JP2002212559A - 可塑材及びこの可塑材の製造方法及びこの可塑材を用いたグラウト材 - Google Patents
可塑材及びこの可塑材の製造方法及びこの可塑材を用いたグラウト材Info
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 グラウト材の水中打設時において注入材が分
離しない不分離性と疎水特性を有し、かつ、空洞の所定
範囲に充填することが可能な可塑性と可塑時間を有する
と共に、作液・圧送・注入作業が容易で大量注入に対応
することができ、しかも、乾燥による耐久性をも兼ね備
えた可塑材およびこの可塑材の製造方法及びこの可塑材
を用いたグラウト材を提供する。 【解決手段】 可塑材を、水１００重量部に対してベン
トナイト５〜２０重量部、珪酸ノーダ１，５〜４．０重
量部を混合して生成した。この可塑材は、水とベントナ
イトとを混合撹件した後に、珪酸ソーダを添加混合して
製造する。また、グラウト材は、上記各可塑材に、セメ
ントを含有する液および／または気泡を混合して生成す
る。
離しない不分離性と疎水特性を有し、かつ、空洞の所定
範囲に充填することが可能な可塑性と可塑時間を有する
と共に、作液・圧送・注入作業が容易で大量注入に対応
することができ、しかも、乾燥による耐久性をも兼ね備
えた可塑材およびこの可塑材の製造方法及びこの可塑材
を用いたグラウト材を提供する。 【解決手段】 可塑材を、水１００重量部に対してベン
トナイト５〜２０重量部、珪酸ノーダ１，５〜４．０重
量部を混合して生成した。この可塑材は、水とベントナ
イトとを混合撹件した後に、珪酸ソーダを添加混合して
製造する。また、グラウト材は、上記各可塑材に、セメ
ントを含有する液および／または気泡を混合して生成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空洞の充填やシ
ールド工事の裏込等に用いられるグラウト材の可塑材に
係り、特に、限定範囲内での注入や水中打設に用いるこ
とを可能とする可塑材およびこれを用いたグラウト材に
関する。
ールド工事の裏込等に用いられるグラウト材の可塑材に
係り、特に、限定範囲内での注入や水中打設に用いるこ
とを可能とする可塑材およびこれを用いたグラウト材に
関する。
【０００２】
【従来技術】従来のグラウト材の可塑材としては、珪酸
ソーダ系のものやアルミニウム系、粘土鉱物系またはポ
リマー系のものが工事で多用されている。
ソーダ系のものやアルミニウム系、粘土鉱物系またはポ
リマー系のものが工事で多用されている。
【０００３】また、従来から空洞を充填する材料として
は、１液タイプのものは低配合のセメントモルタルや、
セメントとベントナイトとの混合液、または、これらの
液に石粉やフライアッシュ、スラグ、粘土粉等の微紛骨
材を混合したものが用いられていた。そして、これらの
空洞充填材料は、１液状態でボンプにて搬送注入される
流動性を考慮した処方・配合であり、水中に注入すると
材料は分離してしまい、空洞を均一の濃度材料で充填す
るのが非常に難しい、という課題を有していた。
は、１液タイプのものは低配合のセメントモルタルや、
セメントとベントナイトとの混合液、または、これらの
液に石粉やフライアッシュ、スラグ、粘土粉等の微紛骨
材を混合したものが用いられていた。そして、これらの
空洞充填材料は、１液状態でボンプにて搬送注入される
流動性を考慮した処方・配合であり、水中に注入すると
材料は分離してしまい、空洞を均一の濃度材料で充填す
るのが非常に難しい、という課題を有していた。
【０００４】このような課題を解決するため、近年で
は、本来は水中打設コンクリート用として用いられてい
たメチルセルロース・ヒドロキシエチルセルロース・吸
水樹脂等のポリマーを添加した材料も提案されている。
は、本来は水中打設コンクリート用として用いられてい
たメチルセルロース・ヒドロキシエチルセルロース・吸
水樹脂等のポリマーを添加した材料も提案されている。
【０００５】
【従来技術の課題】しかしながら、上記ポリマーを用い
た空洞充填材料にあっては、流動性がよいため、空洞の
限定注入のような用途には問題を有し、また、粘性を強
くした場合には、作液作業が非常に煩雑で困難性を伴う
ばかりか、注入施工において注入圧力が非常に高くなる
という作業管理上の問題を有していた。
た空洞充填材料にあっては、流動性がよいため、空洞の
限定注入のような用途には問題を有し、また、粘性を強
くした場合には、作液作業が非常に煩雑で困難性を伴う
ばかりか、注入施工において注入圧力が非常に高くなる
という作業管理上の問題を有していた。
【０００６】さらに、上記珪酸ソーダを用いた空洞充填
材料にあっては、珪酸ソーダをモルタル１ｍ3当たり５
０ｌ（リットル）以上使用することになり、乾燥時にお
ける乾燥による珪酸ゲルの収縮によって、モルタルに亀
裂や収縮が頻繁に発生することから、空洞充填材として
は不向きである、という課題を有していた。
材料にあっては、珪酸ソーダをモルタル１ｍ3当たり５
０ｌ（リットル）以上使用することになり、乾燥時にお
ける乾燥による珪酸ゲルの収縮によって、モルタルに亀
裂や収縮が頻繁に発生することから、空洞充填材として
は不向きである、という課題を有していた。
【０００７】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、グラウト材の
水中打設時において注入材が分離しない不分離性と疎水
特性を有し、かつ、空洞の所定範囲に充填することが可
能な可塑性と可塑時間を有すると共に、作液・圧送・注
入作業が容易で大量注入に対応することができ、しか
も、乾燥による耐久性をも兼ね備えた可塑材およびこの
可塑材の製造方法及び該可塑材を用いたグラウト材を提
供しようとするものである。
ものであって、その目的とするところは、グラウト材の
水中打設時において注入材が分離しない不分離性と疎水
特性を有し、かつ、空洞の所定範囲に充填することが可
能な可塑性と可塑時間を有すると共に、作液・圧送・注
入作業が容易で大量注入に対応することができ、しか
も、乾燥による耐久性をも兼ね備えた可塑材およびこの
可塑材の製造方法及び該可塑材を用いたグラウト材を提
供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にあっては、グラウト材に好適な可塑材
を、水１００重量部に対してベントナイト５〜２０重量
部、珪酸ソーダ１．５〜４．０重量部を混合して生成し
たことを特徴とするものである。その一具体例を示す
と、水道水１００リットルに対して、ベントナイト（品
名：ＴＢ−Ｓ）が６〜８ｋｇ、珪酸ソーダ（品名：ＪＩ
Ｓ３号ケイソー）が２．０〜３．０ｋｇを配合して生成
する。
め、この発明にあっては、グラウト材に好適な可塑材
を、水１００重量部に対してベントナイト５〜２０重量
部、珪酸ソーダ１．５〜４．０重量部を混合して生成し
たことを特徴とするものである。その一具体例を示す
と、水道水１００リットルに対して、ベントナイト（品
名：ＴＢ−Ｓ）が６〜８ｋｇ、珪酸ソーダ（品名：ＪＩ
Ｓ３号ケイソー）が２．０〜３．０ｋｇを配合して生成
する。
【０００９】この発明に用いられる可塑材のベントナイ
ト量は、使用されるべントナイトの品質によりその使用
量が変化するため、該可塑材のファンネル粘度が２５〜
５０秒以下となる流動性のある範囲内で添加するのが望
ましい。また、この発明に用いられる可塑材の珪酸ソー
ダは、ベントナイトをゲル化させるもので、ベントナイ
ト液が極端にゲル化を引き起こさない程度の量を添加す
るのが望ましく、好ましくは、高濃度となるように配合
し、流動性等の効果をより発揮することができるように
生成するのが望ましい。
ト量は、使用されるべントナイトの品質によりその使用
量が変化するため、該可塑材のファンネル粘度が２５〜
５０秒以下となる流動性のある範囲内で添加するのが望
ましい。また、この発明に用いられる可塑材の珪酸ソー
ダは、ベントナイトをゲル化させるもので、ベントナイ
ト液が極端にゲル化を引き起こさない程度の量を添加す
るのが望ましく、好ましくは、高濃度となるように配合
し、流動性等の効果をより発揮することができるように
生成するのが望ましい。
【００１０】また、この発明において上記可塑材を製造
する場合には、先ず、水とベントナイトとを混合撹絆し
た後に、珪酸ソーダを添加混合することで、水中で打設
しても泡が消泡せずに安定した状態で泡が内包された空
洞充填材を製造することができる。
する場合には、先ず、水とベントナイトとを混合撹絆し
た後に、珪酸ソーダを添加混合することで、水中で打設
しても泡が消泡せずに安定した状態で泡が内包された空
洞充填材を製造することができる。
【００１１】このように、この発明にあっては、可塑材
に混合されるベントナイト量が従来のものに比べて１／
２〜１／３で、珪酸ソーダ量も従来のものと比べて１／
１０と極めて少量ですむため、乾燥によって劣化するの
を防止することができ、長期耐久性に優れた空洞充填材
を得ることができる。
に混合されるベントナイト量が従来のものに比べて１／
２〜１／３で、珪酸ソーダ量も従来のものと比べて１／
１０と極めて少量ですむため、乾燥によって劣化するの
を防止することができ、長期耐久性に優れた空洞充填材
を得ることができる。
【００１２】さらに、この発明に係るグラウト材は、上
記各可塑材に、セメントを含有する液および／または気
泡を混合して生成したことを特徴とするものである。
記各可塑材に、セメントを含有する液および／または気
泡を混合して生成したことを特徴とするものである。
【００１３】この発明において、上記グラウト材の配合
比は、１００容量部に占めるベントナイトが１．０〜
４．０重量部、珪酸ソーダ（ＪＩＳ３号品を用いた場
合）が０．４〜２．０重量部とするのが望ましい。
比は、１００容量部に占めるベントナイトが１．０〜
４．０重量部、珪酸ソーダ（ＪＩＳ３号品を用いた場
合）が０．４〜２．０重量部とするのが望ましい。
【００１４】また、この発明にあっては、上記セメント
を含有する液には、強度を調整し乾燥収縮を防止するた
め、セメントと粘土とスラグおよびフライアッシュを含
有する混合物を混合して生成するのが望ましい。勿論、
これに分散性の向上とセメントの硬化遅延作用を持つオ
キシカルボン酸系材料等の適宜の分散・安定剤を添加混
合することで、セメントを数日間固化させず、可塑材を
流動性が良好な粘性の安定した状態とすることができ
る。
を含有する液には、強度を調整し乾燥収縮を防止するた
め、セメントと粘土とスラグおよびフライアッシュを含
有する混合物を混合して生成するのが望ましい。勿論、
これに分散性の向上とセメントの硬化遅延作用を持つオ
キシカルボン酸系材料等の適宜の分散・安定剤を添加混
合することで、セメントを数日間固化させず、可塑材を
流動性が良好な粘性の安定した状態とすることができ
る。
【００１５】グラウト材に配合されたセメント成分に対
して、本可塑材成分であるベントナイトと珪酸ソーダ
は、夫々単独でセメント成分と反応しゲル化するが、配
合量が前記したように、極めて少量であるため、ベント
ナイトまたは珪酸ソーダ単独では殆ど効果が生じない
が、これらを併用することで、初めて可塑性状が発揮さ
れ、かつ、水中における不分離特性が発揮される。
して、本可塑材成分であるベントナイトと珪酸ソーダ
は、夫々単独でセメント成分と反応しゲル化するが、配
合量が前記したように、極めて少量であるため、ベント
ナイトまたは珪酸ソーダ単独では殆ど効果が生じない
が、これらを併用することで、初めて可塑性状が発揮さ
れ、かつ、水中における不分離特性が発揮される。
【００１６】
【発明の効果】この発明に係る可塑材は、以上説明した
ように構成されているので、グラウト材の水中打設時に
おいて注入材が分離しない不分離性と疎水特性を有し、
かつ、空洞の所定範囲に充填することが可能な可塑性と
可塑時問を有すると共に、作液・圧送・注入作業が容易
で大量注入に対応することができ、しかも、乾燥による
耐久性をも兼ね備えた可塑材およびこの可塑材を用いた
グラウト材を提供することができる。
ように構成されているので、グラウト材の水中打設時に
おいて注入材が分離しない不分離性と疎水特性を有し、
かつ、空洞の所定範囲に充填することが可能な可塑性と
可塑時問を有すると共に、作液・圧送・注入作業が容易
で大量注入に対応することができ、しかも、乾燥による
耐久性をも兼ね備えた可塑材およびこの可塑材を用いた
グラウト材を提供することができる。
【００１７】また、この発明に係る可塑材は、先ず、水
とベントナイトとを混合撹絆した後に、珪酸ソーダを添
加混合して製造することで、泡が消泡せずに安定した状
態で泡が内包された空洞充填材を得ることができる。
とベントナイトとを混合撹絆した後に、珪酸ソーダを添
加混合して製造することで、泡が消泡せずに安定した状
態で泡が内包された空洞充填材を得ることができる。
【００１８】さらに、この発明に係るグラウト材は、上
記各可塑材に、セメントを含有する液および／または気
泡を混合して生成したので、作液・圧送・注入作業が容
易で大量注入に対応することができ、しかも、乾燥して
もモルタルに亀裂や収縮が発生しない耐久性を得ること
ができる等、幾多の優れた効果が得られる。
記各可塑材に、セメントを含有する液および／または気
泡を混合して生成したので、作液・圧送・注入作業が容
易で大量注入に対応することができ、しかも、乾燥して
もモルタルに亀裂や収縮が発生しない耐久性を得ること
ができる等、幾多の優れた効果が得られる。
【００１９】
【実験例】表１は、本発明に係るグラウト材を構成する
各成分の配合例を示しており、同表において、Ａ液とは
固化材と安定剤と水との混合物を、Ｂ液はベントナイト
と珪酸ソーダ及び水を混合した本発明の一可塑材を、Ｃ
液とは気泡剤と水と空気との混合物を夫々示している。
各成分の配合例を示しており、同表において、Ａ液とは
固化材と安定剤と水との混合物を、Ｂ液はベントナイト
と珪酸ソーダ及び水を混合した本発明の一可塑材を、Ｃ
液とは気泡剤と水と空気との混合物を夫々示している。
【００２０】
【表１】
【００２１】固化材は、セメントと粘土（微紛末粉）と
スラグとフライアッシュ等の混合物で、流動性があり、
かつ、沈殿物を生じない特性を有するもので、強度の調
整と乾燥収縮を防止するために用いられる。本実験例で
は、太平洋セメント社製の普通セメント５０％と関東化
成社製の粉末粘土５０％とを混合したものを用いた。ま
た、安定剤としては、本実験例では、オキシカルボン酸
系材料に立花マテリアル社製の品名がクリーパック安定
剤を混合したものを用いた。さらに、水は金属塩を含ま
ない軟水が望ましく、本実験例では水道水を用いた。そ
して、気泡材としては、動物蛋白またはＨＥＣ−ＭＣ等
のポリマーを含む界面活性剤を用いるが、本実験例で
は、第一化成産業社製の動物蛋白系界面活性剤「エアー
ボール（品名）」を用いた。また、ベントナイトは、所
要量の水に混合攪拌しファンネル粘性が２５〜５０秒と
なるように配合されたものを用いるが、この実験例で
は、立花マテリアル社製の高膨潤ベントナイト「ＴＢＳ
（品名）」を用いた。さらに、珪酸ソーダは、ＪＩＳ３
号珪酸ソーダと同等品を用いるが、本実験例では、立花
マテリアル社製の「急硬剤Ｇタイブ（品名）」を用い
た。尚、Ｂ液で用いられるベントナイトと珪酸ソーダの
配合材料は、Ａ＋Ｂ液を可塑状化する材料であり、Ａ液
の硬化遅延作用を停止させる。
スラグとフライアッシュ等の混合物で、流動性があり、
かつ、沈殿物を生じない特性を有するもので、強度の調
整と乾燥収縮を防止するために用いられる。本実験例で
は、太平洋セメント社製の普通セメント５０％と関東化
成社製の粉末粘土５０％とを混合したものを用いた。ま
た、安定剤としては、本実験例では、オキシカルボン酸
系材料に立花マテリアル社製の品名がクリーパック安定
剤を混合したものを用いた。さらに、水は金属塩を含ま
ない軟水が望ましく、本実験例では水道水を用いた。そ
して、気泡材としては、動物蛋白またはＨＥＣ−ＭＣ等
のポリマーを含む界面活性剤を用いるが、本実験例で
は、第一化成産業社製の動物蛋白系界面活性剤「エアー
ボール（品名）」を用いた。また、ベントナイトは、所
要量の水に混合攪拌しファンネル粘性が２５〜５０秒と
なるように配合されたものを用いるが、この実験例で
は、立花マテリアル社製の高膨潤ベントナイト「ＴＢＳ
（品名）」を用いた。さらに、珪酸ソーダは、ＪＩＳ３
号珪酸ソーダと同等品を用いるが、本実験例では、立花
マテリアル社製の「急硬剤Ｇタイブ（品名）」を用い
た。尚、Ｂ液で用いられるベントナイトと珪酸ソーダの
配合材料は、Ａ＋Ｂ液を可塑状化する材料であり、Ａ液
の硬化遅延作用を停止させる。
【００２２】以上の組成からなる材料を、表２に示す配
合比で混合してグラウト材を生成し、夫々の配合におけ
る流動性と水希釈性、水中安定性および乾燥収縮性を測
定した。
合比で混合してグラウト材を生成し、夫々の配合におけ
る流動性と水希釈性、水中安定性および乾燥収縮性を測
定した。
【００２３】
【表２】
【００２４】この実験結果からも明らかなように、Ａ液
とＢ液との配合比率が同じ（Ｎｏ．１とＮｏ．２）で
も、珪酸ソーダを水に混合しただけでベントナイトを添
加していないものは、水希釈性が多く、また、水中に注
入した場合には崩れてしまい安定性が得られなかった。
とＢ液との配合比率が同じ（Ｎｏ．１とＮｏ．２）で
も、珪酸ソーダを水に混合しただけでベントナイトを添
加していないものは、水希釈性が多く、また、水中に注
入した場合には崩れてしまい安定性が得られなかった。
【００２５】また、Ａ液とＢ液との配合比率が同じ（Ｎ
ｏ．１とＮｏ．３）でも、ベントナイトを水に混合した
だけで珪酸ソーダを添加していないものは、水希釈性が
多く、また、水中に注入した場合には分散が少なかっ
た。
ｏ．１とＮｏ．３）でも、ベントナイトを水に混合した
だけで珪酸ソーダを添加していないものは、水希釈性が
多く、また、水中に注入した場合には分散が少なかっ
た。
【００２６】さらに、Ａ液とＢ液との配合比率が同じ
（Ｎｏ．１とＮｏ．５）でも、ベントナイトと珪酸ソー
ダの量を、本発明の配合比以上となるように添加した場
合には、水希釈性が少なく、また、水中に注入した場合
には崩れてしまい安定性に欠ける結果が得られ、本発明
の配合比の範囲内で各成分材料を混合した場合には、そ
の流動性、水希釈性、水中安定性および乾燥収縮性の全
てにおいて満足できる性能が得られることが確認でき
た。
（Ｎｏ．１とＮｏ．５）でも、ベントナイトと珪酸ソー
ダの量を、本発明の配合比以上となるように添加した場
合には、水希釈性が少なく、また、水中に注入した場合
には崩れてしまい安定性に欠ける結果が得られ、本発明
の配合比の範囲内で各成分材料を混合した場合には、そ
の流動性、水希釈性、水中安定性および乾燥収縮性の全
てにおいて満足できる性能が得られることが確認でき
た。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 17/02 Ｃ０９Ｋ 17/02 Ｐ 17/10 17/10 Ｐ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ Ｅ２１Ｄ 11/00 Ｅ２１Ｄ 11/00 Ａ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 (Ｃ０４Ｂ 28/02 14:10 14:10 Ｚ 18:14 18:14 Ｚ 18:08 18:08 Ｚ 22:06 22:06 Ａ 22:08） 22:08） Ａ 111:70 111:70 111:74 111:74 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 辻 和彦 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 小原 克己 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 石井 三郎 東京都足立区保木間１丁目６番15号 株式 会社立花マテリアル東京支店内 (72)発明者 石井 宏明 東京都足立区保木間１丁目６番15号 株式 会社立花マテリアル東京支店内 (72)発明者 仙波 主税 東京都千代田区一番町６ ロイアル一番Ａ 706 ナック株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AA06 AB01 BB08 BB09 CA01 CA02 CA04 CA05 CA10 CC02 2D055 JA00 LA14 4G012 PA06 PA27 PA29 PB03 PB05 PB06 PC01 PC04 PC11 4G056 AA02 AA06 AA21 BA01 CB23 4H026 CA01 CA03 CA05 CA06 CC05
Claims (5)
- 【請求項１】 水１００重量部に対してベントナイト５
〜２０重量部、珪酸ソーダ１．５〜４．０重量部を混合
してなる可塑材。 - 【請求項２】 前記可塑材のファンネル粘度は、２５〜
５０秒以下に設定されることを特徴とする請求項１に記
載の可塑材。 - 【請求項３】 水とベントナイトとを混合撹絆した液
に、珪酸ソーダを添加混合して可塑材を製造する方法。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２のいずれかに記
載の可塑材に、セメントを含有する液および／または気
泡を混合してなるグラウト材。 - 【請求項５】 前記セメントを含有する液は、セメント
と粘土とスラグおよびフライアッシュを含有する混合物
で生成されていることを特徴とする請求項４に記載のグ
ラウト材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008104A JP4878681B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | グラウト材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008104A JP4878681B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | グラウト材 |
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