JP2023000210A - Liquid chemical for soil stabilization, method for producing liquid chemical for soil stabilization, and ground stabilization construction method - Google Patents

Liquid chemical for soil stabilization, method for producing liquid chemical for soil stabilization, and ground stabilization construction method Download PDF

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昌明 瀬谷
Masaaki Seya
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Abstract

To provide a liquid chemical for soil stabilization that has a small amount of bleeding even when the gel time is lengthened and can self-support in a short time, a method for producing the liquid chemical for soil stabilization, and a ground stabilization construction method.SOLUTION: Provided is a liquid chemical for soil stabilization that contains a main material liquid containing hydraulic cement, inorganic alkali metal carbonate and water, a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement and water, and a gypsum in at least one of the main material liquid and the hardening material liquid. A method for producing liquid chemical for soil stabilization that comprises a step of mixing the main material liquid and the hardening material liquid. A ground stabilization construction method comprises injecting the liquid chemical for soil stabilization into the ground. A ground stabilization construction method comprises mixing the main material liquid and the hardening material liquid of the soil stabilizer in the ground.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、土質安定用薬液、土質安定用薬液の製造方法及び地盤安定化工法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a soil stabilization chemical, a method for producing the soil stabilization chemical, and a ground stabilization method.

地盤の空隙等に注入して地盤を補強するために使用する土質安定用薬液として、セメントを水に懸濁させたセメント懸濁液が用いられているが、セメント懸濁液は凝結速度が遅く、凝結するまでに数時間を要する。また、凝結するまでの間にセメント懸濁液中のセメントが沈降してしまい、全容を硬化させることができなくなる。 Cement suspensions, in which cement is suspended in water, are used as soil stabilization chemicals that are injected into ground voids and the like to reinforce the ground, but cement suspensions have a slow setting speed. , which takes several hours to condense. In addition, the cement in the cement suspension settles before it hardens, making it impossible to harden the whole.

セメント懸濁液を地盤に注入して土質安定用薬液として用いる場合、地盤に注入する前、及び、所定の場所にセメント懸濁液を移送するまではセメント懸濁液の流動性が確保され、所定の場所に移送後に自立するレベルで流動性がなくなることが求められる。 When the cement suspension is injected into the ground and used as a soil stabilization chemical, the fluidity of the cement suspension is ensured before it is injected into the ground and until the cement suspension is transported to a predetermined location. It is required that the liquidity disappears at a level where it can stand on its own after being transported to a predetermined place.

そこで最近では、セメント懸濁液の硬化速度を向上させる硬化材液と主材液とを混ぜて作製する土質安定用薬液が用いられるようになっている。
特許文献1には、アルミナセメント以外の水硬性セメント、石灰及び水を含む主材液と、アルミナセメント、無機炭酸塩、ベントナイト等を含む硬化材液とを混合して土質安定用薬液を製造することが記載されている。特許文献1に記載された土質安定用薬液は、主材液と硬化材液とを混合してから硬化するまでの時間(以下、「ゲルタイム」という。)を10秒以内と短くすることが可能であるとされている。
Therefore, recently, a chemical solution for stabilizing soil properties, which is prepared by mixing a hardening material liquid that improves the hardening speed of a cement suspension and a main material liquid, has been used.
In Patent Document 1, a chemical liquid for soil stabilization is produced by mixing a main material liquid containing hydraulic cement other than alumina cement, lime and water, and a hardening material liquid containing alumina cement, inorganic carbonate, bentonite, etc. is stated. The chemical solution for soil stabilization described in Patent Document 1 can shorten the time from mixing the main material liquid and hardening material liquid to hardening (hereinafter referred to as "gel time") within 10 seconds. It is said that

特開2020-90622号公報JP 2020-90622 A

ゲルタイムが短く、瞬結性に優れることは、作業効率向上の観点から望ましい一方で、土質安定用薬液の製造場所から、地盤安定化の対象となる場所までの距離が長い場合など、用途によってはゲルタイムが短すぎることで不都合が生じる場合がある。 Short gel time and excellent instant setting are desirable from the viewpoint of improving work efficiency, but depending on the application, such as when the distance from the manufacturing site of the soil stabilization chemical to the site to be stabilized is long. A gel time that is too short may cause problems.

しかし、特許文献1の土質安定用薬液では、ゲルタイムを10秒より長くするために、石灰量を減らす等の変更を行った場合、混合後の液のブリージング量が多くなってしまうという問題点があった。 However, in the soil stabilization chemical solution of Patent Document 1, if changes such as reducing the amount of lime are made in order to make the gel time longer than 10 seconds, there is a problem that the amount of bleeding of the solution after mixing increases. there were.

本発明は、ゲルタイムを長くした場合でもブリージング量が少なく、短時間で自立することが可能な土質安定用薬液、該土質安定用薬液の製造方法及び地盤安定化工法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a soil stabilizing chemical solution that can stand on its own in a short time with a small amount of bleeding even when the gel time is lengthened, a method for producing the soil stabilizing chemical solution, and a ground stabilization construction method. .

本発明は、以下の[1]~[4]を要旨とする。 The gist of the present invention is the following [1] to [4].

[1]水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを含み、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む土質安定用薬液。
[2]水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを混合する工程を含む土質安定用薬液の製造方法であって、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む土質安定用薬液の製造方法。
[3][1]に記載の土質安定用薬液を地盤に注入する地盤安定化工法。
[4]水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを地盤内で混合する地盤安定化工法であって、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む地盤安定化工法。
[1] A main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate, and water, and a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement, and water, and at least one of the main material liquid and the hardening material liquid Soil stabilization chemical containing gypsum.
[2] A method for producing a chemical solution for soil stabilization, comprising mixing a main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate and water with a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement and water, A method for producing a chemical solution for stabilizing soil, wherein at least one of the main material solution and the hardening material solution contains gypsum.
[3] A ground stabilization method of injecting the soil stabilization chemical solution according to [1] into the ground.
[4] A ground stabilization method in which a main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate and water and a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement and water are mixed in the ground, wherein the main material A ground stabilization method in which at least one of the liquid and the hardener liquid contains gypsum.

本発明によれば、ゲルタイムを長くした場合でもブリージング量が少なく、短時間で自立することが可能な土質安定用薬液、該土質安定用薬液の製造方法及び地盤安定化工法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a soil stabilizing chemical solution that can stand on its own in a short time with a small amount of bleeding even when the gel time is lengthened, a method for producing the soil stabilizing chemical solution, and a ground stabilization construction method. .

本明細書において「固結体」とは、本発明の土質安定用薬液が地盤内で凝結したものを意味する。
また、「自立」とは、支えがなくなった状態でも材料が流れ出さない状態であることをさし、例えば、本発明において、この状態は、後掲の実施例の項に記載される方法で測定される土質安定用薬液の硬さとして、ベーンせん断強さが1.2(kN/m)以上となる状態として定量的に示される。
また、「撹拌時間」とは、主材液及び硬化材液のそれぞれの製造において、全成分を混合してから、撹拌を終了するまでの時間を意味する。
以下、本発明を詳細に説明する。
In the present specification, the term "solidified body" means a solidified substance of the soil stabilization chemical solution of the present invention in the ground.
In addition, "self-supporting" refers to a state in which the material does not flow out even when there is no support. The measured hardness of the soil stabilizing chemical is quantitatively indicated as a state in which the vane shear strength is 1.2 (kN/m 2 ) or more.
In addition, the "stirring time" means the time from mixing of all the components to completion of stirring in the production of the main material liquid and the hardening material liquid.
The present invention will be described in detail below.

本発明の土質安定用薬液は、主材液と、硬化材液を含む。本発明に係る主材液、硬化材液は、少なくとも一方に石膏を含む。 The chemical solution for soil stabilization of the present invention includes a main material liquid and a hardening material liquid. At least one of the main material liquid and the hardening material liquid according to the present invention contains gypsum.

(石膏)
本発明に係る主材液、あるいは、硬化材液において、石膏は、固結体の初期及び最終の強度を上げるという性質を有する成分である。
(plaster)
In the main material liquid or the hardening material liquid according to the present invention, gypsum is a component that has the property of increasing the initial and final strength of the solidified body.

石膏としては、例えば、II型無水石膏、III型無水石膏、α半水石膏、β半水石膏、2水石膏など、各種の形態の石膏が挙げられる。また、天然石膏でも人工的に製造又は副生する化学石膏(リン酸石膏、排煙脱硫石膏、チタン石膏、フッ酸石膏、鉱水・製錬石膏等)でも良い。中でも、固結体の圧縮強度がより高くなることから、II型無水石膏が好ましい。 Examples of gypsum include various forms of gypsum, such as type II anhydrite, type III anhydrite, α-hemihydrate gypsum, β-hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum. In addition, natural gypsum or artificially produced or by-produced chemical gypsum (phosphoric gypsum, flue gas desulfurization gypsum, titanium gypsum, hydrofluoric gypsum, mineral water/smelting gypsum, etc.) may be used. Among them, type II anhydrite is preferable because the compressive strength of the solidified body is higher.

石膏の粉末度の指標であるブレーン値は、1000~20000cm/gが好ましく、1500~12000cm/gがより好ましく、2500~10000cm/gがさらに好ましい。石膏のブレーン値が上記下限値以上であれば、固結体の圧縮強度がより高くなる。一方、上記上限値以下であれば、粉の飛散が抑えられる点及び、粉体の容積が減るという点で好ましい。また、上記上限値以下であれば、水と混合した時に凝集が起こりにくくなる。
石膏は、一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
The Blaine value, which is an index of fineness of gypsum, is preferably 1,000 to 20,000 cm 2 /g, more preferably 1,500 to 12,000 cm 2 /g, even more preferably 2,500 to 10,000 cm 2 /g. If the Blaine value of gypsum is equal to or higher than the above lower limit, the compressive strength of the solidified body will be higher. On the other hand, if it is equal to or less than the above upper limit, it is preferable in that scattering of the powder is suppressed and the volume of the powder is reduced. Moreover, if it is below the said upper limit, when it mixes with water, aggregation will become difficult to occur.
Only one type of gypsum may be contained, or two or more types may be contained in combination.

本発明に係る石膏の含有量は、主材液および硬化材液の合計400Lあたり、0.5~20kgが好ましく、1~10kgがより好ましい。石膏の含有量が上記下限値以上であれば、ゲル化を促進し、固結体の初期及び最終強度が高くなる。上記上限値以下であれば、主材液、あるいは、硬化材液の粘度が抑えられるため、ポンプによる圧送が容易となり、後述する土質安定用薬液が地盤に浸透しやすくなる。また、上記上限値以下であれば、主材液、あるいは、硬化材液中の成分量に対する固結体の体積をより大きくすることができる。 The content of the gypsum according to the present invention is preferably 0.5 to 20 kg, more preferably 1 to 10 kg, per 400 L of the total of the main material liquid and the hardening material liquid. If the gypsum content is at least the above lower limit, gelation is promoted, and the initial and final strength of the solidified body are increased. If it is less than the above upper limit, the viscosity of the main material liquid or the hardening material liquid is suppressed, so that pumping by a pump is facilitated, and the soil stabilizing chemical liquid described later can easily permeate the ground. Further, when the amount is equal to or less than the above upper limit, the volume of the solidified material can be increased with respect to the amount of components in the main material liquid or the hardening material liquid.

[主材液]
本発明に係る主材液は、石膏の他に、水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩、及び水を含む。
[Main liquid]
The main material liquid according to the present invention contains hydraulic cement, inorganic alkali metal carbonate, and water in addition to gypsum.

(水硬性セメント)
本発明に係る主材液が含む水硬性セメントは、アルミナセメント以外の水硬性セメントである。前記水硬性セメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱及び白色などのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、微粒子セメント、超微粒子セメント、極超微粒子セメントや高炉水砕スラグ微粉末が挙げられる。
水硬性セメントは、これらの一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
(hydraulic cement)
The hydraulic cement contained in the main material liquid according to the present invention is hydraulic cement other than alumina cement. Examples of the hydraulic cement include, for example, normal, high early strength, ultra high early strength, moderate heat and white Portland cement, blast furnace cement, silica cement, mixed cement such as fly ash cement, fine particle cement, ultra fine particle cement, ultra ultra Examples include fine particle cement and ground granulated blast furnace slag.
Hydraulic cement may contain only one of these, or may contain two or more in combination.

本発明に係る主材液中の水硬性セメントの含有量は、主材液200Lあたり、25~300kgが好ましく、50~200kgがより好ましく、75~150kgがさらに好ましい。水硬性セメントの含有量が上記下限値以上であれば、固結体の圧縮強度をより高めることができる。一方、上記上限値以下であれば、主材液の粘度が抑えられるため、ポンプによる圧送が容易となり、主材液又は後述する土質安定用薬液が地盤に浸透しやすくなる。また、上記上限値以下であれば、主材液中の成分量に対する固結体の体積をより大きくすることができる。 The content of hydraulic cement in the main liquid material according to the present invention is preferably 25 to 300 kg, more preferably 50 to 200 kg, and even more preferably 75 to 150 kg, per 200 L of the main liquid material. If the content of the hydraulic cement is at least the above lower limit, the compressive strength of the solidified body can be further increased. On the other hand, if the viscosity is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the main material liquid is suppressed, so that pumping by a pump becomes easy, and the main material liquid or the soil stabilizing chemical solution described later easily permeates the ground. Moreover, if the above upper limit value or less is used, the volume of the solidified material can be increased with respect to the amount of components in the main material liquid.

(無機アルカリ金属炭酸塩)
無機アルカリ金属炭酸塩は、本発明の土質安定用薬液の硬化を促進する性質を有する成分である。
(Inorganic alkali metal carbonate)
The inorganic alkali metal carbonate is a component that has the property of accelerating hardening of the soil stabilization chemical of the present invention.

無機アルカリ金属炭酸塩としては、例えば、LiCO、NaCO、KCOなどのアルカリ金属の炭酸塩が挙げられる。無機アルカリ金属炭酸塩は一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。中でも、ブリージングの低減、ゲル化の促進、固結体の強度の立ち上がりを早くする点から、NaCO、KCOが好ましい。 Examples of inorganic alkali metal carbonates include alkali metal carbonates such as Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 . Only one kind of inorganic alkali metal carbonate may be contained, or two or more kinds may be contained in combination. Among them, Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 are preferable from the viewpoints of reducing bleeding, promoting gelation, and accelerating the rise of the strength of the solidified material.

主材液中の無機アルカリ金属炭酸塩の含有量は、主材液200Lあたり、2~12kgであることが好ましく、4~10kgがより好ましい。無機アルカリ金属炭酸塩の含有量が上記範囲内にあれば、土質安定用薬液の硬化を促進し、固結体の強度の立ち上がりを早くすることが出来る。また、主材液の沈降を抑えることが出来る。 The content of the inorganic alkali metal carbonate in the main liquid is preferably 2 to 12 kg, more preferably 4 to 10 kg, per 200 L of the main liquid. If the content of the inorganic alkali metal carbonate is within the above range, the hardening of the soil stabilization chemical can be accelerated and the strength of the solidified body can be increased quickly. Moreover, sedimentation of the main material liquid can be suppressed.

本発明の効果をより発揮させるためには、主材液を調製した際に、無機アルカリ金属炭酸塩の不溶解分が残らないようにすることが好ましい。 In order to bring out the effect of the present invention more effectively, it is preferable not to leave an undissolved portion of the inorganic alkali metal carbonate when the main material liquid is prepared.

(水)
本発明に係る主材液の水としては、例えば、上水、工業用水、地下水、河川水、海水が挙げられる。これらの中でも、本発明の効果を充分に発揮させるためには、上水や工業用水が好ましい。
(water)
Examples of the water of the main material liquid according to the present invention include tap water, industrial water, ground water, river water, and sea water. Among these, clean water and industrial water are preferable in order to fully exhibit the effects of the present invention.

(その他の添加剤)
主材液は、石膏、無機アルカリ金属炭酸塩、アルミナセメント以外の水硬性セメント以外に、その他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、例えば、減水剤、消泡剤、増粘剤、凝結時間調整剤が挙げられる。
(Other additives)
The main material liquid may contain other additives in addition to gypsum, inorganic alkali metal carbonate, and hydraulic cement other than alumina cement. Other additives include, for example, water reducing agents, antifoaming agents, thickening agents, and setting time adjusting agents.

減水剤としては、リグニンスルホン酸塩又はその誘導体、ポリカルボン酸、アミノスルホン酸、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、変性メチロール)、ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合物などを主成分とする各種の減水剤、分散剤、高性能減水剤、流動化剤が挙げられる。
減水剤は、一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
Water-reducing agents include ligninsulfonates or derivatives thereof, polycarboxylic acids, aminosulfonic acids, oxyorganic acid salts, alkylarylsulfonates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyol complexes, higher polyhydric alcohol sulfonates, Examples include various water reducing agents, dispersants, superplasticizers, and fluidizing agents containing melamine formalin condensates (sulfonates, modified methylols), naphthalene sulfonate formalin condensates, etc. as main components.
Only one type of water reducing agent may be contained, or two or more types may be contained in combination.

消泡剤としては、例えば、高級アルコール、アルキルフェノール、ジエチレングリコール、ジブチルフタレート、非水溶性アルコール、トリブチルホスフェート、ポリグリコール、シリコーン、酸化エチレン-酸化プロピレン共重合物が挙げられる。
消泡剤は、一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
Antifoaming agents include, for example, higher alcohols, alkylphenols, diethylene glycol, dibutyl phthalate, water-insoluble alcohols, tributyl phosphate, polyglycols, silicones, and ethylene oxide-propylene oxide copolymers.
Only one type of antifoaming agent may be contained, or two or more types may be contained in combination.

増粘剤としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル;ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド-ポリアクリル酸ソーダ共重合物、ポリアクリルアミド部分加水分解物などのアクリル系ポリマー;ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、アルギン酸ソーダ、カゼイン、グアガムなどの水溶性ポリマーが挙げられる。
増粘剤は、一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
Thickeners include, for example, cellulose ethers such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxybutylmethylcellulose, hydroxyethylethylcellulose, carboxymethylcellulose; polyacrylamide, sodium polyacrylate, polyacrylamide-poly acrylic polymers such as sodium acrylate copolymers and polyacrylamide partial hydrolysates; water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, sodium alginate, casein and guar gum;
Only one type of thickener may be contained, or two or more types may be contained in combination.

凝結時間調整剤としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、グルコヘプトン酸、オキシマロン酸、粘液酸、グルクロン酸、ラクトビオン酸等のオキシカルボン酸、及びこれらのアルカリ金属塩(リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等);アンモニウム塩;グルタミン酸等のアミノカルボン酸、及びこれらのアルカリ金属塩(リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等);アンモニウム塩等の有機カルボン酸塩が挙げられる。これらの中でも、ゲル化直後のゲル強度の立ち上がりの点から、オキシカルボン酸及びその塩のうちの少なくとも一方が好ましく、クエン酸、クエン酸のナトリウム塩、グルコン酸、グルコン酸のナトリウム塩がより好ましい。
凝結時間調整剤は一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
Examples of setting time adjusters include oxycarboxylic acids such as citric acid, gluconic acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, glucoheptonic acid, oxymalonic acid, mucic acid, glucuronic acid, and lactobionic acid, and alkali metal salts thereof ( lithium salts, sodium salts, potassium salts, etc.); ammonium salts; aminocarboxylic acids such as glutamic acid, and alkali metal salts thereof (lithium salts, sodium salts, potassium salts, etc.); . Among these, at least one of oxycarboxylic acids and salts thereof is preferable, and citric acid, sodium citric acid, gluconic acid, and sodium gluconic acid are more preferable from the standpoint of rising gel strength immediately after gelation. .
Only one type of setting time adjusting agent may be contained, or two or more types may be contained in combination.

(主材液の製造方法)
本発明に係る主材液は、公知の撹拌器等を用いて、各成分を所望の配合量で水に分散させることにより製造することができる。
主材液を製造する際の、水硬性セメント、石膏、無機アルカリ金属炭酸塩、水及び任意成分としてのその他の添加剤を混合する際の順序は特に限定されない。なお、無機アルカリ金属炭酸塩、石膏、必要に応じて配合される分散剤、消泡剤、凝結速度調整剤などのその他の添加剤を水に分散させた後、水硬性セメントを加え、所定時間撹拌して混合する方法が好ましい。なお、硬化材液が石膏を含む場合、主材液は石膏を含まなくてもよい。
(Manufacturing method of main material liquid)
The main material liquid according to the present invention can be produced by dispersing each component in a desired blending amount in water using a known stirrer or the like.
The order in which the hydraulic cement, gypsum, inorganic alkali metal carbonate, water and other optional additives are mixed when producing the main material liquid is not particularly limited. In addition, after dispersing other additives such as inorganic alkali metal carbonate, gypsum, and optionally blended dispersant, defoamer, and setting speed adjuster in water, add hydraulic cement and wait for a predetermined time. A method of mixing by stirring is preferred. In addition, when the hardening material liquid contains gypsum, the main material liquid may not contain gypsum.

地盤安定化を行う施工現場で主材液を製造する方法としては、例えば、石膏、無機アルカリ金属炭酸塩、水硬性セメント及び必要に応じて配合されるその他の添加剤とを別々に施工現場に搬入し、所定の量比で混合した後、水を加えて混合する方法、一般的に流通している水硬性セメントと、それとは別に、その他の無機アルカリ金属炭酸塩、石膏、及び、必要に応じて配合されるその他の添加剤を所定の量比で予め配合した混合物を施工現場に搬入し、水に添加して混合する方法、水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩、石膏、及び、必要に応じて配合されるその他の添加剤を所定の量比で予め配合した主材の混合物を施工現場に搬入し、これを水に添加して混合する方法が挙げられる。これらの中でも、施工現場での作業を簡略化できる点から、後者の2つの方法が好ましい。 As a method of manufacturing the main material liquid at the construction site for ground stabilization, for example, gypsum, inorganic alkali metal carbonate, hydraulic cement and other additives that are blended as necessary are separately added to the construction site. After carrying in and mixing in a predetermined amount ratio, a method of adding water and mixing, generally distributed hydraulic cement, separately from that, other inorganic alkali metal carbonates, gypsum, and if necessary A method of bringing a mixture in which other additives are blended in advance at a predetermined amount ratio to the construction site, adding it to water and mixing, hydraulic cement, inorganic alkali metal carbonate, gypsum, and necessary A mixture of the main material preliminarily blended with other additives to be blended according to the requirements is brought into the construction site, and the mixture is added to water and mixed. Among these, the latter two methods are preferable because they can simplify the work at the construction site.

[硬化材液]
本発明に係る硬化材液は、主材液を硬化させるために用いる成分である。
硬化材液は、石膏の他に、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む。硬化材液は、その他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、例えば前述の主材液におけるその他の添加剤が挙げられる。
[Hardening material liquid]
The curing material liquid according to the present invention is a component used for curing the main material liquid.
The hardener liquid contains bentonite, alumina cement and water in addition to gypsum. The hardener liquid may contain other additives. Other additives include, for example, other additives in the above-described main material liquid.

以下、硬化材液に含まれる各成分について説明する。なお、その他の添加剤の詳細については、前述の主材液におけるその他の添加剤と同じ化合物を使用することができる。 Each component contained in the hardener liquid will be described below. As for the details of the other additives, the same compounds as those of the other additives in the above-described main material liquid can be used.

(アルミナセメント)
本発明においてアルミナセメントとは、石灰質原料(カルシウム分)とアルミナ質原料(アルミナ分)とを混合し、この混合物を焼成するか、あるいは、前記混合物を溶融後、硬化させた後に粉砕することで得られるセメント鉱物全般を意味する。
(alumina cement)
In the present invention, alumina cement is obtained by mixing a calcareous raw material (calcium content) and an alumina raw material (alumina content) and firing the mixture, or by melting the mixture, hardening it, and pulverizing it. It means all cement minerals obtained.

前記アルミナセメントとしては、例えば、主要鉱物組成がガラス質(非晶質)のC12となるように、前記石灰質原料とアルミナ質原料との混合物を溶融した後に急冷し、この硬化物を粉砕し、石膏を添加した混合物が挙げられる。ここで、石膏は、前記混合物の硬化物を粉砕しながら添加してもよいし、硬化物の粉砕が完了してから添加してもよい。また、添加する石膏の結晶形態としては、II型であってもよいし、他の形態であってもよい。 As the alumina cement, for example, the mixture of the calcareous raw material and the alumina raw material is melted and then quenched so that the main mineral composition is glassy (amorphous) C 12 A 7 , and the hardened product is obtained. Ground and gypsum-added mixtures are included. Here, the gypsum may be added while pulverizing the hardened material of the mixture, or may be added after pulverization of the hardened material is completed. The crystal form of the gypsum to be added may be type II or other forms.

また、アルミナセメントの他の例としては、主要鉱物組成がCAとなるように、前記石灰質原料とアルミナ質原料との混合物を焼成するか、あるいは、混合物を溶融した後に急冷し、この硬化物を粉砕することで得られるものが挙げられる。また、この例のアルミナセメントは、焼成又は溶融条件や、原料に含まれる不純物の影響により、CAに加えて、例えば、前記C12、CA以外に、CAS、CAF等の鉱物を任意成分として含んでいてもよい。 Further, as another example of alumina cement, a mixture of the calcareous raw material and the alumina raw material is fired so that the main mineral composition is CA, or the mixture is melted and then quenched to form a hardened product. Examples include those obtained by pulverization. In addition to CA, the alumina cement of this example may contain, for example, C 2 AS, C 4 AF, etc. in addition to C 12 A 7 and CA 2 , depending on the firing or melting conditions and impurities contained in the raw materials. minerals as optional components.

さらに、前記アルミナセメントの具体例としては、例えば、JIS R2511:1995「耐火物用アルミナセメント」に規定されるアルミナセメント1~5種、若しくはこれに相当する品質を有するアルミナセメントが挙げられる。 Further, specific examples of the alumina cement include, for example, alumina cements 1 to 5 specified in JIS R2511:1995 "alumina cement for refractories", or alumina cement having a quality equivalent thereto.

これらの中でも、アルミナセメント3種又は4種、若しくはこれに相当する品質を有するものを用いることがより好ましい。
前記アルミナセメントしては、例えば、前記CA、CA等のカルシウムアルミネートを主成分とし、CAF等のカルシウムアルミノフェライト、CAS等のカルシウムアルミノシリケート等の化合物で構成されるセメントが挙げられる。
Among these, it is more preferable to use alumina cement of Class 3 or Class 4, or those having equivalent qualities.
As the alumina cement, for example, there is a cement composed mainly of calcium aluminate such as CA and CA2 , and composed of compounds such as calcium aluminoferrite such as C4AF and calcium aluminosilicate such as C2AS . mentioned.

なお、前記の各化学式の例示において、「A」はAlの略号を意味し、「C」はCaO、「F」はFe、「S」はSiOの略号を意味する。 In the examples of the above chemical formulas, "A" stands for Al2O3 , " C " stands for CaO, "F" stands for Fe2O3 , and "S" stands for SiO2 . .

(ベントナイト)
本発明で用いるベントナイトは、主材液と硬化材液を混合した後の薬液のブリージングを抑制する成分である。ベントナイトには原産地や処理によって種々の銘柄があるが、これらは、一種のみが含まれていてもよく、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
(bentonite)
The bentonite used in the present invention is a component that suppresses the bleeding of the chemical liquid after mixing the main material liquid and the hardening material liquid. There are various brands of bentonite depending on the place of origin and processing, and these may contain only one type or a combination of two or more types.

(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、本発明の効果を充分に発揮させるためには、上水や工業用水が好ましい。
(water)
Examples of water include tap water, industrial water, ground water, river water, and sea water. Among these, clean water and industrial water are preferable in order to fully exhibit the effects of the present invention.

(硬化材液中の各成分の含有量)
硬化材液中のアルミナセメントの含有量は、硬化材液200Lあたり、1~50kgが好ましく、2~30kgがより好ましく、4~15kgがさらに好ましい。アルミナセメントの含有量が上記下限値以上であれば、安定したゲルタイムの発現に必要な最低撹拌時間が短くなるとともに、固結体の圧縮強度がより高くなる。一方、上記上限値以下であれば、硬化材液の粘度が抑えられるため、主材液と硬化材液とがより均一に混合され、固結体の圧縮強度のバラツキがより少なくなる。また、上記上限値以下であれば、ポンプによる圧送が容易となり、硬化材液又は後述する土質安定用薬液が地盤に浸透しやすくなる。
(Content of each component in hardener liquid)
The content of alumina cement in the hardening material liquid is preferably 1 to 50 kg, more preferably 2 to 30 kg, and even more preferably 4 to 15 kg per 200 L of hardening material liquid. If the content of the alumina cement is at least the above lower limit, the minimum stirring time required for developing a stable gel time will be shortened, and the compressive strength of the compact will be higher. On the other hand, if it is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the hardening material liquid is suppressed, so that the main material liquid and the hardening material liquid are mixed more uniformly, and variations in the compressive strength of the solidified body are further reduced. Further, when the content is equal to or less than the above upper limit, pumping by a pump is facilitated, and the hardening material liquid or the soil stabilizing chemical liquid to be described later is easily permeated into the ground.

硬化材液中のベントナイトの含有量は、硬化材液200Lあたり、2~20kgが好ましく、5~12kgがより好ましい。ベントナイトの含有量が上記範囲内であれば、主材液と硬化材液を混合した後のブリージング量を抑制することが出来る。上記下限値以上であれば、混合後のブリージング量が抑えられるとともに、硬化材液自体の沈降も抑制される。一方、上記上限値以下であれば、硬化材液の粘度が抑えられるため、攪拌、及び、ポンプによる圧送が容易となる。また、上記上限値以下であれば、硬化材液中の成分量に対する固結体の体積をより大きくすることができる。 The content of bentonite in the hardening material liquid is preferably 2 to 20 kg, more preferably 5 to 12 kg, per 200 L of the hardening material liquid. If the content of bentonite is within the above range, the amount of bleeding after mixing the main material liquid and the hardening material liquid can be suppressed. If it is at least the above lower limit, the amount of bleeding after mixing is suppressed, and sedimentation of the hardening material liquid itself is also suppressed. On the other hand, if it is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the hardening material liquid is suppressed, so that stirring and pumping by a pump are facilitated. Moreover, if the above upper limit value or less is used, the volume of the solidified body can be increased with respect to the amount of components in the hardening material liquid.

本発明に係る硬化材液が石膏を含む場合の石膏の含有量は、硬化材液200Lあたり、0.5~20kgが好ましく、1~10kgがより好ましい。石膏の含有量が上記下限値以上であれば、ゲル化を促進し、固結体の初期及び最終の強度が高くなる。上記上限値以下であれば、主材液の粘度が低く抑えられるため、ポンプによる圧送が容易となり、主材液又は後述する土質安定用薬液が地盤に浸透しやすくなる。また、上記上限値以下であれば、主材液中の成分量に対する固結体の体積をより大きくすることができる。
なお、主材液が石膏を含む場合、硬化材液は石膏を含まなくてもよい。
When the hardening material liquid according to the present invention contains gypsum, the content of gypsum is preferably 0.5 to 20 kg, more preferably 1 to 10 kg, per 200 L of the hardening material liquid. If the gypsum content is at least the above lower limit, gelation will be promoted, and the initial and final strength of the solidified body will be increased. If the viscosity is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the main material liquid can be kept low, which facilitates pumping by a pump and facilitates the penetration of the main material liquid or the soil stabilizing chemical solution described later into the ground. Moreover, if the above upper limit value or less is used, the volume of the solidified material can be increased with respect to the amount of components in the main material liquid.
When the main material liquid contains gypsum, the hardening material liquid may not contain gypsum.

本発明に係る硬化材液が減水剤を含む場合の減水剤の含有量は、ベントナイトに対して1~30質量%が好ましく、4~20質量%がより好ましい。 When the hardening material liquid according to the present invention contains a water reducing agent, the content of the water reducing agent is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 4 to 20% by mass, based on the bentonite.

(硬化材液の製造方法)
硬化材液は、公知の撹拌器等を用いて、硬化材液中の水以外の成分(以下、「硬化材」とも称する。)を水に分散させることにより製造される。分散方法としては、例えば、予め混合した硬化材の混合物を水に分散させる方法、硬化材を任意の順序で水に分散させる方法を挙げることが出来る。
(Method for producing hardener liquid)
The hardening material liquid is produced by dispersing components other than water in the hardening material liquid (hereinafter also referred to as "hardening material") in water using a known stirrer or the like. Examples of the dispersion method include a method of dispersing a premixed mixture of hardeners in water, and a method of dispersing hardeners in water in an arbitrary order.

水にアルミナセメント及びベントナイトを分散させる順序に制限はないが、ブリージングを抑制するために、水にベントナイトを分散させた後に、アルミナセメントを添加して分散させることが好ましい。ベントナイトが水で膨潤した後にアルミナセメントを添加することで、より高い粘性が付与され、ブリージングが少なくなる。 Although the order of dispersing alumina cement and bentonite in water is not limited, it is preferable to disperse alumina cement after dispersing bentonite in water in order to suppress bleeding. Adding the alumina cement after the bentonite has been swollen with water gives it a higher viscosity and less bleeding.

なお、硬化材を予め混合する場合は、一般に用いられる混合器により、各硬化材の成分を所望の配合量で混合すればよい。用いる混合器は、工場又は施工現場に固定されている混合器でもよく、ミキサートラックに搭載されている混合器でもよい。
各成分は充分に混合されていることが好ましい。各成分が充分に混合されていることにより、均質な硬化材液を素早く製造することができる。
When the hardening material is mixed in advance, the components of each hardening material may be mixed in a desired blending amount using a generally used mixer. The mixer used may be a mixer fixed at a factory or construction site, or a mixer mounted on a mixer truck.
Each component is preferably thoroughly mixed. By thoroughly mixing each component, a homogeneous curing material liquid can be quickly produced.

[土質安定用薬液]
本発明の土質安定用薬液は、前記主材液及び硬化材液を含み、前記主材液あるいは前記硬化材液のいずれか一方に石膏が含まれるが、前記主材液、前記硬化材液の両方に石膏を含んでいてもよい。
[Soil stabilization chemical]
The chemical solution for soil stabilization of the present invention contains the main material liquid and the hardening material liquid, and either the main material liquid or the hardening material liquid contains gypsum. Both may contain gypsum.

[土質安定用薬液の製造方法]
本発明の土質安定用薬液の製造方法としては、例えば、公知の撹拌器等を用いて、各成分を水に分散させる方法、主材液に、硬化材液中の水以外の成分(硬化材)を添加する方法、硬化材液に、主材液中の水以外の成分を添加する方法、主材液と硬化材液とを混合する方法が挙げられる。中でも、施工現場での作業性及びゲルタイムを安定化できる点から、土質安定用薬液の製造方法は、主材液と硬化材液とを混合する方法が好ましい。
[Method for producing chemical solution for soil stabilization]
As a method for producing the soil stabilization chemical solution of the present invention, for example, a method of dispersing each component in water using a known stirrer or the like; ), a method of adding components other than water in the main material liquid to the hardening material liquid, and a method of mixing the main material liquid and the hardening material liquid. Among them, the method of mixing the main material liquid and the hardening material liquid is preferable as the method for producing the soil stabilizing chemical liquid from the viewpoint of stabilizing the workability and gel time at the construction site.

主材液と硬化材液の混合は、地盤に注入する前に行ってもよく、各液を地盤に注入しながら行ってもよい。地盤に注入する前に行う場合は、セメントを製造する際に通常用いる撹拌器等を用いて、一般的な撹拌方法によって主材液と硬化材液を混合すればよい。主材液と硬化材液を地盤に注入しながら混合する場合は、例えば、主材液と硬化材液とを、それぞれ単位時間当りの送液容量が等しいポンプを用いて個別にY字管、撹拌装置、注入管内に設けられた混合室(管内混合器・管路混合器)などに圧送して混合する方法、主材液と硬化材液を二重管の内管と外管で別々に送液し、注入時に地盤中で主材液と硬化材液を合流させて混合する方法などが挙げられる。主材液と硬化材液が注入中に硬化しないようにするため、土質安定用薬液は、注入直前又は注入しながら製造することが好ましく、注入しながら製造することがより好ましい。 The main material liquid and the hardening material liquid may be mixed before pouring into the ground, or may be carried out while pouring each liquid into the ground. In the case of performing before pouring into the ground, the main material liquid and the hardening material liquid may be mixed by a general stirring method using a stirrer or the like that is commonly used when manufacturing cement. When mixing the main material liquid and the hardening material liquid while injecting them into the ground, for example, the main material liquid and the hardening material liquid are separately pumped using pumps having the same liquid feeding capacity per unit time. Stirrer, method of pumping and mixing in a mixing chamber (in-pipe mixer/pipe mixer) provided in the injection pipe, main liquid and hardening material liquid separately in the inner and outer pipes of the double pipe. For example, a method in which the liquid is fed and the main material liquid and the hardening material liquid are combined and mixed in the ground at the time of injection. In order to prevent the main material liquid and the hardening material liquid from hardening during injection, the soil stabilizing liquid is preferably produced immediately before or while injecting, more preferably while injecting.

施工がし易くなる点から、主材液と硬化材液を混合する際の容量比は7:3~3:7が好ましく、6:4~4:6がより好ましく、5:5の等容量がさらに好ましい。 From the viewpoint of easy construction, the volume ratio when mixing the main material liquid and the hardening material liquid is preferably 7:3 to 3:7, more preferably 6:4 to 4:6, and an equal volume of 5:5. is more preferred.

[地盤安定化工法]
本発明の地盤安定化工法は、前記土質安定用薬液を地盤に注入する第一の態様と、主材液と硬化材液とを地盤内で混合する第二の態様とがある。
第一の態様の具体的な方法としては、例えば、前記土質安定用薬液の製造方法と同様にして土質安定用薬液を得、前記土質安定用薬液を地盤に注入する方法が挙げられる。
第二の態様の具体的な方法は、例えば、主材液と硬化材液とを別々の注入管で地盤内に注入し、両液を地盤内で合流させ、混合させる方法が挙げられる。本態様では、注入の際に、噴射ノズルを有する注入管を用いて、圧力50~1000kg/cmで噴射注入することも出来る。
[Ground stabilization method]
The ground stabilization method of the present invention has a first aspect of injecting the soil stabilization chemical solution into the ground and a second aspect of mixing the main material liquid and the hardening material liquid in the ground.
A specific method of the first aspect includes, for example, a method of obtaining a soil stabilizing chemical in the same manner as in the method for producing the soil stabilizing chemical, and injecting the soil stabilizing chemical into the ground.
A specific method of the second aspect includes, for example, a method in which the main material liquid and the hardening material liquid are injected into the ground through separate injection pipes, and the two liquids are merged and mixed in the ground. In this embodiment, injection can be performed at a pressure of 50 to 1000 kg/cm 2 using an injection pipe having an injection nozzle.

[作用効果]
本発明によれば、ゲルタイムを長くした場合でもブリージング量が少なく、短時間で自立することが可能な土質安定用薬液、該土質安定用薬液の製造方法及び地盤安定化工法を提供することができる。
本発明による効果は、以下のメカニズムによるものと推定される。
[Effect]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a soil stabilizing chemical solution that can stand on its own in a short time with a small amount of bleeding even when the gel time is lengthened, a method for producing the soil stabilizing chemical solution, and a ground stabilization construction method. .
The effect of the present invention is presumed to be due to the following mechanism.

膨潤したベントナイトとアルミナセメントの反応により得られた沈降が防止された硬化材液を、無機アルカリ金属炭酸塩と水硬性セメントとがあらかじめ混合された主材液と混合したことにより、得られた前記土質安定用薬液の沈降が抑制された結果、ゲルタイムを長くした場合でも、ブリージング量が少なくなって、短時間で自立することが可能となったものと推定される。 The hardening material liquid obtained by the reaction of the swollen bentonite and the alumina cement and preventing sedimentation is mixed with the main material liquid in which the inorganic alkali metal carbonate and the hydraulic cement are mixed in advance. It is presumed that as a result of suppressing sedimentation of the soil stabilizing chemical, the amount of bleeding decreased even when the gel time was lengthened, and it became possible to stand on its own in a short period of time.

また、アルミナセメント、石膏、無機アルカリ金属炭酸塩の作用により、エトリンガイト等の発生が早まり、硬化が促進され、短時間で自立することが可能になると推定される。 In addition, it is presumed that due to the action of alumina cement, gypsum, and inorganic alkali metal carbonate, the generation of ettringite and the like is hastened and hardening is accelerated, making it possible to stand on its own in a short period of time.

本発明において、ブリージング量は、ゲルタイムによって異なる値となり、またゲルタイムは土質安定用薬液の成分組成により異なる値となるが、本発明の土質安定用薬液によれば、例えば、ゲルタイムが5~60分の比較的ゲルタイムの長い土質安定用薬液において、ブリージング量を3%以下、好ましくは1%以下とすることができる。
なお、本発明の土質安定用薬液のゲルタイムは、成分組成によっても異なるが、通常5~60分程度にすることができる。また、ブリージング量の下限には特に制限はない。
In the present invention, the amount of breathing has a different value depending on the gel time, and the gel time has a different value depending on the component composition of the soil stabilizing chemical. In the soil stabilizing solution having a relatively long gel time, the breathing amount can be 3% or less, preferably 1% or less.
The gel time of the soil stabilizing chemical solution of the present invention varies depending on the component composition, but can usually be about 5 to 60 minutes. Moreover, there is no particular limitation on the lower limit of the amount of breathing.

ここで、ブリージング量とは、土質安定用薬液(主材液と硬化材液の合計)の体積に対する、この土質安定用薬液がゲルタイムに達した時に上澄みとして残る薬液の浮水の量(体積)の割合(百分率)であり、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。 Here, the breathing amount is the amount (volume) of floating water of the chemical solution that remains as a supernatant when the soil stabilization chemical solution reaches the gel time with respect to the volume of the soil stabilization chemical solution (the total of the main material liquid and the hardening material liquid). It is a ratio (percentage) and is measured by the method described in the Examples section below.

以下に本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例で用いた材料、主材液及び硬化材液の調製方法、並びに各種測定・評価方法は以下のとおりである。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
Materials used in the following examples and comparative examples, preparation methods of the main material liquid and the hardening material liquid, and various measurement and evaluation methods are as follows.

[材料]
(主材液)
・水硬性セメント:普通ポルトランドセメント
・無水炭酸ナトリウム(NaCO
・無水炭酸カリウム(KCO
・石膏:II型無水石膏(ブレーン値:6500cm/g)
・水:水道水
[material]
(main liquid)
・Hydraulic cement: Ordinary Portland cement ・Anhydrous sodium carbonate (Na 2 CO 3 )
Anhydrous potassium carbonate ( K2CO3 )
・Gypsum: type II anhydrite (Blaine value: 6500 cm 2 /g)
・Water: tap water

(硬化材液)
・アルミナセメント:JIS-R2511,3種
・ベントナイト(株式会社ホージュン製 榛名)
・ベントナイト(株式会社ホージュン製 ネオクレイ)
・減水剤:ナフタレンスルホン酸ナトリウム・ホルムアルデヒド縮合物
・水:水道水
(Hardening material liquid)
・Alumina cement: JIS-R2511, Class 3 ・Bentonite (Haruna manufactured by Hojun Co., Ltd.)
・Bentonite (Neo Clay manufactured by Hojun Co., Ltd.)
・Water reducing agent: sodium naphthalene sulfonate・formaldehyde condensate ・Water: tap water

[主材液の調製方法]
20℃に温度調整した材料を使用し、それぞれ20℃の室内で、無水炭酸ナトリウム又は無水炭酸カリウム(ただし、比較例1,3では無機アルカリ金属炭酸塩を使用せず)と石膏(ただし、実施例4、比較例2では石膏を使用せず)の混合物を水に分散させた後、普通ポルトランドセメントを分散させ、撹拌して主材液を得た。撹拌は、マグネチックスターラーを用い、200mLのディスカップに長さ4cmのスターラーバーを入れ、主材液200mLの入った状態で、回転数650~750rpmの条件で所定の時間行った。
主材液中の各成分の含有量を表1に記載した。
なお、本実施例及び比較例では、硬化材液を作製する直前に主材液を調製して実験を行った。
[Preparation method of main material liquid]
Using materials whose temperature has been adjusted to 20°C, in a room at 20°C, anhydrous sodium carbonate or anhydrous potassium carbonate (however, in Comparative Examples 1 and 3, no inorganic alkali metal carbonate is used) and gypsum (however, the implementation Gypsum was not used in Example 4 and Comparative Example 2) was dispersed in water, then ordinary Portland cement was dispersed and stirred to obtain a main material liquid. Stirring was carried out by using a magnetic stirrer, putting a 4 cm long stirrer bar into a 200 mL disk cup, containing 200 mL of the main material liquid, and performing the stirring at a rotation speed of 650 to 750 rpm for a predetermined period of time.
Table 1 shows the content of each component in the main material liquid.
In the present examples and comparative examples, experiments were conducted by preparing the main material liquid immediately before preparing the hardening material liquid.

[硬化材液の調製方法]
20℃に温度調整した材料を使用し、20℃の室内でベントナイト及び減水剤を水に分散させ、3分撹拌後にアルミナセメント(実施例4,5では更に石膏、比較例3では、更に無水炭酸ナトリウム)を添加、撹拌して硬化材液を得た。なお、比較例4ではアルミナセメントのみを水に添加して撹拌した。撹拌は、マグネチックスターラーを用い、200mLのディスカップに長さ4cmのスターラーバーを入れ、硬化材液200mLの入った状態で、回転数650~750rpmの条件で所定の時間行った。
硬化材液中の各成分の含有量を表1に記載した。
[Method for preparing hardener liquid]
Using a material whose temperature has been adjusted to 20 ° C., bentonite and a water reducing agent are dispersed in water in a room at 20 ° C. After stirring for 3 minutes, alumina cement (in Examples 4 and 5, further gypsum, in Comparative Example 3, further anhydrous carbonic acid sodium) was added and stirred to obtain a hardener liquid. In Comparative Example 4, only alumina cement was added to water and stirred. Stirring was performed using a magnetic stirrer with a stirrer bar having a length of 4 cm placed in a 200 mL disc cup and containing 200 mL of the hardening material liquid at a rotation speed of 650 to 750 rpm for a predetermined period of time.
Table 1 shows the content of each component in the hardener liquid.

[ゲルタイムの測定]
得られた主材液100mLと硬化材液100mLとをそれぞれ200mLディスカップA,Bに入れ、硬化材液の入ったディスカップBに主材液の全量を勢いよく入れた後、両液の混合液を直ちに主材液が入っていたディスカップAに移しかえ、さらに硬化材液が入っていたディスカップBに移しかえた。5分毎にカップを傾け、45°傾けても液面が動かなくなるまでの時間をゲルタイムとした。
[Measurement of gel time]
100 mL of the obtained main material liquid and 100 mL of the hardening material liquid were put into 200 mL disc cups A and B, respectively. The liquid was immediately transferred to the disc cup A containing the main material liquid, and further transferred to the disc cup B containing the hardening material liquid. The cup was tilted every 5 minutes, and the gel time was defined as the time until the liquid surface did not move even when tilted at 45°.

[ブリージング量の測定]
得られた主材液100mLと硬化材液100mLとをそれぞれ200mLディスカップA,Bに入れ、硬化材液の入ったディスカップBに主材液の全量を勢いよく入れた後、両液の混合液を直ちに主材液が入っていたディスカップAに移しかえ、さらに硬化材液が入っていたディスカップBに移しかえた。1時間後に、沈降により上部に生じた水をメスシリンダーに分取し、以下の式でブリージングの量を計算した。
ブリージング量(%)=(分取した水量(mL)/200(mL))×100
[Measurement of breathing amount]
100 mL of the obtained main material liquid and 100 mL of the hardening material liquid were put into 200 mL disc cups A and B, respectively. The liquid was immediately transferred to the disc cup A containing the main material liquid, and further transferred to the disc cup B containing the hardening material liquid. After 1 hour, the water generated in the upper part due to sedimentation was collected in a graduated cylinder, and the amount of breathing was calculated by the following formula.
Amount of breathing (%) = (Amount of collected water (mL)/200 (mL)) x 100

[1時間後の薬液の硬さの測定]
ベーンせん断試験器(トルクドライバ-FTD-10CN-S:(株)東日製作所製、ベーンブレード:D15mm×H30mm)を用いて測定した。
200mLディスカップA,Bに主材液、硬化材液をそれぞれ100mLずつ調製し、硬化材液の入ったディスカップBに主材液の全量を勢いよく入れた後、両液の混合液を直ちに主材液が入っていたディスカップAに移しかえ、さらに硬化材液が入っていたディスカップBに移しかえそのまま静置した。この混合液について、1時間静置後にベーンブレードをディスカップB内中央に挿入して回転させ、その最大目盛値(最大トルク値)から以下の式でベーンせん断強さを算出した。
ベーンせん断強さ(kN/m
= Tmax(kN・m)/(π×(DH/2+D/6))
Tmax:最大トルク値
D:ベーンブレードの幅(m)
H:ベーンブレードの高さ(m)
自立可能な値はベーンせん断強さで1.2(kN/m)以上とした。
[Measurement of hardness of chemical solution after 1 hour]
It was measured using a vane shear tester (torque driver-FTD-10CN-S: manufactured by Tohnichi Seisakusho Co., Ltd., vane blade: D15 mm×H30 mm).
Prepare 100 mL each of the main liquid and the hardening liquid in 200 mL discs A and B, and pour the entire amount of the main liquid into the disc B containing the hardening liquid. It was transferred to the disc cup A containing the main material liquid, and further transferred to the disc cup B containing the hardening material liquid and allowed to stand as it was. After this mixture was allowed to stand still for 1 hour, a vane blade was inserted into the center of the disc B and rotated, and the shear strength of the vane was calculated from the maximum scale value (maximum torque value) using the following formula.
Vane shear strength (kN/m 2 )
= Tmax (kN·m)/(π×(D 2 H/2+D 3 /6))
Tmax: Maximum torque value D: Width of vane blade (m)
H: Height of vane blade (m)
The self-sustainable value was 1.2 (kN/m 2 ) or more in terms of vane shear strength.

[実施例1~5及び比較例1~4]
実施例1~5及び比較例1~4では、それぞれ表1に示された成分、該成分の含有量で、前述の通り調製した主材液と硬化材液を用いて、ゲルタイム、ブリージング量と1時間後の薬液の硬さの測定を実施することで各評価項目について評価した。
各評価結果を表1に記載する。
なお、いずれの評価も20℃の温度条件で行った。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4]
In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, using the main material liquid and the hardening material liquid prepared as described above with the components shown in Table 1 and the contents of the components, gel time, breathing amount and Each evaluation item was evaluated by measuring the hardness of the chemical after 1 hour.
Each evaluation result is described in Table 1.
All evaluations were performed at a temperature of 20°C.

Figure 2023000210000001
Figure 2023000210000001

本発明の土質安定用薬液を使用した実施例1~5は、ゲルタイムを20分と長くした場合でもブリージング量が少なく、1時間で薬液の硬さが1.2(kN/m)よりも大きくなり自立することが可能であった。特に炭酸ナトリウムと石膏を主材液に入れた実施例1,2がブリージング量が1%以下と少なく、1時間後には自立した。更には、主材液と硬化材液の両方に石膏を入れた実施例5では、ブリージング量が1%以下と少なく、かつ、1時間後に自立するとともにその強度も高くなった。
一方、無機アルカリ金属炭酸塩を主材液にも硬化材液にも含まない土質安定用薬液を使用した比較例1は、1時間後の薬液が柔らかく、自立は不可能であった。また、無機アルカリ金属炭酸塩を硬化材液ではなく主材液に含む比較例3は、1時間後の薬液は自立することが可能な固さであったが、ブリージング量が3%以上と悪くなった。石膏を主材液および硬化材液のいずれにも含まない土質安定用薬液を使用した比較例2は、硬化が進行せず、ブリージング量を測定できなかった。
また、硬化材液にベントナイトを含まない比較例4は、ブリージング量が多くなった。
In Examples 1 to 5 using the soil stabilizing chemical of the present invention, the amount of bleeding was small even when the gel time was increased to 20 minutes, and the hardness of the chemical in 1 hour was higher than 1.2 (kN/m 2 ). It was able to grow and become independent. In particular, Examples 1 and 2, in which sodium carbonate and gypsum were added to the main material liquid, had a low bleeding amount of 1% or less, and became self-supporting after 1 hour. Furthermore, in Example 5, in which gypsum was added to both the main material liquid and the hardening material liquid, the amount of bleeding was as small as 1% or less, and the strength increased as well as the self-standing after 1 hour.
On the other hand, in Comparative Example 1, in which the chemical solution for stabilizing soil was used which contained no inorganic alkali metal carbonate in either the main material solution or the hardening material solution, the chemical solution was soft after 1 hour and it was impossible to stand on its own. In addition, in Comparative Example 3, in which an inorganic alkali metal carbonate is included in the main material liquid instead of the hardening material liquid, the chemical liquid after 1 hour has a hardness that allows it to stand on its own, but the bleeding amount is 3% or more, which is bad. became. In Comparative Example 2, in which a soil stabilizing chemical solution containing neither gypsum nor hardening material liquid was used, hardening did not proceed and the bleeding amount could not be measured.
Also, in Comparative Example 4, in which the curing material liquid did not contain bentonite, the amount of breathing increased.

本発明の土質安定用薬液、該薬液の製造方法及び地盤安定化工法は、地盤内の空隙、護岸堤防と地盤との空隙、液状化によって生じた空洞及びトンネル背面の空洞等に薬液を注入して地盤を補強する分野で好適に使用できるため、産業上極めて有用である。 The chemical solution for soil stabilization, the method for producing the chemical solution, and the ground stabilization method of the present invention inject the chemical solution into voids in the ground, voids between embankments and the ground, cavities created by liquefaction, cavities behind tunnels, and the like. It is industrially very useful because it can be suitably used in the field of reinforcing the ground by

Claims (4)

水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを含み、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む土質安定用薬液。 It contains a main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate and water, and a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement and water, and at least one of the main material liquid and the hardening material liquid contains gypsum. Chemical solution for soil stabilization. 水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを混合する工程を含む土質安定用薬液の製造方法であって、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む土質安定用薬液の製造方法。 A method for producing a chemical solution for soil stabilization, comprising a step of mixing a main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate, and water with a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement, and water, wherein the main material A method for producing a soil stabilizing chemical liquid containing gypsum in at least one of the liquid and the hardener liquid. 請求項1に記載の土質安定用薬液を地盤に注入する地盤安定化工法。 A ground stabilization method of injecting the soil stabilization chemical solution according to claim 1 into the ground. 水硬性セメント、無機アルカリ金属炭酸塩及び水を含む主材液と、ベントナイト、アルミナセメント及び水を含む硬化材液とを地盤内で混合する地盤安定化工法であって、前記主材液および前記硬化材液の少なくとも一つに石膏を含む地盤安定化工法。 A ground stabilization method for mixing a main material liquid containing hydraulic cement, an inorganic alkali metal carbonate and water and a hardening material liquid containing bentonite, alumina cement and water in the ground, wherein the main material liquid and the A ground stabilization method in which at least one of hardener liquids contains gypsum.
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