JP3186829B2 - 土木用材料 - Google Patents

土木用材料

Info

Publication number
JP3186829B2
JP3186829B2 JP10936692A JP10936692A JP3186829B2 JP 3186829 B2 JP3186829 B2 JP 3186829B2 JP 10936692 A JP10936692 A JP 10936692A JP 10936692 A JP10936692 A JP 10936692A JP 3186829 B2 JP3186829 B2 JP 3186829B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
civil engineering
silica sol
solution
materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP10936692A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05280032A (ja
Inventor
英明 馬場
彰 関根
栄治 三好
盛司 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority to JP10936692A priority Critical patent/JP3186829B2/ja
Publication of JPH05280032A publication Critical patent/JPH05280032A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3186829B2 publication Critical patent/JP3186829B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントスラリーを硬
化させる土木用材料に関する。さらに言えば、セメント
スラリーを用いた無公害型の裏込め用もしくは水中空洞
充填用として好適な土木用材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、セメント−水ガラス系のグラウト
材が地盤安定化や止水など各種土木工事に使用されてい
ることは周知のことである。また、シールド工事におけ
るセグメント裏込材や空洞充填材においても、各種の薬
剤が使用されかつ提案されてきた。
【0003】かかる裏込材又は空洞充填材としては、例
えばセメント−水ガラス系薬剤を用いるもの(特開昭51
-30115号公報)、酸性水ガラスに高炉スラグを含むセメ
ントスラリーを用いるもの(特開昭54-117530 号公
報)、CMCなどの水溶性高分子、塩基性低級カルボン
酸アルミニウム塩、界面活性剤及び鉱油に骨材を配合し
たもの(特開昭54-79908号公報)、ベントナイトおよび
吸水性樹脂を用いるもの(特開昭59-196387 号公報、特
開昭62-265395 号公報)、その他セメントスラリーに硬
化剤、遅延剤、充填材などの助剤を配合して用いるもの
(特開昭61-63559号公報、特開昭62-111100 号公報、特
開昭63-35996号公報、特開平1-39499 号公報、特開平2-
123187号公報)などが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の裏込材は、グラウト材と同様に近時の地球環境に
対する問題からその使用が次第に制限されてきた。例え
ばセメント−水ガラス系は、アルカリ廃水や有機系薬剤
にあってはCODおよびBODの高い廃水などの処理が
不可避であるが、施工状況によってはその処理が困難で
ある。
【0005】他の問題は、従来の裏込材や空洞充填材は
性能的にみて所望する機能を発揮していないということ
である。例えばベントナイトを骨材とするセメント−水
ガラス系のものは、反応により生ずるゲルの可塑性がな
いため、注入パイプを閉塞するなどのトラブルがしばし
ば生じるし、その他の薬剤についても瞬間的に高強度の
硬化体を得ることができない。
【0006】本発明は、上記問題の解消を図るために鋭
意研究を重ねた結果として完成されたもので、その目的
とするところは、瞬間的に高強度のゲル化が可能であ
り、特に実質的に無公害の裏込め材もしくは水中空洞充
填材として有用な高性能な土木用材料を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による土木用材料は、セメントスラリーとシ
リカゾル、ケイ酸カリウムおよび骨材の混合スラリーと
からなることを構成上の特徴とする。
【0008】本発明に使用される代表的なセメントはポ
ルトランドセメントであるが、特にセメントの種類を限
定する必要はない。例えば早強性を必要とする場合には
早強ポルトランドセメント、超早強セメント、アルミナ
セメント、ジェットセメントなどを使用することができ
る。また、発熱膨張を嫌う場合には低熱セメントや中庸
熱セメントを、長期耐水性が要求される際には高炉セメ
ント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどが
一部又は全部選択的に適用される。これらのセメントは
通常市販品をそのまま適用できるが、粉末度はできるだ
け小さいものが好ましく、必要に応じて粒度調整したも
のを用いてもよい。とくに好ましいセメントは、粒子の
90%以上が粒径 0.1μ以上10μ以下の粒度分布を備える
ものである。なお、土木材料中のセメント量は、セメン
トの物性や混合スラリー(B液)の物性あるいは施工状
況によって異なるけれども、多くの場合 250〜500kg/m3
の範囲、実用的には特に 300〜400kg/m3の範囲が好まし
い。
【0009】次にシリカゾルとしては、水ガラスを原料
としてイオン交換法、解膠法、酸中和法、電気透析法な
どによって製造される水性コロイダルシリカがある。こ
の製造法の例は、米国特許第 2577484号明細書、米国特
許第 3711419号明細書、米国特許第 2572578号明細書、
米国特許第 3668088号明細書、特開昭52-33899号、特開
平1-317115号公報などに記載されている。このほか、例
えば米国特許第 3650977号明細書や特公昭46-7367 号公
報に記載のある金属シリコンの酸化による製法や、米国
特許第 2951044号明細書や特開昭62-127216 号公報に記
載されている微細シリカ粉末の水分解による製法で得ら
れるシリカゾルを用いることもできる。
【0010】シリカゾルは3〜100nm の平均粒子径を有
するものが使用できるが、粒子径の大きいものはゲル強
度が弱いため、平均粒子径50nm以下、好ましくは10〜30
nmのものが実用的である。3〜10nm範囲の平均粒子径を
有する小さい粒子グレードはゲル強度が高く、本発明の
目的に特に好ましく適用される。また、シリカゾルには
通常コロイドの安定化剤として微量のアルカリイオン
(または水素イオン)を含有するが、本発明で使用する
シリカゾルのアルカリ含有量はSiO2 /M2 Oのモル
比で5〜500 のものが好ましい。この意味で、アルカリ
安定化剤の含有量が多い平均粒子径3nm未満のシリカゾ
ルは使用し難い。
【0011】従来、代表的に使用されているセメント−
ベントナイト−水ガラス系の裏込材において、本発明
は、水ガラスの代わりに上記の如きシリカゾルを用いる
ところにその特徴の1つがある。しかし、単にシリカゾ
ルを水ガラスと置換しただけでは、ゲルタイムや酸化強
度など機能的に不充分であるため、本発明では、ケイ酸
カリウム水溶液を用いるところに他の特徴がある。この
理由は、シリカゾルとケイ酸カリウム水溶液との混合物
は一定時間は安定な液として存在するのでゲル化せず、
また本発明に係る土木用材料である硬化体が可塑性があ
って、特に充填性にすぐれていることによる。これに対
し、後記する比較例で示すようにシリカゾル−ケイ酸ソ
ーダ水溶液では、B液自体でゲル化する傾向が大で不安
定であるのみならず硬化体の可塑性がなく、施工時のト
ラブルの原因ともなる。
【0012】ケイ酸カリウム水溶液には特に限定はな
く、SiO/K2 Oのモル比1〜4、好ましくは2〜3.
5 のもので市販品をそのままもしくは必要に応じ希釈し
て用いればよい。
【0013】骨材を構成する充填物質としては、例えば
ベントナイト、粘土、フライアッシュ、高炉または転炉
スラグ、残土または鋳物廃砂などを使用することができ
るが、本発明の目的には特に水中膨潤性を有するベント
ナイトを用いることが好ましい。
【0014】本発明による土木用材料の組成は、セメン
トスラリー(A液)と上記したシリカゾル、ケイ酸カリ
ウムおよび骨材からなる混合物のスラリー(B液)とか
らなるが、必要に応じゲル化調製剤として例えば、炭酸
ソーダ、クエン酸ソーダなどを配合することもできる。
A液とB液の配合組成は、両液の物性や施工目的の状況
によって適宜に設定される。しかし多くの場合、固形分
比としてセメント 100重量部に対しシリカゾルがSiO
2 として3〜10重量部、ケイ酸カリウム10〜30重量部お
よび骨材15〜30重量部の範囲にある。なお、A液とB液
との容量比は、1:0.8〜1:1.2の範囲がよい。
【0015】本発明に係る土木用材料は、A液とB液と
を所望の注入機を用いて混合することによりほぼ瞬間的
にゲル化を生じて硬化する。この硬化体は可塑性がある
ので空隙部分を充填することができ、そのうえ耐水性が
あって水濁させることもないため、水中空洞充填材とし
て特に好ましく使用し得る。
【0016】
【作用】本発明に係る土木用材料は、上記したようにセ
メントスラリー(A液)とシリカゾル、ケイ酸カリウム
および骨材の混合スラリー(B液)とから組成されるも
のであるが、両液が混合するとほぼ瞬間的な反応により
混合液がゲル化して硬化する。このゲルおよび硬化の作
用機構の詳細は複雑で未だ解明するに至っていないが、
恐らく初期的にシリカゾルやケイ酸イオンがセメントか
ら溶出するCa2+との凝固反応で硬化が生じ、次いでセ
メントの水硬反応により長期強度を維持するものと考え
られる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比しなが
ら具体的に説明するが、各例における地盤注入剤の評価
は、次の測定方法でおこなった。
【0018】(1) ゲルタイム:成分混合した土木用材料
をビーカーに入れ、撹拌を続けると粘度が次第に増大す
る。この際、土木用材料をビーカーに入れた時点から、
粘度が増大しやがてゲル化してビーカーを90度傾けても
流動性が消失して流下しなくなるまでの時間をゲルタイ
ムとして測定する。
【0019】(2) 圧縮強度:成分を均一に混合したゲル
化前の土木用材料を直径50mm、高さ100mm の型枠に流入
充填してゲル化させて供試体を作成する。この供試体を
水中に養生して所定時間後に脱型し、アームスラー型強
度試験機を用いてホモゲルの一軸圧縮強度を測定する。
【0020】実施例1〜6 セメントスラリー(A液)とシリカゾル、ベントナイ
ト、ケイ酸カリウム水溶液からなる混合スラリー(B
液)を表1の組成割合で配合し、各種の土木用材料を調
製した。
【0021】
【表1】 〔表注〕 (1)実施例1〜3のセメントは、ポルトランドセメント
〔秩父セメント(株)製〕、実施例4〜6のセメント
は、高炉セメント〔日鉄セメント(株)製〕 (2)ベントナイトは、SiO2 :72.43wt%、Al23 :
14.23wt%、付着水分 :9wt%以下、カサ比重 :0.48〜
0.58、塩基交換容量 :70〜90meq/100g、pH :9.45(10%
分散液)〔関東ベントナイト鉱業(株)製〕 (3)シリカゾルは、“ニカドール30”〔日本化学工業
(株)製〕 (4)ケイ酸カリウムは、Aケイ酸カリ〔日本化学工業
(株)製〕
【0022】上記の各種土木用材料について、A液とB
液をダブコンポンプ(島崎製作所社製、DP04型) で
混合した際のゲルタイムおよび圧縮強度を測定したとこ
ろ表2の結果が得られた。
【0023】
【表2】
【0024】実施例7 縦30cm、横30cm、高さ30cm、27l容量の透明アクリル製
容器の注入槽に水を満たした。この容器に実施例1で調
製した土木用材料のA液とB液とを実施例1で用いたと
同じダブコンポンプにより水中に注入した。水中に充填
した注入物は水中に分散することなく瞬時にゲル化し硬
化して充填することができ、また置換する水は殆ど濁り
のないものであった。
【0025】比較例1〜7 セメントスラリー(A液)に対し、各種の混合スラリー
(B液)を表3に示す組成割合で配合した後、実施例と
同様に両液を混合した。混合後の土木用材料のゲルタイ
ムおよび圧縮強度などを測定したところ表4の結果が得
られた。
【0026】
【表3】
【0027】
【表4】
【0028】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る土木用材料
は実質的に瞬時にゲル化して初期強度の高い硬化体を得
ることができる。そのうえ、本発明の土木用材料は、圧
送可能な流動性を有しており、硬化体は材料分離やブリ
ージングを起こさず、また地下水の影響を受けないこと
から優れた空隙充填機能を備えている。したがって、特
に裏込材や水中空洞充填材として好適である
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 7:02 14:10) (72)発明者 桑原 盛司 東京都江東区亀戸9丁目15番1号 日本 化学工業株式会社研究開発本部内 (56)参考文献 特開 平5−140557(JP,A) 特開 昭63−21248(JP,A) 特開 平4−185809(JP,A) 特開 昭54−117530(JP,A) 特開 平3−66794(JP,A) 特開 昭64−39499(JP,A) 特開 昭50−69809(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 28/24 C04B 28/02 C09K 17/10 C09K 17/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントスラリーとシリカゾル、ケイ酸
    カリウムおよび骨材の混合スラリーとからなることを特
    徴とする土木用材料。
  2. 【請求項2】 骨材がベントナイトである請求項1記載
    の土木用材料。
  3. 【請求項3】 養生3日後のホモゲル一軸圧縮強度が10
    kg/cm2以上を有する裏込め材もしくは水中空洞充填材で
    ある請求項1又は2記載の土木用材料。
JP10936692A 1992-04-01 1992-04-01 土木用材料 Expired - Lifetime JP3186829B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10936692A JP3186829B2 (ja) 1992-04-01 1992-04-01 土木用材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10936692A JP3186829B2 (ja) 1992-04-01 1992-04-01 土木用材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05280032A JPH05280032A (ja) 1993-10-26
JP3186829B2 true JP3186829B2 (ja) 2001-07-11

Family

ID=14508419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10936692A Expired - Lifetime JP3186829B2 (ja) 1992-04-01 1992-04-01 土木用材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186829B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4955938B2 (ja) * 2005-05-31 2012-06-20 電気化学工業株式会社 空隙充填材
JP2006335585A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント組成物、セメント組成物を用いる注入材及びセメント組成物の使用方法
JP5554491B2 (ja) * 2008-12-05 2014-07-23 ライト工業株式会社 遮水壁構築用の薬剤及び遮水壁の構築方法
JP7326384B2 (ja) * 2021-06-23 2023-08-15 花王株式会社 地盤の改良工法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05280032A (ja) 1993-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3378501B2 (ja) 可塑性注入材
JP3186829B2 (ja) 土木用材料
JPH10168452A (ja) 水ガラス系懸濁型グラウト剤とそれを用いた地盤注入固 結法
JP2869852B2 (ja) 地盤注入工法
US3335018A (en) Composition and method for stabilizing soil
JP2847337B2 (ja) 地盤注入液
JP5153987B2 (ja) 懸濁型地盤改良材の調製法
JP3142325B2 (ja) 地盤注入剤とその注入工法
JP4080416B2 (ja) 地盤注入剤及び地盤注入工法
JP3150380B2 (ja) 地盤注入剤とその注入工法
JP2808252B2 (ja) 地盤固結材
JP3396789B2 (ja) 地盤注入材
JPH0711624A (ja) 地盤注入用薬液
JP2884395B2 (ja) 地盤固結材
JP3143583B2 (ja) 土木用材料およびこれを用いた施工方法
JP4070982B2 (ja) 中性固化材および中性固化処理工法
JPS58115057A (ja) 水硬性組成物
JP2967809B2 (ja) 裏込め注入材料
JPH0867876A (ja) 地盤注入用薬液
JPH10158647A (ja) 地盤注入工法
JP2006069821A (ja) セメント系間隙充填材
JPH05140557A (ja) 地盤注入剤および注入工法
JPH1053763A (ja) スラグ主成分型のグラウト剤
JP2860718B2 (ja) 地盤改良剤
JPH1143362A (ja) 粒状化処理用固化性混合物

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term