品）
（混和剤）
Ｄ１：ポリカルボン酸系粉末高性能減水剤（市販品）
Ｄ２：ナフタレン系粉末高性能減水剤（市販品）
Ｄ３：酒石酸（市販品）
Ｄ４：硫酸アルミニウム（市販品）
Ｄ５：脂肪族アルコール系粉末起泡剤（市販品）
Details of each component shown in Table 1 are as follows.
(cement)
Ultra-fast hard cement: Mild jet cement, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., density 2.93 g / cm 3
(Lightweight aggregate)
A1: Pearlite (commercially available), specific gravity 0.50 to 0.75, particle size range 0.7 to 2.4 mm
A2: Pearlite (commercially available), specific gravity 0.20 to 0.40, particle size range 0.3 mm or less (thickener)
B1: Alkylammonium salt powder High-performance special thickener (commercially available)
B2: Methyl cellulose powder thickener (commercially available), viscosity 25-35 Pa · s (2.0% aqueous solution / 20 ° C)
B3: Methyl cellulose powder thickener (commercially available), viscosity 0.35-0.55 Pa · s (2.0% aqueous solution / 20 ° C)
B4: Methyl cellulose powder thickener (commercially available), viscosity 3.0-5.6 Pa · s (2.0% aqueous solution / 20 ° C)
(Mixed material)
C1: Limestone fine powder (commercially available)
(Micible)
D1: Polycarboxylic acid powder high-performance water reducing agent (commercially available)
D2: Naphthalene-based powder high-performance water reducing agent (commercially available)
D3: Tartaric acid (commercially available)
D4: Aluminum sulfate (commercially available)
D5: Aliphatic alcohol powder foaming agent (commercially available)
＜フロー値の測定＞
フロー値は、ＮＥＸＣＯ試験法３１３に記載のフロー試験に準じて測定した。測定結果を表１に示す。なお、本実施例では、空洞部分から空洞充填材が漏出することを抑制するため、フロー値が１４０ｍｍ以下の空洞充填材を合格とした。
<Measurement of flow value>
The flow value was measured according to the flow test described in the NEXCO test method 313. The measurement results are shown in Table 1. In this embodiment, in order to prevent the cavity filler from leaking from the cavity portion, the cavity filler having a flow value of 140 mm or less was accepted.
＜一軸圧縮強度の測定＞
圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １２１６に記載の土の一軸圧縮試験方法に準じた方法を用いて、材齢７日、２８日の圧縮強度を測定した。測定結果を表１に示す。
<Measurement of uniaxial compressive strength>
The compressive strength was measured at 7 days and 28 days of age using a method according to the uniaxial compression test method for soil described in JIS A 1216. The measurement results are shown in Table 1.
＜水中分離性＞
２Ｌのガラス製ビーカーに予め水を１．５Ｌ充填し、各空洞充填材を２００〜２５０ｇ程度水中に浮かし、この時間を起点とし５分後の材料の分離具合及び水の懸濁具合を目視にて観察した。水中不分離性については、下記の基準に基づき評価を行った。なお、比較例１及び２の空洞充填材については、上記の評価を行わなかった。
○：水中不分離性が良好である。
△：水中不分離性がやや劣り（軽微な材料分離が生じ）、かつ、その際の水中懸濁具合が軽微である。
▲：水中不分離性に劣り（完全な材料分離ではないが、△より劣る）、かつ、その際の水中懸濁具合が著しい。
<Underwater separability>
Fill a 2L glass beaker with 1.5L of water in advance, float about 200 to 250g of each cavity filler in water, and visually check the separation of materials and the suspension of water after 5 minutes from this time. I observed it. The inseparability in water was evaluated based on the following criteria. The above evaluation was not performed on the cavity fillers of Comparative Examples 1 and 2.
◯: Good inseparability in water.
Δ: The inseparability in water is slightly inferior (slight material separation occurs), and the degree of suspension in water at that time is slight.
▲: Inferior in non-separability in water (not complete material separation, but inferior to Δ), and the degree of suspension in water at that time is remarkable.
表１の結果から分かるように、本発明の構成要件をすべて満たす各実施例の空洞充填材は、フロー値が１４０ｍｍ以下である。すなわち、各実施例の空洞充填材は、空洞部分からの漏出を抑制することができると言える。また、各実施例の空洞充填材は、フロー値が８０ｍｍ以上であることから、施工性が良好である。 As can be seen from the results in Table 1, the cavity filler of each embodiment satisfying all the constituent requirements of the present invention has a flow value of 140 mm or less. That is, it can be said that the cavity filler of each embodiment can suppress leakage from the cavity portion. Further, since the cavity filler of each embodiment has a flow value of 80 mm or more, the workability is good.
各実施例の空洞充填材は、材齢２８日の圧縮強度が８０ｋＮ／ｍ２以上１０００ｋＮ／ｍ２以下であることから、空洞充填材として必要な強度を確保でき、かつ、再掘削性が良好であると言える。 Since the compressive strength of the cavity filler of each example on the 28th day of the material age is 80 kN / m 2 or more and 1000 kN / m 2 or less, the strength required as the cavity filler can be secured and the re-excavation property is good. It can be said that.
実施例１１の空洞充填材は、水中不分離性が良好である。 The cavity filler of Example 11 has good inseparability in water.
一方、増粘剤として、アルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤のみを含む比較例１及び２の空洞充填材は、フロー値が１４０ｍｍを超えている。すなわち、比較例１及び２の空洞充填材は、空洞部分から漏出すると言える。また、増粘剤として、メチルセルロース系増粘剤のみを含む比較例３の空洞充填材は、強度が劣る。 On the other hand, the cavity fillers of Comparative Examples 1 and 2 containing only the high-performance special thickener which is an alkylammonium salt as the thickener have a flow value of more than 140 mm. That is, it can be said that the cavity fillers of Comparative Examples 1 and 2 leak from the cavity portion. Further, the cavity filler of Comparative Example 3 containing only a methylcellulose-based thickener as the thickener is inferior in strength.
Claims (7)
前記増粘剤が、アルキルアリルスルホン酸塩及び／又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有する、空洞充填用セメント組成物。 A cement composition for filling cavities, which comprises cement, a lightweight aggregate, and a thickener.
A cavity filling cement composition containing a high-performance special thickener in which the thickener is an alkylallyl sulfonate and / or an alkylammonium salt, and a methylcellulose-based thickener.
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