JP3142325B2 - Ground injection agent and its injection method - Google Patents

Ground injection agent and its injection method

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JP3142325B2 JP25968991A JP25968991A JP3142325B2 JP 3142325 B2 JP3142325 B2 JP 3142325B2 JP 25968991 A JP25968991 A JP 25968991A JP 25968991 A JP25968991 A JP 25968991A JP 3142325 B2 JP3142325 B2 JP 3142325B2
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水性コロイダルシリカ
と高モル比珪酸ナトリウム水溶液の混合液を主剤に用い
た地盤注入剤およびその注入工法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground injection agent using a mixture of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of sodium silicate having a high molar ratio as a base material, and a method for injection of the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トンネル工事、都市土木工事にお
いて、軟弱地盤の強化や湧き水の止水に多種多様なグラ
ウト剤が地盤の性状に応じて使い分けされている。この
種のグラウト剤としては、コストおよび機能の面から水
ガラス(珪酸アルカリ水溶液)系グラウト剤が多用され
ており、これには懸濁型(LW)と溶液型とがある。こ
のうち前者の懸濁型グラウト剤は、硬化剤(ゲル化剤)
がポルトランドセメント、消石灰、鉄鋼スラグ等の難溶
性カルシウム塩類を用いる薬剤であり、後者の溶液型グ
ラウト剤は例えば、硫酸水素ナトリウム、硫酸マグネシ
ウム、リン酸等の各種酸類、酢酸、グリオキザール、エ
チレンカーボネートなどの有機酸類、アルデヒド類、エ
ステル類等の可溶性酸性化合物を硬化剤とするものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in tunnel works and urban civil works, various grouting agents are used for strengthening soft ground and stopping spring water in accordance with the properties of the ground. As this kind of grouting agent, a water glass (alkali silicate aqueous solution) based grouting agent is frequently used in terms of cost and function, and there are a suspension type (LW) and a solution type. Of these, the former suspended grout is a curing agent (gelling agent)
Is a drug using hardly soluble calcium salts such as Portland cement, slaked lime, steel slag, etc., and the latter solution-type grouting agents include, for example, various acids such as sodium hydrogen sulfate, magnesium sulfate, phosphoric acid, acetic acid, glyoxal, ethylene carbonate and the like. And soluble acid compounds such as organic acids, aldehydes and esters.

【0003】最近、水ガラスのアルカリを嫌って酸性水
ガラスや水性コロイダルシリカを主剤とする注入剤が開
発されている。例えば、コロイダルシリカ系グラウト剤
にあっては、硬化剤として消石灰やポルトランドセメン
ト等のセメント(特願昭59−66482 号公報)、スルファ
ミン酸マグネシウム等のアルカリ土類金属塩(特開昭63
−168485号公報) 、塩化ナトリウムや硫酸水素ナトリウ
ム等のアルカリ金属塩( 特開昭59−152985号公報)、グ
リオキザール等の有機薬剤(特公平2−36156号公報)
、またはアルミニウム塩等の3価の金属塩(特開昭59
−152984号公報)等、水ガラス系と同じく懸濁または溶
液性の電解質を加えて硬化させる方法が提案されてい
る。
[0003] Recently, an injectant mainly containing acidic water glass or aqueous colloidal silica, which dislikes the alkali of water glass, has been developed. For example, in the case of a colloidal silica grouting agent, as a hardening agent, cement such as slaked lime or Portland cement (Japanese Patent Application No. 59-66482), or an alkaline earth metal salt such as magnesium sulfamate (Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63)
JP-A-168485), alkali metal salts such as sodium chloride and sodium hydrogen sulfate (JP-A-59-152985), and organic drugs such as glyoxal (JP-B-2-36156).
Or a trivalent metal salt such as an aluminum salt (JP-A-59
A method of adding a suspended or solution electrolyte as in the case of the water glass system and curing the same has been proposed.

【0004】水ガラスを使用する方法は、すでに多数の
文献で紹介されているように注入した材料中に含まれる
多量のナトリウム塩が薬剤注入後の地盤の耐久性を損
ね、さらには溶出してくるアルカリ性塩類のために地下
水の汚染や地下埋設物の腐食を進行させる環境上の汚染
現象が問題となっている。酸性水ガラスを使用した場合
には、前記のアルカリ問題は直接的には回避できるけれ
ども、本質的欠点はまったく同様である。
In the method using water glass, a large amount of sodium salt contained in the injected material impairs the durability of the ground after injecting the chemical and further elutes as described in many documents. The problem of environmental pollution that causes the contamination of groundwater and the corrosion of underground buried objects due to the coming alkaline salts. When using acidic water glass, the above-mentioned alkali problem can be directly avoided, but the essential disadvantages are exactly the same.

【0005】このため、近時、アルカリ金属塩を実質的
含まないコロイダルシリカ系グラウト剤の利用が注目さ
れているが、ポルトランドセメントの如き懸濁型のグラ
ウト剤にあっては、経時的な強度の増加は期待できる反
面、地盤の地質によってはセメント粒子が地盤の中へ深
く注入浸透できない場合が多く、このような地盤に対し
てはやはり液状硬化剤を必要とする。
For this reason, the use of colloidal silica-based grouting agents substantially free of alkali metal salts has recently attracted attention. However, suspension-type grouting agents such as Portland cement have a tendency to have a high strength over time. On the other hand, the cement particles cannot be injected deeply into the ground depending on the geology of the ground in many cases. However, such a ground still requires a liquid hardener.

【0006】一般に、コロイダルシリカは多価金属イオ
ンや酸性物質を硬化剤として使用すると流動性を失って
ゲル状固体に変化するが、そのホモゲルの強度は、通
常、水ガラス系に比べて非常に弱い。そのうえ、このゲ
ルには経時的な強度の増加がないため流水や地盤の変動
に対する耐久性は期待できない。通常、地盤の一時的な
止水を目的とする場合には少なくとも0.3kg/cm2 、好ま
しくは0.4kg/cm2 以上のホモゲル強度が必要であるとさ
れている。従って、コロイダルシリカ系溶液型グラウト
剤の実用化には、コスト低減の努力と共に強度的な改良
が重要な課題となる。この点、特公平2−36156 号公報
ではNa2 O濃度が 0.6〜5重量%と高いコロイダルシ
リカを使用しており、とくに実施例等によれば、SiO
2 /Na2 Oのモル比が 4.7〜5.4 のコロイダルシリカ
を用いて1kg/cm2以上のホモゲル強度を得ている。
In general, colloidal silica loses fluidity and changes to a gel-like solid when a polyvalent metal ion or an acidic substance is used as a curing agent. However, the homogel is usually much stronger than a water-glass type. weak. In addition, since this gel does not increase in strength over time, it cannot be expected to have durability against running water and ground fluctuation. Usually, at least 0.3 kg / cm 2 in the case of the purpose of temporary water stopping of the ground, there is a preferably requires 0.4 kg / cm 2 or more Homogeru strength. Therefore, for practical use of a colloidal silica-based solution-type grouting agent, improvement in strength as well as cost reduction is an important issue. In this regard, Japanese Patent Publication No. 2-36156 uses colloidal silica having a high Na 2 O concentration of 0.6 to 5% by weight.
A homogel strength of 1 kg / cm 2 or more was obtained using colloidal silica having a molar ratio of 2 / Na 2 O of 4.7 to 5.4.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コロイダルシリカは当該モル比が50〜100 の範囲にある
通常品とは異なり、むしろ水ガラスに近い性状のもので
あるため、モル比4以上の高モル比水ガラス系注入剤と
比較して機能的な相違は見い出せない。
However, the above-mentioned colloidal silica is different from a normal product in which the molar ratio is in the range of 50 to 100, and is rather close to water glass. No functional differences can be found compared to the high molar ratio water-based filler.

【0008】本発明者らは、以上の事実に鑑み鋭意研究
を重ねた結果、通常のコロイダルシリカと高モル比珪酸
ナトリウムとの混合液が特定の組成領域にあると、地盤
注入剤として好適な自硬性を発揮することを知見した。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above facts. As a result, when a mixture of ordinary colloidal silica and high molar ratio sodium silicate is in a specific composition region, it is suitable as a ground injection agent. It has been found that it exhibits self-hardening properties.

【0009】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は軟弱地盤の強化や湧き出し地下水の
止水などの使用されるセメント成分を含有しないコロイ
ダルシリカ系の地盤注入剤と該地盤注入剤を地盤に注入
するための注入方法を提供することにある。
The present invention has been developed on the basis of the above findings, and has as its object to provide a colloidal silica-based ground injection agent which does not contain a cement component used for strengthening soft ground and stopping groundwater from flowing out. An object of the present invention is to provide an injection method for injecting the ground injection agent into the ground.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による地盤注入剤は、SiO2 /Na2 Oで
表されるモル比が40以上の水性コロイダルシリカとSi
2 /Na 2 Oで表されるモル比が3.5 以上である珪酸
ナトリウム水溶液の混合液であって、混合液のSiO2
/Na2 Oで表されるモル比が 7.5〜19であり、SiO
2 濃度が15〜35重量%であることを構成上の特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a ground injection agent according to the present invention comprises aqueous colloidal silica having a molar ratio of at least 40 represented by SiO 2 / Na 2 O and Si.
A mixed solution of an aqueous solution of sodium silicate having a molar ratio represented by O 2 / Na 2 O of 3.5 or more, wherein SiO 2 of the mixed solution is
/ Na 2 O is a molar ratio of 7.5 to 19,
(2) The constitution is characterized in that the concentration is 15 to 35% by weight.

【0011】さらに、本発明による第2の地盤注入剤
は、前記の混合物とグリオキザール、ガンマーブチロラ
クトン、エチレングリコールジアセテートおよび炭酸エ
チレンより選ばれた1種以上からなる組成を特徴とする
ものである。
Further, the second ground injection agent according to the present invention is characterized by a composition comprising the above mixture and at least one selected from glyoxal, gamma-butyrolactone, ethylene glycol diacetate and ethylene carbonate.

【0012】本発明に使用する水性コロイダルシリカ
は、通常シリカゾルと称される公知のもので、例えば水
ガラスを原料としてイオン交換法、酸中和法、電気透析
法等あるいはシリカゲルの解膠法で製造される。この製
法の詳細は、例えば米国特許第2577484 号明細書、米国
特許第3711419 号明細書、米国特許第2572578 号明細
書、特願昭52−33899 号公報、米国特許第3668088 号明
細書、特開平1−317115号公報等に記載されている。他
にも、例えば米国特許第3650977 号明細書や特公昭46−
7367号公報記載の金属シリコンの酸化による製造方法、
米国特許第2951044号明細書や特開昭62−127216号公報
記載の微細シリカ粉末の水分散による製造方法で得られ
るコロイダルシリカを使用することができる。
The aqueous colloidal silica used in the present invention is a known one usually referred to as silica sol. For example, water glass is used as a raw material in an ion exchange method, an acid neutralization method, an electrodialysis method, or a peptization method of silica gel. Manufactured. Details of this production method are described in, for example, U.S. Pat.No. 2,577,484, U.S. Pat.No. 3,711,419, U.S. Pat.No. 2,572,578, Japanese Patent Application No. 52-33899, U.S. Pat. No. 1-317115. In addition, for example, U.S. Pat.
Production method by oxidation of metal silicon described in 7367,
Colloidal silica obtained by a method of dispersing fine silica powder in water described in U.S. Pat. No. 2,951,044 or JP-A-62-127216 can be used.

【0013】これらの水性コロイダルシリカは、平均粒
子径3〜100nm の粒径範囲のものが使用し得るが、粒子
径の大きいものはホモゲル強度が弱くなるため、多くの
場合平均粒子径50nm以下の粒子が実用的である。かかる
コロイダルシリカの市販品標準グレードは平均粒子径10
〜20nmであるが、本発明の目的には3〜10nmの小粒子グ
レードのものがゲル強度が高く特に好ましい。しかし、
平均粒子径が3nm以下のものは、安定性を図るためにア
ルカリ成分が多量に含有されているため本発明の目的に
は適合し難い。
These aqueous colloidal silicas may have a mean particle size of 3 to 100 nm, but those having a large particle size have a weak homogel strength and, in many cases, have an average particle size of 50 nm or less. Particles are practical. The commercially available standard grade of such colloidal silica has an average particle size of 10
Although it is about 20 nm, for the purpose of the present invention, those having a small particle grade of 3 to 10 nm have high gel strength and are particularly preferable. But,
Particles having an average particle diameter of 3 nm or less contain a large amount of an alkali component for the purpose of stabilization, and thus are not suitable for the purpose of the present invention.

【0014】いずれにせよ、水性コロイダルシリカには
コロイドの安定化剤として微量のアルカリイオンまたは
水素イオンを含有しているが、本発明においてはアルカ
リ含有量がSiO2 /Na2 Oで表されるモル比(以下
「モル比」という)として40以上、好ましくは45〜500
の水性コロイダルシリカが選択的に使用される。成分組
成としては、SiO2 の含有率が15〜50wt%、好ましく
は30wt%前後のものがよく、例えば表1に記載したもの
が代表的に挙げられる。
In any case, the aqueous colloidal silica contains a small amount of alkali ions or hydrogen ions as a colloid stabilizer, but in the present invention, the alkali content is represented by SiO 2 / Na 2 O. The molar ratio (hereinafter referred to as “molar ratio”) is 40 or more, preferably 45 to 500.
Aqueous colloidal silica is selectively used. The component composition, the content of SiO 2 is 15~50Wt%, preferably good ones around 30 wt%, for example those described in Table 1 can be mentioned typically.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】上記の水性コロイダルシリカに配合する高
モル比珪酸ナトリウムとしては、モル比3.5 以上のも
の、とくにモル比 3.9〜5であってアルカリ分が少なく
固形分(SiO2 +Na2 O)の多い珪酸ナトリウム溶
液が有利に使用される。かかる珪酸ナトリウムとして
は、例えば表2に示した市販品を挙げることができる。
The high molar ratio sodium silicate to be added to the above aqueous colloidal silica has a molar ratio of 3.5 or more, especially 3.9 to 5 and a low alkali content and a high solid content (SiO 2 + Na 2 O). Sodium silicate solutions are advantageously used. Examples of such sodium silicate include, for example, commercially available products shown in Table 2.

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】本発明に係る地盤注入剤は、上記の水性コ
ロイダルシリカと高モル比珪酸ナトリウム水溶液の混合
液であって、混合液の組成は処理すべき地盤の性状や注
入工法により異なるが、そのモル比が7.5 〜19、好まし
くは8〜18であり、かつSiO2 濃度として15〜35重量
%、好ましくは20〜30重量%の範囲にあることが要件と
なる。このような組成をもちような割合で両成分を混合
すると、他の硬化剤を必ずしも要すことなくこの溶液自
体で実用性のあるホモゲル強度をもつゲル化が生ずるこ
とは驚きである。
The ground injection agent according to the present invention is a mixed solution of the above-mentioned aqueous colloidal silica and a high molar ratio sodium silicate aqueous solution. The composition of the mixed solution varies depending on the properties of the ground to be treated and the injection method. molar ratio is from 7.5 to 19, preferably 8 to 18, and 15 to 35 wt% as SiO 2 concentration, preferably the requirement to be in the range of 20 to 30 wt%. It is surprising that if both components are mixed in such a ratio as to have such a composition, the solution itself will cause gelation with a practically usable homogel strength without necessarily requiring another curing agent.

【0019】上記の組成において、モル比が 7.5未満の
場合、5.7〜7.4 の範囲では、混合時にゲルの発生が生
じてゲルタイムが短かくなり、また大量に混合するには
低濃度混合液にならざるを得ず、実用性のある強度を得
ることが出来なくなる。さらにモル比が小さくなると水
ガラスと同様な機能となって、コロイダルシリカを使用
する特性が生かされない。また、モル比が19を上廻る
と、コロイダルシリカの特性しか得られず期待する効果
を得ることができなくなる。
In the above composition, when the molar ratio is less than 7.5, a gel is generated at the time of mixing and the gel time is shortened in the range of 5.7 to 7.4, and the gel time is shortened. Inevitably, practical strength cannot be obtained. When the molar ratio is further reduced, the function becomes the same as that of the water glass, and the characteristics using colloidal silica cannot be utilized. On the other hand, if the molar ratio exceeds 19, only the characteristics of colloidal silica can be obtained, and the expected effect cannot be obtained.

【0020】なお、コロイダルシリカに混合する珪酸ナ
トリウムがJIS3号珪酸ナトリウムのようなモル比が
低いものにあっては、大量に混合すると瞬時にゲル化す
るなどの不都合な現象が生じるため、極く少量の混合し
かできない。
When sodium silicate mixed with colloidal silica has a low molar ratio such as JIS No. 3 sodium silicate, an inconvenient phenomenon such as instant gelation occurs when a large amount is mixed. Can only mix a small amount.

【0021】上記の水性コロイダルシリカと高モル比珪
酸ナトリウム水溶液の混合物には、硬化剤や硬化促進剤
等を配合して別組成の地盤注入剤とすることができる。
A mixture of the aqueous colloidal silica and the aqueous solution of sodium silicate having a high molar ratio may be mixed with a curing agent, a curing accelerator, and the like to form a ground injection agent having a different composition.

【0022】配合する硬化剤としては、例えばグリオキ
ザール、ガンマーブチロラクトン、エチレングリコール
ジアセテートおよび炭酸エチレンより選ばれた1種以上
が好ましく使用される。硬化剤注入剤の薬液とそれぞれ
個別的に注入してもよいし、混合したのちに注入しても
よい。また、硬化促進剤としては炭酸、酢酸、硫酸、燐
酸、亜硫酸、塩酸、硝酸などの酸類およびその可溶性ア
ルカリ土類金属塩類より選ばれた1種以上が挙げられ
る。
As the curing agent to be blended, for example, one or more selected from glyoxal, gamma-butyrolactone, ethylene glycol diacetate and ethylene carbonate are preferably used. It may be injected separately with the chemical solution of the hardener injection agent, or may be injected after mixing. Examples of the curing accelerator include one or more selected from acids such as carbonic acid, acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfurous acid, hydrochloric acid, and nitric acid, and soluble alkaline earth metal salts thereof.

【0023】硬化剤および硬化促進剤の選択や配合割合
は、地盤の性状、施工目的、経済性、施工条件などを勘
案して適宜に設定することにより、ゲルタイムの調整や
強度の改善を図ることができる。例えばグリオキザール
を単独で使用すればゲルタイムは長いが、強度の注入剤
となる。しかし、さらに燐酸や硫酸と併用するとゲルタ
イムを短くすることができ、所望の強度において適宜ゲ
ルタイムを調整することができる。
The selection and mixing ratio of the curing agent and the curing accelerator are appropriately set in consideration of the properties of the ground, construction purpose, economy, construction conditions, and the like, thereby adjusting the gel time and improving the strength. Can be. For example, if glyoxal is used alone, the gel time is long, but it is a strong injectable. However, when used in combination with phosphoric acid or sulfuric acid, the gel time can be shortened, and the gel time can be appropriately adjusted at a desired strength.

【0024】上記の地盤注入剤を用いる本発明の注入工
法は、ゲルタイムに応じて両液を混合し、一液一系統式
で注入する1ショット方式、二液一系統式で注入する1.
5 ショット方式、二液二系統式で注入する2ショットで
おこなわれる。硬化剤の特徴を生かした注入法として
は、1ショット方式が好適である。
According to the injection method of the present invention using the above-mentioned ground injection agent, the two liquids are mixed according to the gel time, and the mixture is injected in a one-liquid system and a two-liquid system.
Injection is performed in two shots using a 5-shot system and a two-liquid two-system system. As an injection method utilizing the characteristics of the curing agent, a one-shot method is preferable.

【0025】[0025]

【作用】本発明に係る地盤注入剤は、特定されたSiO
2 とNa2 Oのモル比の水性コロイダルシリカと高モル
比珪酸ナトリウムとを特定範囲のモル比とSiO2 濃度
になるように配合するのみで優れた自硬性が発現し、幅
広いゲルタイムの中で実用性のある圧縮強度で硬化す
る。さらにこれに硬化剤および硬化促進剤を配合すると
一軸圧縮強度の高いホモゲルに転化する。したがって、
地盤に注入した場合に極めて強固な強化作用と止水機能
が発揮される。
The ground injection agent according to the present invention comprises the specified SiO.
Excellent self-hardening is achieved only by blending aqueous colloidal silica having a molar ratio of 2 and Na 2 O and a high molar ratio sodium silicate so that the molar ratio and the SiO 2 concentration are within a specific range. Hardens with practical compressive strength. Further, when a curing agent and a curing accelerator are added to this, it is converted into a homogel having high uniaxial compressive strength. Therefore,
When injected into the ground, an extremely strong strengthening action and water stopping function are exhibited.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて本発明をさら
に具体的に説明するが、各例における地盤注入剤の評価
は、次の測定方法でおこなった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In each example, the evaluation of the ground injection agent was performed by the following measurement method.

【0027】ゲルタイム:成分混合した地盤注入剤をビ
ーカーに入れ、マグネチックスターラーで撹拌を続ける
と粘度が次第に増大する。この際、地盤注入剤をビーカ
ーに入れた時点から、粘度が増大しやがてゲル化してビ
ーカーを90度傾けても流動性が消失して流下しなくなる
までの時間をゲルタイムとして測定する。
Gel time: The viscosity gradually increases when a ground injection agent mixed with components is put into a beaker and stirring is continued with a magnetic stirrer. At this time, the gel time is measured as the time from the point when the ground injection agent is put into the beaker to the point at which the viscosity increases and gels and the fluidity disappears even when the beaker is tilted by 90 degrees and the flow does not flow down.

【0028】圧縮強度:成分を均一に混合したゲル化前
の地盤注入剤を50mmφ×100mm Hの型枠に流入充填して
ゲル化させ、供試体を作成する。この供試体を水中に養
生して所定時間後に脱型し、アームスラー型強度試験機
を用いてホモゲルの一軸圧縮強度を測定する。
Compressive strength: A ground injection agent before gelation in which components are uniformly mixed is poured into a mold of 50 mmφ × 100 mmH to be gelled to prepare a specimen. The test specimen is cured in water, demolded after a predetermined time, and the uniaxial compressive strength of the homogel is measured using an arm slur type strength tester.

【0029】実施例1〜10、比較例1〜3 前掲した表1の水性コロイダルシリカと表2の珪酸ナト
リウムを表3に示す配合割合により各種の地盤注入剤を
調製した。各地盤注入剤につきゲルタイムと圧縮強度を
測定し、その結果を混合液の組成と対比させて表4に示
した。表4の結果から、特定の水性のコロイダルシリカ
と高モル比珪酸ナトリウム溶液のみで構成されたもので
優れた自硬性を示し、幅広いゲルタイムの中で実用性の
ある圧縮強度が認められた。
Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 Various colloidal silicas shown in Table 1 and sodium silicate shown in Table 2 were prepared according to the mixing ratios shown in Table 3 to prepare various ground injection agents. The gel time and the compressive strength of each injection were measured, and the results are shown in Table 4 in comparison with the composition of the mixture. From the results in Table 4, it was found that those composed only of a specific aqueous colloidal silica and a high molar ratio sodium silicate solution exhibited excellent self-hardening properties, and practical compressive strength was recognized in a wide gel time.

【0030】[0030]

【表3】 [Table 3]

【0031】[0031]

【表4】 [Table 4]

【0032】実施例11〜12 表1に示すコロイダルシリカ(A−1)60mlと表2に示
す4.7モル珪酸ソーダ40mlとの混合液(A液)および40w
t%グリオキザール水溶液20mlを水80mlに希釈した硬化
剤(B液)をそれぞれ調製した。A液のみの場合(実施
例11) と、A液とB液の混合液による地盤注入剤のホモ
ゲルを作成し、その特性を評価した。その結果を、A液
の組成と対比して表5に示した。
Examples 11 to 12 A mixture (solution A) of 60 ml of colloidal silica (A-1) shown in Table 1 and 40 ml of 4.7 mol sodium silicate shown in Table 2 and 40 watts
A curing agent (solution B) was prepared by diluting 20 ml of a t% glyoxal aqueous solution with 80 ml of water. In the case of using only the solution A (Example 11), a homogel of the ground injection agent was prepared from a mixed solution of the solution A and the solution B, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 5 in comparison with the composition of the solution A.

【0033】[0033]

【表5】 [Table 5]

【0034】実施例13〜18、比較例4〜 表1に示すコロイダルシリカと表2に示す珪酸ソーダの
混合液(A液)に硬化剤等(B液)を表6の割合で配合
した地盤注入剤につき、ホモゲルを作成した。得られた
評価特性をA液の組成と対比させて表7に示した。
Examples 13 to 18 and Comparative Examples 4 to 7 A mixture of colloidal silica shown in Table 1 and sodium silicate shown in Table 2 (solution A) was mixed with a curing agent and the like (solution B) at the ratio shown in Table 6. A homogel was prepared for the ground injection. Table 7 shows the obtained evaluation characteristics in comparison with the composition of the solution A.

【0035】[0035]

【表6】 表注:1)B−1はグリオキザール(40%水溶液) 、B−
2はガンマーブチロラクトン、B−3はエチレングリコ
ールジアセテート、B−4は炭酸エチレン(30%水溶
液) 。以下同様。 2)3号珪酸ソーダ使用。
[Table 6] Table Notes: 1) B-1 is glyoxal (40% aqueous solution), B-
2 is gamma-butyrolactone, B-3 is ethylene glycol diacetate, and B-4 is ethylene carbonate (30% aqueous solution). The same applies hereinafter. 2) No. 3 sodium silicate used.

【0036】[0036]

【表7】 [Table 7]

【0037】実施例19〜23、比較例 表1に示すコロイダルシリカ(A−1、A−3)と表2
の3.95モル珪酸ソーダを使用した表8に示す配合の混合
液(A液)と硬化剤等(B液)からなる地盤注入剤につ
いてホモゲルを作成した。得られた硬化物の評価特性を
A液の組成と対比して表9に示した。
Examples 19 to 23, Comparative Example 8 Colloidal silica (A-1, A-3) shown in Table 1 and Table 2
A homogel was prepared for a ground injection agent composed of a mixture (solution A) and a curing agent (solution B) having the composition shown in Table 8 using 3.95 mol sodium silicate. The evaluation characteristics of the obtained cured product are shown in Table 9 in comparison with the composition of Liquid A.

【0038】[0038]

【表8】 [Table 8]

【0039】[0039]

【表9】 [Table 9]

【0040】実施例24、比較例 911 コロイダルシリカとして表1に示すA−2およびアルカ
リ量の多い市販品〔SiO2 :20.1wt%、Na2 O:4.
0 wt%、触媒化成(株)製“カタロイドSl−500 ”〕
(A−4とする)を使用し、表10の配合によるA液とB
液からなる地盤注入剤を作製した。このもののホモゲル
について測定した評価特性をA液の組成と対比して表11
に示した。
[0040] Example 24, Comparative Examples 9-11 Colloidal silica as A-2 and alkaline intensive commercial products shown in Table 1 [SiO 2: 20.1wt%, Na 2 O: 4.
0 wt%, "Cataloid Sl-500" manufactured by Kasei Kasei Co., Ltd.]
(Referred to as A-4), and A liquid and B
A ground injection agent composed of a liquid was prepared. The evaluation characteristics measured for the homogel were compared with the composition of the solution A, as shown in Table 11.
It was shown to.

【0041】[0041]

【表10】 [Table 10]

【0042】[0042]

【表11】 [Table 11]

【0043】表11の結果は、本発明に係る地盤注入剤が
経時的に安定した耐久性を有することを示すものであ
る。
The results in Table 11 show that the ground injection agent according to the present invention has stable durability over time.

【0044】実施例25 実施例24の地盤注入剤を、次の1ショット注入工法によ
り土壌に注入した。A液は10.5lのコロイダルシリカ
(A−2)を撹拌しつつ、3.95モル珪酸ソーダを4.5 l
加える混合手順で作成した。B液は水13.5lにB−1
(グリオキザール40%水溶液)1.5 lおよび75%燐酸22
5gを加え充分撹拌して均一液とした。注入作業の1分前
にA液を撹拌しつつB液を加え地盤注入剤を調製した。
Example 25 The soil injection agent of Example 24 was injected into soil by the following one-shot injection method. Solution A was prepared by mixing 3.95 mol sodium silicate with 4.5 l while stirring 10.5 l of colloidal silica (A-2).
Prepared by adding mixing procedure. Solution B is B-1 in 13.5 l of water.
(40% aqueous glyoxal solution) 1.5 l and 75% phosphoric acid 22
5 g was added and sufficiently stirred to obtain a uniform liquid. One minute before the pouring operation, the liquid A was added while stirring the liquid A to prepare a ground injection agent.

【0045】透水係数8.35×10-3cm/secの砂質土壌に地
盤注入剤をプランジャー型ポンプ(商品名ケミードポン
プ 1 AN −P32S6 −37S 、1WAKI CO.,LTD 製)を用いて
1.5l/minで30l注入した。土壌注入が2kg/cm2の注入
圧でおこなったが、注入段階で何等の問題もなかった。
注入後の材令1日の改質土壌は透水係数5.6 ×10-7cm/s
ecであり、圧縮強度は15kg/cm2(サンドゲル)であっ
た。この結果から本注入剤が実用においても充分性能を
満足するものであることが確認できた。
Using a plunger type pump (trade name Chemide Pump 1 AN-P32S6-37S, manufactured by 1WAKI CO., LTD) on sandy soil having a permeability of 8.35 × 10 −3 cm / sec.
30 l was injected at 1.5 l / min. The soil injection was performed at an injection pressure of 2 kg / cm 2 , without any problems during the injection stage.
The modified soil one day old after injection is 5.6 × 10 -7 cm / s in permeability
ec, and the compressive strength was 15 kg / cm 2 (sand gel). From this result, it was confirmed that the present injectable composition sufficiently satisfies the performance even in practical use.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば水性コロ
イダルシリカと高モル比珪酸ナトリウム水溶液の混合液
を主剤とし、軟弱地盤の強化、湧き出し地下水の止水等
に有効な実用性の高い地盤注入剤とその注入工法を提供
することが可能となる。
As described above, according to the present invention, a mixture of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of sodium silicate having a high molar ratio is used as a main agent, and has high practicability effective for strengthening soft ground, stopping spring water from flowing out, and the like. It is possible to provide a ground injection agent and an injection method thereof.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 栄治 東京都江東区亀戸9丁目15番1号 日本 化学工業株式会社研究開発本部土木建設 材料研究所内 (72)発明者 園部 成 東京都江東区亀戸9丁目15番1号 日本 化学工業株式会社研究開発本部土木建設 材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−172583(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 17/12 C09K 17/02 E02D 3/12 101 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Eiji Miyoshi Inventor, Civil Engineering & Construction Materials Research Laboratories, Research & Development Division, Koto-ku, Tokyo, Japan (72) Inventor Shigeru Sonobe, Kameido, Koto-ku, Tokyo No. 9-15-1 Japan Chemical Industry Co., Ltd. Research and Development Headquarters Civil Engineering Construction Materials Research Laboratory (56) References JP-A-57-172583 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) ) C09K 17/12 C09K 17/02 E02D 3/12 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 SiO2 /Na2 Oで表されるモル比が
40以上の水性コロイダルシリカとSiO 2 /Na 2 Oで
表されるモル比が3.5 以上である珪酸ナトリウム水溶液
の混合液であって、混合液のSiO2 /Na2 Oで表さ
れるモル比が7.5〜19であり、SiO2 濃度が15〜35重
量%であることを特徴とする地盤注入剤。
1. The molar ratio represented by SiO 2 / Na 2 O is as follows:
More than 40 aqueous colloidal silica and SiO 2 / Na 2 O
A mixed solution of an aqueous sodium silicate solution having a molar ratio of 3.5 or more, wherein the molar ratio of the mixed solution expressed by SiO 2 / Na 2 O is 7.5 to 19, and the SiO 2 concentration is 15 to 35% by weight. % Ground injection agent.
【請求項2】 請求項記載の地盤注入剤を1ショット
方式、1.5 ショット方式、2ショット方式のいずれかの
方式で地盤へ注入することを特徴とする地盤注入剤の注
入工法。
2. A method for injecting a ground injection agent according to claim 1, wherein the ground injection agent is injected into the ground by one of a one-shot method, a 1.5-shot method and a two-shot method.
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