JP2000170153A - Backfill grouting material - Google Patents

Backfill grouting material

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JP2000170153A
JP2000170153A JP10344441A JP34444198A JP2000170153A JP 2000170153 A JP2000170153 A JP 2000170153A JP 10344441 A JP10344441 A JP 10344441A JP 34444198 A JP34444198 A JP 34444198A JP 2000170153 A JP2000170153 A JP 2000170153A
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cement
silica
water glass
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俊介 島田
Motomu Miwa
求 三輪
Kenji Kashiwabara
健二 栢原
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Kyokado Engineering Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of alkali pollution or the like during grouting work with excellent durability of agglomeration body and a high rising strength by containing dealkali-silica obtained by fully or partly removing sodium ion obtained from water glass and cement as effective components. SOLUTION: This backfill grouting material contains dealkali-silica obtained by removing part of or all of sodium ion from water glass and cement as effective components. Here, the content of the dealkali-silica is to be 435 g per 1000 ml of compounded solution, and the content of cement is desired to be 150 to 400 g per 1000 ml of compounded solution. In this way, for example in shield method, the segments can be assembled continuously without loosening natural ground, and the solidification occurs without being affected by nearby groundwater or the like, for instance, even though the groundwater is full in a cavity or the like at the rear of tunnel, the solidification can be completed without dilution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は軟弱地盤の強化や止
水、地震や掘削工事等による地盤沈下で傾斜した建造物
の復元(ビル起こし)、トンネル等の裏込め、空洞の充
填、海底、水中等の水面下での固結等(これらを総称し
て「裏込め」という)に用いられる裏込め注入材に係
り、特に、急速にゲル化し、強度の立ち上がりが早く、
固結物の耐久性に優れ、しかも、周辺の地下水等に影響
されずに固化し、かつ、周辺にアルカリ公害やカルシウ
ムの溶出を起こさない脱アルカリシリカ−セメント系裏
込め注入材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to reinforcement of soft ground, water stoppage, restoration of buildings sloping due to land subsidence due to earthquake or excavation work (building up), backfilling of tunnels and the like, filling of cavities, sea floor, It relates to backfill infusing materials used for consolidation under the surface of water or the like (collectively referred to as "backfill").
The present invention relates to a dealkalized silica-cement backfilling material which is excellent in the durability of a consolidated product, solidifies without being affected by surrounding groundwater, and does not cause alkaline pollution or calcium elution in the surroundings.

【0002】本発明において「ゲル化」とは可塑状を呈
する状態を言い、これを「一次ゲル化」と称する。ま
た、可塑状を有していないゲル化を「二次ゲル化」と称
する。
[0002] In the present invention, "gelation" refers to a state of exhibiting plasticity, which is referred to as "primary gelation". Gelation without plasticity is referred to as “secondary gelation”.

【0003】[0003]

【従来の技術】裏込め注入材として、従来、それぞれの
用途に応じた性能を有する種々のものが知られている。
例えば、ビル起こし用裏込め注入材として用いられるコ
ロイダルシリカ−セメント系裏込め注入材が知られてい
る。これは水ガラスから脱アルカリして得られるコロイ
ダルシリカと、セメントを含む注入材であって、ゲル化
時間の調整が十分にできず、急速固結が困難なため、ビ
ル起こし用以外の用途には不適である。
2. Description of the Related Art As backfilling materials, various materials having performances according to the respective applications have been known.
For example, a colloidal silica-cement backfilling filler used as a backfill filler for building is known. This is an injection material containing colloidal silica obtained by de-alkalizing water glass and cement, and it is not possible to adjust the gel time sufficiently and it is difficult to rapidly solidify it. Is not suitable.

【0004】さらに、JIS3号水ガラス−セメント系
からなる、ゲル化時間が2〜30秒に調整された裏込め
注入材も知られている。しかし、この系の注入材は立ち
上がり強度が小さいという欠点を有している。また、水
ガラス−セメント系のLWと比較して水ガラス量は少な
いものの、やはりアルカリの影響で耐久性に劣る。な
お、水ガラス−セメント系において、水ガラスとセメン
トを等量で混合すると、ゲル化時間が30秒前後から短
くならない。
[0004] Further, there is known a backfilling injection material made of JIS No. 3 water glass-cement system and having a gelation time adjusted to 2 to 30 seconds. However, this type of injection material has a disadvantage that the rising strength is low. Although the amount of water glass is smaller than that of water glass-cement type LW, the durability is also poor due to the influence of alkali. In addition, in the water glass-cement system, when water glass and cement are mixed in equal amounts, the gel time does not become short from around 30 seconds.

【0005】さらにまた、酸性シリカゾル、セメント、
および必要に応じて、均一なゲルを得るために重曹を添
加した系からなる裏込め注入材も知られている。しか
し、この注入材は耐久性に劣るのみならず、急速強度増
加に問題がある。
Further, acidic silica sol, cement,
Also known is a backfill injection material comprising a system to which baking soda is added as necessary to obtain a uniform gel. However, this injection material has a problem not only in inferior durability but also in a rapid increase in strength.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】シールド工事等のトン
ネル工事では、掘削後、周辺地山がゆるむ前に覆工コン
クリート板と地山の空間を直ちに固結物で填充する必要
がある。さらに填充後、ゲル強度が弱いと、自重あるい
は施工中のセグメントの揺動により固結物に亀裂が発生
することもある。
In tunnel construction such as shield construction, it is necessary to immediately fill the space between the lining concrete plate and the ground with a solidified material after excavation and before the surrounding ground is loosened. Furthermore, if the gel strength is low after filling, cracks may occur in the consolidated matter due to its own weight or swinging of the segment during construction.

【0007】また、構造物(トンネル)ができ上がった
後、固結物の固結並びに止水が半永久的に保持できれ
ば、トンネルのメンテナンスが安くすむため、極めて経
済的である。しかし、従来の上述裏込め注入材ではビル
起こし用のものを除いてすべて耐久性に劣り、数年後に
は漏水現象を起こすことが普通であった。
Further, if the solidification of the solidified material and the water stoppage can be maintained semi-permanently after the completion of the structure (tunnel), the maintenance of the tunnel is inexpensive, which is extremely economical. However, the above-mentioned conventional backfilling materials are all inferior in durability except for the material for raising buildings, and generally cause a water leakage phenomenon several years later.

【0008】そこで、本発明の目的は固結物の耐久性に
優れることはもちろん、急速にゲル化して立ち上がり強
度が大きく、しかも、注入作業時や、固結後も、周辺に
アルカリ公害やカルシウム溶出を起こさず、このため、
例えばシールド工法において、連続的にセグメントを組
み立て得るばかりか地山がゆるまず、さらには、周辺の
地下水等に影響されずに固化し、例えば、トンネル裏側
の空洞等に地下水が充満していても希釈されずに固化
し、上述の公知技術に存する欠点を改良した裏込め注入
材を提供することにある。
Accordingly, the object of the present invention is to provide not only excellent durability of the solidified material, but also rapid gelation and a large rising strength. Does not elute,
For example, in the shield method, not only can the segments be continuously assembled, but the ground does not loosen, and further, solidifies without being affected by the surrounding groundwater, etc., for example, even if the ground behind the tunnel is filled with groundwater It is an object of the present invention to provide a backfill injection material which is solidified without being diluted and has improved the above-mentioned disadvantages of the prior art.

【0009】[0009]

【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、水ガラスからナトリウムイオンの
一部または全部を除去して得られる脱アルカリシリカ
と、セメントとを有効成分として含有することを特徴と
し、さらには、これら脱アルカリシリカとセメントとの
混合により可塑状態を呈することを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the present invention, dealkaline silica obtained by removing a part or all of sodium ions from water glass and cement are used as active ingredients. It is characterized by containing, and furthermore, it exhibits a plastic state by mixing these dealkalized silica and cement.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に詳述す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】本発明の上述裏込め注入材は、脱アルカリ
シリカおよびセメントを使用することにより、ゲル化
時間が短く、立ち上がり強度が大きく、長期間にわ
たって固結物が耐久性に優れるという効果を奏し得る。
[0011] The backfilling material of the present invention, by using dealkalized silica and cement, has the effects of shortening the gelation time, increasing the rising strength, and excelling in the durability of the consolidated material for a long period of time. obtain.

【0012】本発明では、脱アルカリシリカを有効成分
とする液(A液)と、セメントを有効成分とする液(B
液)を混合する場合、A液とB液の混合比率や、ゲル化
時間調整剤を添加することにより、ゲル化時間を自由に
調整できる。
In the present invention, a liquid (solution A) containing dealkalized silica as an active ingredient and a liquid (B) containing cement as an active ingredient are used.
Liquid), the gelation time can be freely adjusted by adding a mixing ratio of the liquid A and the liquid B and a gelling time adjusting agent.

【0013】本発明の裏込め注入材がビル起こし用とし
て用いる場合には、セメントのほかに、スラグ、消石灰
等が使用され、ゲル化時間を数秒以下のように極めて短
くすることができ、また、立ち上がり強度が30分後に
は0.5kgf/cm2 以上と大きいばかりでなく耐久性にも優
れている。
When the backfill material of the present invention is used for building a building, slag, slaked lime and the like are used in addition to cement, so that the gel time can be extremely shortened to several seconds or less. After 30 minutes, the rising strength is not less than 0.5 kgf / cm 2 and is excellent in durability.

【0014】また、トンネルのシールド工法における裏
込め注入材として用いる場合には、セメントにベントナ
イトを使用することにより短時間(例えば2〜20秒)
で一次ゲル化し、1時間後には0.5kgf/cm2 以上とな
る。
When used as a backfill injection material in a tunnel shield method, a short time (for example, 2 to 20 seconds) can be obtained by using bentonite as cement.
The primary gelation results in a primary gel of 0.5 kgf / cm 2 or more after 1 hour.

【0015】なお、可塑状態の保持時間は、固結体の立
ち上がり強度をどれだけ必要とするかによって決定され
るが、通常10〜80分が好ましい。
[0015] The holding time of the plastic state is determined depending on how much the strength of the rise of the consolidated body is required, but it is usually preferably 10 to 80 minutes.

【0016】さらに、軟弱地盤の強化、止水で使用する
配合では、ゲル化時間を10〜60分のように長くする
こともできるのである。また、大断面、大深度および長
距離掘進等を必要とするシールド等のトンネルに用いる
裏込め注入材は、可塑状態が30分以上保持されるのが
好ましく、しかも、立ち上がり強度が大きいことが要求
されるのであるが、本発明の裏込め注入材も遅延剤の選
択により可能となるのである。
Further, in a formulation used for strengthening soft ground and stopping water, the gelation time can be extended as long as 10 to 60 minutes. In addition, the backfill material used for tunnels such as shields requiring a large cross section, a large depth and a long excavation, etc., is preferably maintained in a plastic state for 30 minutes or more and has a high rising strength. However, the backfill implant of the present invention is also made possible by the choice of retarder.

【0017】さらに、本発明では、脱アルカリシリカを
使用することにより、懸濁しているセメント等の粒子の
表面にシリカの一部が析出してこれらの粒子の沈降を抑
え、水に接しても希釈されにくくなるのである。したが
って、海底あるいは水中等の水面下であっても有効に固
結する。
Further, in the present invention, by using dealkalized silica, a part of the silica is precipitated on the surface of suspended cement particles and the like, and the sedimentation of these particles is suppressed. It is difficult to be diluted. Therefore, it is effectively consolidated even under the surface of the sea or underwater.

【0018】本発明に用いられる脱アルカリシリカは、
水ガラスから、該水ガラス中に存在するナトリウムイオ
ンの一部または全部を除去して得られ、具体的には、例
えばイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理して得られ
る。
The dealkalized silica used in the present invention comprises:
It is obtained by removing a part or all of the sodium ions present in the water glass from the water glass, and specifically, for example, by treating the water glass with an ion exchange resin or an ion exchange membrane.

【0019】イオン交換樹脂による処理の場合には、ま
ず、水ガラスを水で希釈して希釈水ガラスとし、この希
釈水ガラスをイオン交換樹脂の充填された塔に通過さ
せ、水ガラス中のアルカリを除去することにより、脱ア
ルカリシリカを得る。
In the case of treatment with an ion-exchange resin, first, water glass is diluted with water to make a diluted water glass, and the diluted water glass is passed through a tower filled with the ion-exchange resin, and alkali water in the water glass is removed. To obtain dealkalized silica.

【0020】イオン交換膜による処理の場合には、上述
の水で希釈された希釈水ガラスを陰陽両電極間にイオン
交換膜を複数枚、間隔をあけて設置された電気透析槽に
充填し、両電極間に通電して水ガラスの電気透析を行
い、水ガラス中の陽イオンを除去することにより脱アル
カリシリカを得る。
In the case of treatment with an ion-exchange membrane, the above-mentioned diluted water glass diluted with water is filled in an electrodialysis tank provided with a plurality of ion-exchange membranes between the negative and positive electrodes at intervals. Electric dialysis of the water glass is performed by applying a current between both electrodes, and cations in the water glass are removed to obtain dealkalized silica.

【0021】上述のようにして得られる脱アルカリシリ
カは、pHを例えば次のようにして調整し、工業的に安
定で使用可能なものとする。
The pH of the dealkalized silica obtained as described above is adjusted, for example, in the following manner so as to be industrially stable and usable.

【0022】(1)脱アルカリによって得られるpH2
〜4の活性珪酸およびpH7〜12の低アルカリシリカ
を得る。(2)この活性珪酸に酸類を添加してpH0.5
〜4の安定化した活性珪酸を得る。(3)この活性珪酸
にアルカリ類を添加してpH7以下の安定化した活性珪
酸またはpH7〜12の低アルカリシリカを得る。
(4)この低アルカリシリカに酸類を添加してpH7〜
10の低アルカリシリカを得る。
(1) pH 2 obtained by dealkalization
~ 4 active silicic acid and low alkali silica of pH 7-12. (2) An acid is added to the activated silicic acid to adjust the pH to 0.5.
~ 4 stabilized active silicic acids are obtained. (3) An alkali is added to the activated silicic acid to obtain stabilized activated silicic acid having a pH of 7 or less or low alkali silica having a pH of 7 to 12.
(4) An acid is added to the low alkali silica to obtain a pH of 7 to
A low alkali silica of 10 is obtained.

【0023】本発明の脱アルカリシリカは、pH2〜1
0、シリカ濃度1〜15%のものが工業的には有利であ
り、また、安定性および環境汚染の面からも上記pHの
ものが、裏込め注入材の有効成分としては適当である。
The dealkalized silica of the present invention has a pH of 2 to 1.
A silica having a silica concentration of 0 and a silica concentration of 1 to 15% is industrially advantageous, and the one having the above pH is also suitable as an active ingredient of the backfill injection material from the viewpoint of stability and environmental pollution.

【0024】また、pH7〜12の上述低アルカリシリ
カは、水ガラスの部分的脱アルカリ処理により直接得ら
れたもの、あるいはこれをさらにpH調整したもの、さ
らには、酸性の活性珪酸にアルカリ類、特に、コロイダ
ルシリカ、水ガラスを添加して、高モル比、高シリカ濃
度としたもの、等である。
The above-mentioned low alkali silica having a pH of 7 to 12 is obtained directly by partial alkalization of water glass, or obtained by further adjusting the pH thereof. Particularly, colloidal silica and water glass are added to obtain a high molar ratio and a high silica concentration.

【0025】上述低アルカリシリカは脱アルカリ処理の
直後では、原料水ガラスのシリカと同じ分子量であっ
て、活性が高いが、アルカリの減少により次第に重合し
て安定化する。安定化された低アルカリシリカは脱アル
カリの程度、シリカの濃度にもよるが、1〜6ケ月間は
安定である。例えば、3号水ガラスを脱アルカリ処理し
て得られた、シリカ濃度約6%、pH10.9の低アルカ
リシリカはモル比が約15の高モル比であって、2ケ月
以上も安定である。
Immediately after the alkali removal treatment, the low alkali silica has the same molecular weight as the silica of the raw water glass and has a high activity, but is gradually polymerized and stabilized by the decrease in alkali. The stabilized low alkali silica is stable for 1 to 6 months, depending on the degree of dealkalization and the concentration of silica. For example, low alkali silica having a silica concentration of about 6% and a pH of 10.9 obtained by dealkalizing No. 3 water glass has a high molar ratio of about 15 and is stable for more than 2 months. .

【0026】なお、活性珪酸に特定のアルカリ類を添加
して得られるpH7以下の活性珪酸もまた、安定化され
たものである。
The activated silicic acid having a pH of 7 or less obtained by adding specific alkalis to the activated silicic acid is also stabilized.

【0027】また、活性珪酸およびそのpH調整された
ものは、酸性を呈するとはいえ、含有している酸は極め
て少量であり、セメントの強度発現を阻害することはな
い。
Although activated silicic acid and its pH-adjusted one exhibit acidity, the amount of acid contained is extremely small and does not inhibit the strength development of cement.

【0028】本発明に使用されるセメントについは、特
に限定はないが、ポルトランドセメント、アルミナセメ
ント、高炉セメント等が挙げられ、セメント懸濁液の流
動性を重視する場合には比表面積3000〜7000cm
2/gのセメントが好ましい。
The cement used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include Portland cement, alumina cement, blast furnace cement and the like. When importance is placed on the fluidity of the cement suspension, the specific surface area is 3,000 to 7000 cm.
2 / g of cement is preferred.

【0029】さらに、初期強度を大きくする場合には、
比表面積4000cm2/g以上のコロイドセメントや、超
微粒子セメントが好ましい。
Further, when increasing the initial strength,
Colloidal cement having a specific surface area of 4000 cm 2 / g or more and ultrafine cement are preferred.

【0030】また、ゲル化時間を長くしたり、耐久性を
良くしたい場合には、スラグを併用するのが好ましく、
その場合、比表面積3000cm2/g以上のものが好まし
い。比表面積が大きくなるほど強度が著しく、かつ急速
に強度増加する。
In order to extend the gel time or improve the durability, it is preferable to use slag together.
In that case, those having a specific surface area of 3000 cm 2 / g or more are preferable. As the specific surface area increases, the strength is remarkable and the strength rapidly increases.

【0031】本発明では、さらに増粘剤を使用すること
もできる。この増粘剤としては、粘土鉱物としてモンモ
リロナイト系粘土であるベントナイト、カオリン系陶
土、その他の粘土鉱物が用いられる。
In the present invention, a thickener can be further used. As the thickener, montmorillonite clay such as bentonite, kaolin clay and other clay minerals are used as clay minerals.

【0032】さらに、砂分として、現場で掘削したシル
ト、シルト混じり砂、その他の砂分等も使用できる。そ
の他増強材あるいは増量材としてフライアッシュ、石炭
灰、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、石灰類、その
他のポゾラン類等を使用することができる。
Further, silt, sand mixed with silt, other sand and the like excavated on site can be used as the sand. In addition, fly ash, coal ash, calcium carbonate, white carbon, limes, other pozzolans, and the like can be used as a reinforcing material or a filler.

【0033】特に、ビル起こし用裏込め注入材では、消
石灰を大量に使用することにより立ち上がり強度を大き
くすることができる。
In particular, in the backfill injection material for building up, the rising strength can be increased by using a large amount of slaked lime.

【0034】なお、固結物の初期強度を大きくする場合
には、石灰類を多くすることが好ましいが、逆にB液を
長距離圧送する場合には、石灰類を少なくすることが好
ましい。
In order to increase the initial strength of the solidified material, it is preferable to increase the amount of lime. On the other hand, when the liquid B is fed over a long distance, it is preferable to reduce the amount of lime.

【0035】さらに、本発明では、A、B液混合時に均
一なゲルができるように、あるいはゲル化時間を長くす
るために、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属炭酸塩
等を使用できる。
Further, in the present invention, an alkali metal bicarbonate, an alkali metal carbonate or the like can be used to form a uniform gel when mixing the liquids A and B or to lengthen the gelation time.

【0036】本発明の配合液を1ショットで使用する場
合や、長距離圧送する場合には、遅延剤を使用すること
ができる。このような遅延剤としては、特に限定するも
のではないが、リグニンスルフォン酸を主成分とする遅
延型流動化剤、クエン酸、酒石酸等のヒドロキシカルボ
ン酸が好ましい。
In the case of using the compounded liquid of the present invention in one shot or in the case of feeding over a long distance, a retarder can be used. Such a retarder is not particularly limited, but is preferably a delay-type fluidizing agent containing ligninsulfonic acid as a main component, or a hydroxycarboxylic acid such as citric acid or tartaric acid.

【0037】本発明の配合液の充填性を高めるには、流
動化剤を必要に応じて添加することもできる。また逆
に、本発明の配合液のセメント、骨材等の沈降分離を防
止するためには、必要に応じてカルボキシセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース等の高分子系増粘剤を添加
することもできる。
In order to enhance the filling property of the liquid mixture of the present invention, a fluidizing agent may be added as required. Conversely, in order to prevent sedimentation and separation of cement, aggregate and the like of the compounded liquid of the present invention, carboxycellulose as necessary,
A polymeric thickener such as hydroxyethyl cellulose may be added.

【0038】これらの添加剤は、裏込め注入材の用途、
注入個所の状況(空洞に水が充満しているかどうか
等)、材料の種類、使用量等により適宜選択使用されな
ければならない。
These additives may be used for backfill injection,
It must be appropriately selected and used depending on the situation of the injection point (whether or not the cavity is filled with water, etc.), the type of material, the amount of use, and the like.

【0039】A液中のシリカ濃度は1〜15%が好まし
い。またシリカの使用量は、ビル起こし用裏込め注入材
として使用する場合には、配合液1000ml当たりSi
2として8〜35gが好ましく、トンネル等の裏込め
注入材として使用する場合には、配合液1000ml当た
りSiO2 として4〜30gが好ましく、軟弱地盤の強
化、止水に使用する場合は、それ以上の量を使用しても
かまわない。
The silica concentration in the solution A is preferably 1 to 15%. In addition, when used as a backfill injection material for building up, the amount of silica used is
Preferably 8~35g as the O 2, when used as a back-filling injection material such as tunnels has 4~30G preferably as a blending liquid 1000ml per SiO 2, strengthen soft ground, when using the water stop, it The above amounts may be used.

【0040】B液中のセメント含量は固結物の強度によ
るが、ビル起こし用の場合には配合液1000ml当たり
セメント200〜330gが好ましく、さらにセメン
ト、スラグ、消石灰の合計量が220〜400gが好ま
しい。トンネル用の場合には、配合液1000ml当たり
セメント150〜400gが好ましい。
The cement content in the solution B depends on the strength of the solidified material. In the case of building, the cement content is preferably 200 to 330 g per 1000 ml of the compounding solution, and the total amount of cement, slag and slaked lime is 220 to 400 g. preferable. In the case of a tunnel, 150 to 400 g of cement is preferable per 1000 ml of the compounding liquid.

【0041】また、A液とB液の比率は特に限定される
ものではなく、A液中のシリカ濃度と所望するゲル化時
間によって決定されるが、例えばA:B=1:1〜50
(容量)である。なお、従来から裏込め注入材の分野で
は比例注入が一般的であり、この方法は、ゲル化時間を
より短くすることができ、固結物の初期強度をより大き
くすることができるので好ましい。ゲル化時間調整剤を
添加する場合には、B液に添加し、その使用量は、配合
液1000ml当たり10g以下が好ましく、初期強度発
現の点から必要最小限の量に止めるのが好ましい。
The ratio of the solution A to the solution B is not particularly limited, and is determined by the silica concentration in the solution A and a desired gelation time. For example, A: B = 1: 1 to 50
(Capacity). Conventionally, proportional injection is generally used in the field of backfill injection material, and this method is preferable because the gelation time can be shortened and the initial strength of the consolidated product can be increased. When a gelling time adjusting agent is added, it is added to the solution B, and its use amount is preferably 10 g or less per 1000 ml of the mixed solution, and is preferably kept to a minimum necessary amount in view of the initial strength.

【0042】本発明の裏込め注入材に起泡剤を添加し
て、エアモルタルとしても使用することもできる。ここ
に起泡剤としては、エアにより発生させた気泡を安定に
保持するために添加するものであり、動物性たんぱく質
や、発泡剤といわれているような界面活性剤等が挙げら
れる。さらに、気泡に代えてあるいは気泡に追加する形
で軽量骨材あるいは軽量発泡体を添加して、トンネル覆
工に作用する荷重を軽減した裏込め注入材とすることも
出来る。
A foaming agent may be added to the backfilling material of the present invention to be used as an air mortar. Here, the foaming agent is added in order to stably hold bubbles generated by air, and examples thereof include an animal protein and a surfactant called a foaming agent. Further, a light-weight aggregate or a light-weight foam may be added instead of or in addition to the air bubbles to obtain a backfill injection material in which the load acting on the tunnel lining is reduced.

【0043】本発明の注入方式は、特に限定されるもの
ではないが、一次ゲル生成後は、そのゲルをさらに混合
(練り殺し)しないような方式が好ましい。ゲル化時間
が長い場合(20〜30分以上)は、1ショット方式、
ゲル化時間が短い場合は1.5ショット方式として、A、
B液を別々に調合して、2台のポンプで圧送し、注入口
の手前で合流させ、好ましくはラインミキサーで混合し
て注入する方式とがある。
Although the injection method of the present invention is not particularly limited, it is preferable that after the primary gel is formed, the gel is not further mixed (kneaded). If the gelation time is long (20-30 minutes or more), one shot method
If the gelation time is short, use 1.5 shot method, A,
There is a method in which B liquids are separately prepared, pressure-fed by two pumps, merged in front of an injection port, and preferably mixed by a line mixer and injected.

【0044】[0044]

【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。
The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0045】1.使用材料 (1)脱アルカリシリカ 表1に示す組成の脱アルカリシリカを使用した。1. Materials Used (1) Dealkalized Silica The dealkalized silica having the composition shown in Table 1 was used.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】表1中、No.1〜3は原料として3号水ガラ
スを使用した。備考にはpHを調整するのに使用した材
料を示す。No.3は、3号水ガラスの水希釈液をイオン交
換樹脂で処理して、pH=2.8の活性珪酸を作り、3号
水ガラスでpH調整して、上記pH値とした。電気透析
法により得られる脱アルカリシリカは、イオン交換樹脂
法で得られる脱アルカリシリカと同一シリカ濃度、pH
のものを、本発明に適用した場合、本質的な差がないの
で、これを用いた実施例を省略する。
In Table 1, No. 1 to No. 3 used No. 3 water glass as a raw material. The remarks indicate the materials used to adjust the pH. No. 3 was prepared by treating a water dilution of No. 3 water glass with an ion exchange resin to produce activated silicic acid having a pH of 2.8, and adjusting the pH with No. 3 water glass to obtain the above-mentioned pH value. The dealkalized silica obtained by the electrodialysis method has the same silica concentration and pH as the dealkalized silica obtained by the ion exchange resin method.
When the present invention is applied to the present invention, there is no essential difference, and an embodiment using the same will be omitted.

【0048】(2)セメント 表2に示す組成および粉砕度の異なるポルトランドセメ
ントと高炉セメントを使用した。
(2) Cement Portland cement and blast furnace cement having different compositions and pulverization degrees shown in Table 2 were used.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】(3)スラグ 表3に示す組成のスラグを使用した。(3) Slag A slag having the composition shown in Table 3 was used.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】(4)ベントナイト(200メッシュ)(4) Bentonite (200 mesh)

【0053】(5)消石灰 平均粒径3.6ミクロンの微粒子消石灰を使用した。(5) Slaked lime Fine slaked lime having an average particle diameter of 3.6 microns was used.

【0054】(6)水ガラス (a)3号水ガラス 比重(20℃)1.39、SiO2
29.2%、Na2 O9.5%、モル比3.17のJIS3号
水ガラスを用いた。
(6) Water glass (a) No. 3 water glass Specific gravity (20 ° C.) 1.39, SiO 2
JIS No. 3 water glass having 29.2%, Na 2 O 9.5%, and a molar ratio of 3.17 was used.

【0055】(7)酸性シリカゾル 水ガラス−硫酸系であって、pH:1.8、SiO2
度:8.9%、ゲル化時間:約50時間の酸性シリカゾル
を用いた。
(7) Acidic silica sol An acidic silica sol of a water glass-sulfuric acid type having a pH of 1.8, a SiO 2 concentration of 8.9%, and a gelation time of about 50 hours was used.

【0056】(8)コロイダルシリカ 水ガラスをイオン交換樹脂で処理することによりアルカ
リの大部分を除去し、造粒して得られた、比重1.20、
SiO2 濃度30.5%、pH9.5、粒子径10〜20ミ
リミクロンのコロイダルシリカを使用した。(旭電化工
業(株)製)
(8) Colloidal silica A large amount of alkali was removed by treating water glass with an ion exchange resin, and granulation was performed to obtain a specific gravity of 1.20.
Colloidal silica having an SiO 2 concentration of 30.5%, a pH of 9.5, and a particle diameter of 10 to 20 mm was used. (Made by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)

【0057】(9)重曹 試薬1級(9) Baking soda reagent first class

【0058】(10)クエン酸 試薬1級(10) Citric acid reagent primary

【0059】実施例1〜3および比較例1 表1のNo.3の脱アルカリシリカ(表5ではシリカと表記
する)をA液とした。また、表2のNo.1のポルトランド
セメント40g、表3のスラグ25gおよび消石灰12.
5gを水145mlに家庭用ミキサーで混合し、得られた
懸濁液をB液とした。
Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 No. 3 dealkalized silica in Table 1 (denoted as silica in Table 5) was used as solution A. Also, 40 g of Portland cement of No. 1 in Table 2, 25 g of slag of Table 3 and slaked lime 12.
5 g was mixed with 145 ml of water with a household mixer, and the resulting suspension was used as solution B.

【0060】A、B液を混合したところゲル化時間(一
次)は約1秒であった。配合液は全くブリージングしな
かった。30分後の強度は2.5kgf/cm2 であった。
When the solutions A and B were mixed, the gelation time (primary) was about 1 second. The blend did not breathe at all. The strength after 30 minutes was 2.5 kgf / cm 2 .

【0061】これらの結果より、裏込め注入材としての
適否を以下の基準で判定し実施例とした。判定基準は、
30秒以内に可塑状態となること、ブリージング2%以
下、30分強度0.5kgf/cm2 以上となる配合を合格とし
た。その結果を表4に示す。
Based on these results, the suitability of the backfilling material was judged according to the following criteria, and an example was given. The criterion is
A composition that became plastic within 30 seconds, had a breathing of 2% or less, and had a strength of 0.5 kgf / cm 2 or more for 30 minutes was accepted. Table 4 shows the results.

【0062】以下同様にして、脱アルカリシリカ、セメ
ントその他の材料を変えた配合について行った結果を表
4に示す。また、比較例についても同様に実験を行い、
その結果を表4に示した。表4中、*印は二次ゲル化
し、ゲル強度は大きく、裏込め注入材としては不適当で
あることを示す。
Table 4 below shows the results obtained in the same manner with respect to the formulations in which the alkali-free silica, cement and other materials were changed. In addition, an experiment was similarly performed for the comparative example,
Table 4 shows the results. In Table 4, the asterisks indicate secondary gelation, the gel strength was high, and the gel was unsuitable as a backfill material.

【0063】[0063]

【表4】 [Table 4]

【0064】実施例4〜8および比較例2〜5 表1のNo.3の脱アルカリシリカ(表ではシリカと表記す
る)をA液とした。ベントナイト100gを水1780
mlに家庭用ミキサーで混合し、次いで表2のNo.1のポル
トランドセメント500gを添加し、得られた懸濁液を
B液とした。なお、表5には、B液の量を90mlとした
ときの各材料の使用量で表示した。
Examples 4 to 8 and Comparative Examples 2 to 5 No. 3 dealkalized silica in Table 1 (denoted as silica in the table) was used as solution A. 100 g of bentonite in 1780 water
The resulting suspension was mixed with a household mixer, and then 500 g of the No. 1 Portland cement in Table 2 was added. Table 5 shows the amount of each material used when the amount of the solution B was 90 ml.

【0065】A、B両液を表5に記載の比率で混合しゲ
ル化時間を測定した。また、同時に5φ×10cmのモー
ルドで供試体を作成し、1時間強度を測定した。また、
ブリージングは、配合液調合後すぐに静置し3時間後に
判定した。これらの結果より、裏込め注入材としての適
否を判定し実施例とした。
The solutions A and B were mixed at the ratio shown in Table 5 and the gelation time was measured. At the same time, a specimen was prepared with a mold of 5φ × 10 cm, and the strength was measured for one hour. Also,
Breathing was determined immediately after the mixture was prepared and left for 3 hours. Based on these results, the suitability of the backfill injection material was determined and an example was made.

【0066】判定基準は、ブリージング2%以下、1時
間強度0.5kgf/cm2 以上となる配合を合格とした。その
結果を表5に示す。以下同様にして、脱アルカリシリ
カ、セメントその他の材料を変えた配合について行った
結果を表5に示す。また、比較例についても同様に実験
を行い、その結果を表5に示した。
As a criterion, a composition having a breathing of 2% or less and a one-hour strength of 0.5 kgf / cm 2 or more was accepted. Table 5 shows the results. In the same manner, the results obtained for the blends obtained by changing the alkali-free silica, cement, and other materials are shown in Table 5. In addition, the same experiment was performed for the comparative example, and the results are shown in Table 5.

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】表5において、A液/B液の比率により、
A液の量は異なっている。また、*1印は二次ゲル化し
たことを示す。
In Table 5, depending on the ratio of solution A / solution B,
The amount of the liquid A is different. In addition, * 1 indicates that the secondary gel was formed.

【0069】実施例9〜12および比較例6 ゲル化時間の長い配合を表6に示す。実施例1と同様に
してA、B液を調製し、ゲル化時間、ブリージング、4
時間強度を測定した。なお、遅延剤としてクエン酸を使
用した。
Examples 9 to 12 and Comparative Example 6 Table 6 shows formulations having a long gelation time. Solutions A and B were prepared in the same manner as in Example 1, and gelation time, breathing,
The time intensity was measured. In addition, citric acid was used as a retarder.

【0070】判定基準は、ブリージング3%以下、4時
間強度0.1kgf/cm2 以上となる配合を合格とした。ま
た、比較例についても同様に実験を行い、その結果を表
6に示した。
As a criterion, a composition having a breathing of 3% or less and a 4-hour strength of 0.1 kgf / cm 2 or more was accepted. In addition, the same experiment was performed for the comparative example, and the results are shown in Table 6.

【0071】[0071]

【表6】 [Table 6]

【0072】実施例13、14および比較例7 固結物の長期強度を測定した。その結果は表7のとおり
である。養生条件は水中養生とした。なお、比較例7の
ゲル化時間は35秒であった。
Examples 13 and 14 and Comparative Example 7 The long-term strength of the consolidated product was measured. Table 7 shows the results. The curing condition was underwater curing. The gelation time of Comparative Example 7 was 35 seconds.

【0073】[0073]

【表7】 [Table 7]

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のとおり、水ガラスをイオン交換樹
脂またはイオン交換膜で処理して得られる脱アルカリシ
リカをベースとして、これにセメントあるいはさらにス
ラグ、消石灰、ベントナイトを添加した裏込め注入材
は、次の効果を奏し得るものである。
As described above, a backfilling injection material obtained by adding water or a slag, slaked lime or bentonite to a base based on dealkalized silica obtained by treating water glass with an ion-exchange resin or an ion-exchange membrane is as described above. The following effects can be obtained.

【0075】1.立ち上がり強度が大きい。トンネルの
シールド工法においては連続的にセグメントを組み立て
ることができ、地山のゆるみもない。 2.固結物は高強度であり、耐久性に優れている。使用
する脱アルカリシリカが従来使用されている水ガラスよ
りアルカリが少ないため、耐久性が期待できるのであ
る。 3.水質保全性、環境保全性に優れている。
1. High standing strength. In the tunnel shield method, segments can be assembled continuously, and there is no loose ground. 2. The consolidated material has high strength and excellent durability. Since the dealkalized silica used has less alkali than water glass conventionally used, durability can be expected. 3. Excellent water and environmental preservation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栢原 健二 東京都文京区本郷2−15−10 強化土エン ジニヤリング株式会社内 Fターム(参考) 2D040 AA04 AA06 AB01 AC05 BB03 BB08 BB09 CA01 CA02 CA03 CA04 CA10 CB03 CC01 CC05 CD08 2D055 BA09 JA00 KA00 KA08 KB01 LA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Kayahara 2-15-10 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo F-term within Reinforced Soil Engineering Co., Ltd. 2D040 AA04 AA06 AB01 AC05 BB03 BB08 BB09 CA01 CA02 CA03 CA04 CA10 CB03 CC01 CC05 CD08 2D055 BA09 JA00 KA00 KA08 KB01 LA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水ガラスからナトリウムイオンの一部ま
たは全部を除去して得られる脱アルカリシリカと、セメ
ントとを有効成分として含有してなる裏込め注入材。
1. A backfill injection material comprising as an active ingredient, dealkalized silica obtained by removing a part or all of sodium ions from water glass, and cement as an active ingredient.
【請求項2】 水ガラスからナトリウムイオンの一部ま
たは全部を除去して得られる脱アルカリシリカと、セメ
ントとを有効成分として含有し、これら脱アルカリシリ
カとセメントとの混合により可塑状態を呈することを特
徴とする裏込め注入材。
2. A method according to claim 1, wherein the alkali glass contains a dealkalized silica obtained by removing a part or all of sodium ions from water glass, and a cement as an active ingredient. Backfill injection material characterized by the following.
【請求項3】 請求項1または2において、脱アルカリ
シリカの含有量が配合液1000ml当たり4〜35gで
ある請求項1または2のいずれかに記載の裏込め注入
材。
3. The backfill injection material according to claim 1, wherein the content of dealkalized silica is 4 to 35 g per 1000 ml of the blended liquid.
【請求項4】 請求項1または2において、セメントの
含有量が配合液1000ml当たり150〜400gであ
る請求項1または2のいずれかに記載の裏込め注入材。
4. The backfill injection material according to claim 1, wherein the content of cement is 150 to 400 g per 1000 ml of the blended liquid.
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