JP3957459B2 - Method for producing plastic injection material - Google Patents

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JP3957459B2 JP2001005481A JP2001005481A JP3957459B2 JP 3957459 B2 JP3957459 B2 JP 3957459B2 JP 2001005481 A JP2001005481 A JP 2001005481A JP 2001005481 A JP2001005481 A JP 2001005481A JP 3957459 B2 JP3957459 B2 JP 3957459B2
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plasticizer
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欣伸 村瀬
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    • C04B2111/70Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可塑性注入材の製造方法に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明は、土木構造物の空洞部の充填、並びに軽量盛度及び埋立地の補強などに有効な可塑性注入材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−310779号公報には、セメントミルク又はセメントエアミルクからなるA液と、ベントナイトと水とを含むB液とを混合して用いる2液型可塑性注入材が開示されている。この2液型可塑性注入材は、限定注入や、流水下における空洞充填などができるという利点を有する。しかし、この2液型可塑性注入材は、2系統の施工設備(ミキサー、ポンプ、ホースなど)が必要であり、施工工程が煩雑であり、施工コストも高いという問題がある。さらに、この2液型可塑性注入材は、2液の流量調整が必要である。
【0003】
上記2液型注入材の問題点を解決するために、特開平10−237,446号公報には、吸水性樹脂とセメントと、好ましくは水又は水溶性有機溶剤及びベントナイトを含む組成物であって、この組成物の水への流出率が40%以下で、フロー値が140〜210mmの1液型空洞充填材が開示されている。しかし、この1液型充填材は、吸水性樹脂を用いることにより原料量が高く、かつ、混練直後に流動性を失うため、長距離のポンプ圧送に不適なものである。
【0004】
従来、土木構造物用1液型注入材として、エアミルク、エアモルタル、及びセメントベントナイトミルクなどが知られているが、これらは流動性が高いため、土木構造物の限定された一部分のみに注入しようとしても、所望部分の外に流動してしまうため、この目的には不適当なものである。また注入材として、水ガラスなどの薬液を用いると、これには可塑性があり、限定注入が可能であるが、アルカリ分が溶出しやすく、このため、注入箇所の耐久性が低く、しかも注入箇所周辺の環境を汚染する可能性がある。
【0005】
注入材が急結剤を含んでいる場合、その注入後、硬化前には、注入された注入材が所望箇所を逸脱して流動することがあり、その硬化後は、硬化体に可塑性がないため、可塑性注入材のような移動ができず、このため限定注入ができないという問題点がある。また、従来方法によって調製された1液型可塑性注入材は、そのフロー値、混練性及び可塑性において実用上不満足な場合があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フロー値、混練性及び可塑性において、実用上満足できる可塑性注入材の製造方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る可塑性注入材の製造方法は、 ml /2g以上の膨潤力を有するベントナイトを含む可塑化材を水中に分散して可塑化材水性懸濁液を調製する工程と
前記可塑化材水性懸濁液中に、4000〜9000 cm2/gのブレーン比表面積を有するセメントを主成分として含むアルカリ性材料を、固体粉末状のまま混合する工程とを含み
前記可塑化材用ベントナイトが、15 ml /2g以上の膨潤力を有するときは、このベントナイトの含有量を、得られる可塑性注入材の体積に対して75〜150 kg /m 3 に制御し、また前記可塑化材用ベントナイトが、5 ml /2g以上、但し15 ml /2g未満の膨潤力を有するときは、このベントナイトの含有量を、得られる可塑性注入材の体積に対して150〜250 kg /m 3 に制御し、
さらに前記固体粉末状アルカリ性材料の含有量を、得られる可塑性注入材の体積に対して、150〜450 kg /m 3 に制御する
ことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の可塑性注入材の製造方法は、
(1) ml /2g以上の膨潤力を有するベントナイトを含む可塑化材を水中に分散して可塑化材水性懸濁液を調製する工程。
(2)前記可塑化材水性懸濁液中に、4000〜9000 cm2/gのブレーン比表面積を有するセメントを主成分として含むアルカリ性材料を、固体粉末状のまま混合する工程
を含むものである。
【0009】
工程(1)において、可塑化材として5ml/2g以上の膨潤力を有するベントナイト、が用いられ、必要によりアタパルジャイト及びメタカオリンから選ばれた1種以上が併用されてもよい、この可塑化材を水中に分散して調製された懸濁液は、安定であってこれを容易に注入材注入場所又はその近傍までポンプ圧送をすることができる。上記可塑化材水性懸濁液に対して、必要によりそのポンプ圧送中に、又は、ポンプ圧送後、注入前に、セメントを主成分として含むアルカリ性材料を、固体粉末状のまゝ、混合する。
【0010】
アルカリ性材料は、硬化剤として使用するものであって、4000〜9000 cm2/gのブレーン比表面積を有するものである。このブレーン比表面積が4000 cm2/gの未満であると、得られる注入材の可塑性が不充分になる。また、それが9000 cm2/gを超えると、材料を均一に混練することが困難となる。また、得られる注入材の充填性が不良となる。
【0011】
可塑化材の注入材中の含有量は、可塑化材の種類、その膨潤力などに応じて適宜に設定されるが、一般には注入材の体積に対し、75〜250kg/m3 であることが好ましい。一般に可塑化材の含有量が75kg/m3 未満であると可塑性が不十分になるという不都合を生ずることがある。またそれが250kg/m3 をこえると、材料を均一に混練することが困難になるという不都合を生ずることがある。
【0012】
使用される可塑化材用ベントナイトが15ml/2g以上の膨潤力を有する場合は、このベントナイトの含有量を注入材の体積に対して、75〜150kg/m3 に制御し、好ましくは75〜120kg/m3 に制御する。この場合ベントナイトの含有量が75kg/m3 未満であると、可塑性が不十分になるという不都合を生じ、またそれが150kg/m3 をこえると、材料を均一に混練することが困難になるという不都合を生ずる。
また、使用される可塑化材用ベントナイトが、5ml/2g以上、但し、15ml/2g未満の膨潤力を有する場合、このベントナイトの含有量を、注入材の体積に対して、150〜250kg/m3 に制御し、好ましくは150〜230kg/m3 に制御する。この場合ベントナイトの含有量が150kg/m3 未満であると、可塑性が不十分になるという不都合を生じ、250kg/m3 をこえると、材料を均一に混練することが困難になるという不都合を生ずる。
【0013】
可塑化材水性懸濁液の調製には、適宜な分散混合機、例えばモルタルミキサー、ベントナイトなどの泥水作製プラントなどを用いることができる。得られた懸濁液のフロー値は160mm以上であることが好ましい。
【0014】
本発明方法において、可塑化材水性懸濁液に、セメントを主成分とするアルカリ性材料が、固体粉末状のまゝ混合され、可塑性注入材が調製される。このアルカリ性材料は4000〜9000 cm2/gのブレーン比表面積を有する。上記混入は、ポンプ圧送中の可塑化材水性懸濁液中に、アルカリ性材料固体粉末を例えば空気圧送して添加してもよく、或は混合槽又は混合機中において混合してもよい。
【0015】
本発明方法に用いられるアルカリ性材料は、セメントを主成分として含むもので、セメントは、各種ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメント及びセメント系固化材など、いずれの種類のものでも好適に用いられる。またセメントに混入できる材料としては、水酸化カルシウム含有石灰、石こう、及びセメント水和物、高炉スラグ、フライアッシュ、及びシリカフュームなどの1種以上を用いてもよい。
【0016】
本発明方法において、固体粉末状アルカリ性材料の含有量は、得られる可塑性注入材の体積に対して150〜450kg/m3 に制御され、好ましくは200〜400kg/m3 に制御される。アルカリ性材料の含有量が150kg/m3 未満の場合、得られる硬化体の強度が不足するという不都合を生じ、またそれが450kg/m3 を超えると、材料を均一に混練することが困難になるという不都合を生ずる。
【0017】
本発明方法により製造された可塑性注入材は、その製造直後に可塑性を示す。この注入材のフロー値は、道路公団規格A313−1992、「エアモルタル及びエアミルクの試験方法、シリンダー法による注入材のコンシステンシー試験」に供したとき、80〜120mmの範囲内にあることが好ましい。本発明方法により製造された注入材は、その調製後可塑性状となり、限定注入が可能になる。
【0018】
本発明の注入材には、リン酸、フミン酸、リグニンスルホン酸、およびポリカルボン酸系等の泥水用の分散剤が含まれていてもよい。
【0019】
【実施例】
本発明を、下記実施例により更に説明する。
【0020】
実施例1〜4及び比較例1及び2
実施例1〜4及び比較例1〜2の各々において、膨潤力16ml/2gのベントナイト100重量部と水864重量部とをハンドミキサを用いて10分間均一に混合して、ベントナイト水性懸濁液を調製し、この混濁液に、表1に示すブレーン比表面積を有するポルトランドセメント300重量部を固形粉末状のまゝ添加し、ハンドミキサーにより1分間撹拌混合して、可塑性注入材を製造した。得られた注入材のフロー値を日本道路公団規格A313−1993エアモルタル及びエアミルクの試験方法、シリンダー法により測定した。また、注入材の可塑性(水中不分離度)及び注入材製造時のハンドミキサーによる混練性をテストし、下記基準により判定した。また、注入材の実用性は、フロー値、混練性及び可塑性のテスト結果から総合的に判定した。尚得られた可塑性注入材中のベントナイト(比重:2.5)の含有量はほぼ100 kg /m 3 であり、ポルトランドセメント(比重:3.05)の含有量はほぼ300 kg /m 3 であった。
(判定方法)
<1>可塑性判定(水中不分離度試験)
全く懸濁なし ○
やや懸濁あり △
懸濁(材料分離) ×
<2>混練性
ハンドミキサーで混合
混合可能 ○
混合困難 △
混合不可 ×
<3>実用性判定
○ 実用性が高い。
△ 実用できるが欠点がある。
× 実用困難
テスト結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】
実施例5〜10及び比較例3
実施例5〜10及び比較例3の各々において、表2に示されている膨潤力を有するベントナイトを水中に表2に記載の重量比で混合分散して、ベントナイト水性懸濁液を調製した。このベントナイト水性懸濁液に、表2に記載のブレーン比表面積を有するポルトラントセメント固形粉末を、表2に記載の含有量になる重量だけ混合して、注入材を製造した。
この注入材のフロー値を実施例1と同様に測定し、また、その28日後の圧縮強度を測定した。その結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】
比較例3において、可塑性が不良であって、実用し得ないものであった。
【0025】
比較例4
実施例3と同様にして注入材を製造し、その性能をテストした。但し、アルカリ性材料として用いられたポルトランドセメント固形粉末(ブレーン比表面積8000 cm2/g)を予め水中に分散したものにベントナイト粉末を混合した。得られた注入材のフロー値は580mmであり、可塑性不良であって実用上不満足なものであった。
【0027】
【発明の効果】
本発明方法は、良好な流動性を有する可塑化材水性懸濁液にアルカリ性材料粉末を混合した直後に良好な可塑性を示す可塑性注入材の効率のよい製造方法を提供するものである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a plastic injection material. More specifically, the present invention relates to a method for producing a plastic injection material that is effective for filling a cavity of a civil engineering structure, lightening and reclaiming a landfill.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-310779 discloses a two-component type plastic injection material that uses a mixture of a liquid A made of cement milk or cement air milk and a liquid B containing bentonite and water. This two-pack type plastic injection material has an advantage that limited injection, cavity filling under running water, and the like can be performed. However, this two-component plastic injection material requires two systems of construction equipment (mixer, pump, hose, etc.), has a problem that the construction process is complicated and the construction cost is high. Furthermore, the flow rate of the two liquids needs to be adjusted with this two-pack type plastic injection material.
[0003]
In order to solve the problems of the two-part injection material, JP-A-10-237,446 discloses a composition comprising a water-absorbing resin and cement, preferably water or a water-soluble organic solvent and bentonite. Thus, a one-pack type cavity filler having a flow rate of 40% or less of this composition to water and a flow value of 140 to 210 mm is disclosed. However, this one-pack type filler is unsuitable for pumping long-distance pumps because it uses a water-absorbent resin and has a high raw material amount and loses fluidity immediately after kneading.
[0004]
Conventionally, air milk, air mortar, cement bentonite milk, and the like are known as one-part injection materials for civil engineering structures, but these are highly fluid, so try to inject only a limited part of civil engineering structures. However, it flows out of the desired portion and is unsuitable for this purpose. In addition, when a chemical such as water glass is used as an injection material, this is plastic and limited injection is possible, but the alkali content tends to elute, so the durability of the injection site is low, and the injection site There is a possibility of polluting the surrounding environment.
[0005]
When the injection material contains a quick setting agent, the injected injection material may flow out of the desired location after the injection and before curing, and after the curing, the cured body is not plastic. For this reason, there is a problem in that it cannot be moved like a plastic injection material, and therefore limited injection cannot be performed. Moreover, the one-pack type plastic injection material prepared by the conventional method may be unsatisfactory in practice in terms of its flow value, kneadability and plasticity.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to provide a method for producing a plastic injection material that is practically satisfactory in terms of flow value, kneadability and plasticity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Method for producing a plastic injection material of the present invention includes the steps Seisuru regulating the plasticized material aqueous suspension by dispersing a plasticized material in water containing a bentonite having a swelling force of more than 5 ml / 2 g,
Wherein the plasticized material in aqueous suspension, and a step of mixing the alkaline material containing as a main component a cement having a Blaine specific surface area of 4000~9000 cm 2 / g, as a solid powder,
When the bentonite for plasticizer has a swelling power of 15 ml / 2 g or more, the content of this bentonite is 75 to 150 kg / m 3 with respect to the volume of the plastic injection material to be obtained. When the bentonite for plasticizing material has a swelling power of 5 ml / 2 g or more, but less than 15 ml / 2 g, the content of this bentonite is set to the volume of the plastic injection material to be obtained. 150-250 kg / m 3 Control to
Furthermore, the content of the solid powdery alkaline material is set to 150 to 450 kg / m 3 with respect to the volume of the plastic injection material to be obtained. It is characterized by controlling to the following.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for producing the plastic injection material of the present invention comprises:
(1) A step of preparing an aqueous plasticizer suspension by dispersing a plasticizer containing bentonite having a swelling power of 5 ml / 2 g or more in water.
(2) A step of mixing an alkaline material containing as a main component a cement having a Blaine specific surface area of 4000 to 9000 cm 2 / g into the plasticizer aqueous suspension as a solid powder.
[0009]
In the step (1), bentonite having a swelling power of 5 ml / 2 g or more is used as a plasticizer, and if necessary, one or more selected from attapulgite and metakaolin may be used in combination. The suspension prepared by dispersing in is stable and can be easily pumped to or near the injection site. If necessary, an alkaline material containing cement as a main component is mixed with the above-mentioned aqueous plasticizer suspension during pumping or after pumping and before injection.
[0010]
The alkaline material is used as a curing agent and has a Blaine specific surface area of 4000 to 9000 cm 2 / g. If the Blaine specific surface area is less than 4000 cm 2 / g, the plasticity of the obtained injection material becomes insufficient. Moreover, when it exceeds 9000 cm < 2 > / g, it will become difficult to knead | mix a material uniformly. Moreover, the filling property of the obtained injection material becomes poor.
[0011]
The content of the plasticizing material in the injection material is appropriately set according to the type of plasticizing material, its swelling power, etc., but is generally 75 to 250 kg / m 3 with respect to the volume of the injection material. Is preferred. Generally, when the content of the plasticizer is less than 75 kg / m 3 , there may be a disadvantage that the plasticity becomes insufficient. If it exceeds 250 kg / m 3 , it may be difficult to uniformly knead the material.
[0012]
When the bentonite for plasticizer used has a swelling power of 15 ml / 2 g or more, the content of this bentonite is controlled to 75 to 150 kg / m 3 with respect to the volume of the injection material, preferably 75 to 120 kg. / M 3 is controlled. In this case, when the bentonite content is less than 75 kg / m 3 , there is a disadvantage that the plasticity is insufficient, and when it exceeds 150 kg / m 3 , it is difficult to uniformly knead the material. Cause inconvenience.
When the bentonite for plasticizer used has a swelling power of 5 ml / 2 g or more, but less than 15 ml / 2 g, the content of this bentonite is 150 to 250 kg / m with respect to the volume of the injection material. 3 and preferably 150 to 230 kg / m 3 . In this case, if the content of bentonite is less than 150 kg / m 3 , there will be a disadvantage that the plasticity will be insufficient, and if it exceeds 250 kg / m 3 , it will be difficult to uniformly knead the material. .
[0013]
For the preparation of the aqueous plasticizer suspension, an appropriate dispersion mixer, for example, a muddy water production plant such as a mortar mixer or bentonite can be used. The flow value of the obtained suspension is preferably 160 mm or more.
[0014]
In the method of the present invention, an alkaline material mainly composed of cement is mixed with an aqueous plasticizer suspension in the form of a solid powder to prepare a plastic injection material. This alkaline material has a Blaine specific surface area of 4000 to 9000 cm 2 / g. In the above mixing, the alkaline material solid powder may be added, for example, pneumatically, to the aqueous plasticizer suspension being pumped, or may be mixed in a mixing tank or mixer.
[0015]
The alkaline material used in the method of the present invention contains cement as a main component, and any type of cement such as various Portland cements, mixed cements, special cements, and cement-based solidifying materials can be suitably used. Moreover, as a material which can be mixed in cement, you may use 1 or more types, such as calcium hydroxide containing lime, gypsum, cement hydrate, blast furnace slag, fly ash, and silica fume.
[0016]
In the method of the present invention, the content of solid powdered alkaline material is controlled to 150~450kg / m 3 based on the volume of the resulting plastic injection material is controlled preferably in 200~400kg / m 3. When the content of the alkaline material is less than 150 kg / m 3 , there is a disadvantage that the strength of the obtained cured body is insufficient, and when it exceeds 450 kg / m 3 , it becomes difficult to knead the material uniformly. This causes inconvenience.
[0017]
The plastic injection material produced by the method of the present invention exhibits plasticity immediately after its production. The flow value of the injection material is preferably in the range of 80 to 120 mm when subjected to the road corporation standard A313-1992, “Test method of air mortar and air milk, consistency test of injection material by cylinder method”. . The injection material produced by the method of the present invention becomes plastic after preparation, and limited injection is possible.
[0018]
The injection material of the present invention may contain a dispersant for muddy water such as phosphoric acid, humic acid, lignin sulfonic acid, and polycarboxylic acid.
[0019]
【Example】
The invention is further illustrated by the following examples.
[0020]
Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2
In each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, 100 parts by weight of bentonite having a swelling power of 16 ml / 2 g and 864 parts by weight of water were uniformly mixed using a hand mixer for 10 minutes to obtain an aqueous bentonite suspension. Into this turbid solution, 300 parts by weight of Portland cement having a Blaine specific surface area shown in Table 1 was added in the form of a solid powder and stirred and mixed with a hand mixer for 1 minute to produce a plastic injection material. The flow value of the obtained injection material was measured by the Japan Road Authority Standard A313-1993 air mortar and air milk test method, cylinder method. Moreover, the plasticity (non-separation degree in water) of the injection material and the kneadability by the hand mixer at the time of manufacturing the injection material were tested and judged according to the following criteria. Further, the practicality of the injection material was comprehensively determined from the flow value, kneadability and plasticity test results. The content of bentonite (specific gravity: 2.5) in the obtained plastic injection material is approximately 100 kg / m 3 , and the content of Portland cement (specific gravity: 3.05) is approximately 300 kg / m 3 . there were.
(Judgment method)
<1> Plasticity judgment (Unseparability test in water)
No suspension at all ○
Slightly suspended △
Suspension (material separation) ×
<2> Kneadability Mixing and mixing with hand mixer ○
Difficult to mix △
Cannot mix ×
<3> Practicality judgment ○ Practicality is high.
△ Can be used practically but has drawbacks.
× Practical difficulty Table 1 shows the test results.
[0021]
[Table 1]
[0022]
Examples 5 to 10 and Comparative Example 3
In each of Examples 5 to 10 and Comparative Example 3, bentonite having the swelling power shown in Table 2 was mixed and dispersed in water at a weight ratio shown in Table 2 to prepare an aqueous bentonite suspension. The bentonite aqueous suspension was mixed with a portrant cement solid powder having a Blaine specific surface area described in Table 2 by a weight corresponding to the content described in Table 2 to produce an injection material.
The flow value of this injected material was measured in the same manner as in Example 1, and the compressive strength after 28 days was measured. The results are shown in Table 2.
[0023]
[Table 2]
[0024]
In Comparative Example 3, the plasticity was poor and was not practical.
[0025]
Comparative Example 4
An injection material was produced in the same manner as in Example 3 and its performance was tested. However, bentonite powder was mixed with a Portland cement solid powder (brane specific surface area of 8000 cm 2 / g) used as an alkaline material previously dispersed in water. The obtained injection material had a flow value of 580 mm, which was poor in plasticity and unsatisfactory in practice.
[0027]
【The invention's effect】
The method of the present invention provides an efficient method for producing a plastic injection material exhibiting good plasticity immediately after mixing an alkaline material powder with an aqueous plasticizer suspension having good fluidity.

Claims (1)

ml /2g以上の膨潤力を有するベントナイトを含む可塑化材を水中に分散して可塑化材水性懸濁液を調製する工程と、
前記可塑化材水性懸濁液中に、4000〜9000cm2/gのブレーン比表面積を有し、かつセメントを主成分として含むアルカリ性材料を、固体粉末状のまま混合する工程とを含み、
前記可塑化材用ベントナイトが、15 ml /2g以上の膨潤力を有するときは、このベントナイトの含有量を、得られる可塑性注入材の体積量に対して75〜150 kg /m 3 に制御し、また前記可塑化材用ベントナイトが、5 ml /2g以上、但し、15 ml /2g未満の膨潤力を有するときはこのベントナイトの含有量を、得られる可塑性注入材の体積に対して150〜250 kg /m 3 に制御し、
さらに前記固体粉末状アルカリ性材料の含有量を、得られる可塑性注入材の体積に対して、150〜450 kg /m 3 に制御する
ことを特徴とする可塑性注入材の製造方法。
A step of preparing a plasticizer aqueous suspension by dispersing a plasticizer containing bentonite having a swelling power of 5 ml / 2 g or more in water ;
A step of mixing an alkaline material having a Blaine specific surface area of 4000 to 9000 cm 2 / g and containing cement as a main component in the plasticizer aqueous suspension as a solid powder ,
When the bentonite for plasticizer has a swelling power of 15 ml / 2g or more, the content of this bentonite is controlled to 75 to 150 kg / m 3 with respect to the volume of the plastic injection material obtained , When the bentonite for plasticizing material has a swelling power of 5 ml / 2g or more, but less than 15 ml / 2g, the content of this bentonite is set to 150 to 250 kg with respect to the volume of the plastic injection material to be obtained. / M 3 ,
Furthermore the content of the solid powdery alkaline material, based on the volume of the resulting plastic injection material, manufacturing method of the plastic injection material, characterized in <br/> be controlled to 150~450 kg / m 3.
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