JP2000063833A - 地盤注入用グラウト材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地盤注入用グラウト材であって、地盤中で土
と接触してもゲル化時間の短縮が低減され、かつ高浸透
性を有し、地盤の液状化防止に有効なグラウトを得る。 【構成】 水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理して得ら
れる活性珪酸またはコロイダルシリカとクエン酸、縮合
リン酸塩等の金属イオン封鎖剤およびリン酸系化合物の
いずれか一方または両方とを有効成分として含有し、地
盤に注入の際に、地盤中で土と接触してもゲル化時間の
短縮を低減するようにしたことから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地盤中で土と接触し
てもゲル化時間の短縮を低減し、かつ高浸透性を有し、
このため、地盤の液状化防止に有効な地盤注入用グラウ
ト材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、埋立地等の開発にともない、地盤
の液状化を防止し得る注入材が望まれている。地盤の液
状化を防止する注入材としては、広大な領域を固化して
地下水の流動をおさえるような注入材でなければならな
い。このような注入材としては、一般的には、注入材が
広い範囲に行きわたるように浸透性に優れ、かつゲル化
時間が長く、しかも、固結後、固結物が恒久性に優れて
いることが必要である。

【０００３】液状化防止のための注入材として、従来、
超微粒子シリカや非アルカリ性シリカゾルを用いた溶液
型の水ガラス系グラウトが開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このうち、超微粒子シ
リカを用いた溶液型水ガラス系グラウトはゲル化ととも
に粘性が高くなって浸透性が悪くなり、しかも、ゲル化
時間の調整、特に、長いゲル化時間の調整が極めて困難
である。

【０００５】また、非アルカリ性シリカゾルを用いた溶
液型の水ガラス系グラウトは地盤に浸透中、土との接触
によりｐＨ値が酸性から中性方向に移行し、このため、
土中でゲル化時間が著しく短縮されてしまい、地盤の液
状化防止用グラウトとしては広い注入範囲を得ることが
できず、不適である。

【０００６】そこで、本発明者らは注入材のゲル化時間
が地盤中で短縮するのは単に注入液のｐＨ値が中性に移
行することのみに基因するのではなく、地盤中に存在す
る金属イオン、特にカルシウムイオン、鉄イオン、アル
ミニウムイオン等が注入材中のシリカと反応して多価金
属イオンを形成し、ゲル化を促進すると判断し、これら
多価金属塩の形成を抑制することによってゲル化時間の
短縮を低減し得ることを見い出して本発明を完成するに
至った。

【０００７】本発明の目的は地盤中で土と接触してもゲ
ル化時間の短縮を低減し、かつ、高浸透性を有し、この
ため、地盤の液状化防止に有効であり、上述の公知技術
に存する欠点を改良した地盤注入用グラウト材を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明によれば、水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理
して得られる活性珪酸またはコロイダルシリカと、金属
イオン封鎖剤およびリン酸系化合物のいずれか一方また
は両方とを有効成分として含有し、地盤に注入の際に、
地盤中で土と接触してもゲル化時間の短縮を低減するよ
うにしたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の態様】以下、本発明を具体的に詳述す
る。

【００１０】本発明に用いられる活性珪酸は水ガラスを
陽イオン交換樹脂に通過、接触せしめて処理し、水ガラ
ス中のナトリウムイオンを除去してｐＨ２〜４の酸性に
移行することにより得られ、通常ＳｉＯ₂ を２〜６％含
有するものである。

【００１１】また、本発明に用いられるコロイダルシリ
カは上述のようにして得られた活性珪酸を、アルカリ金
属水溶液、珪酸アルカリ水溶液等のアルカリ水溶液と混
合し、攪拌下で加熱処理してシリカ粒子を成長させ、次
いで、シリカ濃度を濃縮することにより得られ、ｐＨ値
が通常３〜11、好ましくは５〜10、粒径が直径10ｍμ程
度の粒子分散体である。

【００１２】本発明グラウトは上述の活性珪酸またはコ
ロイダルシリカと、金属イオン封鎖剤およびリン酸系化
合物のいずれか一方、または両方とを有効成分として含
有し、必要に応じて、さらに、ｐＨ値やゲル化時間を調
整する目的で、酸、アルカリ、塩類等を適宜含有する。
上述金属イオン封鎖剤やリン酸系化合物は単独で、また
は複数種を組み合わせて使用し得ること、もちろんであ
る。

【００１３】上述の金属イオン封鎖剤としては、エチレ
ンジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリ
アミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢
酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス（２−ヒドロキシ
フェニル酢酸）エチレンジアミン、これらの塩類、脂肪
族オキシカルボン酸、縮合リン酸塩等があげられる。脂
肪族オキシカルボン酸としては酒石酸、クエン酸、コハ
ク酸、グルコン酸、ジヒドロキシエチルグリシン等、縮
合リン酸塩としてはピロリン酸、トリリン酸、トリメタ
リン酸、テトラメタリン酸等のポリリン酸の塩である
が、具体的にはピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸
ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリ
ン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘ
キサメタリン酸ナトリウムまたはこれらのカリウム塩等
である。

【００１４】これらの金属イオン封鎖剤のうち、特に、
クエン酸および縮合リン酸塩の一種または複数種を用い
ることが経済性、実用性等の点から好ましい。

【００１５】また、上述のリン酸系化合物としては、上
述縮合リン酸塩以外のものであって、例えば、通常のリ
ン酸、正リン酸塩、酸性リン酸塩等である。

【００１６】このようにしてなる本発明にかかるグラウ
ト材はゲル化直前まで比較的低粘性を呈し、かつ土中に
おけるゲル化時間の短縮が少ない。このことは金属イオ
ン封鎖剤が土中の微量金属の封鎖剤として作用し、ま
た、リン酸系化合物が土中で縮合して金属封鎖作用を呈
し、さらに、活性珪酸やコロイダルシリカがそれ自体、
少量のアルカリ含有量であり、これらの相乗効果により
金属塩の形成を著しく抑制するためと推定される。

【００１７】

【発明の実施例】以下本発明を実施例によって詳述する
が、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。

【００１８】１．使用材料 （１）水ガラス ＪＩＳ３号水ガラスを使用。

【００１９】（２）活性珪酸 水ガラス水溶液を陽イオン交換樹脂で処理してｐＨ２.
7、珪酸（ＳｉＯ₂ ）濃度約４％の活性珪酸を使用。

【００２０】（３）コロイダルシリカ 活性珪酸をアルカリ水中に注入し、ｐＨ９.5とした後、
ＳｉＯ₂ 含有量が９.0％になるまで９０℃で加熱攪拌を
行い、次の物性をもったコロイダルシリカを使用。

【００２１】比重：１.1１、ＳｉＯ₂ ：９.0％、ｐＨ：
９.5、シリカの平均粒径：12ｍμ

【００２２】（４）金属イオン封鎖剤 次のものを使用。 （ａ）エチレンジアミン四酢酸：Ｃ₁₀Ｈ₁₆Ｎ₂ Ｏ₈ （ｂ）エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム：Ｃ₁₀Ｈ₁₄
Ｎ₂ Ｎａ₂ Ｏ₈ ・２Ｈ₂ Ｏ （ｃ）クエン酸 工業薬品

【化１】 （ｄ）縮合リン酸塩 （ア）ヘキサメタリン酸ナトリウム （ＮａＰＯ₃)₆ （イ）ピロリン酸ナトリウム Ｎａ₄ Ｐ₂ Ｏ₇ ・10Ｈ₂ Ｏ （ウ）酸性ピロリン酸ナトリウム Ｎａ₂ Ｈ₂ Ｐ₂ Ｏ ₇

【００２３】（５）リン酸系化合物 縮合リン酸系以外のリン酸系化合物として最も一般的な
リン酸とリン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリ
ウムを使用。

【００２４】 （ａ）リン酸 ７５％工業用リン酸 Ｈ₃ ＰＯ₄ （ｂ）リン酸水素二ナトリウム Ｎａ₂ ＨＰＯ₄ ・12Ｈ₂ Ｏ （ｃ）リン酸二水素ナトリウム ＮａＨ₂ ＰＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ

【００２５】 （６）硫酸 ７５％工業用硫酸 Ｈ₂ ＳＯ₄

【００２６】 （７）塩化カリ 試薬一級 ＫＣｌ

【００２７】 （８）硫酸水素ナトリウム 試薬一級 ＮａＨＳＯ₄

【００２８】（９）水酸化ナトリウム溶液 試薬一級の１０Ｍ水酸化ナトリウム溶液を使用。

【００２９】（10）砂 図１に示す粒度分布をもつ細砂として豊浦砂、シルト質
砂として千葉県産の海砂を使用。図１中、イは千葉県産
の海砂、ロは豊浦砂の曲線である。

【００３０】２．測定法 （１）サンドゲル一軸圧縮強度 豊浦砂、千葉県産の海砂によるサントゲルをポリ塩化ビ
ニリデン密閉養生（20℃）して土質工学会基準「土の一
軸圧縮試験方法」により測定。

【００３１】（２）ゲル化時間 （ａ）ホモゲルのゲル化時間 20℃においてカップ倒立法により測定。

【００３２】（ｂ）土中ゲル化時間 20℃においてグラウト液を砂と混合・静止し、上澄を捨
て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土中
ゲル化時間として測定。

【００３３】（３）ｐＨ ガラス電極ｐＨ計にて測定。

【００３４】（４）粘性 Ｂ型粘度計で粘度が１00cps を越えるまで測定。

【００３５】（５）土中ゲル化時間短縮率 ホモゲルのゲル化時間に対する土中におけるゲル化時間
の短縮の割合を次式で算出して表示した。

【００３６】

【００３７】従って負の値の場合は、土中においては逆
にゲル化時間が遅延していることを示す。

【００３８】３．活性珪酸系 ３−１ 活性珪酸−金属イオン封鎖剤系 （１）活性珪酸−エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
系 活性珪酸−エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム系にお
けるｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表
１の如くである。

【００３９】

【表１】

【００４０】（２）活性珪酸−クエン酸系 活性珪酸−クエン酸系において、ｐＨをクエン酸と水酸
化ナトリウム溶液で調整した。その時のｐＨとゲル化時
間および土中ゲル化時間短縮率は表２の如くである。

【００４１】

【表２】

【００４２】（３）活性珪酸−縮合リン酸塩系 縮合リン酸塩としてピロリン酸ナトリウムとヘキサメタ
リン酸ナトリウムを用いてｐＨを調整した。その時のｐ
Ｈとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表３の如
くである。

【００４３】

【表３】

【００４４】３−２ 活性珪酸−リン酸系化合物系 活性珪酸と縮合リン酸塩以外のリン酸系化合物とにかか
る系で、リン酸系化合物として一般的なリン酸水素二ナ
トリウムと一部リン酸二水素ナトリウムを併用した。ｐ
Ｈとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表４の如
くである。

【００４５】

【表４】

【００４６】３−３ 活性珪酸−金属イオン封鎖剤やリ
ン酸系化合物の複数種併用系 活性珪酸に対して、金属イオン封鎖剤やリン酸系化合物
の複数種併用した系の一例である。クエン酸、ヘキサメ
タリン酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、ｐＨの
調整として水酸化ナトリウム溶液を併用した系のｐＨ、
ゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率を表５に示す。

【００４７】

【表５】

【００４８】３−４ 比較対照例 上述の本発明に対する比較対照として、活性珪酸と、金
属イオン封鎖剤やリン酸系化合物以外の通常の反応剤と
による系、および従来から一般に使用されている水ガラ
スと反応剤からなる系をとりあげた。

【００４９】（１）活性珪酸を硫酸と水酸化ナトリウム
溶液でｐＨを調整。 ｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表６の
如くである。

【００５０】

【表６】

【００５１】（２）水ガラス−硫酸水素ナトリウム系 水ガラスを硫酸水素ナトリウムでｐＨを調整した。その
場合のｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は
表７に示す。ｐＨの調整は極めて困難で綿密な調節のも
とに調整した。水ガラスの濃度は活性珪酸と略同一のＳ
ｉＯ₂ 量になるようにした。

【００５２】

【表７】

【００５３】４．コロイダルシリカ系 ４−１ コロイダルシリカ−金属イオン封鎖剤系 （１）コロイダルシリカ−エチレンジアミン四酢酸系 コロイダルシリカ−エチレンジアミン四酢酸系におい
て、一部硫酸を用いて調整した。ｐＨとゲル化時間およ
び土中ゲル化時間短縮率は表８の如くである。

【００５４】

【表８】

【００５５】（２）コロイダルシリカ−クエン酸系 コロイダルシリカの反応剤として塩化カリを用い、クエ
ン酸によってｐＨを低下せしめた。ｐＨとゲル化時間お
よび土中ゲル化時間短縮率は表９の如くである。

【００５６】

【表９】

【００５７】（３）コロイダルシリカ−縮合リン酸塩系 コロイダルシリカとリン酸の系に縮合リン酸塩として酸
性ピロリン酸ナトリウムを用いてｐＨを調整した。その
時のｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表
10の如くである。

【００５８】

【表１０】

【００５９】４−２ コロイダルシリカ−リン酸系化合
物系 コロイダルシリカと塩化カリからなる系に縮合リン酸塩
以外のリン酸系化合物として、一般的なリン酸を添加し
てｐＨを調整した。ｐＨとゲル化時間および土中ゲル化
時間短縮率は表11の如くである。

【００６０】

【表１１】

【００６１】４−３ コロイダルシリカ−金属イオン封
鎖剤やリン酸系化合物の複数種併用系 コロイダルシリカと金属イオン封鎖剤やリン酸系化合物
を複数種併用した系の一例としてクエン酸、リン酸、ヘ
キサメタリン酸ナトリウムを併用した系についてｐＨと
ゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は表12に示す。

【００６２】

【表１２】

【００６３】４−４ 比較対照例 以上の本発明に対する比較対照として、コロイダルシリ
カと、金属イオン封鎖剤やリン酸系化合物以外の通常の
反応剤とによる系、および従来から一般に使用されてい
る水ガラスと反応剤からなる系をとりあげた。

【００６４】（１）コロイダルシリカ−硫酸水素ナトリ
ウム系 コロイダルシリカを硫酸水素ナトリウムでｐＨを調整し
た系のｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は
表13の如くである。

【００６５】

【表１３】

【００６６】（２）水ガラス−硫酸水素ナトリウム系 水ガラスを硫酸水素ナトリウムでｐＨを調整した。その
場合のｐＨとゲル化時間および土中ゲル化時間短縮率は
表14に示す、ｐＨの調整は極めて困難で綿密な調節のも
のに調整した。水ガラスの濃度はコロイダルシリカと略
同一のＳｉＯ₂ 量になるようにした。

【００６７】

【表１４】

【００６８】５．結果の考察 （１）土中ゲル化時間 以上の実施例および比較対照例の結果を比較検討し易く
するため、それぞれのｐＨに対応する土中ゲル化時間を
プロットした。豊浦砂の場合活性珪酸によるものを図
２、コロイダルシリカによるものを図３に示した。千葉
県産の海砂の場合活性珪酸によるものを図４、コロイダ
ルシリカによるものを図５に示した。

【００６９】図中○印は活性珪酸またはコロイダルシリ
カ−エチレンジアミン四酢酸系、□印は活性珪酸または
コロイダルシリカ−クエン酸系、三角印は活性珪酸また
はコロイダルシリカ−縮合リン酸塩系、逆三角印は活性
珪酸またはコロイダルシリカ−リン酸系化合物（縮合リ
ン酸塩を除く）系、ダブル三角印は活性珪酸またはコロ
イダルシリカ−金属イオン封鎖剤とリン酸系化合物の複
数種併用系の本発明にかかる場合であり、●印は活性珪
酸−硫酸−水酸化ナトリウム系またはコロイダルシリカ
−硫酸水素ナトリウム系、×印は水ガラス−硫酸水素ナ
トリウム系の比較対照例の場合である。

【００７０】全体を通じ、本発明の領域は比較対照例
（●、×印）に比べて土中ゲル化時間は極めて長いこと
がわかる。豊浦砂と千葉県産の海砂の場合、低ｐＨ域で
は概して豊浦砂の場合の方がゲル化時間は長く、ｐＨの
上昇につれて同程度、或いは若干千葉県産の海砂の場合
の方がゲル化時間は長くなっているようである。しかし
全般には豊浦砂、千葉県産の海砂の場合、共に同じよう
な傾向の土中ゲル化時間を示している。

【００７１】また、図２〜図５において本発明に係る系
を細かく観察すると、□印の活性珪酸またはコロイダル
シリカ−クエン酸系、三角印の活性珪酸またはコロイダ
ルシリカ−縮合リン酸塩系の土中ゲル化時間は全般に他
の系よりも若干長いような傾向である。

【００７２】（２）土中ゲル化時間短縮率 それぞれのｐＨに対応した土中ゲル化時間の短縮率をプ
ロットした。豊浦砂の場合、活性珪酸によるものを図
６、コロイダルシリカによるものを図７に示した。千葉
県産の海砂の場合活性珪酸によるものを図８、コロイダ
ルシリカによるものを図９に示した。○、□、三角、逆
三角、ダブル三角および●、×印の表示は図２〜図５の
土中ゲル化時間の場合と同じである。

【００７３】○、□、三角、逆三角、ダブル三角印の本
発明の領域と●、×印の比較対照領域を比べてみると、
低ｐＨでは土中ゲル化時間の短縮が比較的大きく、ｐＨ
の上昇とともに小さくなっている。

【００７４】このようにして、本発明の場合、高ｐＨで
は逆に土中ゲル化時間が遅延する（短縮率％が負の値）
ような傾向もみられ、特に活性珪酸の場合に著しいよう
である。このような結果は液状化防止には非常に好まし
いことである。

【００７５】本発明の○、□、三角、逆三角、ダブル三
角印をみると、図６の豊浦砂の場合は、ｐＨの上昇によ
る土中ゲル化時間の短縮率の低減割合は、図８の佐原砂
の場合に比べて可なりなだらかである。

【００７６】すなわち、豊浦砂の場合の土中ゲル化時間
短縮率（％）と６０（低ｐＨの場合）〜−５０（高ｐＨ
の場合）ぐらいの範囲にあるが、佐原砂の場合９０〜−
１00位の範囲にまたがっている。

【００７７】コロイダルシリカにおける本発明の場合
は、図７、図９にみる如く、上記の活性珪酸における場
合に比べると、ｐＨによる土中ゲル化時間の短縮率
（％）の変動はなだらかで、豊浦砂においては６０〜
０、佐原砂では７０〜−１５ぐらいの範囲におさまって
いる。

【００７８】比較対照例の●、×印では、土中ゲル化時
間短縮率（％）は、活性珪酸の場合、１00〜２０ぐらい
（図６、図８）、コロイダルシリカの場合、１00〜６０
ぐらい（図７、図９）の範囲にあって、何れのｐＨ域を
とってみても、本発明のグラウトよりも大きい。特に千
葉県産の海砂における高いｐＨの範囲でその差は著し
い。

【００７９】このように、本発明の地盤注入用グラウト
材は従来からのグラウト材にくらべると、土中ゲル化時
間の短縮が非常に小さく、また、あるｐＨ範囲では逆に
土中ゲル化時間はむしろ遅延して長びくことが明らかに
なった。

【００８０】さらに細かく観察すると、本発明中、クエ
ン酸系□印、縮合リン酸塩系、三角印が略全ｐＨ範囲に
おいて土中ゲル化時間の短縮率が比較的小さいような傾
向にあることがわかる。

【００８１】６．粘性 本発明に係る活性珪酸における表１〜表５と、比較対照
に係る表６、表７において、ゲル化時間を数分から数10
分になるように調製した配合液について、時間を追って
２０℃における粘性の変化を測定した。経過時間（ゲル
化時間に対する割合）に対する粘性の変化を図示する
と、図１０の傾向となる。

【００８２】図１０において、本発明にかかる系では、
ほぼ曲線（ａ）の斜線をほどこした範囲に集中してい
る。比較対照例の活性珪酸−硫酸−水酸化ナトリウム系
では、ほぼ曲線（ｂ）近辺、比較対照例の水ガラス−硫
酸水素ナトリウム系ではほぼ曲線（ｃ）近辺に集中して
おり、本発明にかかる（ａ）の斜線をほどこした部分は
比較対照例（ｂ）さらに（ｃ）に比べて低粘性でゲル化
に至るまで経過することがわかる。

【００８３】本発明コロイダルシリカの表８〜表１２
と、比較対照の表１３、表１４において、上記活性珪酸
と同様の試験を行なった。図１０の場合に比べて、若干
高粘性を呈したが、傾向としては略同じような結果を示
した。本実施例に用いた活性珪酸に比べてコロイダルシ
リカとＳｉＯ₂ 濃度が濃厚であったためと思われる。

【００８４】７．固結強度 上記実施例、並びに比較対照例の試験配合液を用いて豊
浦砂と千葉県産の海砂によるサンドゲルを作成し、材令
７日の一軸圧縮強度を測定した。結果を表１５に示す。

【００８５】

【表１５】

【００８６】表１５から、全般に比較対照例のグラウト
材では、強度に可成りの変動がみられるが、本発明グラ
ウト材は比較対照例のグラウト材に比べると変動が少な
く、土中ゲル化に長時間を要するにも拘ず、強度的には
ほとんど差はみられない。

【００８７】表１５で、コロイダルシリカによる場合
は、活性珪酸による場合より若干相対的に高強度を示し
ている。これは本実施例において用いたコロイダルシリ
カの方が活性珪酸よりも濃厚なＳｉＯ₂ 量を含有してい
ることに起因しているものと思われる。

【００８８】上記実施例で、金属イオン封鎖剤として、
エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸二ナ
トリウム、クエン酸、ピロリン酸ナトリウム、ヘキサメ
タリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウムを一例
としてとりあげ、また縮合リン酸塩以外のリン酸系化合
物として、リン酸、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二
水素ナトリウムを一例としてとりあげたが、もちろん既
に、本文中に記載したこれ以外の金属イオン封鎖剤やリ
ン酸系化合物においても程度の差はあれ、同傾向の効果
が得られる。

【００８９】以上から、本発明にかかる地盤注入用グラ
ウト材は、地盤中でゲル化時間の短縮を大幅に低減でき
るので、土中ゲル化時間を長く保持でき、しかもゲル化
直前まで比較的低粘性が維持されるので、浸透性に優
れ、また従来のグラウトに比適した固結強度を示し、特
に、液状化防止には非常に好ましい効果が期待できる。

【００９０】

【発明の効果】本発明にかかる地盤注入用グラウト材は
次のような効果を奏しうる。

【００９１】１．地盤中でゲル化時間の短縮を低減でき
るので、土中ゲル化時間が長く保持できる。

【００９２】２．ゲル化直前まで比較的低粘性が維持す
る。

【００９３】３．上記のようにゲル化が長びくにも拘
ず、従来の水ガラス系グラウトに略比適する固結強度を
示す。

【００９４】４．従って著しく浸透性に優れ、特に液状
化防止に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】豊浦砂と千葉県産の海砂の粒径加積曲線であ
る。

【図２】活性珪酸と豊浦砂についてのｐＨと土中ゲル化
時間との関係を表したグラフである。

【図３】コロイダルシリカと豊浦砂についてのｐＨと土
中ゲル化時間との関係を表したグラフである。

【図４】活性珪酸と千葉県産の海砂についてのｐＨと土
中ゲル化時間との関係を表したグラフである。

【図５】コロイダルシリカと千葉県産の海砂についての
ｐＨと土中ゲル化時間との関係を表したグラフである。

【図６】活性珪酸と豊浦砂についてのｐＨと土中ゲル化
時間短縮率との関係を表したグラフである。

【図７】コロイダルシリカと豊浦砂についてのｐＨと土
中ゲル化時間短縮率との関係を表したグラフである。

【図８】活性珪酸と千葉県産の海砂についてのｐＨと土
中ゲル化時間短縮率との関係を表したグラフである。

【図９】コロイダルシリカと千葉県産の海砂についての
ｐＨと土中ゲル化時間短縮率との関係を表したグラフで
ある。

【図１０】活性珪酸を用いた本発明グラウト材と、比較
対照例のグラウト材の配合後の経過時間に対する粘性の
変化を示したグラフである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月１４日（１９９８．１０．
１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】そこで、本発明者らは注入材のゲル化時間
が地盤中で短縮するのは単に注入液のｐＨ値が中性に移
行することのみに基因するのではなく、地盤中に存在す
る金属イオン、特にカルシウムイオン、鉄イオン、アル
ミニウムイオン等が注入材中のシリカと反応して多価金
属塩を形成し、ゲル化を促進すると判断し、これら多価
金属塩の形成を抑制することによってゲル化時間の短縮
を低減し得ることを見い出して本発明を完成するに至っ
た。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、本発明に用いられるコロイダルシリ
カは上述のようにして得られた活性珪酸を、アルカリ金
属水溶液、珪酸アルカリ水溶液等のアルカリ水溶液と混
合し、攪拌下で加熱処理してシリカ粒子を成長させ、次
いで、シリカ濃度を濃縮することにより得られ、粒径が
直径１０ｍμ程度の粒子分散体である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、上述のリン酸系化合物としては、上
述の縮合リン酸塩以外のものであって、例えば、通常の
リン酸、正リン酸塩、酸性リン酸塩等である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７５】本発明の○、□、三角、逆三角、ダブル三
角印をみると、図６の豊浦砂の場合は、ｐＨの上昇によ
る土中ゲル化時間の短縮率の低減割合は、図８の千葉県
産の海砂の場合に比べて可なりなだらかである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】すなわち、豊浦砂の場合の土中ゲル化時間
短縮率（％）は６０（低ｐＨの場合）〜−５０（高ｐＨ
の場合）ぐらいの範囲にあるが、千葉県産の海砂の場合
は９０〜−１００ぐらいの範囲にまたがっている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７７】コロイダルシリカにおける本発明の場合
は、図７、図９にみる如く、上記の活性珪酸における場
合に比べると、ｐＨによる土中ゲル化時間の短縮率
（％）の変動はなだらかで、豊浦砂においては６０〜
０、千葉県産の海砂では７０〜−１５ぐらいの範囲にお
さまっている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８０】さらに細かく観察すると、本発明中、クエ
ン酸系□印、縮合リン酸塩系三角印が略全ｐＨ範囲にお
いて土中ゲル化時間の短縮率が比較的小さいような傾向
にあることがわかる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月２２日（１９９８．１０．
２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】上述の金属イオン封鎖剤としては、エチレ
ンジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリ
アミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢
酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス（２−ヒドロキシ
フエニル酢酸）エチレンジアミン、コハク酸、これらの
塩類、脂肪族オキシカルボン酸、縮合リン酸塩等があげ
られる。脂肪族オキシカルボン酸としては酒石酸、クエ
ン酸、グルコン酸、ジヒドロキシエチルグリシン等、縮
合リン酸塩としてはピロリン酸、トリリン酸、トリメタ
リン酸、テトラメタリン酸等のポリリン酸の塩である
が、具体的にはピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸
ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリ
ン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘ
キサメタリン酸ナトリウムまたはこれらのカリウム塩等
である。

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明によれば、水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理
して得られる活性珪酸またはコロイダルシリカに金属イ
オン封鎖剤およびリン酸系化合物のいずれか一方または
両方を含有せしめて該活性珪酸またはコロイダルシリカ
に土中における金属封鎖作用を付与し、地盤中で土と接
触してもゲル化時間の短縮を低減して高浸透性を呈する
ようにし、このため広範囲にわたって地盤を固結して地
盤の液状化防止に適用されることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】このようにしてなる本発明にかかるグラウ
ト材はゲル化直前まで比較的低粘性を呈し、かつ土中に
おけるゲル化時間の短縮が少ない。このことは金属イオ
ン封鎖剤が土中の微量金属と反応し、不溶性の金属塩を
つくって微量金属を封鎖し、また、リン酸系化合物が土
中の微量金属と反応し、不溶性のリン酸塩をつくって、
同様にして、微量金属を封鎖し、いずれもこれら封鎖作
用により、グラウト材中のシリカと微量金属との反応を
著しく抑制するためと推定される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理して
   得られる活性珪酸またはコロイダルシリカと、金属イオ
   ン封鎖剤およびリン酸系化合物のいずれか一方または両
   方とを有効成分として含有し、地盤に注入の際に、地盤
   中で土と接触してもゲル化時間の短縮を低減するように
   したことを特徴とする地盤注入用グラウト材。
2. 【請求項２】 請求項１の金属イオン封鎖剤がクエン酸
   および縮合リン酸塩の群から選択される請求項１に記載
   の地盤注入用グラウト材。