JP2019104805A

JP2019104805A - 充填材

Info

Publication number: JP2019104805A
Application number: JP2017237426A
Authority: JP
Inventors: 土屋　勉; Tsutomu Tsuchiya; 勉土屋; 山口　健二; Kenji Yamaguchi; 健二山口; 純一山野辺; Junichi Yamanobe; 光横張; Hikari Yokohari
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-27

Abstract

【課題】粗粒材・粗骨材を長距離移動させる流動性を利用してポンプ圧送なしでも管路内を砂等で完全に充填することが出来る充填材の提供。【解決手段】構成する材料が、不分離性材料と粗粒材と水と微細な空気泡からなり、前記の添加する水は前記不分離性材料の重量に対し１．９〜１９．０重量％であり、練り混ぜ後の空気を含む比重は０．７〜２．１であり、水中で材料分離せず、圧力によらず自重で空洞内を流動して充填領域を拡大するセルフレベリング性を有し、充填後は透水係数１．０×１０−４ｃｍ／ｓｅｃ以上の透水性を示すことを特徴とする充填材。さらに、充填するべき空洞（例えば、地下排水管）に供給した後、分離促進剤が添加されるのが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、地中の比較的深い箇所に存在する空洞（例えば地下排水管等の管路）であって、その内部に地下水等の水が充満されている空洞（例えば連続した管路）を充填材料で充填する空洞充填工事等で好適に使用される充填材に関する。

例えば地下排水管の様に内部に水が充満されている地下空洞を充填する際に、セメント系固化材で完全に固化させて閉塞するのではなく、透水性材料でこれを充填して当該空洞（地下排水管）の従来の水の流れを保持したままにしたいという要請が存在する。
地下の空洞を充填するための従来技術として、例えば、ポンプ圧送に優れた透水性組成物を使用して管路を充填する技術が存在する（例えば特許文献１参照）。
係る従来技術（特許文献１）を実施するに際してはポンプ圧送を考えなくてはならず、管路の上流にマンホール等または立坑がある場合でのみ施工が可能になる。
これに対し、充填しようとする管路の領域の上流側に大きな投入口が存在しない場合は、管路の途中にボーリング孔を削孔して投入孔を設ける必要がある。当該投入孔から砂を投入させるには、液体化させた砂を供給する。この場合、砂を沈降するために、ベントナイト泥水や充填材を加えた流動砂を作液して供給する。

しかし、作液された流動砂に、砂粒子が分離しない性質（不分離性）を持たせないと、作液された流動砂が管路内の水と混合して、希釈されることにより、砂粒子が流動砂から分離し、徐々に沈降するので、長距離搬送は不可能である。
また、管路の下流側の領域において、水のｐＨが上昇し、或いは、水の濁り等が発生し、環境面での問題が生じてしまう。

すなわち、特に、上流に大きな投入口がなく、ボーリング等で管路の途中に孔を開けて投入孔を削孔して、比較的深い地中に埋設され且つ内部が水で充填されている連続した管路を充填するためには、施工するのに用いられる充填材は、以下に列挙する要請に応える必要がある。
（１）φ１００ｍｍ〜φ３００ｍｍの垂直方向に延在する投入管から、地下管路内に流入させることが出来る。
（２）地中の管路内を投入口から水平方向に（３００ｍ以上）自重または水の流れで移動することが出来る。
（３）管路内を砂等で完全に充填することが出来る。
（４）管路の下流側における領域において、水に濁りや色が生じることが無く、ｐＨに影響を与えない。
（５）長期にわたって透水性を維持することが出来る。
（６）長期にわたって体積変化が生じない。
しかし、この様な要請に応えることが出来る充填材は、未だに提案されていない。

特開平６−１９２６５０号号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、粗粒材・粗骨材を長距離移動させる流動性を有し、上述した要請に応えることが出来る充填材の提供を目的としている。

本発明の充填材は、不分離性材料と粗粒材と水と微細な空気泡からなり、前記不分離性材料は前記水に対し１．９〜１９．０重量％であり、練り混ぜ後の空気を含む比重は０．７〜２．１であり、水中で材料分離せず、圧力によらず自重で空洞内を流動して充填領域を拡大するセルフレベリング性を有し、充填後は透水係数１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃ以上の透水性を示すことを特徴としている。

ここでセレフレベリング性とは、充填材自身が流動性かつ平坦性を持つことを意味しており、セルフレベリング性の物性値は、出願人の実験の結果より、ＪＨＳ３１３−１９９９シリンダー法によればフロー値が１５〜４０ｃｍ、勾配５．５％のφ１０ｃｍ空洞内を自重により１０ｍ以上流下する流動性を想定している。
本発明の充填材における粗粒材の透水係数は、１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃ以上である。

本発明の充填材における前記不分離性材料は、アニオン性芳香族化合物からなる主剤とアルキルトリメチルアンモニウムクロライドの助剤からなり、前記主剤の添加量は、充填材の添加する水重量に対し０．８〜８．０重量％であり、前記助剤の添加量は、充填材の添加する水重量に対し１．１〜１１．０重量％である。
そして、前記粗粒材自体の透水性を回復させる分離促進材は、前記不分離性材料の重量に対して０．０１〜８．００重量％を含有する水溶液として用い、当該分離促進剤水溶液量は、当該充填材の体積に対し同量以上後添加することが出来る。

本発明において、充填材の発泡を抑制するとともに、短時間で発生した気泡を消散させるために消泡剤を当該不分離性材料の重量に対し０．００５〜１．２００重量％添加し、消泡はするが不分離性は維持することが出来る。
ここで、消泡剤の添加方法としては、作液時に混合させる方法、充填時に一緒に混合させる方法、充填材の流下後に混合させる後添加方法、の３種類がある。

地下空洞充填後、充填材中の不分離性材料の不分離性は、水による希釈により消失する。充填材中の粗粒材は、混合する不分離性材料の粘性により沈殿を抑制されている。また粗粒材は、その間隙に不分離性材料があることで、不分離性材料の粘性により水が通過せず、その粗粒材の本来の透水性を持たない状態にある。粗粒材の沈殿および透水性の回復には、充填材中の不分離性材料の水による希釈による不分離性の消失が不可欠である。後述（実験例１０参照）する様に、水の希釈による消失には著しい時間がかかる。充填直後の充填材の間隙が不分離性材料で満たされており水自体を通しにくいからである。そのため一般的な充填作業を想定した場合、多大な作業時間が必要となり経済的ではない。

この問題を解決するため、本発明では、水に比べ短時間で消失させて、充填材中の粗粒材の沈降を促進させるとともに、粗粒材自体が持つ本来の透水性の回復を促進させる分離促進材（非イオン性界面活性剤）を、充填材を充填後に添加する。換言すれば、本発明において、地下空洞充填後、充填材中の不分離性材料の不分離性を水による希釈による消失に比べ短時間で消失させて、充填材中の粗粒材の沈降を促進させるとともに、粗粒材自体が持つ本来の透水性の回復を促進させる分離促進材（非イオン性界面活性剤）を後添加することが出来る。
その場合、分離促進材（非イオン性界面活性剤）は、前記不分離性材料の重量に対して０．０１〜８．００重量％を含有する水溶液として用い、当該分離促進剤水溶液量は、当該充填材の体積に対し同量以上後添加することで（濃度や添加量を変えて）、水による希釈の場合に比べた時間を調整することが可能である。
後述するように（実験例１１参照）、分離促進材（非イオン性界面活性剤）の水溶液は、充填材と同量以上は後添加しないと充填材の不分離性の消失効果が均一ではなくなることが確認されている。また、分離促進材の水溶液濃度が高濃度であること、分離促進材の添加量が多いほど不分離性の消失時間が短くなることも確認された。

上述の構成を具備する本発明の充填材によれば、高い流動性をもった不分離性材料が粗粒材粒子を取り込んで包囲する。そのため、粗粒材粒子は水中にあっても沈殿せずに、水中を長い距離に亘って流過（移動）することが出来る。そして、充填材で包み込むことにより粗粒材粒子の沈下を長時間に亘って抑制すると共に、充填材（粗粒材を包含した充填材）が自重で流れるくらいに流動性（セルフレべリング）を高めることが出来る。
すなわち、本発明の充填材によれば、充填するべき空洞（例えば地下排水管）内の水（例えば地下水）により希釈されて粗粒材が分離してしまうことが著しく低減される（不分離性を発揮する）。そのため、粗粒材の粒子を、長距離まで搬送することが出来る。そして、良好な流動性により、ポンプ圧送等を必要とすることなく、管路等の長距離に亘る充填が可能となり、且つ、充填するべき空洞（例えば地下排水管）を、全体的に充填することが出来る。

本発明の充填材は、充填するべき空洞（例えば地下排水管）内に供給（流入）した後、分離促進剤が添加されれば、分離促進剤により充填材の分離及び粗粒材の沈殿を促進される。これにより、任意の位置や時間に応じて粗粒材を沈殿し、粗粒材の性質、例えば透水性を復元することが出来る。
そして、空洞（例えば地下排水管）内を充填した粗粒材は、充填材から分離した状態となっているので、長期にわたって透水性を維持することが出来て、長期にわたって体積変化が生じない。

本発明の実施形態により充填するべき地下排水管を示す説明断面図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、本発明の実施形態を用いた充填の態様を示す図である。表１で示す砂材の各々における含水比とフロー値との相関を示す特性図である。表１で示す粗粒材の各々において、分離促進剤を添加しない場合の透水性回復時間特性を示す図である。充填材の比重と充填材到達距離との相関関係を示す特性図である。ビニール袋内の充填材に消泡剤を添加して１分間撹拌させた後の泡の高さの経時変化を示す特性図である。ビニール袋内の充填材に消泡剤を添加して２４時間後に１分間撹拌させた後の泡の高さの経時変化を示す特性図である。分離促進剤を供給しない場合と供給した場合における透水性が回復するまでの時間を比較して示す特性図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態は、充填材で充填するべき空洞として、図１で示す様な地下排水管１を想定している。
図１で示す様に、地下排水管１には地上側から立坑２、３が連通している。図１では、立坑２は充填用の立孔として用いられ、立坑３は排水用の立孔として用いられる。そして実施形態に係る充填材は、地上側の充填装置４から、充填孔２を介して、地下排水管１に投入される。
実施形態の充填材は良好な流動性を有し、充填材（の粗粒材粒子）は、ポンプ圧送等を必要とすることなく、水中に沈殿せずに水中を長い距離に亘って流過（移動）することが出来る。そのため、地下排水管１に長距離の範囲に亘って充填され、且つ、地下排水管１を全体的に充填する。
また実施形態では、充填材を地下排水管１内に供給（流入）した後、分離促進剤が添加されるので、地下排水管１内を充填した充填材は、粗粒材が充填材から確実に分離して沈殿する。そして、長期にわたって透水性を維持することが出来るので、長期にわたって体積変化が生じない。

実施形態では、図１、図２で示す様に、充填材の供給を複数回（例えば３回）に分けて行われる。なお図１において、符号Ｍで示す充填材は、先行する充填工により地下排水管１内に既に充填されている充填材を示している。
複数回に分けて行われる充填材の供給において、それぞれの回で供給（充填）される充填材が符号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で示されている。図２で示す様に、充填材（各充填分Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）は、地下排水管１において、長距離Ｌ（図１）に亘って、地下排水管１の断面における頂部近傍まで（図２参照）充填される。
それぞれの充填材Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が地下排水管１の断面（図１の断面ＡＡ）で占有する領域が、図２で示されており、最下方には充填材Ｍ１、その上方に充填材Ｍ２、最上方には充填材Ｍ３が専有している。明示はされていないが、充填に際しては、最初に充填材Ｍ１が供給され、次いで充填材Ｍ２が供給され、そして充填材Ｍ３が供給される。
なお、充填材に添加されて投入された水や地下水Ｗの一部は、地下排水管１の頂部近傍を流過し、排水孔３から排出される。
充填孔２は、後続する充填工において、地下排水管１の（図１で示す位置よりも）上流から充填材を充填する際に、排水用の立孔として機能する場合がある。

本発明の実施形態に係る充填材として、アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド塩を主成分とする助剤を含有することが出来る。
アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤としては市販の薬剤（例えば花王株式会社製造の商品名「サンドクリート主剤」）を用いることが可能であり、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤も市販の薬剤（例えば花王株式会社製造の商品名「サンドクリート助剤」）を用いることが可能である。

アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤とアルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤を混合すると、静電気的会合により、ゼリー状のミセル（疑似ポリマー）を生成する。
このゼリー状のミセル（疑似ポリマー）は半透明状の液体であり、高い不分離性を有しており、水中でも水と混合することがない。そのため、水中に添加されても水を濁らせることもないし、希釈されることもない。しかも、自重で広がるセルフレベリング性を有するため、傾斜が存在する管路であれば、自重のみで流下する。それに加えて、一か所で連続的に打設すれば、所定の範囲に自重だけで広がる。
すなわち、アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤（例えば花王株式会社製造の商品名「サンドクリート主剤」）と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤（例えば花王株式会社製造の商品名「サンドクリート助剤」）を混合することにより、極めて高い不分離性及び流動性を有する材料（充填材）が提供される。

アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤とは、所定の範囲（薬剤比１．３７±０．５）の薬剤比で混合（調合）され、それに添加する水との体積濃度比が適宜設定される。
アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤を混合して生成される充填材は、粗粒材（砂、礫またはこれらの混合物等）を添加して混合すると、粗粒材の粒子を包囲するように取り込む。そして、前記充填材の高い不分離性により、充填するべき地下排水管内に供給されて、水中に供給されても、水と粗粒材の粒子が接触せず、粗粒材の粒子が充填材から分離して沈殿することが防止される。
それに加えて、ポンプ圧送を行わなくても、前記充填材の有する高い流動性により、粗粒材を取り込んだ充填材の自重により広い範囲に広がる。そして、地下水流を補助的な推進力として与えれば、管路内を長距離（実験では１１０ｍ）流下させることが出来る。

粗粒材を取り込んだ前記充填材は、ポンプ圧送によらず長距離移動させることが出来る。
移動した後、粗粒材を取り込んだ充填材の充填材分（アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤から成る充填材の成分）を水で流出させれば、充填材分を水で流出させた箇所において、粗粒材を沈殿させることが出来る。流動化成分を水で流出させれば、粗粒材が本来有する密度により、その粗粒材は沈殿するのである。
そして、所定の領域に沈殿した粗粒材は、その透水性を発揮することが出来るので、粗粒材が完全に充填された領域においても管路内の水流を確保することが出来る。

粗粒材を取り込んだ前記充填材を作液する際に、混入させるエアー量や砂の量を調整することで、粗粒材を取り込んだ前記充填材の比重を０．７〜２．１の範囲内で自在に調整することが出来る。
ここで、発明者の実験では、粗粒材を取り込んだ前記充填材の比重が１．５以上の場合には到達距離が短くなり、比重１．６では粗粒材を取り込んだ前記充填材の到達距離が約８０ｍ、比重１．７では約５０ｍであった（図５参照）。
すなわち、比重を調整することにより、粗粒材を取り込んだ充填材の到達距離を制御することが可能であり、粗粒材を所定領域に沈殿させることが出来て、計画的な充填が可能となる。

充填材を撹拌する際に、エアーレーション装置により微細な気泡を発生して、充填材（粗粒材を取り込んだ充填材）中に細かな気泡を取り込むことが出来る。
充填材に取り込まれた気泡は、充填材の強力な粘性により充填材を通過して外部に抜け出てしまうことはなく、長時間充填材中に留まる。
そのため、大量の気泡を充填材（粗粒材を取り込んだ充填材）中に含有させれば、当該充填材の比重を１以下にすることができ、比重１以下の充填材（粗粒材を取り込んだ充填材）は粗粒材を含んでいるにも拘らず、水に浮く。水に浮いた充填材（粗粒材を取り込んだ充填材）は管路内壁面と接触せず、そのため管路の内壁面の摩擦力が作用することなく、管路内の水流に乗って、より長距離を移動することが出来る。発明者の実験では、３００ｍ以上移動することが出来た。

実施形態に係る充填材は粗粒材を搬送し、沈殿させた後、下流側の領域で発泡する場合がある。これに対して、実施形態では、充填材に消泡剤を添加して気泡を消散させている。充填材に消泡剤を添加する方法としては、作液時に混合させる方法、充填時に一緒に混合させる方法、充填材の流下後に混合させる後添加方法、の３種類がある。特に、充填材の流過後に混合させる方法（後添加）であれば、上述した様な流動性、不分離性を確保しつつ、気泡の発生を防止することが出来る。そして、消泡剤を管路下流域で別途添加する場合における労力の削減を可能とする。
発明者の実験でも、必要な流動性、不分離性を有しているが、下流側の領域における気泡の発生を抑制出来ることが確認されている。
実施形態では、消泡剤はシリコーンエマルジョンであり、その添加量は不分離性材料の重量に対して０．００５〜１．２００重量％である。この範囲を下回ると消泡効果が発揮されず、上回ると不分離性が失われることが、発明者の実験で判明している。

実施形態において、粗粒材を取り込んだ充填材の充填材分（アニオン性芳香族化合物を主成分とした主剤と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤から成る充填材の成分）を管路内で流過せしめ、所定の領域に粗粒材を沈殿させるためには、大量の水が必要であり、且つ、長時間を費やさなければならない。
これに対して、実施形態においては、充填材を強制的に分離する分離促進剤を使用する（供給する）ことにより、充填材分を水で流出させる時間を大幅に短縮することが出来る。
粗粒材を取り込んだ充填材が粗粒材を充填したい箇所に到達したタイミングで、前記分離促進剤を供給すれば、充填材分と粗粒材が分離され、粗粒材は沈殿する。そのため、前記分離促進剤を供給するタイミングを然るべく制御することにより、粗粒材を充填する領域或いは位置を自由に調整（コントロール）することが出来る。
図示の実施形態では、分離促進剤として、非イオン系界面活性剤を用いている。

実施形態に係る不分離性材料は充填材に添加する水の重量の１．９〜１９．０重量％であり、その構成は、アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤は、充填材に含有する全ての水の重量に対して０．８〜８．０重量％包含されており、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤は充填材に含有する全ての水の重量に対して１．１〜１１．０重量％包含される。
アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤が、上述した範囲を外れた場合には、不分離性が無くなってしまうことが、発明者の実験で確認されている。

添加される粗粒材としては透水性係数ｋが下式の範囲のものを用いている。
１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃ≦ｋ
ここで、添加される粗粒材によって、充填材の比重や流動性（フロー値）が変動する。また、含水比によっても流動性（フロー値）は変動する。さらに、細粒分含有率により充填後の透水性や透水性の回復時間が異なる。

水の添加量は、充填材１ｍ^３当たり３００〜８００ｋｇである。この範囲を上回ると不分離性が無くなり、下回るとポンプ圧送が困難になることが、発明者の実験（実験例４参照）で確認されている。
添加材（粗粒材）のフロー値は、ＪＨＳ３１３−１９９９シリンダー法に従った場合に、１５〜４０ｃｍである。
フロー値が１５ｃｍ未満であるとポンプ圧送が困難であり、フロー値が４０ｃｍを超えると不分離性が失われることが確認されている。

実施形態において、ポンプ圧送によらず、セレフレベリングや水流補助による方法では、充填材の流下距離（或いは流過距離）は、０〜２００ｍである。
流下距離が２００ｍ以上では、確実な充填が困難である。

実施形態では、分離促進剤として、非イオン系界面活性剤を用いている。
非イオン系界面活性剤の添加量は、不分離性材料の重量に対して０．０１〜８．００重量％を含有する水溶液として用いる。
非イオン系界面活性剤の添加量が少ないと粗粒材が沈殿するまでに大量の水と時間が必要になり、多過ぎると原材料購入コストが高騰する。

［実施例］
本発明の実施例に係る充填材は、アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤は市販の薬剤（花王株式会社製造の商品名「サンドクリート」）を用い、助剤としてはアルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする市販品（花王株式会社製造の商品名「サンドクリート助剤」）を用いた。
実施例に係る充填材１ｍ^３当たりの組成は以下の通りである。
粗粒材：表１の「粗粒材（２）」１０５２ｋｇ（表１については、実験例２参照）
水：４００ｋｇ
アニオン性芳香族化合物の主剤：１３．６ｋｇ（充填材の添加する水重量に対し３．４重量％）
アルキルトリメチルアンモニウムクロライドの助剤：１８．６ｋｇ（充填材の添加する水重量に対し４．６５重量％）
不分離性材料の合計＝主剤＋助剤＝１３．６ｋｇ＋１８．６ｋｇ＝３２．２ｋｇ
消泡剤（シリコーンエマルジョン）：０．１３ｋｇ（不分離性材料の重量に対し０．４００重量％）
分離促進剤（非イオン系界面活性剤）：１．００ｋｇ（不分離性材料の重量に対して３．１１重量％）

［実験例１］
組成は実施例で示す通りであるが、アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤の量と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤の量を、充填材に添加する全水重量に対して０．１重量％ずつ変動して、不分離性について実験を行った。
実験は、長さ１１０ｍの管路を用いて、上流側から流水中に充填材を供給し、５０％粗粒材が沈下することなく下流側まで到達した場合に、「不分離性有り」と判定した。

実験の結果、アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤が充填材に添加する全水重量に対して０．８重量％未満だと、粗粒材は沈下して（５０％以上が沈下）管路の下流側端部に到達せず、不分離性が無くなってしまうことが確認された。
一方、アニオン性芳香族化合物を主成分とする主剤が、充填材に添加する全水重量の８．０重量％よりも多い場合は、粘性が高く流動性が低下することが確認された。
また、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤が、充填材に添加する全水重量に対して１．１重量％未満の場合も、粗粒材は沈下して管路の下流側端部に到達せず、不分離性が無くなってしまうことが確認された。
そして、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドを主成分とする助剤が、充填材に添加する全水重量に対して１１．０重量％より多く包含されている場合は、粘性が高く流動性が低下することが確認された。

［実験例２］
粗粒材の選定するに際して、各種実験を行った。
実験例２では、主として砂材を用いており、その特性が下表１に示されている。
表１

表１で示す各種粗粒材について、充填材の含水比とフロー値との相関を実験した。実験に際しては、ＪＨＳ３１３−１９９９シリンダー法に従ってフロー値を測定した。
表１で示す各種粗粒材について、含水比とフロー値との特性を図３で示す。
また、表１で示す各種粗粒材について、充填材に取り込まれた後、分離促進剤（非イオン系界面活性剤：実験例１０参照）を添加せずに、粗粒材が水中に沈殿するまでに必要な時間（透水性回復時間）について、計測した結果を図４で示す。
図３、図４から、粗粒材により、フロー値や透水性回復時間（通水時間：秒）が相違することが明らかである。
図３によれば、充填材の含水比が大きくなればフロー値が大きくなり流動性は向上する（但し、その場合、上述した様に不分離性は損なわれる）。
また図４から明らかな様に、粗粒材が異なれば透水性回復時間が異なる。
実施形態で述べた様に、粗粒材の透水係数は１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃ以上を採用している。

［実験例３］
実験例２において充填材１ｍ^３当たりの粗粒材添加量を求めたのと同じ充填材の比重を０．７〜２．１の範囲で変動して、撹拌能力と分離特性に関する実験を行った。
その結果、比重について、２．１を上回ると粘性が高いため撹拌混合が困難となり、０．７を下回ると分離しまうことが確認された。

［実験例４］
実験例１で用いた装置と、実験例２における撹拌装置を用いて、水の量を充填材１ｍ^３当たり１０ｋｇずつ変動した複数種類の材料により、撹拌能力と分離特性に関する実験を行った。
実験の結果、水の添加量は、上述した様に、充填材１ｍ^３当たり３００〜８００ｋｇである。この範囲を上回ると不分離性が無くなり、下回ると撹拌が困難になることが判明した。

［実験例５］
実施例と同様な組成を有するが、フロー値（ＪＨＳ３１３−１９９９シリンダー法）が１ｃｍずつ異なる複数の充填材を用いて、実験例１で用いた装置と、実験例２における撹拌装置により、撹拌能力と分離特性に関する実験を行った。
添加材（粗粒材）のフロー値は、１５〜４０ｃｍである。
実験例５において、フロー値が１５ｃｍ未満であると撹拌が困難であり、フロー値が４０ｃｍを超えると不分離性が失われることが確認された。

［実験例６］
実験例１と同様な実験装置であるが、流下距離（或いは流過距離）が変動可能な実験装置により、充填材の流下距離（或いは流過距離）について実験した。
実験の結果、ポンプ圧送によらず、セレフレベリングや水流補助による方法では、充填材の流下距離が２００ｍ以上では、確実な充填が困難であることが判明した。

［実験例７］
実施例の充填材における粗粒材の透水性係数ｋを変動した複数種類の充填材を用いて透水性の回復に関する実験を行った。
透水性係数ｋが１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃを下回る場合には、充填された領域の不分離性材料を水で置き換えるのに膨大な時間がかかり、透水性回復が難しいことが分かった。

［実験例８］
実施例の充填材と同様な組成の充填材を比重１．０以下に調整し、粗粒材の量を変動して、分離促進剤を添加しない場合における粗粒材の比重と粗粒材が沈殿する距離（到達距離）との関係を、実験例１で用いた装置により、実験した。
実験例８の実験結果（図５）によれば、粗粒材の比重が小さいと到達距離は大きくなることが判明した。

［実験例９］
ビニール袋内の充填材に消泡剤を添加して１分間撹拌させた後の泡の高さの経時変化を調べて消泡効果を確認する実験を行った。消泡剤としてシリコーンエマルジョンを用い、実施例の充填材におけるシリコーンエマルジョン添加量を不分離性材料の重量に対する０．００１重量％ごとに変動して、好適な添加量について実験を行った。
実験の結果、シリコーンエマルジョン添加量が不分離性材料の重量に対して０．００５重量％を下回ると消泡効果が発揮されず、１．２００重量％を上回ると不分離性が失われることが分かった。
図６は、実験例９におけるビニール袋内の充填材に消泡剤を添加して１分間撹拌させた後の泡の高さの経時変化を示す。そして図７は、ビニール袋内の充填材に消泡剤（シリコーンエマルジョン）を添加して２４時間後に１分間撹拌させた場合の泡の高さの経時変化を示す。消泡剤（シリコーンエマルジョン）を添加しない充填材の場合、時間が経過しても泡の高さはほとんど変化ないが、シリコーンエマルジョンを添加した充填材の場合は、泡の高さもゼロ近くまで変化しており、泡が消えていることが分かる。

［実験例１０］
組成は実施例と同様であるが、粗粒材として、表１で示す粗粒材の「砂（２）」と「砂（３）」を用いた場合に、実験例１と同様な実験装置を用いて、分離促進剤を供給しない場合に透水性が回復するまでの時間（通水時間：秒）と、分離促進剤を供給した場合における透水時間が回復するまでの時間を計測した。
実験結果を示す図８で、縦軸は透水係数（ｃｍ／秒）、横軸は通水時間（秒）を表している。
図８で示す様に、分離促進剤を供給した「砂（２）（促進剤）（Ｄ）」と「砂（３）（促進剤）（Ｂ）」の通水時間は、分離促進剤を供給しない「砂（２）（Ｃ）」と「砂（３）（Ａ）」の通水時間に比較して顕著に短くなった。

［実験例１１］
組成は実施例で示す通りであるが、分離促進剤として非イオン系界面活性剤を使用し、非イオン系界面活性剤の添加量を、充填材（粗粒材を含む）全体の重量に対して０．０１重量％ずつ変動して、実験を行った。

実験の結果、分離促進材（非イオン性界面活性剤）は、不分離性材料の重量に対して０．０１〜８．００重量％を含有する水溶液として用い、充填材の体積に対し同量以上後添加することが望ましいことが分かった。
実験例１１では、分離促進材（非イオン性界面活性剤）は、不分離性材料の重量に対して０．０１重量％未満を含有する水溶液として添加した場合には分離性が充分ではなく、粗粒材が沈殿するまでに大量の水と時間が必要であった。一方、分離促進材（非イオン性界面活性剤）を不分離性材料の重量に対して８．００重量％以上を含有する水溶液として添加しても、効果に大きな差異がないことが確認された。
また、分離促進材（非イオン性界面活性剤）の添加量について、不分離性材料の重量に対して０．０１重量％未満にすると、充填材の不分離性の消失効果が不均一になることが確認された。
実験例１１において、高濃度であるほど、或いは添加量が多いほど、不分離性の消失時間が短くなることが確認された。

実施形態及び実施例はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・地下排水管
２・・・充填孔
３・・・排水孔
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・充填材

Claims

不分離性材料と粗粒材と水と微細な空気泡からなり、前記不分離性材料は前記水に対し１．９〜１９．０重量％であり、練り混ぜ後の空気を含む比重は０．７〜２．１であり、水中で材料分離せず、圧力によらず自重で空洞内を流動して充填領域を拡大するセルフレベリング性を有し、充填後は透水係数１．０×１０^−４ｃｍ／ｓｅｃ以上の透水性を示すことを特徴とする充填材。
前記不分離性材料は、アニオン性芳香族化合物の主剤とアルキルトリメチルアンモニウムクロライドの助剤からなり、前記主剤の添加量は、充填材の添加する水重量に対し０．８〜８．０重量％であり、前記助剤の添加量は、充填材の添加する水重量に対し１．１〜１１．０重量％である請求項１の充填材。
前記粗粒材自体の透水性を回復させる分離促進材は、前記不分離性材料の重量に対して０．０１〜８．００重量％を含有する水溶液として用い、当該分離促進剤水溶液量は、当該充填材の体積に対し同量以上後添加する請求項１、２のいずれかの充填材。
前記充填材の周りに発生する空気泡を消散させるために、消泡剤を不分離性材料の重量に対し０．００５〜１．２００重量％添加する請求項１〜３のいずれか１項の充填材。