JP2920722B2 - 地盤注入用薬液 - Google Patents

地盤注入用薬液

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健二 栢原
求 三輪
正 木嶋
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地盤に注入し、地盤中
でゲル化させて土質を安定化するために使用される珪曹
系地盤注入用薬液に係り、特に珪曹に予め反応させる硬
化剤として溶解性の小さな化合物を使用することによ
り、珪曹と、この硬化剤との混合を容易にする地盤注入
用薬液に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、珪曹とその硬化剤とからなる化合
物の一部を予め混合反応させた液をA液として使用する
ことは知られている。しかしながら、例えば硬化剤とし
て塩化カルシウムを使用する場合には、珪曹と混合した
瞬間に部分的にゲルを生じ、薬液として殆ど使用できな
い。そこで混合に特殊な装置を必要とした。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明者等は上記し
た珪曹系の薬液における問題点を解決するため、鋭意研
究を重ねた結果、珪曹と予め反応させる硬化剤として溶
解性の小さなCa化合物等を使用することにより、地盤
注入用薬液として目的とする良好な作用効果が発現され
る知見を得て、本発明を提案するに至ったものである。
【0004】すなわち、本発明はこのような従来の問題
にかんがみ、珪曹に予め反応させる硬化剤として溶解性
の小さな化合物を使用することにより、珪曹とこの硬化
剤との混合を容易にし、しかもA液単独でもゲル化する
地盤注入用薬液の提供を目的としたものである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】上述の目的を達成する
ため、本発明によれば、次の成分(A−1)、(A−
2)および/または(A−3)を含有し、成分(A−
1)に対する成分(A−2)および/または成分(A−
3)の含有量が成分(A−1)100mlに対して0.
3〜7.0gであるA液と、硬化剤として重炭酸ソーダ
を含有するB液とからなることを特徴とする。
【0006】(A−1):珪曹(A−2):比表面積が5000cm /g以上のCa
またはMgの酸化物お よび水酸化物から選ばれる一種ま
たはそれ以上の化合物。 (A−3):Caおよび/またはMgを含み、Caある
いはMgの水に対する 溶解度が温度20℃で1.0〜
0.05g/100mlの化合物
【0007】
【発明の具体的説明】以下、本発明を具体的に詳述する
と、まず、本発明においては、珪曹(A−1)と予め反
応させる硬化剤(A−2)あるいは(A−3)として、
珪曹と混合しても瞬間的にはゲルを生成せず、しかも例
えば半日以上経過すれば、その液単独でゲル化するよう
な化合物を使用する。これは水に溶解性の小さな化合物
もアルカリ液には溶解性が大きくなることと、最近の超
微粒子粉末に関する技術の進歩により本発明が可能とな
ったのである。
【0008】本発明に使用される珪曹(A−1)として
は、珪曹3号が好ましいが、シリカ濃度で同程度の濃度
となるようにすれば、珪曹2〜4号の範囲の珪曹が使用
可能である。
【0009】本発明に使用される化合物(A−2)は、
比表面積が5000cm2/g以上のCaまたはMgの酸化物ま
たは水酸化物であり、例えば比表面積が5000cm2/g以上
の水酸化カルシウム(消石灰)、水酸化マグネシウム、
酸化カルシウム、酸化マグネシウム等である。化合物
(A−2)の比表面積が5000cm2/g未満であると、珪曹
のアルカリで溶解されるのに時間がかかり、粒子が大き
いために溶解度以上の量で沈降しやすくなって、本発明
の目的が達成されない。
【0010】本発明に使用される化合物(A−3)は、
Caおよび/またはMgを含み、CaあるいはMgの
に対する溶解度が温度20℃で1.0〜0.05g/1
00mlの化合物である。化合物(A−3)として好ま
しいものは、セメント、スラグ、フライアッシュ等の粉
末、特に比表面積が7000cm/g以上のセメン
ト、スラグ、フライアッシュ等の超微粒子粉末が好まし
い。
【0011】化合物(A−3)の溶解度が1.0g/100ml
を越えると、珪曹と混合したときに部分的にゲルが生成
し、薬液として使用できなくなったり、注入管先端で薬
液が詰まったりする不都合がある。また、0.05g/100ml
未満では、珪曹と混合した液が単独ではゲル化しにくく
なり、またA液とB液との混合液が水で希釈された場合
にもゲル化時間が不安定となってしまう。また、化合物
(A−3)粉末の比表面積が7000cm2/g未満であると、
極めて沈降しやすくなり好ましくない。通常のセメント
は約3000cm2/gである。
【0012】本発明において、珪曹(A−1)と、化合
物(A−2)あるいは化合物(A−3)との混合法は特
に限定しないが、通常薬液注入で使用されるような攪拌
機を有する溶解槽で混合すればよく、水で希釈された珪
曹(A−1)を攪拌しながら、化合物(A−2)あるい
は化合物(A−3)は少量の水で懸濁液として添加する
のが好ましい。
【0013】化合物(A−2)あるいは化合物(A−
3)を水で懸濁液とする場合、その化合物(A−2)あ
るいは化合物(A−3)と水との割合は、実質的には最
終混合物の珪曹/水比が目的とする範囲となる様な割合
であればよいが、実用的には化合物(A−2)あるいは
化合物(A−3)の重量の10〜100倍の水の使用が好ま
しい。
【0014】化合物(A−2)あるいは化合物(A−
3)の添加量は、A液を単独で何時間後にゲル化させる
かによって決定されるが、一般には珪曹(A−1)希釈
液100mlに対し、化合物(A−2)あるいは化合物(A
−3)10g以下、好ましくは0.3〜7.0gである。一般
的にはゲル化時間は、5時間以上1日以内が好ましく、
例えば消石灰を使用する場合には、1.5〜2.5g/珪曹
(A−1)100ml使用すればA液は単独でも短時間でゲ
ル化し、1.0g/珪曹(A−1)100ml程度使用すれ
ば、A液は約1日でゲル化する。
【0015】また、B液として使用される硬化剤につい
ては、特に限定はなく、重炭酸塩、硫酸、燐酸、硫酸塩
等の無機系硬化剤、グリオキザール、酢酸、エチレング
リコールジアセテート等の有機系硬化剤、セメント等が
挙げられる。
【0016】本発明において、A液とB液の使用比率
は、目的に応じて広範囲に調整できる。通常、ポンプ性
能、ゲルタイムの調整等から、通常1:1(容量比)が
好ましい。地盤強度を大きくしたい場合には、A液の量
を多くすることもできる。本発明の薬液を注入する工法
は、特に制限はなく、一液式、二液式で注入できるが、
瞬結型と緩結型を同時に注入する複合注入方式が効率的
である。一般的には、地盤注入用薬液として使用する場
合、A液B液の両液が用いられるが、ゲルタイムを長く
とり、地盤中に広く浸透させたい場合は、A液のみを用
いることもできる。
【0017】
【作用】一般に可溶性のCa化合物を珪曹と混合する
と、瞬時に綿状のゲルが生成し、薬液として使用できな
い。これに対し、本発明の地盤注入用薬液は製造も従来
の装置を使用して容易に製造でき、単独でも短時間にゲ
ル化するものから1日以上経過した後にゲル化するもの
までできるのである。したがって、これをA液と従来の
硬化剤をB液として使用した場合には、注入の際にA液
とB液の混合比が注入ポンプの影響でずれても間違いな
くゲル化するのであり、さらに水で希釈された場合にも
ゲル化時間が比較的遅くならず、従来の薬液と比較して
硬化性も良好である。
【0018】一般に無機硬化剤を使用する場合には、珪
曹のナトリウムを除去するに必要な硬化剤の約半分しか
使用されないため、未反応の珪曹がゲル化物から溶脱す
るため硬化物の性能が低下する。ところが本発明におい
ては、珪曹を予め化合物(A−1)あるいは化合物(A
−2)と反応させることにより、珪曹の重合度も上がっ
ているため、未反応の珪曹はなく、したがって、これを
さらに硬化剤でゲル化させた硬化物は従来の無機硬化剤
を使用したものと比較すると、シリカの溶脱による劣化
の点でも優れているのである。
【0019】
【実施例】 以下、本発明の実施例および比較例をあげ
て説明する。 実施例1 珪曹3号300g(214cc)を水164ccで希釈
し、この液をゆっくり攪拌しながら消石灰(工業用、比
表面積7000cm/g)2.0gを水で50ccに
懸濁させた液を合した。できた液は殆ど透明であっ
た。この液50ccをA液とし、硬化剤に重炭酸カリウ
ムを溶解して50ccとした液をB液とし、ゲルタイム
を測定した。その結果は表1の通りである。また、上記
配合で家庭用ミキサーを使用し、回転数を変え、混合し
たところ部分ゲルはできなかった。
【0020】
【表1】
【0021】また、直径5cm、高さ10cmの円柱モールド
に豊浦標準砂を入れ、実施例1−1のA液とB液を先端
混合し、0.5kgf/cm2の注入圧で注入し、20℃で1日養生
後脱型し、一軸強度を測定したところ、4.0kgf/cm2であ
った。また、一週間養生後の強度は5.2kgf/cm2であっ
た。
【0022】比較例 塩化カルシウムを使用し、実施例1と同じ配合で、小型
ミキサー(回転数500rpm)で混合溶解してA液とした。
比較例1−1のA液とB液を先端混合し、0.5kgf/cm2
注入圧で注入し、20℃で1日養生後脱型し、一軸強度を
測定したところ、3.1kgf/cm2であった。また、一週間養
生後の強度は3.5kgf/cm2であった。また、上記配合で小
型ミキサーの回転数を変えて混合したところ、200rpm以
下では部分ゲルができ、薬液としては使用できないもの
となった。
【0023】実施例2 実施例1のA液調整において消石灰を3.0g使用したと
ころ、A液のみで4時間後ゲル化した。
【0024】実施例3 実施例1のA液調整において、消石灰の代わりにアロフ
イックス(小野田セメント(株)製超微粒子セメント、
比表面積約8000cm2/g)を10g使用したところ、A液の
みで2時間後ゲル化した。また、2g使用したところ、
A液のみで約3日後ゲル化した。この液50ccをA液と
し、硬化剤に重炭酸ナトリウム3.8g、塩化カリウム
2.0gを水に希釈し、50ccとしたものをB液とし、ゲル
タイムを測定したところ8秒であった。
【0025】
【発明の効果】以上のとおり、本発明にかかる地盤注入
用薬液は上述の成分を含有するA液からなり、あるいは
さらに、上述のA液と、硬化剤を含有するB液とからな
り、珪曹に予め反応させる硬化剤として溶解性の小さな
化合物を使用するから、珪曹とこの硬化剤との混合を容
易にし、しかもA液単独でもゲル化し得、実用上有用な
発明である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 17/06 C09K 17/06 P E02D 3/12 101 E02D 3/12 101 // C09K 103:00 (72)発明者 三輪 求 東京都荒川区東尾久7−2−35 旭電化 工業株式会社内 (72)発明者 木嶋 正 千葉県船橋市西浦3−4−3 富士化学 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−36709(JP,A) 特開 平5−194953(JP,A) 特開 平3−50295(JP,A) 特開 平2−107542(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 17/12 C04B 7/02 C04B 7/14 C04B 7/26 C09K 17/02 C09K 17/06 E02D 3/12 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の成分(A−1)、(A−2)および
    /または(A−3)を含有し、成分(A−1)に対する
    成分(A−2)および/または成分(A−3)の含有量
    が成分(A−1)100mlに対して0.3〜7.0g
    であるA液と、硬化剤として重炭酸ソーダを含有するB
    液とからなる地盤注入用薬液。(A−1):珪曹(A−2):比表面積が5000cm /g以上のCa
    またはMgの酸化物お よび水酸化物から選ばれる一種ま
    たはそれ以上の化合物。 (A−3):Caおよび/またはMgを含み、Caある
    いはMgの水に対する 溶解度が温度20℃で1.0〜
    0.05g/100mlの化合物
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