JP2005126506A

JP2005126506A - 可塑材およびこの可塑材を用いたグラウト材

Info

Publication number: JP2005126506A
Application number: JP2003361582A
Authority: JP
Inventors: Saburo Ishii; 三郎石井; Yasuhiro Nagaoka; 廉浩長岡
Original assignee: Tachibana Material Co Ltd
Current assignee: Tachibana Material Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【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、グラウト材に配合する水１００重量部に対して、ポリビニールアルコールを０．１〜１．０重量部、ベントナイト２〜２０重量部を混合して生成した。この可塑材に、セメントを含有する液及び／又は気泡を含有させてなるグラウト材を生成した。

Description

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。

従来のグラウト材の可塑材としては、特許文献１に示す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。

特開２００２−２１２５５９号公報

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液状態でポ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ことが非常に難しい、という課題を有していた。

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。

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。

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。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明にあっては、可塑材を、グラウト材に配合する水１００重量部に対して、ポリビニールアルコールを０．１〜１．０重量部、ベントナイト２〜２０重量部を混合して生成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可塑材に、セメントを含有する液及び／又は気泡を含有させてなるグラウト材である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の可塑材に、水にセメントとポリビニールアルコールを混合攪拌した第１液と、水にベントナイトを混合攪拌した第２液の２液を混合して生成してなるグラウト材にある。

この場合、請求項３に記載したグラウト材は、請求項４に記載したように、前記第１液が、水１００重量部に対し、セメントを１００〜２５０重量部、ポリビニールアルコールを０．３〜３．０重量部、好ましくはセメントを１３０〜２００重量部、ポリビニールアルコールを０．５〜１．５重量部とし、また、第２液は、請求項５に記載したように、水１００重量部に対し、ベントナイトを３〜３０重量部、好ましくはベントナイトを８〜２０重量部としたことを特徴とする。

請求項１に記載の可塑材は、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ている。

また、請求項２乃至請求項５に記載のグラウト材は、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。

以下、実施例１に基づき、この発明を詳細に説明する。

本実施例１では、グラウト材に好適な可塑材を、グラウト材に配合する水１００重量部に対して、ポリビニールアルコールを含む第１液材を１００容量部と第２液材１００容量部を混合して生成した。

具体的には、上記第１液材は、固化材と遅延剤、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）液及び水を混合して生成した。

第１液材は、配管内をポンプにて長距離(５００〜２０００ｍ)圧送する場合、グラウト注入施工で求められる材料特性として、分離抵抗性、流動性、硬化の遅延特性を与えるために用いられる。

ＰＶＡ液は、第１液材分離抵抗性を持ち、ブリージング水を大きく減少させる効果があり、配合水と固化材を添加混合すれば、第１液材は分離水が容易に発生することを防止することができる。

このポリビニールアルコール（ＰＶＡ）は、冷水では溶けず通常温水を使用し水溶液とする必要がある為、施工現場にて温水を段取りすることは難しく、工場等にて水溶液を製造し現場で使用するのが望ましい。この実施例１では、このＰＶＡ液として、クラレ株式会社製のＰＶＡ２０５の３０％濃度水溶液を用い、水は水道水を用いた。

遅延剤は、固化材の硬化を遅延する剤であり、実施例１に係る第１液材を用いる場合には、２日以上硬化しない配合とする。この実施例１では、この遅延材として、株式会社立花マテリアル製のオキシカルボン酸系遅延剤を用いた。

固化材は、グラウト材の硬化成分を有する材で、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、早強セメント、その他各種特殊セメント、スラグ粉末に消石灰等のアルカリ刺激材等を混合した材である。固化材は、この実施例１では、太平洋セメント株式会社製の普通ポルトランドセメントを用いた。

一方、上記第２液材は、ベントナイトと気泡及び水を混合して生成した。この第２液材は、分散性の著しいベントナイトを処方する為、適度な流動性を付与する濃度のベントナイト液を使用するが、ベントナイトは産地で性能が大幅に変化する為、配合量の処方は産地で大きく変化する。このため、本実施例１では、ベントナイトは、株式会社立花マテリアル製のＵＳＡワイオミング産ＴＢ−Ｓを用いた。

気泡は、グラウト材の重量を軽量化するために使用し過重の負担を少なくしたい補修構造物の背面のグラウト施工を可能とする。本実施例１では、気泡材として、第一化成産業株式会社製のパールクリート５％液を２０倍に発泡させたものを用い、水は水道水を用いた。

また、この発明において、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。

[実験例１]
本実験例では、表１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。尚、表１は１ｍ3 単位の配合比である。

この表１からも明らかなように、長距離の圧送グラウト材の第１液材、第２液材に求められる特性である分離抵抗性、流動性、硬化の遅延特性は、各々に長時間適度な流動性を保ち、第１液＋第２液混合後には水希釈性に強い良好な可塑状となり、限定範囲内の空洞を充填するグラウト材として理想的な特性を発揮することが判る。

また、上記の表１に配合されるグラウト材に配合する水は、１００重量部に対して、ポリビニールアルコールを０．１〜１．０重量部であること、ベントナイト２〜２０重量部とすることで、可塑状のグラウトの硬さを調節することができ、当該配合処方外では、添加濃度が低ければ可塑状とならず、限定範囲内に留まらず、流動性が良くなってグラウト材が逸走する。また、添加濃度が高い場合には、グラウトの可塑状はゲルが強くなり、ポンプ圧力で十分な充填が行えず、未充填部分が発生し空洞を充填するグラウト材として不向きである。

Claims

グラウト材に配合する水１００重量部に対して、ポリビニールアルコールを０．１〜１．０重量部、ベントナイト２〜２０重量部を混合してなる可塑材。
請求項１に記載の可塑材に、セメントを含有する液及び／又は気泡を含有させてなるグラウト材。
請求項１に記載の可塑材は、水にセメントとポリビニールアルコールを混合攪拌した第１液と、水にベントナイトを混合攪拌した第２液の２液を混合して生成してなるグラウト材。
請求項３に記載のグラウト材において、前記第１液は、水１００重量部に対し、セメントを１００〜２５０重量部、ポリビニールアルコールを０．３〜３．０重量部、好ましくはセメントを１３０〜２００重量部、ポリビニールアルコールを０．５〜１．５重量部としたことを特徴とするグラウト材。
請求項３に記載のグラウト材において、前記第２液は、水１００重量部に対し、ベントナイトを３〜３０重量部、好ましくはベントナイトを８〜２０重量部としたことを特徴とするグラウト材。