JP2017145633A

JP2017145633A - 建設基礎用薬液

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Publication number: JP2017145633A
Application number: JP2016028699A
Authority: JP
Inventors: 勇太村井; Yuta Murai
Original assignee: Asahi Yukizai Corp
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: JP6688628B2

Abstract

【課題】水ガラスとポリオールを必須成分として配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液からなる建設基礎用薬液において、施工性に優れた薬液を提供すること。【解決手段】水ガラス及びポリオールを必須成分として配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液とからなる建設基礎用薬液において、ポリオールとして、水酸基価が１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテルポリオールを用いると共に、かかるＡ液に配合された水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、１００〜２００質量部の割合において、水が含有せしめられるようにし、且つそのようなＡ液には、実質的にアミン化合物が配合されていないようにした。【選択図】なし

Description

本発明は、土木・建築用建設資材などの幅広い分野で、脆弱な地盤や岩盤を堅固にするための地盤改良の際に用いられ、例えば架台や鋼材を固定するための基礎として用いることができる建設基礎用薬液に関するものである。

従来より、構造物の基礎地盤の改良や、脆弱な地盤や岩盤上に荷重強度の高い構造物を構築する場合や山留め壁の強化、さらに土留め及び止水等などの目的で、建設基礎用薬液による地盤改良が行われてきた。この地盤改良に用いることができる建設基礎用薬液としては、地盤性状などに対応して、適宜に選択されているが、比較的安価であることから、主にセメント系建設基礎用薬液が多用されている。

そして、そのようなセメント系建設基礎用薬液としては、例えば特許文献１に明らかにされているように、セメント系材料と、カルボン酸基及びスルホン酸基からなる群より選ばれる１種以上の官能基を有する高分子化合物及びその塩からなる群より選ばれる１種以上の粉末状高分子化合物とを含有する地盤改良用粉末状セメント組成物があり、現場計量に対する添加量管理を容易に行なうことができるために、液体状混和剤を後添加する時のように混練に煩雑さを伴わず、施工効率が向上するものであった。

しかしながら、セメント系建設基礎用薬液の欠点としては、流動性が高いうえに、固化時間の長さにより、施工後から固まるまでに数日を要するという問題や、湿度が高い環境や水の出るような環境では固まるのが更に遅くなったり、物性が低下したりするという問題や、特に雨天時などは施工が困難であり、施工時期が限定されるという問題がある。

また、上記の他にも、鋼材または長尺ボルトからなる補強材を、地盤または岩盤に定着させるため定着材用薬液を用いる方法などがあり、この定着材用薬液として、例えば特許文献２に記載されているような、水ガラスと第三級アミン触媒を必須成分とすると共に、更にグリセリンを必須成分とするＡ液と、ジフェニルメタンジイソシアネートを必須成分とするＢ液とからなる長尺ボルト定着材用薬液があり、そこでは、水ガラスと第三級アミン触媒を必須成分とするＡ液にグリセリンを配合することにより、水ガラスと第三級アミン触媒の相溶性が向上するため、Ａ液の分離を抑制することが出来、安定した発泡倍率で安定した硬化物を得ることが出来るものであった。

しかしながら、トリエチレンジアミン等の、ウレタン化反応を強く促進する第三級アミン触媒を使用する場合において、その添加量が少な過ぎると、硬化までに時間がかかり過ぎ、またその添加量が多すぎると、反応の制御が難しく、基礎体内部の温度が高くなり、そのため激しい反応が起こり、危険であるという問題が惹起され、触媒量の調整が難しいという問題がある。また、前記定着材用薬液は、地盤に掘った長穴に長尺ボルトを配置せしめて、薬液で定着させるものであることから、比較的少量の薬液となるため、反応の制御は可能な範囲であるが、本発明のような建築基礎としての用途では、比較的大きな面積に多量に薬液を流し込むこととなるところから、反応の制御は困難となり、その反応により発生するガスによる内圧の上昇により、クラックの発生やフォームの破裂が生ずることとなったり、発泡倍率が高くなり、強度が低下したりするという問題があった。また、多量に第三級アミンを用いる場合には、薬液単体や硬化中に環境中にアミン触媒が揮発するため、周辺環境への悪影響や施工の際に作業環境を悪化させるという問題があった。

特開平１１−２５６１６１号公報特開２００２−２８５１５５号公報

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、水ガラスとポリオールを必須成分として配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液からなる建設基礎用薬液において、施工性に優れた薬液を提供することにある。

そして、本発明は、上記した課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組合せにおいて、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載から把握される発明思想に基づいて認識され得るものであることが、理解されるべきである。

（１）水ガラス及びポリオールを必須成分として配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液とからなる建設基礎用薬液であって、
前記ポリオールとして、水酸基価が１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテルポリオールが用いられていると共に、前記Ａ液に配合された水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、１００〜２００質量部の割合において、水が含有せしめられてなり、且つ前記Ａ液には、実質的にアミン化合物が配合されていないことを特徴とする建設基礎用薬液。
（２）前記ポリエーテルポリオールが、前記Ａ液に配合された水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、２〜１５０質量部の割合において配合せしめられている前記態様（１）に記載の建設基礎用薬液。
（３）前記水ガラスがケイ酸ナトリウムの水溶液であり、且つ該ケイ酸ナトリウムのＳｉＯ₂ ／Ｎａ₂ Ｏのモル比が、２．０〜３．０の範囲内である前記態様（１）又は前記態様（２）に記載の建設基礎用薬液。
（４）前記Ａ液及び前記Ｂ液の粘度が、それぞれ、２５℃の温度下において８０〜５００ｍＰａ・ｓである前記態様（１）乃至前記態様（３）の何れか１つに記載の建設基礎用薬液。
（５）前記Ａ液と前記Ｂ液との混合比が、質量基準にて、１：０．５〜１：３である前記態様（１）乃至前記態様（４）の何れか１つに記載の建設基礎用薬液。
（６）発泡倍率が１〜２倍である硬化反応生成物を与える前記態様（１）乃至前記態様（５）の何れか１つに記載の建設基礎用薬液。
（７）前記Ａ液と前記Ｂ液の硬化反応時間が、５分以上である前記態様（１）乃至前記態様（６）の何れか１つに記載の建設基礎用薬液。

そして、このような本発明の構成によれば、水ガラスを配合してなるウレタン系の建設基礎用薬液において、アミン触媒を用いることが無くても、セメント系建築材の強度を安全に且つより短時間で実現し得ると共に、現場で水が出る環境下や雨の日の施工でも、問題なく使用することが出来、また薬液の臭気も効果的に抑制され得たのである。

要するに、本発明は、水ガラスとポリオールとを配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液とからなる二液型の建設基礎用薬液において、かかるポリオールとして、所定の水酸基価を有するポリエーテルポリオールを用いると共に、前記Ａ液に配合された水ガラス中の固形成分に対して、特定割合の水が含有せしめられてなるものであって、これにより、Ａ液とＢ液の何れにもアミン触媒を配合することなく、所期の目的を達成したところに、大きな特徴を有しているのである。

そして、そのような本発明に従う建設基礎用薬液を構成する二液のうちの一つであるＡ液において、その必須成分の一つである水ガラスは、よく知られているように、可溶性の珪酸化合物の水溶液である。ここで、かかる珪酸化合物としては、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、メタ珪酸ナトリウム、メタ珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウム、アルキルシリケート等を挙げることが出来るが、特に、本発明にあっては、入手が容易で、安価な珪酸ナトリウム（珪酸ソーダ）が、好適に用いられることとなる。そして、珪酸ナトリウムを用いる場合においては、ＳｉＯ₂ ／Ｎａ₂Ｏのモル比が、２．０〜３．０の範囲内であることが望ましい。このモル比が２．０よりも小さくなると、反応触媒やポリオール等の添加剤との相溶性が悪化し、ゲル状物の生成等が惹起され易くなるところから、長期保存が困難となるのである。また、モル比が３．０よりも大きくなると、粘度が高くなるために、低粘度のＡ液を設計することが困難となって、液の分散安定性が低下し、更に凝固点が高くなって、冬季に使用出来なくなる問題がある。

ところで、上記のような水ガラスとしては、各種のものが市販されており、本発明にあっては、そのような市販品を適宜に選択して用いることが出来る。なお、珪酸ナトリウムの水溶液に関しては、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｋ−１４０８）にて規定されており、１号、２号、３号等として知られているところであり、またこのＪＩＳ規格に準拠して配合されたものであれば、４号や５号等や、１．５号や２．５号等の配合のものであっても、それらを用いることが可能である。更に、そのような水溶液の形態にある水ガラス中における固形成分の割合は、ＪＩＳ規格の各号や、水ガラスの種類等に応じて種々異なるものとなるが、Ａ液の安定性や固結特性等の観点から、一般に、２０〜６０質量％程度とされ、好ましくは３５〜５５質量％の割合の固形成分を含有する水ガラスが、有利に用いられることとなる。

なお、水ガラス中の固形成分とは、水溶液の形態にある水ガラスから、水や溶剤等の揮発する物質を除いたもの（不揮発分）であって、この固形成分が、珪酸ナトリウム等の珪酸化合物に実質的に相当するものである。そして、そのような固形成分は、次のようにして測定されることとなる。即ち、アルミ箔製の試料皿（縦：９０ｍｍ、横：９０ｍｍ、高さ：１５ｍｍ）内に、試料（水ガラス）の１０ｇを秤量して、収容し、それを１８０±１℃に保持した加熱板上に載置して、２０分間放置した後、かかる試料皿を、その内面に試料が固着した状態で反転させて、更に２０分間、かかる加熱板上に放置することにより、試料の乾燥を行う。次いで、加熱板上から試料皿を取り出して、デシケーター中で放冷した後、秤量を行って、次式により、水ガラス中の固形成分の割合が求められる。
固形成分（％）＝［乾燥後の質量（ｇ）／乾燥前の質量（ｇ）］×１００

また、本発明にあっては、上記Ａ液を構成する必須成分の他の一つであるポリオールとして、所定の水酸基価を有するポリエーテルポリオールが、本発明の目的達成のために、用いられることとなるのである。ここで、そのようなポリエーテルポリオールの水酸基価は、１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であり、好ましくは２０〜５８０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内である。なお、かかる水酸基価が６００ｍｇＫＯＨ／ｇより大きくなると、硬化するまでの時間が長くなり、固化する前に、水ガラスとイソシアネートが分離を引き起こす恐れや、強度発現までに時間がかかり過ぎるため、短時間での強度の発現が困難となる問題がある。なお、このポリエーテルポリオールとしては、特に限定されるものではないが、例えば、少なくとも２個以上の活性水素基を有する多価アルコール類を開始剤として用いて、これに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させて、製造されたもの等を用いることが出来る。この開始剤となる多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類；グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類；ペンタエリスリトール；蔗糖、シュークロース等の糖類等をあげることが出来る。また、これらのポリエーテルポリオールは、単独で使用することが出来る他、適宜に組み合わせて併用することも可能である。

そして、上述の如きポリエーテルポリオールは、一般に、２００〜１００００程度の分子量を有していることが望ましく、更に２００〜５０００程度の分子量を有していることが、より望ましいのである。かかる分子量が２００よりも小さくなると、水ガラスと接触した際に一時的な凝固を形成し、薬液製造時の混合を妨げる恐れが生じ、また分子量が１００００よりも大きくなると、Ａ液とＢ液を混合した時の相溶性が悪くなるといった問題を惹起するおそれがある。

さらに、かかるポリエーテルポリオールの配合量は、水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、ポリエーテルポリオールが２〜１５０質量部、好ましくは２〜１００質量部、より好ましくは２〜７０質量部となるように、調整されることとなる。水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、ポリエーテルポリオールが２質量部よりも少なくなると、Ｂ液との反応が出来ずに、強度が発現され難くなるのである。また、水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、ポリエーテルポリオールが１５０質量部よりも多くなると、発泡倍率が高くなる傾向があり、本発明のように、発泡倍率を抑えたい用途には好ましくない。また、コスト的にも高くなり、経済性も損なわれることとなる。

ここで、本発明においては、Ａ液には、反応触媒としてアミン触媒が配合されることはなく、反応系に実質的に存在せしめられるものではないのである。ここで、実質的にアミン触媒が存在していないとは、定量分析によって、アミン類が１ｐｐｍ未満であることであり、１ｐｐｍ未満の微量なアミン類が検出されたとしても、異物と見なして、アミン触媒が添加されていないと判断する。その定量分析は、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等を用いて行われる。

よく知られているように、アミン触媒である第三級アミンは、イソシアネート基とアルコール性水酸基とのウレタン化反応や、イソシアネートと水との尿素化反応等の反応を促進する作用を有している。これらの反応は、発熱反応であるため、そのような反応によって生じる固結成形体の内部には、熱が蓄積されることとなる。そして、固結成形体が高温になった場合、水ガラス中の水分の気化した水蒸気や、水とイソシアネートとの反応により生じる炭酸ガスにより、内圧が高くなり、固結成形体にクラックが生じたり、発泡倍率が高くなったりする問題を惹起する。建設基礎用薬液は、基礎の固定や土台として用いられるものであるため、クラックの発生や発泡倍率が高くなると、物性が低下すると共に、寸法変化率が高くなることで、寸法安定性が悪くなる。このため、本発明では、アミン触媒を配合せずに、所定の水酸基価を有するポリエーテルポリオールにより反応を促進させることで、アミン触媒により急激に反応が促進させられることを防止することが出来るようにしたものである。このため、本発明では、建設基礎用薬液にて形成される固結成形体の内温を比較的低温化できることで、寸法安定性が高められ、また十分な強度が発現せしめられるのである。

また、Ａ液とＢ液との混合において、アミン触媒が配合されていないと、ポリオールや水ガラスの水分とポリイソシアネートとが反応する過程に置いて、硬化が均一に且つ緩やかに進むこととなるので、発泡しない又は非常に低い発泡倍率で、硬化させることが出来るのである。また、建設基礎用薬液の硬化が緩やかに進むため、硬化までに５分以上の時間的余裕を得ることができ、硬化時の建設基礎用薬液の固結成形体の内部温度も低く抑えることが出来る。

加えて、アミン触媒は強い臭気を有しているために、アミン触媒を用いた薬液を使用すると、現場での作業において、臭気により、作業環境が悪化するという問題があったが、本発明においては、アミン触媒を使用していないところから、臭気の問題がなく、作業環境を向上させることが出来る特徴がある。

本発明にあっては、Ａ液が、上記した水ガラスとポリオールとを配合せしめることによって調製され、また、それら水ガラス及びポリオールに、更に水を加えることによって、調製されることとなる。ここで用いられる水は、主にＡ液の低粘度化に寄与するものである。このような水は、純水、水道水、蒸留水、工業用水等、ゴミや塵等が混入していなければ、特に限定されないが、利用し易い工業用水や水道水が、有利に用いられることとなる。本発明にあっては、かかる水は、水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、１００〜２００質量部の割合において、好ましくは１２０〜１８０質量部、より好ましくは１２０〜１６０質量部の割合となるように用いられて、Ａ液が調製されることとなる。なお、水ガラスは水溶液の状態で使用されるところから、配合する材料以外に、水を実質的に加えなくても、何等差し支えない。この水の使用割合が、１００質量部より少なくなると、水ガラスの不安定化を引き起こす恐れがあり、Ａ液の保存安定性を悪化する問題が惹起され、また２００質量部よりも多くなると、水ガラスとイソシアネートの混合安定性を悪化させ、混合後の分離により、固結材強度の発現が不充分となる問題や、粘度が低くなり過ぎることによる土壌への浸透といった問題を惹起する。ここで、水ガラス中の固形成分に対する水の量とは、水ガラスの質量から固形成分の質量を除いた水ガラス中の水の質量と、別途加えられる水の質量との総量である。

一方、本発明に従う建設基礎用薬液を構成する二液のうちの他の一つであるＢ液は、従来と同様に、ポリイソシアネートを必須成分として調製されてなるものであって、本発明にあっては、そのようなＢ液中におけるポリイソシアネートの含有量が７０〜１００質量％、好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％となるように調整されることが望ましい。かかるポリイソシアネートの含有量が７０質量％よりも少なくなると、建設基礎材の強度が低下する問題がある。Ｂ液におけるポリイソシアネートの割合は高いほうが望ましく、Ｂ液をポリイソシアネートのみで構成しても良い。

ここで、かかるＢ液の必須成分であるポリイソシアネートは、分子中に２個以上のイソシアネート基（ＮＣＯ基）を有する有機系イソシアネート化合物であり、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート、ポリトリレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートの他、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等を挙げることができる。これらのポリイソシアネート成分は、単独で用いてもよく、また２種以上を併用してもよい。一般的には、反応性や経済性、取扱性等の観点から、ＭＤＩやクルードＭＤＩが、好適に用いられることとなる。

ところで、本発明に従う建設基礎用薬液を構成する上述の如きＡ液及びＢ液には、その使用目的に応じて、従来と同様な添加剤を添加せしめることが可能である。例えば、Ａ液に対する添加剤としては、界面活性剤、難燃剤、減粘剤等を挙げることが出来る。これらの添加剤は、Ａ液を構成する水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、０〜１５質量部、好ましくは０〜１０質量部の割合において用いられることとなる。また、Ｂ液に対する添加剤としては、界面活性剤、難燃剤、減粘剤等を挙げることが出来、その中で、界面活性剤や減粘剤は、ポリイソシアネートの１００質量部に対して、０〜２０質量部、好ましくは０〜１０質量部の割合となるように用いられ、また難燃剤は、ポリイソシアネートの１００質量部に対して、０〜５０質量部、好ましくは０〜４０質量部の割合となるように用いられることとなる。

ここで、界面活性剤は、親水性のＡ液と疎水性のＢ液の混合性を改善するために用いられるものである。この界面活性剤としては、例えばポリオキシアルキレン変性ジメチルポリシロキサン、ポリシロキサンオキシアルキレン共重合体等のシリコーン系界面活性剤；ポリオキシ脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性界面活性剤；アルキルベンゼンスルホン酸塩、カルボン酸塩などのアニオン系界面活性剤などが挙げられ、その中でも、混合性改善の観点から、シリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。なお、これらは、単独で用いられてもよく、２種以上を併用して、用いられてもよい。

また、難燃剤としては、例えば臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、ハロゲン化リン酸エステル、無機系難燃剤等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、２種以上を併用して、用いられてもよい。これらの中でも、環境への負荷が少なく、発泡性組成物の減粘剤としても機能する点で、リン酸エステルおよびハロゲン化リン酸エステルが好ましく用いられる。なお、リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリキシレニルホスフェート等が挙げられる。また、ハロゲン化リン酸エステルとしては、例えば、トリス（クロロエチル）ホスフェート、トリス（２−クロロプロピル）ホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェート、テトラキス（２−クロロエチル）ジクロロイソペンチルジホスフェート、ポリオキシアルキレンビス（ジクロロアルキル）ホスフェート等が挙げられる。

さらに、減粘剤は、溶剤として用いられるものであって、Ａ液又はＢ液に溶解されて、それらの液を減粘する働きを有するものであり、そのような機能を有するものである限りにおいて、特に限定されるものではなく、例えば、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のエーテル類；プロピレンカーボネート等の環状エステル類；ジカルボン酸アルキルエステル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類；石油系炭化水素類等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、また２種以上を併用して、用いられても、何等差し支えない。

更にまた、本発明に従って調製されるＡ液及びＢ液は、それぞれ、２５℃における（動）粘度が８０〜５００ｍＰａ・ｓとなるように、調整されることとなる。この粘度が８０ｍＰａ・ｓよりも低くなると、建設基礎用薬液を地盤に注ぎ込んだ際に、かかる薬液が地盤に染み込み、その使用量が増えるという問題が発生する。建設基礎用薬液は、穴を掘った地盤や木枠で囲われた地盤などに流し込んで使用するため、特に、本発明に従う建設基礎用薬液は、硬化までに５分以上かかるように調整されているため、硬化までの時間に地盤への染み込みが進んで、必要な固結体が得られなくなる。Ａ液とＢ液が、共に、８０ｍＰａ・ｓ以上であることで、このような染み込みが防止されるのである。また、それらの粘度が５００ｍＰａ・ｓよりも高くなると、Ａ液やＢ液が粘調な液となり、混合時の流動性が悪くなる等の問題を惹起する。

そして、かくの如きＡ液とＢ液とから構成される、本発明に従う建設基礎用薬液の使用に際しては、それら両液が、使用時に混合されて、目的とする地盤や岩盤等に対して、注入や流し込み等によって導入され、反応硬化せしめられることによって、基礎を形成することとなる。なお、かかるＡ液とＢ液との混合比は、Ａ液中の水酸基含有量とＢ液中のＮＣＯ基含有量とによって、適宜に変化せしめられることとなるが、一般に、質量基準にて、Ａ液：Ｂ液＝１：０．５〜１：３、好ましくは１：１〜１：２の範囲内において、採用されることとなる。また、それらＡ液やＢ液の使用方法についても、それらの使用の直前に、二液の混合が確実に行われ得る手法であれば、特に限定はなく、従来から公知の注入手法や流し込み手法が、適宜に採用されることとなる。

なお、Ａ液とＢ液とを混合した時の発泡倍率は、１〜２倍、好ましくは１〜１．５倍、より好ましくは１〜１．３倍であることが望ましい。この発泡倍率は、低ければ低いほど良く、２倍よりも大きくなると、建築基礎としての強度が得られ難くなる。

また、Ａ液とＢ液とを混合した時の硬化時間（混合してから硬化するまでの時間）は、５分以上、好ましくは５〜１２０分、より好ましくは１０〜６０分であることが、望ましい。この硬化時間が５分未満であると、例えば鋼材を固定するための土台に建設基礎用薬液を用いる場合、建設基礎用薬液を流し込んだ後、短時間で硬化してしまうと、建設基礎用薬液の流し込みの作業中に鋼材の位置がずれたりすることもあるため、そのような位置のずれを戻したり、微調整を行ったりすることが出来なくなる。混合してから硬化するまで、５分以上の猶予があれば、建設基礎用薬液を流し込んだ後も、鋼材の位置の調整が可能となる利点がある。また、本発明に従う建設基礎用薬液は、数時間以内には確実に硬化するので、セメント系建設基礎用薬液などのように養生に数日かける必要がなくなる利点がある。なお、本発明の建設基礎用薬液は、セメント系建設基礎用薬液と併用しても良く、例えば、本発明の建設基礎用薬液で基礎固定を行い、土台全体をセメント系建設基礎用薬液で固定させるようにすることも可能である。

さらに、Ａ液とＢ液とを混合した時の液流れが保持される時間（流動時間）は、５分以上、好ましくは５〜６０分、より好ましくは１０〜４０分であることが、望ましい。Ａ液とＢ液を混合してから、反応が始まるため、時間の経過と共に、流動性は低下していくこととなる。この流動時間が５分未満であると、特に、大量の薬液を混合して使用するときに、その混合液を均一に混合して、基礎として施工するまでに時間が掛かるところから、施工が完了するまでに流動性がなくなって、施工が出来なくなる恐れを生じる。

以下に、本発明の実施例や比較例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。

なお、以下の実施例及び比較例において得られたＡ液とＢ液の特性（粘度）と共に、Ａ液とＢ液とを混合して反応・発泡せしめて得られる建設基礎用薬液としての発泡体の発泡後の所見、圧縮強度、浸透距離については、それぞれ、以下の手法に従って、測定乃至は評価した。また、以下に示す「％」及び「部」は、何れも、質量基準である。

（１）粘度
ＪＩＳ−Ｋ−７１１７に準拠して、粘度を測定した。

（２）発泡倍率
表１及び表２に示される配合組成の、２５℃に調整されたＡ液とＢ液とを、表１〜２に示される所定の混合比において、全量が１ｋｇとなるように計量して、それを、２リットルのディスカップに収容し、充分に混合攪拌して、硬化せしめた。そして、反応終了後の発泡高さを測定し、発泡倍率を求めた。

（３）液流れ性（流動時間）
２５℃に調整したＡ液とＢ液とを、所定の混合比において、全量が１Ｋｇとなるように計量し、それを２リットルのディスカップに収容して、充分に混合攪拌した。混合撹拌開始から所定時間毎に容器を傾け、かかる容器を４５°以上傾けても、内容物が流れなくなった時間を求め、混合撹拌開始から流れなくなったときまでの時間を流動時間として、測定した。この流動時間は５分以上を合格とする。

（４）硬化時間
２５℃に合わせたＡ液とＢ液とを所定の混合比で混合した後、反応生成物（固結体）からガス（水蒸気）が発生するまでの時間及び反応生成物の表面に釘が刺さらなくなるまでの時間を測定し、何れか早い方を、硬化時間の終点とした。硬化時間は５分以上を合格とする。

（５）臭気
Ａ液とＢ液とを、所定の混合比で、全量が５Ｋｇとなるように計量し、これを１０リットルの容器に収容して、充分に混合攪拌した後、型枠に流し込み、硬化に至るまでの臭気を、下記の評価方法及び評価基準に基づく官能試験で、評価した。レベル３以上を合格とする。

（ｉ）評価方法
室温２０℃、相対湿度６０％の下で、１５名（内女性５名）の臭気パネラーが官能評価し、得られた官能評価レベルの平均レベルで、優劣を評価した。なお、このレベルが高いほど、消臭効果が高いことを意味する。
（ii）評価基準
レベル４：刺激臭はほとんど感じられない。
レベル３：刺激臭はやや感じられるが、実用上支障はない。
レベル２：刺激臭をやや強く感じる。
レベル１：刺激臭を非常に強く感じる。

（６）反応温度
２５℃に調整したＡ液とＢ液とを、所定の混合比で、全量が１Ｋｇとなるように計量して、これを２リットルのディスカップに収容し、充分に混合攪拌した後、熱電対を備え付けた１リットルの型に注ぎ込み、反応硬化せしめ、その際の最高温度を測定した。

（７）外観
前記発泡倍率試験後の硬化反応物（成形体）を目視で観察し、発泡による変形、分離による不均一な硬化、内圧による大きなクラック等の外観不良の有無を確認した。硬化物のサンプル３個のうち、３個の何れにも外観不良があるときは「×」、１〜２個に外観不良があるときは「△」、３個の全てに外観不良が認められない場合には「○」として、評価した。

（８）強度
Ａ液とＢ液を所定の混合比で混合撹拌し、上部が解放された内径：５０ｍｍ×高さ：１２０ｍｍの有底円筒型に流し込み、３０℃で２４時間養生した。かかる型内の反応生成物から、直径：５０ｍｍ×高さ：１００ｍｍの試験体を切り出し、ＪＩＳ−Ｋ−７２２０に準じて測定を行った。強度は１０ＭＰａ以上を合格とする。

（実施例１）
−Ａ液の調製−
水ガラスとして、ケイ酸ナトリウム２号（ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比：２．５）の固形成分４０％の水溶液を用い、その１００部に、ポリオール１０部を加えて、均一に混合せしめることによって、Ａ液を得た。そして、この得られたＡ液の粘度を測定し、その結果を、下記表１に示した。

なお、ここで用いられたポリオールは、分子量１０００、官能基数２、水酸基価１１２ｍｇＫＯＨ／ｇのポリプロピレングリコール（ＰＰ−１０００：三洋化成工業株式会社製）である。なお、本実施例においては、水ガラスに含まれる固形成分を１００部とした場合において、Ａ液中の水の量は、１５０部に相当する。

−Ｂ液の調製−
ポリイソシアネートの１００部に、界面活性剤１部を加え、均一に混合して、Ｂ液とした。そして、この得られたＢ液の粘度を測定し、その結果を、下記表１に示した。なお、イソシアネートとしては、ポリメリックＭＤＩ（コスモネートＭ−２００：三井化学株式会社製）を用い、また界面活性剤としては、アルキレンオキサイド変性シリコーン（Ｌ−６９７０：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）を用いた。

次いで、上記で得られたＡ液とＢ液とを、質量比にて、１：１の割合で組み合わせて、均一に混合し、反応せしめた後、前述の評価手法に従って、各種評価試験を行い、それらの結果を、下記表１に示した。

（実施例２）
実施例１において、ポリオールを、分子量２００、官能基数２、水酸基価５６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリプロピレングリコール（ＰＰ−２００：三洋化成工業株式会社製）としたこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例３）
実施例１において、ポリオールを、分子量５０００、官能基数３、水酸基価３３ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール（ＦＡ−７０３：三洋化成工業株式会社製）としたこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例４）
実施例１において、ポリオールを１部としたこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例５）
実施例１において、ポリオールを２５部とし、界面活性剤を添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例６）
実施例１において、減粘剤としてセバシン酸ジオクチルの５部を添加する一方、界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例７）
実施例１において、Ａ液とＢ液とを、質量比にて、１．２５：１の割合で組み合わせたこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例８）
実施例１において、Ａ液とＢ液とを、質量比にて、１：３の割合で組み合わせたこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例９）
実施例１において、ポリオールを２０部とし、水を１０部添加する一方、界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。なお、本実施例においては、水ガラスに含まれる固形成分を１００部とした場合において、Ａ液中の水の量は、１７５部に相当する。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（実施例１０）
実施例７において、水ガラスとして、ケイ酸ナトリウム１号の固形成分４６％の水溶液を用いたこと以外は、実施例７と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表１に示した。

（比較例１）
実施例１において、Ａ液に、アミン触媒として、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＴ：東ソー株式会社製）の０．５部を更に加える一方、界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例２）
比較例１において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＭ７０：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例３）
比較例１において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＥＤＡ−Ｌ３３：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例４）
比較例１において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＭＲ：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例５）
実施例１において、ポリオールを、分子量９２、官能基数３、水酸基価１８３０ｍｇＫＯＨ／ｇのグリセリン（精製グリセリン：花王株式会社製）とし、Ａ液に、アミン触媒として、３級アミン触媒（ＴＥＤＡ−Ｌ３３：東ソー株式会社製）１部を更に加え、界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例６）
実施例１において、Ａ液に、アミン触媒として、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＴ：東ソー株式会社製）０．５部を更に加え、ポリオールと界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例７）
比較例６において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＭ７０：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例６と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表２に示した。

（比較例８）
比較例６において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＥＤＡ−Ｌ３３：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例６と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表３に示した。

（比較例９）
比較例６において、アミン触媒を、３級アミン触媒（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＭＲ：東ソー株式会社製）としたこと以外は、比較例６と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表３に示した。

（比較例１０）
比較例６において、Ａ液に、水を１０部更に加えたこと以外は、比較例６と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表３に示した。

（比較例１１）
実施例７において、水ガラスとして、ケイ酸ナトリウム１号の固形成分５２％の水溶液を用いたこと以外は、実施例７と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、その得られた結果を、下記表３に示した。

（比較例１２）
実施例１において、水を４０部添加する一方、界面活性剤は添加しないこと以外は、実施例１と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。なお、本実施例においては、水ガラスに含まれる固形成分を１００部とした場合において、Ａ液中の水の量は、１７５部に相当する。そして、その得られた結果を、下記表３に示した。

（比較例１３）
比較例６において、水酸基価が１０６０ｍｇＫＯＨ／ｇのジエチレングリコールを添加する一方、アミン触媒は添加しないこと以外は、比較例６と同様の手法に従って、それぞれ試験を行った。そして、得られた結果を、下記表３に示した。

なお、表２及び表３で測定不可になったものは、試験体が作製出来なかったか、クラックなどによる破損により、測定することが出来なかったものである。

上記表１〜表３の結果より明らかなように、実施例１〜１０のＡ液及びＢ液組成を採用することにより、アミン触媒（アミン化合物）を用いなくても、施工性並びに成形体（硬化物）物性において、優れた特性が発揮されることを認めた。これに対して、アミン触媒を用いた比較例１〜１０においては、何れも、臭気が発生する他、成形体物性も劣るものであった。また、アミン触媒を用いることなく、Ａ液中の水の量を少なくした比較例１１や水の量を多くした比較例１２、更には水酸基価の大きなポリオールを用いた比較例１３においては、施工性が充分でなく、且つ成形体物性も劣るものであった。

Claims

水ガラス及びポリオールを必須成分として配合してなるＡ液と、ポリイソシアネートを必須成分とするＢ液とからなる建設基礎用薬液であって、
前記ポリオールとして、水酸基価が１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテルポリオールが用いられていると共に、前記Ａ液に配合された水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、１００〜２００質量部の割合において、水が含有せしめられてなり、且つ前記Ａ液には、実質的にアミン化合物が配合されていないことを特徴とする建設基礎用薬液。
前記ポリエーテルポリオールが、前記Ａ液に配合された水ガラス中の固形成分の１００質量部に対して、２〜１５０質量部の割合において配合せしめられている請求項１に記載の建設基礎用薬液。
前記水ガラスがケイ酸ナトリウムの水溶液であり、且つ該ケイ酸ナトリウムのＳｉＯ₂ ／Ｎａ₂ Ｏのモル比が、２．０〜３．０の範囲内である請求項１又は請求項２に記載の建設基礎用薬液。
前記Ａ液及び前記Ｂ液の粘度が、それぞれ、２５℃の温度下において８０〜５００ｍＰａ・ｓである請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の建設基礎用薬液。
前記Ａ液と前記Ｂ液との混合比が、質量基準にて、１：０．５〜１：３である請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の建設基礎用薬液。
発泡倍率が１〜２倍である硬化反応生成物を与える請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の建設基礎用薬液。
前記Ａ液と前記Ｂ液の硬化反応時間が、５分以上である請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の建設基礎用薬液。