JP2024072904A - Foaming material for bubble shield method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気泡シールド工法用起泡材に関する。 The present invention relates to a foaming material for air bubble shield construction.
シールド工法は、切羽およびチャンバー内に加泥材を注入することで掘削土砂(混合土)が塑性流動性を有し、この混合土がチャンバー内を充填することで、土圧と水圧に対し平衡を維持しつつ、マシン外へスムーズに土砂を排出する工法である。この工法のうち、加泥材として気泡を注入するものが、気泡シールド工法と呼ばれる。 In the shield tunneling method, a mud-adding material is injected into the tunnel face and chamber, giving the excavated soil (mixed soil) plastic fluidity. This mixed soil fills the chamber, maintaining balance against earth pressure and water pressure, while allowing the soil to be smoothly discharged outside the machine. A type of this method in which air bubbles are injected as a mud-adding material is called the air bubble shield method.
注入する気泡は、対象土の粒度によって使用する剤を使い分けている(特許文献1)。一般的に細粒分が一定量ある場合は、陰イオン界面活性剤を主成分とするAタイプ気泡、細粒分が少ない、砂質~砂礫質土については、カルボキシメチルセルロース(CMC)に代表される粉体の増粘剤を溶解させた液に、Aタイプで使用される起泡材原液を混合し、発泡させることで粘性の高い気泡を生成し、粘性により細粒分不足を補うBタイプ気泡、粗粒な礫質土に対しては、増粘剤に対して、ゲル化作用のある薬剤を発泡時に散布することで、固く非常に強い気泡を作成し、礫を強固にまとめることができるCタイプ気泡の大きく3種類に分類される。
なお、Bタイプ及びCタイプ気泡については、起泡材溶液を調製する際、Aタイプで必要となる設備に加え、粉体を溶解する設備が別途必要となる。なお、Aタイプ気泡では任意に発泡倍率を変えることができるのに対し、増粘剤を含むBタイプ気泡(Cタイプ気泡も同様)では起泡材溶液の粘性が高いため、発泡しづらく概ね6倍発泡が限度であり、Aタイプ気泡に比べて、多量の起泡材溶液を使用する。また発泡性を確保するため、別途添加材を必要とする場合がある(特許文献2)。
The foam to be injected is selected according to the particle size of the target soil (Patent Document 1). In general, when there is a certain amount of fine particles, type A foam is mainly composed of an anionic surfactant; for sandy to gravelly soil with a small amount of fine particles, type B foam is made by mixing a powdered thickener such as carboxymethylcellulose (CMC) with the foaming agent stock solution used in type A and foaming to generate highly viscous foam, which compensates for the lack of fine particles by its viscosity; and for coarse gravelly soil, type C foam is made by spraying a gelling agent on the thickener during foaming to generate hard and very strong foam, which firmly holds the gravel together.
For B and C type foams, in addition to the equipment required for A type, a separate facility for dissolving powder is required when preparing the foaming agent solution. While the foaming ratio can be changed freely with A type foams, B type foams (and C type foams) containing a thickener have a high viscosity of the foaming agent solution, making them difficult to foam and limiting the foaming ratio to about 6 times, and therefore require a larger amount of foaming agent solution than A type foams. In addition, in order to ensure foaming properties, a separate additive may be required (Patent Document 2).
シールド掘進時に、当初の地質調査によって想定していなかった砂礫互層により、地山中の細粒分が急激に減少した場合や、礫分が多い場合、Aタイプ気泡からBタイプ気泡への変更が必要となる場合がある。かかる場合、2剤での調製が必要なため、新たにBタイプ気泡の設備(希釈水タンク、溶解槽等の混合希釈設備、増粘剤貯蔵タンク並びに供給設備など)が必要になる。しかしながら、シールド工法の多くが、都市部の狭隘な場所で施工することが多いことから、設備のためのスペース確保が難しい。また設備を導入できる場合においても、設備の確保、設置等に大幅な時間が必要となり、その間施工は停止する必要がある。そこで、新たな設備を必要としない、1剤で起泡と増粘の効果を持つ剤が求められていた。 During shield tunneling, if the fine particles in the ground suddenly decrease or there is a large amount of gravel due to alternating layers of sand and gravel that were not anticipated in the initial geological survey, it may be necessary to change from type A foam to type B foam. In such cases, it is necessary to prepare two agents, so new equipment for type B foam (dilution water tank, mixing and dilution equipment such as dissolving tank, thickener storage tank and supply equipment, etc.) is required. However, since most shield tunneling methods are carried out in narrow spaces in urban areas, it is difficult to secure space for the equipment. Even if the equipment can be introduced, it takes a significant amount of time to secure and install the equipment, and construction must be stopped during that time. Therefore, there was a need for an agent that has the effects of foaming and thickening in one agent without requiring new equipment.
本願発明者らは鋭意研究の結果、アニオン性界面活性剤または両性界面活性剤及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選択されるものの少なくとも1種類と疎水膜剤と、所定の化合物を含む起泡材は、消泡し難く安定性に優れた気泡が生成可能であることを新たに見出した。 As a result of intensive research, the inventors of the present application have newly discovered that a foaming agent containing at least one selected from the group consisting of anionic surfactants or amphoteric surfactants and amine oxide type surfactants, a hydrophobic film agent, and a specific compound can generate bubbles that are difficult to defoam and have excellent stability.
従って、本願発明は以下の通りである。
[1](A)アニオン性界面活性剤と、
(B)両性界面活性剤、及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上と、
(C)炭素数が8~30である脂肪族アルコールと、
を含む気泡シールド工法用起泡材。
[2](A)成分が、α-オレフィンスルホン酸塩、内部オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸エステルジ塩、ジアルキルスルホコハク酸塩から選ばれる少なくとも1種以上である、前記[1]に記載の気泡シールド工法用起泡材。
[3]さらに、(D)有機溶剤を含む、前記[1]または[2]に記載の気泡シールド工法用起泡材。
Therefore, the present invention is as follows.
[1] (A) an anionic surfactant;
(B) at least one selected from the group consisting of amphoteric surfactants and amine oxide surfactants,
(C) an aliphatic alcohol having 8 to 30 carbon atoms;
A foaming material for air bubble shield construction method.
[2] The foaming material for the air bubble shield construction method described in [1] above, wherein the (A) component is at least one selected from α-olefin sulfonate, internal olefin sulfonate, alkane sulfonate, α-sulfofatty acid ester salt, alkyl sulfosuccinate di-salt, and dialkyl sulfosuccinate.
[3] A foaming material for the air bubble shield construction method described in [1] or [2], further containing (D) an organic solvent.
本発明により、消泡し難く安定性に優れた、気泡シールド工法用起泡材が得られた。 The present invention has produced a foaming material for the air bubble shield construction method that is difficult to defoam and has excellent stability.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明するが、必ずしもこれに限定するわけではない。
なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。
以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。
本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not necessarily limited to these.
The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of this specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of this specification.
The embodiments and specific examples of the invention described below are preferred embodiments of the present invention and are shown for illustrative or explanatory purposes, and are not intended to limit the present invention thereto.
It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
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について説明する。
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。
First, an overview of the shield machine used in the air bubble shield method will be described.
As shown in Figure 1, the shield machine 1 used in this construction method includes a skin plate 2, a partition wall 3, a cutter 4, a cutter motor 5, an air bubble injection pipe 6, a screw conveyor 7, and an earth pressure sensor 8.
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 skin plate 2 is a tubular steel member that forms the outer shell of the shield machine 1. The partition wall 3 is provided on the skin plate 2 and defines a chamber 9 in the front portion of the skin plate 2. The cutter 4 is a part that excavates the ground by rotation and is disposed forward of the skin plate 2. The cutter motor 5 is a drive source for rotating the cutter 4 and is provided on the rear side of the partition wall 3. The drive force of the cutter motor 5 is transmitted to the cutter 4 via the support arm 10.
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カッター4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、前記微細気泡は、チャンバー9内に直接注入されてもよく、又はカッター4及びチャンバー9の両方に注入されてもよい。
The air bubble injection tube 6 is a member that guides shaving cream-like fine air bubbles obtained by foaming the foaming agent solution in a foaming device (not shown). Since the tip of the air bubble injection tube 6 is located in front of the cutter 4, the guided fine air bubbles are injected toward the cutter 4. The excavated soil excavated by the cutter 4 is mixed with air bubbles by the rotation of the cutter 4, increasing its fluidity, and flows into the chamber 9. In the chamber 9, the presence of air bubbles suppresses the adhesion of the excavated soil to the wall surface. In addition, the air bubbles get into the spaces between the soil particles, improving the water-stopping properties.
The fine bubbles may be injected directly into the chamber 9 or into both the cutter 4 and the chamber 9 .
次に、(A)アニオン性界面活性剤と、(B)両性界面活性剤、及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上と、(C)炭素数が8~30である脂肪族アルコールと、を含む気泡シールド工法用起泡材について説明する。 Next, we will explain a foaming material for the air bubble shield construction method, which contains (A) an anionic surfactant, (B) at least one selected from the group consisting of amphoteric surfactants and amine oxide type surfactants, and (C) an aliphatic alcohol having 8 to 30 carbon atoms.
(A)成分であるアニオン性界面活性剤は、気液界面に配列して気泡の泡膜を形成する主剤である。
「アニオン性界面活性剤」としては、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸又はその塩、α-オレフィンスルホン酸塩(AOSとも言う)、内部オレフィンスルホン酸塩(IOS、インナーオレフィンスルホネートとも言う)、直鎖又は分岐鎖のアルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩又はアルケニルエーテル硫酸エステル塩、アルキル基を有するアルカンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル塩(MESとも言う)、アルキルスルホコハク酸エステルジ塩、ジアルキルスルホコハク酸塩等が挙げられる。これらのアニオン性界面活性剤における塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム等のアルカリ土類金属塩、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩等が挙げられる。アニオン性界面活性剤は、これらのうち1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The anionic surfactant, component (A), is a base agent that arranges itself at the gas-liquid interface to form a foam film of gas bubbles.
Examples of the "anionic surfactant" include linear alkylbenzenesulfonic acid or its salt, α-olefin sulfonate (also referred to as AOS), internal olefin sulfonate (IOS, also referred to as inner olefin sulfonate), linear or branched alkyl sulfate, alkyl ether sulfate or alkenyl ether sulfate, alkyl group-containing alkane sulfonate, α-sulfofatty acid ester salt (also referred to as MES), alkyl sulfosuccinate di-salt, dialkyl sulfosuccinate, etc. Examples of salts of these anionic surfactants include alkali metal salts such as sodium and potassium, alkaline earth metal salts such as magnesium, and alkanolamine salts such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. The anionic surfactant may be used alone or in combination of two or more of these.
上記(A)成分であるアニオン性界面活性剤のうちアルキルエーテル硫酸エステル、α-オレフィンスルホン酸塩、内部オレフィンスルホン酸塩が好ましく、アルキルエーテル硫酸エステル塩がより好ましい。
(A)成分は、気泡シールド工法用起泡材全体の質量に対して3~40質量%であることが好ましく、10~30質量%がより好ましい。
Of the anionic surfactants which are the component (A) above, alkyl ether sulfates, α-olefin sulfonates, and internal olefin sulfonates are preferred, with alkyl ether sulfates being more preferred.
The amount of component (A) is preferably 3 to 40 mass % relative to the total mass of the foaming material for the air bubble shield construction method, and more preferably 10 to 30 mass %.
(B)成分である両性界面活性剤、及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上は、前記(A)成分と共に気泡の泡膜を安定化する基材である。
「両性界面活性剤」としてはアルキルベタイン型、アルキルアミドベタイン型、イミダゾリン型、アルキルアミノスルホン型、アルキルアミノカルボン酸型、アルキルアミドカルボン酸型、アミドアミノ酸型、リン酸型等が挙げられる。両性界面活性剤は、ベタイン型が好ましい。ベタイン型の具体例としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシアルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシアルキルアミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(コカミドプロピルベタイン)、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。ベタイン型としては、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(コカミドプロピルベタイン)がより好ましい。両性界面活性剤は、これらのうち1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
At least one surfactant selected from the group consisting of amphoteric surfactants and amine oxide surfactants, which is component (B), is a base material that stabilizes the foam film of air bubbles together with component (A).
Examples of the "amphoteric surfactant" include alkyl betaine type, alkyl amide betaine type, imidazoline type, alkyl amino sulfone type, alkyl amino carboxylic acid type, alkyl amide carboxylic acid type, amide amino acid type, and phosphoric acid type. The amphoteric surfactant is preferably a betaine type. Specific examples of the betaine type include lauryl dimethyl amino acetic acid betaine, coconut alkyl dimethyl amino acetic acid betaine, coconut oil fatty acid amidopropyl betaine, lauric acid amidopropyl dimethyl amino acetic acid betaine, coconut alkyl amidopropyl dimethyl amino acetic acid betaine, coconut oil fatty acid amidopropyl dimethyl amino acetic acid betaine (cocamidopropyl betaine), and 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine. As the betaine type, coconut oil fatty acid amidopropyl dimethyl amino acetic acid betaine (cocamidopropyl betaine) is more preferable. The amphoteric surfactant may be one of these, or two or more of them may be used in combination.
「アミンオキシド型界面活性剤」としては、ドデシルジメチルアミンオキシド、ヤシアルキルジメチルアミンオキシド、デシルジメチルアミンオキシド、テトラデシルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。アミンオキシド型界面活性剤は、これらのうち1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of "amine oxide surfactants" include dodecyl dimethylamine oxide, coconut alkyl dimethylamine oxide, decyl dimethylamine oxide, and tetradecyl dimethylamine oxide. The amine oxide surfactant may be used alone or in combination of two or more of these.
上記(B)成分である両性界面活性剤、及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上のうち、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシアルキルアミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタインが好ましく、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(コカミドプロピルベタイン)がより好ましい。
(B)成分は、気泡シールド工法用起泡材全体の質量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、1~10質量%がより好ましい。
Of the at least one selected from the group consisting of amphoteric surfactants and amine oxide surfactants, which are the component (B), lauric acid amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine and coconut alkyl amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine are preferred, and coconut oil fatty acid amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine (cocamidopropyl betaine) is more preferred.
The amount of component (B) is preferably 0.1 to 20 mass % relative to the total mass of the foaming material for the air bubble shield construction method, and more preferably 1 to 10 mass %.
(C)成分である炭素数が8~30である脂肪族アルコールは、前記(A)、(B)成分と相互作用することで泡膜表面の粘性を向上させ、強固な気泡を形成させる作用がある。
(C)成分である炭素数が8~30である脂肪族アルコールとしては、炭素数8~30、8~20、8~14の炭化水素基をもつ脂肪族アルコールが挙げられ、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、オクテニルアルコール、デセニルアルコール、ドデセニルアルコール、トリデセニルアルコール、ペンタデセニルアルコール、オレイルアルコール、ガドレイルアルコール、リノレイルアルコール、エチルシクロヘキシルアルコール、プロピルシクロヘキシルアルコール、オクチルシクロヘキシルアルコール及びノニルシクロヘキシルアルコール等の一価アルコールが挙げられる。
これらの脂肪族アルコールは直鎖でも、分岐上でも、環状でもよいが、直鎖状が好ましく、ミリスチルアルコール、ラウリルアルコール、デシルアルコール、オクチルアルコールが好ましい。これらのうち1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(C)成分は、気泡シールド工法用起泡材全体の質量に対して1~20質量%であることが好ましく、2~10質量%がより好ましい。
The aliphatic alcohol having 8 to 30 carbon atoms, which is the component (C), interacts with the components (A) and (B) to improve the viscosity of the foam film surface and form strong bubbles.
Examples of the aliphatic alcohol having 8 to 30 carbon atoms as component (C) include aliphatic alcohols having a hydrocarbon group having 8 to 30, 8 to 20, or 8 to 14 carbon atoms, such as monohydric alcohols such as octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, myristyl alcohol, pentadecyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, nonadecyl alcohol, octenyl alcohol, decenyl alcohol, dodecenyl alcohol, tridecenyl alcohol, pentadecenyl alcohol, oleyl alcohol, gadoleyl alcohol, linoleyl alcohol, ethylcyclohexyl alcohol, propylcyclohexyl alcohol, octylcyclohexyl alcohol, and nonylcyclohexyl alcohol.
These aliphatic alcohols may be linear, branched, or cyclic, but linear alcohols are preferred, and myristyl alcohol, lauryl alcohol, decyl alcohol, and octyl alcohol are preferred. One of these may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
The amount of component (C) is preferably 1 to 20 mass % relative to the total mass of the foaming material for the air bubble shield construction method, and more preferably 2 to 10 mass %.
<任意成分>
[有機溶剤]
本願発明に係る起泡材は、(D)有機溶剤を含有してもよい(前記(C)成分を除く)。有機溶剤は起泡性を阻害しないものであって水に溶解しやすい有機溶剤(水溶性溶剤ともいう)であれば制限なく使用できる。例えば炭素数2~4の一価アルコール、炭素数2~6の多価アルコール、グリコールエーテル系溶剤等、有機溶剤が挙げられる。具体的には、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、イソプレングリコール、へキシレングリコール、1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等である。
これらのうち、エタノール、ジプロピレングリコール、イソプレングリコール、へキシレングリコール、1,3-ブタンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。水溶性溶剤は、これらのうち1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(D)有機溶剤は、気泡シールド工法用起泡材全体の質量に対して5~40質量%であることが好ましく、10~30質量%がより好ましい。
<Optional ingredients>
[Organic solvent]
The foaming material according to the present invention may contain (D) an organic solvent (excluding the above-mentioned (C) component). The organic solvent may be used without limitation as long as it does not inhibit foaming and is easily soluble in water (also called a water-soluble solvent). For example, organic solvents such as monohydric alcohols having 2 to 4 carbon atoms, polyhydric alcohols having 2 to 6 carbon atoms, and glycol ether-based solvents may be used. Specific examples of such organic solvents include ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, propylene glycol, dipropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butanediol, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol monophenyl ether.
Of these, ethanol, dipropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butanediol, diethylene glycol monobutyl ether, and triethylene glycol monobutyl ether are preferred. As the water-soluble solvent, one of these may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
The content of the organic solvent (D) is preferably 5 to 40 mass % relative to the total mass of the foaming material for the air bubble shield construction method, and more preferably 10 to 30 mass %.
[水]
本願発明に係る起泡材は、水を含有してもよい。水剤は、気泡シールド工法用起泡材全体の質量に対して20~80質量%であることが好ましく、30~60質量%がより好ましい。
[water]
The foaming material according to the present invention may contain water. The amount of the water agent is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 60% by mass, based on the total mass of the foaming material for the air bubble shield construction method.
本願発明の気泡シールド工法用起泡材において、
(A)成分は、(A)~(D)成分の総質量(合計質量)に対し、30~60質量%が好ましく、35~50質量%がさらに好ましい。この範囲であると十分な起泡性と液安定性が得られるので好ましい。
(B)成分は、(A)~(D)成分の総質量(合計質量)に対し、1~40質量%が好ましく、1~30質量%がさらに好ましい。この範囲であると十分な起泡性と液安定性が得られるので好ましい。
(C)成分は、(A)~(D)成分の総質量(合計質量)に対し、1~30質量%が好ましく、1~15質量%がさらに好ましい。この範囲であると十分な起泡性と液安定性が得られるので好ましい。
(D)成分は、(A)~(D)成分の総質量(合計質量)に対し、20~60質量%が好ましく、30~50質量%がさらに好ましい。この範囲であると十分な起泡性と液安定性が得られるので好ましい。
In the foaming material for the air bubble shield construction method of the present invention,
The amount of component (A) is preferably 30 to 60% by mass, and more preferably 35 to 50% by mass, based on the total mass (total mass) of components (A) to (D). This range is preferable because sufficient foaming properties and liquid stability can be obtained.
The amount of component (B) is preferably 1 to 40% by mass, and more preferably 1 to 30% by mass, based on the total mass (total mass) of components (A) to (D). This range is preferable because sufficient foaming properties and liquid stability can be obtained.
The amount of component (C) is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 1 to 15% by mass, based on the total mass (total mass) of components (A) to (D). This range is preferable because sufficient foaming properties and liquid stability can be obtained.
The amount of component (D) is preferably 20 to 60% by mass, and more preferably 30 to 50% by mass, based on the total mass (total mass) of components (A) to (D). This range is preferable because sufficient foaming properties and liquid stability can be obtained.
本願発明の気泡シールド工法用起泡材は、適宜水で希釈して使用するのが好ましい。
希釈倍率は、本願発明の気泡シールド工法用起泡材の総質量(合計質量)に対し、4~199倍の水で希釈する(希釈倍率:5~200倍)のが好ましく、19~99倍の水で希釈する(希釈倍率:20~100倍)のがさらに好ましい。この範囲であると十分な起泡性と気泡安定性が得られるので好ましい。
The foaming material for the air bubble shield construction method of the present invention is preferably diluted with water as appropriate before use.
The dilution ratio is preferably 4 to 199 times the total mass (total mass) of the foaming material for the air bubble shield construction method of the present invention (dilution ratio: 5 to 200 times), and more preferably 19 to 99 times the total mass (dilution ratio: 20 to 100 times). This range is preferable because sufficient foaming properties and foam stability can be obtained.
[その他の添加剤]
本願発明に係る起泡材は、その機能に影響を及ぼさない範囲で適宜の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、たとえばカチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、高分子化合物、不溶化剤、キレート剤、増粘剤、粘土鉱物、防腐剤、等が挙げられ、特にノニオン性活性剤である脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物、アルカノールアミド等は気泡の発泡性や安定性を向上させる作用があり好ましい。
[Other additives]
The foaming agent of the present invention may contain suitable additives as long as they do not affect its function. Examples of additives include cationic surfactants, nonionic surfactants, polyethylene glycol, polymeric compounds, insolubilizers, chelating agents, thickeners, clay minerals, preservatives, etc. In particular, nonionic surfactants such as alkylene oxide adducts of aliphatic alcohols and alkanolamides are preferred because they improve the foaming properties and stability of bubbles.
本願発明の気泡シールド工法用起泡材は、消泡し難く安定性に優れた気泡が望まれる、他の土木工事用または建築工事用の起泡材として用いることもできる。
他の土木工事または建築工事としては、気泡掘削工法、地中連続壁工法、機械撹拌工法、噴射撹拌工法、軽量盛土工法、気泡コンクリート、気泡モルタル、等などが挙げられる。
The foaming material for the air bubble shield construction method of the present invention can also be used as a foaming material for other civil engineering or construction works where air bubbles that are difficult to defoam and have excellent stability are desired.
Other civil engineering or construction works include aerated excavation method, underground diaphragm wall method, mechanical mixing method, jet mixing method, lightweight embankment method, aerated concrete, aerated mortar, etc.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。なお、表1、2に示す配合量の単位は「質量%」であり、いずれの成分も有効成分換算量を示す。
本実施例において使用した原料は、下記の<使用原料>に示す通りである。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The unit of the blending amount shown in Tables 1 and 2 is "mass %", and each component is the amount of active ingredient.
The raw materials used in this example are as shown in <Raw Materials Used> below.
<使用原料>
[(A)成分]
・A-1:ラウリル硫酸ナトリウム(商品名「Texapon OC-P」、BASFジャパン株式会社製)。
・A-2:ラウリル硫酸トリエタノールアミン(商品名「タイポールNLT-42」、泰光油脂化学工業株式会社製)。
・A-3:ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム EO=1モル(商品名「シノリンSPE-1150」、新日本理化株式会社製)。
・A-4:ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム EO=2モル(商品名「シノリンSPE-1250」、新日本理化株式会社製)。
・A-5:ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム EO=3モル(商品名「シノリンSPE-1350」、新日本理化株式会社製)。
・A-6:2級アルコールアルコキシレート硫酸エステルナトリウム EO=3モル(商品名「タイポールSFES-326」、泰光油脂化学工業株式会社製)。
・A-7:2級アルコールアルコキシレート硫酸エステルナトリウム EO=7モル(商品名「タイポールSFES-733」、泰光油脂化学工業株式会社製」。
・A-8:2級アルコールアルコキシレート硫酸エステルナトリウム EO=12モル(商品名「タイポールSFES-1233」、泰光油脂化学工業株式会社製)。
・A-9:AOS、テトラデセンスルホン酸ナトリウム(商品名「リポランLB-440」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)。
・A-10:MES、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム(商品名「WILFAMES C 16 FR」、WILMAR製)。
・A-11:IOS、特開2001-247534号公報の実施例7に記載された方法により合成されたインナーオレフィンスルホネート。
<Ingredients used>
[Component (A)]
A-1: Sodium lauryl sulfate (product name "Texapon OC-P", manufactured by BASF Japan Ltd.).
A-2: Triethanolamine lauryl sulfate (product name "Typol NLT-42", manufactured by Taiko Yushi Chemical Industry Co., Ltd.).
A-3: Sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, EO = 1 mol (product name "Shinoline SPE-1150", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
A-4: Sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, EO = 2 mol (product name "Shinoline SPE-1250", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
A-5: Sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, EO = 3 mol (product name "Shinoline SPE-1350", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
A-6: Sodium secondary alcohol alkoxylate sulfate ester, EO=3 mol (product name "Taipol SFES-326", manufactured by Taiko Yushi Chemical Industries Co., Ltd.).
A-7: Sodium secondary alcohol alkoxylate sulfate ester, EO=7 mol (product name "Taipol SFES-733", manufactured by Taiko Yushi Chemical Industries Co., Ltd.).
A-8: Sodium secondary alcohol alkoxylate sulfate ester, EO=12 mol (product name "Taipol SFES-1233", manufactured by Taiko Yushi Chemical Industries Co., Ltd.).
A-9: AOS, sodium tetradecene sulfonate (product name "Lipolan LB-440", manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.).
A-10: MES, sodium alpha sulfo fatty acid ester (product name "WILFAMES C 16 FR", manufactured by WILMAR).
A-11: IOS, an inner olefin sulfonate synthesized by the method described in Example 7 of JP-A-2001-247534.
[(B)成分]
・B-1:ヤシ脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(商品名「エナジコールC-30B」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)。
・B-2:ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(商品名「エナジコールL-30B」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)。
・B-3:ヤシアルキルジメチルアミンオキシド(商品名「カデナックスDMC-W、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)。
・B-4:テトラジメチルアミンオキシド(商品名「カデナックスDM 14D-N、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)。
[Component (B)]
B-1: Coconut fatty acid amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine (product name "Energycol C-30B", manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.).
B-2: Lauryl amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine (product name "Energycol L-30B", manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.).
B-3: Coconut alkyl dimethylamine oxide (product name: Cadenax DMC-W, manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.).
B-4: Tetradimethylamine oxide (product name "Kadenax DM 14D-N, manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.).
[(C)成分]
・C-1:ミリスチルアルコール(商品名「コノール1495」、新日本理化株式会社製)。
・C-2:ラウリルアルコール(商品名「コノール20P」、新日本理化株式会社製)。
・C-3:デシルアルコール(商品名「コノール1098」、新日本理化株式会社製)。
・C-4:オクチルアルコール(商品名「コノール10WS」、新日本理化株式会社製)。
[Component (C)]
C-1: Myristyl alcohol (product name "Conol 1495", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
C-2: Lauryl alcohol (product name "Conol 20P", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
C-3: Decyl alcohol (product name "Conol 1098", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
C-4: Octyl alcohol (product name "Conol 10WS", manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.).
[(D)有機溶剤]
・D-1:ジプロピレングリコール
・D-2:エチレングリコールモノブチルエーテル(商品名「ブチルグリコール」、日本乳化剤株式会社製)
・D-3:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(商品名「ブチルジグリコール」、日本乳化剤株式会社製)
[(D) Organic Solvent]
D-1: Dipropylene glycol D-2: Ethylene glycol monobutyl ether (product name "Butyl glycol", manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.)
D-3: Diethylene glycol monobutyl ether (product name "Butyl Diglycol", manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.)
<気泡の作成>
表1、2に示した起泡材液を水で希釈して3%希釈液を調整した。得られた希釈液をコンプレッサーにて圧縮した空気と共に同じ圧力で、セラミックボールが充填された筒内で二流体混合することで発泡させ、発泡倍率10倍の気泡を得た。なお、発泡倍率は得られた気泡の質量Agと、体積Bmlを測定し、式1で算出した。
発泡倍率(倍)=(気泡の体積Bml)/(気泡の質量Ag)・・・式1
<Creating bubbles>
The foaming agent liquids shown in Tables 1 and 2 were diluted with water to prepare 3% diluted solutions. The resulting diluted solutions were mixed with compressed air by a compressor at the same pressure in a cylinder filled with ceramic balls to cause foaming, resulting in foams with a foaming ratio of 10 times. The foaming ratio was calculated by measuring the mass Ag and volume Bml of the resulting bubbles using formula 1.
Expansion ratio (times) = (cell volume B ml) / (cell mass Ag) ... Equation 1
<評価方法>
得られた気泡を容積1000mlのメスシリンダーに充填し、室温下で静置した。時間経過とともに消泡の進行によってメスシリンダー底部に溜まっていく廃液量Cmlを計測し、式2で消泡率を計算した。
消泡率(%)=(排液量Cml)/(1000/10)×100・・・式2
気泡作成30分後の消泡率が80%未満である場合は〇、80%以上である場合は×と評価した。
<Evaluation method>
The resulting foam was filled into a 1000 ml measuring cylinder and allowed to stand at room temperature. The amount of waste liquid (C ml) that accumulated at the bottom of the measuring cylinder as the foaming progressed over time was measured, and the foaming rate was calculated using Equation 2.
Defoaming rate (%) = (drainage volume C ml) / (1000/10) x 100 ... formula 2
When the defoaming rate 30 minutes after the creation of bubbles was less than 80%, it was rated as "good", and when it was 80% or more, it was rated as "poor".
<結果>
表1、2から明らかなように、実施例1~21はいずれも安定性の高い気泡であり、評価は〇となった。一方、比較例1、2は消泡しやすく安定性の低い気泡であり、評価は×となった。すなわち、これらの実験結果から、本願発明の気泡シールド工法用起泡材は安定性に優れた気泡が得られることが明かとなった。
<Results>
As is clear from Tables 1 and 2, all of Examples 1 to 21 had highly stable bubbles, and were rated as ◯. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 had bubbles that were easily defoamed and had low stability, and were rated as ×. In other words, these experimental results made it clear that the foaming material for the air bubble shield construction method of the present invention can produce bubbles with excellent stability.
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
1 ... Shield machine, 2 ... Skin plate, 3 ... Partition wall, 4 ... Cutter, 5 ... Cutter motor, 6 ... Air bubble injection pipe, 7 ... Screw conveyor, 8 ... Earth pressure sensor, 9 ... Chamber, 10 ... Support arm
Claims (3)
(B)両性界面活性剤、及びアミンオキシド型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上と、
(C)炭素数が8~30である脂肪族アルコールと、
を含む気泡シールド工法用起泡材。 (A) an anionic surfactant;
(B) at least one selected from the group consisting of amphoteric surfactants and amine oxide surfactants,
(C) an aliphatic alcohol having 8 to 30 carbon atoms;
A foaming material for air bubble shield construction method.
The foaming material for the air bubble shield construction method according to claim 1 or 2, further comprising (D) an organic solvent.
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