JP2004196969A

JP2004196969A - 止水材料

Info

Publication number: JP2004196969A
Application number: JP2002367624A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Hayakawa; 和久早川; Soji Tanioka; 荘治谷岡
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【解決手段】Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルを含むことを特徴とする止水材料。
【効果】本発明の止水材料は、土木工事において余剰水が外部に漏れないようにするために使用される防水層として用いたときに、塩類を含む余剰水の漏洩を防止することができる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事に使用される止水材料に関し、特に塩類を含む余剰水の漏洩を防止する止水材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木工事において余剰水が外部に漏れないようにするための止水材料として、ベントナイトを使用することが行われている。添加されたベントナイトは膨潤してその体積を増大させ、その結果、余剰水が浸透する隙間が減少するため、余剰水の漏洩が防止されると考えられている。
【０００３】
しかし、余剰水に多量の塩類が含まれている場合には、一般のベントナイト層では余剰水の漏洩を完全に防止することは困難であった。これを解決すべく、カルボキシメチルセルロースとベントナイトの混合物を利用することが提案されている（特許文献１参照）。しかし、カルボキシメチルセルロースは、イオン性のセルロースエーテルであるため塩水中で十分な溶解が行われず、機能が十分発揮しないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−４７６３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、土木工事における防水層として用いたときに、塩類を含む余剰水の漏洩を防止する止水材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルとを含む止水材料を用いることにより、海水等の塩類を含む余剰水の漏洩を防止できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００７】
従って、本発明は、
（１）Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルを含むことを特徴とする止水材料、
（２）Ｎａ型ベントナイトが、Ｎａ活性化ベントナイトであることを特徴とする（１）記載の止水材料、
（３）Ｎａ型ベントナイトが、Ｃａ型ベントナイトにナトリウム塩を添加し、水と接触した時にＮａ型ベントナイトに変化するものであることを特徴とする（１）又は（２）記載の止水材料、
（４）水溶性非イオン性セルロースエーテルが、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース又はヒドロキシアルキルアルキルセルロースであることを特徴とする（１）、（２）又は（３）記載の止水材料、
（５）１０ｍｍ目開きの篩の通過量が９０重量％以上であり、１．０ｍｍ目開きの篩の通過量が２０重量％以下である粒径を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の止水材料
を提供する。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の止水材料は、Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルとを含むものである。
【０００９】
Ｎａ型ベントナイトを止水材料として用いた際に、余剰水が多い場合、即ち含水率が大きい場合には、Ｎａ型ベントナイトは膨潤により粒子間の隙間を十分に埋めきることができない。更に余剰水に多量の塩類が含まれている場合には、Ｎａ型ベントナイトの膨潤力は著しく低下する。本発明においては、このような場合でも、この隙間に水溶性非イオン性セルロースエーテルの分子が作用することにより、余剰水の粘度が上昇して漏洩を防止することができるものである。
【００１０】
本発明のベントナイトは、Ｎａ型ベントナイト（粘土科学誌第３３巻４号（１９９４）Ｐ１９３〜２０１）を用いるものである。ベントナイトには、Ｎａ型とＣａ型とがあるが、Ｃａ型は吸水時の膨潤性が悪く、好ましくない。
【００１１】
しかしながら、Ｃａ型ベントナイトを炭酸ナトリウム等のナトリウム塩溶液を使用してＮａ型に置換して得られるＮａ活性化ベントナイトは好適に使用することができる。
【００１２】
また、特開昭６３−２８３３７号公報に記載されているように、Ｃａ型ベントナイトに炭酸ナトリウム等のナトリウム塩粉を添加したものを使用し、作用時、即ち、ベントナイトと水が接触した場合に、Ｎａ型ベントナイトに置換された状態となるようにして使用することもできる。かかる場合には極めて優れた膨潤特性を示す。
【００１３】
なお、Ｃａ型ベントナイト中のＣａをＮａに置換するのに必要な炭酸ナトリウム等のナトリウム塩の添加量は、Ｃａ型ベントナイト１００重量部に対して２〜５０重量部、特に２〜１０重量部とすることが好ましい。
【００１４】
本発明のＮａ型ベントナイトの粒子径としては、第１４改正日本薬局方Ｂ−１０６０に定められている標準篩の１００号（目開き１５０μｍ）により、関西金網社製４２９型ロータップ篩振とう機を用いて、ベントナイト粉末１００ｇを振とう数２００回／分、打数１５６回／分、振とう幅５０ｍｍの条件で３０分間振とうした後に、篩上の残留物が２５重量％以下、特に１〜１０重量％となるものを使用することが望ましい。
【００１５】
止水材料中のＮａ型ベントナイトの含有量は、５０〜９８重量％が好ましく、特に６０〜８０重量％が好ましい。５０重量％より少ないと、膨潤が十分ではなく、止水材料として作用しないおそれがあり、９８重量％より多いと、水溶性非イオン性セルロースエーテルの添加による効果がなくなるおそれがある。
【００１６】
本発明に用いられる水溶性非イオン性セルロースエーテルとしては、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース等を用いることができる。具体的には、メチルセルロース等のアルキルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース等が挙げられる。
【００１７】
水溶性非イオン性セルロースエーテルの分子量は、特に限定されないが、２０℃における２重量％水溶液の測定粘度値によって規定することができ、ＪＩＳＫ２２８３−１９９３に規定されるウベローデ粘度計Ｎｏ．５において、その値が８，０００ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは２００，０００〜４００，０００ｍＰａ・ｓである水溶性非イオン性セルロースエーテルが好ましい。上記粘度が８，０００ｍＰａ・ｓ未満であると、止水材料の保水性能不足となるおそれがある。ここで、一般にセルロースエーテルは、天然のセルロースを出発原料として製造されるが、公知のセルロースの最大分子量は１５０万程度であり、これにより製造しうるセルロースエーテルの前述の測定方法による粘度は、最大でも４００，０００ｍＰａ・ｓ程度と推測される。
【００１８】
水溶性非イオン性セルロースエーテルの粒度としては、第１４改正日本薬局方Ｂ−１０６０に定められている篩の規格１００号（目開き１５０μｍ）により、関西金網社製４２９型ロータップ篩振とう機を用いて、水溶性非イオン性セルロースエーテル粉末１００ｇを振とう数２００回／分、打数１５６回／分、振とう幅５０ｍｍの条件で３０分間振とうした後に、篩上の残留物が２５重量％以下、特に１〜１０重量％となるものを使用することが望ましい。
【００１９】
本発明における止水材料において、Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルとの混合割合は特に限定されないが、必要な膨潤性と保水性を発揮する定形状の粒を調製するのに必要な混合割合として、Ｎａ型ベントナイト１００重量部に対して水溶性非イオン性セルロースエーテルを０．５〜２０重量部、好ましくは１〜２０重量部、特に２〜１０重量部とすることが好ましい。水溶性非イオン性セルロースエーテルの添加量が１重量部未満であると上記効果は現れるが、その効果が十分ではない場合があり、２０重量部を超えると止水材料のコストを押上げることになる。
【００２０】
本発明の止水材料には、必要に応じてタルクやカオリン等の無機物、パルプ、もみがら等の有機物類等を本発明の効果を損なわない範囲で添加することも可能である。
また、本発明においては、止水材料を造粒する際に水溶性非イオン性セルロースエーテルを溶解し、ベントナイトを粘結させる点から、Ｎａ型ベントナイト１００重量部に対して１〜１００重量部、特に１０〜５０重量部の水を添加することが好ましい。
【００２１】
本発明の止水材料の造粒方法としては、例えばＮａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルとの混合物を流動させつつ、水を添加して調製する造粒方法や、Ｎａ型ベントナイト材料１００重量部と水溶性非イオン性セルロースエーテル０．５〜１０重量部、好ましくは１〜１０重量部を含んでなる混合物に水を１０〜１００重量部添加混合したものを転動造粒する等、任意の造粒方法を採用することができる。
【００２２】
なお、本発明においては、Ｃａ型ベントナイト１００重量部に対して炭酸ナトリウム等のナトリウム塩を２〜５０重量部添加してＣａ型ベントナイトの一部をＮａ型ベントナイトに置換した後、水溶性非イオン性セルロースエーテル０．５〜２０重量部、好ましくは１〜２０重量部を添加し、更に水を１〜５０重量部加えて混合したものを１．５ｍｍのバケット式の押出成形装置により押し出し成形し、乾燥することにより造粒することもでき、これにより得られる造粒物は好適に使用することができる。
【００２３】
造粒の粒子の大きさについては、止水材料として利用するのに適する粒径として、１０ｍｍ目開きの篩を９０重量％以上、特に９５重量％以上が通過し、１．０ｍｍ目開きの篩の通過量が２０重量％以下、特に１０重量％以下の顆粒状であることが好ましい。具体的には、平均粒径が０．１〜５ｍｍ、特に２〜４ｍｍである場合が、粉塵対策及び水溶性非イオン性セルロースエーテル粉末とのハンドリングの上で好ましい。平均粒径が０．１ｍｍ未満では粉塵飛散等の問題が生じ、取扱い性が悪くなる場合があり、５ｍｍを超えると細部へ流動が困難となる場合がある。
【００２４】
また、この止水材料は、粒状のまま施工することも可能であるが、浸透性のある不織布等で作られた袋やソーセージ状に細工された袋の中に封入して施工することも可能である。
【００２５】
本発明の止水材料は、密閉された空間に貯えられた含水廃棄物の塩類を含む余剰水の密閉空間からの漏洩を防止する止水工事等において、コンクリート等永久的止水工事を行なうに際して一時的な止水に用いる止水材料や、海岸工事等の海水等の塩類を含む土壌を一時的に止水する止水材料として、好適に使用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１〜９、比較例１，２］
表１に示す組成で水溶性非イオン性セルロースエーテル、ベントナイト、炭酸ナトリウム及び水を配合し、川田製作所製スーパーミキサーにて５００ｒｐｍで混合した後、ダルトン社製のバケット押出造粒機にて径１．２ｍｍの押出造粒を行い、この造粒物を温度８０℃にて水分５重量％以下になるまで乾燥させ、止水材料を製造した。この造粒物の１０ｍｍの目開き篩の通過量は、１００重量％であり、１．０ｍｍの目開き篩の通過量は１０重量％以下であった。
【００２８】
得られた止水材料２０ｇを容器に入れ、イオン交換水あるいは新潟県上越市の海浜公園より採取した海水１００ｇをこれに注ぎ、注いでから１０分後に直径１５ｍｍの東洋アドバンテックス社製のＡ３濾紙を入れた陶器製漏斗に移し、漏斗からしみ出す水の量を測定した。結果を表１に併記する。
【００２９】
【表１】

＊ベントナイト：クニミネ工業（株）製
Ｎａベントナイト（１）：宮城産、ネオクニボンド（カルシウムベントナイトをＮａ型に置換したＮａ活性化ベントナイト）
Ｎａベントナイト（２）：ワイオミング産、クニボンドＷＢ
Ｎａベントナイト（３）：山形産、クニゲルＶＡＳ
Ｃａベントナイト（４）：宮城産、クニボンド
水溶性非イオン性セルロースエーテル：信越化学工業（株）製、メトローズ
炭酸ナトリウム：和光純薬工業（株）製、試薬一級
【００３０】
実施例及び比較例より、本発明の止水材料が塩類を含む余剰水の止水材料として有用であることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の止水材料は、土木工事において余剰水が外部に漏れないようにするために使用される防水層として用いたときに、塩類を含む余剰水の漏洩を防止することができる。

Claims

Ｎａ型ベントナイトと水溶性非イオン性セルロースエーテルを含むことを特徴とする止水材料。
Ｎａ型ベントナイトが、Ｎａ活性化ベントナイトであることを特徴とする請求項１記載の止水材料。
Ｎａ型ベントナイトが、Ｃａ型ベントナイトにナトリウム塩を添加し、水と接触した時にＮａ型ベントナイトに変化するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の止水材料。
水溶性非イオン性セルロースエーテルが、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース又はヒドロキシアルキルアルキルセルロースであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の止水材料。
１０ｍｍ目開きの篩の通過量が９０重量％以上であり、１．０ｍｍ目開きの篩の通過量が２０重量％以下である粒径を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の止水材料。