JP2013001603A - ソイルセメントスラリー及び高強度ソイルセメント硬化体 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度ソイルセメント硬化体を得るために水セメント比をできるだけ低くしたソイルセメントスラリーとする場合であっても、優れた流動性及び流動保持性を備えて良好な施工性を確保することができ、同時に調製したソイルセメントスラリーから材齢２８日における一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上となる、更には５０Ｎ／ｍｍ^２以上となる高強度ソイルセメント硬化体を得ることができるソイルセメントスラリー及びそのような高強度ソイルセメント硬化体を提供する。
【解決手段】少なくとも、セメント、水、土及び特定の分散剤組成物を含有しており、セメントの単位量及び水／セメント比を特定の範囲として、更に特定の分散剤組成物を特定割合で含有するソイルセメントスラリーとした。
【選択図】なし

Description

本発明はソイルセメントスラリー及び高強度ソイルセメント硬化体に関する。ソイルセメントスラリーは土とセメントミルクとを混合して調製したもので、軟弱地盤改良工事、土留め壁工事、地下止水工事、基礎杭工事、埋め戻し工事等に使用されている。これらの工事のなかには、掘削により発生した土とセメントミルクとを地上設備で混合してソイルセメントスラリーを調製し、このソイルセメントスラリーを掘削孔に戻して地盤改良体を形成する方法や原位置で高性能掘削混合装置により地盤改良体を形成する方法がある。いずれの場合も、調製したソイルセメントスラリーに施工可能な流動性を与え、同時に調製したソイルセメントスラリーから得られる硬化体が目標に応じて相応の強度を発現することが要求される。例えば高強度杭等のような高強度硬化体を得ようとする場合、用途によっては現行レベルよりも高強度レベルのもの、具体的には材齢２８日の一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上となるような高強度レベルのものや、更には材料２８日の一軸圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ^２以上となるようなより高強度レベルのものが要求されている。本発明はかかる要求に応えるソイルセメントスラリー及びこれを硬化して得られる高強度ソイルセメント硬化体に関する。

従来、ソイルセメントスラリーを調製する際に各種の流動化剤を添加する方法が知られている（例えば特許文献１〜４参照）。しかし、これら従来の流動化剤を用いる方法では、高強度の硬化体を得るために水セメント比をできるだけ低くしたソイルセメントスラリーを調製しようとすると、実際にはソイルセメントスラリーの流動性が低下して施工が不可能となり、一軸圧縮強度が前記した３０Ｎ／ｍｍ^２以上となるような、更には５０Ｎ／ｍｍ^２以上となるような高強度ソイルセメント硬化体は得られないという問題がある（例えば特許文献５参照）。

特開２０００−１６９２０９号公報 特開２００６−１３１４３５号公報 特開２００６−３４７７８４号公報 特開２０１１−２６１６７号公報 特開２００８−３１７６９号公報

本発明が解決しようとする課題は、高強度ソイルセメント硬化体を得るために水セメント比をできるだけ低くしたソイルセメントスラリーとする場合であっても、優れた流動性及び流動保持性を備えて良好な施工性を確保することができ、同時に調製したソイルセメントスラリーから材齢２８日における一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上、更には５０Ｎ／ｍｍ^２以上となる高強度ソイルセメント硬化体を得ることができるソイルセメントスラリー及びそのような高強度ソイルセメント硬化体を提供する処にある。

しかして本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、少なくとも、セメント、水、土及び特定の分散剤組成物を含有しており、セメントの単位量及び水／セメント比を特定の範囲として、更に特定の分散剤組成物を特定割合で含有させたソイルセメントスラリーとすることが正しく好適であることを見出した。

すなわち本発明は、少なくとも、セメント、水、土及び下記の分散剤組成物を含有し、セメントの単位量が３００〜９００ｋｇ／ｍ^３であり、水／セメント比が２５〜８０％であって、且つセメント１００質量部当たり分散剤組成物を０．２〜５質量部の割合で含有して成ることを特徴とするソイルセメントスラリー及びかかるソイルセメントスラリーを硬化して得られる高強度ソイルセメント硬化体に係る。

分散剤組成物：下記のＡ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物又は下記のＡ成分と下記のＢ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物であって、且つＡ成分を６９．９〜９９．９質量％、Ｂ成分を０〜３０質量％及び消泡剤を０．１〜５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成る分散剤組成物。

Ａ成分：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。

構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位のみ又は合計１５〜８０個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシアルキレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上。

Ｂ成分：下記の化１で示される質量平均分子量２０００〜１８０００のポリアルキレンオキサイド付加物。

化１において、
Ｒ^１：炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基
Ａ^１：分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールであって、該ポリオキシアルキレン基を構成するオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位のモル比率が、オキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝２０〜８０／８０〜２０（モル比）であるポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基

本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、用いるセメントの種類は特に限定するものではなく、普通ポルトランドセメント、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等のポルトランドセメント、更には高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用することができる。なかでも品質が安定していて、環境にも優しいといわれる観点から、普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末を混合した高炉セメントが好ましい。高炉セメントとしては、高炉セメントＡ種、高炉セメントＢ種、高炉セメントＣ種、その他に高炉スラグ微粉末を高い比率で含有する特殊高炉セメント等があるが、なかでも通常は汎用の高炉セメントＢ種を使用するのが好ましい。

本発明に係るソイルセメントスラリーでは土を用いる。一般に、土は粒子のサイズで大別すると、粒径が０．０７５ｍｍ未満の細粒分の質量含有率が５０％以上の粘土粒子が主体である粘性土と、粒径が０．０７５ｍｍ以上の粗粒分の質量含有率が５０％以上で、粒径０．０７５〜２ｍｍの砂分や粒径２〜７５ｍｍの礫分等の質量含有率が多い砂質土に分類される。本発明では土の種類（例えば粘性土、シルト質土、砂質土等）を特に限定するものではなく、いずれの種類の土も使用することができるが、粒子径の細かい粘性土は含水比が高く流動性が悪いという性質があり、一方で一般的に砂質土は粘性土やシルト質土よりも流動性が良く、しかも含水比も低く、粘性土やシルト質土に比べて強度発現性が良いという性質があるので、高強度ソイルセメント硬化体を得るためには砂質土を用いるのが好ましい。

本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、用いる分散剤組成物は、セメント粒子及び土粒子に対して分散性能が極めて優れた特定の水溶性ビニル共重合体と補助的な成分との混合物から成るものである。分散剤としては、リグニンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、ポリアクリル酸塩等がよく知られているが、前記の特定の水溶性ビニル共重合体に代えてこれらの分散剤を使用してみても、本発明が目的とするような優れた流動性のソイルセメントスラリーは調製できず、結果として高強度ソイルセメント硬化体は得られない。

本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、用いる分散剤組成物は、下記のＡ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物又は下記のＡ成分と下記のＢ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物であって、且つＡ成分を６９．９〜９９．９質量％、Ｂ成分を０〜３０質量％及び消泡剤を０．１〜５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものである。

Ａ成分は、分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体である。尚、本発明において質量平均分子量は、ＧＰＣ法（ゲル浸透クロマトグラフ法）で測定したプルラン換算の質量平均分子量である。

構成単位Ｌはマレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。具体的には、１）マレイン酸から形成された構成単位、２）マレイン酸塩から形成された構成単位、３）マレイン酸から形成された構成単位とマレイン酸塩から形成された構成単位の双方が挙げられる。ここで、マレイン酸塩から形成された構成単位としては、イ）マレイン酸のリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩から形成された構成単位、ロ）マレイン酸のジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩から形成された構成単位が挙げられるが、なかでもマレイン酸のアルカリ金属塩から形成された構成単位が好ましく、マレイン酸のナトリウム塩から形成された構成単位がより好ましい。

構成単位Ｍは分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位のみ又は合計１５〜８０個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシアルキレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。具体的には、１）分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位、２）分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位、３）分子中に合計１５〜８０個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンから形成された構成単位が挙げられる。３）の場合、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の結合様式はブロック状であってもランダム状であってもよいが、ブロック状が好ましい。これらの１）〜３）のなかでも構成単位Ｍとしては、１）の中の分子中に２０〜７０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成されたものが好ましい。

Ａ成分の水溶性ビニル共重合それ自体は公知の方法で合成できる。これには例えば、特開２００５−１３２９５５号公報や特公昭５８−３８３８０号公報に記載されている方法が適用できる。

Ａ成分の水溶性ビニル共重合体は、質量平均分子量が２０００〜８００００のものとするが、５０００〜６５０００のものとするのが好ましい。

Ｂ成分は、化１で示される質量平均分子量２０００〜１８０００のポリアルキレンオキサイド付加物である。化１中のＲ^１としては、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の他に、それらの各基の異性体を包含する炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基が挙げられる。なかでも炭素数４のブチル基が好ましい。

また化１中のＡ^１は、分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールであって、該ポリオキシアルキレン基を構成するオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位のモル比率がオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝２０〜８０／８０〜２０（モル比）であるポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基であるが、オキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝３０〜７０／７０〜３０（モル比）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基が好ましい。

Ｂ成分の化１で示されるポリアルキレンオキサイド付加物それ自体は、炭素数３〜６の脂肪族アルコールにエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドを前記の比率で付加させる公知の方法で合成できる。その場合、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の結合様式はブロック状であってもランダム状であっても構わないが、ランダム状が好ましい。またＢ成分の化１で示されるポリアルキレンオキサイド付加物の質量平均分子量は２０００〜１８０００とするが、３０００〜１３０００とするのが好ましい。以上説明したＢ成分は、土の粘土塊粒子に濡れ性と潤滑性を付与し、主に土粒子の分散剤として作用するＡ成分と併用したときに相乗効果として練り混ぜ性能を大きく助長し、更には凝結遅延性を小さくする効果も加わって材齢７日までの初期強度の発現性に優れるという特長を有する。

本発明に係るソイルセメントスラリーでは、それを調製する際の練り混ぜ時に巻き込み空気が入り易く、練り混ぜ時に空気を巻き込むと、得られるソイルセメント硬化体の強度が低下するので、空気の巻き込みを防止して得られるソイルセメント硬化体が高強度を発現するために消泡剤を使用する。本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、用いる消泡剤の種類は特に制限されるものではなく、これには脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物の他に、シリコーン系やリン酸エステル系等の消泡剤が挙げられるが、本発明の方法では使い易さの観点から消泡剤としては高級脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。

本発明に係るソイルセメントスラリーに用いる分散剤組成物は、以上説明したＡ成分と消泡剤から成る分散剤組成物又はＡ成分とＢ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物であって、Ａ成分を６９．９〜９９．９質量％、Ｂ成分を０〜３０質量％及び消泡剤を０．１〜５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものとするが、Ａ成分を６９．９〜９８．５質量％、Ｂ成分を１．４〜２９質量％及び消泡剤を０．１〜４質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものとするのが好ましい。分散剤組成物中のＡ成分、Ｂ成分及び消泡剤の含有割合は、以上のような含有割合の範囲内にて混合する土の性状との関係で適宜選択するのが好ましい。

本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、以上説明した分散剤組成物は、Ａ成分と消泡剤とを所定割合で混合した一液型の分散剤組成物として、又はＡ成分とＢ成分と消泡剤とを混合した一液型の分散剤組成物として使用することが好ましい。しかし、何らかの理由で一液型の分散剤組成物にできない場合は、ソイルセメントスラリーを練り混ぜて調製する際にこれらの各成分が所定割合となるよう別々に計量して添加することもできる。また分散剤組成物の使用量はセメント１００質量部当たり０．２〜５質量部の割合となるようにするが、好ましくは０．４〜３質量部の割合となるようにする。分散剤組成物の使用量がこれより少ないとソイルセメントスラリーに充分な流動性が得られず、逆に多いと凝結遅延が大きくなって高強度ソイルセメント硬化体は得られない。

本発明に係るソイルセメントスラリーにおいて、材齢２８日の一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度ソイルセメント硬化体を得るためには、セメントの単位量を３００〜９００ｋｇ／ｍ^３、好ましくは３５０〜８００ｋｇ／ｍ^３とし、また水／セメント比を２５〜８０％、好ましくは３０〜７５％とする。更に、材齢２８日の一軸圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度ソイルセメント硬化体を得るためには、セメントの単位量を５５０〜７５０ｋｇ／ｍ^３とし、また水／セメント比を３０〜６５％とする。かかる配合条件下で前記した分散剤組成物を所定量加え、練り混ぜて調製することにより、優れた流動性のソイルセメントスラリーが得られ、同時にかかるソイルセメントスラリーから所期の高強度ソイルセメント硬化体を得ることができる。前記の配合条件の範囲から外れると、本発明が目標とするような高強度ソイルセメント硬化体は得られない。

本発明に係るソイルセメントスラリーでは、本発明の効果を損なわない範囲で他の材料を併用することができる。かかる他の材料としては、ベントナイト、ポリプロピレン繊維、綱繊維、材料分離防止剤、凝結促進剤、凝結遅延剤等が挙げられる。

次に本発明に係る高強度ソイルセメント硬化体について説明する。本発明に係る高強度ソイルセメント硬化体は、前記したように、先ずセメント、土、水及び分散剤組成物のそれぞれ所定量を練り混ぜてソイルセメントスラリーを調製し、次にこのソイルセメントスラリーを型枠や予め掘削した地盤位置の枠内に流し込んでそのまま硬化させることによって得ることができる。

本発明によると、水セメント比を低くして練り混ぜた場合であっても、優れた流動性及び流動保持性のソイルセメントスラリーを調製することができ、同時に調製したソイルセメントスラリーから材齢２８日における一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上、更には５０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度ソイルセメント硬化体を得ることができる。

以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。

試験区分１（Ａ成分としての水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の合成
無水マレイン酸９８ｇ及びα−アリル−ω−メチル−ポリ（オキシエチレン単位の数が３３、以下ｎ＝３３とする）オキシエチレン５１２ｇを反応容器に仕込み、徐々に加温して攪拌しながら均一に溶解した後、反応容器内の雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水中にて８３℃に保ち、過酸化ベンゾイル２ｇを投入してラジカル重合反応を開始した。更に過酸化ベンゾイル３ｇを分割投入し、ラジカル重合反応を４時間継続して行なった。得られた共重合体に水を加えて加水分解し、水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−１）を分析したところ、マレイン酸から形成された構成単位／α−アリル−ω−メチル−ポリ（ｎ＝３３）オキシエチレンから形成された構成単位＝５０／５０（モル比）の割合で有する質量平均分子量４２０００の水溶性ビニル共重合体であった

・水溶性ビニル共重合体（ａ−２）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−２）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａ−１）と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−２）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−２）の４０％水溶液を得た。

・水溶性ビニル共重合体（ａ−３）の合成
α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン１３７０ｇ（１．０モル）、マレイン酸１１６ｇ（１．０モル）及び水１７６０ｇを反応容器に仕込み、撹拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水浴にて℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液８ｇを加えてラジカル重合反応を開始した。更に過硫酸ナトリウムの２０％水溶液５ｇを加え、ラジカル重合反応を５時間継続して行ない、水溶性ビニル共重合体を得た後、４８％水酸化ナトリウム水溶液１６７ｇ（２．０モル）を加えて中和し、水を３９０ｇ加えて水溶性ビニル共重合体（ａ−３）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−３）を分析したところ、マレイン酸ナトリウムから形成された構成単位／α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ（ｎ＝３０）オキシエチレンから形成された構成単位＝５０／５０（モル比）の割合で有する質量平均分子量５１６００の水溶性ビニル共重合体であった。

・水溶性ビニル共重合体（ａ−４）及び（ａｒ−３）〜（ａｒ−５）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａ−３）と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−４）及び（ａｒ−３）〜（ａｒ−５）の４０％水溶液を得た。以上で合成したＡ成分としての水溶性ビニル共重合体の内容を表１にまとめて示した。

表１において、
Ｌ−１：マレイン酸から形成された構成単位
Ｌ−２：マレイン酸ナトリウムから形成された構成単位
Ｍ−１：α−アリル−ω−メチル−ポリ（ｎ＝３３）オキシエチレンから形成された構成単位
Ｍ−２：α−アリル−ω−メチル−ポリ（ｎ＝６８）オキシエチレンから形成された構成単位
Ｍ−３：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ（ｎ＝３０）オキシエチレンから形成された構成単位
Ｍ−４：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ（ｎ＝５０）オキシエチレンポリ（オキシプロピレン単位の数が５、以下ｍ＝５とする）オキシプロピレンから形成された構成単位
Ｍ−５：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ（ｎ＝１０５）オキシエチレンから形成された構成単位
Ｍ−６：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ（ｎ＝９）オキシエチレンから形成された構成単位

試験区分２（Ｂ成分としてのポリアルキレンオキサイド付加物の合成）
・ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）の合成
ノルマルブチルアルコール１１１ｇ（１．５モル）をオートクレーブに仕込み、触媒として水酸化カリウムを１４．３ｇ加えた後、オートクレーブ内を窒素置換した。攪拌しながら、反応温度を１１０〜１３５℃に保ち、エチレンオキサイド５８０８ｇ（１３２モル）とプロピレンオキサイド７６７０ｇ（１３２モル）との混合液を圧入してランダム付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で２時間熟成して反応を終了し、生成物を得た。この生成物を吸着材で処理した後、濾別精製した。精製物を分析したところ、化１中のＲ^１がブチル基であり、Ａ^１が分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とから構成され、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位のモル比率が、オキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝５０／５０（モル比）であって、これらの単位がランダム状に結合したポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である質量平均分子量９０００のポリアルキレングリコールモノブチルエーテル（ｂ−１）であった。

・ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−２）〜（ｂ−５）及び（ｂｒ−１）〜（ｂｒ−４）の合成
ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）と同様にして、ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−２）〜（ｂ−５）及び（ｂｒ−１）〜（ｂｒ−４）を合成した。以上で合成したＢ成分としてのポリアルキレンオキサイド付加物の内容を表２にまとめて示した。

表２において、
Ｒ^１，Ａ^１：化１中の記号に相当

試験区分３（分散剤組成物の調製）
・分散剤組成物（Ｐ−１）の調製
Ａ成分として試験区分１で合成した水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液１８８部に、Ｂ成分として試験区分２で合成したポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）２４部、消泡剤（ｃ−１）１部及び水３７部を混合して、分散剤組成物（Ｐ−１）の４０％水溶液を調製した。

・分散剤組成物（Ｐ−２）〜（Ｐ−１４）及び分散剤組成物（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の調製
分散剤組成物（Ｐ−１）の調製と同様にして、分散剤組成物（Ｐ−２）〜（Ｐ−１４）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の４０％水溶液を調製した。以上で調製した各例の分散剤組成物の内容を表３にまとめて示した。

表３において、
ａ−１〜ａ−４，ａｒ−１〜ａｒ−５：試験区分１で合成した水溶性ビニル重合体
ｂ−１〜ｂ−５，ｂｒ−１〜ｂｒ−４：試験区分２で合成したポリアルキレンオキサイド付加物
ｃ−１：高級脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物から成る消泡剤（竹本油脂社製の商品名ＡＦＫ−２）
ｃ−２：シリコーン系消泡剤（東レ・ダウコーニング社製の商品名ＦＳアンチフォーム５４４）
ｄ−１：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩（竹本油脂社製の商品名ポールファイン５１０）
ｄ−２：ポリアクリル酸ナトリウム塩（質量平均分子量６０００、東亜合成社製の商品名アロンＴ−５０）

試験区分４（ソイルセメントスラリーの調製）
実施例１〜３４及び比較例１〜３９
表３に記載した分散剤組成物、表４に記載した物性値の湿潤した試料土、セメント及び水を表５に記載した配合番号の組成となるよう用いて、これらをホバートミキサーに投入して混合し、目標フロー値を１８０±２０ｍｍの範囲とした表６及び表７に記載の各例のソイルセメントスラリーを調製した。分散剤組成物は表６に記載した使用量となるよう用い、その水溶液の水は練り混ぜ水の一部として扱った。

表４において、
粘土：工業用粘土
珪砂：豊浦珪砂

表５において、
セメント：高炉Ｂ種セメント（密度＝３．０４ｇ／ｃｍ^３、ブレーン値３８５０ｃｍ^２／ｇ）
砂質土：表４に記載した砂質土（密度＝２．０８９ｇ／ｃｍ^３）
粘性土：表４に記載した粘性土（密度＝２．３２７ｇ／ｃｍ^３）

試験区分５（評価）
試験区分４で調製した各例のソイルセメントスラリーについて、練り混ぜ直後のフロー値、練り混ぜてから３０分経過後のフロー値及びフロー残存率を次のように求め、結果を表６及び表７に示した。また各例のソイルセメントスラリーから得た硬化体（各実施例の場合には高強度ソイルセメント硬化体）について一軸圧縮強度を次のように求め、結果を表６及び表７に示した。
・フロー値：調製した各例のソイルセメントスラリーについて、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠し、練り混ぜ直後と６０分経過後のフロー試験を行い、フローコーンを引き上げた後のフロー値（ｍｍ）を測定した。
・フロー残存率：（６０分間静置後のフロー値／練り混ぜ直後のフロー値）×１００で求めた。
・一軸圧縮強度試験：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍの型枠を用いて成形した硬化体について、材齢２８日の一軸圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）を測定した。

表６及び表７において、
Ｐ−１〜Ｐ−１４，Ｒ−１〜Ｒ−１６：表３に記載した分散剤組成物
分散剤組成物の使用量：セメント１００質量部当たりの分散剤組成物（固形分換算）の使用量
＊：分散剤組成物の使用量を加減しても目標フロー値のソイルセメントスラリーを調製できなかったので測定しなかった。

表６及び表７の結果からも明らかなように、各実施例のソイルセメントスラリーは、練り混ぜ直後及び６０分経過後においていずれもフロー値が１６０ｍｍ以上の優れた流動性及び流動保持性を有しつつ、同時に目標とする材齢２８日の一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ²以上の高強度ソイルセメント硬化体が得られている。更に練り混ぜの配合条件によっては、材齢２８日の一軸圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ²以上の高強度ソイルセメント硬化体が得られている。一方、各比較例のソイルセメントスラリーにおいては、目標の流動性が得られない例や充分な流動保持性が得られない例が多く、またいずれの比較例においても一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ²以上の高強度ソイルセメント硬化体は得られていない。

Claims (12)

1. 少なくとも、セメント、水、土及び下記の分散剤組成物を含有し、セメントの単位量が３００〜９００ｋｇ／ｍ^３であり、水／セメント比が２５〜８０％であって、且つセメント１００質量部当たり分散剤組成物を０．２〜５質量部の割合で含有して成ることを特徴とするソイルセメントスラリー。
   分散剤組成物：下記のＡ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物又は下記のＡ成分と下記のＢ成分と消泡剤とから成る分散剤組成物であって、且つＡ成分を６９．９〜９９．９質量％、Ｂ成分を０〜３０質量％及び消泡剤を０．１〜５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成る分散剤組成物
   Ａ成分：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。
   構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
   構成単位Ｍ：分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に１５〜８０個のオキシエチレン単位のみ又は合計１５〜８０個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシアルキレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上。
   Ｂ成分：下記の化１で示される質量平均分子量２０００〜１８０００のポリアルキレンオキサイド付加物。
   

   

   （化１において、
   Ｒ^１：炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基
   Ａ^１：分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との双方で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールであって、該ポリオキシアルキレン基を構成するオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位のモル比率が、オキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝２０〜８０／８０〜２０（モル比）であるポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
2. 分散剤組成物が、Ａ成分を６９．９〜９８．５質量％、Ｂ成分を１．４〜２９質量％及び消泡剤を０．１〜４質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものである請求項１記載のソイルセメントスラリー。
3. Ａ成分の構成単位Ｍが、分子中に２０〜７０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成されたものである請求項１又は２記載のソイルセメントスラリー。
4. Ｂ成分が、化１中のＡ^１がオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝３０〜７０／７０〜３０（モル比）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である場合の化１で示される質量平均分子量３０００〜１３０００のポリアルキレンオキサイド付加物である請求項１〜３のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
5. 消泡剤が高級脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物である請求項１〜４のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
6. セメントとして高炉セメントを用いた請求項１〜５のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
7. 土が砂質土である請求項１〜６のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
8. セメントの単位量が３５０〜８００ｋｇ／ｍ^３であり、水／セメント比が３０〜７５％である請求項１〜７のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
9. セメントの単位量が５５０〜７５０ｋｇ／ｍ^３であり、水／セメント比が３０〜６５％である請求項１〜７のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリー。
10. 請求項１〜９のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーを硬化して得られる高強度ソイルセメント硬化体。
11. 材齢２８日の一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ^２以上である請求項１０記載の高強度ソイルセメント硬化体。
12. 材齢２８日の一軸圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ^２以上である請求項１０記載の高強度ソイルセメント硬化体。