JP3150380B2 - Ground injection agent and its injection method - Google Patents

Ground injection agent and its injection method

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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
と高モル比珪酸カ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 using a mixed solution of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of potassium silicate having a high molar ratio as a base material, and a method for injecting 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
いて軟弱地盤の強度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)と溶液型がある。この
うち前者のグラウト剤は、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, various kinds of grouting agents have been used for the strength of soft ground and for stopping spring water in tunnel construction and urban civil engineering work according to 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. Among them, the former grouting agent is a chemical using hardly soluble calcium salts such as Portland cement, slaked lime, steel slag, etc. as a hardening agent (gelling agent), and the latter solution type grouting agent is, for example, sodium hydrogen sulfate, magnesium sulfate. And various acids such as phosphoric acid, acetic acid, glyoxal, and ethylene carbonate; and soluble acidic compounds such as aldehydes and esters as curing agents.

【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した注入剤が開
発されている。例えば、水性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 an aqueous 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. 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).
JP-A-59-152984, etc., and a method of curing by adding a suspension or solution electrolyte as in the case of the water glass system.

【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、これらの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 has been introduced in many documents. Environmental pollution that causes the contamination of groundwater and the corrosion of underground buried objects due to the coming alkaline salts has become a problem. Although the above-mentioned alkali problem can be directly avoided when acidic water glass is used, these essential disadvantages are exactly the same.

【0005】このため、近時、アルカリ金属塩を実質的
に含まないコロイダルシリカ系グラウト剤の利用が注目
されてきているが、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が期待でき
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、そのような地盤に
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. While an increase in strength can be expected, cement particles often cannot be injected and penetrated deep into the ground depending on the geology of the ground, and 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
剤の実用化とは、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, but the homogel generally has a much higher strength than a water glass-based one. Weak to. 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, in order to put the colloidal silica-based solution type grout agent into practical use, it is important to improve the strength together with the cost reduction effort. 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、このようなコ
ロイダルシリカは、該当モル比が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, such a colloidal silica is different from a normal product in which the molar ratio is in the range of 50 to 100, and has a property closer to water glass. No functional differences can be found compared to the high molar ratio water-based filler.

【0008】本発明者等は、以上の事実に鑑み鋭意研究
したところ、通常のコロイダルシリカと珪酸カリウムと
の混合液が特定組成領域にあると、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, it has been found that when a normal mixed solution of colloidal silica and potassium silicate is in a specific composition region, self-hardening properties suitable as a ground injection agent are exhibited. Was found.

【0009】本発明は前記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
水に対して顕著な効果を発揮する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 has a remarkable effect on strengthening soft ground and stopping water flowing out of groundwater. It is an object of the present invention to provide an injection method for injecting an injection 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、水性コロイダルシリカ
と珪酸カリウム水溶液の混合液であって、混合液のSi
2 /(Na2 O+K2 O)で表されるモル比が5〜20
であり、SiO2 濃度が13〜35重量%で自硬性を有する
ことを構成上の特徴とする。
The ground injection agent according to the present invention for achieving the above object is a mixture of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of potassium silicate.
When the molar ratio represented by O 2 / (Na 2 O + K 2 O) is 5 to 20
The composition is characterized by having a self-hardening property at a SiO 2 concentration of 13 to 35% by weight.

【0011】また、本発明に係る地盤注入剤は、前記混
合液と有機系硬化剤または/および無機系硬化剤を配合
してなる組成を構成上の特徴とするものである。さら
に、本発明は、前記の地盤注入剤を用いた被処理地盤へ
注入する薬液注入工法である。
[0011] The ground injection agent according to the present invention is characterized by having a composition comprising a mixture of the mixture and an organic curing agent and / or an inorganic curing agent. Furthermore, the present invention is a chemical solution injection method for injecting into the ground to be treated using the above-described soil injection agent.

【0012】以下、本発明について詳述する。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あり、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52−3389
9 号公報、米国特許第3668088 号明細書、特開平1−31
7115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法や、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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The aqueous colloidal silica used in the present invention is a known one usually referred to as silica sol, and is produced, for example, by using water glass as a raw material by an ion exchange method, an acid neutralization method, an electrodialysis method, or a peptization method of silica gel. Is done. 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. 52-3389.
No. 9, U.S. Pat.No. 3,668,888, JP-A-1-31
No. 7115, etc. In addition, for example, a production method by oxidizing metallic silicon described in U.S. Pat. Colloidal silica obtained by a production method by water dispersion of powder 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 in the range of 3 to 100 nm. However, those having a large particle size have a weak homogel strength. It is practical. The commercially available standard grade of such colloidal silica has an average diameter of 10 to 20 nm, but for the purpose of the present invention, a small particle grade of 3 to 10 nm is particularly preferred because of its high gel strength. However, those having an average particle diameter of 3 nm or less are not suitable for the purpose of the present invention since they contain an alkali component in an amount for stability.

【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
水素イオンを含有するが、本発明においてはアルカリ含
有量がSiO2 /Na2 Oのモル比(以下「モル比」と
いう)として20以上、好ましくは30〜500 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15〜50重量%、好ましくは20〜35重
量%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 trace amount of alkali ions or hydrogen ions as a colloid stabilizing agent, but in the present invention, the alkali content is a SiO 2 / Na 2 O molar ratio (hereinafter referred to as “a”). Aqueous colloidal silica having a molar ratio of 20 or more, preferably 30 to 500, is selectively used. As the component composition,
The content of SiO 2 is preferably 15 to 50% by weight, and more preferably 20 to 35% by weight. For example, those described in Table 1 are representative.

【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珪
酸カリウムとしては、アルカリ分が少なく固形分(Si
2 +K2 O)の多い珪酸カリウム水溶液を使用するこ
とが有利である。かかる珪酸カリウムとしては、例えば
表2に挙げた市販品がある。
The potassium silicate to be added to the above aqueous colloidal silica has a low alkali content and a solid content (Si
It is advantageous to use an aqueous solution of potassium silicate rich in O 2 + K 2 O). As such potassium silicate, for example, there are commercially available products listed 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
ロイダルシリカと珪酸カリウム水溶液の混合液であっ
て、混合液の組成は処理する地盤の性状や注入工法によ
り異なるが、混合液のSiO2 /(Na2 O+K2 O)
で表されるモル比が5〜20、好ましくは6〜18であり、
かつSiO2 濃度として13〜35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
成を持つ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じることは驚きである。
[0018] According to the present invention ground infusate is a mixture of the aqueous colloidal silica and potassium silicate solution, although the composition of the mixture varies depending on properties and grouting of the ground to be treated, the mixture SiO 2 / (Na 2 O + K 2 O)
The molar ratio represented by 5-20, preferably 6-18,
And a SiO 2 concentration of 13 to 35% by weight, preferably 20 to
The requirement is that it be in the range of 30% by weight. It is surprising that when both components are mixed at such a ratio as to have such a composition, gelling with a homogel strength that is practical for the solution itself occurs without necessarily requiring another curing agent.

【0019】上記の組成において、モル比が5未満の場
合には混合時にゲルの発生が生じてゲルタイムが短くな
り、実用性のある強度を得ることができなくなる。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20を上回ると、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 5, gel is generated at the time of mixing, the gel time is shortened, and practical strength cannot be obtained. Further, when the molar ratio is small, 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 20, only the characteristics of colloidal silica can be obtained, and the expected effect cannot be obtained.

【0020】上記の水性コロイダルシリカと珪酸カリウ
ム水溶液の混合物には、硬化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。
The above-mentioned mixture of the aqueous colloidal silica and the aqueous solution of potassium silicate may be mixed with a curing agent or the like to form a ground injection agent having a different composition.

【0021】配合する有機系硬化剤としては、例えばグ
リオキザール、γ−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。また、無機系硬化剤として
は、例えば、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塩類から選ばれた1種
以上が好ましく使用される。
As the organic curing agent to be blended, for example, at least one selected from glyoxal, γ-butyrolactone, ethylene glycol diacetate and ethylene carbonate is preferably used. Further, as the inorganic curing agent, for example, carbonic acid, acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfurous acid, hydrochloric acid,
One or more selected from acids such as nitric acid and soluble salts thereof are preferably used.

【0022】それらの硬化剤の種類、配合割合は施工目
的、経済性、施工条件などに合わせて選定すればよく、
特に限定されるものではない。例えばグリオキザールの
場合、単独で使用すればゲルタイムの長い強度の高い注
入剤となるが、経済的には不利になる。また、例えば、
燐酸とマグネシウム塩とポリ燐酸塩の組み合わせや燐酸
やアルミニウム塩とポリ燐酸塩の組み合わせなどを使用
した場合、より強度の改良された地盤注入剤が得られ
る。これらの硬化剤は混合して使用してすることも可能
で、この場合はゲルタイムや強度をより適時に調製する
ことができる。
The type and blending ratio of these curing agents may be selected according to the purpose of construction, economy, construction conditions, etc.
There is no particular limitation. For example, in the case of glyoxal, if it is used alone, it becomes a high-strength injectable with a long gel time, but is economically disadvantageous. Also, for example,
When a combination of a phosphoric acid and a magnesium salt with a polyphosphate or a combination of a phosphoric acid or an aluminum salt with a polyphosphate is used, a ground injection agent having improved strength can be obtained. These curing agents can be used as a mixture, and in this case, the gel time and strength can be adjusted more appropriately.

【0023】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ショット方
式でおこなわれる。硬化剤の特徴を生かした注入工法と
しては、1ショット方式が適当である。
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 one-system method and in a two-liquid one-system method.
Injection is performed in a 5-shot system or a two-liquid two-system system. The one-shot method is appropriate as an injection method utilizing the characteristics of the curing agent.

【0024】[0024]

【作用】本発明に係る地盤注入剤は、水性コロイダルシ
リカと珪酸カリウムとを特定範囲のモル比とSiO2
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 exhibits excellent self-hardening properties only by mixing aqueous colloidal silica and potassium silicate in a specific range of molar ratio and SiO 2 concentration.
It cures with practical compressive strength in a wide gel time. When a curing agent is further added thereto, it is converted into a homogel having high uniaxial compressive strength. Therefore, when injected into the ground, an extremely strong reinforcing action and a water stopping function are exhibited.

【0025】[0025]

【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.

【0026】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 is gradually increased 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.

【0027】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の型枠に流入れてゲル
化させ、供試体を水中に養成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: The ground injection agent before gelation, in which the components are uniformly mixed, flows into a mold of 50 mmφ × 100 mmH to be gelled, and the test specimen is cultivated in water and demolded after a predetermined time.
The uniaxial compressive strength of the homogel is measured using an arm slur type strength tester.

【0028】実施例1〜5、比較例1〜5 前掲した表1の水性コロイダルシリカと表2の珪酸カリ
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
珪酸カ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 5 and Comparative Examples 1 to 5 Various types of ground injection agents were prepared by mixing the aqueous colloidal silica shown in Table 1 and potassium silicate shown in Table 2 in the proportions shown in Table 3. 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 potassium silicate solution exhibited excellent self-hardening properties and practical compressive strength in a wide gel time.

【0029】[0029]

【表3】 表注: (*1)高モル比珪酸ソーダとしてはSiO2 =23
%、Na2 O=6.0 %、モル比3.95のものを使用。
[Table 3] Table Note: (* 1) SiO 2 = 23 for high molar ratio sodium silicate
%, Na 2 O = 6.0%, molar ratio 3.95.

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】実施例6〜13、比較例6〜7 表1に示したコロイダルシリカ(A−1)50mlと表2に
示す 3.1モルA珪酸カリウムの混合液(A液)および有
機硬化剤と無機硬化剤を水に希釈した硬化剤(B液)を
それぞれ調製した。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。その組成
を表5に示し、結果をA液の組成と対比して表6に示し
た。
Examples 6 to 13 and Comparative Examples 6 and 7 A mixture (solution A) of 50 ml of colloidal silica (A-1) shown in Table 1 and 3.1 mol A potassium silicate shown in Table 2 and an organic curing agent and inorganic A curing agent (solution B) was prepared by diluting the curing agent in water. A homogel of the ground injection agent was prepared from a mixed solution of the solution A and the solution B, and the characteristics thereof were evaluated. The composition is shown in Table 5, and the results are shown in Table 6 in comparison with the composition of the solution A.

【0032】[0032]

【表5】 表注:(*1)B−1はグリオキザール(40%水溶液) 、B−
2はγ−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
下同じ。 (*2)比較例2は珪酸カリの代わりに3号珪酸ソーダを使
[Table 5] Table Note: (* 1) B-1 is glyoxal (40% aqueous solution), B-
2 is γ-butyrolactone, B-3 is ethylene glycol diacetate, B-4 is ethylene carbonate (30% aqueous solution), and so on. (* 2) Comparative Example 2 used No. 3 sodium silicate instead of potassium silicate

【0033】[0033]

【表6】 [Table 6]

【0034】実施例14〜19 表1に示すコロイダルシリカと表2に示す珪酸カリウム
の混合液(A液)に硬化剤(B液)を表7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8に示した。
Examples 14-19 Homogel was prepared from a ground injection agent prepared by mixing a hardening agent (Solution B) in a mixture (Solution A) of a mixture of colloidal silica shown in Table 1 and potassium silicate shown in Table 2 at a ratio shown in Table 7. Created. Table 8 shows the obtained evaluation characteristics in comparison with the composition of the solution A.

【0035】[0035]

【表7】 [Table 7]

【0036】[0036]

【表8】 [Table 8]

【0037】実施例20〜28、比較例8〜10 表1に示すコロイダルシリカと表2に示す珪酸カリウム
の混合液(A液)に硬化剤(B液)を表9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10に示した。
Examples 20 to 28 and Comparative Examples 8 to 10 Ground containing a mixture of colloidal silica shown in Table 1 and potassium silicate shown in Table 2 (Solution A) and a curing agent (Solution B) in the ratio shown in Table 9 A homogel was prepared for each injection. Table 10 shows the obtained evaluation characteristics in comparison with the composition of the solution A.

【0038】[0038]

【表9】 [Table 9]

【0039】[0039]

【表10】 [Table 10]

【0040】実施例29〜34 表1に示すコロイダルシリカと表2に示す珪酸カリウム
の混合液(A液)に硬化剤(B液)を表11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12に示す。
Examples 29 to 34 A homogel was prepared from a ground injection agent obtained by mixing a hardening agent (Solution B) in a mixture (Solution A) of a mixture of colloidal silica shown in Table 1 and potassium silicate shown in Table 2 at a ratio shown in Table 11. Created. Table 12 shows the obtained evaluation characteristics in comparison with the composition of the solution A.

【0041】[0041]

【表11】 [Table 11]

【0042】[0042]

【表12】 [Table 12]

【0043】実施例35、比較例11〜12 コロイダルシリカとして表1に示すA−1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SI−500"〕
(A−4)、3号珪酸ナトリウムをそれぞれ使用し、表
13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14に示した。表14の結果は、本発
明に係わ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。
Example 35, Comparative Examples 11-12 As colloidal silica, A-1 shown in Table 1 and a commercial product having a large amount of alkali [SiO 2 : 20.1 wt%, Na 2 O: 4.
0 wt%, "Cataloid SI-500" manufactured by Kasei Kasei Co., Ltd.]
(A-4) Using No. 3 sodium silicate,
A ground pouring agent composed of the liquid A and the liquid B according to the formulation of No. 13 was prepared. The evaluation characteristics measured for the homogel were
The composition is shown in Table 14 in comparison with the composition of the liquid. The results in Table 14 show that the ground injection agent according to the present invention has stable durability over time.

【0044】[0044]

【表13】 [Table 13]

【0045】[0045]

【表14】 [Table 14]

【0046】実施例36 実施例35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7.5 l のコロイダルシリカ
(A−1)を撹拌しつつ、3.5 モルA珪酸カリウムを7.
5 l 加える混合手順で作成した。B液は水12.6 lにB−
1(グリオキザール40%水溶液)2.3 l および75%燐酸
180g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 36 The soil injection agent of Example 35 was injected into soil by the following one-shot injection method. Solution A was stirred for 3.5 l of colloidal silica (A-1) while adding 3.5 mol A potassium silicate for 7.
Prepared with mixing procedure adding 5 l. Liquid B is added to 12.6 l of water with B-
2.3 l of 1 (40% aqueous glyoxal solution) and 75% phosphoric acid
180 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.

【0047】透水係数8.35×10-3cm/secの砂質土壌に地
盤注入剤をダブコンポンプ〔(株)島津製作所製〕を用
いて10 l/ 分で100 l 注入した。土壌注入は5kg/cm2
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 ×10-7
cm/sec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。
A ground injection agent was injected into a sandy soil having a water permeability of 8.35 × 10 −3 cm / sec at a rate of 10 l / min using a Dabcon pump [manufactured by Shimadzu Corporation] at a rate of 10 l / min. The soil injection was performed at an injection pressure of 5 kg / cm 2 , but there was no problem at the injection stage. The modified soil one day after the injection has a permeability of 5.6 × 10 -7
cm / sec, 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.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば水性コロ
イダルシリカと珪酸カ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 highly practical ground injection agent which is mainly used for strengthening soft ground and stopping water discharged from ground water, mainly comprising a mixture of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of potassium silicate. And its injection method can be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09K 107:00 (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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 17/02 C09K 17/12 C09K 17/42 C09K 17/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C09K 107: 00 (72) Inventor Eiji Miyoshi 9-15-1, Kameido, Koto-ku, Tokyo Japan Chemical Industry Co., Ltd. Inside the Materials Research Laboratory (72) Inventor Seibe Shigeru Sonobe 9-15-1, Kameido, Koto-ku, Tokyo Japan Chemical Industry Co., Ltd. Research and Development Headquarters Civil Engineering Materials Research Laboratory (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 17/02 C09K 17/12 C09K 17/42 C09K 17/48

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水性コロイダルシリカと珪酸カリウム水
溶液の混合液であって、混合液のSiO2 /(Na2
+K2 O)で表されるモル比が5〜20であり、SiO2
濃度が13〜35重量%で自硬性を有することを特徴とする
地盤注入剤。
1. A mixed solution of aqueous colloidal silica and an aqueous solution of potassium silicate, wherein the mixed solution is SiO 2 / (Na 2 O).
+ K 2 O) is 5 to 20, and SiO 2
A ground injection agent having a concentration of 13 to 35% by weight and having self-hardening property.
【請求項2】 請求項1記載の混合液にグリオキザー
ル、γ−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種以上の硬化剤
を配合するものである地盤注入剤。
2. A ground injection agent comprising the mixture of claim 1 and one or more curing agents selected from glyoxal, γ-butyrolactone, ethylene glycol diacetate and ethylene carbonate.
【請求項3】 請求項1記載の混合液に炭酸、酢酸、硫
酸、燐酸、亜硫酸、塩酸、硝酸などの酸類またはその塩
類より選ばれた1種以上の硬化剤を配合するものである
地盤注入剤。
3. Ground injection wherein the mixture of claim 1 is mixed with one or more hardening agents selected from acids or salts thereof such as carbonic acid, acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfurous acid, hydrochloric acid, and nitric acid. Agent.
【請求項4】 請求項1記載の混合液に請求項2および
3記載の地盤注入剤を併用して配合してなるものである
地盤注入剤。
4. A ground injection agent obtained by combining the mixed solution of claim 1 with the ground injection agent of claim 2 or 3.
【請求項5】 請求項1、2、3または4いずれか記載
の地盤注入剤を、1ショット方式、1.5 ショット方式ま
たは2ショット方式のいずれかの方式により、被処理地
盤へ注入することを特徴とする薬液注入工法。
5. A ground injection agent according to claim 1, 2, 3 or 4, which is injected into the ground to be processed by one of a one-shot method, a 1.5-shot method and a two-shot method. And chemical injection method.
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