JP2001146586A

JP2001146586A - 掘削泥水用添加剤および掘削用泥水の調製方法

Info

Publication number: JP2001146586A
Application number: JP32934799A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Yoshihara; 治之吉原; Hideki Kurita; 秀樹栗田
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】土木建築における地中連続壁や基礎杭等の掘
削に使用される掘削泥水として、腐敗等の性能劣化がな
く、濾水量も少ないものを調製する方法およびそれに用
いられる添加剤の提供。【解決手段】アクリル酸またはメタアクリル酸もしく
はそれらの塩を必須構成単量体単位とする高分子量水溶
性重合体と低分子量水溶性重合体とからなるものを掘削
泥水用添加剤とし、掘削用泥水の調製においてそれら高
分子量水溶性重合体と低分子量水溶性重合体を併用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は土木建築における地
中連続壁や基礎杭等の掘削に使用される掘削泥水用添加
剤および掘削用泥水の調製方法に関するものであり、掘
削用泥水の濾水量を低減する効果を奏するものである。
更に詳しくは掘削泥水に対して特定の高分子量水溶性重
合体と低分子量水溶性重合体からなる掘削泥水用添加剤
を用いることにより、あるいはそれらの高分子量水溶性
重合体と低分子量水溶性重合体を併用して泥水を調製す
ることによって、腐敗等の性能劣化がなく、濾水量も少
ない掘削泥水を得るという発明に関するものであり、土
木建築技術に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木建設工事において掘削を行う場合、
壁面への水の浸透を抑え壁面の崩壊を抑止し、さらに壁
面に圧力を加え、かつ掘削の際に発生する土砂を運搬す
るために、掘削泥水が使用される。掘削泥水は、通常、
ベントナイト、アタパルジャイト、セリナイトなどの無
機粘土と水をベースとして、各種の掘削泥水調整剤を添
加することで、工事現場の土質に適した泥水性状（粘
度、比重、濾水量など）に設計され調製されている。こ
のうち掘削泥水の粘度と濾水量を調整するための掘削泥
水用添加剤（あるいは調整剤）としては、カルボキシメ
チルセルロースなどのセルロース類が広く使用されてい
るが、このようなセルロース類は腐敗を起こすため、調
製した掘削泥水が経時的に劣化するという欠点を有して
いる。そこで、腐敗を起こさないポリアクリル酸塩など
の水溶性重合体の使用が多く提案されている（例えば特
開昭６２−２６７３８８号公報、特開平２−１８５５８
８号公報、特開平４−１８０９８９号公報など）。しか
し、これらはセルロース類に比べると泥壁の形成性が劣
るため濾水量が多くなるという欠点を有している。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、掘
削泥水の濾水量を低減する添加剤あるいは調製方法、特
に水溶性重合体を使用して上記問題点を解決する掘削泥
水用添加剤および掘削用泥水の調製方法を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アクリル
酸またはメタアクリル酸もしくはそれらの塩を必須構成
単量体単位とする水溶性重合体の内、高分子量の重合体
と低分子量の重合体を併用することによって、上記課題
を解決することを見いだし、本発明を完成させたのであ
る。すなわち、本発明はアクリル酸またはメタアクリル
酸もしくはそれらの塩を必須構成単量体単位とする高分
子量水溶性重合体と低分子量水溶性重合体とからなるこ
とを特徴とする掘削泥水用添加剤に関するものであり、
さらには、アクリル酸またはメタアクリル酸もしくはそ
れらの塩を必須構成単量体単位とする高分子量水溶性重
合体と低分子量水溶性重合体を併用して調製することを
特徴とする掘削用泥水の調製方法に関するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明における水溶性重合体は、
アクリル酸またはメタアクリル酸（以下両者を併せて
(メタ)アクリル酸という）もしくはそれらの塩を必須構
成単量体単位とする重合体であり、これらの重合体は公
知の方法で製造され、また公知の方法で製造されたも
の、さらには市販されているものを格別に制限すること
なく用いることができる。例えば、それらの重合体を製
造する方法としては、(メタ)アクリル酸または(メタ)ア
クリル酸塩とこれらと共重合可能な単量体とを水などの
溶媒中で重合開始剤を用いて重合させる製造方法が一般
的に広く用いられている。また、水溶性重合体の形態に
は特に制限はなく、ハンドリング性や使用される設備な
どに応じて、水溶液、粉末、油中水型エマルションなど
の形態にして用いることができる。本発明における(メ
タ)アクリル酸塩とは(メタ)アクリル酸の中和塩のこと
であり、中和する塩種には特に制限はないが、利用しや
すい点でアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウ
ムなどが好ましい。本発明の水溶性重合体は、(メタ)ア
クリル酸または(メタ)アクリル酸塩を重合して得られる
ものであるが、(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル
酸塩から選ばれた単独の化合物を重合しても、複数の化
合物を併用して重合しても得ることが出来る。また、
(メタ)アクリル酸を重合し、得られた(メタ)アクリル酸
重合体を部分または完全に中和して、酸と塩の共重合体
または塩の重合体として得ることも出来る。本発明の水
溶性重合体を構成する単量体中の(メタ)アクリル酸また
は(メタ)アクリル酸塩の構成割合に格別な制限はない
が、１０モル％未満であると(メタ)アクリル酸または
(メタ)アクリル酸塩単位に由来する水溶性重合体の増粘
性能や分散性能が不充分となる恐れがあるため、１０モ
ル％以上であることが望ましい。本発明の水溶性重合体
において(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸塩以
外の単量体を構成単量体とすることもでき、(メタ)アク
リル酸または(メタ)アクリル酸塩と共重合可能な単量体
であれば広く使用することができる。それらの単量体の
例としては、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、
イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-アクリルアミド
-2-メチルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩、(メ
タ)アクリルアミド、N-置換(メタ)アクリルアミド、(メ
タ)アクリル酸ポリエチレンオキサイド、(メタ)アクリ
ル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルア
ミノメチルおよびその４級塩、ジメチルアミノプロピル
アクリルアミドおよびその４級塩、ジアリルジメチルア
ンモニウムおよびその４級塩等のカチオン性単量体など
の水溶性単量体が挙げられる。また、重合体の水溶性を
損なわない範囲であれば、非水溶性の単量体も広く使用
することができ、例えば(メタ)アクリル酸アルキル、
(メタ)アクリル酸ポリアルキレンオキサイド（C3〜C
4）、スチレン、アクリロニトリルなどが挙げられる。

【０００６】本発明においては上記の水溶性重合体の
内、高分子量の重合体と低分子量の重合体を併用するも
のであるが、高分子量の重合体は、増粘剤や凝集剤とし
て広く用いられているものであり、それらが本発明にお
いても用いられるが、本発明において好ましいものはそ
れらの重合体の内、その重量平均分子量が１００万以上
の高分子量重合体を用いることであり、より好ましくは
重量平均分子量が５００万以上の高分子量重合体を用い
ることである。また、低分子量の重合体は、分散剤、洗
剤ビルダー、キレート剤等で広く使用されているもので
あり、高分子量の重合体と同様に、それらが本発明にお
いても用いられるが、本発明においてはそれらの重合体
の内、その重量平均分子量が１０万以下の低分子量重合
体を用いるのが好ましい。なお、高分子量重合体と低分
子量重合体の重量平均分子量の上限および下限は一般的
には２０００万または１０００であり、本発明において
もそれらの範囲で適用される。高分子量重合体と低分子
量重合体の併用において、それぞれを１種類づつ単独
で、あるいは２種類以上を使用して併用することが可能
である。なお、本発明において水溶性重合体の分子量
は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（以下ＧＰ
Ｃと略す）を用い、ポリアクリル酸ナトリウム換算で測
定した重量平均分子量である。

【０００７】本発明の掘削泥水用添加剤および掘削用泥
水の調製方法において、掘削泥水用添加剤の使用方法や
高分子量重合体と低分子量重合体の添加方法や添加順序
等には特に制限はなく、掘削を行う時に双方の重合体が
掘削泥水中に存在していれば効果を発揮する。例えば、
無機粘土類と水を混合した掘削泥水に高分子量水溶性重
合体を加えてよく混合し、その後、低分子量水溶性重合
体を加えて混合する方法が挙げられる。また、必要に応
じて他の掘削泥水調整剤や加重剤などの泥水添加剤を併
用することも可能である。高分子量水溶性重合体と低分
子量水溶性重合体の使用割合は、掘削泥水の容積１リッ
トルに対してそれぞれ、０.１〜５０ｇ、０.１〜１００
ｇが好ましい。それぞれが０.１ｇ未満であると濾水量
の低減が不充分となる恐れがあり、また、それぞれ５０
ｇ、１００ｇを超えても、それに見合った効果はなく経
済的に無駄である。

【０００８】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。（実施例および比較例）実施例および比較例において使
用した水溶性重合体の諸元を表１に示す。各重合体の形
態は、Ｈ１は粉末、Ｈ２は油中水型エマルション、Ｌ１
〜Ｌ３及びＭ１は水溶液であり、各重合体の分子量はＧ
ＰＣにて求めた。ＧＰＣのカラムは測定分子量に応じて
Ｇ６０００ＰＷＸＬ、Ｇ４０００ＰＷＸＬ、Ｇ３０００
ＰＷＸＬ（いずれも東ソー製）を単独または併用して使
用した。

【０００９】

【表１】

【００１０】清水１０００mlに対して、ベントナイト
（中國ベントナイト鉱業製）を２０ｇ加えて、ラボミキ
サーにて２００rpmで３０分間撹拌後、２時間静置して
ベントナイト懸濁液を作製した。ベントナイト懸濁液に
対して、表２に示したように水溶性重合体をそれぞれ所
定量添加し（添加量は泥水容積１リットル当たりの添加
グラム数で示した）、２００rpmで２０分間撹拌した。
比較例としては、懸濁液のみのものや、ＣＭＣ1170（ダ
イセル化学製）を添加したものなどを用いた。得られた
液のファンネル粘度（５００ml／５００ml）、Ｂ型粘
度、脱水量および泥壁厚をそれぞれ測定し、それらの結
果を表２に示した。なお、脱水量と泥壁厚はＡＰＩ規格
（アメリカ石油協会規格）によるフィルタ−プレスによ
って加圧３kg／cm²、３０分間にて測定した。また、泥
水の経時劣化の指標として、４０℃にて５日間経過させ
た液を２００rpmで２０分間撹拌した後、Ｂ型粘度と濾
水量を測定した。

【００１１】

【表２】

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、薬剤の腐敗等による経
時的な劣化が少なく、濾水量の少ない掘削泥水を得るこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル酸またはメタアクリル酸もしく
はそれらの塩を必須構成単量体単位とする高分子量水溶
性重合体と低分子量水溶性重合体とからなることを特徴
とする掘削泥水用添加剤。
【請求項２】アクリル酸またはメタアクリル酸もしく
はそれらの塩を必須構成単量体単位とする高分子量水溶
性重合体と低分子量水溶性重合体を併用して調製するこ
とを特徴とする掘削用泥水の調製方法。