JP2012241087A - Suspended grout solution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟弱地盤の止水や地盤強化等の地盤改良のための懸濁グラウト薬液に関する。 The present invention relates to a suspension grout chemical solution for ground improvement such as water stopping and ground strengthening of soft ground.
従来、軟弱地盤を強化したり漏水地盤を止水したりするために、種々のグラウト薬液を地盤内に注入し地盤内でゲル化させる地盤安定化工法が知られている。
グラウト薬液は、主材に珪酸ナトリウム水溶液を使用した溶液型と、セメントやスラグを使用した懸濁型に大別できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a ground stabilization method is known in which various grout chemicals are injected into the ground and gelled in the ground in order to strengthen the soft ground or stop the leaked ground.
Grout chemicals can be roughly classified into a solution type using a sodium silicate aqueous solution as a main material and a suspension type using cement or slag.
溶液型のグラウト薬液は、地盤への浸透性に優れるものの、グラウト薬液が硬化した硬化体（以下、単に「硬化体」という。）の強度（ゲル強度）が低く、耐久性にも乏しかった。
一方、懸濁型のグラウト薬液は、硬化体の強度が高く、耐久性にも優れるものの、地盤への浸透性に乏しかった。
Although the solution-type grout chemical solution has excellent permeability to the ground, the strength (gel strength) of the cured product (hereinafter simply referred to as “cured product”) obtained by curing the grout chemical solution is low and the durability is poor.
On the other hand, the suspension type grout chemical solution has high strength of the cured body and excellent durability, but has poor permeability to the ground.
近年、浸透性を高めた懸濁型のグラウト薬液として、スラグ粒子、セメント粒子、珪酸ナトリウム水溶液、および水を混合して製造するグラウト薬液が提案されている。
例えば特許文献１には、グラウト材中の水分１００ｍｌに対して珪酸ナトリウム水溶液中のＳｉＯ２量（Ｓ）が１．６〜５．８ｇ、セメント量（Ｃ）が１．５〜３．２ｇで、かつＣ／Ｓが０．４２以上である懸濁型のグラウト材が開示されている。該グラウト材によれば、スラグ粒子を硬化させるためのアルカリ刺激剤としてセメント粒子を用い、珪酸ナトリウム水溶液とセメント量を規定することで、浸透性に優れるとともに、スラグ粒子の硬化発現が早く、かつゲルタイムが長くなるとしている。
In recent years, a grout chemical solution produced by mixing slag particles, cement particles, a sodium silicate aqueous solution, and water has been proposed as a suspension-type grout chemical solution with improved permeability.
For example, in Patent Document 1, the amount of SiO 2 (S) in a sodium silicate aqueous solution is 1.6 to 5.8 g and the amount of cement (C) is 1.5 to 3.2 g with respect to 100 ml of water in the grout material. And the suspension type grout material whose C / S is 0.42 or more is disclosed. According to the grout material, the cement particles are used as an alkali stimulant for curing the slag particles, and by defining the sodium silicate aqueous solution and the cement amount, the permeability is excellent, and the hardening of the slag particles is rapidly developed, and The gel time is said to be longer.
しかしながら、グラウト薬液には、硬化体の強度向上はもちろんのこと、さらなるゲルタイムの確保が求められており、特許文献１に記載の懸濁型のグラウト薬液では、必ずしも強度とゲルタイムの両方を十分に満足するものでなかった。 However, the grout chemical solution is required not only to improve the strength of the cured product but also to ensure further gel time, and the suspension-type grout chemical solution described in Patent Document 1 does not necessarily have sufficient strength and gel time. I was not satisfied.
硬化体の強度を確保した上でのゲルタイムの調整は、グラウト薬液中の珪酸ナトリウム濃度を調節することにより、ある程度は可能である。しかし、硬化体の初期の強度を確保するためには珪酸ナトリウム濃度を高くする必要がある。 The gel time can be adjusted to some extent by adjusting the sodium silicate concentration in the grout solution while ensuring the strength of the cured product. However, in order to ensure the initial strength of the cured body, it is necessary to increase the sodium silicate concentration.
また、薬液注入工法では、一般的に２重管複相注入工法が採用されている。この工法は、地盤内に瞬結型の薬液を注入した後、緩結型の薬液を注入することで効率良く地盤を改良する工法である。この工法では、第一の調合槽に珪酸ナトリウム水溶液（Ａ液）を投入し、第二の調合槽および第三の調合槽にそれぞれ硬化材等（Ｂ液）を投入し、これらＢ液を瞬結用または緩結用として使用し、Ａ液とＢ液を地盤に注入するための注入管（二重管）に別々に導いて、注入管の先端で両液を混合して薬液としてから地盤に注入するのが一般的である。この３つの調合槽を用いて２重管複相注入工法を行う場合、薬液の注入の途中で珪酸ナトリウム水溶液の濃度を変えることは困難である。従って、硬化体の初期の強度を高めるためには、瞬結の段階から高濃度の珪酸ナトリウム水溶液を用いる必要がある。よって、高濃度の珪酸ナトリウム水溶液を予め調合槽に投入しておかなければならず、必然的に緩結でも高濃度の珪酸ナトリウム水溶液を使用することになる。そのため、Ｂ液（特に、緩結用として用いられるＢ液）に投入する硬化材としてセメントを使用する場合には、硬化体の強度を高めつつ、十分なゲルタイムを確保することが困難であった。
これは、セメントが珪酸ナトリウムのゲルタイムを早めることや、薬液中の珪酸ナトリウムの割合が増加することによりセメント（具体的には、セメントから発生する水酸化カルシウム等のアルカリ刺激成分）が消費され、スラグ粒子のアルカリ刺激剤として十分に作用しなくなることが原因であると考えられる。
Moreover, in the chemical solution injection method, a double-pipe multiphase injection method is generally adopted. This method is a method for efficiently improving the ground by injecting a quick-coupling type chemical into the ground and then injecting a slow-type chemical. In this method, a sodium silicate aqueous solution (liquid A) is charged into a first mixing tank, and a curing material or the like (liquid B) is charged into a second mixing tank and a third mixing tank, respectively. Used for ligation or loose ligation, separately led to the injection pipe (double pipe) for injecting A liquid and B liquid into the ground, mixing both liquids at the tip of the injection pipe to make a chemical solution, then the ground It is common to inject into When performing a double-pipe double-phase injection method using these three preparation tanks, it is difficult to change the concentration of the sodium silicate aqueous solution during the injection of the chemical solution. Therefore, in order to increase the initial strength of the cured body, it is necessary to use a high-concentration sodium silicate aqueous solution from the stage of instantaneous setting. Therefore, a high-concentration sodium silicate aqueous solution must be put in the preparation tank in advance, and a high-concentration sodium silicate aqueous solution is inevitably used even if loosened. Therefore, when using cement as a hardener to be added to B liquid (particularly B liquid used for loose setting), it is difficult to ensure sufficient gel time while increasing the strength of the cured body. .
This is because the cement accelerates the gel time of sodium silicate and the proportion of sodium silicate in the chemical solution increases, so that cement (specifically, alkali stimulating components such as calcium hydroxide generated from the cement) are consumed. It is thought that this is because the slag particles do not sufficiently function as an alkali stimulant.
このように、硬化体の初期の強度を確保するため薬液中の珪酸ナトリウム濃度を高くすると、セメントが消費されてスラグ粒子の硬化が不十分となるため、セメントの割合も増やす必要がある。しかし、上述したように、セメントは珪酸ナトリウムのゲルタイムを早めてしまう。
よって、薬液中の珪酸ナトリウム濃度が高い場合、十分な強度を発現させるためにはセメントの量を増やす必要があるが、セメントが増えると珪酸ナトリウムのゲルタイムを早めてしまうため、結果としてゲルタイムを十分に確保できないといった問題が生じ、強度とゲルタイムの両方を十分に満足することは困難であった。
As described above, when the sodium silicate concentration in the chemical solution is increased in order to ensure the initial strength of the cured body, the cement is consumed and the slag particles are insufficiently cured. Therefore, it is necessary to increase the proportion of the cement. However, as described above, the cement accelerates the gel time of sodium silicate.
Therefore, when the concentration of sodium silicate in the chemical solution is high, it is necessary to increase the amount of cement in order to develop sufficient strength, but as the amount of cement increases, the gel time of sodium silicate is increased, resulting in sufficient gel time. It was difficult to sufficiently satisfy both strength and gel time.
本発明の目的は、珪酸ナトリウム濃度が高くても、ゲルタイムが長く、かつ硬化体の強度が高い懸濁グラウト薬液を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a suspension grout chemical solution having a long gel time and high strength of a cured product even when the sodium silicate concentration is high.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、セメント硬化体粉末を用いることで、珪酸ナトリウム濃度を高くしても、ゲルタイムが長く、かつ硬化体の強度が高い懸濁グラウト薬液が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a cement hardened powder, and even if the sodium silicate concentration is increased, the suspension grout solution with a long gel time and a high strength of the hardened body. Has been found, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の態様を包含する。
［１］ 珪酸ナトリウム、高炉水砕スラグ粉末、セメント硬化体粉末、および水を含有する懸濁グラウト薬液。
That is, this invention includes the following aspects.
[1] A suspension grout chemical containing sodium silicate, blast furnace granulated slag powder, hardened cement powder, and water.
本発明によれば、珪酸ナトリウム濃度が高くても、ゲルタイムが長く、かつ硬化体の強度が高い懸濁グラウト薬液が得られる。 According to the present invention, even if the sodium silicate concentration is high, a suspension grout chemical solution having a long gel time and a high strength of the cured product can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の懸濁グラウト薬液は、珪酸ナトリウム、高炉水砕スラグ粉末、セメント硬化体粉末、および水を含有する。
なお、本発明において、懸濁グラウト薬液が硬化した硬化体を「硬化体」といい、セメントが硬化した硬化体を「セメント硬化体」という。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The suspension grout chemical | medical solution of this invention contains sodium silicate, blast-furnace granulated slag powder, cement hardening body powder, and water.
In the present invention, a cured product obtained by curing the suspension grout chemical is referred to as a “cured product”, and a cured product obtained by curing the cement is referred to as a “cement cured product”.
＜珪酸ナトリウム＞
珪酸ナトリウムは、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比が２．５〜３．８が好ましい。モル比が２．５以上であれば、懸濁グラウト薬液のブリージング（硬化体の表面に水が浮いてくる現象）を抑制できるとともに、硬化体の初期の強度（初期のゲル強度）が高くなる。一方、モル比が３．８以下であれば、セメント硬化体粉末のアルカリ刺激による高炉水砕スラグ粉末の硬化が発現しやすく、硬化体の強度が向上する。モル比は２．８以上が好ましく、３．０以上がより好ましい。また、３．５以下が好ましく、３．３以下がより好ましい。
<Sodium silicate>
Sodium silicate preferably has a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 2.5 to 3.8. If the molar ratio is 2.5 or more, it is possible to suppress breathing of suspended grouting chemicals (a phenomenon in which water floats on the surface of the cured product) and to increase the initial strength (initial gel strength) of the cured product. . On the other hand, if the molar ratio is 3.8 or less, hardening of the granulated blast furnace slag powder due to alkali stimulation of the hardened cement powder is likely to occur, and the strength of the hardened body is improved. The molar ratio is preferably 2.8 or more, and more preferably 3.0 or more. Moreover, 3.5 or less is preferable and 3.3 or less is more preferable.
珪酸ナトリウムとしては、粉末品を用いてもよいし、珪酸ナトリウム水溶液（水ガラス）を用いてもよい。
珪酸ナトリウム水溶液を用いる場合、輸送コストが下がる点、ミキサーへの添加時間が短くなる点で、高濃度の珪酸ナトリウム水溶液を用いるのが好ましい。具体的には、珪酸ナトリウム水溶液１００質量％中のＳｉＯ２の比率（濃度）が２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。
このような珪酸ナトリウム水溶液としては、ＪＩＳ Ｋ １４０８で定められる３号水ガラス（ＳｉＯ２の濃度：２８〜３０質量％）などが挙げられる。
As the sodium silicate, a powder product may be used, or an aqueous sodium silicate solution (water glass) may be used.
In the case of using a sodium silicate aqueous solution, it is preferable to use a high concentration sodium silicate aqueous solution in that the transportation cost is reduced and the addition time to the mixer is shortened. Specifically, the ratio (concentration) of SiO 2 in 100% by mass of the sodium silicate aqueous solution is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more.
Examples of such an aqueous sodium silicate solution include No. 3 water glass (SiO 2 concentration: 28 to 30% by mass) defined by JIS K 1408.
懸濁グラウト薬液中の珪酸ナトリウムの含有量はＳｉＯ２換算で、懸濁グラウト薬液の全量を４００Ｌとしたときに、５ｋｇ以上が好ましく、１５ｋｇ以上がより好ましい。また、５０ｋｇ以下が好ましく、３０ｋｇ以下がより好ましい。珪酸ナトリウムの含有量が上記下限値以上であれば、ブリージングを抑制できるとともに、硬化体の初期の強度が向上する。一方、珪酸ナトリウムの含有量が上記上限値以下であれば、セメント硬化体粉末から発生するアルカリ刺激成分（水酸化カルシウム等）の消費を抑制でき、高炉水砕スラグ粉末の硬化が十分に進行し、高強度の硬化体が得られやすくなる。 The content of sodium silicate in the suspension grout chemical is preferably 5 kg or more, more preferably 15 kg or more, when the total amount of the suspension grout chemical is 400 L in terms of SiO 2 . Moreover, 50 kg or less is preferable and 30 kg or less is more preferable. If content of sodium silicate is more than the said lower limit, while being able to suppress breathing, the initial intensity | strength of a hardening body improves. On the other hand, if the content of sodium silicate is not more than the above upper limit value, consumption of alkali-stimulating components (calcium hydroxide, etc.) generated from the hardened cement powder can be suppressed, and hardening of the granulated blast furnace slag powder will proceed sufficiently. It becomes easy to obtain a high-strength cured body.
＜高炉水砕スラグ粉末＞
高炉水砕スラグ粉末は、例えば高炉セメント等の製造用原料に用いられる高炉水砕スラグを、好ましくは後述するブレーン値に粉砕調製したものである。
なお、高炉水砕スラグは、銑鉄を作るときに生じる溶融状態のスラグをガラス状態となるように急冷して作製される。
<Blast furnace granulated slag powder>
The granulated blast furnace slag powder is obtained by pulverizing and preparing a granulated blast furnace slag used as a raw material for production of blast furnace cement or the like, preferably to a brane value described later.
The blast furnace granulated slag is produced by rapidly cooling a molten slag generated when making pig iron to a glass state.
高炉水砕スラグ粉末のブレーン値は、４０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、６０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましく、８０００ｃｍ２／ｇ以上が特に好ましい。また、１５０００ｃｍ２／ｇ以下が好ましく、１００００ｃｍ２／ｇ以下がより好ましい。高炉水砕スラグ粉末のブレーン値が４０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、反応性が高くなり、懸濁グラウト薬液の浸透性が向上する。一方、高炉水砕スラグ粉末のブレーン値が１５０００ｃｍ２／ｇ以下であれば、凝集が起こりにくくなり、目詰まりが抑制される。
ここで、「ブレーン値」は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」の比表面積試験に準拠し、ブレーン空気透過装置により測定した値である。
Blaine value of blast furnace slag powder is preferably at least 4000 cm 2 / g, more preferably not less than 6000cm 2 / g, 8000cm 2 / g or more is particularly preferable. Moreover, 15000 cm < 2 > / g or less is preferable and 10,000 cm < 2 > / g or less is more preferable. If the bran value of the granulated blast furnace slag powder is 4000 cm 2 / g or more, the reactivity becomes high and the permeability of the suspended grout chemical solution is improved. On the other hand, if the Blaine value of granulated blast furnace slag powder is 15000 cm 2 / g or less, aggregation hardly occurs and clogging is suppressed.
Here, the “brane value” is a value measured by a brain air permeation device in accordance with the specific surface area test of JIS R 5201 “Physical Test Method for Cement”.
懸濁グラウト薬液中の高炉水砕スラグ粉末の含有量は、懸濁グラウト薬液の全量を４００Ｌとしたときに、１０ｋｇ以上が好ましく、３０ｋｇ以上がより好ましい。また、１００ｋｇ以下が好ましく、５０ｋｇ以下がより好ましい。高炉水砕スラグ粉末の含有量が上記下限値以上であれば、硬化体の最終強度が向上する。一方、高炉水砕スラグ粉末の含有量が上記上限値以下であれば、浸透性が向上する。 The content of granulated blast furnace slag powder in the suspended grout chemical solution is preferably 10 kg or more, and more preferably 30 kg or more when the total amount of the suspended grout chemical solution is 400 L. Moreover, 100 kg or less is preferable and 50 kg or less is more preferable. If content of blast furnace granulated slag powder is more than the said lower limit, the final intensity | strength of a hardening body will improve. On the other hand, if the content of granulated blast furnace slag powder is not more than the above upper limit value, the permeability is improved.
＜セメント硬化体粉末＞
セメント硬化体粉末は、セメントと水とを混ぜて硬化させたセメント硬化体を養生後、好ましくは後述するブレーン値に粉砕調製したものである。
セメントとしては、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント類や、アルミナセメントなどが挙げられる。
また、セメント硬化体粉末として、コンクリート構造物を解体する際に発生するコンクリート廃材を粉砕したものや、コンクリート廃材中に含まれる微粉末を用いてもよい。
<Cement hardened powder>
The hardened cement powder is obtained by curing a hardened cement obtained by mixing cement and water and then pulverizing to a brane value described below.
Examples of the cement include Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strong Portland cement, moderately hot Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement, and alumina cement.
Moreover, you may use what grind | pulverized the concrete waste material generated when demolishing a concrete structure, and the fine powder contained in a concrete waste material as a cement hardening body powder.
セメント硬化体粉末のブレーン値は４０００ｇ／ｃｍ２以上が好ましく、懸濁グラウト薬液の浸透性向上の観点から、６０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
なお、セメント硬化体粉末のブレーン値の上限値については特に制限されないが、凝集防止の観点から、１５０００ｃｍ２／ｇ以下が好ましく、１００００ｃｍ２／ｇ以下がより好ましい。
The brane value of the hardened cementitious powder is preferably 4000 g / cm 2 or more, and more preferably 6000 cm 2 / g or more from the viewpoint of improving the permeability of the suspension grout chemical solution.
Although no particular limitation is imposed on the upper limit of the Blaine value of cement powder, from the viewpoint of preventing aggregation is preferably not more than 15000 cm 2 / g, more preferably at most 10000 cm 2 / g.
セメント硬化体粉末は、上述したようにセメントが硬化したものであるので、薬液中の珪酸ナトリウムとの反応が遅く、ゲルタイム短縮への影響が小さい。そのため、セメント硬化体粉末の添加量を増やしてもゲルタイムを長く維持することができる。
さらに、セメント硬化体粉末は、高炉水砕スラグ粉末の強度発現のための刺激剤としては、通常のセメントと同等に近い効果を示す。
以上のことから、セメント硬化体粉末を用いると、懸濁グラウト薬液中の珪酸ナトリウム濃度が高くても、ゲルタイムを長く維持でき、さらに高炉水砕スラグ粉末の硬化を促進することができる。よって、本発明の懸濁グラウト薬液は、強度とゲルタイムの両方を十分に満足できる。
Since the hardened cement powder is obtained by hardening the cement as described above, the reaction with sodium silicate in the chemical solution is slow, and the influence on shortening the gel time is small. Therefore, the gel time can be maintained long even if the addition amount of the hardened cement powder is increased.
Furthermore, the cement hardened body powder shows an effect close to that of ordinary cement as a stimulant for developing the strength of the granulated blast furnace slag powder.
From the above, when the hardened cement powder is used, even if the sodium silicate concentration in the suspension grout chemical solution is high, the gel time can be maintained long, and further the hardening of the granulated blast furnace slag powder can be promoted. Therefore, the suspension grout chemical | medical solution of this invention can fully satisfy | fill both intensity | strength and gel time.
懸濁グラウト薬液中のセメント硬化体粉末の含有量は、懸濁グラウト薬液の全量を４００Ｌとしたときに、５ｋｇ以上が好ましく、１０ｋｇ以上がより好ましい。また、４０ｋｇ以下が好ましく、２０ｋｇ以下がより好ましい。セメント硬化体粉末の含有量が上記下限値以上であれば、高炉水砕スラグ粉末の硬化が十分に促進されるため、硬化物の強度が高い懸濁グラウト薬液が得られやすくなる。一方、セメント硬化体粉末の含有量が上記上限値以下であれば、珪酸ナトリウムのゲルタイムへの影響が抑制されるため、ゲルタイムが長い懸濁グラウト薬液が得られやすくなる。 The content of the hardened cement powder in the suspension grout chemical is preferably 5 kg or more, more preferably 10 kg or more, when the total amount of the suspension grout chemical is 400 L. Moreover, 40 kg or less is preferable and 20 kg or less is more preferable. If content of hardened cement powder is more than the above-mentioned lower limit, since hardening of granulated blast furnace slag powder is fully promoted, it becomes easy to obtain a suspension grout chemical | medical solution with high intensity | strength of hardened | cured material. On the other hand, if the content of the hardened cement powder is not more than the above upper limit value, the effect of sodium silicate on the gel time is suppressed, so that a suspension grout chemical with a long gel time can be easily obtained.
＜水＞
水としては、例えば上水、工業用水、地下水、河川水、海水などが挙げられる。これらの中でも、本発明の効果を十分に発揮させるためには、上水や工業用水が好ましい。
また、珪酸ナトリウムとして珪酸ナトリウム水溶液（水ガラス）を用いる場合、この水溶液中に含まれる水も、本発明の懸濁グラウト薬液中の水に含むものとする。
<Water>
Examples of water include water, industrial water, groundwater, river water, seawater, and the like. Among these, in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, tap water and industrial water are preferable.
Moreover, when using sodium silicate aqueous solution (water glass) as sodium silicate, the water contained in this aqueous solution shall also be contained in the water in the suspension grout chemical | medical solution of this invention.
＜その他の成分＞
本発明の懸濁グラウト薬液は、セメント粉末を含有してもよい。
セメント粉末は、未硬化のセメントを、好ましくは後述するブレーン値に粉砕調製したものである。
セメントとしては、セメント硬化体粉末の説明において先に例示したセメントが挙げられる。
<Other ingredients>
The suspension grout chemical solution of the present invention may contain cement powder.
The cement powder is prepared by pulverizing and preparing uncured cement to a brain value, which will be described later.
Examples of the cement include the cements exemplified above in the description of the hardened cement powder.
セメント粉末のブレーン値は４０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、６０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましく、８０００ｃｍ２／ｇ以上が特に好ましい。また、１５０００ｃｍ２／ｇ以下が好ましく、１００００ｃｍ２／ｇ以下がより好ましい。セメント粉末のブレーン値が４０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、懸濁グラウト薬液の浸透性が向上する。一方、セメント粉末のブレーン値が１５０００ｃｍ２／ｇ以下であれば、凝集が起こりにくくなり、目詰まりが抑制される。 Blaine value of cement powder is preferably at least 4000 cm 2 / g, more preferably not less than 6000cm 2 / g, 8000cm 2 / g or more is particularly preferable. Moreover, 15000 cm < 2 > / g or less is preferable and 10,000 cm < 2 > / g or less is more preferable. When the brane value of the cement powder is 4000 cm 2 / g or more, the permeability of the suspended grout chemical is improved. On the other hand, when the brane value of the cement powder is 15000 cm 2 / g or less, aggregation hardly occurs and clogging is suppressed.
懸濁グラウト薬液中のセメント粉末の含有量は、懸濁グラウト薬液の全量を４００Ｌとしたときに、０．５ｋｇ以上が好ましく、１．０ｋｇ以上がより好ましい。また、４ｋｇ以下が好ましく、２．５ｋｇ以下がより好ましい。セメント粉末の含有量が上記下限値以上であれば、アルカリ刺激による高炉水砕スラグ粉末の硬化が補助されるため、硬化がより促進しやすくなり、硬化体の強度がより向上する。しかし、セメント粉末の含有量が多くなると、珪酸ナトリウムのゲルタイムも促進してしまうため、懸濁グラウト薬液のゲルタイムが短くなる恐れがある。従って、セメント粉末の含有量は上記範囲内であることが好ましい。 The content of cement powder in the suspension grout chemical is preferably 0.5 kg or more, and more preferably 1.0 kg or more, when the total amount of the suspension grout chemical is 400 L. Moreover, 4 kg or less is preferable and 2.5 kg or less is more preferable. If the content of the cement powder is equal to or higher than the lower limit, curing of the blast furnace granulated slag powder by alkali stimulation is assisted, so that curing is more easily promoted and the strength of the cured body is further improved. However, when the content of cement powder increases, the gel time of the sodium silicate is also accelerated, so that the gel time of the suspension grout chemical may be shortened. Therefore, the cement powder content is preferably within the above range.
さらに、本発明の懸濁グラウト薬液は、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて分散剤（減水剤）、消泡剤など、グラウト薬液に通常用いられる各種セメント混和剤を含有してもよい。
分散剤としては、リグニンスルホン酸塩またはその誘導体、ポリカルボン酸系高性能減水剤、オキシ有機酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオール複合体、高級多価アルコールスルホン酸塩、メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物等を主成分とする各種の減水剤、分散剤、高性能減水剤、流動化剤、あるいは、通常洗剤等でも使用される界面活性剤、例えば、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、ポリエチレングリコール型等の非イオン性界面活性剤、アミン塩型等のカチオン性界面活性剤などを挙げることができる。
中でも、浸透性を向上させる点で、リグニンスルホン酸塩が好ましく、特に、リグニンスルホン酸ナトリウムが好ましい。
Furthermore, the suspension grout chemical solution of the present invention contains various cement admixtures commonly used in grout chemical solutions, such as a dispersant (water reducing agent) and an antifoaming agent, as necessary, within the range not impairing the effects of the present invention. May be.
Dispersants include lignin sulfonate or derivatives thereof, polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, oxyorganic acid salt, alkylallyl sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether, polyol complex, higher polyhydric alcohol sulfonate , Melamine formalin condensate sulfonate, naphthalene sulfonate formalin condensate and other water reducing agents, dispersants, high-performance water reducing agents, fluidizing agents, or interfaces that are usually used in detergents, etc. Activating agent, for example, anionic surfactant such as alpha olefin sulfonate, alkyl sulfate ester salt, alkyl ether sulfate ester salt, nonionic surfactant such as polyethylene glycol type, cationic surfactant such as amine salt type And so on.
Among them, lignin sulfonate is preferable in terms of improving permeability, and sodium lignin sulfonate is particularly preferable.
なお、分散剤としてリグニンスルホン酸塩を用いる場合、懸濁グラウト薬液を調製する際に泡立つ場合がある。このような場合には、消泡剤を併用するのが好ましい。
消泡剤としては、例えば高級アルコール系、アルキルフェノール系、ジエチレングリコール系、ジブチルフタレート系、非水溶性アルコール系、トリブチルホスフェート系、ポリグリコール系、シリコーン系、酸化エチレン−酸化プロピレン共重合体系などが挙げられる。
In addition, when using a lignin sulfonate as a dispersing agent, it may foam when preparing a suspension grout chemical | medical solution. In such a case, it is preferable to use an antifoaming agent together.
Examples of antifoaming agents include higher alcohols, alkylphenols, diethylene glycols, dibutyl phthalates, water-insoluble alcohols, tributyl phosphates, polyglycols, silicones, ethylene oxide-propylene oxide copolymers, and the like. .
＜懸濁グラウト薬液の製造方法＞
本発明の懸濁グラウト薬液は、珪酸ナトリウムと水を混合した珪酸ナトリウム水溶液（Ａ液）と、高炉水砕スラグとセメント硬化体粉末と水を混合した分散液（Ｂ液）とに分けて調合し、任意のタイミングで両液を混合することで得られる。この製造方法は、ゲルタイムを調節するのに有用である。ただし、本発明の懸濁グラウト薬液は、その他の製造方法や施工方法を用いて製造することも可能である。
なお、珪酸ナトリウムとして水ガラスを用いる場合、この水ガラスを直接用いてもよいが、所望の濃度になるように水でさらに希釈して用いるのが好ましい。
<Method for producing suspension grout chemical>
The suspension grout chemical of the present invention is divided into a sodium silicate aqueous solution (liquid A) in which sodium silicate and water are mixed, and a dispersion liquid (liquid B) in which blast furnace granulated slag, hardened cement powder and water are mixed. It can be obtained by mixing both solutions at an arbitrary timing. This manufacturing method is useful for adjusting the gel time. However, the suspension grout chemical | medical solution of this invention can also be manufactured using another manufacturing method and construction method.
In addition, when using water glass as sodium silicate, you may use this water glass directly, However, It is preferable to further dilute and use with water so that it may become a desired density | concentration.
また、分散剤を用いる場合には、分散液（Ｂ液）に分散剤を添加しておくのが好ましい。分散液（Ｂ液）に分散剤を添加しておくことで、高炉水砕スラグやセメント硬化体粉末が水中で分散しやすくなり、珪酸ナトリウム水溶液（Ａ液）と混合したときに凝集物が生じにくくなる。よって、得られる懸濁グラウト薬液の浸透性がより向上する。
さらに、消泡剤を併用する場合には、分散剤と同時または分散剤の添加の前に、分散液（Ｂ液）に消泡剤を添加しておくのが好ましい。
Moreover, when using a dispersing agent, it is preferable to add a dispersing agent to a dispersion liquid (B liquid). By adding a dispersant to the dispersion (Liquid B), the granulated blast furnace slag and hardened cement powder are easily dispersed in water, and aggregates are formed when mixed with an aqueous sodium silicate solution (Liquid A). It becomes difficult. Therefore, the permeability of the obtained suspension grout chemical | medical solution improves more.
Furthermore, when using an antifoamer together, it is preferable to add an antifoamer to a dispersion liquid (B liquid) simultaneously with a dispersing agent or before addition of a dispersing agent.
以上説明した本発明の懸濁グラウト薬液によれば、セメント硬化体粉末を用いることで、懸濁グラウト薬液中の珪酸ナトリウム濃度が高くても、ゲルタイムを長く維持でき、さらに高炉水砕スラグ粉末の硬化を促進することができる。よって、本発明の懸濁グラウト薬液は、珪酸ナトリウム濃度を高くしても、ゲルタイムが長く、かつ硬化体の強度が高い。
また、懸濁グラウト薬液中の珪酸ナトリウム濃度を高くすれば、硬化体の初期の強度も確保できる。
According to the suspension grout chemical solution of the present invention described above, by using the cement hardened powder, even if the sodium silicate concentration in the suspension grout chemical solution is high, the gel time can be maintained long, and further, the granulated blast furnace slag powder Curing can be accelerated. Therefore, even if the suspension grout chemical | medical solution of this invention makes sodium silicate density | concentration high, gel time is long and the intensity | strength of a hardening body is high.
Moreover, if the sodium silicate density | concentration in a suspension grout chemical | medical solution is made high, the initial intensity | strength of a hardening body is securable.
ところで、コンクリート構造物を解体する際に発生するコンクリート廃材は、一部は再生されるものの、大半が廃棄処分されている。
コンクリート廃材の中には微粉末も含まれており、廃棄処分する際にこの微粉末が舞い上がるなどして作業に影響を及ぼすことがあった。また、コンクリート廃材は今後も多量に発生することが予想されることから、廃棄処分場が枯渇しつつある近年では、その廃棄処分が問題となっている。
By the way, although a part of the concrete waste generated when demolishing a concrete structure is regenerated, most of it is disposed of.
The waste concrete contains fine powder, and when it is disposed of, this fine powder may rise and affect the work. In addition, since it is expected that a large amount of concrete waste will be generated in the future, in recent years when the disposal sites are being depleted, the disposal of such materials has become a problem.
しかし、上述したセメント硬化体粉末としてコンクリート廃材を粉砕したものや、コンクリート廃材中に含まれる微粉末を用いれば、コンクリート廃材を有効利用できるので、廃棄物削減の観点からも本発明の懸濁グラウト薬液は有用である。 However, if the above-mentioned cement hardened powder is crushed concrete waste or the fine powder contained in the concrete waste can be used effectively, the suspended grout of the present invention can also be used from the viewpoint of waste reduction. The drug solution is useful.
本発明の懸濁グラウト薬液は、例えば地盤に注入されて使用される。
地盤への注入方法には特に制限はなく、従来行われている地盤改良工法の中から、地盤条件、施工の目的、作業性などの現場条件に応じて適宜選択して採用できるが、二重管複相注入工法への適用に特に有用である。
また、本発明の懸濁グラウト薬液はゲルタイムが長いことから、調合槽１つの長結タイプにも適用できる。
The suspended grout chemical solution of the present invention is used by being injected into the ground, for example.
There is no particular restriction on the method of injecting into the ground, and it can be selected and adopted from the conventional ground improvement methods according to the site conditions such as ground conditions, construction purpose, workability, etc. It is particularly useful for application to pipe double phase injection method.
Moreover, since the suspension grout chemical | medical solution of this invention has a long gel time, it can be applied also to the long binding type of one preparation tank.
以下に本発明を実施例や比較例を用いて更に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例、比較例で用いた材料、および各種測定・評価方法は以下の通りである。
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
The materials used in Examples and Comparative Examples and various measurement / evaluation methods are as follows.
［使用材料］
・珪酸ナトリウム水溶液：珪酸ナトリウムを水に溶解させた珪酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比：３．２、ＳｉＯ２の濃度：２９質量％）。
・スラグ含有混合物：高炉水砕スラグを粉砕した高炉水砕スラグ粉末と、普通ポルトランドセメントを粉砕したセメント粉末との混合物（スラグ含有混合物のブレーン値：９５００ｃｍ２／ｇ、スラグ含有混合物１００質量％中の高炉水砕スラグ粉末の含有量：９５質量％）。
・セメント硬化体粉末：普通ポルトランドセメント１００ｇと水１００ｇを混合し、２０℃で３日間養生したものを崩し、さらに６０℃で２時間乾燥後、粉砕したセメント硬化体粉末（ブレーン値：７０００ｃｍ２／ｇ）。
・セメント粉末：普通ポルトランドセメントを粉砕したセメント粉末（ブレーン値：９５００ｃｍ２／ｇ）。
・水：水道水。
[Materials used]
Sodium silicate aqueous solution: A sodium silicate aqueous solution in which sodium silicate is dissolved in water (SiO 2 / Na 2 O molar ratio: 3.2, SiO 2 concentration: 29% by mass).
-Slag-containing mixture: A mixture of blast furnace granulated slag powder obtained by pulverizing blast furnace granulated slag and cement powder obtained by pulverizing ordinary Portland cement (Brain value of slag-containing mixture: 9500 cm 2 / g, in 100% by mass of slag-containing mixture) Blast furnace granulated slag powder content: 95% by mass).
Hardened cement powder: 100 g of normal Portland cement and 100 g of water were mixed, and the one cured for 3 days at 20 ° C. was broken. After further drying at 60 ° C. for 2 hours, the ground hardened cement powder (Brain value: 7000 cm 2 / g).
Cement powder: Cement powder obtained by pulverizing ordinary Portland cement (Brain value: 9500 cm 2 / g).
・ Water: Tap water.
［ゲルタイムの測定］
珪酸ナトリウム水溶液に水を加えて希釈し、これをＡ液とした。
別途、スラグ含有混合物と、セメント硬化体粉末またはセメント粉末と、水とを混合して分散液を調製し、これをＢ液とした。
２００ｍＬのディスポカップに、Ａ液（珪酸ナトリウム水溶液）５０ｍＬと、Ｂ液（分散液）５０ｍＬとを加え、直ちにマグネチックスターラーを用いて、温度２０℃、回転数７００ｒｐｍの条件で攪拌を開始した。攪拌を継続し、攪拌開始から液面が平らになるまでの時間を測定し、これをゲルタイムとした。
[Measurement of gel time]
Water was added to the sodium silicate aqueous solution for dilution, and this was designated as solution A.
Separately, a slag-containing mixture, hardened cement powder or cement powder, and water were mixed to prepare a dispersion, which was designated as B liquid.
50 mL of A liquid (sodium silicate aqueous solution) and 50 mL of B liquid (dispersion liquid) were added to a 200 mL disposable cup, and stirring was immediately started using a magnetic stirrer at a temperature of 20 ° C. and a rotation speed of 700 rpm. Stirring was continued, and the time from the start of stirring until the liquid level became flat was measured, and this was taken as the gel time.
［硬化体の強度測定・硬化促進の評価］
円柱型枠（内径５ｃｍ×高さ１０ｃｍ）内に、ゲルタイムになり粘度が上昇した懸濁グラウト薬液を入れ、２０℃で７日間密閉養生した。その後、脱型し、ポリ塩化ビニリデンのフィルムで水が蒸発しないように包んだ状態（密閉養生）で、作製から２８日経過まで２０℃で養生し、得られた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。
また、硬化体の着色の有無について目視にて観察し、硬化体の硬化促進（高炉水砕スラグ粉末の硬化反応進行の有無）を確認した。硬化体が濃い緑色に着色した場合は、硬化が十分に促進されたことを意味し、硬化体が着色していない場合は、硬化が促進されなかったことを意味する。
[Measurement of strength of cured body and evaluation of curing acceleration]
A suspension grout solution whose viscosity increased due to gel time was placed in a cylindrical form (inner diameter: 5 cm × height: 10 cm), and hermetically sealed at 20 ° C. for 7 days. After that, it was removed from the mold and wrapped in a polyvinylidene chloride film so that water would not evaporate (sealed curing), and cured at 20 ° C. until 28 days after production, and the uniaxial compressive strength of the resulting cured body was measured. did.
Moreover, the presence or absence of coloring of a hardening body was observed visually, and hardening acceleration | stimulation (presence / absence of hardening reaction progress of blast furnace granulated slag powder) was confirmed. When the cured product is colored deep green, it means that curing has been sufficiently promoted, and when the cured product is not colored, it means that curing has not been promoted.
［実施例１］
珪酸ナトリウム水溶液７５ｋｇに、全量が２００Ｌになるように水を加えて希釈し、これをＡ液とした。
別途、スラグ含有混合物４１ｋｇと、セメント硬化体粉末２０ｋｇと、全量が２００Ｌになる量の水とを混合して分散液を調製し、これをＢ液とした。
得られたＡ液とＢ液とを、比率が１：１となるように混合し、懸濁グラウト薬液を得た。得られた懸濁グラウト薬液について、ゲルタイムおよび硬化体の強度を測定し、硬化体の硬化促進を評価した。これらの結果を表１に示す。
なお、表１中の「残部」とは、Ａ液およびＢ液の全量が、それぞれ２００Ｌとなる量のことである。
[Example 1]
Water was added to 75 kg of sodium silicate aqueous solution to dilute the total amount to 200 L, and this was designated as A solution.
Separately, 41 kg of a slag-containing mixture, 20 kg of hardened cement powder, and water in a total amount of 200 L were mixed to prepare a dispersion, which was designated as B liquid.
The obtained A liquid and B liquid were mixed so that a ratio might be set to 1: 1, and the suspension grout chemical | medical solution was obtained. About the obtained suspension grout chemical | medical solution, the gel time and the intensity | strength of a hardening body were measured and hardening acceleration | stimulation of the hardening body was evaluated. These results are shown in Table 1.
In addition, the “remaining part” in Table 1 is an amount in which the total amount of the liquid A and the liquid B is 200 L, respectively.
［実施例２］
セメント硬化体粉末の量を１０ｋｇに変更した以外は、実施例１と同様にしてＡ液およびＢ液を調製し、これらを用いて懸濁グラウト薬液を製造し、各種測定・評価を行った。結果を表１に示す。
[Example 2]
Except for changing the amount of the hardened cement powder to 10 kg, liquid A and liquid B were prepared in the same manner as in Example 1, suspension grouting chemicals were produced using these liquids, and various measurements and evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
［比較例１〜３］
セメント硬化体粉末の代わりに、表１に示す量のセメント粉末を用いた以外は、実施例１と同様にしてＡ液およびＢ液を調製し、これらを用いて懸濁グラウト薬液を製造し、各種測定・評価を行った。結果を表１に示す。
[Comparative Examples 1-3]
A liquid A and a liquid B were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of cement powder shown in Table 1 was used instead of the hardened cement powder, and a suspension grout chemical was produced using these. Various measurements and evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
表１より明らかなように、実施例１，２より得られた懸濁グラウト薬液は、ゲルタイムが長かった。また、硬化体の強度が高く、硬化も十分に促進された。特に、実施例１に比べてセメント硬化体粉末の量が少ない実施例２で得られた懸濁グラウト薬液は、ゲルタイムが５０分と長かった。
これらの結果より、ゲルタイムが５０分でも高い強度を発現することが確認され、本発明の懸濁グラウト薬液であれば、ゲルタイムと硬化体の強度の両方を満足できることが示された。
As is clear from Table 1, the suspension grout solutions obtained from Examples 1 and 2 had a long gel time. Further, the strength of the cured body was high and curing was sufficiently accelerated. In particular, the suspension grout solution obtained in Example 2 in which the amount of hardened cement powder was smaller than that in Example 1 had a gel time as long as 50 minutes.
From these results, it was confirmed that high strength was developed even when the gel time was 50 minutes, and it was shown that both the gel time and the strength of the cured product can be satisfied with the suspension grout chemical solution of the present invention.
これに対し、比較例１，２で得られた懸濁グラウト薬液は、実施例１，２で得られた懸濁グラウト薬液と同程度のゲルタイムを有していたが、硬化体の強度は０．１Ｎ／ｍｍ２以下であり、強度を発現しなかった。また、硬化が促進されなかった。
比較例３で得られた懸濁グラウト薬液は、硬化体の強度が０．６Ｎ／ｍｍ２であり、強度を発現し、硬化も十分に促進されたが、ゲルタイムが６分と短かった。
このように、比較例１〜３で得られた懸濁グラウト薬液は、ゲルタイムと硬化体の強度の両方を満足できなかった。
In contrast, the suspension grout chemicals obtained in Comparative Examples 1 and 2 had a gel time comparable to that of the suspension grout chemical obtained in Examples 1 and 2, but the strength of the cured product was 0. It was 1 N / mm 2 or less, and no strength was developed. Moreover, hardening was not accelerated | stimulated.
The suspension grout solution obtained in Comparative Example 3 had a cured product having a strength of 0.6 N / mm 2 , developed strength, and was sufficiently accelerated, but had a gel time as short as 6 minutes.
Thus, the suspension grout chemical | medical solution obtained by Comparative Examples 1-3 was not able to satisfy both gel time and the intensity | strength of a hardening body.
Claims (1)
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