JP2007217255A - ソイルセメントスラリーの調製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水とセメント系固化剤と流動化剤とアルカリ金属炭酸塩と土とを混合し、ソイルセメントスラリーを調製するステップを有する、ソイルセメントスラリーの調製方法が提供される。
【選択図】 なし
Description
(1)SMW工法、TRD工法等に代表される、原地盤に直接セメントミルクを注入し、地中でソイルセメントスラリーを作成し、造成する工法では、良好な流動性及び強度を確保するためにセメントミルクの注入率(地盤1m3に対して1m3のセメントミルクを注入した場合を注入率100%と言う。)を大幅に増大させる必要があるため、施工費が増加する。さらに、この場合、注入されたセメントミルク量がそのまま余剰のソイルセメントスラリーとなる工法上の特徴から、余剰のソイルセメントスラリー処理費が増加するとともに、環境問題の点から見ても好ましくない。
(2)地上設備で土とセメント系固化材及び水を混合して、得られたソイルセメントスラリーを掘削孔に戻す流動化処理工法では、極めて高いセルフレベリング性(高流動性)及び強度が要求される。このため、粘性土を掘削した場合にソイルセメントスラリーに利用される掘削発生土の利用率が減少することから、残土処理費用が増加することになる。
(1)ソイルセメントスラリー中に含有する粘性土は、砂質土と異なり、スラリー中で分散、水和することにより、コロイド粒子径まで微細化し、添加された各種流動化剤が粘土粒子表面に吸着、消費されるため。
(2)ソイルセメンスラリーを調製するために用いられるセメントミルクの液相中のカルシウムイオン、マグネシウムイオンに代表される多価金属イオン、および加えられる土から溶出してくる多価金属イオンが、各種流動化剤と反応し、不溶性又は可溶性の塩を形成することにより、添加剤の効果を減少させるため。
Ca(OH)2 ⇔ Ca2++2OH-
セメントミルク液相中の全硬度(多価金属イオン濃度)とセメント/水比との関係について、以下のように検討した。
(1)所定量の水道水を容器に取り、ラボスタラー300rpmで攪拌しながら、希望するセメント水比になるようにセメントを添加し、2分間攪拌後、濾紙:TOYO−No2とロートを用いて自然濾過した。
(2)濾水1mlをホールピペットにて採取し、蒸留水約25mlを加えてマグネットスターラーにて攪拌しながら、BT指示薬を2滴添加した。
(3)0.01molのEDTAにより全硬度を測定した。
Ca(OH)2 ⇔ Ca2++2OH- 式
セメントミルクへのアルカリ金属炭酸塩の添加量とセメントミルク液相中の全硬度との関係について、以下のように検討した。
(1)水道水300ml取り、ラボスタラー300rpmで攪拌しながら、炭酸塩を所定量(0〜27g)添加し、2分間攪拌を続けた。
(2)セメント300gを添加し、ラボミキサーにて2分間攪拌後、濾紙:TOYO−No2とロートを用いて自然濾過した。
(3)濾水1mlをホールピペットにて採取し、蒸留水約25mlを加えてマグネットスターラーにて攪拌しながらBT指示薬を2滴添加した。
(4)0.01molのEDTAにより全硬度を測定した。
アルカリ金属炭酸塩添加後の時間と全硬度との関係について、以下のように検討した。
(1)水道水300ml取り、ラボスタラー300rpmで攪拌しながら、炭酸塩を15g添加し、2分間攪拌を続けた。
(2)セメント300gを添加し、ラボミキサーにて2,10,20,30,60,120分間攪拌を行った。
(3)各攪拌時間におけるセメントミルクサンプルを濾紙:TOYO−No2とロートを用いて自然濾過した。
(4)0.01molのEDTAにより全硬度を測定した。
アルカリ金属炭酸塩の添加量とコンシステンシー及び一軸圧縮強度との関係について、以下のように検討した。
(1)水道水を700ml取り、ラボスタラー300rpmで攪拌しながら、炭酸塩を所定量(0,7,21,70,125,175g)添加し、5分間攪拌を続けた。
(2)ホバートミキサーの容器にセメントを930g取り、上記(1)のよう海水を加えた。
(3)ホバートミキサーにて2分間の攪拌を行った。
(4)TF値を測定した。
(5)EPモールド供試体を3本作製し、7日間湿潤養生を行った。
(6)一軸圧縮測定器にて、7日間後の一軸圧縮強度(q7)を測定した。
アルカリ金属炭酸塩により、セメントミルク液相中の全硬度を調整したソイルセメントスラリーにおける、各種流動化剤と、ソイルセメントスラリーの流動性及び一軸圧縮強度との関係について、以下の対象地盤及び試験条件で試験を実施した。
・使用土 :シルト(関西地域地盤)
・注入率 :100%
・使用セメント :高炉B種(住友大阪セメント)
・水/セメント比 :100%
・アルカリ金属炭酸塩 :ソーダ灰
・アルカリ金属炭酸塩濃度:3重量%(溶解水量に対して)
・流動化剤 :表6に記載の流動化剤
・流動化剤濃度 :1重量%(溶解水量に対して)
(1)予め3重量%ソーダ灰の溶解水を水道水にて作液した。
(2)溶解水266mlをとり、ラボスタラー300rpmで攪拌しながら、対象流動化剤を2.6g加え3分間攪拌した。
(3)セメントを266g加え2分間攪拌した。(スラリー量350ml)
(4)攪拌中にシルトを682g(350ml)計量した。(モルタルミキサー用容器を使用。)
(5)セメントミルクの攪拌が終了したら、直ちにシルトを計量した容器にセメントミルクを入れ、モルタルミキサーにより2分間攪拌した。
(6)モルタルミキサーによる攪拌が終了後、直ちにテーブルフロー値(TF値)の測定を行った。なお、TF値の測定に関しては、シリンダー引き抜き直後打撃前のフロー値と15回打撃後のフロー値の両方を測定した。
・テーブルフロー値 :JIS R5201法に準拠
・一軸圧縮強度評価方法:JGS T 511法に準拠
表7に、実施例1〜10及び比較例1〜11における流動化剤及びアルカリ金属炭酸塩と流動性との関係を示す。
アルカリ金属炭酸塩(ソーダ灰)を添加し、セメントミルク中の液相部分の全硬度の濃度を調整したソイルセメントスラリーにおける、スラリー組成と、流動性及び一軸圧縮強度との関係について、以下の対象地盤及び試験条件で試験を実施した。表8及び9に、実施例11〜27及び比較例12〜23におけるソイルセメントスラリーのスラリー組成と流動性及び一軸圧縮強度との関係を示す。なお、試験手順並びに流動性及び一軸圧縮強度の評価方法は、前実施例と同様である。また、実施例11〜23及び比較例12〜20においては、流動化剤として、アクリル酸ナトリウム(粉体)(東亞合成(株)製)を使用した(表8)。また、実施例24〜27及び比較例21〜23においては、流動化剤として、フミン酸ナトリウム(テルナイト製品)を使用した(表9)。
・使用土 :シルト(関西地域地盤)
・注入率 :61%〜108%
・使用セメント :高炉B種(住友大阪セメント)
(水/セメント)比 :210%〜400%
(水/セメント+土)比 :27%〜53%
・アルカリ金属炭酸塩 :ソーダ灰
・アルカリ金属炭酸塩濃度:0重量%〜5.0重量%(溶解水量に対して)
・流動化剤 :アクリル酸ナトリウム(粉体)(東亞合成(株)製)
フミン酸ナトリウム(テルナイト製品)
・流動化剤濃度 :0.1重量%〜3.0重量%(溶解水量に対して)
アルカリ金属炭酸塩(ソーダ灰)を添加し、セメントミルク中の液相部分の全硬度の濃度を調整したソイルセメントスラリーにおける、調製後の時間とフロー値の関係について、以下の対象地盤及び試験条件で試験を実施した。表10に、実施例28,29及び比較例24におけるソイルセメントスラリーの調製後の時間とフロー値との関係を示す。なお、試験手順及び一軸圧縮強度の評価方法は、前実施例と同様である。流動性の評価については、テーブルフロー値の変わりに8cmx8cmコーンを用いたフロー値測定を採用した。また、実施例28においては、流動化剤としてアクリル酸ナトリウムを用いた。実施例29においては、流動化剤としてフミン酸ナトリウムを用いた。
・使用土 :シルト(関西地域地盤)
・注入率 :100%
・使用セメント :高炉B種(住友大阪セメント)
・(水/セメント)比 :100%
・(水/セメント+土)比:28%
・アルカリ金属炭酸塩 :ソーダ灰
・アルカリ金属炭酸塩濃度:3.0重量%(溶解水量に対して)
・流動化剤 :アクリル酸ナトリウム(粉体)(東亞合成(株)製)
フミン酸ナトリウム(テルナイト製品)
・流動化剤濃度 :2.0重量%(溶解水量に対して)
Claims (6)
- 水とセメント系固化剤と流動化剤とアルカリ金属炭酸塩と土とを混合し、ソイルセメントスラリーを調製するステップを有する、ソイルセメントスラリーの調製方法。
- 前記ソイルセメントスラリーを調製するステップが、
前記水と前記セメント系固化剤と前記流動化剤と前記アルカリ金属炭酸塩とを混合し、セメントミルクを調製するステップと、
前記セメントミルクと前記土とを混合し、ソイルセメントスラリーを調製するステップと
を有する、請求項1に記載の方法。 - 前記セメントミルクを調製するステップにおいて、セメントミルクの液相部分における多価金属イオン濃度が200ppm以下である、請求項2に記載の方法。
- 前記アルカリ金属炭酸塩の添加量が、前記水100重量部あたり、0.5重量部〜5.0重量部である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムからなる群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記流動化剤が、フミン酸塩、リグニンスルホン酸塩、縮合リン酸塩及びリン酸塩からなる群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
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2006
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