JP3285802B2 - 微細刺激材を含む遅硬性固化材 - Google Patents
微細刺激材を含む遅硬性固化材Info
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
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- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細刺激材を含む遅
硬性固化材に関するものである。更に詳しく述べるなら
ば、本発明は、地盤改良のために用いられる遅硬性固化
材をミルクにしたとき、その分離抵抗性及びポンプ圧送
性を低下させることなく、所望の遅硬性を発現し得る微
細刺激材を含む遅硬性固化材に関するものである。
硬性固化材に関するものである。更に詳しく述べるなら
ば、本発明は、地盤改良のために用いられる遅硬性固化
材をミルクにしたとき、その分離抵抗性及びポンプ圧送
性を低下させることなく、所望の遅硬性を発現し得る微
細刺激材を含む遅硬性固化材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】地盤改良工法、特に深層混合処理による
地盤改良工法においては、セメント系固化材のミルクを
土壌に注入しこれを固化する。例えば、深層混合処理工
法において杭の連続壁を構築し一体性を保つには、ラッ
プ部の施工が重要となる。このラップ部においては、先
の杭に注入された固化材の凝結硬化を遅延させ、後の杭
に注入された固化材との間に境界を形成することなく連
続一体化させることが一般的である。一方、海洋施工に
おいては気象条件の悪化に伴い連続施工ができない場合
もあるが地盤改良の連続性・一体性を確保するため、先
の施工部分に注入された固化材の凝結硬化を遅延させる
必要が生ずる。
地盤改良工法においては、セメント系固化材のミルクを
土壌に注入しこれを固化する。例えば、深層混合処理工
法において杭の連続壁を構築し一体性を保つには、ラッ
プ部の施工が重要となる。このラップ部においては、先
の杭に注入された固化材の凝結硬化を遅延させ、後の杭
に注入された固化材との間に境界を形成することなく連
続一体化させることが一般的である。一方、海洋施工に
おいては気象条件の悪化に伴い連続施工ができない場合
もあるが地盤改良の連続性・一体性を確保するため、先
の施工部分に注入された固化材の凝結硬化を遅延させる
必要が生ずる。
【０００３】上述のように、硬化遅延を必要とする場合
には、固化材に硬化遅延剤を添加して用いるか、又は固
化材として遅硬性固化材を用いることが必要である。通
常の固化材に遅延剤を添加する場合、遅延剤中の遅延有
効成分が土壌粒子に選択的に吸着されてしまうので、所
望の凝結硬化遅延効果を得るためには、多量の遅延剤を
添加することが必要であり、このため所要コストが上昇
するという問題点がある。さらに、所望遅延効果を得る
ための遅延剤の所要量は、固化処理を受ける土壌の温
度、固化材ミルクの温度、固化材の組成、及び特性など
によって変動するので、遅延剤の添加量を制御すること
は、実際上困難である。
には、固化材に硬化遅延剤を添加して用いるか、又は固
化材として遅硬性固化材を用いることが必要である。通
常の固化材に遅延剤を添加する場合、遅延剤中の遅延有
効成分が土壌粒子に選択的に吸着されてしまうので、所
望の凝結硬化遅延効果を得るためには、多量の遅延剤を
添加することが必要であり、このため所要コストが上昇
するという問題点がある。さらに、所望遅延効果を得る
ための遅延剤の所要量は、固化処理を受ける土壌の温
度、固化材ミルクの温度、固化材の組成、及び特性など
によって変動するので、遅延剤の添加量を制御すること
は、実際上困難である。
【０００４】一方、遅硬性固化材を用いる場合には、固
化材自身が遅硬性を有するため、所望の遅硬効果を得る
ことは比較的容易である。しかし、特開昭５９−９３７
８５「水底地盤改良用固化材および水底軟弱地盤改良方
法」の如く、遅硬性固化材に含まれる刺激材（例えばセ
メントや石灰粉末）は、その刺激作用をある程度抑制す
る必要があるため、比表面積を小さく、するなわち粒径
を粗くする必要がある。この場合に、固化材ミルクの分
離抵抗性が低く、ポンプ圧送性に欠けるという問題が生
ずる。なお、ここでいう「刺激材」とは、遅硬性固化材
の「硬化」を担う主たる原材料である高炉スラブ微粉末
の潜在水硬性を促すアルカリ刺激材のことを云う。
化材自身が遅硬性を有するため、所望の遅硬効果を得る
ことは比較的容易である。しかし、特開昭５９−９３７
８５「水底地盤改良用固化材および水底軟弱地盤改良方
法」の如く、遅硬性固化材に含まれる刺激材（例えばセ
メントや石灰粉末）は、その刺激作用をある程度抑制す
る必要があるため、比表面積を小さく、するなわち粒径
を粗くする必要がある。この場合に、固化材ミルクの分
離抵抗性が低く、ポンプ圧送性に欠けるという問題が生
ずる。なお、ここでいう「刺激材」とは、遅硬性固化材
の「硬化」を担う主たる原材料である高炉スラブ微粉末
の潜在水硬性を促すアルカリ刺激材のことを云う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の遅硬
性固化材の前記問題点を改善し、安定して確実に所望の
遅硬性を実現させ、かつミルクにした時の分離抵抗性及
びポンプ圧送性が改善された微細刺激材を含む遅硬性固
化材を提供しようとするものである。
性固化材の前記問題点を改善し、安定して確実に所望の
遅硬性を実現させ、かつミルクにした時の分離抵抗性及
びポンプ圧送性が改善された微細刺激材を含む遅硬性固
化材を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、セ
メント水和物の微細粒子の遅硬性固化材組成物主材に与
える刺激作用が、セメントや石灰等に比べて緩漫である
ために確実にまた容易に所望の遅硬性をもたらすこと、
並びに微粉末効果としてミルクの材料分離抵抗性を高め
てポンプ圧送性を好適なものにすることを見出し、本発
明を完成した。
メント水和物の微細粒子の遅硬性固化材組成物主材に与
える刺激作用が、セメントや石灰等に比べて緩漫である
ために確実にまた容易に所望の遅硬性をもたらすこと、
並びに微粉末効果としてミルクの材料分離抵抗性を高め
てポンプ圧送性を好適なものにすることを見出し、本発
明を完成した。
【０００７】本発明の微細刺激材を含む遅硬性固化材
は、固化材用刺激材及び高炉スラグを含み、前記固化材
用刺激材が、セメント湿式粉砕に得られたセメントの水
和物のみからなり、かつ０．４〜１０ｍ2／ｇのＢＥＴ
法による粉末度を有する遅硬性刺激材微細粉末である、
ことを特徴とするものである。本発明の遅硬性固化材
は、さらに石膏を含んでいてもよい。本発明の遅硬性固
化材は、前記刺激材微細粒子１．０〜１０．０重量部
と、高炉スラグの微粉末７０．０〜９９．０重量部とを
含むことが好ましい。
は、固化材用刺激材及び高炉スラグを含み、前記固化材
用刺激材が、セメント湿式粉砕に得られたセメントの水
和物のみからなり、かつ０．４〜１０ｍ2／ｇのＢＥＴ
法による粉末度を有する遅硬性刺激材微細粉末である、
ことを特徴とするものである。本発明の遅硬性固化材
は、さらに石膏を含んでいてもよい。本発明の遅硬性固
化材は、前記刺激材微細粒子１．０〜１０．０重量部
と、高炉スラグの微粉末７０．０〜９９．０重量部とを
含むことが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の遅硬性固化材用微細刺激
材として用いられるセメント水和物は、セメントに水を
添加して湿式粉砕し、その間に水和反応させ、その後に
乾燥して得られたセメント水和物の微細粒子を、本発明
の刺激材として活用するものである。本発明に用いられ
る遅硬性固化材用刺激材は、ＢＥＴ法（ガス吸着による
表面積測定法）による０．４ｍ2 ／ｇ〜１０ｍ2 ／ｇの
粉末度を有しているものである。このような粉末度を有
する本発明の遅硬性固化材用刺激材は、遅硬性固化材組
成物に与える刺激作用がセメントや石灰に比べて緩漫で
あるために確実にまた容易に、所望の遅硬性をもたら
し、並びに微粉末効果としてミルクの材料分離抵抗性を
高めてポンプ圧送性を好適なものにすることができる。
また本発明の遅硬性固化材に用いられる微細刺激材は、
遅硬性固化材ミルクの調製に際して乾燥状態、スラリー
状態のいずれでも適用できる。
材として用いられるセメント水和物は、セメントに水を
添加して湿式粉砕し、その間に水和反応させ、その後に
乾燥して得られたセメント水和物の微細粒子を、本発明
の刺激材として活用するものである。本発明に用いられ
る遅硬性固化材用刺激材は、ＢＥＴ法（ガス吸着による
表面積測定法）による０．４ｍ2 ／ｇ〜１０ｍ2 ／ｇの
粉末度を有しているものである。このような粉末度を有
する本発明の遅硬性固化材用刺激材は、遅硬性固化材組
成物に与える刺激作用がセメントや石灰に比べて緩漫で
あるために確実にまた容易に、所望の遅硬性をもたら
し、並びに微粉末効果としてミルクの材料分離抵抗性を
高めてポンプ圧送性を好適なものにすることができる。
また本発明の遅硬性固化材に用いられる微細刺激材は、
遅硬性固化材ミルクの調製に際して乾燥状態、スラリー
状態のいずれでも適用できる。
【０００９】表１に、コンクリートスラッジから得られ
る水和物（比較）、硬化コンクリートから得られる水和
物（比較）、セメントに水を添加して湿式粉砕して得ら
れたセメント水和物（本発明）からなる遅硬性固化材用
刺激材の化学成分及び物性を示す。
る水和物（比較）、硬化コンクリートから得られる水和
物（比較）、セメントに水を添加して湿式粉砕して得ら
れたセメント水和物（本発明）からなる遅硬性固化材用
刺激材の化学成分及び物性を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】本発明の遅硬性固化材用に用いられる微細
刺激材は、高炉スラグの微粉末、及び必要により石膏粉
末と混合され、本発明の遅硬性固化材を構成する。本発
明の遅硬性固化材に用いられる高炉スラグの微粉末は、
３０００〜５０００ cm2／ｇの粉末度を有することが好
ましく、一般には４３００ cm2／ｇ程度の粉末度を有す
るものが使用される。
刺激材は、高炉スラグの微粉末、及び必要により石膏粉
末と混合され、本発明の遅硬性固化材を構成する。本発
明の遅硬性固化材に用いられる高炉スラグの微粉末は、
３０００〜５０００ cm2／ｇの粉末度を有することが好
ましく、一般には４３００ cm2／ｇ程度の粉末度を有す
るものが使用される。
【００１２】本発明の遅硬性固化材に用いられる石膏の
種類には格別の限定はなく、二水石膏、半水石膏、また
は無水石膏などを用いることができるが、一般的な排脱
石膏を利用することができる。本発明に用いられる石膏
は、一般に、ブレーン値１５００cm2 ／ｇ〜７０００cm
2 ／ｇ程度の粉末度を有することが好ましい。
種類には格別の限定はなく、二水石膏、半水石膏、また
は無水石膏などを用いることができるが、一般的な排脱
石膏を利用することができる。本発明に用いられる石膏
は、一般に、ブレーン値１５００cm2 ／ｇ〜７０００cm
2 ／ｇ程度の粉末度を有することが好ましい。
【００１３】本発明の遅硬性固化材において、セメント
水和物からなる刺激材、高炉スラグ微粉末及び石膏は、
乾燥状態基準で（１．０〜１０．０）：（７０．０〜９
９．０）：（０〜２０．０）の重量部比で配合し混合さ
れる。この重量部比は（２．５〜１０．０）：（７５．
０〜９７．５）：（０〜１５．０）であることがより好
ましい。刺激材の含有率が過小であると、得られる固化
材は、硬化不良になり、またそれが過大であると、得ら
れる遅硬性固化材は遅硬性不良による施工性不良を生ず
る。また、高炉スラグ微粉末の含有率が過小であると、
得られる遅硬性固化材の固化及び強度発現が不十分にな
り、またそれが過大になると、得られる遅硬性固化材の
遅硬性が不十分になる。さらに、石膏の含有量が過大に
なると、得られる遅硬性固化材は土質によっては遅硬性
不良により施工性が悪化する。
水和物からなる刺激材、高炉スラグ微粉末及び石膏は、
乾燥状態基準で（１．０〜１０．０）：（７０．０〜９
９．０）：（０〜２０．０）の重量部比で配合し混合さ
れる。この重量部比は（２．５〜１０．０）：（７５．
０〜９７．５）：（０〜１５．０）であることがより好
ましい。刺激材の含有率が過小であると、得られる固化
材は、硬化不良になり、またそれが過大であると、得ら
れる遅硬性固化材は遅硬性不良による施工性不良を生ず
る。また、高炉スラグ微粉末の含有率が過小であると、
得られる遅硬性固化材の固化及び強度発現が不十分にな
り、またそれが過大になると、得られる遅硬性固化材の
遅硬性が不十分になる。さらに、石膏の含有量が過大に
なると、得られる遅硬性固化材は土質によっては遅硬性
不良により施工性が悪化する。
【００１４】本発明の遅硬性固化材は、水中にミルク状
に分散され、このミルクを所望の地盤中に注入して土壌
を硬化させ、それによって地盤を改良する。地盤中に注
入され、土壌と混合された固化材ミルクは徐々に硬化
し、７〜１４日後から次第に強度を発現し、材齢約２８
日以降に、所望の強度を発現することができる。
に分散され、このミルクを所望の地盤中に注入して土壌
を硬化させ、それによって地盤を改良する。地盤中に注
入され、土壌と混合された固化材ミルクは徐々に硬化
し、７〜１４日後から次第に強度を発現し、材齢約２８
日以降に、所望の強度を発現することができる。
【００１５】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに説明する。
下記実施例に用いられた成分原料及び試験方法は下記の
通りである。
下記実施例に用いられた成分原料及び試験方法は下記の
通りである。
【００１６】成分原料 （１）遅硬性固化材用刺激材 イ）コンクリートスラッジから得られた水和物からなる
刺激材（比較）…生コンクリートプラントから回収され
たコンクリートスラッジを分級した後、乾燥微粉砕して
調製した。 ロ）硬化コンクリートから得られた水和物からなる刺激
材（比較）…廃コンクリートを粉砕分級して調製した。 ハ）セメントに水を添加して水和反応させて得られた水
和物からなる刺激材（本発明）…ボールミルに普通ポル
トランドセメントと水を投入し湿式粉砕した後、乾燥し
て調製した。 イ）、ロ）、ハ）の各々の化学成分、粉末度、比重は表
１のとおりであった。なお、比較のために特開昭５９−
９３７８５に記載のポルトランドセメントを使用した。
これの化学成分、粉末度、比重も併せて表１に示した。
刺激材（比較）…生コンクリートプラントから回収され
たコンクリートスラッジを分級した後、乾燥微粉砕して
調製した。 ロ）硬化コンクリートから得られた水和物からなる刺激
材（比較）…廃コンクリートを粉砕分級して調製した。 ハ）セメントに水を添加して水和反応させて得られた水
和物からなる刺激材（本発明）…ボールミルに普通ポル
トランドセメントと水を投入し湿式粉砕した後、乾燥し
て調製した。 イ）、ロ）、ハ）の各々の化学成分、粉末度、比重は表
１のとおりであった。なお、比較のために特開昭５９−
９３７８５に記載のポルトランドセメントを使用した。
これの化学成分、粉末度、比重も併せて表１に示した。
【００１７】（２）高炉スラグ 粉末度 ４４００cm2 ／ｇ 比重 ２．９２
【００１８】（３）石膏：排脱二水石膏 粉末度 １８９０cm2 ／ｇ 比重 ２．３３
【００１９】試験方法 （１）混合土固化試験 所定組成の遅硬性固化材を用いて、水固化材比８０％の
ミルクを調製し、有明産土壌（海性シルト）１ｍ3 に対
して、３００kgを混合した。この混合土スラリーの経時
硬化状況を観察しながら、硬化体の材齢１，２，３，
７，１４，２８日及び９１日の一軸圧縮強度を測定し
た。 （２）分離抵抗性試験 所定組成の本発明遅硬性固化材および比較例として、特
開昭５９−９３７８５「水底軟弱地盤改良用固化材及び
水底軟弱地盤改良方法」の固化材を用いて、それぞれ水
固化材比８０％の水性スラリーを調製し、土木学会規準
（ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９８６）に従って３時間経過
後のブリーディング率を測定した。 （３）ポンプ圧送性 所定組成物の本発明遅硬性固定材および比較例として特
開昭５９−９３７８５の固化材を用いて、それぞれ水固
化材比８０％のミルクを調製し、注水後５分、３０分で
東邦地下土機株式会社製のグラウト／ボーリングポンプ
ＢＱ−１５Ｂ型（吐出量２００ｌ／分）によりポンプ圧
送実験を行なった。
ミルクを調製し、有明産土壌（海性シルト）１ｍ3 に対
して、３００kgを混合した。この混合土スラリーの経時
硬化状況を観察しながら、硬化体の材齢１，２，３，
７，１４，２８日及び９１日の一軸圧縮強度を測定し
た。 （２）分離抵抗性試験 所定組成の本発明遅硬性固化材および比較例として、特
開昭５９−９３７８５「水底軟弱地盤改良用固化材及び
水底軟弱地盤改良方法」の固化材を用いて、それぞれ水
固化材比８０％の水性スラリーを調製し、土木学会規準
（ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９８６）に従って３時間経過
後のブリーディング率を測定した。 （３）ポンプ圧送性 所定組成物の本発明遅硬性固定材および比較例として特
開昭５９−９３７８５の固化材を用いて、それぞれ水固
化材比８０％のミルクを調製し、注水後５分、３０分で
東邦地下土機株式会社製のグラウト／ボーリングポンプ
ＢＱ−１５Ｂ型（吐出量２００ｌ／分）によりポンプ圧
送実験を行なった。
【００２０】実施例１及び比較例１〜４ 実施例１及び比較例１〜４の各々において、表２に記載
の組成を有する固化材を調製し、これを前記試験に供し
た。試験結果を表２に示す。
の組成を有する固化材を調製し、これを前記試験に供し
た。試験結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から明らかなように、本発明の遅硬性
固化材は、材齢７日でもまだ固化せずまた、材齢１４日
における強度発現が低く実用上優れた遅硬性を示し、且
つ材齢２８日以降の硬化体の一軸圧縮強度は、実用上十
分なものである。また、本発明の遅硬性固化材は分離抵
抗性試験でブリーディング率が小さく、ポンプ圧送性が
良好であった。一方比較例４は材齢７日で固化強度を呈
しており、遅硬性に欠ける。又ブリーディング率が大き
く、圧送性は不良であった。比較例１〜３においては、
実施例１に比較して遅硬性に劣り、またブリーディング
率が高かった。
固化材は、材齢７日でもまだ固化せずまた、材齢１４日
における強度発現が低く実用上優れた遅硬性を示し、且
つ材齢２８日以降の硬化体の一軸圧縮強度は、実用上十
分なものである。また、本発明の遅硬性固化材は分離抵
抗性試験でブリーディング率が小さく、ポンプ圧送性が
良好であった。一方比較例４は材齢７日で固化強度を呈
しており、遅硬性に欠ける。又ブリーディング率が大き
く、圧送性は不良であった。比較例１〜３においては、
実施例１に比較して遅硬性に劣り、またブリーディング
率が高かった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の遅硬性固化材に含まれる微細刺
激材は、遅硬性固化材の遅硬性を向上させ、かつ長期材
齢でも実用上十分な強度発現を達成することができ、か
つ遅硬性固化材のミルクの材料分離抵抗性及びポンプ圧
送性を低下させることがない。従って前記本発明の微細
刺激材を含有する遅硬性固化材は、杭の打継ぎを行なう
地盤改良などの用途において、その工事の進行を円滑化
し、すぐれた固化効果を示すものである。
激材は、遅硬性固化材の遅硬性を向上させ、かつ長期材
齢でも実用上十分な強度発現を達成することができ、か
つ遅硬性固化材のミルクの材料分離抵抗性及びポンプ圧
送性を低下させることがない。従って前記本発明の微細
刺激材を含有する遅硬性固化材は、杭の打継ぎを行なう
地盤改良などの用途において、その工事の進行を円滑化
し、すぐれた固化効果を示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 17/10 Ｃ０９Ｋ 17/10 Ｐ // Ｃ０４Ｂ 18/16 ＺＡＢ Ｃ０４Ｂ 18/16 ＺＡＢ (Ｃ０４Ｂ 28/08 (Ｃ０４Ｂ 28/08 22:14 22:14 Ｂ 18:16） 18:16） 103:24 103:24 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 面高 安志 東京都千代田区神田美土代町１番地 住 友大阪セメント株式会社内 (72)発明者 小田部 裕一 東京都千代田区神田美土代町１番地 住 友大阪セメント株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−160895（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−121027（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−100177（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−62346（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−169556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−35400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−42250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20385（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−158052（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−80459（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−5747（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 17/00 - 17/52 C04B 2/32 - 32/02 C04B 40/00 - 40/06
Claims (3)
- 【請求項１】 固化材用刺激材及び高炉スラグを含み、 前記固化材用刺激材が、セメントを湿式粉砕して得られ
たセメントの水和物のみからなり、かつ０．４〜１０ｍ
2／ｇのＢＥＴ法による粉末度を有する遅硬性刺激材微
細粉末である、 ことを特徴とする微細刺激材を含む遅硬性固化材。 - 【請求項２】 さらに石膏を含む、請求項１に記載の遅
硬性固化材。 - 【請求項３】 前記刺激材微細粒子１．０〜１０．０重
量部と、高炉スラグの微粉末７０．０〜９９．０重量部
とを含む、請求項１又は２に記載の遅硬性固化材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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