JP3643634B2 - 空洞充填材料 - Google Patents
空洞充填材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3643634B2 JP3643634B2 JP2993096A JP2993096A JP3643634B2 JP 3643634 B2 JP3643634 B2 JP 3643634B2 JP 2993096 A JP2993096 A JP 2993096A JP 2993096 A JP2993096 A JP 2993096A JP 3643634 B2 JP3643634 B2 JP 3643634B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- weight
- fluidized bed
- cement
- ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- 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
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/021—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/20—Retarders
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネル、橋台、擁壁、下水道管等の空洞充填材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド工法・トンネル工事をはじめとする、橋台、擁壁、下水道管等の施工では、構造物を安定に維持する為に、土壌と構造物の隙間に空洞充填材料が注入される。従来、これらの材料としてはセメント系スラリー液が多く使用されてきたが、最近では注入直後の沈下量を小さくする為に、硬化材と水を混合したスラリー液(A液)と珪酸ソーダー液(B液)を注入直前に混合し、直ちに強度を得る2液混合型の可塑状注入材料が多く使用されている。
【0003】
しかし硬化材がセメント単味である材料は、長期材令強度を確保するためには硬化材を十分に配合する必要があるが、この場合、A液とB液混合後強度発現が早すぎ、可塑状注入材料として適当でないのに対し、硬化材量を減少させると、長期強度が確保できなくなる等、使用上の難点が多い。
【0004】
そこで、材料費の低減を図る目的とも相まって、緩慢なポゾラン反応を有する石炭灰やスラグ等の産業廃棄物をセメントに混合する方法が利用されており、これらは、A液とB液混合後、良好な可塑状注入材料となるうえに、長期強度発現性に優れる材料とすることができる。また言うまでもなく、このように産業廃棄物を使用することは、近年埋め立て地の確保がますます困難になってきたことやリサイクル法の趣旨からも望ましいことである。
【0005】
しかし、安価な材料である発生灰をそのまま使用すると、A液のブリージングが大きくなり長距離圧送性に劣ったり、施工箇所への均一な注入ができない等の問題が残されている。
【0006】
一方、産業廃棄物の一つに石炭流動層ボイラーから発生する流動床灰がある。今のところ石炭流動層ボイラーは、一般産業用、プロセス加熱用が主力であり、流動床灰の発生量は、火力発電所等の微粉炭焚ボイラーから発生する石炭灰と比べてかなり少ない(石炭灰・発生量:約500万t/年、流動床灰・発生量:約40万t/年)ものの、石炭灰がセメント原料やコンクリート添加(混和)材として相当量利用されているのに対し、流動床灰は、炉内同時脱硫を兼ねる流動媒体として石灰石が使用されることによる石灰成分、硫黄成分を大量に含有しており、前記石炭灰と比べて有効利用技術がなく、埋め立て等の廃棄処分にされているのが現状である。しかし、石炭流動層ボイラーは様々な優れた特長を持っており、今後、事業の大型化、加圧式の導入等により急速に設置され、それにともなって流動床灰の発生量も大幅に増大すると推定されており、他の産業廃棄物と同様にその利用方法の確立が強く望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、セメントに流動床灰を混合することによって良好な特性を示す空洞充填材料を提供し、石炭流動層ボイラーから発生した原粉をそのまま使用することもでき、今後発生量が大幅に増大することが予想される流動床灰の有効利用を可能とすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の空洞充填材料によれば、セメントと流動床灰を含む硬化材と、水と、遅延剤及び/又は増粘剤を配合したA液と、珪酸ソーダ水溶液からなるB液を混合してなること(請求項1)、硬化材としてのセメントと流動床灰の重量混合比が8:2〜4:6であること(請求項2)、硬化材として、セメント40重量%以上、流動床灰20重量%以上を含むこと(請求項3)、硬化材100重量部と、水80〜350重量部と、遅延剤を硬化材に対して2.0重量%以内、増粘剤として無機質粘土鉱物を1m3 当たり100kg以内、或いは有機質増粘剤を1m3 当たり10kg以内配合したA液と、珪酸ソーダ水溶液よりなるB液とを、A液:B液=90:10〜60:40の体積比で混合してなること(請求項4)、を特徴とする。以下、この発明を詳細に説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】
硬化材としてのセメントは、各種ポルトランドセンメト、特に、普通及び早強ポルトランドセメントが好適に使用されるが、高炉セメント等の混合セメントを使用することもできる。また、流動床灰は、石炭流動層ボイラーから発生した灰を空気分級機等により処理した平均粒径20μm以下、好ましくは10μm以下の分級品を使用することが好ましいが、そのまま発生灰原粉を使用する事も可能である。
【0010】
硬化材のセメントと流動床灰の重量混合比は、8:2〜4:6とし、この硬化材100重量部に対して、水を80〜350重量部混合する。水が80重量部より少なくなったり、硬化材中のセメントの配合割合が多くなりすぎると、A液とB液混合後の強度発現が早すぎ、可塑状注入材料として相応しくない。また、水が350重量部より多くなると、A液のブリージング率が大幅に悪化し、長距離圧送性に劣る為に好ましくない。さらに硬化材中の流動床灰の配合割合が多くなると、A液のスラリー温度が高くなるので、流動床灰の混合割合は6割以下が好ましい。
【0011】
また、硬化材は、セメント40重量%以上、流動床灰20重量%以上を含むようにすればよく、他の材料、例えば、石炭灰やスラグ粉末等を混入し、長期強度特性を向上させるなど、その要求特性に応じて、各種材料、混和材等を40重量%未満の範囲で混入することができる。
【0012】
遅延剤は硬化材に対して2.0重量%以下の割合で配合する。遅延剤を配合する事により可使時間は大幅に改善され、2.0重量%で十分に効果を発揮する。したがって、遅延剤は可使時間要求特性に応じて、2.0重量%以下、0.5重量%以上で配合する事が好ましい。遅延剤としては、グルコン酸系、クエン酸系、オキシカルボン酸系、有機リン系、スルホン酸系等各種の遅延剤を使用することができる。
【0013】
次に増粘剤は、A液のブリージング挙動を改善するために添加する。A液のブリージングは、B液混合後には全く無くなるから、A液のポンプ圧送が可能な程度であれば良く、このための増粘剤として、無機質粘土鉱物や有機質増粘剤のいずれもが使用できる。粘土鉱物としては、ベントナイト、酸性白土等が挙げられ、特にベントナイトが好ましく使用できる。これを1m3 当たり100kg以下の範囲で配合すれば、A液のブリージング率は大幅に改善される。なお100kgより多く配合すると流動性が悪化する為好ましくない。また、有機質増粘剤としては、セルロース系、アミド系、バイオポリマー系等各種ものが使用でき、これを1m3 当たり10kg以下配合する。尚、粘土鉱物は20kg以上、有機質増粘剤は、2kg以上配合することが望ましい。
【0014】
珪酸ソーダ水溶液からなるB液の混合量は、A液:B液=90:10〜60:40として用いる。B液がこの範囲より混合量が少ない場合にはゲル化し難くなり好ましくない。また、逆にこの範囲より混合量を多くするとA液とB液混合後の強度発現が早すぎ、可塑状注入材料として相応しくない。尚、珪酸ソーダ水溶液としては、JIS K1408によって規定される2号、3号は勿論の事、SiO2 量が20〜40%、Na2 O量が3〜20%であるものが好適に使用される。
【0015】
以上説明したこの発明の空洞充填材料において、特に流動床灰の作用について、さらに詳しく説明する。
【0016】
この発明の硬化材としてセメントに混合する流動床灰は、石炭火力発電所から発生する一般の石炭灰とは異なり、石炭の灰分の他に、Quick Limeや非晶質のCaO−SiO2 、CaO−Al2 O3 等のCaO分を混入している灰である。その為、流動床灰を使用した場合、一般の石炭灰を使用した場合と特性が大きく異なり、珪酸ソーダ水溶液とゲル化反応を起こし、しかも一部セメント的な働きを起こし強度発現に寄与する。また流動床灰中のQuick Lime分が水分と反応する為にA液のブリージング率を小さくすることができる。
【0017】
すなわち、主構成材料のセメントに一般の石炭灰、特に発生灰をそのまま混入して硬化材とすると、セメントの配合割合が少なくなる程短期強度が低下し、またA液のブリージング率挙動も悪化するのに対し、流動床灰を混入して硬化材とすると、A液のブリージング率挙動は改善され、短期強度も一般の石炭灰を使用する場合よりも高くなる。
【0018】
このように流動床灰は、一般の石炭灰の性質である 1)緩慢なポゾラン反応を有するために長期強度発現性に優れる。ということ以外に、2)発生原粉をそのまま使用してもA液のブリージング挙動を改善できる。3)短期強度発現を有する。等の特徴を持つ。そして、他の産業廃棄物粉体の多くは、灰発生後、分級等の2次作業を行なわないと使用し難いのに対し、流動床灰は、石炭流動層ボイラーから発生した原粉そのままでも十分に付加価値を持った材料として利用でき、前述したセメントとの混合のほか、遅延剤や増粘剤との組み合わせ、さらには、これら各種材料との配合を適切に定めることにより、極めて優れた空洞充填材料とすることができる。
【0019】
【実施例】
以下、実験例に基づき、さらにこの発明を説明する。実験例で使用した材料一覧を表1、各硬化材及び硬化助材の性状を表2に示す。尚、珪酸ソーダ水溶液は愛知珪酸工業社製SP−90(商品名)を用いた。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
実験は、表3に示す配合で2液混合型の空洞充填材料を試作し、A液とB液を混合して、直径5cm、高さ10cmの円柱供試体について、各材令毎の変形係数、一軸圧縮強度を測定した。又、表3に示した充填材料のA液に関し、フロー値、ブリージング率、可使時間、最大温度、さらに、A液とB液の混合液のゲル化時間をそれぞれ測定した。尚、変形係数、一軸圧縮強度は、土質工学会 JSF T511 の試験方法、フロー値はKODAN 305法により、また最大温度はA液作成後で最もスラリー温度が高くなった温度とした。測定結果を表4に示す。
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】
表3、表4において、試験No1〜8は、各硬化材混合比や各含水量における物性値を示したもので、硬化材混合比がセメント:流動床灰=7:3で、含水量が120、230重量%であるNo2、5では良好な結果が得られている。しかし、含水量が70重量%であるNo1や、硬化材混合比がセメント:流動床灰=9:1であるNo3では5分後の変形係数が高くなりすぎ、また、セメント:流動床灰=3:7としたNo4ではA液スラリー温度が高くなりすぎる為好ましくない。さらに含水量が400重量%であるNo8ではA液のブリージング率が著しく高く、強度発現性も十分でない。
【0026】
次に比較として、No6は流動床灰のかわりにJIS石炭灰を使用したものであるが、この場合にはA液のブリージング率が悪化する為に好ましくないことがわかる。しかし、JIS石炭灰を使用しても流動床灰を混入すれば、No7の結果のようにA液ブリージング率が改善される。
【0027】
試験No9〜11は、各遅延剤量での物性値を示したもので、硬化材に対する遅延剤の量が1.0重量%であるNo10では良好な結果が得られている。しかし、遅延剤の量が0.1重量%であるNo9では十分に可使時間がとれない為に、また、遅延剤の量が3.0重量%であるNo11の条件では、A液のブリージング率がやや悪化し、あまり改善効果がない為に好ましくない。
【0028】
試験No12〜17は、各増粘材量での物性値を示したもので、ベントナイト配合量が1m3 当たり20、60kg、或いは、メチルセルロース系増粘剤配合量が1m3 当たり2kgであるNo13、14、16では良好な結果が得られている。しかし、ベントナイトを配合しないNo12ではA液のブリージング率が高く、また、ベントナイト配合量が1m3 当たり120kg、或いはメチルセルロース系増粘剤配合量が1m3 当たり15kgであるNo15、17の条件では粘性が高くなりすぎる為に、好ましくないことがわかる。
【0029】
試験No18〜21は、各A液/B液混合比での物性値を示したもので、A液とB液混合比が15、30体積%である、No19、20の条件では良好な結果が得られている。しかし、A液とB液混合比が5体積%であるNo18の条件では均一にゲル化しない為に、また、A液とB液混合比が50体積%であるNo21の条件では5分後の変形係数が高くなりすぎる為、好ましくない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の空洞充填材料は、硬化材料としてセメントと共に流動床灰を配合することを特徴としており、短期強度、長期強度、A液ブリージング特性が改善される。また、今後、発生量が大幅に増加すると予想される流動床灰の有効利用技術としてトンネル工事等に好適に使用できるものである。
Claims (4)
- セメントと流動床灰を含む硬化材と、水と、遅延剤及び/又は増粘剤を配合したA液と、珪酸ソーダ水溶液からなるB液を混合してなることを特徴とする空洞充填材料。
- 硬化材としてのセメントと流動床灰の重量混合比が8:2〜4:6であることを特徴とする請求項1記載の空洞充填材料。
- 硬化材として、セメント40重量%以上、流動床灰20重量%以上を含むことを特徴とする請求項1若しくは2記載の空洞充填材料。
- 硬化材100重量部と、水80〜350重量部と、遅延剤を硬化材に対して2.0重量%以下、増粘剤として無機質粘土鉱物を1m3 当たり100kg以下、或いは有機質増粘剤を1m3 当たり10kg以下配合したA液と、珪酸ソーダ水溶液よりなるB液とを、A液:B液=90:10〜60:40の体積比で混合してなることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の空洞充填材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2993096A JP3643634B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 空洞充填材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2993096A JP3643634B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 空洞充填材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09202657A JPH09202657A (ja) | 1997-08-05 |
JP3643634B2 true JP3643634B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=12289716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2993096A Expired - Fee Related JP3643634B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 空洞充填材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3643634B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6952146B2 (ja) * | 2020-02-19 | 2021-10-20 | 株式会社エステック | 注入材原料の回収方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3121446B2 (ja) * | 1992-08-12 | 2000-12-25 | 株式会社テルナイト | 裏込め注入材および二液性裏込め注入工法 |
JP3450420B2 (ja) * | 1994-04-18 | 2003-09-22 | 太平洋セメント株式会社 | 裏込め注入材料 |
JP3761938B2 (ja) * | 1995-09-12 | 2006-03-29 | 太平洋セメント株式会社 | 空洞充填材料 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP2993096A patent/JP3643634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09202657A (ja) | 1997-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101840470B1 (ko) | 중금속 용출이 없는 친환경 지반 그라우트재 및 이를 이용한 지반 그라우팅 공법 | |
CN106977153A (zh) | 采用盾构废弃泥浆制备的盾构同步注浆浆液及其施工方法 | |
CN101182139A (zh) | 一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥 | |
CN109592950A (zh) | 耐热型水泥基灌浆料及其制备方法 | |
JP6511203B1 (ja) | コンクリート組成物、及びその製造方法 | |
KR102158524B1 (ko) | 연약지반용 친환경 고화재 조성물 | |
KR20080102114A (ko) | 산업부산물을 이용한 혼합시멘트 조성물 및 그 제조방법 | |
CN113603451A (zh) | 一种基于免煅烧石膏的矿山填充料及其制备方法 | |
CN111807769A (zh) | 矿渣基公路压浆料及制备方法 | |
JP3566359B2 (ja) | 裏込め注入材料 | |
JP2003119066A (ja) | 自己充填性モルタル組成物 | |
KR101380326B1 (ko) | 저강도 및 초속경성을 갖는 유동화 되메움재용 고화재 조성물 | |
KR20180028048A (ko) | 중금속 용출이 없는 친환경 지반 그라우팅 공법 | |
JP2002053356A (ja) | セメント急結剤 | |
JP6985177B2 (ja) | 水硬性組成物及びコンクリート | |
KR20180051840A (ko) | 시멘트를 함유하지 않은 무독성 지반 주입재 및 이를 이용한 지반 보강 방 | |
JP3643634B2 (ja) | 空洞充填材料 | |
JP3761938B2 (ja) | 空洞充填材料 | |
CN115925286A (zh) | 一种低成本多源固废充填胶凝材料及其制备方法和应用 | |
KR20140145514A (ko) | Tdf소각재를 이용한 아스팔트 포장용 채움재 조성물 | |
CN109867494B (zh) | 一种机械旋挖桩护壁泥浆制备方法 | |
KR101592199B1 (ko) | 6가 크롬이 용출되지 않는 심층혼합처리 공법 | |
JP3398224B2 (ja) | スラグ硬化材 | |
JP4028966B2 (ja) | セメント系組成物の製造方法 | |
KR20190111852A (ko) | 고압분사에 의한 연약지반 개량용 고화재 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204 Year of fee payment: 5 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120204 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120204 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130204 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |