JP2000273843A - 遮水層の施工方法及び遮水材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動性を持たせて遮水層の打設を円滑に行う
とともに、打設後のクラックを防止する。 【解決手段】 土質材料と、低透水性材料と、固化材
と、混合量を減少させた水と、ＡＥ減水材とから成る遮
水材料５を攪拌機６で攪拌しスラリー化したものをコン
クリートポンプ２等で地盤Ｔ，法面９上に送り込んで打
設することで遮水層１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、少なくとも土質
材料と、低透水性材料と、水とから成る遮水材料をスラ
リー化して流動性を持たせたものを地表表面側に打設し
て遮水層を形成するようにした遮水層の施工方法及び遮
水材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示すように遮水層１は、一
例として廃棄物処分場の構成要素として用いられる。こ
れは、地盤Ｔを凹状に掘削した凹部の上に粘性土を吹付
けて形成され、この遮水層１の表面を平坦に均して、表
面上に遮水シートＳを敷設し、この遮水シートＳの底部
に保護用の砂Ｈを入れて形成される。

【０００３】図５に示すように遮水層１を打設して施工
する方法を説明すると、６は遮水材料Ａを攪拌する攪拌
機、２はコンクリートポンプである。遮水層１は、コン
クリートポンプ２を用いて、遮水材料Ａを攪拌機６でス
ラリー化したものを一定の厚みになるように打設して形
成される。上記遮水材料Ａとしては土質材料と、低透水
性材料と、水とを攪拌機６で混合し、スラリー化したも
のが用いられる。

【０００４】すなわち、図６において、上記ベルトコン
ベア３で攪拌機６の投入口４より投入された遮水材料Ａ
は、スラリー化するために水Ｗが必要な混合量で加えら
れ攪拌機６で攪拌されてスラリー化され、コンクリート
ポンプ２の圧力でホース１３の先端より流出される。

【０００５】この流出されたスラリー状の遮水材料Ａ
は、地盤Ｔないし法面９の表面に一定厚みで堆積されて
層状化されて遮水性能を発揮する。この場合、上記スラ
リーは、地盤Ｔの法面９の下側９ａより上部９ｂ方向に
供給されることで層状化されてゆく。遮水層１は下側９
ａより次第に自立してゆく。

【０００６】従来、遮水材料Ａとしては、土質材料と砕
石等の骨材を主成分とし、これに固化材と、低透水性材
料としての微粒分と、水Ｗとを混合したものを用いてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記水Ｗは、スラリー
化した後の遮水材料Ａを流動化して打設し易くする必要
性からその混合量は、比較的多くしなければならない
が、このように水Ｗの混合量を多くすると、硬化時に乾
燥，クラック等が遮水層１に発生してしまうという欠点
を有していた。そこで、このクラックを防ぐ目的で打設
後の遮水層１の表面に養生用のシートを１週間以上敷い
て、遮水層１の急激な乾燥を防止してこのクラックを防
ぐようにしているが、これによれば、シートを遮水層１
表面に敷設したり、撤去したりする手間を要し、このた
め作業を迅速に行えなかった。

【０００８】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、スラリー化するための水を減らして乾燥
収縮を防止し打設時の流動性を確保する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この請求項１に係る発明
は、上記遮水材料に、減水性流動化材を混入したもので
ある。

【００１０】この請求項２に係る発明は、上記減水性流
動化材は、ＡＥ減水材又は高性能ＡＥ減水材又は減水材
又は起泡剤等より成るものである。

【００１１】この請求項３に係る発明は、上記ＡＥ減水
材又は高性能ＡＥ減水材又は減水材又は起泡剤の添加量
は、上記土質材料に含まれる微粒分と上記低透水性材料
に含まれる微粒分の重量総和に対し重量比で０．１〜３
％混合するものである。

【００１２】この請求項４に係る発明は、上記スラリー
化したものを打設して形成したものを多層化した遮水層
において、下側の遮水層を、上記遮水材料に減水性流動
化材を混入して形成したものである。

【００１３】この請求項５に係る発明は、上記遮水性材
料に砕石より成る骨材を混合したものである。

【００１４】この請求項６に係る発明は、上記遮水性材
料にコンクリート殻を混合したものである。

【００１５】この請求項７に係る発明は、遮水層を築造
するための遮水材料に減水性流動化材を混入したもので
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係わる
遮水層の施工方法及び遮水材料を用いて遮水層を形成す
る一例を示す断面図であり、図４ないし図６と同じもの
は同一符号を用いている。この場合、５はスラリー化す
るための水Ｗの混合量を減らした遮水材料Ａに、水Ｗの
混合量を減らしても流動性を促進する減水性流動化材と
してのＡＥ減水材を加えた遮水材料であり、この遮水材
料５がベルトコンベア３を介して攪拌機６に投入され
る。スラリー化するための水Ｗは、その混合量が減らさ
れて攪拌機６内に加えられ攪拌機６で攪拌されて遮水材
料５がスラリー化された後、コンクリートポンプ２で送
出されて、ホース１３からスラリー状態で地盤Ｔ上に打
設されて遮水層１を形成する。なお、打設時は型枠が地
盤Ｔ上に設けられ、この型枠中に上記流動化したスラリ
ーが打設される。コンクリートポンプ２だけでなく、ポ
ンプ車を用いて打設するようにしてもよい。

【００１７】遮水材料５としては、土質材料と砕石１ａ
等の骨材を主成分とし、これに固化材と、低透水性材料
としての微粒分と、従来例よりも混合量を少なくした水
Ｗとを混合した遮水材料Ａに、水Ｗを少なくしても粘性
を高めて流動化させる界面活性剤のように働くＡＥ減水
材（Ａｉｒ Ｅｎｔｒａｎｔ：連行）を加えた遮水材料
５を用いる。

【００１８】遮水材料５は、少なくとも、攪拌機６で十
分に混合されることで流動化しているので、流し込みが
でき、締め固めを必要とせずに層状になり、流し込みの
１〜３時間後には固化し安定した遮水層１を構築でき
る。水Ｗの混合量が減少しているため、遮水材料５のス
ラリーが固化する過程において、乾燥収縮によるクラッ
クが発生せず信頼性の高い遮水層１が得られる。このよ
うに水Ｗを従来例より少なくしても、締め固めをせずに
層状に形成できて遮水材料５がスラリー化する理由は、
このＡＥ減水材を混合すると細かな空気泡が連行された
泡粒が固化材の間に形成されて、この泡粒がベアリング
のように働き、固化材を分散させて、遮水材料５がスラ
リー化するためであり、打設時の流動性を十分確保でき
る。完成後の遮水層１は、空気含有量が多いので凍結融
解や乾燥繰返しによる強度劣化が殆どなく、信頼性が高
い。

【００１９】固化材が分散するメカニズムとしては、Ａ
Ｅ減水材が固化材の微粒子上に吸着して表面電位（ゼー
タ電位）を与え、この表面電位の電気的反発力が固化材
の微粒子相互に働いて、分散が起こると考えられてい
る。

【００２０】ＡＥ減水材の混合量を増加すると、固化材
の微粒子に吸着する量が増え、表面電位が高くなり、電
気的反発力が更に大きくなり、セメント分散性が向上し
て遮水材料５の粘度が低下しスラリー化する。そのため
遮水材料５の水の混合量を少なくしてもスラリー化し
て、打設時の流動性を確保できる。水の混合量は例えば
２０％程度減少できるので、乾燥収縮によるクラックの
発生を押さえることができ、さらに養生期間を短くする
ことができる。

【００２１】ＡＥ減水材の混合量は、土質材料に含まれ
る微粒分と低透水性材料としての微粒分との総和Ｚに対
して、重量比で０．１〜３％程度混合する。また、必要
な遮水性能を発揮するためには、土質材料に含まれる微
粒分と低透水性材料としての微粒分との総和Ｚを、流動
化した処理土（遮水材料５）の固形分に対して、２０％
以上、望ましくは３０％以上混合する。強度発現性と遮
水性能の発揮のために、固化材は例えば普通に用いるポ
ルトランドセメントは出来上がりｍ^３に対して、５０ｋ
ｇ以上を添加する。このように遮水材料５を混合する
と、性能として１０^−６ｃｍ／ｓｅｃ以下の透水係数と
３００ｋＰａ以上の一軸圧縮強度を持つ厚さが例えば５
０ｃｍ程度の遮水層１を形成することができる。

【００２２】なお、セメント分散能力を高めた高性能の
ＡＥ減水材を用いてもよい。

【００２３】コンクリート工学Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ３，
Ｍａｒｃｈ １９９８に示すように、減水材，ＡＥ減水
材より成る減水性流動化材の科学成分は、働きに応じて
３つの成分に分けることができ、固体‐液体間での界面
活性作用によってセメント分散効果を発揮するもの（グ
ループＡ）と、液体‐気体間で作用して微少空気泡を連
行させる界面活性剤（グループＢ）と、およびセメント
の水和反応に関与して凝結硬化速度の調節作用を持つも
の（グループＣ）に分けられる。

【００２４】グループＡには次のようなものがある。
リグニンスルホン酸塩及びその誘電体、オキシカルボ
ン酸塩、ポリオール誘電体、ポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル誘電体、アルキルアリルスルホ
ン酸塩のホルマリン結合物、メラミンスルホン酸塩の
ホルマリン結合物、ポリカルボン酸系高分子化合物で
ある。

【００２５】一般的な減水材，ＡＥ減水材には、リグ
ニンスルホン酸塩及びその誘電体、及びオキシカルボ
ン酸塩の系統のものが多く用いられており、性能面、経
済面から複合効果をねらい混合されたものが多く用いら
れている。

【００２６】なお、アルキルアリルスルホン酸塩のホ
ルマリン結合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン
結合物、ポリカルボン酸系高分子化合物の範ちゅうに
属するものは、比較的低い添加量では減水性が劣るが多
量添加で顕著な減水性を示すため、高性能のＡＥ減水材
に用いられる。

【００２７】微少空気泡の連行性を高めるＡＥ剤のグル
ープＢとしては、ポリエキシエチレンアルキルエーテ
ル硫酸塩、ポリエキシエチレンアルキルエーテル及び
その硫酸エステル又はリン酸エステル誘電体、アルキ
ルアリルスルホン酸塩等である。

【００２８】凝結、硬化を促進するグループＣは、やや
遅延性を示すグループＡのセメント分散剤と併用し、凝
結・硬化速度を適当に調整するために副次的に用いる。
塩化カルシウム、トリエタノールアミン等有機塩基
誘電体、ロダン塩、亜硝酸塩等である。

【００２９】また、減水性流動化材には、主成分が合成
界面活性剤より成る起泡剤を用いてもよい。この起泡剤
には、主成分が加水分解蛋白質から成るものを用いても
よく、主成分が合成界面活性剤であるものに比べて気泡
被膜が硬めである。これらの起泡剤は、攪拌機６で攪拌
されたセメントスラリーのアルカリ中で安定し、均一に
分散し、セメントの凝結開始まで気泡の安定性を保持す
る性能を持つ。

【００３０】遮水材料５の主成分における土質材量とし
ては、砂、礫、粘性土、砕石粉、ジオライト等の安価で
大量に得ることのできる材料を使用することができる。
骨材としては、砕石１ａ、廃アスファルト、コンクリー
ト殻等を用いることができる。

【００３１】固化材料としては、セメント、石灰、石
膏、石炭灰、高炉スラグ等の自硬性で、固化強度発現性
のある材料を用いる。

【００３２】低透水性材料の微粒分としては、粘土、ベ
ントナイト、カオリン、アスファルト乳剤、石炭灰、シ
リカフューム、砕石粉等を用いることができる。

【００３３】実施の形態２．上記実施の形態１では、遮
水材料５の骨材に砕石１ａを混合しスラリー化して、上
記ＡＥ減水材で流動性を確保し、遮水層１を形成する場
合を説明したが、この実施の形態２では、図２に示すよ
うに、遮水材料５の骨材としてコンクリート殻１ｂ（コ
ンクリート残渣）を用いて、これを混合して遮水層１を
打設してもよい。このようにすれば、安価に入手可能な
コンクリート殻１ｂを再利用できる。さらにコンクリー
トを粉砕するときに発生するコンクリート殻１ｂの粉分
を用いると、この粉分は低透水性材料の微粒分になり遮
水層１の遮水性能を高めることができる。

【００３４】実施の形態３．上記実施の形態１では、１
層の遮水層１を形成する場合を説明したが、この実施の
形態３では、図３に示すように、遮水層１の上に遮水性
能が高く自己修復性の優れた遮水層３０を打設して形成
してもよい。この遮水層３０の遮水材料には、例えばベ
ントナイト等の膨潤性の優れた低透水性材料を混合し自
己修復性を高めた混合材料を用いるとよい。このように
すれば、地震や不等沈下等により遮水層１にクラックが
発生しても、遮水層３０が水を含み膨潤してクラック内
に入り込んでクラックを塞いで修復するので、クラック
を塞ぐことができる。

【００３５】なお、本発明の遮水層１は、廃棄物処分場
について適用するとして説明したが、この処分場以外
に、人工遮水層を必要とする他の場所、例えば河川堤防
等、種々の場所に適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、上記遮水材料に、減水性流動化材を混入したので、
水分量を減らして乾燥収縮を防止し打設時の流動性を確
保でき、水の混合量を減少できるためクラックの発生を
防ぐことができるとともに養生期間を短くできる。

【００３７】第２の発明によれば、上記減水性流動化材
は、ＡＥ減水材又は高性能ＡＥ減水材又は減水材又は起
泡剤等より成るので、水分量を減らして乾燥収縮を防止
し打設時の流動性を確保でき、水の混合量を減少できる
ためクラックの発生を防ぐことができるとともに養生期
間を短くできる。

【００３８】第３の発明によれば、上記ＡＥ減水材又は
高性能ＡＥ減水材又は減水材の添加量は、上記土質材料
に含まれる微粒分と上記低透水性材料に含まれる微粒分
の重量総和に対し重量比で０．１〜３％混合するので、
水分量を減らして乾燥収縮を防止し打設時の流動性を確
保でき、水の混合量を減少できるためクラックの発生を
防ぐことができるとともに養生期間を短くできる。

【００３９】第４の発明によれば、上記スラリー化した
ものを打設して形成したものを多層化した遮水層におい
て、下側の遮水層を、上記遮水材料に減水性流動化材を
混入して形成したので、下側の遮水層に強度を持たせる
ことができるため上側に自己修復性の高い遮水層を形成
でき、下側の遮水層にクラックが発生しても上側の遮水
層が膨潤してこのクラックに入り込み、クラックの水み
ちを塞ぐことができる。

【００４０】第５の発明によれば、上記遮水性材料に砕
石より成る骨材を混合したので、安価な材料で遮水材料
の骨材を増量することできる。

【００４１】第６の発明によれば、上記遮水性材料にコ
ンクリート殻を混合したので、コンクリート殻をリサイ
クルでき、コンクリート殻の粉は低透水性材料の微粒分
になり得るために遮水層の遮水性能があがる。

【００４２】第７の発明によれば、遮水層を築造するた
めの遮水材料に減水性流動化材を混入したので、水分量
を減らして乾燥収縮を防止し打設時の流動性を確保で
き、水の混合量を減少できるためクラックの発生を防ぐ
ことができるとともに養生期間を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態を示す簡略図であ
る。

【図２】 この発明の一実施の形態を示す断面図であ
る。

【図３】 この発明の一実施の形態を示す断面図であ
る。

【図４】 従来例を示す断面図である。

【図５】 従来例を示す簡略図である。

【図６】 従来例を示す簡略図である。

【符号の説明】

１ 遮水層、１ａ 砕石、２ コンクリートポンプ、３
ベルトコンベア、４投入口、５ 遮水材料、６ 攪拌
機、１３ ホース、Ｗ 水、Ｔ 地盤。

フロントページの続き (72)発明者 西山 勝栄 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 濱田 尚人 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 大堀 卓 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 清水 孝浩 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 波多江 勝 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 水野 克巳 大阪市西区江戸堀１−９−１ 株式会社豊 順洋行内 (72)発明者 浜子 正 東京都中央区銀座８−14−14 日特建設株 式会社内 (72)発明者 高橋 春仁 東京都中央区銀座８−14−14 日特建設株 式会社内 (72)発明者 菊地 洋司 東京都中央区銀座８−14−14 日特建設株 式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA46 BB04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも土質材料と、低透水性材料
   と、水とから成る遮水材料をスラリー化したものを地表
   表面側に打設して遮水層を形成するようにした遮水層の
   施工方法において、上記遮水材料に、減水性流動化材を
   混入したことを特徴とする遮水層の施工方法。
2. 【請求項２】 上記減水性流動化材は、ＡＥ減水材又は
   高性能ＡＥ減水材又は減水材又は起泡剤等より成ること
   を特徴とする請求項１に記載の遮水層の施工方法。
3. 【請求項３】 上記ＡＥ減水材又は高性能ＡＥ減水材又
   は減水材又は起泡剤の添加量は、上記土質材料に含まれ
   る微粒分と上記低透水性材料に含まれる微粒分の重量総
   和に対し重量比で０．１〜３％混合することを特徴とす
   る請求項２に記載の遮水層の施工方法。
4. 【請求項４】 上記スラリー化したものを打設して形成
   したものを多層化した遮水層において、下側の遮水層
   を、上記遮水材料に減水性流動化材を混入して形成した
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に
   記載の遮水層の施工方法。
5. 【請求項５】 上記遮水性材料に砕石より成る骨材を混
   合したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
   に記載の遮水層の施工方法。
6. 【請求項６】 上記遮水性材料にコンクリート殻を混合
   したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに
   記載の遮水層の施工方法。
7. 【請求項７】 遮水層を築造するための遮水材料に減水
   性流動化材を混入したことを特徴とする遮水材料。