JP3219276B2 - セメントを基材とする注入用グラウト - Google Patents
セメントを基材とする注入用グラウトInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野： 本発明は微細な粒状土壌、最終的に亀裂を生じた（fi
ssure）土壌及び岩石又はコンクリート構造体中の亀裂
の団結（consolidation）及び／又は防水のための、セ
メントを基材とする注入用グラウト（セメント基材型グ
ラウト）（cement−based injection grout）に関す
る。
ssure）土壌及び岩石又はコンクリート構造体中の亀裂
の団結（consolidation）及び／又は防水のための、セ
メントを基材とする注入用グラウト（セメント基材型グ
ラウト）（cement−based injection grout）に関す
る。
背景技術： 上記構造体を団結させるために使用される既知のセメ
ント基材型注入用グラウトは、いわゆるマイクロセメン
ト（microcement）、水及び表面活性剤からなる。マイ
クロセメントは、実質的な部分のセメント粒子が10ミク
ロン以下の粒度を有しておりかつ全ての粒子が50ミクロ
ン以下の粒度を有するセメントを得るために粉砕し、分
級したポルトランドセメントである。セメント基材型注
入用グラウトについては、浸透を良好にするためには、
該グラウトが低い粘度を有することが重要である。即
ち、かかるセメント基材型グラウトにおいては水とセメ
ントとの比が可能な限り高いことが有利である。マイク
ロセメント、水及び場合により表面活性剤からなるセメ
ント基材型グラウトについては、水とセメントとの可能
な限り高い比率は約３である。より高い水分含有量では
水の分離が生じるであろう。
ント基材型注入用グラウトは、いわゆるマイクロセメン
ト（microcement）、水及び表面活性剤からなる。マイ
クロセメントは、実質的な部分のセメント粒子が10ミク
ロン以下の粒度を有しておりかつ全ての粒子が50ミクロ
ン以下の粒度を有するセメントを得るために粉砕し、分
級したポルトランドセメントである。セメント基材型注
入用グラウトについては、浸透を良好にするためには、
該グラウトが低い粘度を有することが重要である。即
ち、かかるセメント基材型グラウトにおいては水とセメ
ントとの比が可能な限り高いことが有利である。マイク
ロセメント、水及び場合により表面活性剤からなるセメ
ント基材型グラウトについては、水とセメントとの可能
な限り高い比率は約３である。より高い水分含有量では
水の分離が生じるであろう。
米国特許第5,151,126号は微細なポルトランドセメン
トからなる上記した種類のセメント基材型注入用グラウ
トに関するものであり、このグラウトにおいては30ミク
ロン以上の粒子が可能な限り多くの量、除去されてお
り、減水剤（water−reducing agent）がセメントに添
加されておりそして水とセメントとの重量比は0.6を越
えていない。上記米国特許明細書には、更に、注入用グ
ラウトはポゾラン、微粉砕したスラグ、シリカゲル又は
熱分解シリカ（thermal silica）のごとき微細な結合剤
を、乾燥製品の全体の重量に基づいて0.5〜10％の割合
で含有し得ることも記載されている。しかしながら、上
記米国特許第5,151,126号明細書には微細な結合剤を添
加することにより、より高い水とセメントの重量比を使
用することが可能になるということは記載されておら
ず、示唆もされていない。米国特許第5,151,126号明細
書に記載される低い水とセメントとの比率では、微細な
亀裂を有する土壌中への浸透深度が非常に限定されるで
あろう。
トからなる上記した種類のセメント基材型注入用グラウ
トに関するものであり、このグラウトにおいては30ミク
ロン以上の粒子が可能な限り多くの量、除去されてお
り、減水剤（water−reducing agent）がセメントに添
加されておりそして水とセメントとの重量比は0.6を越
えていない。上記米国特許明細書には、更に、注入用グ
ラウトはポゾラン、微粉砕したスラグ、シリカゲル又は
熱分解シリカ（thermal silica）のごとき微細な結合剤
を、乾燥製品の全体の重量に基づいて0.5〜10％の割合
で含有し得ることも記載されている。しかしながら、上
記米国特許第5,151,126号明細書には微細な結合剤を添
加することにより、より高い水とセメントの重量比を使
用することが可能になるということは記載されておら
ず、示唆もされていない。米国特許第5,151,126号明細
書に記載される低い水とセメントとの比率では、微細な
亀裂を有する土壌中への浸透深度が非常に限定されるで
あろう。
マイクロセメントと水とからなるグラウトの他に、微
細な粒状土壌を団結させるために、消石灰、マイクロシ
リカ（microsilica）及び水からなる注入用グラウトを
使用することが知られている。かかるグラウトはノルウ
エー特許第168765号及び第164988号明細書及びスウエー
デン特許第452455号明細書に記載されている。しかしな
がら、消石灰とマイクロシリカを基材とするグラウトは
増粘及び硬化時間が長く、従って、許容され得る硬化時
間を得るために、硬化促進剤を添加しなければならない
という欠点を有する。しかしながら、ノルウエー特許第
168765号明細書に記載されるごとき硬化促進剤を添加す
ることにより、注入用グラウトがより複雑でかつ高価な
ものとなり、更に、多量の硬化促進剤によりグラウトの
浸透深度が減少し得る。
細な粒状土壌を団結させるために、消石灰、マイクロシ
リカ（microsilica）及び水からなる注入用グラウトを
使用することが知られている。かかるグラウトはノルウ
エー特許第168765号及び第164988号明細書及びスウエー
デン特許第452455号明細書に記載されている。しかしな
がら、消石灰とマイクロシリカを基材とするグラウトは
増粘及び硬化時間が長く、従って、許容され得る硬化時
間を得るために、硬化促進剤を添加しなければならない
という欠点を有する。しかしながら、ノルウエー特許第
168765号明細書に記載されるごとき硬化促進剤を添加す
ることにより、注入用グラウトがより複雑でかつ高価な
ものとなり、更に、多量の硬化促進剤によりグラウトの
浸透深度が減少し得る。
発明の開示： 本発明の目的はセメントに対する水の比率が高く、水
分の分離が少なくそして高い浸透度を有するセメント基
材型グラウトを提供することにある。
分の分離が少なくそして高い浸透度を有するセメント基
材型グラウトを提供することにある。
従って、本発明によれば、マイクロセメント、水、セ
メントの重量に基づいて５〜70重量％の量の非晶質シリ
カ粒子及びセメントの重量に基づいて０〜10重量％の量
の減水剤からなる注入用グラウトにおいて、該グラウト
における水とセメント＋非晶質シリカとの重量比が２〜
８であることを特徴とする注入用グラウトが提供され
る。
メントの重量に基づいて５〜70重量％の量の非晶質シリ
カ粒子及びセメントの重量に基づいて０〜10重量％の量
の減水剤からなる注入用グラウトにおいて、該グラウト
における水とセメント＋非晶質シリカとの重量比が２〜
８であることを特徴とする注入用グラウトが提供され
る。
好ましい態様においては、グラウトはセメントの重量
に基づいて10〜60重量％、好ましくは、15〜40重量％の
非晶質シリカ粒子を含有している。
に基づいて10〜60重量％、好ましくは、15〜40重量％の
非晶質シリカ粒子を含有している。
非晶質シリカ粒子としては、少なくとも75％フェロシ
リコンを製造する電気溶融炉からの排ガスから回収され
る非晶質シリカヒュームを使用することが好ましいが、
50％フェロシリコンを製造する電気溶融炉からのヒュー
ム及びCaSiを製造する電気溶融炉からのヒュームも非晶
質シリカ粒子として本発明のグラウト中で使用し得る。
以下においては、かかる種類のシリカヒュームをマイク
ロシリカと称する。
リコンを製造する電気溶融炉からの排ガスから回収され
る非晶質シリカヒュームを使用することが好ましいが、
50％フェロシリコンを製造する電気溶融炉からのヒュー
ム及びCaSiを製造する電気溶融炉からのヒュームも非晶
質シリカ粒子として本発明のグラウト中で使用し得る。
以下においては、かかる種類のシリカヒュームをマイク
ロシリカと称する。
電気溶融炉の操作パラメーターを調節することによ
り、シリカヒュームを上記電気溶融炉からの主生成物と
して得ることも可能である。非晶質シリカは還元及び酸
化を行うことなしに合成によっても製造し得る。別法と
して、シリカヒューム発生器を使用して微細なシリカを
製造し得る。非晶質シリカはコロイド状シリカ、シリカ
ゲル及び沈降シリカの形でも使用し得る。非晶質シリカ
は珪藻土のごとき天然に産生するシリカでもあり得る。
り、シリカヒュームを上記電気溶融炉からの主生成物と
して得ることも可能である。非晶質シリカは還元及び酸
化を行うことなしに合成によっても製造し得る。別法と
して、シリカヒューム発生器を使用して微細なシリカを
製造し得る。非晶質シリカはコロイド状シリカ、シリカ
ゲル及び沈降シリカの形でも使用し得る。非晶質シリカ
は珪藻土のごとき天然に産生するシリカでもあり得る。
微細な非晶質シリカ粒子は60〜100％のSiO2を含有す
ることができそして2.00〜2.40g/cm3の密度と約10m2/g
の比表面積を有することができる。非晶質シリカ粒子
は、粒子の少なくとも90％が10ミクロン以下であるよう
な粒度を有することが好ましい。これらのパラメーター
を変更することも可能である。例えば、非晶質シリカ粒
子はより低いSiO2含有量を有することができ、また、例
えば粗大な粒子を除去することによりあるいはシリカ粒
子を磨砕することにより、粒度分布を調節し得る。最良
の結果を得るためには、非晶質シリカ粒子の98％が10ミ
クロン以下の粒度を有することが好ましい。
ることができそして2.00〜2.40g/cm3の密度と約10m2/g
の比表面積を有することができる。非晶質シリカ粒子
は、粒子の少なくとも90％が10ミクロン以下であるよう
な粒度を有することが好ましい。これらのパラメーター
を変更することも可能である。例えば、非晶質シリカ粒
子はより低いSiO2含有量を有することができ、また、例
えば粗大な粒子を除去することによりあるいはシリカ粒
子を磨砕することにより、粒度分布を調節し得る。最良
の結果を得るためには、非晶質シリカ粒子の98％が10ミ
クロン以下の粒度を有することが好ましい。
注入用グラウトにおける水とセメント＋非晶質シリカ
との重量比は３〜６であることが好ましい。
との重量比は３〜６であることが好ましい。
本発明の注入用グラウトはセメントの重量に基づいて
１〜10重量％の量の減水剤を含有していることが好まし
い。セメント及びコンクリートとの関係で使用される慣
用の減水剤、例えば、スルホン化メラミン誘導体、スル
ホン化ナフタレン誘導体、スルホン化リグニン誘導体、
炭水化物誘導体及びポリアクリレートを使用し得る。
１〜10重量％の量の減水剤を含有していることが好まし
い。セメント及びコンクリートとの関係で使用される慣
用の減水剤、例えば、スルホン化メラミン誘導体、スル
ホン化ナフタレン誘導体、スルホン化リグニン誘導体、
炭水化物誘導体及びポリアクリレートを使用し得る。
本発明のセメント基材型グラウトは硬化促進剤及び場
合によりベントナイトのごとき増粘剤を更に含有し得
る。
合によりベントナイトのごとき増粘剤を更に含有し得
る。
驚くべきことに、セメント＋非晶質シリカに対する水
の比率が５という高い比率の場合においても、本発明の
注入用グラウトについての水分の分離は非常に少なく、
これによって、注入の際に浸透が良好に行われる。硬化
したグラウトは良好な防水性と許容され得る強度を示
す。
の比率が５という高い比率の場合においても、本発明の
注入用グラウトについての水分の分離は非常に少なく、
これによって、注入の際に浸透が良好に行われる。硬化
したグラウトは良好な防水性と許容され得る強度を示
す。
好ましい態様の詳細な説明 実施例１ マイクロセメントと種々の量のマイクロシリカとから
なりかつ水とセメント＋マイクロリカとの比率の異なる
注入用グラウトを調製した。比較の目的で、非晶質シリ
カ粒子を添加していないマイクロセメントからなる注入
用グラウトも調製した。
なりかつ水とセメント＋マイクロリカとの比率の異なる
注入用グラウトを調製した。比較の目的で、非晶質シリ
カ粒子を添加していないマイクロセメントからなる注入
用グラウトも調製した。
この試験においてはスエーデン、Cemeta AB社製の超
微細セメント（ultrafine cement）を使用した。このセ
メントは粒子の95％が16ミクロン以下であるような粒度
を有していた。非晶質シリカとしてはノルウエー、Elke
m a/s社製のマイクロシリカを使用した。このマイクロ
シリカは粒子の少なくとも90％が10ミクロン以下である
ような粒度を有していた。マイクロシリカは50重量％の
マイクロシリカを含有する水性スラリーとして添加し
た。
微細セメント（ultrafine cement）を使用した。このセ
メントは粒子の95％が16ミクロン以下であるような粒度
を有していた。非晶質シリカとしてはノルウエー、Elke
m a/s社製のマイクロシリカを使用した。このマイクロ
シリカは粒子の少なくとも90％が10ミクロン以下である
ような粒度を有していた。マイクロシリカは50重量％の
マイクロシリカを含有する水性スラリーとして添加し
た。
注入用グラウトの組成は表１に示されている。表１に
おいて、注入用グラウトNo.2,3,5,6,8,9,11及び12は本
発明に従ったものであり、注入用グラウトNo1,4,7及び1
0は非晶質シリカ粒子を含有していないグラウトであ
り、これは比較の目的で示したものである。
おいて、注入用グラウトNo.2,3,5,6,8,9,11及び12は本
発明に従ったものであり、注入用グラウトNo1,4,7及び1
0は非晶質シリカ粒子を含有していないグラウトであ
り、これは比較の目的で示したものである。
表１の注入用グラウトNo1−12について硬化時間、水
分分離及び浸透深度を試験した。
分分離及び浸透深度を試験した。
硬化時間はリッド（蓋）で密閉したプラスチック容器
内に200mlの注入用クラウドを装入することにより測定
した。プラスチック容器を一定の時間的間隔で転倒させ
て回転させた。グラウトを混合してから、容器を回転さ
せたときに流動性が認められなくなるまでの時間を硬化
時間とした。
内に200mlの注入用クラウドを装入することにより測定
した。プラスチック容器を一定の時間的間隔で転倒させ
て回転させた。グラウトを混合してから、容器を回転さ
せたときに流動性が認められなくなるまでの時間を硬化
時間とした。
水分分離はグラウトを250mlのメスシリンダーに装入
することにより測定した。メスシリンダーを２時間放置
した後の遊離水のml数を水分分離の尺度とした。
することにより測定した。メスシリンダーを２時間放置
した後の遊離水のml数を水分分離の尺度とした。
浸透深度は長さ85cm、直径5cmのプレキシグラス（ple
xiglass）製のチューブにグラウトを注入することによ
り測定した；上記チューブにはスウエーデン、Ahlseth
社製のシルバーサンド（Silversand）17を充填した。シ
ルバーサンド17は全ての粒子が0.5ミクロン以下であり
かつ95％が0.1ミクロン以下であるような粒度を有す
る。チューブを水平に設置し、60KPaの圧力でスラリー
をポンプ注入することが不可能になるまで、注入用グラ
ウトを１時間当り、16の割合でチューブにポンプ注入
した。ついで浸透深度を測定した。
xiglass）製のチューブにグラウトを注入することによ
り測定した；上記チューブにはスウエーデン、Ahlseth
社製のシルバーサンド（Silversand）17を充填した。シ
ルバーサンド17は全ての粒子が0.5ミクロン以下であり
かつ95％が0.1ミクロン以下であるような粒度を有す
る。チューブを水平に設置し、60KPaの圧力でスラリー
をポンプ注入することが不可能になるまで、注入用グラ
ウトを１時間当り、16の割合でチューブにポンプ注入
した。ついで浸透深度を測定した。
表１に示す結果から、本発明の注入用グラウトでは、
セメント＋マイクロシリカに対する水の比率が６の場合
においても水分の分離が非常に少ないのに対し、従来の
グラウトNo.1,4,7及び10では、セメント＋マイクロシリ
カに対する水の比率が３という低い値の場合において
も、水分の分離が許容され得ない程多く、従って、注入
用には使用し得ないことが判る。
セメント＋マイクロシリカに対する水の比率が６の場合
においても水分の分離が非常に少ないのに対し、従来の
グラウトNo.1,4,7及び10では、セメント＋マイクロシリ
カに対する水の比率が３という低い値の場合において
も、水分の分離が許容され得ない程多く、従って、注入
用には使用し得ないことが判る。
表１に示す結果から、更に、本発明の注入用グラウト
の硬化時間は、セメント＋マイクロシリカに対する水の
比率が非常に高い場合でも、従来のグラウトより実質的
に短いことが判る。
の硬化時間は、セメント＋マイクロシリカに対する水の
比率が非常に高い場合でも、従来のグラウトより実質的
に短いことが判る。
実施例２ 減水剤の効果を検討するために、表１のグラウトNo.3
と同一の組成のグラウトを調製した。このグラウトにセ
メントの重量に基づいて1.3重量％及び５重量％のペル
アミン（Peramin）Ｆを添加した。ペルアミンＦはスウ
エーデーン、Perstop AB社製のスルホン化メラミンホル
ムアルデヒド誘導体に基づく減水剤である。
と同一の組成のグラウトを調製した。このグラウトにセ
メントの重量に基づいて1.3重量％及び５重量％のペル
アミン（Peramin）Ｆを添加した。ペルアミンＦはスウ
エーデーン、Perstop AB社製のスルホン化メラミンホル
ムアルデヒド誘導体に基づく減水剤である。
実施例１と同様の方法で浸透深度を測定した。その結
果、３個のグラウトについての浸透深度は21,33及び49c
mであった。従って、減水剤を添加することにより浸透
深度が実質的に増大することが認められる。
果、３個のグラウトについての浸透深度は21,33及び49c
mであった。従って、減水剤を添加することにより浸透
深度が実質的に増大することが認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−254899（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−221116（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175647（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−43875（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開572261（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開412913（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 28/02
Claims (3)
- 【請求項１】マイクロセメント、水、セメントの重量に
基づいて５〜70重量％の量の非晶質シリカ粒子及びセメ
ントの重量に基づいて０〜10重量％の量の減水剤からな
る注入用グラウトにおいて、該グラウトにおける水とセ
メント＋非晶質シリカとの重量比が２〜８であることを
特徴とする注入用グラウト。 - 【請求項２】セメントの重量に基づいて10〜60重量％の
非晶質シリカ粒子を含有している、請求項１に記載の注
入用グラウト。 - 【請求項３】水とセメント＋非晶質シリカとの重量比が
３〜６である、請求項１又は２に記載の注入用グラウ
ト。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO934443 | 1993-12-07 | ||
| NO934443A NO178887C (no) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Injiserbar sementslurry |
| PCT/NO1994/000197 WO1995015931A1 (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Cement-based injection grout |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09506327A JPH09506327A (ja) | 1997-06-24 |
| JP3219276B2 true JP3219276B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=19896657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51612095A Expired - Fee Related JP3219276B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | セメントを基材とする注入用グラウト |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0734361B1 (ja) |
| JP (1) | JP3219276B2 (ja) |
| AT (1) | ATE205817T1 (ja) |
| AU (1) | AU1408195A (ja) |
| DE (1) | DE69428370T2 (ja) |
| DK (1) | DK0734361T3 (ja) |
| NO (1) | NO178887C (ja) |
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