JP3382330B2 - 地盤注入剤 - Google Patents
地盤注入剤Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐久性にすぐれ、環境汚
染をおこさず、鋼管を腐食させない地盤注入剤に関する
ものである。
染をおこさず、鋼管を腐食させない地盤注入剤に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】橋脚やビルのような構造物を
建設する際に、その地盤が軟弱である場合や、また、ト
ンネルやダムの工事で地下水の湧出があった場合には、
地盤の強化、止水が必要となる。一般的に、この地盤強
化や止水には、土壌、砂、岩盤中で硬化するシリカゾル
系地盤注入剤が用いられている。
建設する際に、その地盤が軟弱である場合や、また、ト
ンネルやダムの工事で地下水の湧出があった場合には、
地盤の強化、止水が必要となる。一般的に、この地盤強
化や止水には、土壌、砂、岩盤中で硬化するシリカゾル
系地盤注入剤が用いられている。
【０００３】従来のシリカゾル系地盤注入剤は、例えば
コロイダルシリカ、硬化剤として硫酸、塩酸等の酸のア
ルカリ金属塩（例えばナトリウム、カリウム塩）から構
成されている。そして、アルカリ金属塩が、シリカのコ
ロイド粒子を安定化している電気二重層を破壊し、荷電
を低下させることによって、注入剤がゲル化、硬化す
る。しかしながら、これらのアルカリ金属は、シリカゾ
ルの硬化後に溶出し、周囲の土壌や地下水を汚染させた
り、また例えば硫酸イオンは地中に埋設してある鋼管を
腐食させたりするという欠点がある。
コロイダルシリカ、硬化剤として硫酸、塩酸等の酸のア
ルカリ金属塩（例えばナトリウム、カリウム塩）から構
成されている。そして、アルカリ金属塩が、シリカのコ
ロイド粒子を安定化している電気二重層を破壊し、荷電
を低下させることによって、注入剤がゲル化、硬化す
る。しかしながら、これらのアルカリ金属は、シリカゾ
ルの硬化後に溶出し、周囲の土壌や地下水を汚染させた
り、また例えば硫酸イオンは地中に埋設してある鋼管を
腐食させたりするという欠点がある。
【０００４】そこで、上記のようなアルカリ金属以外に
コロイド粒子を不安定化するものとして、例えばカルシ
ウム、マグネシウムやアルミニウムといった原子価が大
きい陽イオンが考えられる。しかしながら、これらを硬
化剤として使用した場合、シリカゾルが部分的凝集を起
こし、地盤への浸透性を損なったり、注入管を詰まらせ
たりし、また不均一な硬化体となるために、強度が得ら
れず、地盤注入剤としては好ましくないものとなる。
コロイド粒子を不安定化するものとして、例えばカルシ
ウム、マグネシウムやアルミニウムといった原子価が大
きい陽イオンが考えられる。しかしながら、これらを硬
化剤として使用した場合、シリカゾルが部分的凝集を起
こし、地盤への浸透性を損なったり、注入管を詰まらせ
たりし、また不均一な硬化体となるために、強度が得ら
れず、地盤注入剤としては好ましくないものとなる。
【０００５】また一方では、カルシウムやマグネシウム
は、シリカと強固な結合を形成し、シリカゾル系地盤注
入剤の硬化剤としての利用が期待されている。そこで、
コロイダルシリカおよびカルシウム成分に、エチレンジ
アミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）やトリポリリン酸等のカ
ルシウムキレート剤を配合し、シリカゾルの部分的凝集
を抑制しようとする試みもなされている（特開平4-2025
94号公報）。しかしながら、上記のようなキレート剤を
使用しても、シリカゾルの部分的凝集の改善効果は小さ
く、そのためカルシウム濃度を高めることができず、ま
たキレート剤の使用量も多くなり、コストが高くなると
いう欠点がある。
は、シリカと強固な結合を形成し、シリカゾル系地盤注
入剤の硬化剤としての利用が期待されている。そこで、
コロイダルシリカおよびカルシウム成分に、エチレンジ
アミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）やトリポリリン酸等のカ
ルシウムキレート剤を配合し、シリカゾルの部分的凝集
を抑制しようとする試みもなされている（特開平4-2025
94号公報）。しかしながら、上記のようなキレート剤を
使用しても、シリカゾルの部分的凝集の改善効果は小さ
く、そのためカルシウム濃度を高めることができず、ま
たキレート剤の使用量も多くなり、コストが高くなると
いう欠点がある。
【０００６】本発明は、シリカゾルの部分的な凝集が起
こらず、強度および安定性に優れ、環境の汚染および鋼
管の腐食を防ぎ、しかも地盤に浸透するのに必要なゲル
化時間の調整が可能な地盤注入剤を提供することを目的
とするものである。
こらず、強度および安定性に優れ、環境の汚染および鋼
管の腐食を防ぎ、しかも地盤に浸透するのに必要なゲル
化時間の調整が可能な地盤注入剤を提供することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、シリカゾ
ルの部分的凝集の問題が起こらないように、コロイダル
シリカと、硬化剤として可溶性のカルシウムまたはマグ
ネシウムとの併用条件を鋭意検討した結果、硬化調整剤
として、ある特定成分を配合することにより、上記のよ
うな従来の課題を解決できること見いだし、本発明を完
成することができた。
ルの部分的凝集の問題が起こらないように、コロイダル
シリカと、硬化剤として可溶性のカルシウムまたはマグ
ネシウムとの併用条件を鋭意検討した結果、硬化調整剤
として、ある特定成分を配合することにより、上記のよ
うな従来の課題を解決できること見いだし、本発明を完
成することができた。
【０００８】すなわち本発明は、コロイダルシリカの水
性ゾルと、硬化剤としてカルシウム塩および／またはマ
グネシウム塩と、硬化調整剤としてイミノジ酢酸および
／またはグリシンとを含有することを特徴とする、地盤
注入剤を提供するものである。
性ゾルと、硬化剤としてカルシウム塩および／またはマ
グネシウム塩と、硬化調整剤としてイミノジ酢酸および
／またはグリシンとを含有することを特徴とする、地盤
注入剤を提供するものである。
【０００９】また本発明は、カルシウム塩および／また
はマグネシウム塩の濃度が２０〜５００ミリモル／ｌで
あり、且つイミノジ酢酸および／またはグリシンの濃度
が５〜５００ミリモル／ｌである、前記の地盤注入剤を
提供するものである。
はマグネシウム塩の濃度が２０〜５００ミリモル／ｌで
あり、且つイミノジ酢酸および／またはグリシンの濃度
が５〜５００ミリモル／ｌである、前記の地盤注入剤を
提供するものである。
【００１０】さらに本発明は、硬化調整剤であるイミノ
ジ酢酸が、カルシウムおよび／またはマグネシウムの中
性塩であるカルシウム（ビス）イミノジ酢酸および／ま
たはマグネシウム（ビス）イミノジ酢酸である、前記の
地盤注入剤を提供するものである。
ジ酢酸が、カルシウムおよび／またはマグネシウムの中
性塩であるカルシウム（ビス）イミノジ酢酸および／ま
たはマグネシウム（ビス）イミノジ酢酸である、前記の
地盤注入剤を提供するものである。
【００１１】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（コロイダルシリカの水性ゾル）一般的に使用されてい
るコロイダルシリカの水性ゾルは、粒子径３〜１００nm
の微小なシリカを水に分散させたコロイド液（シリカゾ
ル）で、粒子表面のＯＨ基がマイナスに荷電しており、
分散液にＮａ2Ｏとして０.０５〜２重量％の微量な陽イ
オンを加えることによって電気二重層を形成させて、粒
子相互の結合を防いで安定化させており、通常ＳｉＯ2
として５〜５０重量％含有するものである。本発明の地
盤注入剤に使用できるコロイダルシリカの水性ゾル（以
下、単にコロイダルシリカという）は、とくに制限され
ず、地盤注入剤の使用条件によって種々のものを使用す
ることができる。好適な粒子径は、例えば３〜３０nmで
ある。本発明の地盤注入剤におけるコロイダルシリカの
最終濃度は、ＳｉＯ2として５重量％以上である。５重
量％未満であると、必要な強度が発現しない。
るコロイダルシリカの水性ゾルは、粒子径３〜１００nm
の微小なシリカを水に分散させたコロイド液（シリカゾ
ル）で、粒子表面のＯＨ基がマイナスに荷電しており、
分散液にＮａ2Ｏとして０.０５〜２重量％の微量な陽イ
オンを加えることによって電気二重層を形成させて、粒
子相互の結合を防いで安定化させており、通常ＳｉＯ2
として５〜５０重量％含有するものである。本発明の地
盤注入剤に使用できるコロイダルシリカの水性ゾル（以
下、単にコロイダルシリカという）は、とくに制限され
ず、地盤注入剤の使用条件によって種々のものを使用す
ることができる。好適な粒子径は、例えば３〜３０nmで
ある。本発明の地盤注入剤におけるコロイダルシリカの
最終濃度は、ＳｉＯ2として５重量％以上である。５重
量％未満であると、必要な強度が発現しない。
【００１２】（硬化剤）本発明の地盤注入剤に用いるこ
とのできる硬化剤は、水溶性のカルシウム塩および／ま
たはマグネシウム塩である。その具体例としては、溶解
度の大きい塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、酢酸塩
が例示され、また乳酸塩、酒石酸塩等の塩類も利用でき
る。本発明の地盤注入剤におけるカルシウム塩またはマ
グネシウム塩の最終濃度は、カルシウムイオンおよび／
またはマグネシウムイオンとして、２０〜５００ミリモ
ル／ｌがよい。カルシウムとマグネシウムを混合して用
いる場合には、それぞれの各濃度は、上記最終濃度の範
囲で自由に設定することができる。上記最終濃度が２０
ミリモル／ｌよりも低い場合は、硬化時間が極端に遅く
なり、または硬化しなくなり、逆に５００ミリモル／ｌ
を超えて用いると、コロイダルシリカと部分的凝集をお
こしやすくなる。
とのできる硬化剤は、水溶性のカルシウム塩および／ま
たはマグネシウム塩である。その具体例としては、溶解
度の大きい塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、酢酸塩
が例示され、また乳酸塩、酒石酸塩等の塩類も利用でき
る。本発明の地盤注入剤におけるカルシウム塩またはマ
グネシウム塩の最終濃度は、カルシウムイオンおよび／
またはマグネシウムイオンとして、２０〜５００ミリモ
ル／ｌがよい。カルシウムとマグネシウムを混合して用
いる場合には、それぞれの各濃度は、上記最終濃度の範
囲で自由に設定することができる。上記最終濃度が２０
ミリモル／ｌよりも低い場合は、硬化時間が極端に遅く
なり、または硬化しなくなり、逆に５００ミリモル／ｌ
を超えて用いると、コロイダルシリカと部分的凝集をお
こしやすくなる。
【００１３】（硬化調整剤）本発明の地盤注入剤に用い
ることのできる硬化調整剤は、イミノジ酢酸および／ま
たはグリシンである。イミノジ酢酸は、イミノジ酢酸そ
れ自体またはナトリウム、カリウム等の塩類、あるい
は、硬化剤としても用い得るカルシウムやマグネシウム
との中性塩であるカルシウム（ビス）イミノジ酢酸また
はマグネシウム（ビス）イミノジ酢酸として用いてもよ
い。本発明の地盤注入剤におけるイミノジ酢酸および／
またはグリシンの最終濃度は、５〜５００ミリモル／ｌ
がよい。イミノジ酢酸は、硬化調整作用が大きくまた溶
解度が低いので、最終濃度を５〜１００ミリモル／ｌと
するのがよい。また、グリシンの濃度は、最終濃度が１
０〜５００ミリモル／ｌとするのがよい。硬化調整剤と
してイミノジ酢酸とグリシンを合わせて使用してもよ
く、この場合、コロイダルシリカと硬化剤との部分的凝
集を抑える作用が、イミノジ酢酸の方が２〜３倍程度強
いことを考慮してそれぞれの量をきめるのがよい。イミ
ノジ酢酸および／またはグリシンの最終濃度が５ミリモ
ル／ｌより低いと、カルシウムやマグネシウムがシリカ
ゾルと部分的凝集をおこし、また最終濃度が５００ミリ
モル／ｌよりも高いと、溶解度の問題から硬化調整剤の
液量が増加し、結果としてコロイダルシリカの含有量が
減るために、地盤注入剤として好ましくないものとな
る。またグリシンは高濃度になると、それ自体コロイダ
ルシリカに対して硬化作用を示すようになり、硬化時間
が短縮される。
ることのできる硬化調整剤は、イミノジ酢酸および／ま
たはグリシンである。イミノジ酢酸は、イミノジ酢酸そ
れ自体またはナトリウム、カリウム等の塩類、あるい
は、硬化剤としても用い得るカルシウムやマグネシウム
との中性塩であるカルシウム（ビス）イミノジ酢酸また
はマグネシウム（ビス）イミノジ酢酸として用いてもよ
い。本発明の地盤注入剤におけるイミノジ酢酸および／
またはグリシンの最終濃度は、５〜５００ミリモル／ｌ
がよい。イミノジ酢酸は、硬化調整作用が大きくまた溶
解度が低いので、最終濃度を５〜１００ミリモル／ｌと
するのがよい。また、グリシンの濃度は、最終濃度が１
０〜５００ミリモル／ｌとするのがよい。硬化調整剤と
してイミノジ酢酸とグリシンを合わせて使用してもよ
く、この場合、コロイダルシリカと硬化剤との部分的凝
集を抑える作用が、イミノジ酢酸の方が２〜３倍程度強
いことを考慮してそれぞれの量をきめるのがよい。イミ
ノジ酢酸および／またはグリシンの最終濃度が５ミリモ
ル／ｌより低いと、カルシウムやマグネシウムがシリカ
ゾルと部分的凝集をおこし、また最終濃度が５００ミリ
モル／ｌよりも高いと、溶解度の問題から硬化調整剤の
液量が増加し、結果としてコロイダルシリカの含有量が
減るために、地盤注入剤として好ましくないものとな
る。またグリシンは高濃度になると、それ自体コロイダ
ルシリカに対して硬化作用を示すようになり、硬化時間
が短縮される。
【００１４】上記において、硬化剤および硬化調整剤の
濃度は、用いるコロイダルシリカの粒子径、ｐＨなどの
性状と、地盤注入の工法によって異なる硬化時間によっ
て決定される。コロイダルシリカの粒子径が小さい、ま
たはｐＨが高い場合には部分的凝集をおこし易いので、
例えば４０ミリモル／ｌ以下といった低い濃度の硬化剤
と、高濃度の硬化調整剤が必要であり、またコロイダル
シリカがｐＨ９前後の安定領域で、しかも粒子径が１０
nm以上ある場合には、高い濃度の硬化剤を添加すること
ができ、例えばイミノジ酢酸を硬化調整剤として用いる
場合、その濃度は、硬化剤の濃度に対して５分の１程度
でも部分的凝集を起こさない。硬化時間は、硬化剤およ
び硬化調整剤の濃度によって自由に設定することがで
き、地盤への浸透性をよくするために硬化時間を長くし
たい場合には、高い濃度の硬化調整剤を用い、また地下
水の移動が大きく、比較的短い時間で硬化させたい場合
には、高い濃度の硬化剤と低い濃度の硬化調整剤を用い
るとよい。
濃度は、用いるコロイダルシリカの粒子径、ｐＨなどの
性状と、地盤注入の工法によって異なる硬化時間によっ
て決定される。コロイダルシリカの粒子径が小さい、ま
たはｐＨが高い場合には部分的凝集をおこし易いので、
例えば４０ミリモル／ｌ以下といった低い濃度の硬化剤
と、高濃度の硬化調整剤が必要であり、またコロイダル
シリカがｐＨ９前後の安定領域で、しかも粒子径が１０
nm以上ある場合には、高い濃度の硬化剤を添加すること
ができ、例えばイミノジ酢酸を硬化調整剤として用いる
場合、その濃度は、硬化剤の濃度に対して５分の１程度
でも部分的凝集を起こさない。硬化時間は、硬化剤およ
び硬化調整剤の濃度によって自由に設定することがで
き、地盤への浸透性をよくするために硬化時間を長くし
たい場合には、高い濃度の硬化調整剤を用い、また地下
水の移動が大きく、比較的短い時間で硬化させたい場合
には、高い濃度の硬化剤と低い濃度の硬化調整剤を用い
るとよい。
【００１５】本発明の地盤注入剤は、コロイダルシリカ
をＡ液とし、硬化剤および硬化調整剤を混合したものを
Ｂ液として、または硬化調整剤を含有するコロイダルシ
リカをＡ液とし、硬化剤をＢ液として、地盤に注入する
直前にＡ液とＢ液を混合して用いるか、また二重管複合
注入等の方法を用いてＡ液とＢ液を地盤中で混合しても
よい。Ａ液とＢ液は通常容積比で１：１で混合するが、
大きな固結強度を必要とし、例えばＳｉＯ2の最終濃度
を２５％以上に高めたい場合には、Ａ液の混合比率が大
きくなるように混合比を変えてもよい。またＡ液の比率
が大きすぎると、Ｂ液の濃度を高くする必要があり、結
果として部分的凝集を起こしやすく、混合時の均一性を
損なうので注意が必要である。
をＡ液とし、硬化剤および硬化調整剤を混合したものを
Ｂ液として、または硬化調整剤を含有するコロイダルシ
リカをＡ液とし、硬化剤をＢ液として、地盤に注入する
直前にＡ液とＢ液を混合して用いるか、また二重管複合
注入等の方法を用いてＡ液とＢ液を地盤中で混合しても
よい。Ａ液とＢ液は通常容積比で１：１で混合するが、
大きな固結強度を必要とし、例えばＳｉＯ2の最終濃度
を２５％以上に高めたい場合には、Ａ液の混合比率が大
きくなるように混合比を変えてもよい。またＡ液の比率
が大きすぎると、Ｂ液の濃度を高くする必要があり、結
果として部分的凝集を起こしやすく、混合時の均一性を
損なうので注意が必要である。
【００１６】
【作用】コロイダルシリカとカルシウムまたはマグネシ
ウムを単に混合すると、カルシウムまたはマグネシウム
の濃度が低くても部分的な凝集をおこして、再分散しな
かったり、また均一な寒天状のゲル化物が得られないた
め硬化体の強度も低下するといった問題点があった。本
発明の地盤注入剤は、硬化剤としてカルシウム塩および
／またはマグネシウム塩に、硬化調整剤としてイミノジ
酢酸および／またはグリシンとを併用することにより、
コロイダルシリカと硬化剤との急激な反応を抑制し、部
分的な凝集を起こさず、高い固結強度が得られる均一な
寒天状ゲル化体を形成し、地盤の安定強化、止水に有効
なものとなる。コロイダルシリカと硬化剤との急激な反
応による部分的凝集は、硬化調整剤の存在により抑制さ
れる。これはイミノジ酢酸またはグリシンが、カルシウ
ムやマグネシウムと配位化合物を形成し、コロイダルシ
リカとの急激な反応を抑え、徐々に反応を進行させるこ
とによる。カルシウムとシリカは結合が強固なカルシウ
ムシリケートを生成し、またマグネシウムとシリカは結
合が強固なマグネシウムシリケートを生成し、硬化体の
強度を向上させ、地盤注入剤として好ましいものとな
る。カルシウムやマグネシウムと配位化合物を形成す
る、例えばＥＤＴＡは、その配位化合物形成能力が１分
子あたり１つであるのに対し、イミノジ酢酸やグリシン
は、カルシウムやマグネシウムに対し様々な形で配位
し、しかも安定である。従って、イミノジ酢酸またはグ
リシンの濃度が低くとも、カルシウムまたはマグネシウ
ムによるコロイダルシリカの部分的凝集を抑制すること
ができる。
ウムを単に混合すると、カルシウムまたはマグネシウム
の濃度が低くても部分的な凝集をおこして、再分散しな
かったり、また均一な寒天状のゲル化物が得られないた
め硬化体の強度も低下するといった問題点があった。本
発明の地盤注入剤は、硬化剤としてカルシウム塩および
／またはマグネシウム塩に、硬化調整剤としてイミノジ
酢酸および／またはグリシンとを併用することにより、
コロイダルシリカと硬化剤との急激な反応を抑制し、部
分的な凝集を起こさず、高い固結強度が得られる均一な
寒天状ゲル化体を形成し、地盤の安定強化、止水に有効
なものとなる。コロイダルシリカと硬化剤との急激な反
応による部分的凝集は、硬化調整剤の存在により抑制さ
れる。これはイミノジ酢酸またはグリシンが、カルシウ
ムやマグネシウムと配位化合物を形成し、コロイダルシ
リカとの急激な反応を抑え、徐々に反応を進行させるこ
とによる。カルシウムとシリカは結合が強固なカルシウ
ムシリケートを生成し、またマグネシウムとシリカは結
合が強固なマグネシウムシリケートを生成し、硬化体の
強度を向上させ、地盤注入剤として好ましいものとな
る。カルシウムやマグネシウムと配位化合物を形成す
る、例えばＥＤＴＡは、その配位化合物形成能力が１分
子あたり１つであるのに対し、イミノジ酢酸やグリシン
は、カルシウムやマグネシウムに対し様々な形で配位
し、しかも安定である。従って、イミノジ酢酸またはグ
リシンの濃度が低くとも、カルシウムまたはマグネシウ
ムによるコロイダルシリカの部分的凝集を抑制すること
ができる。
【００１７】
【実施例】実施例 １
ＳｉＯ2を３０重量％含む、粒子径１０〜１４nm、ｐＨ
約９の水性コロイダルシリカ（触媒化成工業株式会社
製、商品名「ＳＩ−３０」）１００mlをＡ液とした。ま
た、以下の表１に記載された配合に従って、カルシウム
（ビス）イミノジ酢酸（２：１のモル比においてイミノ
ジ酢酸を水酸化カルシウムで中和したもの）および不足
分のカルシウムとして塩化カルシウムを１００mlの水に
溶解してＢ液とした。次に、前記Ａ液およびＢ液の全量
を混合して硬化体を得、硬化時間および３日後のホモゲ
ルの一軸圧縮強度を測定した。ここでホモゲルとは、注
入剤のみでの硬化体を意味し、一軸圧縮強度の測定方法
は、土質工学会基準「土の一軸圧縮試験方法ＪＳＦ Ｔ5
11-1990」に従った。Ａ液およびＢ液は、部分的凝集を
起こさず容易に均一に混合され、またホモゲル強度は、
地盤注入剤として十分なものであった。また硬化時間の
範囲が広く、工法によって自由に選択できることが判っ
た。
約９の水性コロイダルシリカ（触媒化成工業株式会社
製、商品名「ＳＩ−３０」）１００mlをＡ液とした。ま
た、以下の表１に記載された配合に従って、カルシウム
（ビス）イミノジ酢酸（２：１のモル比においてイミノ
ジ酢酸を水酸化カルシウムで中和したもの）および不足
分のカルシウムとして塩化カルシウムを１００mlの水に
溶解してＢ液とした。次に、前記Ａ液およびＢ液の全量
を混合して硬化体を得、硬化時間および３日後のホモゲ
ルの一軸圧縮強度を測定した。ここでホモゲルとは、注
入剤のみでの硬化体を意味し、一軸圧縮強度の測定方法
は、土質工学会基準「土の一軸圧縮試験方法ＪＳＦ Ｔ5
11-1990」に従った。Ａ液およびＢ液は、部分的凝集を
起こさず容易に均一に混合され、またホモゲル強度は、
地盤注入剤として十分なものであった。また硬化時間の
範囲が広く、工法によって自由に選択できることが判っ
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】実施例 ２
まず、実施例１と同様に１００mlのＡ液を調製した。ま
た、表２に記載された配合に従って、カルシウム（ビ
ス）イミノジ酢酸および塩化カルシウムを１００mlの水
に溶解したものをＢ液とした。次に、前記Ａ液およびＢ
液の全量を混合して硬化体を得、硬化時間および３日後
のホモゲルの一軸圧縮強度を測定した。また、得られた
ホモゲルを、その体積の６倍量の蒸留水に浸し、溶出す
るナトリウムおよびカルシウムをプラズマ発光分光分析
装置を用いて経時的に測定した。その結果を図１に示
す。また比較として炭酸ナトリウムおよび炭酸水素ナト
リウムを溶解したものをＢ液として用い、上記と同様の
実験を行った。その結果、本発明においては、少ない量
の硬化剤で地盤注入剤として十分なホモゲル強度が得ら
れることが判る。さらに図１より、ナトリウムの溶出量
は、本発明の実施例では、比較例の約１５分の１と少な
く、またカルシウムも殆んど溶出しないものであった。
た、表２に記載された配合に従って、カルシウム（ビ
ス）イミノジ酢酸および塩化カルシウムを１００mlの水
に溶解したものをＢ液とした。次に、前記Ａ液およびＢ
液の全量を混合して硬化体を得、硬化時間および３日後
のホモゲルの一軸圧縮強度を測定した。また、得られた
ホモゲルを、その体積の６倍量の蒸留水に浸し、溶出す
るナトリウムおよびカルシウムをプラズマ発光分光分析
装置を用いて経時的に測定した。その結果を図１に示
す。また比較として炭酸ナトリウムおよび炭酸水素ナト
リウムを溶解したものをＢ液として用い、上記と同様の
実験を行った。その結果、本発明においては、少ない量
の硬化剤で地盤注入剤として十分なホモゲル強度が得ら
れることが判る。さらに図１より、ナトリウムの溶出量
は、本発明の実施例では、比較例の約１５分の１と少な
く、またカルシウムも殆んど溶出しないものであった。
【００２０】
【表２】
【００２１】実施例 ３
ＳｉＯ2を１０重量％含む、粒子径６nm以下、ナトリウ
ム含有量がＮａ2Ｏとして２重量％、ｐＨが約１１のコ
ロイダルシリカ１００mlをＡ液とした。また、以下の表
３に記載された配合に従って、グリシンおよび塩化カル
シウムを１００mlの水に溶解したものをＢ液とした。比
較例としては、グリシンを用いないものとした。次に、
前記Ａ液およびＢ液の全量を混合して硬化体を得、硬化
時間および３日後のホモゲルの一軸圧縮強度を測定し
た。本発明の地盤注入剤においては、何れも強度のある
均一なゲル硬化体となったが、比較例では部分的凝集を
おこし、凝集物の沈澱が認められ、硬化体とはならなか
った。なお表３における実施例（iii）が、実施例（i
i）よりカルシウム濃度が低いにもかかわらず硬化時間
が短いのは、グリシン濃度が高く、グリシン自体のもつ
硬化作用によるものである。
ム含有量がＮａ2Ｏとして２重量％、ｐＨが約１１のコ
ロイダルシリカ１００mlをＡ液とした。また、以下の表
３に記載された配合に従って、グリシンおよび塩化カル
シウムを１００mlの水に溶解したものをＢ液とした。比
較例としては、グリシンを用いないものとした。次に、
前記Ａ液およびＢ液の全量を混合して硬化体を得、硬化
時間および３日後のホモゲルの一軸圧縮強度を測定し
た。本発明の地盤注入剤においては、何れも強度のある
均一なゲル硬化体となったが、比較例では部分的凝集を
おこし、凝集物の沈澱が認められ、硬化体とはならなか
った。なお表３における実施例（iii）が、実施例（i
i）よりカルシウム濃度が低いにもかかわらず硬化時間
が短いのは、グリシン濃度が高く、グリシン自体のもつ
硬化作用によるものである。
【００２２】
【表３】
【００２３】実施例 ４
まず、Ａ液としてコロイダルシリカを３種類設定した。
ＳｉＯ2を３０重量％含む、粒子径７〜９nmのコロイダ
ルシリカ（触媒化成工業株式会社製、商品名「ＳＩ−３
５０」）をコロイダルシリカａとした。ＳｉＯ2を３０
重量％含む、粒子径１０〜１４nmのコロイダルシリカ
（触媒化成工業株式会社製、商品名「ＳＩ−３０」）を
コロイダルシリカｂとした。ＳｉＯ2を４８重量％含
む、粒子径２１〜３０nmのコロイダルシリカ（触媒化成
工業株式会社製、商品名「ＳＩ−５０」）をコロイダル
シリカｃとした。また硬化剤および硬化調整剤として、
表４に記載された配合に従って、塩化カルシウムまたは
塩化マグネシウムと、イミノジ酢酸またはグリシンとを
１００mlの水に溶解しＢ液とした。次に、各種Ａ液１０
０mlとＢ液１００mlとを混合し硬化体を得、硬化時間お
よび３日後のホモゲルの一軸圧縮強度を測定した。得ら
れた硬化体は何れも均一で高い強度を持つものであっ
た。
ＳｉＯ2を３０重量％含む、粒子径７〜９nmのコロイダ
ルシリカ（触媒化成工業株式会社製、商品名「ＳＩ−３
５０」）をコロイダルシリカａとした。ＳｉＯ2を３０
重量％含む、粒子径１０〜１４nmのコロイダルシリカ
（触媒化成工業株式会社製、商品名「ＳＩ−３０」）を
コロイダルシリカｂとした。ＳｉＯ2を４８重量％含
む、粒子径２１〜３０nmのコロイダルシリカ（触媒化成
工業株式会社製、商品名「ＳＩ−５０」）をコロイダル
シリカｃとした。また硬化剤および硬化調整剤として、
表４に記載された配合に従って、塩化カルシウムまたは
塩化マグネシウムと、イミノジ酢酸またはグリシンとを
１００mlの水に溶解しＢ液とした。次に、各種Ａ液１０
０mlとＢ液１００mlとを混合し硬化体を得、硬化時間お
よび３日後のホモゲルの一軸圧縮強度を測定した。得ら
れた硬化体は何れも均一で高い強度を持つものであっ
た。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【発明の効果】本発明の地盤注入剤は、コロイダルシリ
カの部分的な凝集が起こらず、強度および安定性に優
れ、環境の汚染および鋼管の腐食を防ぎ、しかも地盤に
浸透するのに必要なゲル化時間の調整が可能である。
カの部分的な凝集が起こらず、強度および安定性に優
れ、環境の汚染および鋼管の腐食を防ぎ、しかも地盤に
浸透するのに必要なゲル化時間の調整が可能である。
【図１】ホモゲルから溶出したナトリウムおよびカルシ
ウム量を経時的に測定した結果を示す図である。
ウム量を経時的に測定した結果を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高田 みのり
千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 小野
田セメント株式会社 中央研究所内
(56)参考文献 特開 昭58−103586（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−168485（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−202594（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−84113（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−55114（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−137519（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 17/42
C09K 17/46
C09K 17/48
Claims (3)
- 【請求項１】 コロイダルシリカの水性ゾルと、硬化剤
としてカルシウム塩および／またはマグネシウム塩と、
硬化調整剤としてイミノジ酢酸および／またはグリシン
とを含有することを特徴とする、地盤注入剤。 - 【請求項２】 カルシウム塩および／またはマグネシウ
ム塩の濃度が２０〜５００ミリモル／ｌであり、且つイ
ミノジ酢酸および／またはグリシンの濃度が５〜５００
ミリモル／ｌである、請求項１に記載の地盤注入剤。 - 【請求項３】 硬化調整剤であるイミノジ酢酸が、カル
シウムおよび／またはマグネシウムの中性塩であるカル
シウム（ビス）イミノジ酢酸および／またはマグネシウ
ム（ビス）イミノジ酢酸である、請求項１に記載の地盤
注入剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221493A JP3382330B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 地盤注入剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221493A JP3382330B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 地盤注入剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173469A JPH07173469A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3382330B2 true JP3382330B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=18141233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32221493A Expired - Fee Related JP3382330B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 地盤注入剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382330B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190451B1 (en) * | 1997-12-08 | 2001-02-20 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Admixture of cement composition |
| US6513592B2 (en) | 2001-02-28 | 2003-02-04 | Intevep, S.A. | Method for consolidation of sand formations using nanoparticles |
| JP4926014B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2012-05-09 | ライト工業株式会社 | 地盤改良材及び地盤改良材の製造方法 |
| JP4995984B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2012-08-08 | ライト工業株式会社 | 液状化対策工用の地盤改良材及びその製造方法 |
| JP5039231B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2012-10-03 | ライト工業株式会社 | 地盤改良材及び地盤改良材の製造方法 |
| EP2607329A1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | Sika Technology AG | Beschleuniger |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32221493A patent/JP3382330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07173469A (ja) | 1995-07-11 |
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|---|---|---|---|
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