JP2014234484A - Foaming agent for foam shield method and foam shield method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気泡を切羽或いはチャンバー内に注入しながら地盤を掘進する気泡シールド工法、及び、この気泡シールド工法に用いられる起泡材に関する。 The present invention relates to a bubble shield method for excavating the ground while injecting bubbles into a face or a chamber, and a foaming material used for the bubble shield method.
気泡シールド工法は、起泡材の発泡で得られたシェービングクリーム状の気泡を、切羽或いはチャンバー内に注入しながら掘進する工法である。この気泡シールド工法では、発泡性や気泡の強度等を考慮して起泡材が選定されている。例えば、特許文献１に記載された起泡材は、アニオン系界面活性剤の一種であるアルファオレフィンスルホン酸を含有し、混和剤として増粘剤が混合されている。
The bubble shield method is a method in which a shaving cream-like bubble obtained by foaming a foaming material is dug while being injected into a face or a chamber. In this bubble shield method, a foaming material is selected in consideration of foaming properties, bubble strength, and the like. For example, the foaming material described in
前述の特許文献１では、増粘剤に関して起泡材の起泡効果を阻害させない範囲で混合する旨が言及されているが、従来の起泡材では増粘剤の混合により発泡性が損なわれてしまう。また、不溶化剤の併用等によって高濃度の塩が含まれると、従来の起泡材では発泡性が損なわれてしまう。
In the above-mentioned
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、増粘剤が混合されたり、高濃度の塩が存在したりして発泡性が損なわれてしまう条件下であっても、起泡材の発泡性を確保し、気泡の耐久性を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even under conditions in which foaming properties are impaired due to mixing of thickeners or the presence of high-concentration salts. An object is to secure foamability of the foam material and to enhance the durability of the bubbles.
前述の目的を達成するため、本発明は、気泡剤と添加剤とを含有する気泡シールド工法用起泡材であって、前記気泡剤はアニオン系界面活性剤であり、前記添加剤は、一般式Ｒ３−Ｏ（ＡＯ）ｐ−Ｒ４、及び、ＨＯ−（ＡＯ）ｑ−Ｈ（上記式中、Ｒ３は炭素数１〜４の炭化水素基、Ｒ４は水素原子または炭素数１〜４の炭化水素基、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物、ｐはＡＯの平均付加モル数であって１〜５の数、ｑはＡＯの平均付加モル数であって２〜４０の数である）で表される化合物のうち、１種または２種以上を含有することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a foaming material for a bubble shield method containing a foaming agent and an additive, wherein the foaming agent is an anionic surfactant, and the additive is generally Formula R3-O (AO) p-R4 and HO- (AO) q-H (wherein R3 is a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, R4 is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 4 carbon atoms) A hydrogen group, AO is a mixture of one or two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, p is an average added mole number of AO and 1 to 5, and q is an average added mole number of AO. 1 or 2 or more types among the compounds represented by the formula (2).
また、本発明は、前述の気泡シールド工法用起泡材を発泡させて気泡を生成し、前記気泡を切羽或いはチャンバー内に注入しながら掘進することを特徴とする気泡シールド工法である。 Further, the present invention is a bubble shield method characterized in that bubbles are generated by foaming the foaming material for the above-described bubble shield method, and the bubbles are dug while being injected into a face or a chamber.
本発明によれば、気泡シールド工法で用いられる起泡材に関し、起泡材の発泡性を確保し、気泡の耐久性を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regarding the foaming material used with a bubble shield construction method, the foamability of a foaming material can be ensured and the durability of a bubble can be improved.
以下、本発明の実施形態について説明する。まず、気泡シールド工法に用いられるシールドマシンの概略、及び起泡材の概略について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, the outline of the shield machine used for the bubble shield method and the outline of the foaming material will be described.
図１に示すように、本工法に用いられるシールドマシン１は、スキンプレート２と、隔壁３と、カッター４と、カッターモーター５と、気泡注入管６と、スクリューコンベア７と、土圧センサ８を備えている。
As shown in FIG. 1, the
スキンプレート２は、シールドマシン１の外殻部となる鋼製の筒状部材である。隔壁３は、スキンプレート２に設けられており、スキンプレート２の前側部分にチャンバー９を区画する。カッター４は、回転によって地中を掘削する部分であり、スキンプレート２よりも前方に配設されている。カッターモーター５は、カッター４を回転させるための駆動源であり、隔壁３の後側に設けられている。カッターモーター５の駆動力は支持アーム１０を介してカッター４に伝達される。
The
気泡注入管６は、起泡材溶液が発泡装置（図示せず）で発泡されることで得られたシェービングクリーム状の微細気泡を案内する部材である。気泡注入管６の先端はカッター４の前方に位置しているため、案内された微細気泡は切羽に向けて注入される。カッター４で掘削された掘削土は、このカッター４の回転によって気泡と混合されることで流動性が高められ、チャンバー９に流入する。そして、チャンバー９では、気泡の存在によって壁面への掘削土の付着が抑制される。また、土粒子同士の間に気泡が入り込むので、止水性も高められる。なお、気泡注入管６によって、気泡をチャンバー９内の土砂に注入してもよい。
The
スクリューコンベア７は、チャンバー９に流入した掘削土を後側に排出する装置である。土圧センサ８は、チャンバー９に流入した掘削土の圧力を測定する器具である。この土圧センサ８で測定された掘削土の圧力に応じて、シールドマシン１の推進力やスクリューコンベア７による掘削土の排出量が調整される。
The
微細気泡の基となる起泡材は、例えば図２に示すように、気泡剤を主成分として含有しており、添加剤が添加されている。気泡剤は、気泡の基となる成分であり、アニオン系界面活性剤が用いられる。本実施形態では、アルキル硫酸エステル塩（ＡＳ）、アルキルエーテル硫酸エステル塩（ＡＥＳ）、及びアルファオレフィンスルホン酸（ＡＯＳ）の一種または２種以上のアニオン系界面活性剤を用いることが好ましい。 For example, as shown in FIG. 2, the foaming material that forms the basis of the fine bubbles contains a foaming agent as a main component, and an additive is added. The foaming agent is a component that becomes a base of bubbles, and an anionic surfactant is used. In the present embodiment, it is preferable to use one or two or more anionic surfactants of alkyl sulfate ester salt (AS), alkyl ether sulfate ester salt (AES), and alpha olefin sulfonic acid (AOS).
前記アルキル硫酸エステル塩は、一般式（１）のｍ＝０で表され、アルキルエーテル硫酸エステル塩は、一般式（１）のｍ＝１以上で表される。また、アルファオレフィンスルホン酸は、一般式（２）で表されるものを含有する。 The alkyl sulfate salt is represented by m = 0 in the general formula (1), and the alkyl ether sulfate salt is represented by m = 1 or more in the general formula (1). Moreover, alpha olefin sulfonic acid contains what is represented by General formula (2).
［Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−ＳＯ３］ｔ Ｘ ・・・ （１）
［Ｒ２−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｎ−ＳＯ３］ｔ Ｘ ・・・ （２）
[R1-O- (AO) m -SO 3] t X ··· (1)
[R2-CH = CH (CH 2) n-SO 3] t X ··· (2)
これらの一般式（１）、（２）において、Ｒ１は炭素数８〜２０の炭化水素基が好ましく炭素数１０〜１６がさらに好ましい。Ｒ２は炭素数８〜３０の炭化水素基が好ましく炭素数１０〜１８がさらに好ましい。ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物が好ましく、炭素数２のオキシアルキレン基（オキシエチレン基）がさらに好ましい。Ｘは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩が好ましく、アルカリ金属がさらに好ましい。ｔはＸの酸化数、ｍはＡＯの平均付加モル数であって０〜５０が好ましく、０〜１０がさらに好ましい。ｎは０〜５の数である。 In these general formulas (1) and (2), R1 is preferably a hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms, and more preferably 10 to 16 carbon atoms. R2 is preferably a hydrocarbon group having 8 to 30 carbon atoms, more preferably 10 to 18 carbon atoms. AO is preferably one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and more preferably an oxyalkylene group having 2 carbon atoms (oxyethylene group). X is preferably an alkali metal, alkaline earth metal, ammonium salt or alkanolamine salt, more preferably an alkali metal. t is the oxidation number of X, m is the average added mole number of AO, and is preferably 0 to 50, more preferably 0 to 10. n is a number from 0 to 5.
前述のアルキル硫酸エステル塩（ＡＳ）としては、例えば、一般式（１）のＲ１が炭素数１０〜１４のアルキル基、ｍが０、Ｘがナトリウムに相当する、ライオン株式会社製の商品名「サンノールＬＭ−１１３０」が好適に用いられる。また、アルキルエーテル硫酸エステル塩（ＡＥＳ）としては、例えば、一般式（１）のＲ１が炭素数１２〜１６のアルキル基、ｍが３、Ｘがナトリウムに相当する、ライオン株式会社製の商品名「サンノールＬＭＴ−１４３０」が好適に用いられる。さらに、アルファオレフィンスルホン酸（ＡＯＳ）としては、例えばライオン株式会社製の商品名「リポランＬＢ−４４０」が好適に用いられる。そして、本実施形態では、これらの製品を使用した。 As the aforementioned alkyl sulfate ester salt (AS), for example, R1 in the general formula (1) is an alkyl group having 10 to 14 carbon atoms, m is 0, and X is sodium. “Sanol LM-1130” is preferably used. Moreover, as alkyl ether sulfate ester salt (AES), for example, R1 in the general formula (1) is an alkyl group having 12 to 16 carbon atoms, m is 3, and X is a product name manufactured by Lion Co., Ltd. “Sannol LMT-1430” is preferably used. Furthermore, as alpha olefin sulfonic acid (AOS), for example, the product name “Lipolane LB-440” manufactured by Lion Corporation is preferably used. In this embodiment, these products are used.
添加剤は、次の一般式（３）、（４）で表される化合物である。
Ｒ３−Ｏ−（ＡＯ）ｐ−Ｒ４ ・・・ （３）
ＨＯ−（ＡＯ）ｑ−Ｈ ・・・ （４）
The additive is a compound represented by the following general formulas (3) and (4).
R3-O- (AO) p-R4 (3)
HO- (AO) q-H (4)
一般式（３）において、Ｒ３は、炭素数１〜４の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基が好ましく、ブチル基がさらに好ましい。Ｒ４は、水素原子または炭素数１〜４の炭化水素基であり、水素原子が好ましい。ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物であり、オキシエチレン基が好ましい。ｐはＡＯの平均付加モル数であって１〜５であり、１〜３が好ましく、２がさらに好ましい。 In the general formula (3), R3 is a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably a butyl group. R4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom. AO is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and is preferably an oxyethylene group. p is the average added mole number of AO and is 1 to 5, preferably 1 to 3, and more preferably 2.
一般式（３）の化合物の具体的な例としては、メチルジグリコール、エチルジグリコール、イソプロピルジグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、ブチルトリグリコール、メチルプロピレングリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルジプロピレングリコール、ジメチルグリコール、ジメチルプロピレングリコール、ジエチルグリコール、ジエチルジグリコール、ジエチルプロピルグリコールなどが挙げられ、これらの中でもメチルジグリコール、エチルジグリコール、ブチルジグリコール、ジエチルジグリコールが好ましい。 Specific examples of the compound of the general formula (3) include methyl diglycol, ethyl diglycol, isopropyl diglycol, butyl glycol, butyl diglycol, butyl triglycol, methylpropylene glycol, butylpropylene glycol, butyldipropylene glycol Dimethyl glycol, dimethylpropylene glycol, diethyl glycol, diethyl diglycol, diethylpropyl glycol and the like. Among these, methyl diglycol, ethyl diglycol, butyl diglycol and diethyl diglycol are preferable.
一般式（４）において、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物であり、オキシエチレン基が好ましい。ｑはＡＯの平均付加モル数であって２〜４０であり、５〜３０が好ましく、１０〜２０がさらに好ましい。 In the general formula (4), AO is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and is preferably an oxyethylene group. q is the average added mole number of AO, which is 2 to 40, preferably 5 to 30, and more preferably 10 to 20.
一般式（４）の化合物の具体的な例としては、ＡＯがオキシエチレン基、ｑが２のジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ＡＯがオキシプロピレン基、ｑが２ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、ＡＯがオキシエチレン基、ｑが３〜４０のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ＡＯがオキシプロピレン基、ｑが３〜４０のポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）などが挙げられ、これらの中でもジエチレングリコール、ＡＯがオキシエチレン基、ｑが２〜４０のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が好ましい。 Specific examples of the compound of the general formula (4) include: AO is oxyethylene group, q is 2 diethylene glycol (DEG), AO is oxypropylene group, q is 2 dipropylene glycol (DPG), and AO is oxyethylene. Group, polyethylene glycol (PEG) having q of 3 to 40, AO being oxypropylene group, polypropylene glycol (PPG) having q of 3 to 40, etc. Among them, diethylene glycol, AO is oxyethylene group, and q is 2 ~ 40 polyethylene glycol (PEG) is preferred.
そして、起泡材には、気泡剤が０．０１〜５０質量％の割合で含まれ、添加剤が０．０１〜５０質量％の割合で含まれることが好ましく、気泡剤が５〜３０質量％の割合で含まれ、添加剤が５〜３０質量％の割合で含まれることがより好ましい。なお、各質量％は、気泡剤もしくは添加剤の純分換算濃度である。そして、気泡剤と添加剤の合計が１００質量％に満たない場合、残余は水等の他成分になる。この起泡材は、適宜希釈して使用するとよい。また、起泡材を、不溶化剤、分散剤、流動化剤などと併用してもよい。さらに、起泡材は、起泡剤／添加剤の質量比が８５／１５〜１５／８５が好ましく、７０／３０〜３０／７０がより好ましい。起泡剤と添加剤の質量比を前記範囲とすることで起泡材の発泡性、起泡の持続性がより向上する。 And it is preferable that a foaming agent is contained in the ratio of 0.01-50 mass% in a foaming material, and an additive is contained in the ratio of 0.01-50 mass%, and a foaming agent is 5-30 mass. It is more preferable that the additive is contained at a rate of 5 to 30% by mass. Each mass% is a pure equivalent concentration of the foaming agent or additive. And when the sum total of a foam agent and an additive is less than 100 mass%, the remainder becomes other components, such as water. This foaming material is preferably diluted as appropriate. Further, the foaming material may be used in combination with an insolubilizing agent, a dispersing agent, a fluidizing agent and the like. Furthermore, the foaming material preferably has a foaming agent / additive mass ratio of 85/15 to 15/85, more preferably 70/30 to 30/70. By setting the mass ratio of the foaming agent and the additive in the above range, the foamability of the foaming material and the sustainability of foaming are further improved.
気泡混合土の流動性を確認するため、前述の薬剤と試料土を用いて図３に示すサンプルＮｏ１〜２９を作製し、ミニスランプ試験を行った。以下、ミニスランプ試験について説明する。 In order to confirm the fluidity of the bubble-mixed soil, sample Nos. 1 to 29 shown in FIG. 3 were prepared using the above-described chemicals and sample soil, and a mini slump test was performed. Hereinafter, the mini slump test will be described.
まず試料土について説明する。このミニスランプ試験では土丹（泥岩）を次の手順で調整し、試料土として用いた。はじめに土丹を粉砕し、ふるいを用いて２ｍｍ以上９．５ｍｍ以下の粒径のものを選別した。選別した土丹を適当量分取して、JIS A1203「土の含水比試験方法」に従って含水比を測定した後、適当量の水を加えて含水比４０％に調整した。水の添加に際しては、土丹全体に対して一様に水分が行き渡るように、ホバートミキサーで土丹を攪拌しながら水を添加した。水が添加された土丹を厚手のビニール袋に入れて一晩静置し、試料土として用いた。 First, the sample soil will be described. In this mini slump test, Dotan (mudstone) was prepared by the following procedure and used as sample soil. First, the dotan was pulverized, and a sieve having a particle size of 2 mm or more and 9.5 mm or less was selected using a sieve. An appropriate amount of the selected dotan was taken out and the water content was measured according to JIS A1203 “Test method for water content of soil”, and then an appropriate amount of water was added to adjust the water content to 40%. During the addition of water, water was added while stirring the Dotan with a Hobart mixer so that the water was uniformly distributed over the entire Dotan. Dotan added with water was placed in a thick plastic bag and allowed to stand overnight, and used as sample soil.
次に、ミニスランプ試験について説明する。このミニスランプ試験では、最初に必要量の試料土を電子天秤によって量り取った。そして、量り取った試料土に対し、体積比で５０％分の気泡を添加した。気泡の添加量は重さで管理した。具体的には、試料土１ｋｇに対して気泡が３３．８ｇとなるように添加した。また、一部のサンプル（Ｎｏ２６〜２９）では気泡が８．８ｇとなるように添加した。なお、気泡は、サンプル毎に調整された起泡材溶液（後述）を発泡させることで作製した。起泡材溶液の発泡にはハンドポンプ（ボディソープ用泡ポンプ）を用いた。 Next, the mini slump test will be described. In this mini slump test, a required amount of sample soil was first weighed with an electronic balance. And the bubble for 50% was added by volume ratio with respect to the sample soil measured. The amount of bubbles added was controlled by weight. Specifically, it added so that a bubble might be 33.8g with respect to 1kg of sample soil. Further, in some samples (Nos. 26 to 29), the bubbles were added so as to be 8.8 g. In addition, the bubble was produced by foaming the foaming material solution (after-mentioned) adjusted for every sample. A hand pump (a foam pump for body soap) was used for foaming of the foaming material solution.
気泡を添加したならば、ヘラを用いて気泡と試料土を全体が均等になるように混ぜ合わせ、気泡混合土を作製した。JIS A1171に規定されるミニスランプコーン（上端内径５０±０．５ｍｍ，下端内径１００±０．５ｍｍ，高さ１５０±０．５ｍｍ）をスランプ板の上に載置し、作成後１５分間静置した気泡混合土をミニスランプコーンに投入した。そして、投入した気泡混合土を突き棒で適度に突いた。気泡混合土は３回に分けて投入し、全量を投入した後に開口面の気泡混合土を均した。その後、気泡混合土を詰めたミニスランプコーンを鉛直上方に引き抜いた。そして、スランプ値を１ｍｍ単位で読み取った。 When the bubbles were added, the bubbles and the sample soil were mixed using a spatula so that the whole was uniform, and a bubble mixed soil was prepared. Place a mini slump cone (top inner diameter 50 ± 0.5mm, lower end inner diameter 100 ± 0.5mm, height 150 ± 0.5mm) as defined in JIS A1171 on the slump plate and let stand for 15 minutes after creation. The aerated mixed soil was put into a mini slump cone. And the injected bubble mixed soil was moderately struck with a stick. The bubble mixed soil was charged in three portions, and after the entire amount was charged, the bubble mixed soil on the opening surface was leveled. Then, the mini slump cone filled with the bubble mixed soil was pulled out vertically upward. The slump value was read in 1 mm units.
次に、各サンプルについて説明する。図３に示すように、このミニスランプ試験では、Ｎｏ１〜２９からなる２９種類のサンプルを作製した。まず、各サンプルについて説明する。 Next, each sample will be described. As shown in FIG. 3, in this mini slump test, 29 types of samples consisting of No. 1 to 29 were produced. First, each sample will be described.
図３の気泡剤に関し、記号ＡＳは、一般式（１）においてＲ１＝炭素数１０〜１４のアルキル基、ｍ＝０のアルキル硫酸エステル塩（ライオン株式会社製の商品名「サンノールＬＭ−１１３０」）である。また、記号ＡＥＳは、一般式（１）においてＲ１＝炭素数１２〜１６のアルキル基、ｍ＝３のアルキルエーテル硫酸エステル塩（ライオン株式会社製の商品名「サンノールＬＭＴ−１４３０」）であり、記号ＡＯＳは、一般式（２）で表されるアルファオレフィンスルホン酸（ライオン株式会社製の商品名「リポランＬＢ−４４０」）である。 With respect to the foaming agent in FIG. 3, the symbol AS represents R1 = alkyl group having 10 to 14 carbon atoms and m = 0 alkyl sulfate ester salt (product name “Sannol LM-1130” manufactured by Lion Corporation) in the general formula (1). ). Further, the symbol AES is R1 = alkyl group having 12 to 16 carbon atoms, m = 3 alkyl ether sulfate ester salt (trade name “Sannol LMT-1430” manufactured by Lion Corporation) in the general formula (1), Symbol AOS is alpha olefin sulfonic acid (trade name “Lipolane LB-440” manufactured by Lion Corporation) represented by the general formula (2).
添加剤に関し、記号Ｃ１Ｅ２、記号Ｃ２Ｅ２Ｃ２、及び記号Ｃ４Ｅ２は、何れも一般式（３）に属する化合物である。また、記号Ｃ６Ｅ２、及び記号Ｃ８Ｅ２は比較例の化合物である。まず、最も使用頻度の高い記号Ｃ４Ｅ２について説明すると、この記号Ｃ４Ｅ２は、Ｒ３が炭素数４のブチル基、ＡＯが炭素数２のオキシエチレン基（ＥＯ）、ＡＯの平均付加モル数ｐが２、Ｒ４が水素原子（Ｈ）である化合物（ブチルジグリコール）を表している。 Regarding the additive, symbol C1E2, symbol C2E2C2, and symbol C4E2 are all compounds belonging to the general formula (3). Symbols C6E2 and C8E2 are comparative compounds. First, the most frequently used symbol C4E2 will be described. The symbol C4E2 is composed of R3 is a butyl group having 4 carbon atoms, AO is an oxyethylene group having 2 carbon atoms (EO), and the average added mole number p of AO is 2, R4 represents a compound (butyl diglycol) in which a hydrogen atom (H) is present.
記号Ｃ１Ｅ２は、Ｒ３が炭素数１のメチル基、ＡＯが炭素数２のオキシエチレン基、ＡＯの平均付加モル数ｐが２、Ｒ４が水素原子（Ｈ）である化合物（メチルジグリコール）である。要するに、Ｃ４Ｅ２におけるＲ３をメチル基に変えた化合物を表している。同様に、記号Ｃ６Ｅ２は、Ｒ３を炭素数６のヘキシル基に変えた化合物（ヘキシルジグリコール）であり、記号Ｃ８Ｅ２は、Ｒ３を炭素数８のオクチル基に変えた化合物（オクチルジグリコール）を表している。さらに、記号Ｃ２Ｅ２Ｃ２は、Ｒ３が炭素数２のエチル基、ＡＯが炭素数２のオキシエチレン基、Ｒ４が炭素数２のエチル基である化合物（ジエチルジグリコール）を表している。 The symbol C1E2 is a compound (methyldiglycol) in which R3 is a methyl group having 1 carbon atom, AO is an oxyethylene group having 2 carbon atoms, the average added mole number p of AO is 2, and R4 is a hydrogen atom (H). . In short, it represents a compound in which R3 in C4E2 is changed to a methyl group. Similarly, symbol C6E2 represents a compound (hexyl diglycol) in which R3 is changed to a hexyl group having 6 carbon atoms, and symbol C8E2 represents a compound (octyl diglycol) in which R3 is changed to an octyl group having 8 carbon atoms. ing. Further, the symbol C2E2C2 represents a compound (diethyl diglycol) in which R3 is an ethyl group having 2 carbon atoms, AO is an oxyethylene group having 2 carbon atoms, and R4 is an ethyl group having 2 carbon atoms.
同じく添加剤に関し、記号ＰＥＧ、記号ＤＥＧ、及び記号ＥＧは、何れもエチレングリコール系の化合物である。すなわち、記号ＰＥＧはポリエチレングリコールであり、数字部分が分子量を示している。例えば、ＰＥＧ６００とは分子量６００のポリエチレングリコールを表し、ＰＥＧ６０００とは分子量６０００のポリエチレングリコールを表している。そして、ＰＥＧ６００は、ＡＯが炭素数２のオキシエチレン基、ＡＯの平均付加モル数ｑが約１３となる。同様に、ＰＥＧ２０００は、ＡＯがオキシエチレン基、ＡＯの平均付加モル数ｑが約４５となる。また、記号ＤＥＧはジエチレングリコール（ＡＯ：オキシエチレン基，ｑ：２）であり、記号ＥＧはエチレングリコール（ＡＯ：オキシエチレン基，ｑ：１）である。エチレングリコール系化合物の中で、ＤＥＧやＰＥＧ６００、及びＰＥＧ１５４０は、一般式（４）に属する化合物である。また、ＥＧ、ＰＥＧ２０００、ＰＥＧ４０００Ｋ、及びＰＥＧ６０００は比較例の化合物である。 Similarly, regarding the additive, symbol PEG, symbol DEG, and symbol EG are all ethylene glycol compounds. That is, the symbol PEG is polyethylene glycol, and the numerical part indicates the molecular weight. For example, PEG 600 represents a polyethylene glycol having a molecular weight of 600, and PEG 6000 represents a polyethylene glycol having a molecular weight of 6000. In PEG 600, AO is an oxyethylene group having 2 carbon atoms, and the average added mole number q of AO is about 13. Similarly, in PEG2000, AO is an oxyethylene group, and the average added mole number q of AO is about 45. The symbol DEG is diethylene glycol (AO: oxyethylene group, q: 2), and the symbol EG is ethylene glycol (AO: oxyethylene group, q: 1). Among the ethylene glycol compounds, DEG, PEG600, and PEG1540 are compounds belonging to the general formula (4). EG, PEG2000, PEG4000K, and PEG6000 are compounds of comparative examples.
サンプルＮｏ１〜１５は、気泡剤と添加剤を含有する起泡材で作製されたサンプルである。一方、サンプルＮｏ１６〜２９は、有害物質（ヒ素，鉛等）の不溶化を目的として水溶性の塩を含む不溶化剤を添加したものである。具体的には、ＦｅＳＯ４水溶液を、全鉄量がサンプルの６．３５質量％となるように添加している。なお、以下の説明において、気泡剤や添加剤の濃度（質量％）は純分換算の濃度を示している。 Sample Nos. 1 to 15 are samples made of a foaming material containing a foaming agent and an additive. On the other hand, sample Nos. 16 to 29 are obtained by adding an insolubilizing agent containing a water-soluble salt for the purpose of insolubilizing harmful substances (arsenic, lead, etc.). Specifically, the FeSO 4 aqueous solution is added so that the total iron amount is 6.35% by mass of the sample. In the following description, the concentration (mass%) of the foaming agent or additive indicates the concentration in terms of pure content.
サンプルＮｏ１，２は、一般式（２）の気泡剤を水に添加し、添加剤を不添加とした起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１は、気泡剤である濃度０．３０％のＡＯＳ水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。同様に、サンプルＮｏ２は、濃度０．１５質量％のＡＯＳ水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。 Samples Nos. 1 and 2 are samples made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (2) is added to water and the additive is not added. That is, sample No1 is obtained by foaming an AOS aqueous solution having a concentration of 0.30%, which is a foaming agent, as a foaming material and mixing it with sample soil. Similarly, sample No. 2 is obtained by foaming and mixing an AOS aqueous solution having a concentration of 0.15% by mass as a foaming material.
サンプルＮｏ３〜６は、一般式（２）の気泡剤と一般式（３）或いは比較例の添加剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ３は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＣ４Ｅ２を用い、それぞれの濃度を０．３０質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプルＮｏ４は、サンプルＮｏ３のＡＯＳ濃度を０．１５質量％に変更した混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。サンプルＮｏ５は、サンプルＮｏ４のＣ４Ｅ２濃度を０．０１５質量％に変更した混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。サンプルＮｏ６は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＣ８Ｅ２を用い、それぞれの濃度を０．３０質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。 Samples Nos. 3 to 6 are samples made of a foaming material obtained by adding the foaming agent of the general formula (2) and the general formula (3) or the additive of the comparative example to water. That is, sample No. 3 uses AOS as a foaming agent, C4E2 as an additive, and foams a mixed aqueous solution with respective concentrations of 0.30% by mass and 0.15% by mass as a foaming material, and mixes with sample soil It is a thing. Sample No. 4 is obtained by foaming and mixing a mixed aqueous solution in which the AOS concentration of Sample No. 3 is changed to 0.15% by mass as a foaming material. Sample No5 is obtained by foaming and mixing a mixed aqueous solution in which the C4E2 concentration of sample No4 is changed to 0.015% by mass as a foaming material. Sample No. 6 uses AOS as a foaming agent, C8E2 as an additive, and foams and mixes a mixed aqueous solution with respective concentrations of 0.30% by mass and 0.15% by mass as a foaming material.
サンプルＮｏ７は、気泡剤を不添加とし、一般式（３）の添加剤を起泡材として作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ７は、添加剤である濃度０．４５質量％のＣ４Ｅ２水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。 Sample No. 7 is a sample prepared by adding no foaming agent and using the additive of the general formula (3) as a foaming material. That is, sample No. 7 is obtained by foaming a C4E2 aqueous solution having a concentration of 0.45% by mass as an additive as a foaming material and mixing it with sample soil.
サンプルＮｏ８〜１０は、一般式（２）の気泡剤と一般式（４）或いは比較例の添加剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ８は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＰＥＧ６００を用い、それぞれの濃度を０．３０質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプルＮｏ９は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＰＥＧ６０００を用い、それぞれの濃度を０．１５質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。サンプルＮｏ１０は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＰＥＧ２００００を用い、それぞれの濃度を０．１５質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。 Sample Nos. 8 to 10 are samples made of a foaming material obtained by adding the foaming agent of the general formula (2) and the general formula (4) or the additive of the comparative example to water. That is, Sample No. 8 uses AOS as a foaming agent, PEG600 as an additive, and foams a mixed aqueous solution having respective concentrations of 0.30% by mass and 0.15% by mass as a foaming material, and mixes with sample soil It is a thing. Sample No. 9 uses AOS as a foaming agent, PEG6000 as an additive, and foamed and mixed as a foaming material with a mixed aqueous solution having concentrations of 0.15% by mass and 0.15% by mass, respectively. In sample No. 10, AOS was used as a foaming agent, PEG 20000 was used as an additive, and a mixed aqueous solution having respective concentrations of 0.15% by mass and 0.15% by mass was foamed and mixed as a foaming material.
サンプルＮｏ１１，１２は、一般式（２）の気泡剤及び一般式（３），（４）の添加剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１１は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＣ４Ｅ２及びＰＥＧ６００を用い、それぞれの濃度を０．３０質量％，０．１５質量％，０．１５質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプルＮｏ１２は、サンプルＮｏ１１のＡＯＳ濃度を０．１５質量％に変更した混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。 Samples Nos. 11 and 12 are samples made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (2) and the additives of the general formulas (3) and (4) are added to water. That is, Sample No. 11 uses AOS as a foaming agent, C4E2 and PEG600 as additives, and a mixed aqueous solution with respective concentrations of 0.30 mass%, 0.15 mass%, and 0.15 mass% as a foaming material And foamed and mixed with the sample soil. Sample No12 is obtained by foaming and mixing a mixed aqueous solution in which the AOS concentration of sample No11 is changed to 0.15% by mass as a foaming material.
サンプルＮｏ１３は、一般式（１）の気泡剤を水に添加し、添加剤を不添加とした起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１３は、気泡剤としてＡＳ及びＡＥＳを用い、それぞれの濃度を０．２１質量％，０．０９質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。 Sample No. 13 is a sample made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (1) is added to water and the additive is not added. That is, sample No13 uses AS and AES as a foaming agent, foams a mixed aqueous solution with respective concentrations of 0.21% by mass and 0.09% by mass as a foaming material, and mixes it with sample soil. .
サンプルＮｏ１４，１５は、一般式（１）の気泡剤及び一般式（３），（４）の添加剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１４は、気泡剤としてＡＳ及びＡＥＳを、添加剤としてＣ４Ｅ２及びＰＥＧ６００を用い、それぞれの濃度を０．２１質量％，０．０９質量％，０．３０質量％，０．３０質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプル１５は、サンプル１４のＣ４Ｅ２濃度及びＰＥＧ６００濃度を、それぞれ０．１５質量％に変更した混合水溶液を起泡材として発泡及び混合したものである。
Samples Nos. 14 and 15 are samples made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (1) and the additives of the general formulas (3) and (4) are added to water. That is, sample No. 14 uses AS and AES as foaming agents, C4E2 and PEG600 as additives, and the respective concentrations are 0.21 mass%, 0.09 mass%, 0.30 mass%, and 0.30 mass%. The mixed aqueous solution was foamed as a foaming material and mixed with the sample soil.
サンプルＮｏ１６は、一般式（２）の気泡剤、及び有害物質の不溶化剤を水に添加し、添加剤を不添加とした起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１６は、気泡剤としてＡＯＳを、不溶化剤としてＦｅＳＯ４を用い、ＡＯＳの濃度を１．８０質量％、ＦｅＳＯ４を規定濃度（全鉄量がサンプルの６．３５質量％となる濃度）とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。 Sample No. 16 is a sample made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (2) and the insoluble agent for harmful substances are added to water and the additive is not added. That is, sample No. 16 uses AOS as a foaming agent, FeSO 4 as an insolubilizer, AOS concentration is 1.80% by mass, FeSO 4 is a specified concentration (concentration in which the total iron amount is 6.35% by mass of the sample). The mixed aqueous solution was foamed as a foaming material and mixed with sample soil.
サンプルＮｏ１７〜２０は、一般式（２）の気泡剤、一般式（３）或いは比較例の添加剤、及び有害物質の不溶化剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ１７は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＣ１Ｅ２を、不溶化剤としてＦｅＳＯ４を用い、ＡＯＳの濃度を１．８０質量％、Ｃ１Ｅ２の濃度を１．８０質量％、ＦｅＳＯ４を規定濃度とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプルＮｏ１８は、サンプルＮｏ１７の添加剤をＣ２Ｅ２Ｃ２（濃度１．８０質量％）に変更した混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。同様に、サンプルＮｏ１９ではサンプルＮｏ１７の添加剤をＣ６Ｅ２（濃度を１．８０質量％）に変更し、サンプルＮｏ２０ではサンプルＮｏ１７の添加剤をＣ８Ｅ２（濃度１．８０質量％）に変更した混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。 Samples Nos. 17 to 20 are samples made of a foaming material in which a foaming agent of the general formula (2), an additive of the general formula (3) or a comparative example, and an insolubilizing agent for harmful substances are added to water. That is, sample No. 17 uses AOS as a foaming agent, C1E2 as an additive, FeSO 4 as an insolubilizer, AOS concentration 1.80 mass%, C1E2 concentration 1.80 mass%, and FeSO 4 A mixed aqueous solution having a concentration is foamed as a foaming material and mixed with sample soil. Sample No. 18 is obtained by foaming a mixed aqueous solution in which the additive of Sample No. 17 is changed to C2E2C2 (concentration: 1.80% by mass) as a foaming material and mixing it with sample soil. Similarly, in sample No19, the mixed aqueous solution in which the additive in sample No17 was changed to C6E2 (concentration 1.80 mass%) and in sample No20, the additive in sample No17 was changed to C8E2 (concentration 1.80 mass%). It is foamed as a foaming material and mixed with sample soil.
サンプルＮｏ２１〜２５は、一般式（２）の気泡剤、一般式（４）或いは比較例の添加剤、及び有害物質の不溶化剤を水に添加した起泡材で作製されたサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ２１は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＤＥＧを、不溶化剤としてＦｅＳＯ４を用い、ＡＯＳの濃度を１．８０質量％、ＤＥＧの濃度を１．８０質量％、ＦｅＳＯ４を規定濃度とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。サンプルＮｏ２２は、サンプルＮｏ２１の添加剤をＰＥＧ１５４０（濃度１．８０質量％）に変更し、サンプルＮｏ２３は、サンプルＮｏ２１の添加剤をＥＧ（濃度１．８０質量％）に変更した混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。同様に、サンプルＮｏ２４は、サンプルＮｏ２１の添加剤をＰＥＧ２０００（濃度１．８０質量％）に変更し、サンプルＮｏ２５は、サンプルＮｏ２１の添加剤をＰＥＧ４０００Ｋ（濃度１．８０質量％）に変更した混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土に混合したものである。 Samples Nos. 21 to 25 are samples made of a foaming material in which a foaming agent of the general formula (2), an additive of the general formula (4) or a comparative example, and an insolubilizing agent for harmful substances are added to water. That is, sample No. 21 uses AOS as a foaming agent, DEG as an additive, and FeSO 4 as an insolubilizing agent. The concentration of AOS is 1.80% by mass, the concentration of DEG is 1.80% by mass, and FeSO 4 is specified. A mixed aqueous solution having a concentration is foamed as a foaming material and mixed with sample soil. For sample No22, the additive of sample No21 was changed to PEG1540 (concentration 1.80 mass%), and for sample No23, a mixed aqueous solution in which the additive of sample No21 was changed to EG (concentration 1.80 mass%) was foamed The material is foamed and mixed with the sample soil. Similarly, sample No24 is a mixed aqueous solution in which the additive of sample No21 is changed to PEG2000 (concentration 1.80% by mass), and sample No25 is a mixed aqueous solution in which the additive of sample No21 is changed to PEG4000K (concentration 1.80% by mass). Is foamed as a foaming material and mixed with sample soil.
サンプルＮｏ２６〜２９は、一般式（２）の気泡剤、一般式（３）または（４）の添加剤を水に添加した起泡材で作製され、有害物質の不溶化剤を、気泡と試料土の混合時に或いは気泡と試料土の混合後に添加したサンプルである。すなわち、サンプルＮｏ２６は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＣ４Ｅ２を用い、ＡＯＳの濃度を１．８０質量％、Ｃ４Ｅ２の濃度を１．８０質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土１ｋｇに対して気泡が８．８ｇとなるように添加した。その際、不溶化剤としてのＦｅＳＯ４水溶液を、全鉄量がサンプルの６．３５質量％となるように添加した。その後、気泡及び不溶化剤を試料土に対して均一に混合した。サンプルＮｏ２７は、不溶化剤の添加方法がサンプルＮｏ２６と相違している。すなわち、サンプルＮｏ２７では、気泡を試料土に混合した気泡混合土に対し、不溶化剤を添加した。 Samples Nos. 26 to 29 are made of a foaming material in which the foaming agent of the general formula (2) and the additive of the general formula (3) or (4) are added to water. Or a sample added after mixing of bubbles and sample soil. That is, sample No. 26 is foamed as a foaming material using AOS as a foaming agent, C4E2 as an additive, a mixed aqueous solution having a concentration of AOS of 1.80% by mass and a concentration of C4E2 of 1.80% by mass, It added so that a bubble might be 8.8g with respect to 1kg of sample soil. At that time, an FeSO 4 aqueous solution as an insolubilizing agent was added so that the total iron amount was 6.35% by mass of the sample. Thereafter, the bubbles and the insolubilizing agent were uniformly mixed with the sample soil. Sample No. 27 differs from Sample No. 26 in the method of adding the insolubilizing agent. That is, in sample No. 27, the insolubilizing agent was added to the bubble mixed soil in which bubbles were mixed with the sample soil.
サンプルＮｏ２８は、気泡剤としてＡＯＳを、添加剤としてＰＥＧ６００を用い、ＡＯＳの濃度を１．８０質量％、ＰＥＧ６００の濃度を１．８０質量％とした混合水溶液を起泡材として発泡させ、試料土１ｋｇに対して気泡が８．８ｇとなるように添加した。その際、不溶化剤としてのＦｅＳＯ４水溶液を、全鉄量がサンプルの６．３５質量％となるように添加した。その後、気泡及び不溶化剤を試料土に対して均一に混合した。サンプルＮｏ２９は、不溶化剤の添加方法がサンプルＮｏ２８と相違している。すなわち、サンプルＮｏ２８では、気泡を試料土に混合した気泡混合土に対し、不溶化剤を添加した。 In sample No. 28, AOS was used as a foaming agent, PEG600 was used as an additive, a mixed aqueous solution having an AOS concentration of 1.80 mass% and a PEG600 concentration of 1.80 mass% was foamed as a foaming material, It added so that a bubble might be 8.8g with respect to 1 kg. At that time, an FeSO 4 aqueous solution as an insolubilizing agent was added so that the total iron amount was 6.35% by mass of the sample. Thereafter, the bubbles and the insolubilizing agent were uniformly mixed with the sample soil. Sample No. 29 is different from Sample No. 28 in the method of adding the insolubilizing agent. That is, in sample No. 28, the insolubilizing agent was added to the bubble mixed soil in which bubbles were mixed with the sample soil.
以下、試験結果について説明する。ミニスランプ試験では、スランプ値を小数点以下１桁まで読み取り、スランプ値で３．０ｃｍ以上のサンプルを合格とした。これは、混合から１５分経過時点でのスランプ値が３．０ｃｍ以上であれば、掘削土砂についてチャンバー９の通過期間に亘って十分な流動性が確保できるとの知見による。
Hereinafter, the test results will be described. In the mini slump test, the slump value was read to the first decimal place, and samples with a slump value of 3.0 cm or more were accepted. This is based on the knowledge that if the slump value after the lapse of 15 minutes from the mixing is 3.0 cm or more, sufficient fluidity can be secured over the passage time of the
まず、気泡剤や添加剤を単体で用いた場合の結果について検討する。サンプルＮｏ１，２，７，１３，１６の結果を参照すると、サンプルＮｏ１のスランプ値は０．０ｃｍ、サンプルＮｏ２のスランプ値は２．０ｃｍ、サンプルＮｏ７のスランプ値は不発泡により評価不能、サンプルＮｏ１３のスランプ値は２．５ｃｍ、サンプルＮｏ１６のスランプ値は２．１ｃｍであった。 First, the results when a foaming agent or additive is used alone will be examined. Referring to the results of samples Nos. 1, 2, 7, 13, and 16, the slump value of sample No. 1 is 0.0 cm, the slump value of sample No. 2 is 2.0 cm, and the slump value of sample No. 7 cannot be evaluated due to non-foaming. The slump value was 2.5 cm, and the slump value of Sample No. 16 was 2.1 cm.
スランプ値が３．０ｃｍ以上のサンプルがなかったことから、気泡剤としてＡＯＳを用いても、ＡＳとＡＥＳの混合物を用いても１５分後のスランプ値が小さく、気泡シールド工法に必要な流動性を得ることは難しいことが確認された。また、サンプルＮｏ１６の結果より、不溶化剤（鉄塩）を含む場合には、気泡剤を高濃度にしても気泡シールド工法に必要な流動性を得ることは難しいことが確認された。さらに、サンプルＮｏ７の起泡材が不発泡であったことから、添加剤そのものを起泡材として用いることは困難であることが確認された。 Since there was no sample with a slump value of 3.0 cm or more, the slump value after 15 minutes was small whether AOS was used as a foaming agent or a mixture of AS and AES, and the fluidity required for the bubble shield method It was confirmed that it was difficult to obtain. Moreover, from the result of sample No16, when the insolubilizing agent (iron salt) was included, it was confirmed that it was difficult to obtain the fluidity necessary for the bubble shield method even when the concentration of the bubble agent was high. Furthermore, since the foaming material of sample No7 was non-foaming, it was confirmed that it was difficult to use the additive itself as the foaming material.
次に、添加剤として一般式（３）、すなわちＲ３−Ｏ−（ＡＯ）ｐ−Ｒ４で表される化合物を用いた結果について検討する。ここでは、サンプルＮｏ３〜６，Ｎｏ１７〜２０，Ｎｏ２６〜２７の結果を参照する。サンプルＮｏ３のスランプ値は８．９ｃｍ、サンプルＮｏ４のスランプ値は３．５ｃｍ、サンプルＮｏ５のスランプ値は３．０ｃｍ、サンプルＮｏ６のスランプ値は０．０ｃｍであった。そして、サンプルＮｏ１７のスランプ値は５．８ｃｍ、サンプルＮｏ１８のスランプ値は５．３ｃｍ、サンプルＮｏ１９及びＮｏ２０のスランプ値は不発泡により評価不能であった。また、サンプルＮｏ２６のスランプ値は３．０ｃｍ、サンプルＮｏ２７のスランプ値は３．４ｃｍであった。 Next, the results of using the compound represented by the general formula (3), that is, R3-O- (AO) p-R4 as an additive will be examined. Here, the results of samples Nos. 3 to 6, Nos. 17 to 20, and Nos. 26 to 27 are referred to. The slump value of sample No3 was 8.9 cm, the slump value of sample No4 was 3.5 cm, the slump value of sample No5 was 3.0 cm, and the slump value of sample No6 was 0.0 cm. And the slump value of sample No17 was 5.8 cm, the slump value of sample No18 was 5.3 cm, and the slump value of samples No19 and No20 could not be evaluated due to non-foaming. Moreover, the slump value of sample No. 26 was 3.0 cm, and the slump value of sample No. 27 was 3.4 cm.
添加剤としてＣ４Ｅ２、Ｃ１Ｅ２、及びＣ２Ｅ２Ｃ２を用いたサンプルＮｏ３〜５，Ｎｏ１７〜１８，Ｎｏ２６〜２７については、スランプ値が３．０ｃｍ以上であった。これらの結果から、一般式：Ｒ３−Ｏ−（ＡＯ）ｐ−Ｒ４において、Ｒ３については炭素数１（Ｃ１Ｅ２）〜４（Ｃ４Ｅ２）までの化合物が使用できると考えられた。ＡＯについては、少なくとも炭素数２（ＥＯ）の化合物が使用できると考えられた。ｐについては、少なくとも２の化合物が使用できると考えられた。Ｒ４については、水素原子（Ｃ４Ｅ２，Ｃ１Ｅ２）〜炭素数２（Ｃ２Ｅ２Ｃ２）までの化合物が使用できると考えられた。 About sample No3-5, No17-18, No26-27 using C4E2, C1E2, and C2E2C2 as an additive, the slump value was 3.0 cm or more. From these results, it was considered that a compound having 1 (C1E2) to 4 (C4E2) carbon atoms can be used for R3 in the general formula: R3-O- (AO) p-R4. Regarding AO, it was considered that a compound having at least 2 carbon atoms (EO) could be used. For p, it was thought that at least two compounds could be used. Regarding R4, it was considered that a compound having a hydrogen atom (C4E2, C1E2) to 2 carbon atoms (C2E2C2) can be used.
サンプルＮｏ１７〜１８，Ｎｏ２６〜２７の結果より、気泡剤や添加剤の濃度を高めることで、不溶化剤（鉄塩）の存在下でも十分な流動性を確保できると考えられた。また、サンプルＮｏ３〜５の結果より、気泡剤や添加剤の濃度を変えることで気泡混合土の流動性を調整できることも確認された。 From the results of Samples Nos. 17 to 18 and Nos. 26 to 27, it was considered that sufficient fluidity could be secured even in the presence of an insolubilizing agent (iron salt) by increasing the concentration of the foaming agent or additive. Moreover, it was also confirmed from the results of Sample Nos. 3 to 5 that the fluidity of the bubble mixed soil can be adjusted by changing the concentration of the bubble agent and the additive.
一方、比較例の添加剤であるＣ６Ｅ２及びＣ８Ｅ２を用いたサンプルＮｏ６，Ｎｏ１９〜２０において、スランプの値が０．０ｃｍであったり、起泡材が不発泡であったりしたことから、Ｒ３の炭素数を６以上にしてしまうと、気泡シールド工法に必要な流動性を得難いことが確認された。 On the other hand, in samples No. 6 and No. 19 to 20 using C6E2 and C8E2 which are the additives of the comparative example, the value of slump was 0.0 cm or the foaming material was non-foamed. It was confirmed that when the number was 6 or more, it was difficult to obtain the fluidity necessary for the bubble shield method.
次に、添加剤として一般式（４）、すなわちＨＯ−（ＡＯ）ｑ−Ｈで表される化合物を用いた結果について検討する。ここでは、サンプルＮｏ８〜１０，Ｎｏ２１〜２５，Ｎｏ２８〜２９の結果を参照する。サンプルＮｏ８のスランプ値は８．５ｃｍ、サンプルＮｏ９及びＮｏ１０のスランプ値はともに０．０ｃｍであった。サンプルＮｏ２１のスランプ値は３．０ｃｍ、サンプルＮｏ２２のスランプ値は４．２ｃｍであった。サンプルＮｏ２３〜２５のスランプ値は、不発泡や高分子凝集による影響で評価不能であった。サンプルＮｏ２８のスランプ値は３．２ｃｍ、サンプルＮｏ２９のスランプ値は３．０ｃｍであった。 Next, the result of using a compound represented by the general formula (4), that is, HO— (AO) q—H as an additive will be examined. Here, the results of samples Nos. 8 to 10, Nos. 21 to 25, and Nos. 28 to 29 are referred to. The slump value of sample No8 was 8.5 cm, and the slump values of samples No9 and No10 were both 0.0 cm. The slump value of sample No21 was 3.0 cm, and the slump value of sample No22 was 4.2 cm. The slump values of Sample Nos. 23 to 25 could not be evaluated due to the influence of non-foaming or polymer aggregation. The slump value of sample No. 28 was 3.2 cm, and the slump value of sample No. 29 was 3.0 cm.
添加剤としてＤＥＧ、ＰＥＧ６００、及びＰＥＧ１５４０を用いたサンプルＮｏ８，Ｎｏ２１〜２２，Ｎｏ２８〜２９については、スランプ値が３．０ｃｍ以上であった。これらの結果から、一般式：ＨＯ−（ＡＯ）ｑ−Ｈにおいて、ＡＯについては、少なくとも炭素数２の化合物が使用できると考えられた。ｑについては、２（ＤＥＧ）〜３５（ＰＥＧ１５４０）の化合物が使用できると考えられた。そして、サンプルＮｏ２１〜２２，Ｎｏ２８〜２９の結果より、気泡剤や添加剤の濃度を高めることで、不溶化剤（鉄塩）の存在下でも十分な流動性を確保できると考えられた。 About sample No8, No21-22, No28-29 using DEG, PEG600, and PEG1540 as an additive, the slump value was 3.0 cm or more. From these results, it was considered that a compound having at least 2 carbon atoms can be used for AO in the general formula: HO- (AO) q-H. Regarding q, it was considered that compounds of 2 (DEG) to 35 (PEG 1540) could be used. And from the results of Samples Nos. 21 to 22 and Nos. 28 to 29, it was considered that sufficient fluidity could be secured even in the presence of an insolubilizing agent (iron salt) by increasing the concentration of the foaming agent or additive.
一方、比較例の添加剤であるＥＧ、ＰＥＧ２０００〜ＰＥＧ２００００を用いたサンプルＮｏ９〜１０，Ｎｏ２３〜２５については、何れもスランプの値が０．０ｃｍであったり、評価不能であったりしたことから、ｑについては、１（ＥＧ）または４５（ＰＥＧ２０００）以上になると、気泡シールド工法に必要な流動性を得難いことが確認された。 On the other hand, for the samples No. 9 to 10 and No. 23 to 25 using EG and PEG 2000 to PEG 20000 as the additive of the comparative example, the slump value was 0.0 cm or could not be evaluated. Regarding q, it was confirmed that when it was 1 (EG) or 45 (PEG 2000) or more, it was difficult to obtain the fluidity necessary for the bubble shield method.
次に、複数種類の気泡剤や複数種類の添加剤を混合して用いた結果について説明する。ここでは、サンプルＮｏ１１〜１２，Ｎｏ１４〜１５の結果を参照する。サンプルＮｏ１１のスランプ値は４．６ｃｍ、サンプルＮｏ１２のスランプ値は３．５ｃｍ、サンプルＮｏ１４のスランプ値は４．８ｃｍ、サンプルＮｏ１５のスランプ値は４．２ｃｍであり、何れも３．０ｃｍ以上であった。 Next, the results of using a mixture of a plurality of types of foaming agents and a plurality of types of additives will be described. Here, the results of samples No. 11 to No. 12 and No. 14 to 15 are referred to. The slump value of sample No11 is 4.6 cm, the slump value of sample No12 is 3.5 cm, the slump value of sample No14 is 4.8 cm, and the slump value of sample No15 is 4.2 cm, both of which are 3.0 cm or more. It was.
これらの結果から、気泡剤としてＡＳやＡＥＳを混合して使用してもよく、添加剤として一般式（３）と（４）で表される化合物同士を混合して使用してもよいことが確認された。さらに、不溶化剤（鉄塩）が存在する場合、気泡剤や添加剤の濃度を高めることで必要な流動性が得られることも確認された。 From these results, AS or AES may be mixed and used as a foaming agent, and the compounds represented by the general formulas (3) and (4) may be mixed and used as an additive. confirmed. Furthermore, it was also confirmed that when the insolubilizing agent (iron salt) is present, the necessary fluidity can be obtained by increasing the concentration of the foaming agent or additive.
なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。 In addition, the description of the above embodiment is for facilitating understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
１…シールドマシン，２…スキンプレート，３…隔壁，４…カッター，５…カッターモーター，６…気泡注入管，７…スクリューコンベア，８…土圧センサ，９…チャンバー，１０…支持アーム
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記気泡剤はアニオン系界面活性剤であり、
前記添加剤は、一般式
Ｒ３−Ｏ−（ＡＯ）ｐ−Ｒ４、及び、ＨＯ−（ＡＯ）ｑ−Ｈ
（上記式中、Ｒ３は炭素数１〜４の炭化水素基、Ｒ４は水素原子または炭素数１〜４の炭化水素基、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物、ｐはＡＯの平均付加モル数であって１〜５の数、ｑはＡＯの平均付加モル数であって２〜４０の数である）
で表される化合物のうち、１種または２種以上を含有することを特徴とする気泡シールド工法用起泡材。 A foaming material for a bubble shield method containing a foaming agent and an additive,
The foaming agent is an anionic surfactant,
The additives are represented by the general formula R3-O- (AO) p-R4 and HO- (AO) q-H.
(In the above formula, R3 is a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, R4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and AO is one or more kinds of oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms. And p is the average number of moles of AO added and is 1 to 5, and q is the average number of moles of AO added and is 2 to 40)
A foaming material for a bubble shield method, which comprises one or more of the compounds represented by formula (1).
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