CN1059693C - 地基注入用试剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地基注入用试剂，尽管是无机体系试剂，但也具有广范围内的凝胶化时间，特别是长的凝胶化时间，而且整个凝胶化过程都保持低粘性，因而浸透性优良，而且固结强度也增加。本发明的特征是，它含有作为有效成分的摩尔比在1.5-2.8范围的水玻璃、和平均粒径在10μm以下、比表面积在5000cm2/g以上的微粒渣，根据需要，还可含有水泥和/或石灰类，或者还进一步含有钙溶出量调整剂。

Description

地基注入用试剂
本发明涉及特别适合于砂质土等透水地基注入用的地基注入用试剂，本发明在获得高强度固结体的同时，容易在很宽的范围内调整凝胶化时间，特别是较长的凝胶化时间，而且由于直至整个凝胶化过程完成都保持低粘性，因而浸透性也很优良。
以前，作为谋求向砂质土中浸透的无机体系中能够保持低粘性而且具有较长凝胶化时间的注入用试剂，一般说来很难调整。然而在严格的管理下也有可能进行这种调整，但固结强度的劣化却难以避免。也就是说，用无机体系的注入用试剂，几乎不可能期待浸透性和强度这两方面同时提高。
与此不同，有机体系的注入用试剂，则可期待浸透性和强度两者都能提高，然而一般说来，这不仅价格非常昂贵，而且还有在施工管理时需进行COD的检查等问题。
因此，本发明的目的在于提供一种尽管是无机体系的试剂，但也具有广范围内的凝胶化时间，特别是长的凝胶化时间，而且直至整个凝胶化过程完成都能保持低粘性因而浸透性优良，且固结强度也提高，以致能克服上述先有技术中存在的缺点的地基注入用试剂。
为了达到上述目的，本发明的特征是，它含有作为有效成分的摩尔比为1.5-2.8范围的水玻璃，和平均粒径为10μm以下、比表面积为5000cm2/g以上的微粒渣，根据需要还可含有水泥和/或石灰类，或者还进一步含有钙溶出量调整剂。
以下具体详述本发明。
作为本发明中所用的水玻璃，可以是摩尔比低于JIS3号水玻璃的，其摩尔比在1.5-2.8范围内。该水玻璃的使用量，在整个试剂中，换算成水玻璃中的SiO2，为1.5-20重量％的量。
作为渣子，是平均粒径为10μm以下、比表面积为5000cm2/g以上，优选8000cm2/g以上的微粒子。
本发明含有作为有效成分的上述水玻璃、微粒子渣，因而可在较长时间内进行凝胶化，而且直至整个凝胶化过程完成都保持低粘性，也不产生沉降，从而可获得均质而强固的固结体。
而且，本发明是在上述的水玻璃—渣体系中还添加混合水泥和/或石灰类，特别是分别是比表面积为5000cm2/g以上，优选8000cm2/g以上，平均粒径为10μm以下的细粒水泥和石灰类，还进一步添加混合钙溶出量调整剂，因而也可谋求凝胶化时间，浸透性或固结强度的调整。
作为钙溶出量调整剂，可例举碳酸氢钠，碳酸钠，磷酸氢二钠，六偏磷酸钠，而它们的钾盐当然也是可以的，可例举，焦磷酸盐，酸性焦磷酸盐、三聚磷酸盐、四聚磷酸盐、酸性偏磷酸盐等作为金属离子封闭剂的缩合磷酸盐及乙二胺四乙酸盐、硝基三乙酸盐，柠檬酸盐，酒石酸盐等金属离子封闭剂及磷酸钠，磷酸氢钠等通常的磷酸盐类等。其中，特别优选碳酸氢盐，碳酸盐，含缩合磷酸的磷酸盐的可溶性碱剂。
而且，本发明也可并用为了调整凝胶化时间的任意反应剂，这些反应剂可列举如下。
酯类：
乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯，乙酸戊酯之类的1价醇的脂肪酸酯，乙二醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯，琥珀酸二酯之类的多元醇的脂肪酸脂(全酯)、δ-丁内酯、ε-己内酯之类的分子内酯(环状酯：内酯类)。己二醇一甲酸酯，乙二醇一乙酸酯，乙二醇一丙酸酯、甘油一甲酸酯，甘油一乙酸酯，甘油一丙酸酯、甘油二甲酸酯，甘油二乙酸酯、山梨糖醇一甲酸酯，山梨糖醇一乙酸酯，乙醇酸一乙酸醇、低聚合度部分皂化乙酸乙烯等之类的多元醇部分酯。二乙酰基氧乙烯之类的不饱和脂肪酸酯。
Figure C9411930500051
碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，甘油碳酸酯等环状碳酸酯之类的碳酸酯。
醛类：
乙二醛、琥珀醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、糠二醛等二醛类。
酰胺类：
甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙酰胺、二甲基乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、丙烯酰胺、丙二酰胺、吡啶烷酮、己内酰胺等。
醇类：
乙醇、甲醇、戊醇、甘油、聚乙烯醇等、1元和多元醇，或者是合成高分子醇。
酸类：
硫酸、盐酸、磷酸等无机酸。甲酸、乙酸、丙酸、琥珀酸、马来酸、酒石酸等有机酸。
无机盐：
氯化钙、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化铝等氯化物；硫酸钙、硫酸钠、硫酸铝等硫酸盐；铝酸钠、铝酸钾等铝酸盐；氯化铵、氯化锌、氯化铝等盐酸盐；氯酸钠、氯酸钾、过氯酸钠，过氯酸钾等的氯酸盐；碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵等的碳酸盐；硫酸氢钠、硫酸氢钾、硫酸氢铵等硫酸氢盐；亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵等亚硫酸氢盐；氟硅酸钠、氟硅酸钾等氟硅酸盐；硅酸的碱土金属盐、铝盐等硅酸盐；硼酸钠、硼酸钾、硼酸铵等硼酸盐；磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢铵等磷酸氢盐；焦硫酸钠、焦硫酸钾、焦硫酸铵等焦硫酸盐；焦磷酸钠、焦磷酸钾、焦磷酸铵等焦磷酸盐；重铬酸钠、重铬酸钾、重铬酸铵等重铬酸盐；过锰酸钾、过锰酸钠等过锰酸盐等。
有机盐：
乙酸钠，琥珀酸钠、甲酸钾、甲酸钠、柠檬酸钠等。
生石灰、氧化铝、氧化铁、氧化镁等金属氧化物；Ca、Al、Mg的盐。
此外，本发明除了酸性硅酸水溶液等凝胶化促进剂外，还可并用任意的凝胶化剂。
还可并用飞灰、硅华、硅藻土、白土类等凝硬剂类，还可配合产生各种特性的地基注入用试剂。而且，为了防止沉降并用少量分散剂常可获得均质的固结体。
当注入上述本发明注入用试剂时，例如，可按以下方法进行，即制作凝胶化时间调长的液态本发明试剂，将它直接注入地基中，或者是，预先在地基中注入水泥系注入材料，然后在该注入处注入上述试剂。
此外，将本发明中的这种水玻璃配合液规定为A液，将含本发明中的这种微粒渣的配合液规定为B液，可将这A、B两种液合流后注入，还可以是，将含有上述水玻璃及渣，或还含有钙溶出量调整剂的配合液规定为A液，将凝胶化促进剂或其它任意凝胶剂规定为B液，将这A、B两液合流后注入，以任意调整试剂的凝胶化时间。
还可以是，准备二重注入管，将凝胶化时间调长的本发明试剂规定为A液，将凝胶化促进剂配合液规定为B液，首先，将A、B两液由上述二重注入管的各自管线送入地基，在其前端部分将两液合流以致成为凝胶化时间短的灰浆，将它注入围绕注入管四周的空隙中形成充填物，然后再仅仅注入A液。
还可以是，将本发明中的这种水玻璃配合液，或含有上述水玻璃、或还含有钙溶出量调整剂的配合液规定为A液，将凝胶化促进剂配合液(缓凝性反应剂配合液或为使凝胶化缓凝而配制的反应剂配合液)规定为B液，将瞬凝用配合液规定为C液，首先，将A、C合流液注入，然后切换成A、B合流液的注入，一边进行注入一边反复进行上述步骤以使其注入。
还可以是，将含有水玻璃和渣(根据需要也可含有钙溶出量调整剂)规定为A液，将凝胶化促进剂规定为B液，将由AB合流液组成的瞬凝性灰浆从二重管的上部吐出口，将由A液组成的缓凝性灰浆由下部吐出口，各自同时注入地基中。
还可以是，在上述水玻璃中加入渣，根据需要还可加入钙溶出量调整剂，将能够使凝胶化时间延长数小时的试剂(也可以是不达到凝胶化的试剂)规定为A液，将含有渣或还含有其它反应剂的配合液规定为B液，施工时将B液加入A液中以制成具有规定凝胶化时间和强度的本发明试剂，再将它注入地基中。
还可以是，将摩尔比高于2.8的3号水玻璃配合液规定为A液，将摩尔比为1.5-2.8范围的本发明水玻璃配合液规定为B液，将瞬凝用反应剂配合液规定为C液，将本发明中的这种微粒渣配合液规定为D液，将AC合流液组成的瞬凝性灰浆注入地基中后，再将BD合流液组成的本发明缓凝性试剂注入，从而进行复合注入。
以水泥作为主要材料，将低摩尔比的水玻璃作用于它以延长凝胶化时间的试剂是已知的。但该试剂可使凝胶化时间延长最多也只有数分钟-10分钟左右。其理由是，水泥中多含能与水玻璃中的SiO2易起反应的CaO，它和水玻璃的SiO2急速反应，其结果是使凝胶化时间加快。而且该试剂消耗水泥的CaO，因而不能保持水泥原来的强度。
与此不同，本发明所用的渣中，作为与水玻璃中的SiO2成分易起反应的CaO含量比水泥中少得多，因而很难与水玻璃的SiO2起反应。
而且，水玻璃中的碱分刺激渣的潜在水硬特性，以致钙从渣中游离出来。该钙离子与水玻璃的SiO2反应的同时，也和渣的SiO2反应，需要长的凝胶化时间以致缓慢固结，从而形成硅酸钙，并获得固结强度大的固结物。
如果在上述水玻璃—渣体系中进一步添加水泥，水泥其本身的自硬性，和与水玻璃的二氧化硅成分反应促进了水玻璃—渣体系的反应。因此，伴随着该体系的凝胶化时间的缩短，一定程度的粘性增加，强度随之增加。
石灰类很难溶于水，但在水玻璃存在下其溶解性增加。如果将该石灰类添加到上述水玻璃—渣体系中，则会促进该体系的反应，具有与水泥同样的作用。
以上作用影响水玻璃中的碱。因此，本发明中的水玻璃的摩尔比在约1.5-2.8范围内为适宜。而且，水玻璃的浓度，从固结强度及粘性方面来考虑，在全部试剂中，作为SiO2成分，以1.5-20％左右为适宜。
而且，本发明中使用的渣、水泥及石灰类，对水玻璃的凝胶化、粘性及固结强度的各自调整起作用，被这些粒子大小所影响，按照平均粒径为10μm以下，比表面积在5000cm2/g以上，优选8000cm2/g以上的条件，以适量水玻璃的碱成分作为刺激剂，使渣中大的二氧化硅成分，和水玻璃中小的二氧化硅成分，和钙结合起来，就形成了密度大的强固的复合硅钙的凝胶化。
换句话说，在起因于渣的大粒二氧化硅网络空间中填充有起因于水玻璃的小粒二氧化硅，钙将它们连结起来而固结，从而形成密实的硬化物。
如果本发明体系中还添加钙溶出量调整剂，例如添加碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐，则生成惰性的碳酸钙和磷酸钙，以致可延迟凝胶化。
在上述中，如果水玻璃的摩尔比低于1.5，则碱成分过多，以致不能凝胶化，或者作为注入材料其凝胶化时间延长到不实用的程度以致固结不充分，而且粘度增大，以粘性增大的状态很难进行明确的凝胶化。而且，从公害观点来看，过多的碱成分易于引起地下水污染。
如果水玻璃的摩尔比在3号水玻璃以上，即摩尔比约2.8以上，水玻璃中的碱过少，用于刺激渣中的潜在水硬性使之硬化所需的碱量不够，因此不能获得渣原有的强度。因而，水玻璃和渣怎么也不起反应，不仅凝胶化大幅度延长，而且渣和水玻璃分离以致难以得到均质的固结体。
如果渣的粒径比上述范围粗，则不仅会妨害对砂的浸透性，而且水玻璃的碱和渣的反应性大大降低、以致在适于注入的凝胶化范围内不凝胶化，而且水玻璃的碱成分会导致固结性不够。
也就是，按照本发明，由于使用了平均粒径在10μm以下，比表面积在5000cm2/g以上的反应性活泼的微粒渣，和摩尔比为1.5-2.8的水玻璃，一开始就可得到广范围内的凝胶化时间，而且还可获得对细粒土的优良浸透性。
而且，由于在这种水玻璃和渣体系中还并用了水泥和/或石灰类，故可有效地缩短凝胶化时间；还由于并用钙溶出量调整剂，故可有效地延长凝胶化时间，由此就能很容易地控制凝胶化时间。
如果水玻璃的摩尔比在1.5以下，则通过添加石灰类和水泥来缩短凝胶化时间所需量极多，而且粘性大大增加以致呈触变(チキソトロビツク)性状，因而浸透性大大降低。而且，凝胶化时间不能大幅度缩短。
但是，如果水玻璃在本发明的范围内，则即使水泥和石灰类的添加量少也能有效地缩短凝胶化时间。因此，不会导致粘度大幅增加，因此，不会妨害浸透性。如果水玻璃在本发明的范围内，则渣与水玻璃共存下，不会出现水泥和石灰类那种触变性状，可保持低粘度。这被认为是，渣的CaO中，像水泥和石灰类那样易游离的CaO少，如果碱的存在量在规定量以上，则一开始就会游离。
以下根据实施例具体说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。
1.使用材料
(1)水玻璃
使用表1中示出的摩尔比不同的5种水玻璃。
                                 表1水玻璃No.         SiO2(％)         Na2O(％)          摩尔比
1             28.75             10.03               2.96
2             28.05             10.05               2.76
3             27.36             14.05               2.01
4             25.17             17.11               1.54
5             24.94             18.86               1.37
(2)渣
将具有SiO2：33.02％，CaO：41.94％，Al2O3：12.83％，MgO：8.61％，Fe2O3：0.37％成分组成的水淬渣粉碎，使用表2中示出的比表面积及平均粒径不同的4种类水淬渣。
                                   表2渣No.                比表面积(cm2/g)          平均粒径(μm)1                      4,200                     13.02                      5,300                     9.73                      8,300                     8.04                      10,200                    6.0
(3)水泥
将具有SiO2：22.2％，CaO：64.6％，Al2O3：5.4％，Fe2O3：3.1％成分组成的波特兰水泥粉碎，使用表3中示出的比表面积和平均粒径不同的三种波特兰水泥。
                                    表3水泥No.           比表面积(cm2/g)             平均粒径(μm)1                    4,000                        13.72                    5,500                        9.13                    8,600                        8.2
(4)石灰
使用表4中示出的3种粉末状的工业用消石灰。
                              表4消石灰No.              比表面积(cm2/g)        平均粒径(μm)
1                     4,500                      12.9
2                     5,300                      9.2
3                     8,400                      8.3
(5)钙溶出量调整剂
使用最常用的工业碳酸氢钠(NaHCO3)，碳酸钠(Na2CO3)，磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)、六偏磷酸钠〔(NaPO3)6〕
2.水玻璃—渣体系
关于由表1的水玻璃和表2的渣所组成的体系，其配合和凝胶化时间、粘性、单轴压缩强度示于表5中。单轴压缩强度表示在模子中一边混合标准砂和配合液一边填充而得到的砂凝胶供试体的结果。
但是，7天强度表示在模子中养护后的强度，49天强度表示在7天模子中养护后，再在水中养护后的强度。表6和表7的强度试验结果也同样。
                                                                                   表5
实施例NO.                                              配合(总量1000g ) 凝胶化时间(分)20±1℃ 粘性(20℃)(CPS)      单轴压缩强度(kgf/cm2)
              表1的水玻璃No.(摩尔比)(g)           表2的渣No.(g)   水(g)   水玻璃中的SiO2(％)       养护天数(日)
   1(2.95)     2(2.76)    3(2.01)    4(1.54)     5(1.37)   1     2     3     4    2分后     20分后
   7日后    49日后
  1234567891011121314  278278278278 285285285285 292292292292 318318  125125125125 125125125125 125125125 125125125   597597597597590590590590583583583583557557   8.08.08.08.08.08.08.08.08.08.08.08.08.08.0   360以上36030024024075453018040302215070    20.619.117.014.518.010.08.07.116.09.57.86.317.510.9     156140120981006044409060413511010.9     3.13.94.25.05.19.011.113.06.010.513.115.55.79.6     7.07.48.19.09.528.025.727.011.222.428.630.010.022.9
                                                                   表5(续)
  实施例                                           配合(总量1000g)   凝胶化时间(分)20±1℃       粘性(20℃)(CPS)      单轴压缩强度(kgf/cm2)
           表1的水玻璃No.(摩尔比)(g)         表2的渣No.(g)   水(g)   水玻璃中的SiO2(％)      养护天数(日)
    1(2.95)    2(2.76)     3(2.01)     4(1.54)     5(1.37)     1     2     3     4     2分后  20分后
  7日后   49日后
  1516171819202122232425262728 5060100200400600700800   318318 321321321321 125 125   125125 125125350340300200100505050   557557554554554554600600600600500350250150    8.08.08.08.08.08.01.371.642.745.4710.916.419.221.9     5040300以上300以上300240553530222018105     9.38.025.524.023.020.014.014.519.023.040.050.060.0150   4837190170159135130140180250凝胶化   12.014.24.04.45.05.65.99.711.013.514.313.014.97.5   25.028.510.511.311.912.512.022.031.121.622.520.721.918.0
在表5中，实施例No.1-20的例子，是在总量1000g中各自混合表2的4种渣，使表1的5种水玻璃的SiO2浓度都成为8％。其中实施例No.1-4是摩尔比2.96的水玻璃，凝胶化时间太长，高粘性而且强度弱以致与上清液分离开。实施例No.17-20摩尔比1.37的水玻璃，此时也有同样的倾向，特别是粘性高。
与此不同，使用本发明范围内的水玻璃的实施例No.5-16中，除配合了表2的渣No.1的实施例No.5、9、13外，全都显示出低粘性且高强度。特别是配合了表2的渣No.3、4(比表面积为8000cm2/g以上、平均粒径在10μm以下)的实施例No.7、8、11、12、15、16中，其效果尤为显著。
由该结果可看出，使用水玻璃的摩尔比约1.5-2.8，使用渣的平均粒径为10μm以下，比表面积为5000cm2/g以上，特别是8000cm2/g以上的试剂可发挥极为显著的效果。
实施例No.21-28是将处于本发明范围的表1的No.3水玻璃与表2的No.4的渣组合，变化水玻璃浓度的例子。水玻璃的SiO2浓度极低(1.37％)的实施例No.21是低强度，SiO2浓度非常高(21.9％)的实施例28中呈现高粘性而且凝胶化时间短，强度比较低。因此，水玻璃的浓度是以SiO2量在配合液中占1.5-20％左右的范围为宜。
3.水玻璃—渣—水泥·消石灰体系
关于将上述2的水玻璃—渣体系作为基料，再在该体系中混合水泥和/或消石灰的体系，表6示出其配合和凝胶化时间、粘性、单轴压缩强度。表6
在表6中，实施例No.(15)作为对比例，再次列出了仅由水玻璃和渣组成的表5的实施例No.15。实施例No.29-35是将实施例No.15的渣的一部分用水泥替换的例子。任何一种情况中都是粘性增加而凝胶化时间缩短，强度被加强。其程度随水泥量的增多而显著。关于水泥的粒子，越细，即表3中比No.1更细的No.2还有No.3，粒子越细微其凝胶化时间越缩短且强度加强，但可获得粘性上升少的好结果，特别是平均粒径为10μm以下且比表面积为5000cm2/g以上(实施例No.30、33)，更优选8000cm2/g以上(实施例31、34)的情况下，其效果更显著。
实施例No.36-42是用消石灰替换一部分渣的体系，示出与水泥情况中的相同倾向。其倾向比水泥情况中更为显著。
于是，粘度上升，但凝胶化时间缩短以致强度，尤其是初期强度明显被加强。因此，在本发明的水玻璃—渣体系中部分并用水泥，石灰类特别是微粒水泥，微粒石灰类时，即使牺牲一些浸透性，但对于以缩短凝胶化时间，提高强度，特别是以提高初期强度为对象的地基是适用的，能充分发挥其效果。
4.水玻璃—渣—钙溶出量调整剂体系
关于将上述2的水玻璃—渣作为基料，向该体系中混合添加钙溶出量调整剂中特别有效果的可溶性碱剂，即碳酸氢钠，碳酸钠，磷酸氢二钠、六偏磷酸钠的体系，表7中示出其配合和凝胶化时间、粘性，单轴压缩强度。
                                                                     表7
实施例NO. 配合(全量1000g) 凝胶化时间(分)20±1℃ 粘性(20℃)(CPS)        单轴压缩强度(kgf/cm2)
  表1的NO.3的水玻璃  表2的NO.4的渣 钙溶出量调整剂   水(g)
      水中养护天数(日)
 碳酸氢钠(g) 碳酸钠(g) 磷酸氢二钠(g) 六偏磷酸钠    2分后     20分后
      7日后     49日后
  (12)   292292292292292292292292292292292   125125125125125125125125125125125   583     22     6.3     35       15.5     30.0
43 2 581 24 6.0 31 15.1 29.5
  44     6   577     30     5.8     27       14.9     29.2
  45     10   573     92     5.3     22       13.6     26.9
  46     14   569     160     4.1     16       10.0     21.3
  47     5   578     25     6.1     32       15.2     29.3
  48     8   575     29     5.9     28       15.0     29.0
  49     17   566     28     5.3     26.6       15.4     29.8
  50     26   557     49     4.6     23.0       15.1     29.1
  51     8   575     26     5.0     26.2       15.4     29.7
  52     15   568     28     4.5     23.6       15.3     29.5
在表7中，实施例No.(12)作为对比例，再次列出了由水玻璃—渣组成的表5的实施例No.12。实施例No.43-52是以实施例No.12的水玻璃—渣体系作为基料，再向其中添加碳酸氢钠，碳酸钠，磷酸氢二钠，六偏磷酸钠的体系。
添加量越多，凝胶化时间越长，粘性示出缓慢降低的倾向，固结体的强度显示出微小的缓慢降低的倾向。因此，适用于以不希望提高强度但希望凝胶化时间延长且提高浸透性为对象的地基，对此地基能充分发挥其效果。
5.浸透试验和碱溶出试验
用图1的注入装置进行本发明试剂的浸透试验。在图1中，1是压缩机，2、3是压力计。在备有搅拌器4(与压缩机1相连接)的水槽5中装有本发明的试剂6。
7是丙烯酸树脂模，其中充填砂子8，水槽5中充填的试剂6通过压缩机1的工作而导入丙烯酸树脂模7内的砂子8中。此时，试剂6浸入砂子8中，不久将透过的试剂6取到量筒11中，测定浸透状况。9和10是金属丝网。表8中示出丙烯酸树脂模7中充填的砂子8，表9中示出浸透试验的测定结果。
                               表8砂子No.     使用砂的粒径(μm)   15％粒径(μm)   10％粒径(μm)
1       丰浦标准砂(74-420)        147               130
2    混合砂(-420)                110               95
3    混合砂(-420)                90                75
4    混合砂(-420)                75                60
                                                  表9
    实验NO.   注入液    使用砂  浸透结果判定  单轴压缩强度
    1234 表5のNO.12  表8のNO.1表8のNO.2表8のNO.3表8のNO.4 ○○○○ 35.530.428.425.2
    5678 表5のNO.4  表8のNO.1表8のNO.2表8のNO.3表8のNO.4 △△×× ××××××××
    9101112 表5のNO.20  表8のNO.1表8のNO.2表8のNO.3表8のNO.4 △△△△ ××××××××
表9中的符号表示如下。
○：由模子排出的注入液进行正常凝胶化。内部的固结体正常。
△：排出的注入液凝胶化缓慢，内部的固结状况是下部牢固而上部固结薄弱。
×：排出的注入液不进行凝胶化，内部的固结状况是仅下部固结，上部不固结。
××：得不到均质的供试体。
注：单轴压缩强度是1周内在模子中养护后的强度(kgf/cm2)。
此外，将进行上述浸透试验后的供试体埋入装在深20cm、宽50cm、长50cm水槽中至深度为10cm的山砂中，将水浸入直至10cm，10天后，从水槽端部取水样，测定pH。其结果示于表10中。
                         表10
    实验NO. 在表9中的固结体的实验No.  取样水的PH判定
    13141516     1234 ○○○○
    17181920     5678 △△××
    21222324     9101112 △×××
表10中的符号表示如下。
○：pH为10以下。
△：pH为10-10.5。
×：pH为10.5以上。
从以上讨论试验结果可知，使用摩尔比为2.8以上的水玻璃时(表9的实验No.5-8)，由于渣分离而使浸透不充分。使用摩尔比为1.5以下的水玻璃时(表9的实验No.9-12)，粘性高，固结体上部的固结不充分。而在本发明范围内的实验No.1-4则可获得任何方面都优良的浸透结果。
在浸渍水的pH试验中，从表10可看出，水玻璃的摩尔比在2.8以上(实验No.17-20)时，由于水玻璃和渣分离而导致水玻璃和渣的反应不充分，水玻璃的碱容易溶出以致pH值高。水玻璃的摩尔比在1.5以下(实验No.21-24)时，由于过剩碱而使pH变得更高。而在本发明范围内的实验No.13-16，其pH上升很少，显示在10以下。
由以上实施例可知，仅由摩尔比为1.5-2.8的水玻璃和平均粒径为10μm以下、比表面积约为5000cm2/g以上，优选约8000cm2/g以上的微粒渣组成的体系，其充分浸透性和固结强度方面都很优良。
此外，还可将该水玻璃—渣组成的上述体系作为基料，在其中混合添加水泥、石灰类，优选平均粒径为10μm以下、比表面积约为5000cm2/g以上、更优选约8000cm/g以上的微粒状水泥、渣或钙溶出量调整剂，从而能调整凝胶化时间、浸透性、固结强度，使之最适合于注入对象地基。
本实施例中使用将硅砂和碱溶融的普通水玻璃，但也可使用3号水玻璃中加碱将摩尔比调整至1.5-2.5的水玻璃。
渣是以水淬渣作为一例列举，但除此而外的硅酸性渣都可适用。水泥可列举广泛使用的波特兰水泥，但除此以外的高炉水泥、矾土水泥等也都能适用。石灰类可列举工业用的消石灰，但也可将生石灰放在水中变成消石灰，显示出与消石灰同样的倾向。
本发明有如下效果。
1.在由水玻璃和渣组成的地基注入用试剂中，通过使用摩尔比约为1.5-2.8范围内的水玻璃和平均粒径约10μm以下且比表面积约5000cm2/g以上、优选约8000cm2/g以上的微粒渣，就可得到在保持低粘性的同时，需要较长的凝胶化时间以确实固结并长期内具有高强度的固结体。
2.将上述1的水玻璃—渣体系作为基料，其中再混合水泥、石灰类、最好是平均粒径约10μm以下、比表面积约5000cm2/g以上，更优选约8000cm2/g以上的水泥、石灰类，增加若干粘性，但却能调整其凝胶化时间加快，并可提高强度。
3.将上述1的水玻璃—渣体系作为基料，其中还添加钙溶出量调整剂，因而强度有些降低，但粘性降低，以致能调整其凝胶化时间减慢，并可提高浸透性。
图1是表示向砂中注入试剂的装置简图。图中符号说明如下。
1  压缩机
4  搅拌器
5  水槽
6  试剂
7  丙烯酸树脂模
8  砂子

Claims (3)

1.一种地基注入用试剂，它含有作为有效成分的摩尔比在1.5-2.8范围的水玻璃，和平均粒径在10μm以下、比表面积在8000cm2/g以上的微粒渣，其中，水玻璃的量，换算成水玻璃中的SiO2，为试剂总量的1.5-20重量％。
2.根据权利要求1的地基注入用试剂，其中，所述试剂还含有水泥和/或石灰类，所述水泥及石灰类各自的平均粒径在10μm以下，比表面积在8000cm2/g以上。
3.根据权利要求1的地基注入用试剂，在该试剂中还含有钙溶出量调整剂。
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