JP2841212B2

JP2841212B2 - 止水材料

Info

Publication number: JP2841212B2
Application number: JP19847189A
Authority: JP
Inventors: 康子熊野; 信行助川; 敏郎高橋; 信彦堀田; 武男塩野
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH0362880A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、機械的強度が大きくかつ弾力性と吸水性に
優れたゲルを形成する止水材料に関する。

（従来の技術）従来から洞道、トンネル、地下鉄道などの裏込め注入
材等として、ポリアクリルアミドなどの高吸水性ポリマ
ーを主体とする止水材料が広く使用されている。

しかしこのような止水材料は、脆くて機械的強度が小
さいため、荷重を支えることができないうえに、水圧等
の外圧がかかると潰れたり抜けたりするという問題があ
った。

またアクリルアミドのような親水性のポリマーを形成
するモノマーに、重合触媒やその他の添加剤などを配合
した止水材料も開発されているが、アクリルアミドは有
毒物質であるため、環境に多量に流出するようなことが
あると好ましくない。

一方アスファルト舗装道路の亀裂補修には、従来から
溶融アスファルトあるいはアスファルト乳剤を流し込む
という方法が採られているが、溶融アスファルトは亀裂
部に入ると直ちに冷却固化してしまうため、亀裂の先端
部まで充分に充填することができず、しかも強度が小さ
く再度亀裂を生じやすいうえに、使用できる温度範囲が
狭いという難点があった。

またアスファルト乳剤は、乾燥および固化に、１週間
以上を要し、かつ水分の含有率が約50重量％と高いた
め、固化後の体積減少が著しいという問題があった。

（発明の解決しようとする課題）このように止水や亀裂補修のために従来から各種の材
料が開発されているが、注入充填性、機械的強度および
弾力性が大きく、適当な固化時間を有す材料は得られて
いないのが現状であった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、注入充填性が高く、適当な時間で固化し、かつ弾
力性、吸水性、耐熱・耐寒性、耐荷重性等が良好で、機
械的強度が大きいゲルを形成する止水材料を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち本発明の止水材料は、（ａ）Ｎ−メチロール
プロペンアミドを主体とし、これにアクリル酸塩モノマ
ーまたはメタクリル酸塩モノマーを配合してなる親水性
の線状ポリマー形成成分と、（ｂ）前記親水性の線状ポ
リマー形成成分の重合触媒と、必要に応じて（ｃ）水溶
性の多価アルコールとを、水に溶解または分散させてな
ることを特徴としている。

以下、上記各成分について説明する。

本発明に使用される（ａ）の親水性の線状ポリマー形
成成分のうち、主成分であるＮ−メチロールプロペンア
ミドは、アクリルアミドのオリゴマーであるが、アクリ
ルアミドに比べてはるかに毒性が低く、かつ重合して機
械的強度や膨潤性が大きく固化時間の短いゲルを形成す
る。

またＮ−メチロールプロペンアミドとともに配合する
アクリル酸塩モノマーまたはメタクリル酸塩モノマーと
しては、ナトリウムアクリレート、マグネシウムジアク
リレート、カルシウムジアクリレート、アルミニウムジ
アクリレート、ジンクジアクリレート、スタナスアクリ
レート、ナトリウムメタクリレート、マグネシウムジメ
タクリレートのような、アクリル酸またはメタクリル酸
のアルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属塩が例示さ
れる。特にナトリウム塩またはマグネシウム塩の金属成
分は土壌の構成成分であるので環境汚染の問題を引き起
すことがなく本発明に適している。

（ｂ）の前記親水性の線状ポリマー形成成分の重合触
媒としては、渦硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸カリウム等が例示されるが、これらの中でも特に
過硫酸アンモニウムが適している。

なお重合反応の時間を短縮するために、亜硫酸アンモ
ニウム、あるいは亜硫酸カリウムのような反応促進剤を
転化するようにしてもよい。またジエタノールアミン、
トリエタノールアミン、ヒドラジンのような還元剤を転
化することによって、重合反応をより一層速めることが
でき、さらに鉄イオン系等の酸化剤を添加することによ
って、重合反応を遅らせることも可能である。

（ｃ）の水溶性の多価アルコールは、ゲル状固化物に
弾力性を持たせ、かつ凍結防止や乾燥時の体積減少の防
止のために必要に応じて配合される成分である。このよ
うな多価アルコールとしては、例えばエチレングリコー
ル、グリセリン、イソプロピルアルコール等があげられ
る。

本発明においてはこれらの各成分の他に、トリエタノ
ールアミン、Ｎ・Ｎ−メチレンビスアクリルアミドのよ
うに、前記（ａ）成分から形成された親水性の線状ポリ
マーに架橋部位を形成する成分を添加することができ
る。

次に上記各成分の配合量について説明する。

（ａ）のアクリル酸塩モノマーまたはメタクリル酸塩
モノマーは、ゲルの弾力性や吸水性をさらに高めるため
に配合される成分であり、その配合量は、Ｎ−メチロー
ルプロペンアミド100重量部（以下単に部と示す。）に
対して0.6〜120部の範囲とすることが望ましい。アクリ
ル酸塩モノマー等の配合量が0.6部より少ないと、ゲル
が固くなりすぎて弾力性に乏しくなり、反対に120部よ
り多いと、ゲルのまとまりが悪くなるばかりでなくゲル
中に気泡が生じるので好ましくない。

また（ｂ）の重合触媒は、通常２〜10％の水溶液で使
用され、固形分換算で、Ｎ−メチロールプロペンアミド
100部に対して0.5〜10部配合される。

また（ｃ）NO水溶性の多価アルコールの配合量は、Ｎ
−メチロールプロペンアミド100部に対して400部以下と
することが望ましい。多価アルコールの配合量が400部
を越えると、ゲルの上部に取込みきれない過剰な多価ア
ルコールが遊離して溜り好ましくない。

以上の各成分の配合量は、それぞれ所望の特性が得ら
れるように、他の成分の配合量を勘案しながら上記範囲
内で適宜増減される。

本発明の止水材料は、通常（ａ）の親水性の線状ポリ
マー形成成分を水に溶解または分散させたＡ液と、
（ｂ）の重合触媒を含み必要に応じて（ｃ）の水溶性の
多価アルコールを加えたＢ液との２液に調整され、使用
直前に混合して用いられる。このとき特性の良好なゲル
を形成するために、Ａ、Ｂ両液の混合で５〜50％の範囲
で水を含有するように調整することが望ましい。また混
合、注入の作業性を良くするために、Ａ液とＢ液とをほ
ぼ1:1の体積皮で混合することができるように、各成分
の固形分濃度を調整することが望ましい。

なお本発明の止水材料には、以上の各成分の他にセメ
ント、スラグ、砂、石粉（炭酸カルシウム粉末）、木炭
粉、砕石粉、砂利、粘土、ミノソイル、ベントナイト、
クレーなどの骨材や充填剤、あるいはピッチ、タール、
ビチューメン、アスファルト乳剤のどの添加剤を、本発
明の効果をそこなわない範囲、例えば全体の10％以下の
割合で添加することもできる。

（作用）本発明の止水材料は、（ａ）Ｎ−メチロールプロペン
アミドを主体とし、これにアクリル酸塩モノマーまたは
メタクリル酸塩モノマーを配合してなる親水性の線状ポ
リマー形成成分が、（ｂ）の重合触媒によって、水を包
含した状態で、充填された洞道、トンネル、地下鉄道な
どの裏側や亀裂内部でゲル化する。

そしてこのゲルは吸水性であり、水を吸収して膨潤す
るため、水の漏出や浸入を防止する働きをする。また、
弾力性に富みかつ耐荷重性が良好なので、クラックが発
生することがなく、水圧がかかっても離脱することがな
い。

さらにこのとき、（ｃ）の水溶性の多価アルコールを
ともに配合すると、蒸気圧が高くなって乾燥時の体積減
少の防止など乾燥に対する耐性を向上させることができ
る。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１、２表に示す配合組成のＡ液とＢ液とを、ほぼ1:1の体積
比で混合して固化させた。また比較のために、マグネシ
ウムジアクリレートを配合しないで調製したＡ液に、実
施例では使用したＢ液を混合して固化させた。

次いで得られたゲルを使用して、直径4cm高さ0.7cmの
円盤状の試料片をそれそれ作製し、その弾力性を調べ
た。

またこれらの試料片を100mlの蒸溜水中に浸漬し、吸
水による体積の経日変化を測定した。

さらに、５日間浸漬後の体積を測定し、元の体積に対
する倍率を求めるとともに、吸水後の試験片の弾力性を
調べた。

また、この試料片を標準状態の雰囲気の中で乾燥して
事実上平衡したときの体積を測定した。

これらの測定結果を、それぞれ表下欄および図面のグ
ラフに示す。なお、配合組成は「部」で示した。

［発明の効果］以上説明したように本発明の止水材料は、機械的強
度、耐荷重性、耐熱耐寒性、耐薬品性等に優れており、
また弾力性、吸水性が良好であるので、洞道、トンネ
ル、地下鉄道等の裏込め注入材あるいはアスファルト舗
装道路の亀裂補修材として好適している。

【図面の簡単な説明】

図面は、実施例および比較例によって得られたゲルから
なる試料片について、吸水による体積の経日変化を測定
した結果を表すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀田信彦神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者塩野武男神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09K 3/10 C08F 226/02 C08F 220/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）Ｎ−メチロールプロペンアミドを主
体とし、これにアクリル酸塩モノマーまたはメタクリル
酸塩モノマーを配合してなる親水性の線状ポリマー形成
成分と、（ｂ）前記親水性の線状ポリマー形成成分の重
合触媒とを、水に溶解または分散させてなることを特徴
とする止水材料。
【請求項２】（ａ）Ｎ−メチロールプロペンアミドを主
体とし、これにアクリル酸塩モノマーまたはメタクリル
酸塩モノマーを配合してなる親水性の線状ポリマー形成
成分と、（ｂ）前記親水性の線状ポリマー形成成分の重
合触媒と、（ｃ）水溶性の多価アルコールとを、水に溶
解または分散させてなることを特徴とする止水材料。