JP2010018474A - Filler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、上下水道の管路、シールド工法による配管、廃棄管等の空隙及びその他の地殻空隙を充填するために使用する空隙充填材、その充填材の充填方法及びその充填材を充填した2重管配管構造に関するものである。
This invention is filled with a void filling material used for filling voids such as water and sewage pipes, piping by a shield method, waste pipes, and other crust voids, a filling method therefor, and a filling
上下水道、農業用水、工業用水、ガス、電力、通信等の様々な分野で、流体輸送に使用されるものとして、例えば、ダクタイル鋳鉄管がある。このダクタイル鋳鉄管を用いた管路の構築は、鞘管としてヒューム管や鋼管を土中に推進埋設し、その鞘管内に鞘管よりも小さい口径のダクタイル鋳鉄管(新管)を挿入(布設)する鞘管推進工法や、既設管内に既設管よりも口径の小さいダクタイル鋳鉄管(新管)を挿入(布設)するパイプインパイプ工法が採用されている(特許文献1参照)。 For example, a ductile cast iron pipe is used for fluid transportation in various fields such as water and sewage, agricultural water, industrial water, gas, electric power, and communication. The construction of a duct using this ductile cast iron pipe consists of a fume pipe or steel pipe that is propelled and buried in the soil as a sheath pipe, and a ductile cast iron pipe (new pipe) with a smaller diameter than that of the sheath pipe is inserted (laying) ) And a pipe-in-pipe method in which a ductile cast iron pipe (new pipe) having a smaller diameter than the existing pipe is inserted (laid) in the existing pipe (see Patent Document 1).
これらの工法であれば、地面を開削して管を布設する開削工法のように、交通を遮断するという問題もなく、また、既に埋設されている管に新管を挿入することになるため、複雑な管路が構築されていても新管による新管路の構築が可能となる。
このとき、鞘管及び新管が大径のものの場合には、鞘管内に新管を順々に挿入してその各新管を管継手を介して継ぎ合わせて新配管を形成し(本願図1参照)、その新配管(新管)と鞘管の間に新管の注入口を介して充填材を充填するものがある(特許文献2参照)。
また、これらの鞘管推進工法やパイプインパイプ工法の他にシールド工法によっても管路の構築が行われている。この工法では、シールドマシンを使用して地盤に空洞を設けてセグメントを設置し、その空間に新管を挿入して管路を構築するものである(特許文献3参照)。
これらの方法により、鞘管等に新管を挿入した後、挿入された新管の固定や保護を目的として、発進坑や到達坑から鞘管と新管の空隙に砂やセメントミルク、エアモルタルなどを充填材として充填することが行われている(特許文献4参照)。
シールド工法においても、セグメントと新管の空隙にエアモルタルなどが同じようにして充填される場合があり、セグメントと地山との空隙にも地山落ちや地盤沈下を抑制するために裏込剤(充填材)を充填している(特許文献5参照)。
上述した方法などにより管路が構築されるが、管路寿命や人口増加などの問題により、既設管路が不要になったり、その口径が小さくなって使用に耐え無くなったりする場合がある。その不要等となった管路について、地面を開削して撤去しようとすると、コストがかかりすぎるため、そのまま管路を地中に廃棄管として残し、管内にエアモルタル等を充填する廃棄管充填が行われている。
これは、地中に管路を放置したままであると、管路部分は地盤に空洞があるのと同じであるため、地盤沈下等を誘発する懸念があり、廃棄管内に充填材を充填し中実として、前記懸念を排除するためである。
Although the pipeline is constructed by the above-described method, the existing pipeline may become unnecessary due to problems such as pipeline life and population increase, or the diameter of the pipeline may be reduced, making it unusable. If it is necessary to open the ground and remove the pipe that has become unnecessary, it is too costly, so it is necessary to leave the pipe as a waste pipe in the ground and fill the pipe with air mortar etc. Has been done.
This is because if the pipeline is left in the ground, the pipeline section is the same as a cavity in the ground, which may cause ground subsidence and the like. This is to eliminate the concern as a solid matter.
ところで、国内の電力需要増大に伴い、電力メーカでは火力発電の際に発生するフライアッシュ(石炭を燃やした際に発生する灰を集塵機で採取したもので、石炭灰とも言う。)の発生量も年々増加している。このフライアッシュは、その主成分がシリカ及びアルミナであり、セメントと混和することにより、シリカ及びアルミナがセメント中の水酸化カルシウムと反応して、ポゾラン反応を起こし、長期的な強度を増加させる等の利点を持つ。また、フライアッシュは球状であり、セメントと混和させてコンクリートを作ると、コンクリートの流動性が改善するとういう利点もある。
このため、フライアッシュは、セメント原料や土木・建築用資材、肥料等の様々な用途で有効利用されているが、その利用率はまだ十分とは言えないのが実情であり、さらなる新たな利用方法が望まれている。
By the way, with the increase in domestic power demand, electric power manufacturers also generate the amount of fly ash generated during thermal power generation (the ash generated when coal is burned is collected with a dust collector, also called coal ash). Increasing year by year. The main components of this fly ash are silica and alumina. When mixed with cement, silica and alumina react with calcium hydroxide in the cement to cause a pozzolanic reaction and increase long-term strength. With the advantages of In addition, fly ash is spherical, and there is an advantage that if concrete is mixed with cement, the fluidity of the concrete is improved.
For this reason, fly ash is effectively used in various applications such as cement raw materials, civil engineering / building materials, fertilizers, etc., but the usage rate is still not sufficient, and in fact the new usage A method is desired.
上記の実情の下、充填材の流動性を高めれば、一回の充填長さが長くなることから、その流動性の向上が望まれ、出願人らは、セメントと水からなる従来周知の充填材において、保水剤及び流動化剤を混合することによって、流動性の高い充填材を得ることができた(特許文献6参照)。
この充填材は、一般的に、充填材には高い機械的強度は要求されず、特に、鞘管と新管に充填されるものにおいては、過去では、砂を充填しており、その砂からなる充填層は機械的強度は低く、それでも、十分に機能を果たしており、高い機械的強度は要求されない。要は、空隙(間隙)を十分に埋めればよい。との考えに基づくものであり、まず、セメントに対する水の質量比を高めれば、流動性は向上するが、ブリーディングの問題が生じるため、保水剤を混入することにより、その流動性向上のために増量した水分を捕捉して、ブリーディングの問題を解決する。
一方、保水剤を混入すると、一般的には、流動性が低下するため、流動化剤を混入することにより、セメント、保水剤等を分散させて、流動性を向上させる。また、流動化剤は、微細な空気を連行しつつ、セメント粒子の分散作用によって単位水量を低減させ、ワーカビリティーの改善、諸特性の改善・向上を図る。
In general, the filler does not require high mechanical strength. In particular, the filler filled in the sheath pipe and the new pipe is filled with sand in the past. The resulting packed bed has a low mechanical strength, yet it performs well and does not require high mechanical strength. In short, it is sufficient to sufficiently fill the gap (gap). First, if the mass ratio of water to cement is increased, the fluidity will improve, but bleeding problems will occur, so mixing the water retention agent will improve the fluidity. Capture increased moisture and solve bleeding problems.
On the other hand, when a water retention agent is mixed, the fluidity is generally lowered. Therefore, mixing a fluidizing agent disperses cement, water retention agent, and the like, thereby improving the fluidity. In addition, the fluidizing agent, while entraining fine air, reduces the unit water volume by the dispersing action of cement particles, and improves workability and various characteristics.
さらに、発泡剤を混入することにより、保形性のある空隙層の多い充填層とすることができ、固化時の収縮(体積収縮)を極力抑えるとともに、圧縮などの機械的強度が低下する。これにより、管継手部が耐震性の構造の場合において、地震の発生による継手の伸縮が円滑になされる。固化時の収縮を抑えれば、鞘管と新管の間の充填率が向上する。 Furthermore, by mixing the foaming agent, it is possible to obtain a filled layer having a shape retaining property and a large number of void layers, and the shrinkage during solidification (volume shrinkage) is suppressed as much as possible, and the mechanical strength such as compression is lowered. Thereby, when a pipe joint part is an earthquake-resistant structure, expansion and contraction of the joint due to the occurrence of an earthquake is smoothly performed. If the shrinkage at the time of solidification is suppressed, the filling rate between the sheath tube and the new tube is improved.
また、出願人らは、フライアッシュの新たな利用を図るべき、上記充填材にフライアッシュを添加した充填材、すなわち、フライアッシュセメントを使用することを提案した(特許文献6段落0014参照)。ここで言うフライアッシュセメントは、JIS R5213で定める、セメント:フライアッシュ(重量比)=100:5〜10(A種)、100:10〜20(B種)、100:20〜30(C種)を言う。
しかし、フライアッシュセメントを使用し、そのフライアッシュの量を多くすると、その流動性改善作用により、上記と同様に、硬化遅延が生じて、ブリーディングの増加及び体積減少が発生する問題が生じた。
In addition, the applicants have proposed the use of a filler obtained by adding fly ash to the filler, that is, fly ash cement, which should be used newly for fly ash (see paragraph 0014 of Patent Document 6). The fly ash cement here is defined by JIS R5213, cement: fly ash (weight ratio) = 100: 5 to 10 (class A), 100: 10 to 20 (class B), 100: 20 to 30 (class C). )
However, when fly ash cement is used and the amount of the fly ash is increased, the fluidity improving effect causes a delay in curing as described above, resulting in an increase in bleeding and a decrease in volume.
この発明は、そのフライアッシュを添加した時(フライアッシュセメントを使用した時)でも、ブリーディングの増加及び体積減少が発生しないようにすることを課題とする。 An object of the present invention is to prevent an increase in bleeding and a decrease in volume even when the fly ash is added (when fly ash cement is used).
上記課題を達成するために、この発明は、上記特許文献6の技術において、硬化促進剤を混入することとしたのである。
この硬化促進剤の混入により、充填材の硬化が促進されるため、フライアッシュを添加した時においても、硬化遅延が生じ難く、ブリーディングの増加及び体積減少は発生し難い。そのフライアッシュは、本願においては、特に記載しない場合、フライアッシュ又はフライアッシュ及び高炉スラグの混合物を混合したものを含む。
In order to achieve the above object, the present invention incorporates a curing accelerator in the technique of Patent Document 6 described above.
Since the curing of the filler is promoted by the mixing of the curing accelerator, even when fly ash is added, the curing delay hardly occurs, and the increase in bleeding and the volume decrease hardly occur. In the present application, the fly ash includes fly ash or a mixture of fly ash and blast furnace slag unless otherwise specified.
この発明の構成としては、フライアッシュを添加したセメントと水からなる充填材であって、保水剤、流動化剤及び硬化促進剤を混合した構成を採用できる。
上記硬化促進剤としては、種々の周知のものを採用できるが、一般的な珪酸ナトリウム(水ガラス)を使用することができる。
このとき、その珪酸ナトリウムは固体(粒状、粉末状も含む)のもの、例えば、オルソ珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウムを採用することが好ましい。珪酸ナトリウムはセメントと水の混合物に混入されると、その混入と同時にゲル化し始め、このゲル化は流動性を低下させる(流動性を阻害する)。その珪酸ナトリウムのゲル化は、固体の場合に比べて液体の場合が速いため、液体の珪酸ナトリウムを混入させた充填材は長い距離を充填できないからである(十分な充填長さを確保できない)。
As a structure of this invention, it is the filler which consists of cement and water which added fly ash, Comprising: The structure which mixed the water retention agent, the fluidizing agent, and the hardening accelerator is employable.
Although various well-known things can be employ | adopted as said hardening accelerator, common sodium silicate (water glass) can be used.
At this time, it is preferable that the sodium silicate is solid (including granular and powdered), for example, sodium orthosilicate and sodium metasilicate. When sodium silicate is mixed in a mixture of cement and water, it starts to gel at the same time as the mixing, and this gelation reduces fluidity (inhibits fluidity). This is because the gelation of sodium silicate is faster in the case of liquid than in the case of solid, so the filler mixed with liquid sodium silicate cannot be filled over a long distance (sufficient filling length cannot be secured). .
その硬化促進剤の混入量は、種々の量のフライアッシュを添加した時において、硬化遅延が生じ難く、ブリーディングの増加及び体積減少は発生しない程度のものを実験、実施工等によって適宜に決定すれば良いが、珪酸ナトリウムの場合、例えば、セメント質量:1に対して、珪酸ナトリウムの質量:0.005〜0.015とする。
珪酸ナトリウムの質量:0.005未満であると、硬化遅延によるブリーディングが発生し、0.015を超えると、硬化促進による流動性の悪化となる。
The mixing amount of the curing accelerator is appropriately determined by experiment, implementation, etc. so that the delay in curing hardly occurs and the increase in bleeding and volume reduction does not occur when various amounts of fly ash are added. In the case of sodium silicate, for example, the mass of sodium silicate is 0.005 to 0.015 with respect to cement mass of 1.
If the mass of sodium silicate is less than 0.005, bleeding due to curing delay occurs, and if it exceeds 0.015, fluidity deteriorates due to acceleration of curing.
セメントには、種々の成分のものを採用でき、例えば、安価で入手しやすいことから、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント等を採用する。そのフライアッシュセメントは、上述のように、その処理(利用)が望まれているフライアッシュ又はフライアッシュ及び高炉スラグの混合物を混合したものであり、そのフライアッシュ等の混合量は、硬化促進剤との兼ね合いで流動性等に支障が生じない程度を実験、実施工等から適宜に決定すれば良いが、例えば、セメント質量:1に対して、フライアッシュ又は混合物の質量:1〜8とする。それらの質量:1未満であると、フライアッシュ使用量の低下が問題となり、同8を超えると、流動性の悪化及びブリーディングの増加が問題となる。この1〜8の質量比であると、フライアッシュを添加したにも拘わらず、ブリーディングが生じない。 As the cement, various components can be employed. For example, ordinary portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, and the like are employed because they are inexpensive and easily available. The fly ash cement is a mixture of fly ash or a mixture of fly ash and blast furnace slag that is desired to be treated (utilized) as described above. However, the amount of the fly ash or the mixture may be 1 to 8 with respect to the cement mass of 1, for example. . If the mass is less than 1, a decrease in the amount of fly ash used becomes a problem. If the mass exceeds 8, the deterioration of fluidity and the increase in bleeding are problematic. When the mass ratio is 1 to 8, no bleeding occurs despite the addition of fly ash.
保水剤としては、保水効果が大きくブリーディング低減作用に優れていることから、モンモリロナイト又はそれを主成分とするベントナイトが望ましい。 As the water retention agent, montmorillonite or bentonite containing it as a main component is desirable because it has a large water retention effect and is excellent in reducing bleeding.
流動化剤としては、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ポリオール誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル誘導体、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリカルボン酸系高分子化合物などが挙げられるが、保水剤添加による増粘作用を低減する効果が大きい点を考慮すると、アルキルアリルスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸塩が望ましい。 As a fluidizing agent, lignin sulfonate, oxycarboxylate, polyol derivative, polyoxyethylene alkyl allyl ether derivative, alkyl allyl sulfonate formalin condensate, melamine sulfonate formalin condensate, polycarboxylic acid type Examples of the polymer compound include alkylallyl sulfonates, formalin condensates of melamine sulfonates, and lignin sulfonates in view of the great effect of reducing the thickening effect due to the addition of a water retention agent.
発泡剤には、合成界面活性剤系や加水分解タンパク系といった有機系のものと金属系のものがあるが、有機系のものは液状であるため、保水剤や流動化剤といった粉末状材料とのプレミックスが困難であるため、金属粉末状のものが望ましい。具体的には、アルミニウム、バリウム、マグネシウム、亜鉛などの金属粉末を用いることができるが、安価で入手しやすいことやガスの性質(充填材そのもの、または管に対して腐食などの悪影響を及ぼさないという意味)などを考慮するとアルミニウム粉末が望ましい。 There are two types of foaming agents: organic surfactants such as synthetic surfactants and hydrolyzed proteins, and metallic ones. Since organic ones are liquid, they can be used as powdery materials such as water retention agents and fluidizing agents. Since it is difficult to premix, a metal powder is desirable. Specifically, metal powders such as aluminum, barium, magnesium, and zinc can be used, but they are inexpensive and easily available, and the nature of the gas (does not adversely affect the filler itself or the pipe, such as corrosion). For example, aluminum powder is preferable.
ここで、流動化剤と発泡剤の組合せとしては、流動性と硬化性、ブリーディングのバランスを考慮すると、リグニンスルホン酸塩とアルミニウム粉末の組み合わせが最も望ましい。 Here, as a combination of a fluidizing agent and a foaming agent, a combination of lignin sulfonate and aluminum powder is most desirable in consideration of a balance between fluidity, curability and bleeding.
それらの混合比率としては、例えば、セメント質量:1に対して、上記モンモリロナイトを主成分とするベントナイト質量:0.096〜0.24、上記金属粉末質量:0.00025〜0.001、上記リグニンスルホン酸塩質量:0.002〜0.01、上記珪酸ナトリウム質量:0.005〜0.015、好ましくは0.01〜0.015等を採用できる。
ベントナイトが規定値:0.096より少量であると、膨潤不良、ブリーディングの発生、体積収縮などの問題が生じ、規定値:0.24より過剰となると、増粘、流動不良などの問題が生じる。リグニンスルホン酸塩が規定値:0.002より少量であると、流動不良という問題が生じ、規定値:0.01より過剰となると、ブリーディングの発生、硬化遅延という問題が生じる。金属粉末が規定値:0.00025より少量であると、上記ベントナイトと同様の問題があり、規定値:0.001より過剰となると、過膨張、流動不良となる問題が生じる。珪酸ナトリウムが規定値:0.005より少量であると硬化遅延によるブリーディングが発生する問題があり、規定値:0.015より過剰となると硬化促進による流動性が悪化する問題が生じる。
なお、珪酸ナトリウムは、セメントスラリーとの混練と同時にゲル化するため、十分な混錬性能を持ったプラントでない場合、不均一な充填材となる恐れがあると共に、珪酸ナトリウムの強アルカリ性から、現場での作業には危険が伴う。このため、珪酸ナトリウムの混合量はできるだけ、少ない方が好ましい。
As the mixing ratio thereof, for example, with respect to cement mass: 1, bentonite mass containing montmorillonite as a main component: 0.096 to 0.24, metal powder mass: 0.00025 to 0.001, and lignin Sulfonate mass: 0.002-0.01, sodium silicate mass: 0.005-0.015, preferably 0.01-0.015 can be employed.
When the bentonite is less than the specified value: 0.096, problems such as poor swelling, bleeding, and volume shrinkage occur, and when it exceeds the specified value: 0.24, problems such as thickening and poor flow occur. . When the amount of lignin sulfonate is less than the specified value: 0.002, a problem of poor flow occurs. When the amount of lignin sulfonate is more than the specified value: 0.01, problems of bleeding and curing delay occur. When the amount of the metal powder is less than the specified value: 0.00025, there is a problem similar to that of the bentonite. When the amount is more than the specified value: 0.001, problems of overexpansion and poor flow occur. If the amount of sodium silicate is less than the specified value: 0.005, there is a problem that bleeding due to curing delay occurs. If the amount is more than the specified value: 0.015, there is a problem that fluidity is deteriorated due to acceleration of curing.
Sodium silicate gels at the same time as kneading with cement slurry, so if it is not a plant with sufficient kneading performance, it may become a non-uniform filler, and because of the strong alkalinity of sodium silicate, There are dangers when working in For this reason, it is preferable that the amount of sodium silicate mixed is as small as possible.
上記セメントと水の質量比は、充填材の強度、流動化材の混合量などに基づき、使用目的に応じて適宜に設定すれば良く、例えば、1:1.0〜10.0とすることができる。 The mass ratio of the cement and water may be appropriately set according to the purpose of use based on the strength of the filler, the mixing amount of the fluidizing material, and the like. Can do.
また、上記金属粉末の発泡時間はかなり長い時間継続するが、発泡による膨張が終わった後に充填材が流動すると、金属粉末から発生した気泡が消滅して、体積収縮が発生する恐れがある。また、逆に発泡による膨張が終わる前に充填材の硬化が始まると、気泡の分布が不均一になったり、膨張が不十分となったりするため、体積収縮の恐れがある。このように、充填材の配合において発泡速度の制御が非常に重要となる。
ここで、一般に、金属粉末の粒径が小さい(比表面積が大きい)と、発泡速度が速くなり、粒径が大きい(比表面積が小さい)と発泡速度が遅くなる。このため、金属粉末の粒径の範囲を1〜500μm、好ましくは80〜200μmとすることにより、通常の充填作業において、充填材の流動が終わってから硬化が始まるまでの間に、その発泡がなされるように、発泡速度を制御することが可能となる。
Further, although the foaming time of the metal powder continues for a considerably long time, if the filler flows after the expansion due to foaming ends, bubbles generated from the metal powder may disappear and volume shrinkage may occur. On the other hand, if the hardening of the filler starts before the expansion due to foaming ends, the distribution of bubbles becomes uneven or the expansion becomes insufficient, which may cause volume shrinkage. As described above, the control of the foaming speed is very important in the blending of the filler.
Here, in general, when the particle size of the metal powder is small (the specific surface area is large), the foaming rate is increased, and when the particle size is large (the specific surface area is small), the foaming rate is decreased. For this reason, by setting the range of the particle size of the metal powder to 1 to 500 μm, preferably 80 to 200 μm, in the normal filling operation, the foaming occurs between the end of the flow of the filler and the start of curing. As is done, the foaming rate can be controlled.
これらの充填材は、地中に敷設された鞘管内に管を順々に挿入してその各管を継ぎ合わせて配管を形成し、その配管と前記鞘管の間の充填材として使用したり、配管内への充填剤等の上記各種の充填材として使用したりでき、前者の充填材の場合には、新配管と鞘管の間にその充填材が充填された2重管配管構造となる。
この充填材の充填方法においては、上記保水剤、流動化剤及び硬化促進剤、又は保水剤、流動化剤、硬化促進剤及び発泡剤をそれぞれ粉末状のものとし、それらをプレミックスして流動化材を作り、その流動化材と水との混合物をフライアッシュ添加のセメントと混合撹拌して(1.5液混合して)上記充填材としたり、
上記流動化材と水との混合物と、フライアッシュ添加セメントと水との混合物とを、混合撹拌して(2液混合して)充填材としたりすることができる。
なお、上記流動化材は、現場で作っても、工場で作って現場に持ち込むようにしても良い。
These fillers can be used as fillers between the pipes and the sheath pipes by inserting the pipes one after another into a sheath pipe laid in the ground and joining the pipes together to form a pipe. Can be used as the above-mentioned various fillers such as fillers in the pipe, and in the case of the former filler, a double pipe piping structure in which the filler is filled between the new pipe and the sheath pipe; Become.
In this filling method, the water retention agent, fluidizing agent and curing accelerator, or water retention agent, fluidizing agent, curing accelerator and foaming agent are each in powder form, and they are premixed to flow. Make a chemical, mix and stir the mixture of the fluidizing material and water with the cement added with fly ash (mixed with 1.5 liquid) to make the filler,
The mixture of the fluidizing material and water and the mixture of fly ash-added cement and water can be mixed and stirred (mixed with two liquids) to form a filler.
The fluidizing material may be made on site or made in a factory and brought to the site.
因みに、ベントナイトはセメント由来のアルカリ分が混入する系でスラリーを作成する場合、その混練が1液混合であると(特許文献7参照)、ベントナイトがセメントのアルカリ分の影響を受けて水を取り込まなくなって、膨潤不良を起こす恐れがある。また、仮に、1回目の混練において膨潤不良を回避できても、通常、プラントは一つであるため、混練毎にプラントを洗浄しないと、残存するセメントによって新たに投入されるベントナイトがそのセメントのアルカリ分の影響を受ける恐れが高い。このため、充填材をプラントの洗浄無しに連続して混練する場合には膨潤不良を起こす危険がある。
これに対し、上記の1.5液混合や2液混合は、保水剤(ベントナイト)、流動化剤、発泡剤、珪酸ナトリウムをセメントとは別のプラント(例えば、容器)で混練(混合)するため、セメントのアルカリ分の影響を受けずに、保水剤が水を取り込み、その後、セメントと混練されるため、前記1液混合の場合の不都合はない。このため、充填材をプラントの洗浄無しに連続して混練しても支障はない。
On the other hand, in the above 1.5 liquid mixing and 2 liquid mixing, a water retention agent (bentonite), a fluidizing agent, a foaming agent, and sodium silicate are kneaded (mixed) in a plant (for example, a container) separate from cement. Therefore, the water retaining agent takes in water without being affected by the alkali content of the cement, and is then kneaded with the cement. For this reason, there is no problem even if the filler is continuously kneaded without washing the plant.
上記充填材は、各種の上下水道の2重管配管構造の管路のみならず、シールド工法による配管、廃棄管等の空隙及びその他の地殻空隙を充填するために、使用し得ることは勿論である。 Of course, the above filler can be used not only for filling pipes of various pipe structures of water and sewage systems but also for gaps such as pipes by shield method, waste pipes, and other crust gaps. is there.
この発明は、以上のように、保水剤及び流動化剤を混合することにより、流動性の高い充填材を得ることができる。このため、長距離の充填が可能となって、作業性を向上させることができる。
また、発泡剤を混入させれば、充填材の機能を維持したまま機械的強度を低下させ得る。
さらに、硬化促進剤を混入したことにより、充填材の硬化が促進されるため、フライアッシュを添加した時においても、硬化遅延が生じ難く、ブリーディングの増加及び体積減少は発生しない。
As described above, according to the present invention, a filler having high fluidity can be obtained by mixing a water retention agent and a fluidizing agent. For this reason, long-distance filling is possible and workability can be improved.
If a foaming agent is mixed, the mechanical strength can be lowered while maintaining the function of the filler.
Further, since the curing of the filler is promoted by mixing the curing accelerator, curing delay hardly occurs even when fly ash is added, and no increase in bleeding and volume reduction occur.
この実施例は、図1に示すように、農業用水用トンネル水路Aの更新の例であって、発進坑Sと到達坑Rとの間に埋設されている既設管(鞘管)A内にこれよりも口径の小さな新管Pを挿入敷設し、その新管Pと鞘管Aの間に充填材aを充填するものであり、従来と同様に、発進坑Sには油圧ジャッキJが設置され、この油圧ジャッキJの後部は反力受けHに当接し、前部は押角Bを介して新管Pを押圧するようになっている。新管Pは、その先端部の挿し口1を先行の新管Pの後端部の受口2に挿入することによって順次接合され、既設管A内に押し込まれて行って新配管P´を形成する。
This embodiment is an example of renewal of the agricultural water tunnel A, as shown in FIG. 1, and is in an existing pipe (sheath pipe) A buried between the start pit S and the arrival pit R. A new pipe P having a smaller diameter is inserted and laid, and a filler a is filled between the new pipe P and the sheath pipe A. As in the conventional case, a hydraulic jack J is installed in the start pit S. The rear portion of the hydraulic jack J abuts against the reaction force receiver H, and the front portion presses the new pipe P via the push angle B. The new pipe P is sequentially joined by inserting the
このとき、配管継手部は、PII形、S形、NS形、SII形等の耐震管継手とする。例えば、図2に示すように、挿し口1の先端に突起3、受口2の内面に芯出しゴム4を介してロックリング5をそれぞれ設け、受口2にシール用ゴム輪6を介在して挿し口1を挿入し、そのロックリング5と受口内面の奥端部2aとの間を突起3(挿し口1の先端)を移動可能として挿し口1の伸縮代Lを確保したNS形継手とする。このNS形継手は、引き抜き力に対しては、挿し口1がその突起3がロックリング5に当接するまで後退し(距離L1)、挿し込み力に対しては、挿し口1の先端が奥端部2aに当接するまで挿し込まれて(距離L2)、継手部の破損を防止する(特許文献1参照)。
At this time, the pipe joint portion is a PII type, S type, NS type, SII type or the like earthquake resistant pipe joint. For example, as shown in FIG. 2, a
鞘管A内への新管Pの搬送・接続が一工区(トンネル全長)に亘って完了すれば、従来と同様にして、鞘管Aと新管Pの間に充填材(グラウト材)aを送り込んで充填する(特許文献2、7等参照)。
If the transfer and connection of the new pipe P into the sheath pipe A is completed over the entire construction zone (the entire length of the tunnel), the filler (grouting material) a between the sheath pipe A and the new pipe P is the same as before. (See
その充填材aの充填手段は、図3に示すように、保水剤、流動化剤、硬化促進剤及び発泡剤をそれぞれ粉末状のものとし、それらをプレミックスして流動化材a1を作り、その流動化材a1と水wを混練し、つぎに、その混合物(流動化材スラリー)a2とフライアッシュを添加した(混合した)セメントsとを混合撹拌(混練)して充填材aを作り(1.5液混合)、その充填材aを注入管10を介して鞘管Aと新管Pの間に送り込む。図中、11は圧力計である。
Filling means of the filling material a, as shown in FIG. 3, water retention agents, flow agents, curing accelerator and a blowing agent respectively and form of powder, they are premixed to make a fluidizing material a 1 Then, the fluidizing material a 1 and water w are kneaded, and then the mixture (fluidizing material slurry) a 2 and the cement s to which fly ash is added (mixed) are mixed and stirred (kneaded). a is prepared (1.5 liquid mixture), and the filler a is fed between the sheath tube A and the new tube P through the
また、他の充填材aの充填手段は、図4に示すように、保水剤、流動化剤、硬化促進剤及び発泡剤をそれぞれ粉末状のものとし、それらをプレミックスして流動化材a1を作り、その流動化材a1と水wとの混合物(流動化材スラリー)a2と、フライアッシュを添加した(混合した)セメントsと水wとの混合物(セメントスラリー)a3を、スタティックミキサー12に送り込んで混合撹拌して充填材aとし(2液混合)、その充填材aを注入管10を介して鞘管Aと新管Pの間に送り込む。
In addition, as shown in FIG. 4, the other filling material a is filled with a water retention agent, a fluidizing agent, a curing accelerator, and a foaming agent in powder form, and premixed so that the fluidizing material a 1 and a mixture (fluidizing material slurry) a 2 of the fluidizing material a 1 and water w, and a mixture (cement slurry) a 3 of cement s and water w added (mixed) with fly ash. Then, the mixture is fed into the
このとき、上記充填材aの組成としては、上記フライアッシュを添加したセメント質量:1に対して、上記モンモリロナイトを主成分とするベントナイト質量:0.096〜0.24、上記金属粉末質量:0.00025〜0.001、上記リグニンスルホン酸塩質量:0.002〜0.01、上記珪酸ナトリウム質量:0.005〜0.015の混合割合のものとする。
この範囲内の各配合割合によって、この実施例の鞘管Aと新管Pの間に充填材aを送り込んだ際の「コンシステンシー(流動性)」、「ブリーディング」、「体積変化」の各試験結果を下記表1に、その評価基準を下記表2にそれぞれ示す。表1において、「△」は、場合によっては、使用可能であったり、使用できなかったり、の意であって、使用条件等により、適宜に選択すれば、使用できることである。特に、コンシステンシー(流動性)については、混練直後の流動性さえよければ(○であれば)、使用し得る。試験時は常温(25℃)であった。
At this time, as the composition of the filler a, the mass of bentonite whose main component is the montmorillonite: 0.096 to 0.24, the mass of the metal powder: 0 with respect to the cement mass: 1 with the fly ash added. 0.025 to 0.001, the lignin sulfonate mass: 0.002 to 0.01, and the sodium silicate mass: 0.005 to 0.015.
According to each blending ratio within this range, each of “Consistency (fluidity)”, “Bleeding”, and “Volume change” when the filler a is fed between the sheath tube A and the new tube P of this example. The test results are shown in Table 1 below, and the evaluation criteria are shown in Table 2 below. In Table 1, “Δ” means that it can be used or cannot be used in some cases, and can be used if it is appropriately selected depending on the use conditions and the like. In particular, the consistency (fluidity) can be used as long as the fluidity immediately after kneading is good (if it is o). During the test, it was at room temperature (25 ° C.).
この試験結果から、本願に係る発明の充填材aは、流動性(コンシステンシー)、ブリーディングの有無、体積収縮率(体積変化率)等において、十分に満足いけるものであることが確認できる。
また、各実施例1〜4において、珪酸ナトリウム(水ガラス)も、セメント質量:1に対して、0.005〜0.015質量と少ないため、水ガラスの強アルカリ性に基づく危険性も少なく、水ガラスの急速なゲル化による充填材aの成分不均一も生じなかった。
From this test result, it can be confirmed that the filler a according to the present invention is sufficiently satisfactory in terms of fluidity (consistency), presence / absence of bleeding, volume shrinkage (volume change rate), and the like.
Moreover, in each Example 1-4, since sodium silicate (water glass) is also small with 0.005-0.015 mass with respect to cement mass: 1, there is also little danger based on the strong alkalinity of water glass, There was no non-uniform component of filler a due to rapid gelation of water glass.
上記実施例は、農業用水用トンネル水路Aの更新の場合であったが、この発明は、その農業用水用トンネル水路Aの更新に限らず、上下水管などの既設管を更新すべく、その既設管を鞘管としてその中に新管を順々に挿入して新配管を形成する等の既設管更新工法やパイプインパイプ工法のみならず、既設の水路にパイプを施設するパイプイン水路工法、さらに、地中にガス導管などの配管を設置する際、その導管の防食被覆の損傷防止や敷設後の配管保護のために、その導管の外側に鞘管を設ける工法などにおいても採用できることは言うまでもない。
そのとき、トンネル等の両端に開口部がある管路ではなく、水道管などの開口部がない管路では、例えば、竪坑を形成し、その竪坑にその新管P、各種の機材等を搬入して、新管Pの挿入・充填材aの充填を行う。
The above embodiment was a case of renewal of the agricultural water tunnel A, but the present invention is not limited to renewing the agricultural water tunnel A, but to renew existing pipes such as water and sewage pipes. Not only the existing pipe renewal method and pipe-in-pipe method such as forming a new pipe by sequentially inserting new pipes into the tube as a sheath pipe, but also the pipe-in water channel method for installing pipes in the existing water channel, Furthermore, when pipes such as gas pipes are installed in the ground, it goes without saying that they can also be used in construction methods in which a sheath pipe is provided outside the pipe to prevent damage to the anticorrosion coating of the pipe and to protect the pipe after installation. Yes.
At that time, for example, in a pipe without an opening such as a water pipe instead of a pipe with an opening at both ends of a tunnel or the like, for example, a shaft is formed and the new pipe P and various equipment are carried into the shaft Then, the new tube P is inserted and the filling material a is filled.
また、鞘管推進工法及びパイプインパイプ工法における2重管配管構造での使用に限らず、シールド工法による配管、廃棄管等の空隙及びその他の地殻空隙を充填するために、この発明に係る充填材は使用し得ることは言うまでもない。 Moreover, the filling according to the present invention is not limited to the use in the double pipe structure in the sheath tube propulsion method and the pipe-in-pipe method, but is used to fill the gaps of pipes, waste pipes and other crustal voids by the shield method. It goes without saying that the material can be used.
A 鞘管
P´ 新配管
P 新管
a 充填材(グラウト材)
a1 保水剤等をプレミックスした流動化材
a2 流動化材a1と水の混合物(流動化材スラリー)
a3 セメントと水の混合物(セメントスラリー)
s セメント
w 水
10 注入管(ホース)
12 スタティックミキサー
A Sheath pipe P 'New pipe P New pipe a Filling material (grouting material)
a 1 Fluidizing material premixed with water retention agent a 2 Fluidizing material a 1 and water mixture (fluidizing material slurry)
a 3 Cement and water mixture (cement slurry)
s
12 Static mixer
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