JP2850280B2 - 二液性グラウト組成物 - Google Patents
二液性グラウト組成物Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
- C04B2201/52—High compression strength concretes, i.e. with a compression strength higher than about 55 N/mm2, e.g. reactive powder concrete [RPC]
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建設構造物と地盤土と
の間に生じる空隙に注入される二液性グラウト組成物に
関するものである。特に、シールドトンネル工事におい
て地盤沈下や漏水防止などを目的とする地山とセグメン
ト間の空洞に注入充填される裏込め材、あるいは軟弱層
に構造物が建設され、軟弱層の沈下によって構造物と地
盤土との間に空洞が発生した際に、構造物の安定性を確
保する目的で充填される注入材、又は臨海部の地盤改良
に用いる地盤注入材として用いられる二液性グラウト組
成物に関するものである。
の間に生じる空隙に注入される二液性グラウト組成物に
関するものである。特に、シールドトンネル工事におい
て地盤沈下や漏水防止などを目的とする地山とセグメン
ト間の空洞に注入充填される裏込め材、あるいは軟弱層
に構造物が建設され、軟弱層の沈下によって構造物と地
盤土との間に空洞が発生した際に、構造物の安定性を確
保する目的で充填される注入材、又は臨海部の地盤改良
に用いる地盤注入材として用いられる二液性グラウト組
成物に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】従来から、シールド工法によるトンネル
工事においては、シールド機の掘削面、すなわち地山と
覆工材料であるセグメントとの間にテールボイドと呼ば
れる空洞が発生する。この為、周辺地盤の変状防止、ト
ンネルの止水性の向上、覆工の安定性の確保などを目的
として裏込め注入が行われて来た。
工事においては、シールド機の掘削面、すなわち地山と
覆工材料であるセグメントとの間にテールボイドと呼ば
れる空洞が発生する。この為、周辺地盤の変状防止、ト
ンネルの止水性の向上、覆工の安定性の確保などを目的
として裏込め注入が行われて来た。
【０００３】現在、裏込め注入においては、裏込めグラ
ウトの要求性能である充填性、限定注入性（外部への逸
走防止）、早期強度発現性に優れるものとして二液性の
可塑状グラウトが主流となっている。二液性グラウト
は、セメントに代表される固化材成分を含む注入主材と
してのＡ液と、水ガラスに代表されるゲル化剤および可
塑剤としてのＢ液とを混合することによって得られる。
ウトの要求性能である充填性、限定注入性（外部への逸
走防止）、早期強度発現性に優れるものとして二液性の
可塑状グラウトが主流となっている。二液性グラウト
は、セメントに代表される固化材成分を含む注入主材と
してのＡ液と、水ガラスに代表されるゲル化剤および可
塑剤としてのＢ液とを混合することによって得られる。
【０００４】尚、これら二液性グラウトの技術は、特公
昭６２−２４４７４号公報、特公平２−４６３４号公
報、特公平２−４３７９０号公報などに開示されてい
る。ところで、二液性グラウトの硬化体は、海水の侵食
を受ける環境にあると、水ガラス成分が溶脱したり、海
水成分と固化材成分との反応によって水酸化マグネシウ
ムやフリーデル氏塩が生成し、亀裂が発生・拡大する
為、長期耐久性に難点があるとされている。尚、本発明
者が行った実験においても、すなわち裏込め材用固化材
に数多く使用されているスラグ混合系セメントとして高
炉セメントＢ種を用いた二液性グラウトの人工海水中養
生による海水抵抗性試験を行った処、海水抵抗性に著し
く劣る結果が確かめられた。
昭６２−２４４７４号公報、特公平２−４６３４号公
報、特公平２−４３７９０号公報などに開示されてい
る。ところで、二液性グラウトの硬化体は、海水の侵食
を受ける環境にあると、水ガラス成分が溶脱したり、海
水成分と固化材成分との反応によって水酸化マグネシウ
ムやフリーデル氏塩が生成し、亀裂が発生・拡大する
為、長期耐久性に難点があるとされている。尚、本発明
者が行った実験においても、すなわち裏込め材用固化材
に数多く使用されているスラグ混合系セメントとして高
炉セメントＢ種を用いた二液性グラウトの人工海水中養
生による海水抵抗性試験を行った処、海水抵抗性に著し
く劣る結果が確かめられた。
【０００５】しかるに、近年、臨海部で大規模な土木・
建築プロジェクトが数多く計画、着工される傾向が有
り、海水の環境下にあるシールドトンネル工事用として
耐海水性に優れるグラウト組成物が望まれている。
建築プロジェクトが数多く計画、着工される傾向が有
り、海水の環境下にあるシールドトンネル工事用として
耐海水性に優れるグラウト組成物が望まれている。
【０００６】
【発明の開示】本発明の目的は、耐海水性に優れたグラ
ウト組成物を提供することである。この本発明の目的
は、セメントを含む懸濁液と水ガラスとの混合物よりな
る二液性グラウト組成物であって、前記セメントの成分
として３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ，３Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ，４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ 3
及び石膏を含み、しかもこのセメントにおけるＳｉＯ2
／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が８〜１５であることを特徴と
する二液性グラウト組成物によって達成される。
ウト組成物を提供することである。この本発明の目的
は、セメントを含む懸濁液と水ガラスとの混合物よりな
る二液性グラウト組成物であって、前記セメントの成分
として３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ，３Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ，４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ 3
及び石膏を含み、しかもこのセメントにおけるＳｉＯ2
／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が８〜１５であることを特徴と
する二液性グラウト組成物によって達成される。
【０００７】尚、この本発明になる二液性グラウト組成
物においては、（Ｆｅ2 Ｏ3 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2
＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２〜４重量％の
セメントが用いられてなることが好ましい。又、（３Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋２ＣａＯ・
ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２０〜４０重量％、（２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋２ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ 2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3
・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が４０〜６５重量％のセメントが
用いられてなることが好ましい。
物においては、（Ｆｅ2 Ｏ3 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2
＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２〜４重量％の
セメントが用いられてなることが好ましい。又、（３Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋２ＣａＯ・
ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２０〜４０重量％、（２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋２ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ 2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3
・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が４０〜６５重量％のセメントが
用いられてなることが好ましい。
【０００８】又、（高炉スラグ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ
2 ＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏＋高炉スラグ）が
５〜５０重量％となるよう高炉スラグの添加されたセメ
ントが用いられてなることが好ましい。又、石膏がセメ
ント中のＳＯ3 換算で０．５〜４．５重量％となるよう
添加されたセメントが用いられてなることが好ましい。
2 ＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏＋高炉スラグ）が
５〜５０重量％となるよう高炉スラグの添加されたセメ
ントが用いられてなることが好ましい。又、石膏がセメ
ント中のＳＯ3 換算で０．５〜４．５重量％となるよう
添加されたセメントが用いられてなることが好ましい。
【０００９】又、用いられる水ガラスとしてはＳｉＯ2
／Ｎａ2 Ｏ（モル比）が３. ３〜４. ０の水ガラスであ
ることが好ましい。以下、本発明について詳細に説明す
る。本発明者は、耐海水性を有する二液性グラウトの開
発指針を得ることを目的として、普通ポルトランドセメ
ント（以下、Ｎセメント）及びＮセメントに高炉スラグ
を約４５重量％混合した高炉セメントＢ種（以下、ＢＢ
セメント）を固化材として用いた二液性グラウトの硬化
体について、海水に対する抵抗性を調べた。
／Ｎａ2 Ｏ（モル比）が３. ３〜４. ０の水ガラスであ
ることが好ましい。以下、本発明について詳細に説明す
る。本発明者は、耐海水性を有する二液性グラウトの開
発指針を得ることを目的として、普通ポルトランドセメ
ント（以下、Ｎセメント）及びＮセメントに高炉スラグ
を約４５重量％混合した高炉セメントＢ種（以下、ＢＢ
セメント）を固化材として用いた二液性グラウトの硬化
体について、海水に対する抵抗性を調べた。
【００１０】その結果、ＢＢセメントの場合には、人工
海水による養生を開始してから僅か材齢７日と言う短期
間で硬化体に亀裂が発生し、材齢３ケ月で崩壊に至っ
た。尚、硬化体の劣化は、亀裂の発生と拡大、及び海水
に接する部分の軟化と脱落によって進行した。これに対
して、Ｎセメントの場合には、材齢２ケ月で亀裂が発生
し、材齢１年で崩壊に至り、ＢＢセメントよりも耐海水
性にやや優れていた。尚、硬化体の劣化は、主に、亀裂
の発生と拡大によって進行し、ＢＢセメントの場合に見
られた硬化体の軟化現象はそれほど生じないという相違
点が認められた。
海水による養生を開始してから僅か材齢７日と言う短期
間で硬化体に亀裂が発生し、材齢３ケ月で崩壊に至っ
た。尚、硬化体の劣化は、亀裂の発生と拡大、及び海水
に接する部分の軟化と脱落によって進行した。これに対
して、Ｎセメントの場合には、材齢２ケ月で亀裂が発生
し、材齢１年で崩壊に至り、ＢＢセメントよりも耐海水
性にやや優れていた。尚、硬化体の劣化は、主に、亀裂
の発生と拡大によって進行し、ＢＢセメントの場合に見
られた硬化体の軟化現象はそれほど生じないという相違
点が認められた。
【００１１】ところで、海水による二液性グラウト硬化
体の侵食は、海水中に含まれる塩素イオン（Ｃｌ- ）や
硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）が硬化体に侵入し、フリーデル
氏塩（Ｃ3 Ａ・ＣａＣｌ2 ・１０Ｈ2 Ｏ）やエトリンガ
イト（Ｃ3 Ａ・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2 Ｏ）等の水和物
が新たに生成する為、硬化体組織が変質および膨張する
ことによると考えられる。前記のＮセメントおよびＢＢ
セメントを用いた硬化体に生じた亀裂の発生と拡大はこ
れに相当すると理解される。
体の侵食は、海水中に含まれる塩素イオン（Ｃｌ- ）や
硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）が硬化体に侵入し、フリーデル
氏塩（Ｃ3 Ａ・ＣａＣｌ2 ・１０Ｈ2 Ｏ）やエトリンガ
イト（Ｃ3 Ａ・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2 Ｏ）等の水和物
が新たに生成する為、硬化体組織が変質および膨張する
ことによると考えられる。前記のＮセメントおよびＢＢ
セメントを用いた硬化体に生じた亀裂の発生と拡大はこ
れに相当すると理解される。
【００１２】この海水による侵食機構は、一般のセメン
ト・コンクリートにおいて周知であり、フリーデル氏塩
やエトリンガイトの構成成分であるセメント中のＡｌ2
Ｏ3成分を少なくすれば、耐海水性が向上することにな
る。しかしながら、二液性グラウトはＮａ2 Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ2 からなる水ガラスをゲル化剤として用いる為、強ア
ルカリであるＮａ2 Ｏ成分の作用によって、海水との間
に一般のセメント・コンクリートとは異なる反応を生じ
ることが想定される。前記のＢＢセメントを用いた硬化
体に生じた海水に接する部分の軟化現象もこれに該当す
ると考えられた。
ト・コンクリートにおいて周知であり、フリーデル氏塩
やエトリンガイトの構成成分であるセメント中のＡｌ2
Ｏ3成分を少なくすれば、耐海水性が向上することにな
る。しかしながら、二液性グラウトはＮａ2 Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ2 からなる水ガラスをゲル化剤として用いる為、強ア
ルカリであるＮａ2 Ｏ成分の作用によって、海水との間
に一般のセメント・コンクリートとは異なる反応を生じ
ることが想定される。前記のＢＢセメントを用いた硬化
体に生じた海水に接する部分の軟化現象もこれに該当す
ると考えられた。
【００１３】従って、耐海水性を有する二液性グラウト
硬化体を得る為には、水ガラスを使用するという特殊な
条件における検討を十分に行う必要が有る。この目的の
為に、化学組成を種々に変化させたポルトランドセメン
トを固化材成分に用いた二液性グラウト硬化体について
海水抵抗性試験を行った処、セメントの化学組成におい
てＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との重量比（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3）を高くすれば、より耐海水性に優れる二液性グラ
ウトが得られる傾向を見出した。
硬化体を得る為には、水ガラスを使用するという特殊な
条件における検討を十分に行う必要が有る。この目的の
為に、化学組成を種々に変化させたポルトランドセメン
トを固化材成分に用いた二液性グラウト硬化体について
海水抵抗性試験を行った処、セメントの化学組成におい
てＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との重量比（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3）を高くすれば、より耐海水性に優れる二液性グラ
ウトが得られる傾向を見出した。
【００１４】すなわち、セメントの成分として３ＣａＯ
・ＳｉＯ2 （以下、Ｃ3 Ｓ），２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以
下、Ｃ2 Ｓ），３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （以下、Ｃ
3 Ａ），４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 （以下、Ｃ
4 ＡＦ）及び石膏を含み、しかもこのセメントにおける
ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が８〜１５であるもの
を固化材として用い、これを含む懸濁液と水ガラスとの
混合物よりなる二液性グラウト硬化体は耐海水性に優れ
た特長を奏することが見出されたのである。
・ＳｉＯ2 （以下、Ｃ3 Ｓ），２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以
下、Ｃ2 Ｓ），３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （以下、Ｃ
3 Ａ），４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 （以下、Ｃ
4 ＡＦ）及び石膏を含み、しかもこのセメントにおける
ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が８〜１５であるもの
を固化材として用い、これを含む懸濁液と水ガラスとの
混合物よりなる二液性グラウト硬化体は耐海水性に優れ
た特長を奏することが見出されたのである。
【００１５】つまり、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 が８未満の
小さな値のセメントを用いた二液性グラウト硬化体は、
耐海水性に劣るものであった。尚、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ
3 が１５を越える大きな値のセメントは、セメント製造
に際して、セメントクリンカーの焼成時に液相を形成す
るＡｌ2 Ｏ3 成分が過少となる為、クリンカーが塊状に
ならず、粒細や粉状となってしまい、ロータリーキルン
やクリンカークーラの連続安定運転が出来ず、セメント
の製造に支障を来たし、現実的ではなかった。
小さな値のセメントを用いた二液性グラウト硬化体は、
耐海水性に劣るものであった。尚、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ
3 が１５を越える大きな値のセメントは、セメント製造
に際して、セメントクリンカーの焼成時に液相を形成す
るＡｌ2 Ｏ3 成分が過少となる為、クリンカーが塊状に
ならず、粒細や粉状となってしまい、ロータリーキルン
やクリンカークーラの連続安定運転が出来ず、セメント
の製造に支障を来たし、現実的ではなかった。
【００１６】尚、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 はセメント製造
の分野で活動係数と呼ばれている。そして、この活動係
数の実際的な限界値は経験的に２. ５〜６. ０とされて
おり、現在実用化されているセメントの活動係数も〔表
１〕に示す程度のものである。
の分野で活動係数と呼ばれている。そして、この活動係
数の実際的な限界値は経験的に２. ５〜６. ０とされて
おり、現在実用化されているセメントの活動係数も〔表
１〕に示す程度のものである。
【００１７】
【表１】
【００１８】ここで、耐海水性に優れた特長が奏される
理由は次のように考えられた。先ず、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3 の値を従来のセメントよりも高くすることによっ
て、セメント中のカルシウムシリケート（Ｃ3 ＳとＣ3
Ｓの総称）に対するＡｌ 2 Ｏ3 成分の比率が小さくなる
為、海水成分との反応によってフリーデル氏塩やエトリ
ンガイトが生成しても、その量はグラウト硬化体を健全
に保つカルシウムシリケート水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）に対
して少ないものであり、硬化体の変質あるいは膨張亀裂
の発生による劣化を防ぐことが出来ると理解された。
理由は次のように考えられた。先ず、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3 の値を従来のセメントよりも高くすることによっ
て、セメント中のカルシウムシリケート（Ｃ3 ＳとＣ3
Ｓの総称）に対するＡｌ 2 Ｏ3 成分の比率が小さくなる
為、海水成分との反応によってフリーデル氏塩やエトリ
ンガイトが生成しても、その量はグラウト硬化体を健全
に保つカルシウムシリケート水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）に対
して少ないものであり、硬化体の変質あるいは膨張亀裂
の発生による劣化を防ぐことが出来ると理解された。
【００１９】又、カルシウムシリケートの水和生成物で
ある水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ） 2 は、塩素イオンと
の反応によって溶解度の高い塩化カルシウムＣａＣｌ2
となり、その溶解によってグラウト硬化体が多孔化し、
劣化することが考えられる。しかしながら、本発明にお
いては、用いるセメントのＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 は高
く、Ｃ3 Ｓに対するＣ2 Ｓの量が多くなっており、Ｃ2
ＳはＣ3 Ｓよりも水酸化カルシウムの生成量が少ない
為、劣化現象が生じ難いと理解された。
ある水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ） 2 は、塩素イオンと
の反応によって溶解度の高い塩化カルシウムＣａＣｌ2
となり、その溶解によってグラウト硬化体が多孔化し、
劣化することが考えられる。しかしながら、本発明にお
いては、用いるセメントのＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 は高
く、Ｃ3 Ｓに対するＣ2 Ｓの量が多くなっており、Ｃ2
ＳはＣ3 Ｓよりも水酸化カルシウムの生成量が少ない
為、劣化現象が生じ難いと理解された。
【００２０】更には、Ｃ2 Ｓはセメント化合物の中で最
も化学抵抗性が大きい化合物であり、水ガラスの使用に
よって強アルカリであるＮａ2 Ｏの作用を受ける二液性
グラウト硬化体においても、安定した硬化体を形成でき
るように水和が進行するものと理解された。尚、セメン
トのＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が好ましくは８〜
１３、より好ましくは９〜１２、もっと好ましくは９．
５〜１１．５のものである。
も化学抵抗性が大きい化合物であり、水ガラスの使用に
よって強アルカリであるＮａ2 Ｏの作用を受ける二液性
グラウト硬化体においても、安定した硬化体を形成でき
るように水和が進行するものと理解された。尚、セメン
トのＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が好ましくは８〜
１３、より好ましくは９〜１２、もっと好ましくは９．
５〜１１．５のものである。
【００２１】又、さらなる研究の結果、ＳｉＯ2 ／Ａｌ
2 Ｏ3 が８〜１５と言うのみではなく、（Ｆｅ2 Ｏ3 ）
／（Ｃ3 Ｓ＋Ｃ2 Ｓ＋Ｃ3 Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）が２〜
４重量％（より好ましくは２〜３重量％）のセメントが
用いられた場合に、二液性グラウト硬化体の海水抵抗性
が一層向上することも判って来た。すなわち、上記の比
が４重量％を越えた大きな値のセメントが用いられる
と、二液性グラウト硬化体の海水抵抗性が劣る傾向が認
められた。逆に、２重量％未満の小さな値のセメント
は、Ａｌ2 Ｏ3 成分が少ない中でＡｌ2 Ｏ3 と共にクリ
ンカー焼成時に液相形成の役割をもつＦｅ2 Ｏ3 成分も
過少となる為、セメント化合物、特にＣ3 Ｓの生成反応
が悪化し、クリンカー中の未反応ＣａＯ量が多くなり、
良質なセメントを製造することが出来難かった。
2 Ｏ3 が８〜１５と言うのみではなく、（Ｆｅ2 Ｏ3 ）
／（Ｃ3 Ｓ＋Ｃ2 Ｓ＋Ｃ3 Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）が２〜
４重量％（より好ましくは２〜３重量％）のセメントが
用いられた場合に、二液性グラウト硬化体の海水抵抗性
が一層向上することも判って来た。すなわち、上記の比
が４重量％を越えた大きな値のセメントが用いられる
と、二液性グラウト硬化体の海水抵抗性が劣る傾向が認
められた。逆に、２重量％未満の小さな値のセメント
は、Ａｌ2 Ｏ3 成分が少ない中でＡｌ2 Ｏ3 と共にクリ
ンカー焼成時に液相形成の役割をもつＦｅ2 Ｏ3 成分も
過少となる為、セメント化合物、特にＣ3 Ｓの生成反応
が悪化し、クリンカー中の未反応ＣａＯ量が多くなり、
良質なセメントを製造することが出来難かった。
【００２２】又、（Ｃ3 Ｓ）／（Ｃ3 Ｓ＋Ｃ2 Ｓ＋Ｃ3
Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）（以下、Ｃ3Ｓ割合）が２０〜４
０重量％（望ましくは、２３〜３３重量％）、（Ｃ
2 Ｓ）／（Ｃ3 Ｓ＋Ｃ2 Ｓ＋Ｃ3 Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）
（以下、Ｃ2 Ｓ割合）が４０〜６５重量％（望ましく
は、５０〜６５重量％）のセメントがシールドトンネル
工事の裏込め材（二液性グラウト硬化体）を構成する固
化材として好ましいのは、次のような理由に基づく。
Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）（以下、Ｃ3Ｓ割合）が２０〜４
０重量％（望ましくは、２３〜３３重量％）、（Ｃ
2 Ｓ）／（Ｃ3 Ｓ＋Ｃ2 Ｓ＋Ｃ3 Ａ＋Ｃ4 ＡＦ＋石膏）
（以下、Ｃ2 Ｓ割合）が４０〜６５重量％（望ましく
は、５０〜６５重量％）のセメントがシールドトンネル
工事の裏込め材（二液性グラウト硬化体）を構成する固
化材として好ましいのは、次のような理由に基づく。
【００２３】シールドトンネル工事における裏込め注入
においては、グラウトのテールボイド外への流動、すな
わち切羽への漏洩や不必要な周辺地山への逸走がないこ
とが望まれ、この為に５〜２０秒程度のゲル化時間が目
安とされている。又、テールボイドにグラウトが充填さ
れた後、次のシールド掘削までにグラウトが一定以上の
早期強度を発現し、出来るだけ速く地山相当以上の強度
となることが好ましい。この為に、１時間強度で０. ２
〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の早期強度発現性が目安となっ
ている。尚、ゲル化時間とは、Ａ液とＢ液を混合してか
らグラウトが流動性を失うまでの時間を言う。
においては、グラウトのテールボイド外への流動、すな
わち切羽への漏洩や不必要な周辺地山への逸走がないこ
とが望まれ、この為に５〜２０秒程度のゲル化時間が目
安とされている。又、テールボイドにグラウトが充填さ
れた後、次のシールド掘削までにグラウトが一定以上の
早期強度を発現し、出来るだけ速く地山相当以上の強度
となることが好ましい。この為に、１時間強度で０. ２
〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の早期強度発現性が目安となっ
ている。尚、ゲル化時間とは、Ａ液とＢ液を混合してか
らグラウトが流動性を失うまでの時間を言う。
【００２４】ここで、前記のような条件下で、固化材成
分として用いるセメント中のＣ3 ＳとＣ2 Ｓの量を変化
させて検討した結果、Ｃ3 Ｓ割合が２０〜４０重量％、
Ｃ2Ｓ割合が４０〜６５重量％となるセメントを用いた
場合には、ゲル化時間が５〜２０秒程度の要件や１時間
強度の要件を満足していた。尚、Ｃ3 Ｓ割合が４０重量
％を越え、Ｃ2 Ｓ割合が４０重量％未満であると、クリ
ンカー焼成時に液相成分が少ない中で反応速度の遅いＣ
3 Ｓの割合が過多となる為、未反応ＣａＯ量が多くな
り、良質なセメントを製造することが難しかった。又、
Ｃ3 Ｓ割合が２０重量％未満であり、Ｃ2 Ｓ割合が６５
重量％を越えると、グラウトのゲル化時間が２０秒を超
え、１時間強度が０. ２ｋｇｆ／ｃｍ2を下回る場合が
多かった。
分として用いるセメント中のＣ3 ＳとＣ2 Ｓの量を変化
させて検討した結果、Ｃ3 Ｓ割合が２０〜４０重量％、
Ｃ2Ｓ割合が４０〜６５重量％となるセメントを用いた
場合には、ゲル化時間が５〜２０秒程度の要件や１時間
強度の要件を満足していた。尚、Ｃ3 Ｓ割合が４０重量
％を越え、Ｃ2 Ｓ割合が４０重量％未満であると、クリ
ンカー焼成時に液相成分が少ない中で反応速度の遅いＣ
3 Ｓの割合が過多となる為、未反応ＣａＯ量が多くな
り、良質なセメントを製造することが難しかった。又、
Ｃ3 Ｓ割合が２０重量％未満であり、Ｃ2 Ｓ割合が６５
重量％を越えると、グラウトのゲル化時間が２０秒を超
え、１時間強度が０. ２ｋｇｆ／ｃｍ2を下回る場合が
多かった。
【００２５】そして、セメントと水ガラスとのゲル化反
応にはセメントからグラウト中に供給されるＣａ2+イオ
ンが寄与しているが、Ｃ2 ＳはＣ3 ＳよりもＣａ2+イオ
ンの供給量が少ない化合物である為、Ｃ3 Ｓ割合が２０
重量％未満であり、Ｃ2 Ｓ割合が６５重量％を越えるセ
メントを用いると、Ｃａ2+イオンが不足し、ゲル化反応
の速度や量が小さくなる為、シールド工事に適合するゲ
ル化時間と早期強度が得られず、これに適合するにはセ
メント中のＣ3 Ｓ割合を２０重量％以上にする必要があ
るものと理解された。
応にはセメントからグラウト中に供給されるＣａ2+イオ
ンが寄与しているが、Ｃ2 ＳはＣ3 ＳよりもＣａ2+イオ
ンの供給量が少ない化合物である為、Ｃ3 Ｓ割合が２０
重量％未満であり、Ｃ2 Ｓ割合が６５重量％を越えるセ
メントを用いると、Ｃａ2+イオンが不足し、ゲル化反応
の速度や量が小さくなる為、シールド工事に適合するゲ
ル化時間と早期強度が得られず、これに適合するにはセ
メント中のＣ3 Ｓ割合を２０重量％以上にする必要があ
るものと理解された。
【００２６】次に、上記のセメントに高炉スラグを添加
した高炉セメントを固化材として用いた二液性グラウト
硬化体について海水抵抗性試験を行った処、高炉スラグ
の混合割合を内割表示で５〜５０重量％にすると、海水
中養生によって更に高い強度発現性を示すと共に、耐海
水性も良好になった。尚、高炉スラグの混合割合が特に
好ましくは１５〜４５重量％の場合である。
した高炉セメントを固化材として用いた二液性グラウト
硬化体について海水抵抗性試験を行った処、高炉スラグ
の混合割合を内割表示で５〜５０重量％にすると、海水
中養生によって更に高い強度発現性を示すと共に、耐海
水性も良好になった。尚、高炉スラグの混合割合が特に
好ましくは１５〜４５重量％の場合である。
【００２７】このような高強度発現性の二液性グラウト
は、例えば高強度コンクリート構造物と地盤土との空洞
に充填される注入材や、改良した後の地盤により高い強
度が要求される場合等に活用される。尚、高炉スラグの
混合割合が５０重量％を越えると、海水中養生において
硬化体に亀裂が発生し、硬化体の強度も低下し、耐海水
性に劣るものとなった。混合割合が５重量％未満では、
添加効果が大きくは認められなかった。
は、例えば高強度コンクリート構造物と地盤土との空洞
に充填される注入材や、改良した後の地盤により高い強
度が要求される場合等に活用される。尚、高炉スラグの
混合割合が５０重量％を越えると、海水中養生において
硬化体に亀裂が発生し、硬化体の強度も低下し、耐海水
性に劣るものとなった。混合割合が５重量％未満では、
添加効果が大きくは認められなかった。
【００２８】一方、比較例として、Ｎセメントに高炉ス
ラグを混合した高炉セメントを固化材として用いた二液
性グラウト硬化体は、海水中養生において短期間で亀裂
が発生して崩壊に至り、Ｎセメントを単独で用いた場合
よりも耐海水性が却って悪化した。そして、前者の劣化
は、亀裂の発生と拡大だけでなく、海水に接する部分の
軟化と脱落によって進行した。これは次のように理解さ
れた。高炉スラグにはＮセメントよりも多くのＡｌ2 Ｏ
3 成分が含まれている。水ガラスを用いる二液性グラウ
ト硬化体は強アルカリであるＮａ2 Ｏの作用を受ける
為、セメントや高炉スラグの水和反応が促進され、元来
ＮセメントのＡｌ2 Ｏ3 成分含有量が多いこともあり、
硬化体液相中のＡｌ3+イオン濃度が非常に高くなると考
えられる。そして、海水成分の侵入によって硬化体組織
が変化しつつある中で、多量のＡｌ 3+イオンは硬化体中
に安定な水和物として固定されることなく、例えば結合
力の弱い水酸化アルミニウムゲルとなり、軟化現象を起
すことが想定される。
ラグを混合した高炉セメントを固化材として用いた二液
性グラウト硬化体は、海水中養生において短期間で亀裂
が発生して崩壊に至り、Ｎセメントを単独で用いた場合
よりも耐海水性が却って悪化した。そして、前者の劣化
は、亀裂の発生と拡大だけでなく、海水に接する部分の
軟化と脱落によって進行した。これは次のように理解さ
れた。高炉スラグにはＮセメントよりも多くのＡｌ2 Ｏ
3 成分が含まれている。水ガラスを用いる二液性グラウ
ト硬化体は強アルカリであるＮａ2 Ｏの作用を受ける
為、セメントや高炉スラグの水和反応が促進され、元来
ＮセメントのＡｌ2 Ｏ3 成分含有量が多いこともあり、
硬化体液相中のＡｌ3+イオン濃度が非常に高くなると考
えられる。そして、海水成分の侵入によって硬化体組織
が変化しつつある中で、多量のＡｌ 3+イオンは硬化体中
に安定な水和物として固定されることなく、例えば結合
力の弱い水酸化アルミニウムゲルとなり、軟化現象を起
すことが想定される。
【００２９】これに対して、本発明の基材に用いるセメ
ントはＡｌ2 Ｏ3 成分含有量が少ない為、高炉スラグを
混合しても液相中のＡｌ3+イオン濃度はそれほど高くな
らず、Ａｌ3+イオンは硬化体中に水和物として固定され
るものと考えられた。そして、高炉スラグの水和によっ
てカルシウムシリケートの水和物である水酸化カルシウ
ムが消費され、硬化体の耐海水性が優れたものになると
理解された。
ントはＡｌ2 Ｏ3 成分含有量が少ない為、高炉スラグを
混合しても液相中のＡｌ3+イオン濃度はそれほど高くな
らず、Ａｌ3+イオンは硬化体中に水和物として固定され
るものと考えられた。そして、高炉スラグの水和によっ
てカルシウムシリケートの水和物である水酸化カルシウ
ムが消費され、硬化体の耐海水性が優れたものになると
理解された。
【００３０】尚、本発明の二液性グラウト組成物に用い
るセメントは、クリンカー、高炉スラグおよび適量の石
膏を別々に、または適宜に組み合わせて粉砕した後、そ
れらを混合して製造しても良く、あるいはクリンカーと
高炉スラグに適量の石膏を加え、混合粉砕して製造して
も良い。本発明において、石膏の添加量をセメント中の
ＳＯ3 換算で０. ５〜４. ５重量％としたのは次の理由
による。
るセメントは、クリンカー、高炉スラグおよび適量の石
膏を別々に、または適宜に組み合わせて粉砕した後、そ
れらを混合して製造しても良く、あるいはクリンカーと
高炉スラグに適量の石膏を加え、混合粉砕して製造して
も良い。本発明において、石膏の添加量をセメント中の
ＳＯ3 換算で０. ５〜４. ５重量％としたのは次の理由
による。
【００３１】石膏は、セメントの凝結、硬化を正常なも
のとする為に不可欠なものであり、通常、セメント中の
ＳＯ3 換算で０. ５〜２. ５重量％となる量が添加され
ている。そして、クリンカーに元来０. ５〜１. ０重量
％のＳＯ3 分が含まれている為、セメント中のＳＯ3 量
は１. ５〜３. ５重量％程度となっている。従って、本
発明においても、石膏添加量の下限値をセメント中のＳ
Ｏ3 換算で０. ５重量％とした。
のとする為に不可欠なものであり、通常、セメント中の
ＳＯ3 換算で０. ５〜２. ５重量％となる量が添加され
ている。そして、クリンカーに元来０. ５〜１. ０重量
％のＳＯ3 分が含まれている為、セメント中のＳＯ3 量
は１. ５〜３. ５重量％程度となっている。従って、本
発明においても、石膏添加量の下限値をセメント中のＳ
Ｏ3 換算で０. ５重量％とした。
【００３２】これに対して、一般的なセメント硬化体の
耐海水性は、セメント中のＳＯ3 量、すなわち石膏添加
量がある程度多い方が良いことが知られている。本発明
においては、セメント中のＳＯ3 量が２重量％程度であ
っても、それを用いた二液性グラウトは十分良好な耐海
水性を示すが、セメント中のＳＯ3 量が増加すれば、二
液性グラウトの耐海水性が更に向上することが予想され
る。しかしながら、日本工業規格におけるセメント中の
ＳＯ3 量の上限値は多いものでも４. ５重量％であるこ
とから、上限値として４. ５重量％を選定した。
耐海水性は、セメント中のＳＯ3 量、すなわち石膏添加
量がある程度多い方が良いことが知られている。本発明
においては、セメント中のＳＯ3 量が２重量％程度であ
っても、それを用いた二液性グラウトは十分良好な耐海
水性を示すが、セメント中のＳＯ3 量が増加すれば、二
液性グラウトの耐海水性が更に向上することが予想され
る。しかしながら、日本工業規格におけるセメント中の
ＳＯ3 量の上限値は多いものでも４. ５重量％であるこ
とから、上限値として４. ５重量％を選定した。
【００３３】又、さらに検討を行った結果、二液性グラ
ウトに用いる水ガラスに、ＳｉＯ2とＮａ2 Ｏとのモル
比（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比）が３. ３〜４. ０のも
のを用いると、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が３. ０のも
のを用いた場合よりもゲル化時間が短くなり、早期強度
が向上すると共に、耐海水性も良好であることが明らか
になった。
ウトに用いる水ガラスに、ＳｉＯ2とＮａ2 Ｏとのモル
比（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比）が３. ３〜４. ０のも
のを用いると、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が３. ０のも
のを用いた場合よりもゲル化時間が短くなり、早期強度
が向上すると共に、耐海水性も良好であることが明らか
になった。
【００３４】尚、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が３. ３未
満であると、上記の性能改善効果が小さい。以下、本発
明について具体的な実施例を挙げて説明する。
満であると、上記の性能改善効果が小さい。以下、本発
明について具体的な実施例を挙げて説明する。
【００３５】
【実施例】セメント工場の製造設備によって得られた
〔表２〕に示す化学成分と化合物組成（ボーグ式によ
る）をもつ粉末度３２５０〜３４５０ｃｍ2 ／ｇのポル
トランドセメントを固化材成分に用いた二液性グラウト
硬化体について、海水抵抗性試験を行った。
〔表２〕に示す化学成分と化合物組成（ボーグ式によ
る）をもつ粉末度３２５０〜３４５０ｃｍ2 ／ｇのポル
トランドセメントを固化材成分に用いた二液性グラウト
硬化体について、海水抵抗性試験を行った。
【００３６】
【表２】
【００３７】二液性グラウトは、〔表３〕の配合に基づ
いて調製した。
いて調製した。
【００３８】
【表３】
【００３９】Ａ液の懸濁液は、仕上り量が５Ｌとなるよ
うに、先ず、水の中に助材を分散させ、その後に遅延剤
を溶解し、最後にセメントを投入混合して作製した。助
材には２００メッシュ篩分残渣６. ５％の群馬県産ベン
トナイトを、遅延剤にはポリヒドロキシカプロン酸ナト
リウム３３Ｗ／Ｖ％水溶液を、水には水道水を用いた。
うに、先ず、水の中に助材を分散させ、その後に遅延剤
を溶解し、最後にセメントを投入混合して作製した。助
材には２００メッシュ篩分残渣６. ５％の群馬県産ベン
トナイトを、遅延剤にはポリヒドロキシカプロン酸ナト
リウム３３Ｗ／Ｖ％水溶液を、水には水道水を用いた。
【００４０】又、Ｂ液にはＳｉＯ2 量が２２. ４％、Ｎ
ａ2 Ｏ量が７. ７％で、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が
３. ０の水ガラスを用いた。試験用のグラウト硬化体
は、Ａ液とＢ液とを両者の合量が１４００ｍＬとなるよ
うに別の容器に計量し、両者の混合を素早く繰り返し、
あらかじめ測定したゲル化時間の２〜３秒前にＪＩＳ
Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」の強さ試験用
の型枠（供試体寸法；４×４×１６ｃｍ）に流し込んで
作製した。型枠に入れたグラウトは、直ちにポリ塩化ビ
ニリデンフィルムで密封し、１時間後の上削りを経て、
材齢１日で脱型して供試体とし、人工海水中養生および
比較としての水中養生を開始した。供試体の作製と養生
は２０℃の恒温室で実施した。
ａ2 Ｏ量が７. ７％で、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が
３. ０の水ガラスを用いた。試験用のグラウト硬化体
は、Ａ液とＢ液とを両者の合量が１４００ｍＬとなるよ
うに別の容器に計量し、両者の混合を素早く繰り返し、
あらかじめ測定したゲル化時間の２〜３秒前にＪＩＳ
Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」の強さ試験用
の型枠（供試体寸法；４×４×１６ｃｍ）に流し込んで
作製した。型枠に入れたグラウトは、直ちにポリ塩化ビ
ニリデンフィルムで密封し、１時間後の上削りを経て、
材齢１日で脱型して供試体とし、人工海水中養生および
比較としての水中養生を開始した。供試体の作製と養生
は２０℃の恒温室で実施した。
【００４１】養生用の人工海水には〔表４〕に示すＫａ
ｌｌｅの処方で調製したものを、水には水道水を用い
た。尚、各々の養生水は、材齢３ケ月までは２週間ごと
に、その後は１ケ月ごとに新しいものと交換した。所定
材齢における供試体の一軸圧縮強度試験結果を〔表５〕
に示す。表中には、供試体の亀裂発生の状況を△あるい
は×印で示し、供試体の自形が無くなり、抜水すると崩
れてしまったものを「崩壊」と表示している。
ｌｌｅの処方で調製したものを、水には水道水を用い
た。尚、各々の養生水は、材齢３ケ月までは２週間ごと
に、その後は１ケ月ごとに新しいものと交換した。所定
材齢における供試体の一軸圧縮強度試験結果を〔表５〕
に示す。表中には、供試体の亀裂発生の状況を△あるい
は×印で示し、供試体の自形が無くなり、抜水すると崩
れてしまったものを「崩壊」と表示している。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】これによれば、実施例１および実施例２の
セメントを固化材に用いた二液性グラウト硬化体は、人
工海水中養生によって水中養生の場合よりも圧縮強度値
そのものはやや低目となるが、材齢１年まで強度増進が
続き、優れた耐海水性を示した。尚、二液性グラウトの
長期材齢における必要圧縮強度は、例えばシールドトン
ネル工事用の裏込め材で一般的に約３０ｋｇｆ／ｃｍ2
以上とされており、実施例１および実施例２の強度は、
海水中養生においてもこの値を十分に上回っている。
セメントを固化材に用いた二液性グラウト硬化体は、人
工海水中養生によって水中養生の場合よりも圧縮強度値
そのものはやや低目となるが、材齢１年まで強度増進が
続き、優れた耐海水性を示した。尚、二液性グラウトの
長期材齢における必要圧縮強度は、例えばシールドトン
ネル工事用の裏込め材で一般的に約３０ｋｇｆ／ｃｍ2
以上とされており、実施例１および実施例２の強度は、
海水中養生においてもこの値を十分に上回っている。
【００４５】これに対し、比較例１のＮセメントを固化
材に用いた硬化体は、人工海水中養生材齢２ケ月で亀裂
が発生し、その後亀裂の拡大と強度低下が続き、材齢１
年で崩壊に至り、耐海水性に劣るものであった。又、比
較例２の耐硫酸塩ポルトランドセメント（ＳＲＣセメン
ト）の場合も材齢３ケ月で亀裂が発生し、それ以降強度
低下を示し、耐海水性に劣るものであった。
材に用いた硬化体は、人工海水中養生材齢２ケ月で亀裂
が発生し、その後亀裂の拡大と強度低下が続き、材齢１
年で崩壊に至り、耐海水性に劣るものであった。又、比
較例２の耐硫酸塩ポルトランドセメント（ＳＲＣセメン
ト）の場合も材齢３ケ月で亀裂が発生し、それ以降強度
低下を示し、耐海水性に劣るものであった。
【００４６】次に、セメント工場の製造設備によって得
られた化合物組成（ボーグ式による）の異なる４種類の
セメントの内訳を〔表６〕に、それらを固化材として用
いた二液性グラウトのゲル化時間と早期一軸圧縮強度を
〔表７〕に実施例３〜実施例６として示す。尚、セメン
トの粉末度は３２５０〜３４５０ｃｍ2 ／ｇであり、二
液性グラウトに用いるセメントを除く材料、グラウトの
配合と調製方法、及び硬化体の作製方法は実施例１と同
様にした。
られた化合物組成（ボーグ式による）の異なる４種類の
セメントの内訳を〔表６〕に、それらを固化材として用
いた二液性グラウトのゲル化時間と早期一軸圧縮強度を
〔表７〕に実施例３〜実施例６として示す。尚、セメン
トの粉末度は３２５０〜３４５０ｃｍ2 ／ｇであり、二
液性グラウトに用いるセメントを除く材料、グラウトの
配合と調製方法、及び硬化体の作製方法は実施例１と同
様にした。
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】これによれば、セメント中のＣ3 Ｓ量が多
いほど、すなわちＣ2 Ｓ量が少ないほどゲル化時間が短
くなり、１時間および３時間の早期強度が増加する。シ
ールドトンネル工事用の裏込め材に適合するグラウトの
性能は、前記のようにゲル化時間が５〜２０秒程度、１
時間強度が０. ２〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度とされてお
り、セメント中のＣ3 Ｓ量が２０〜４０重量％、Ｃ2 Ｓ
量が４０〜６５重量％であればこれを満足することが判
る。
いほど、すなわちＣ2 Ｓ量が少ないほどゲル化時間が短
くなり、１時間および３時間の早期強度が増加する。シ
ールドトンネル工事用の裏込め材に適合するグラウトの
性能は、前記のようにゲル化時間が５〜２０秒程度、１
時間強度が０. ２〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度とされてお
り、セメント中のＣ3 Ｓ量が２０〜４０重量％、Ｃ2 Ｓ
量が４０〜６５重量％であればこれを満足することが判
る。
【００５０】又、実施例１のポルトランドセメントに市
販の粉末度４５２０ｃｍ2 ／ｇ、ＳＯ3 量２. ０％の高
炉スラグ粉末を内割で２０重量％および４０重量％混合
して作製した高炉セメントを固化材に用いた二液性グラ
ウト硬化体の海水抵抗性試験結果を〔表８〕に実施例
７、実施例８として示す。比較の為、秩父セメント
（株）製のＮセメントに同上のスラグを混合して作製し
た高炉セメントの場合の試験結果を比較例３、比較例４
として示す。二液性グラウトに用いるセメントを除く材
料、グラウトの配合と調製方法、硬化体の作製方法、及
び人工海水による養生方法は実施例１と同様にした。
販の粉末度４５２０ｃｍ2 ／ｇ、ＳＯ3 量２. ０％の高
炉スラグ粉末を内割で２０重量％および４０重量％混合
して作製した高炉セメントを固化材に用いた二液性グラ
ウト硬化体の海水抵抗性試験結果を〔表８〕に実施例
７、実施例８として示す。比較の為、秩父セメント
（株）製のＮセメントに同上のスラグを混合して作製し
た高炉セメントの場合の試験結果を比較例３、比較例４
として示す。二液性グラウトに用いるセメントを除く材
料、グラウトの配合と調製方法、硬化体の作製方法、及
び人工海水による養生方法は実施例１と同様にした。
【００５１】
【表８】
【００５２】これによれば、Ｎセメントに高炉スラグを
混合した場合には、スラグの混合割合が２０重量％であ
っても、４０重量％であっても、人工海水中養生の供試
体は、材齢１ケ月で既に亀裂が発生し、材齢３ケ月で崩
壊に至り、耐海水性に劣るものであった。これに対し
て、実施例７および実施例８に示す本発明品は、海水中
養生によっても強度増進が続き、又、強度値そのものも
高炉スラグ無添加の実施例１の結果も併せれば、高炉ス
ラグの添加量の増加に従って増大することが明確であ
る。すなわち、耐海水性に優れ、かつ、高強度発現が可
能な二液性グラウトを製造することができる。
混合した場合には、スラグの混合割合が２０重量％であ
っても、４０重量％であっても、人工海水中養生の供試
体は、材齢１ケ月で既に亀裂が発生し、材齢３ケ月で崩
壊に至り、耐海水性に劣るものであった。これに対し
て、実施例７および実施例８に示す本発明品は、海水中
養生によっても強度増進が続き、又、強度値そのものも
高炉スラグ無添加の実施例１の結果も併せれば、高炉ス
ラグの添加量の増加に従って増大することが明確であ
る。すなわち、耐海水性に優れ、かつ、高強度発現が可
能な二液性グラウトを製造することができる。
【００５３】次に、実施例１と同一の配合で、ＳｉＯ2
／Ｎａ2 Ｏモル比が３. ７の水ガラスを用いた場合の二
液性グラウトのゲル化時間と早期一軸圧縮強度を調べた
処、実施例２のセメントを用いた場合には、ゲル化時間
が１１秒、一軸圧縮強度（１時間）が０．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 、一軸圧縮強度（３時間）が２．８ｋｇｆ／ｃｍ 2
であり、又、実施例８のセメントを用いた場合には、ゲ
ル化時間が１３秒、一軸圧縮強度（１時間）が０．４ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 、一軸圧縮強度（３時間）が３．２ｋｇｆ
／ｃｍ2 であるのに対して、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比
が３. ０の水ガラスを用いた場合の二液性グラウトのゲ
ル化時間は実施例２のセメントを用いた場合には、ゲル
化時間が２６秒となり、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が
３. ３〜４. ０の水ガラスを用いた場合には、ゲル化時
間が短く、早期強度が高まることが判る。
／Ｎａ2 Ｏモル比が３. ７の水ガラスを用いた場合の二
液性グラウトのゲル化時間と早期一軸圧縮強度を調べた
処、実施例２のセメントを用いた場合には、ゲル化時間
が１１秒、一軸圧縮強度（１時間）が０．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 、一軸圧縮強度（３時間）が２．８ｋｇｆ／ｃｍ 2
であり、又、実施例８のセメントを用いた場合には、ゲ
ル化時間が１３秒、一軸圧縮強度（１時間）が０．４ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 、一軸圧縮強度（３時間）が３．２ｋｇｆ
／ｃｍ2 であるのに対して、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比
が３. ０の水ガラスを用いた場合の二液性グラウトのゲ
ル化時間は実施例２のセメントを用いた場合には、ゲル
化時間が２６秒となり、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比が
３. ３〜４. ０の水ガラスを用いた場合には、ゲル化時
間が短く、早期強度が高まることが判る。
【００５４】
【効果】本発明の二液性グラウト組成物を用いれば、海
水の侵食に対して優れた抵抗性を有する裏込め材や注入
材などを得ることが出来、海底シールドトンネル工事用
裏込め材への利用を始めとし、海水の影響を受ける地域
の開発に大きく貢献できる。
水の侵食に対して優れた抵抗性を有する裏込め材や注入
材などを得ることが出来、海底シールドトンネル工事用
裏込め材への利用を始めとし、海水の影響を受ける地域
の開発に大きく貢献できる。
【００５５】尚、耐海水性に優れると言うことは、硫酸
イオンや塩素イオンの侵食に対する抵抗性を有すること
であり、本発明の二液性グラウト組成物は耐硫酸塩グラ
ウトや耐塩化物グラウトとしての適用も出来る。
イオンや塩素イオンの侵食に対する抵抗性を有すること
であり、本発明の二液性グラウト組成物は耐硫酸塩グラ
ウトや耐塩化物グラウトとしての適用も出来る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 鎌田 隆清 東京都文京区本郷一丁目28番10号 秩父 セメント株式会社 関連製品本部内 (72)発明者 田中 光男 埼玉県熊谷市月見町二丁目１番１号 秩 父セメント株式会社 中央研究所内 (72)発明者 石井 三郎 東京都足立区保木間一丁目６番15号 株 式会社立花マテリアル 東京支店内 (56)参考文献 特開 平６−80456（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26784（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−9987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−2308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−17455（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−24474（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−43790（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−4634（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 28/00 - 28/36 C09K 17/10 C09K 17/12 C04B 111:70 C09K 103:00
Claims (6)
- 【請求項１】 セメントを含む懸濁液と水ガラスとの混
合物よりなる二液性グラウト組成物であって、前記セメ
ントの成分として３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ2 ，３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ，４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・
Ｆｅ2 Ｏ3 及び石膏を含み、しかもこのセメントにおけ
るＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 （重量比）が８〜１５であるこ
とを特徴とする二液性グラウト組成物。 - 【請求項２】 （Ｆｅ2 Ｏ3 ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2
＋２ＣａＯ・ＳｉＯ 2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２〜４重量％の
セメントが用いられてなることを特徴とする請求項１の
二液性グラウト組成物。 - 【請求項３】 （３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・
ＳｉＯ2 ＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3
＋４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が２０〜
４０重量％、（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）／（３ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ2 ＋２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋
４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏）が４０〜６
５重量％のセメントが用いられてなることを特徴とする
請求項１または請求項２の二液性グラウト組成物。 - 【請求項４】 （高炉スラグ）／（３ＣａＯ・ＳｉＯ2
＋２ＣａＯ・ＳｉＯ 2 ＋３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋４Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋石膏＋高炉スラグ）が５
〜５０重量％となるよう高炉スラグの添加されたセメン
トが用いられてなることを特徴とする請求項１、請求項
２または請求項３の二液性グラウト組成物。 - 【請求項５】 石膏がセメント中のＳＯ3 換算で０．５
〜４．５重量％となるよう添加されたセメントが用いら
れてなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３または請求項４の二液性グラウト組成物。 - 【請求項６】 ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏ（モル比）が３. ３
〜４. ０の水ガラスが用いられてなることを特徴とする
請求項１の二液性グラウト組成物。
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| JP6251494A JP2850280B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 二液性グラウト組成物 |
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|---|---|---|---|
| JP6251494A JP2850280B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 二液性グラウト組成物 |
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|---|---|
| JPH07267700A JPH07267700A (ja) | 1995-10-17 |
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-
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- 1994-03-31 JP JP6251494A patent/JP2850280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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