JP3983829B2

JP3983829B2 - CB mortar composition, CB mortar permeation suppression method, and foundation structure fixing method in soil

Info

Publication number: JP3983829B2
Application number: JP18749095A
Authority: JP
Inventors: 尚武塩路; 正明新野
Original assignee: Kunimine Industries Co Ltd; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Kunimine Industries Co Ltd; Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JPH08157823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＢ（セメント／ベントナイト）モルタル組成物、ＣＢモルタル浸透抑制方法および基礎構造物の土中固定方法に関する。詳しく述べると、ＣＢモルタルの土中への浸透抑制組成物、その組成物を用いる浸透抑制方法およびＣＢモルタルの地盤への浸透を抑制した基礎構造物の土中固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既製コンクリート杭による杭基礎は工場製品であるため、材料品質の確実さと打込み施工に伴なう地盤の圧密効果によって、大きな支持力が得られ、施工管理が明確で経済性にも基礎工法として発展してきた。しかしながら、打込みに伴なって発生する騒音、振動やディーゼルパイルハンマの油煙の飛散などが、次第に建設公害として社会的にクローズアップされてからは、これらの公害対策を講じた施工法が市街地での施工条件となっている。
【０００３】
したがって、打込み工法に代わって埋込み工法が最近使用されるようになってきている。埋込み工法としては、種々のものがあるが、代表的なものとしては（ａ）プレボーリング工法、（ｂ）中掘り工法、（ｃ）回転圧入工法等がある。これらの工法は、いずれもアースオーガや掘削ロッドなどを用いて、予め地盤中の所定深度（一般には支持層まで）まで掘削したのちに、杭を支持層へ定着する工法である。杭の埋設は、杭の自重による埋設を基本にしているが、圧入力、軽打および杭回転などを併用して埋設を行なう工法もある。
【０００４】
これらの工法として代表的な工法として、セメントミルク工法があり、掘削した穴に杭を挿入したのち、穴壁と杭の間隙にＣＢモルタルを注入したのち固化することにより杭が固定される。
【０００５】
また、コンクリート管等を土地に埋設する場合、トンネル掘削工事において鋼鉄ないしコンクリート枠を掘削部位に挿入する場合、あるいはケーソンを掘削部位に挿入する場合等、掘削杭の壁部とこれらの基礎構造物との間にＣＢモルタルを注入したのち、固化することにより該基礎構造物が固定されている。
【０００６】
しかしながら、このような間隙にＣＢモルタルを注入する際に、地盤、すなわち穴壁の透水性が大きい場合には、例えば砂、礫等の層においては、ＣＢモルタルが固化する間に地盤中へ浸透するため、注入されたＣＢモルタルが減少するという問題があった。すなわち、ＣＢモルタルが硬化を開始して前記透水性層へ浸透しないだけの充分な粘度を生じるためには約５時間以上を要するため、この時間だけは実質的に浸透しないようなＣＢモルタル組成物の開発が望まれていた。
このような問題点を解決するために、吸水して膨潤ゲル化する樹脂粉粒体を地盤中に混入することにより該樹脂粉粒体を含有する壁状地盤体を形成することによる止水壁構築法が提案されている（特公平２−９１２３号）。しかしながら、このような方法では、予め樹脂粉粒体含有壁状地盤帯を形成する必要があるので、工法が煩雑となるという欠点があった。
【０００７】
一方、セメント１００重量部に対して高吸水性樹脂０．０５〜５重量部を配合したセメント組成物が提案されている（特開昭６２−１３２７４７号）。しかしながら、このセメント組成物は、モルタルに断熱性能と同時に結露防止を目的とするものであって、地盤へのセメントミルクの浸入防止についてはなんら示唆していない。
【０００８】
さらに、高吸水膨張性高分子材料と鉱物質粉体とを混合してなる土中充填材も提案されている（特公平２−１６９５３号）。しかしながら、該土中充填材は、あくまでも土中の空隙内に吸水膨張余力を有する状態で充填され、経時変動する空隙に追従して吸水膨張して空隙を閉塞止水し続けるためのものである。したがって、該土中充填材そのものが固化して他の物体を固定する作用はない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、新規なＣＢ（セメント／ベントナイト）モルタル組成物、ＣＢモルタル浸透抑制方法および基礎構造物の土中固定方法に関する。
本発明の他の目的は、砂、礫等の地盤層への浸透速度を遅延させたＣＢモルタル組成物、その組成物を用いる浸透抑制方法および該組成物を用いて該組成物の土中への浸透量を抑制してコンクリート杭、コンクリート管等の基礎構造物を土中に固定する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記諸目的は、水１００重量部当りベントナイト１〜１５重量部、平均粒子径が５０〜１０００μｍでかつ１重量％セメント水に対する吸水倍率が５〜７０ｇ／ｇである吸水性樹脂０．０５〜５重量部およびセメント１０〜１００重量部の割合で配合してなる土中浸透性が抑制されたＣＢモルタル組成物により達成される。
【００１１】
本発明は、該吸水性樹脂が（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸塩よりなる群から選ばれた少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドとのモル比が１：９〜５：５である該（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドよりなる単量体混合物を重合して得られる第１の架橋共重合体（Ｉ）である前記ＣＢモルタル組成物である。
【００１２】
本発明はまた、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸塩のモル比が５：５〜０：１０である前記ＣＢモルタル組成物である。
【００１３】
本発明はさらに、該（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドのモル比が２：８〜４：６である前記ＣＢモルタル組成物である。
【００１４】
本発明はさらに、該吸水性樹脂が一般式（１）
【００１５】
【化２】

【００１６】
（ただし、Ｒは水素またはメチル基、Ｘは全オキシアルキレン基に対するオキシエチレン基のモル分率が５０％以上である炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、Ｙは炭素数１〜５のアルコキシ基、フェノキシ基または炭素数１〜９のアルキル基を１〜３個置換基として有するオキシアルキルフェニル基であり、ｎは平均で３〜１００の正数である。）表わされる（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）２０〜１００重量％および（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）と共重合可能な単量体（Ｂ）８０〜０重量％（ただし、（Ａ）と（Ｂ）の合計量は１００重量％である。）からなる単量体混合物を重合して得られる第２の架橋重合体（ＩＩ）である前記ＣＢモルタル組成物である。
【００１７】
上記諸目的は、透水係数が０．２〜５ｃｍ／秒である地盤に、ＣＢモルタルが浸透するのを抑制するに際し、該ＣＢモルタルに平均粒子径が５０〜１０００μｍで、かつ、１重量％セメント水に対する吸水倍率が５〜７０ｇ／ｇである吸水性樹脂を０．０５〜５重量部配合することを特徴とするＣＢモルタルの浸透抑制方法によって達成される。ここで、ＣＢモルタルは、水１００重量部当たりベントナイト１〜１５重量部およびセメント１０〜１００重量部を含むものであることが好ましい。
【００１８】
本発明はまた、透水係数が０．２〜１．０ｃｍ／秒、該平均粒子径が５０〜２５０μｍ、吸水性樹脂の配合量が０．０５〜１重量部である前記ＣＢモルタルの浸透抑制方法である。
【００１９】
本発明はさらに、透水係数が１．０〜２．５ｃｍ／秒、該平均粒子径が２００〜４００μｍ、吸水性樹脂の配合量が０．１〜２重量部である前記ＣＢモルタルの浸透抑制方法である。
【００２０】
また、本発明は、透水係数が２．５〜５．０ｃｍ／秒、該平均粒子径が３００〜１０００μｍ、吸水性樹脂の配合量が０．５〜５重量部である前記ＣＢモルタルの浸透抑制方法である。
【００２１】
上記諸目的は、基礎構造物を削孔地盤中に埋設固定する方法において、該基礎構造物を該削孔地盤壁との間に、前記ＣＢモルタルを注入して固化することを特徴とする基礎構造物の土中固定方法によっても達成される。
【００２２】
本発明はまた、該基礎構造物がコンクリート杭である前記基礎構造物の土中固定方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明によるＣＢモルタル組成物は、セメント、ベントナイト、吸水性樹脂および水を必須成分とするものである。
【００２４】
セメントとしては、ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、マグネシアセメント、高炉セメント、ローマンセメント、アルミナセメント、高硫酸塩スラグセメント、混合ポルトランドセメント、石灰混合セメント等があるが、好ましくは（普通）ポルトランドセメントである。
【００２５】
ベントナイトは、シリカとアルミナとを主成分とするモンモリロナイトを主とした粘土であり、その平均粒子径が１０〜１００μｍ、好ましくは３０〜５０μｍの微粉末であり、吸水および膨潤性に富んでいる。本発明の組成物においては、水１００重量部当り１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部である。すなわち、この範囲より少ないと、適切な粘度が得られず、ブリージングも極めて大きく発生し、ＣＢモルタルの浸透抑制性が低下する。一方、この範囲を越えるとベントナイトの分散および混練に時間を要し、ポンプによる圧送能力を低下させるとともに掘削性も低下させるものである。
【００２６】
吸水性樹脂としては、セメント水を吸収して体積膨張を起こすものであり、１重量％のセメント水に対する吸水倍率が５〜７０ｇ／ｇ、好ましくは１０〜６０ｇ／ｇ、最も好ましくは２０〜５０ｇ／ｇのものであり、その平均粒子径は５０〜１０００μｍである。なお、ここに１重量％のセメント水に対する吸水倍率とは、１重量％の普通ポルトランドセメント水を濾紙（例えば東洋濾紙２号）で濾過し、得られる濾液に対する該吸水性樹脂の吸水量（ｇ／ｇ）を意味する。しかして、吸水性樹脂の平均粒子径が５０μｍ未満では、たとえ吸水性樹脂粒子が吸水膨張してもなお止水効果は不充分であり、一方、１０００μｍを越えると、吸水膨潤してもなお止水効果が不充分となるばかりか、固化後のＣＢモルタルの強度が低下する傾向にあるため好ましくないものである。また、１重量％のセメント水に対する吸水倍率が５ｇ／ｇ未満では、吸水性樹脂の吸水膨張によってもなお、止水効果が不充分であり、一方、７０ｇ／ｇを越えると、ＣＢモルタル中で、吸水した吸水性樹脂（含水ゲル）同士が接着しやすくなる結果、止水効果が不充分となるものである。
【００２７】
このような吸水性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸塩よりなる群から選ばれた少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドとのモル比が１：９〜５：５である該（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドよりなる単量体混合物を重合して得られる第１の架橋共重合体（Ｉ）がある。
【００２８】
本発明で用いられる第１の架橋共重合体（Ｉ）中に含有される（メタ）アクリル酸塩としては、重合性および重合後の吸水性等の著しい低下がないものであれば特に制限なく、例えば（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸カリウム、（メタ）アクリル酸カルシウム、（メタ）アクリル酸マグネシウム等の金属塩、（メタ）アクリル酸アンモニウム、（メタ）アクリル酸の有機アミン塩などを挙げることができる。
【００２９】
第１の架橋共重合体（Ｉ）で用いられる（メタ）アクリル化合物における（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリル酸塩の混合割合は、とくに制限はないが吸水能力などを考慮すれば（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸塩のモル比が５：５〜０：１０、特に３：７〜０：１０であることが好ましい。
【００３０】
また、第１の架橋共重合体（Ｉ）で用いられる単量体中に重合性や止水性能を阻害しない範囲での他の単量体、例えばクロトン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和モノカルボン酸系単量体、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和ジカルボン酸系単量体、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、スルホプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシスルホプロピル（メタ）アクリレート、スルホエチルマレイミド、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和スルホン酸系単量体、イソプロピルアクリルアミド、ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド等のアミド系単量体、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、２−メチルスチレン、酢酸ビニル等の疎水性単量体、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、アリルアルコール、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル、３−メチル−３−ブテン−１−オール（イソプレノール）、ポリエチレングリコールモノイソプレノールエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソプレノールエーテル、３−メチル−２−ブテン−１−オール（プレノール）、ポリエチレングリコールモノプレノールエーテル、ポリプロピレングリコールモノプレノールエーテル、２−メチル−３−ブテン−２−オール（イソプレアンアルコール）、ポリエチレングリコールモノイソプレンアルコールエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソプレンアルコールエーテル、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、グリセロールモノアリルエーテル、ビニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のカチオン性単量体、（メタ）アクリロニトリル等のニトリル系単量体、（メタ）アクリルアミドメタンホスホン酸、（メタ）アクリルアミドメタンホスホン酸メチルエステル、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンホスホン酸等の含リン単量体等や無機物を加えることができる。
【００３１】
本発明で用いられる第１の架橋共重合体（Ｉ）を得るためには、上記（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドのモル比が１：９〜５：５、好ましくは２：８〜４：６の範囲である。上記（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドのモル比が５：５（５：５は含まない）〜１０：０の範囲では、架橋重合体は多価金属塩の影響を受けやすくなり、長期間にわたり安定した止水能力が得られにくくなくなる。また、上記（メタ）アクリル化合物と（メタ）アクリルアミドのモル比が１：９（１：９は含まない）〜０：１０の範囲では、吸水能力が低下し、長期間にわたり安定した止水能力が得られなくなる。
【００３２】
また、吸水性樹脂としては一般式（１）
【００３３】
【化３】

【００３４】
（ただしＲは、水素またはメチル基、Ｘは全オキシアルキレン基に対するオキシエチレン基のモル分率が５０％以上である炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、Ｙは炭素数１〜５のアルコキシ基、フェノキシ基または炭素数１〜９のアルキル基を１〜３個置換基として有するオキシアルキルフェニル基であり、ｎは平均で３〜１００の正数である。）表される（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）２０〜１００重量％および（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）と共重合可能な単量体（Ｂ）８０〜０重量％（ただし、（Ａ）と（Ｂ）の合計量は１００重量％である。）からなる単量体混合物を重合して得られる第２の架橋重合体（ＩＩ）も好適に使用できる。
【００３５】
第２の架橋重合体（ＩＩ）に用いられる（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）は、前記一般式（１）で表されるような末端に疎水性炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸エステル系単量体であり、例えば、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ベンジルオキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等を挙げることができ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００３６】
また、第２の架橋重合体（ＩＩ）に用いられる単量体（Ｂ）としては特に制限はなく、広い範囲の単量体が使用できる。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和モノカルボン酸系単量体、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和ジカルボン酸系単量体、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、スルホプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシスルホプロピル（メタ）アクリレート、スルホエチルマレイミド、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸あるいはそれらの一価金属、二価金属、アンモニア、有機アミンによる部分中和物や完全中和物などの不飽和スルホン酸系単量体、（メタ）アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド等のアミド系単量体、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、２−メチルスチレン、酢酸ビニル等の疎水性単量体、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、アリルアルコール、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル、３−メチル−３−ブテン−１−オール（イソプレノール）、ポリエチレングリコールモノイソプレノールエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソプレノールエーテル、３−メチル−２−ブテン−１−オール（プレノール）、ポリエチレングリコールモノプレノールエーテル、ポリプロピレングリコールモノプレノールエーテル、２−メチル−３−ブテン−２−オール（イソプレンアルコール）、ポリエチレングリコールモノイソプレンアルコールエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソプレンアルコールエーテル、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、グリセロールモノアリルエーテル、ビニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のカチオン性単量体、（メタ）アクリロニトリル等のニトリル系単量体、（メタ）アクリルアミドメタンホスホン酸、（メタ）アクリルアミドメタンホスホン酸メチルエステル、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンホスホン酸等の含リン単量体等を挙げることができるが、中でも安価で（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）と共重合性に優れた不飽和モノカルボン酸系単量体および不飽和スルホン酸系単量体が特に好ましい。
【００３７】
（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）と（メタ）アクリル酸エステル系単量体（Ａ）と共重合可能な単量体（Ｂ）の共重合比率は（Ａ）２０〜１００重量％、（Ｂ）８０〜０重量％とすることが好ましい。
【００３８】
（Ａ）の共重合比率が２０重量％未満量の場合、得られた吸水性樹脂の耐塩性が悪くなる傾向がある。特に好ましい共重合比率は（Ａ）４０〜９０重量％、（Ｂ）６０〜１０重量％である。（Ａ）の共重合比率が９０重量％を越えた場合、吸水倍率が低下する傾向がある。
【００３９】
本発明における吸水性樹脂を得るための重合溶媒としては特に制限はなく、通常水性媒体および有機溶媒が賞用される。水性媒体とは、水あるいは水と水に溶解可能な無機または有機溶媒との混合溶媒を意味する。水に溶解可能な有機溶媒の例として炭素数１〜４のアルコール、低級ケトン系溶媒などを例示することができる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族酸化水素類、シクロヘキサン等の脂環炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等を例示することができる。
【００４０】
吸水性樹脂を得るための架橋剤としては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、イソシアヌル酸トリアリル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル等の１分子中にエチレン系不飽和基を２個以上有する化合物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ペンタエリスリトール、ソルビット、グルコース、マンニット、マンニタン、ショ糖、ブドウ糖等の多価アルコール；エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等のポリエポキシ化合物などが挙げられ、これらの１種または２種以上用いることができる。
【００４１】
中でも特に好ましい架橋剤はトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートである。第２の架橋重合体（ＩＩ）を得る際に用いられる架橋剤としては、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート中のエチレンオキサイドの付加モル数としては４〜１００モル好ましいが、架橋効率より５〜５０モルが特に好ましい。
【００４２】
また、架橋剤量としては、全単量体１モルに対して、０．０００５〜０．０２モルの範囲とすることが好ましい。この範囲を外れた場合、吸水膨潤しても止水効果が不十分となる場合がある。また、０．０００５モル量未満の少ない架橋剤量では、重合中あるいは重合完結後の含水ゲルの解砕性が悪くなる傾向がある。また、乾燥後の製品中の可溶分量が増加する傾向がある。０．０２モル量より多い架橋剤量では吸水倍率が低下する傾向がある。
【００４３】
重合開始剤としては特に制限はなく、広い範囲の開始剤が用いられる。例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩；過酸化水素、２−２´−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩、４，４´−アゾビス−４−シアノバレリン酸等の水溶性アゾ化合物；過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸等の有機過酸化物系；アゾビスイソブチロニトリル、２，２´−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）等の油溶性アゾ化合物などを挙げることができる。また、これらの重合開始剤の分解を促進する目的で還元剤を併用することも勿論可能である。このような還元剤の例として（重）亜硫酸（塩）、Ｌ−アスコルビン酸（塩）、還元性金属（塩）、アミン類などを挙げることができる。
【００４４】
重合時の温度は、用いる触媒の種類により異なるが、比較的低温の方が架橋重合体の分子量が大きくなり好ましい。しかし、重合が完結するためには２０℃〜１００℃の範囲であることが好ましい。
【００４５】
重合系の単量体濃度は、特に制限はないが、重合反応の制御のし安さと収率・経済性を考慮すれば、２０〜８０重量％、特に３０〜６０重量％の範囲にあることが好ましい。重合形態としては種々の形態が採用できるが、懸濁重合、注型重合、双腕碗型ニーダーの剪断力によりゲル状含水重合体を細分化しながら重合する方法（特開昭５７−３４１０１号）が好ましい。止水性能は本願発明におけるか共重合体より劣るが、上記架橋重合体の他に、本発明で使用し得る吸水性樹脂としては組成的には、つぎのごとき吸水性樹脂がある。例えば、イソブチレン／マレイン酸架橋重合物、酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸エステル架橋重合物のケン化体、スルホン酸基含有架橋重合物、ポリアルキレングリコール架橋重合物、ポリビニルアルコール架橋重合物、ポリビニルアセトアミド架橋重合物等である。
【００４６】
水は、セメント１００重量部に対して１００〜１０００重量部、好ましくは２００〜５００重量部使用される。すなわち、１００重量部未満では、混練が困難となり、一方、１０００重量部を越えると固化後の強度が低下するものである。このようにして構成される本発明のＣＢモルタル組成物は、透水係数が０．２ｃｍ／秒以上の地盤に対して特に有効である。
【００４７】
なお、ここで地盤の透水係数とは、「土質試験の方法と解説」（社団法人土質工学会平成３年２月２８日発行）第２７１〜２８８頁に記載のＪＳＦＴ３１１−１９９０「土の透水試験」中の定水位透水試験の方法に準じて求めたものである。
【００４８】
すなわち、図１に示すように、試料の最大粒径に比べて十分の大きい内径と長さとを有する透水円筒１、該透水円筒の頂部に取付けられ、給水側の水位を一定に保ち得る越流口８を有する透水円筒カラー２、透水円筒１内の供試体６およびフィルター３を保持する多数の小孔を有する有孔板４、供試体とフィルター３の間に置く耐食性金網５および排水側の水位を一定に保ち得る越流口７を有する越流水槽９よりなる透水試験用具を用いる。なお、１０はメスシリンダーである。
つぎに、試料の土粒子の密度ρｓ（ｇ／ｃｍ³）をＪＳＦＴ１１１「土粒子の密度試験方法」に規定する方法によって求め、さらに試料の最大粒径をはかる。ついで、透水円筒１の内径をはかり断面積Ａ（ｃｍ²）を求める。透水円筒１を有孔板４に固定し、フィルター３を設置し、その上に金網５を置く。試料６を金網５の上に所定の厚さに入れ、層状に締固める。１層の厚さは、締固め後の厚さが１５ｍｍまたは最大粒径の１．５倍のうち大きい方とする。締固め後の供試体の長さＬ（ｃｍ）、質量ｍ（ｇ）をはかり、試料の含水比ω（％）を求める。さらに、供試体の上面を金網５とフィルター３で覆い、有孔板４を載せて透水円筒１に固定する。
【００４９】
供試体６の飽和度を高めたのち、透水円筒１の上部に透水円筒カラー２を取付け、水を満した越流水槽９に空気が入らないようにしながら透水円筒１を静かに入れる。ついで、透水円筒カラー２に注水して越流口８から越流させ、給水側の水位を一定に保つ。越流水槽９からの越流量がほぼ一定になるのを待って、時刻ｔ₁からｔ₂までの間の流出量Ｑ（ｃｍ³）をメスシリンダー１０ではかる。測定は３回以上行なう。透水槽の中の水温Ｔ（℃）をはかり、さらに試験後の含水比ω（％）を求める。
【００５０】
（１）供試体の乾燥密度ρｄ（ｇ／ｃｍ³）、間隙比ｅ、飽和度Ｓｒ（％）を次式により算定する。
【００５１】
【数１】

【００５２】
（２）測定時の水温Ｔ℃に対する透水係数ｋｇ（ｃｍ／ｓｅｃ）を次式で算定する。
【００５３】
【数２】

【００５４】
ここに、ｈ：水位差（ｃｍ）
Ｑ：流出水量（ｃｍ³）
（ｔ₂−ｔ₁）：測定時間（ｓｅｃ）
このようにして構成される本発明のＣＢモルタル組成物は、透水係数が０２．〜５ｃｍ／秒である地盤に注入すると、特にＣＢモルタルの地中への浸透が抑制できる。透水係数がこの範囲外ではＣＢモルタルはその浸透効果を有効に発揮することができず好ましくない。ＣＢモルタル組成物の地盤への注入法は、特に限定されるものではなく公知の方法が採用できるが、予め地盤の所定深度まで掘削したのちに、コンクリート杭等の基礎構造物を埋設したのち係る基礎構造物と削孔地盤との間に、ＣＢモルタルを注入することによりなされる。
【００５５】
また、ＣＢモルタル組成物を注入する地盤の透水性に応じて、使用する吸水性樹脂の平均粒子径及びＣＢモルタル組成物に対する配合割合を変更することによって、ＣＢモルタル組成物の地中への浸透を効果的に抑制できる。地盤の透水係数と吸水性樹脂の平均粒子径との関係は、透水係数が小さい場合にはその平均粒子径は相対的に小さいものが好ましく、その配合割合も少ないほうが好ましい。また、透水係数が大きい場合には、その平均粒子径は大きいものが好ましく、その配合割合も大きいことが好ましい。例えば、地盤の透水係数が０．２〜５ｃｍ／秒の場合には、吸水倍率が５〜７０ｇの吸水性樹脂の平均粒子径を５０〜１０００μｍ、その配合割合を０．０５〜５重量部とすることによって達成される。特に、地盤の透水係数が０．２〜１．０ｃｍ／秒の場合には、吸水性樹脂の平均粒子径を５０〜１５０μｍ、その配合割合を０．０５〜１重量部とすることが好ましく、地盤の透水係数が１．０〜２．５ｃｍ／秒の場合には、吸水性樹脂の平均粒子径を２００〜４００μｍ、その配合割合を０．１〜２重量部とすることが好ましく、さらに地盤の透水係数が２．５〜５．０ｃｍ／秒の場合には、吸水性樹脂の平均粒子径を３００〜１０００μｍ、その配合割合を０．５〜５重量部とすることが好ましい。したがって、予め地盤である土層の吸水係数を測定することが好ましい。
【００５６】
本発明のＣＢモルタルは、固化速度が速いため、工期が短くてすむ。また固化後の強度が大きいため、基礎構造物を土中に強固に固定することが可能となる。さらに、ＣＢモルタルが拡散・浸透による無駄がないため、建設コストを大幅に低減せしめることが可能となるなど、工業的利用価値が極めて高いものである。
なお、本発明のＣＢモルタル組成物に、土砂、粘土、クレー、炭酸カルシウムなどの無機物質や木粉、パルプ、吸水性繊維、ガラス繊維などの無機あるいは有機の繊維質物質やカルボキシメチルセルロール、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の天然あるいは合成増粘剤を併用することは勿論可能である。
【００５７】
【実施例】
以下、参考例及び実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部、重量％を表わすものとする。
【００５８】
参考例１
５００ｍｌの円筒型セパラブルフラスコにアクリル酸ナトリウム３１．３ｇ（０．３３モル）、アクリルアミド５５．２ｇ（０．７８モル）、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．１７ｇ（０．００１１モル）および水１６４．９ｇを仕込み、均一に溶解させた。
【００５９】
フラスコ内を窒素置換したのち、湯浴上で２５℃に加熱し、２０％過硫酸ナトリウム水溶液１．９４ｇおよび２％Ｌ−アスコルビン酸水溶液１．９４ｇを添加し、攪拌を停止して重合させた。重合開始後発熱し、４０分後に９０℃まで上昇した。液温の上昇が停止した時点で浴温を９０℃まで昇温させ、４０分間熟成を行なった。得られた重合物を細分化したのち、１６０℃で３時間熱風乾燥し、粉砕したのち篩分し、表１に示される平均粒子径を有する粉末状吸水性樹脂を得た。また、１重量％セメント水に対する吸水倍率は、各吸水性樹脂の全てが３８ｇ／ｇであった。
【００６０】
なお、１％セメント水に対する吸水倍率は以下のようにして測定されたものである。
【００６１】
＜セメント水吸水倍率測定法＞
すなわち、脱イオン水９９重量部に普通ポルトランドセメント（トクヤマ社製）１重量部を入れ２時間撹拌した。次いで、東洋濾紙株式会社製ＮＯ２濾紙で濾過して１％セメント水を得た。
【００６２】
ティーバッグに吸水性樹脂粉末約０．１ｇをとり、上記セメント水１００ｇに２４時間浸析した後の重量を測定し、次式に従って算出した。
【００６３】
吸水倍率＝（Ｂ−Ｃ）／Ａ
Ａ：採取した吸水性樹脂粉末の重量（ｇ）
Ｂ：吸水後のティーバッグを含めた全重量（ｇ）
Ｃ：空試験におけるティーバッグを含めた重量（ｇ）
参考例２
Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの使用量を０．０８５ｇ（０．０００５５モル）とした他は参考例１と同様にして１％セメント水に対する吸水倍率が７０ｇ／ｇで平均粒子径が２６０μｍの吸水性樹脂を得た（表１参照）。
【００６４】
参考例３
Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの使用量を３．４ｇ（０．０２２モル）とした他は参考例１と同様にして１％セメント水に対する吸水倍率が５ｇ／ｇで平均粒子径が２６０μｍの吸水性樹脂を得た（表１参照）。
【００６５】
参考例４
温度計を備えた容量２．５リットルの卓上型ジャケット付ニーダー（内面は３弗化エチレンでライニング処理）に３７％アクリル酸ナトリウム水溶液５１７．５部（３２重量％）、メトキシポリエチレングリコール（ＥＯ付加モル数９モル）メタクリレート４０８．５部（６８重量％）、イオン交換水２６１．５部及び架橋剤としてポリエチレングリコール（ＥＯ付加モル数８モル）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ−８）０．６８部（対単量体０．０５モル％）を仕込んだ。
【００６６】
これを窒素ガス気流下、攪拌しながらジャケットに４０℃の温水を流して内容物を４０℃に昇温した後、重合開始剤として１０％２，２´−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩（Ｖ−５０，０．１５モル％）水溶液１１．８部を添加して１０秒間攪拌した後、攪拌を停止した。直ちに重合が開始して５９分でピーク温度６９℃に到達した。次いで、ジャケット温度を８０℃に上げて、１時間熟成した。熟成終了後、ブレード回転数３６ｒｐｍで１０分間の解砕を行なった。ニーダーを反転し、含水ゲルを重合容器から取り出した。含水ゲルの重合容器への付着は全く認められなかった。また含水ゲルの平均粒子径は１ｍｍで極めて良好に解砕されていた。また、粒子径が５ｍｍ以上の玉ゲルは全く認められなかった。
【００６７】
このようにして得られた微細な含水ゲルを熱風循環式乾燥機で１２０℃、４時間乾燥した。乾燥後、卓上簡易型粉砕機（協立理工株式会社製）を用いて粉砕し、吸水性樹脂微粉末を得た。この吸水性樹脂微粉末を篩分し、表１に示される平均粒子径を有する粉末状吸水性樹脂を得た。
【００６８】
また、１重量％セメント水に対する吸水倍率は、各吸水性樹脂の全てが２９ｇ／ｇであった。
【００６９】
【表１】

【００７０】
試験方法
Ａ．ＣＢモルタル組成物の調製
水、セメント、ベントナイトおよび参考例で得られた各吸水性樹脂を表２に示される割合で配合し、ＣＢモルタル組成物を調製し、つぎの方法によって試験した。
【００７１】
【表２】

【００７２】
なお、同表２においてクニゲルＶ２は、クニミネ工業株式会社製のベントナイト（平均粒子径３５μｍ）である。
【００７３】
Ｂ．ガラスビーズ（粒径別）でのＣＢモルタル段階的加圧による浸透抑制効果試験
吸水性樹脂を配合したＣＢモルタルを、ＣＢモルタル浸透試験装置（図２参照）に充填し、大気圧から、２ｋｇ／ｃｍ²までの段階的に加圧し、ＣＢモルタル充填部の液面低下（ＣＢモルタル浸透長）、排出水量および設定地盤（ガラスビーズ）へのＣＢモルタルの浸透距離を測定した。ただし、大気圧または加圧したことによりＣＢモルタルが全量浸透した場合は、その時点で測定を中止した。
【００７４】
Ｃ．ＣＢモルタル浸透試験装置の概要
図２に示すように、外径７．０ｃｍ、内径６．０ｃｍ、高さ１１８ｃｍのアクリル樹脂製の円筒容器１１の最下部にＣＢモルタル排出のための開閉弁１２を設け、最上部には窒素ガス供給源１７に連通する加圧用のノズル１３および圧抜き弁１４を設けてなるものである。
【００７５】
まず円筒１１の底部から規定の高さ（例えば、高さ６２０ｍｍ、容積１７５２ｃｍ³）にガラスビーズ１５を充填し、その上部の空洞部にＣＢモルタル１６を注入し上部まで（例えば高さ３２０ｍｍ、容積９０４ｃｍ³）充填させたのちに、条件に合わせて測定を行なった。
【００７６】
実施例１〜４
透水係数（前記ＪＳＦＴ３１１−１９９０の方法に準じて測定した。）が０．７５ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズを用い，表３に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】

【００７８】
実施例５〜８
透水係数が２．０４ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズを用い，表４に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】

【００８０】
実施例９〜１４
透水係数が２．３９ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズを用い，表５に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表５に示す。
【００８１】
【表５】

【００８２】
実施例１５〜１６
透水係数が２．７９ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズを用い，表６に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表６に示す。
【００８３】
【表６】

【００８４】
実施例１７〜２２
透水係数が４．１１ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズを用い，表７に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表７に示す。
【００８５】
【表７】

【００８６】
実施例２３
土層（透水係数が１．７０ｃｍ／ｓｅｃ）を利用し，表８に示される吸水性樹脂を表２に示される基本配合に基づき，図２に示される装置を用いてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表８に示す。
【００８７】
【表８】

【００８８】
比較例１、３〜６
表２に示す基本配合において、吸水性樹脂を配合せず、透水係数がそれぞれ０．７５〜４．１１ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズについてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表９に示す。
【００８９】
【表９】

【００９０】
比較例２および７
表２に示す基本配合において、吸水性樹脂として表９に示す吸水性樹脂を用いて、透水係数がそれぞれ０．７５および４．１１ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズについてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表９に示す。
【００９１】
比較例８
表２に示す基本配合において、添加材としてポリアクリル酸系吸水性樹脂（平均粒子径２６０μｍ，吸水倍率４ｇ／ｇ）を用い、透水係数が２．３９ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズについてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表９に示す。
【００９２】
比較例９
表２に示す基本配合において、吸水性樹脂の代わりに添加材としてパルプ（ウラゴメール、三井東圧化学社製）を用い、透水係数が２．３９ｃｍ／ｓｅｃ相当のガラスビーズについてＣＢモルタルの浸透試験を行なった。その結果を表９に示す。
【００９３】
表３〜８に示されるように、ガラスビーズを使用した場合、本願発明に基づく実施例の結果は、比較例に示される結果よりも優れていることは明らかである。特に、実施例１〜４と比較例１において、積算排出量、ＣＢモルタル浸透長、ＣＢモルタル浸透量、対ガラスビーズへの浸透長の全てにおいて、本願発明は優れている。また、本願発明では、加えられる圧力が変動した場合にもＣＢモルタルの浸透性が十分に抑制される。
【００９４】
ガラスビーズを使用した実施例８（透水係数２．０４ｃｍ／ｓｅｃ）を土層を使用した場合の実施例２３（透水係数１．７０ｃｍ／ｓｅｃ）と比較すると、両者の透水係数は略おなじであるが、透水係数が同じ場合、ガラスビーズでも土層でも同じような浸透性を示している。つまり、これらの実験結果は、極めて似た傾向を示しており、ガラスビーズを用いた場合と実際の土層の実験結果は相関関係があることが判る。
【００９５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるＣＢモルタル組成物は、有効な吸水性樹脂とベントナイトの相乗作用により砂、礫等のごとき浸透性の高い地盤に対して極めて優れた浸透抑制効果を有するものである。したがって、コンクリート杭などの基礎構造物を掘削孔内に挿入し、該基礎構造物と、掘削孔壁との間に該ＣＢモルタル組成物を注入した場合、たとえ地盤が砂、礫等のように浸透性の高いものであっても、充分浸透が抑制され、その硬化によって基礎構造物が固定されるのである。したがって、ＣＢモルタルの地盤中への浸透による損失は極めて少量に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、地盤の透水係数測定装置の概略図である。
【図２】は、本発明によるＣＢモルタル組成物の試験装置を示す概略断面図である。
【図３】は、参考例１で得られた吸水性樹脂（平均粒子径１００μｍ、吸水倍率３８ｇ／ｇ）の粒度分布を示す図である。
【符号の説明】
１…透水円筒、
２…透水円筒カラー
３…フィルター
４…有孔板、
５…耐食性金網、
６…供試体
７，８…越流口
９…越流水槽、
１０…メスシリンダー、
１１…円筒容器、
１２…開閉弁、
１３…加圧力ノズル、
１４…圧抜き弁、
１５…ガラスビーズ、
１６…ＣＢモルタル、
１７…窒素ガス供給源。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a CB (cement / bentonite) mortar composition, a CB mortar permeation suppression method, and a foundation structure fixing method in soil. More specifically, the present invention relates to a composition for suppressing penetration of CB mortar into the soil, a method for suppressing penetration of the CB mortar, and a method for fixing the foundation structure in the soil with suppressed penetration of CB mortar into the ground.
[0002]
[Prior art]
Since pile foundations with ready-made concrete piles are factory products, large support is obtained due to the reliability of the material quality and the consolidation effect of the ground accompanying the driving work, and the construction management is clear and economically developed as a foundation method. I have done it. However, after the noise, vibration, and diesel pile hammer smoke, etc. that are generated with the driving, have gradually become a social issue as construction pollution, construction methods that take these pollution measures have been adopted in urban areas. It is a construction condition.
[0003]
Therefore, an embedding method has recently been used in place of the driving method. There are various embedding methods, but typical ones include (a) pre-boring method, (b) digging method, (c) rotary press-fitting method and the like. Each of these methods is a method of fixing a pile to a support layer after excavating in advance to a predetermined depth in the ground (generally up to a support layer) using an earth auger or a drilling rod. Pile burial is based on laying by the weight of the pile, but there is also a method of burying piles using pressure input, light hitting and pile rotation.
[0004]
As a typical construction method, there is a cement milk construction method. After a pile is inserted into an excavated hole, CB mortar is injected into the gap between the hole wall and the pile and then solidified.
[0005]
In addition, when embedding concrete pipes in the land, when inserting steel or concrete frames in tunnel excavation work, or when inserting caisson into the excavation site, the walls of excavated piles and their foundation structures After injecting CB mortar between the two, the substructure is fixed by solidifying.
[0006]
However, when CB mortar is injected into such a gap, if the ground, that is, the water permeability of the hole wall is large, for example, in the layer of sand, gravel, etc., it penetrates into the ground while the CB mortar solidifies. Therefore, there is a problem that the injected CB mortar decreases. That is, since it takes about 5 hours or more for the CB mortar to start curing and to generate a sufficient viscosity not to penetrate into the water permeable layer, the CB mortar composition that does not substantially penetrate only during this time. Development of was desired.
In order to solve such a problem, a water blocking wall formed by forming a wall-like ground body containing the resin powder body by mixing the resin powder body which absorbs water and swells and gels into the ground. A construction method has been proposed (Japanese Patent Publication No. 2-9123). However, in such a method, since it is necessary to previously form a resinous granular material-containing wall-shaped ground strip, there is a drawback that the construction method becomes complicated.
[0007]
On the other hand, a cement composition in which 0.05 to 5 parts by weight of a superabsorbent resin is blended with 100 parts by weight of cement has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 62-132747). However, this cement composition is intended to prevent moisture from condensing into the mortar as well as heat insulation performance, and does not suggest any prevention of cement milk from entering the ground.
[0008]
Furthermore, a soil filler obtained by mixing a highly water-swelling polymer material and mineral powder has also been proposed (Japanese Patent Publication No. 2-16953). However, the filler in the soil is to fill the voids in the soil with water absorption expansion capacity, and to absorb and expand following the voids that vary with time to keep the voids closed. . Therefore, the soil filler itself does not solidify and fix other objects.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention relates to a novel CB (cement / bentonite) mortar composition, a CB mortar permeation suppression method and a substructure fixing method in soil.
Another object of the present invention is to provide a CB mortar composition in which the rate of penetration of sand, gravel and the like into the ground layer is delayed, a method of inhibiting penetration using the composition, and the composition into the soil using the composition. It is intended to provide a method for fixing a foundation structure such as a concrete pile or a concrete pipe in the soil while suppressing the amount of seepage.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned objects are as follows: water-absorbing resin 0.05 to 5 having 1 to 15 parts by weight of bentonite per 100 parts by weight of water, an average particle size of 50 to 1000 μm and a water absorption ratio of 5 to 70 g / g with respect to 1% by weight cement water. It is achieved by a CB mortar composition having a reduced permeability in soil, which is blended in a proportion of 10 parts by weight and 10 parts by weight of cement.
[0011]
In the present invention, the molar ratio of at least one (meth) acrylic compound and (meth) acrylamide selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and (meth) acrylate is 1: 9. It is the said CB mortar composition which is 1st bridge | crosslinking copolymer (I) obtained by superposing | polymerizing the monomer mixture which consists of this (meth) acrylic compound which is -5: 5, and (meth) acrylamide.
[0012]
This invention is also the said CB mortar composition whose molar ratio of (meth) acrylic acid and (meth) acrylate is 5: 5 to 0:10.
[0013]
The present invention further relates to the CB mortar composition wherein the molar ratio of the (meth) acrylic compound to (meth) acrylamide is from 2: 8 to 4: 6.
[0014]
In the present invention, the water-absorbent resin further has the general formula (1).
[0015]
[Chemical 2]

[0016]
(However, R is hydrogen or a methyl group, X is a C2-C4 oxyalkylene group whose mole fraction of the oxyethylene group with respect to all the oxyalkylene groups is 50% or more, and Y is C1-C5. An alkoxy group, a phenoxy group, or an oxyalkylphenyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent, and n is a positive number of 3 to 100 on average.) Acid ester monomer (A) 20 to 100% by weight and (meth) acrylic acid ester monomer (A) copolymerizable monomer (B) 80 to 0% by weight (provided that (A) And the total amount of (B) is 100% by weight.) The CB mortar composition, which is the second crosslinked polymer (II) obtained by polymerizing a monomer mixture.
[0017]
The above-mentioned objects are to suppress the penetration of CB mortar into the ground having a water permeability of 0.2 to 5 cm / sec. When the CB mortar has an average particle size of 50 to 1000 μm and 1% by weight cement This is achieved by a CB mortar permeation suppression method characterized in that 0.05 to 5 parts by weight of a water absorbent resin having a water absorption ratio of 5 to 70 g / g with respect to water is blended. Here, the CB mortar preferably contains 1 to 15 parts by weight of bentonite and 10 to 100 parts by weight of cement per 100 parts by weight of water.
[0018]
The present invention also provides a method for inhibiting the penetration of CB mortar, wherein the water permeability is 0.2 to 1.0 cm / second, the average particle size is 50 to 250 μm, and the blending amount of the water absorbent resin is 0.05 to 1 part by weight. It is.
[0019]
The present invention further relates to a method for inhibiting permeation of CB mortar, wherein the water permeability is 1.0 to 2.5 cm / sec, the average particle size is 200 to 400 μm, and the blending amount of the water absorbent resin is 0.1 to 2 parts by weight. It is.
[0020]
In addition, the present invention provides the penetration inhibition of the CB mortar having a water permeability coefficient of 2.5 to 5.0 cm / second, the average particle diameter of 300 to 1000 μm, and the blending amount of the water absorbent resin of 0.5 to 5 parts by weight. Is the method.
[0021]
In the method for embedding and fixing the foundation structure in the drilled ground, the above objects are obtained by injecting the CB mortar between the drilled ground wall and solidifying the foundation structure. This can also be achieved by fixing the structure in the soil.
[0022]
The present invention is also a method for fixing the foundation structure in the soil, wherein the foundation structure is a concrete pile.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The CB mortar composition according to the present invention contains cement, bentonite, a water absorbent resin and water as essential components.
[0024]
Examples of the cement include Portland cement, ordinary Portland cement, magnesia cement, blast furnace cement, Roman cement, alumina cement, high sulfate slag cement, mixed Portland cement, lime mixed cement, and preferably (ordinary) Portland cement. .
[0025]
Bentonite is a clay mainly composed of montmorillonite mainly composed of silica and alumina. The bentonite is a fine powder having an average particle size of 10 to 100 μm, preferably 30 to 50 μm, and has high water absorption and swelling properties. In the composition of this invention, it is 1-15 weight part per 100 weight part of water, Preferably it is 3-10 weight part. That is, when the amount is less than this range, an appropriate viscosity cannot be obtained, breathing occurs extremely greatly, and the penetration inhibiting property of CB mortar is lowered. On the other hand, if it exceeds this range, it takes time to disperse and knead bentonite, which lowers the pumping ability by the pump and lowers the excavation ability.
[0026]
The water-absorbing resin absorbs cement water and causes volume expansion, and has a water absorption ratio of 5 to 70 g / g, preferably 10 to 60 g / g, most preferably 20 to 50 g with respect to 1% by weight of cement water. The average particle size is 50 to 1000 μm. Here, the water absorption ratio with respect to 1% by weight of cement water means that 1% by weight of ordinary Portland cement water is filtered through a filter paper (for example, Toyo Filter Paper No. 2), and the water absorption amount of the water-absorbent resin with respect to the obtained filtrate (g / G). If the average particle diameter of the water-absorbent resin is less than 50 μm, the water-stopping effect is still insufficient even if the water-absorbent resin particles absorb and swell. Not only is the water effect insufficient, but the strength of the CB mortar after solidification tends to decrease, which is not preferable. Further, when the water absorption ratio with respect to 1% by weight of cement water is less than 5 g / g, the water-stopping effect is still insufficient due to the water absorption expansion of the water-absorbent resin, while when it exceeds 70 g / g, in the CB mortar. As a result, the water-absorbing water-absorbing resin (water-containing gel) is likely to adhere to each other, resulting in an insufficient water-stopping effect.
[0027]
As such a water-absorbent resin, for example, the molar ratio of at least one (meth) acrylic compound selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and (meth) acrylate is 1 (meth) acrylamide. There is a first cross-linked copolymer (I) obtained by polymerizing a monomer mixture composed of (meth) acrylic compound and (meth) acrylamide which is: 9 to 5: 5.
[0028]
The (meth) acrylate contained in the first cross-linked copolymer (I) used in the present invention is not particularly limited as long as there is no significant decrease in polymerizability and water absorption after polymerization. For example, metal salts such as sodium (meth) acrylate, potassium (meth) acrylate, calcium (meth) acrylate, magnesium (meth) acrylate, ammonium (meth) acrylate, organic amine salt of (meth) acrylic acid And so on.
[0029]
The mixing ratio of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid salt in the (meth) acrylic compound used in the first crosslinked copolymer (I) is not particularly limited, but considering water absorption ability ( The molar ratio of (meth) acrylic acid to (meth) acrylate is preferably 5: 5 to 0:10, particularly 3: 7 to 0:10.
[0030]
In addition, the monomers used in the first crosslinked copolymer (I) are not limited to other monomers, such as crotonic acid or their monovalent metals, divalents, as long as they do not impair the polymerizability and water stopping performance. Unsaturated monocarboxylic acid monomers such as partially neutralized products and completely neutralized products with metals, ammonia and organic amines, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid or their monovalent metals, divalent metals, Unsaturated dicarboxylic acid monomers such as partially neutralized and completely neutralized products with ammonia and organic amines, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane Sulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate, 2-hydroxysulfopropyl (meth) acrylate, sulfoethyl male Mido, 3-allyloxy-2-hydroxypropane sulfonic acid or unsaturated sulfonic acid monomer such as partially neutralized or completely neutralized by monovalent metal, divalent metal, ammonia or organic amine, isopropylacrylamide Amide monomers such as t-butyl (meth) acrylamide, (meth) acrylic acid ester, styrene, 2-methylstyrene, vinyl acetate and other hydrophobic monomers, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, polyethylene Glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, allyl alcohol, polyethylene glycol monoallyl ether, polypropylene glycol monoallyl ether, 3-methyl-3-buten-1-ol (isoprenol), polyethylene glycol monoisopropyl Nord ether, polypropylene glycol monoisoprenol ether, 3-methyl-2-buten-1-ol (prenol), polyethylene glycol monoprenol ether, polypropylene glycol monoprenol ether, 2-methyl-3-buten-2-ol (Isoprene alcohol), polyethylene glycol monoisoprene alcohol ether, polypropylene glycol monoisoprene alcohol ether, N-methylol (meth) acrylamide, glycerol mono (meth) acrylate, glycerol monoallyl ether, vinyl alcohol and other hydroxyl-containing unsaturated monomers , Cationic monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, (meth) acryloni Nitrile monomers such as tolyl, phosphorus-containing monomers such as (meth) acrylamide methanephosphonic acid, (meth) acrylamide methanephosphonic acid methyl ester, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanephosphonic acid, etc. and inorganic substances Can be added.
[0031]
In order to obtain the 1st crosslinked copolymer (I) used by this invention, the molar ratio of the said (meth) acryl compound and (meth) acrylamide is 1: 9-5: 5, Preferably it is 2: 8- The range is 4: 6. When the molar ratio of the (meth) acrylic compound to (meth) acrylamide is in the range of 5: 5 (not including 5: 5) to 10: 0, the cross-linked polymer is easily affected by the polyvalent metal salt. It becomes difficult to obtain a stable water stopping ability over a period of time. In addition, when the molar ratio of the (meth) acrylic compound to (meth) acrylamide is in the range of 1: 9 (excluding 1: 9) to 0:10, the water absorption ability is lowered and the water stopping ability is stable over a long period of time. Cannot be obtained.
[0032]
Moreover, as a water absorbing resin, general formula (1)
[0033]
[Chemical 3]

[0034]
(However, R is hydrogen or a methyl group, X is a C2-C4 oxyalkylene group whose mole fraction of the oxyethylene group with respect to all the oxyalkylene groups is 50% or more, and Y is C1-C5. An alkoxy group, a phenoxy group, or an oxyalkylphenyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent, and n is a positive number of 3 to 100 on average.) Acrylic acid ester monomer (A) 20 to 100% by weight and (meth) acrylic acid ester monomer (A) copolymerizable monomer (B) 80 to 0% by weight (however, (A The total amount of (B) and (B) is 100% by weight.) A second crosslinked polymer (II) obtained by polymerizing a monomer mixture consisting of
[0035]
The (meth) acrylic acid ester monomer (A) used for the second crosslinked polymer (II) has a hydrophobic hydrocarbon group at the terminal as represented by the general formula (1) (meta ) Acrylic acid ester monomers such as methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol / polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol / polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol Mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol / polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol / polybutylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxy polyethylene glycol mono ( Data) acrylate, there may be mentioned benzyloxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, can be used alone or in combination of two or more thereof.
[0036]
The monomer (B) used in the second crosslinked polymer (II) is not particularly limited, and a wide range of monomers can be used. For example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or their monovalent metals, divalent metals, ammonia, unsaturated monocarboxylic acid monomers such as partially neutralized or completely neutralized by organic amines, maleic acid, Unsaturated dicarboxylic acid monomers such as fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid or their monovalent metals, divalent metals, ammonia, partially neutralized or completely neutralized products with organic amines, vinyl sulfonic acid, allyl sulfone Acid, methallyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate, 2-hydroxysulfopropyl (meth) acrylate, sulfoethylmaleimide, 3 -Allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid or their Unsaturated sulfonic acid monomers such as partially and completely neutralized products of valent metals, divalent metals, ammonia and organic amines, and amides such as (meth) acrylamide, isopropylacrylamide, and t-butyl (meth) acrylamide Monomer, (meth) acrylic acid ester, styrene, 2-methylstyrene, vinyl acetate and other hydrophobic monomers, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol (meta ) Acrylate, allyl alcohol, polyethylene glycol monoallyl ether, polypropylene glycol monoallyl ether, 3-methyl-3-buten-1-ol (isoprenol), polyethylene glycol monoisoprenol ether, polypropylene glycol monoyl Prenol ether, 3-methyl-2-buten-1-ol (prenol), polyethylene glycol monoprenol ether, polypropylene glycol monoprenol ether, 2-methyl-3-buten-2-ol (isoprene alcohol), polyethylene Hydroxyl-containing unsaturated monomers such as glycol monoisoprene alcohol ether, polypropylene glycol monoisoprene alcohol ether, N-methylol (meth) acrylamide, glycerol mono (meth) acrylate, glycerol monoallyl ether, vinyl alcohol, dimethylaminoethyl (meta ) Cationic monomers such as acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, nitrile monomers such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide Examples thereof include phosphorus-containing monomers such as methanephosphonic acid, (meth) acrylamide methanephosphonic acid methyl ester, and 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanephosphonic acid. An unsaturated monocarboxylic acid monomer and an unsaturated sulfonic acid monomer excellent in copolymerizability with the ester monomer (A) are particularly preferred.
[0037]
The copolymerization ratio of the monomer (B) copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester monomer (A) and the (meth) acrylic acid ester monomer (A) is (A) 20 to 100 weights. %, (B) 80 to 0% by weight is preferable.
[0038]
When the copolymerization ratio of (A) is less than 20% by weight, the salt resistance of the obtained water-absorbent resin tends to deteriorate. Particularly preferred copolymerization ratios are (A) 40 to 90% by weight and (B) 60 to 10% by weight. When the copolymerization ratio of (A) exceeds 90% by weight, the water absorption ratio tends to decrease.
[0039]
There is no restriction | limiting in particular as a polymerization solvent for obtaining the water absorbing resin in this invention, Usually, an aqueous medium and an organic solvent are used award. The aqueous medium means water or a mixed solvent of water and an inorganic or organic solvent that can be dissolved in water. Examples of organic solvents that can be dissolved in water include alcohols having 1 to 4 carbon atoms and lower ketone solvents. Examples of the organic solvent include aromatic hydrogen oxides such as benzene, toluene and xylene, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and the like.
[0040]
As a crosslinking agent for obtaining a water-absorbing resin, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) ) In one molecule such as acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, N, N-methylenebisacrylamide, triallyl isocyanurate, trimethylolpropane diallyl ether A compound having two or more ethylenically unsaturated groups; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, poly Polyhydric alcohols such as lysine, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, pentaerythritol, sorbit, glucose, mannitol, mannitan, sucrose, glucose; ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, Polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin Polyepoxy compounds such as triglycidyl ether And the like, can be used those of one or more.
[0041]
Among them, particularly preferred crosslinking agents are trimethylolpropane tri (meth) acrylate, N, N-methylenebisacrylamide, and polyethylene glycol di (meth) acrylate. As a crosslinking agent used when obtaining 2nd crosslinked polymer (II), 4-100 mol is preferable as an addition mole number of ethylene oxide in polyethyleneglycol di (meth) acrylate, but 5-50 from crosslinking efficiency. Mole is particularly preferred.
[0042]
The amount of the crosslinking agent is preferably in the range of 0.0005 to 0.02 mol with respect to 1 mol of all monomers. If it is out of this range, the water-stopping effect may be insufficient even if the water absorption swells. On the other hand, when the amount of the crosslinking agent is less than 0.0005 mol, the friability of the hydrogel during or after the polymerization tends to deteriorate. Moreover, there exists a tendency for the soluble content in the product after drying to increase. When the amount of the crosslinking agent is more than 0.02 mol, the water absorption ratio tends to decrease.
[0043]
There is no restriction | limiting in particular as a polymerization initiator, A wide range initiator is used. For example, persulfates such as sodium persulfate and potassium persulfate; water-soluble azo such as hydrogen peroxide, 2-2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid Compounds: Organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and acetic acid; oil-soluble properties such as azobisisobutyronitrile and 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) An azo compound etc. can be mentioned. Of course, a reducing agent may be used in combination for the purpose of promoting the decomposition of these polymerization initiators. Examples of such reducing agents include (bi) sulfurous acid (salt), L-ascorbic acid (salt), reducing metal (salt), amines and the like.
[0044]
The temperature during polymerization varies depending on the type of catalyst used, but a relatively low temperature is preferable because the molecular weight of the crosslinked polymer increases. However, in order to complete the polymerization, it is preferably in the range of 20 ° C to 100 ° C.
[0045]
The monomer concentration in the polymerization system is not particularly limited, but should be in the range of 20 to 80% by weight, particularly 30 to 60% by weight, considering the ease of control of the polymerization reaction and the yield and economy. Is preferred. Various forms can be adopted as the polymerization form. Suspension polymerization, cast polymerization, a method of polymerizing a gel-like hydrous polymer while subdividing it by the shearing force of a double-arm saddle type kneader (Japanese Patent Laid-Open No. 57-34101) Is preferred. The water-stopping performance is inferior to that of the present invention or the copolymer. In addition to the above-mentioned crosslinked polymer, the water-absorbing resin that can be used in the present invention includes the following water-absorbing resin in terms of composition. For example, isobutylene / maleic acid crosslinked polymer, saponified vinyl acetate / (meth) acrylate crosslinked polymer, sulfonic acid group-containing crosslinked polymer, polyalkylene glycol crosslinked polymer, polyvinyl alcohol crosslinked polymer, polyvinyl acetamide Cross-linked polymer and the like.
[0046]
Water is used in an amount of 100 to 1000 parts by weight, preferably 200 to 500 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. That is, if it is less than 100 parts by weight, kneading becomes difficult, while if it exceeds 1000 parts by weight, the strength after solidification decreases. The CB mortar composition of the present invention configured as described above is particularly effective for the ground having a water permeability of 0.2 cm / second or more.
[0047]
In addition, the permeability coefficient of the ground here refers to “method and explanation of soil test” (issued February 28, 1991), pages 271 to 288 of “JSF T 311-1990” It is determined according to the method of the constant water level permeability test in "Permeability test".
[0048]
That is, as shown in FIG. 1, a permeable cylinder 1 having a sufficiently large inner diameter and length compared to the maximum particle size of the sample, and an overflow that is attached to the top of the permeable cylinder and can keep the water level on the water supply side constant. A water-permeable cylindrical collar 2 having a mouth 8, a perforated plate 4 having a large number of small holes for holding a filter 6 and a specimen 6 in the water-permeable cylinder 1, a corrosion-resistant wire mesh 5 placed between the specimen and the filter 3, and a drainage side A permeability test tool comprising an overflow tank 9 having an overflow port 7 capable of keeping the water level constant is used. Reference numeral 10 denotes a graduated cylinder.
Next, the density ρs of the soil particles of the sample (g / cm^Three) Is determined by the method prescribed in JSF T111 “Method for testing the density of soil particles”, and the maximum particle size of the sample is measured. Next, the inner diameter of the permeable cylinder 1 is measured and the cross-sectional area A (cm²) The permeable cylinder 1 is fixed to the perforated plate 4, the filter 3 is installed, and the wire mesh 5 is placed thereon. The sample 6 is put on the wire mesh 5 to a predetermined thickness and compacted in layers. The thickness of one layer is the larger of 15 mm after compaction or 1.5 times the maximum particle size. The length L (cm) and the mass m (g) of the specimen after compaction are measured, and the water content ratio ω (%) of the sample is obtained. Furthermore, the upper surface of the specimen is covered with a wire mesh 5 and a filter 3, and a perforated plate 4 is placed and fixed to the permeable cylinder 1.
[0049]
After increasing the degree of saturation of the specimen 6, the permeable cylinder collar 2 is attached to the upper part of the permeable cylinder 1, and the permeable cylinder 1 is gently placed while preventing air from entering the overflow tank 9 filled with water. Next, water is poured into the permeable cylindrical collar 2 and overflowed from the overflow port 8, and the water level on the water supply side is kept constant. Wait until the overflow rate from the overflow tank 9 becomes almost constant, and the time t₁To t₂Outflow Q (cm)^Three) Is measured with the graduated cylinder 10. Perform the measurement three times or more. The water temperature T (° C.) in the water permeable tank is measured, and the water content ratio ω (%) after the test is obtained.
[0050]
(1) Drying density ρd of specimen (g / cm^Three), The gap ratio e, and the saturation Sr (%) are calculated by the following equations.
[0051]
[Expression 1]

[0052]
(2) The hydraulic conductivity kg (cm / sec) with respect to the water temperature T ° C. at the time of measurement is calculated by the following equation.
[0053]
[Expression 2]

[0054]
Where h: water level difference (cm)
Q: Amount of effluent (cm^Three)
(T₂-T₁): Measurement time (sec)
The CB mortar composition of the present invention constructed as described above has a water permeability of 02.02. When it is injected into the ground of ˜5 cm / second, infiltration of CB mortar into the ground can be suppressed. If the water permeability is outside this range, CB mortar is not preferable because it cannot effectively exert its penetration effect. The method of injecting the CB mortar composition into the ground is not particularly limited, and a known method can be adopted. However, after excavating to a predetermined depth of the ground in advance, a foundation structure such as a concrete pile is buried. This is done by injecting CB mortar between the foundation structure and the drilled ground.
[0055]
Moreover, according to the water permeability of the ground which inject | pours CB mortar composition, the penetration | invasion of CB mortar composition in the ground by changing the average particle diameter of the water absorbing resin to be used and the mixture ratio with respect to CB mortar composition Can be effectively suppressed. Regarding the relationship between the water permeability coefficient of the ground and the average particle diameter of the water-absorbent resin, when the water permeability coefficient is small, the average particle diameter is preferably relatively small, and the blending ratio is also preferably small. Moreover, when a water permeability coefficient is large, that whose average particle diameter is large is preferable, and it is preferable that the mixture ratio is also large. For example, when the water permeability coefficient of the ground is 0.2 to 5 cm / second, the average particle diameter of the water absorbent resin having a water absorption ratio of 5 to 70 g is 50 to 1000 μm, and the blending ratio is 0.05 to 5 parts by weight. Is achieved by doing In particular, when the water permeability coefficient of the ground is 0.2 to 1.0 cm / second, the average particle diameter of the water-absorbent resin is preferably 50 to 150 μm, and the blending ratio is preferably 0.05 to 1 part by weight, When the water permeability coefficient of the ground is 1.0 to 2.5 cm / second, the average particle diameter of the water-absorbent resin is preferably 200 to 400 μm, and the blending ratio is preferably 0.1 to 2 parts by weight. When the water permeability coefficient is 2.5 to 5.0 cm / second, it is preferable that the average particle diameter of the water-absorbent resin is 300 to 1000 μm and the blending ratio is 0.5 to 5 parts by weight. Therefore, it is preferable to measure the water absorption coefficient of the soil layer that is the ground beforehand.
[0056]
Since the CB mortar of the present invention has a high solidification rate, the construction period is short. In addition, since the strength after solidification is large, the foundation structure can be firmly fixed in the soil. Furthermore, since CB mortar is free from diffusion / penetration, the construction cost can be significantly reduced and the industrial utility value is extremely high.
The CB mortar composition of the present invention includes inorganic materials such as earth and sand, clay, clay and calcium carbonate, and inorganic or organic fibrous materials such as wood flour, pulp, water absorbent fibers and glass fibers, carboxymethyl cellulose, Of course, natural or synthetic thickeners such as hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol and polyacrylamide can be used in combination.
[0057]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to reference examples and examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the part and% in an example shall represent a weight part and weight%, respectively.
[0058]
Reference example 1
In a 500 ml cylindrical separable flask, 31.3 g (0.33 mol) of sodium acrylate, 55.2 g (0.78 mol) of acrylamide, 0.17 g (0.0011 mol) of N, N-methylenebisacrylamide and water 164.9 g was charged and dissolved uniformly.
[0059]
After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the flask was heated to 25 ° C. on a hot water bath, 1.94 g of a 20% aqueous sodium persulfate solution and 1.94 g of a 2% L-ascorbic acid aqueous solution were added, and stirring was stopped to polymerize. . After the initiation of polymerization, heat was generated, and the temperature rose to 90 ° C. after 40 minutes. When the rise of the liquid temperature stopped, the bath temperature was raised to 90 ° C., and aging was performed for 40 minutes. The obtained polymer was subdivided, dried with hot air at 160 ° C. for 3 hours, pulverized and sieved to obtain a powdery water absorbent resin having an average particle size shown in Table 1. In addition, the water absorption ratio with respect to 1% by weight cement water was 38 g / g for all the water absorbent resins.
[0060]
In addition, the water absorption rate with respect to 1% cement water was measured as follows.
[0061]
<Cement water absorption magnification measurement method>
That is, 1 part by weight of ordinary Portland cement (manufactured by Tokuyama Corporation) was added to 99 parts by weight of deionized water and stirred for 2 hours. Subsequently, it filtered with NO2 filter paper made from Toyo Filter Paper Co., Ltd. to obtain 1% cement water.
[0062]
About 0.1 g of water-absorbent resin powder was taken in a tea bag, and the weight after immersing in 100 g of the cement water for 24 hours was measured and calculated according to the following formula.
[0063]
Water absorption magnification = (BC) / A
A: Weight of collected water absorbent resin powder (g)
B: Total weight including tea bags after water absorption (g)
C: Weight including tea bag in blank test (g)
Reference example 2
Except for the amount of N, N-methylenebisacrylamide used being 0.085 g (0.00055 mol), the same as in Reference Example 1, the water absorption ratio with respect to 1% cement water is 70 g / g, and the average particle diameter is 260 μm. Resin was obtained (see Table 1).
[0064]
Reference example 3
Water absorption with a water absorption ratio of 5 g / g and an average particle diameter of 260 μm with respect to 1% cement water was the same as in Reference Example 1 except that the amount of N, N-methylenebisacrylamide used was 3.4 g (0.022 mol). Resin was obtained (see Table 1).
[0065]
Reference example 4
A 2.5-liter desktop jacketed kneader equipped with a thermometer (the inner surface is lined with ethylene trifluoride), 517.5 parts (32% by weight) of 37% aqueous sodium acrylate, and methoxypolyethylene glycol (EO addition) 98.5 moles) 408.5 parts (68% by weight) methacrylate, 261.5 parts ion-exchanged water and 0.68 parts polyethylene glycol (EO addition moles 8 moles) diacrylate (PEGDA-8) as a crosslinking agent Monomer 0.05 mol%) was charged.
[0066]
While stirring this under a nitrogen gas stream, warm water of 40 ° C. was passed through the jacket to raise the content to 40 ° C., and then 10% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride as a polymerization initiator. After adding 11.8 parts of (V-50, 0.15 mol%) aqueous solution and stirring for 10 seconds, stirring was stopped. Polymerization started immediately and a peak temperature of 69 ° C. was reached in 59 minutes. Next, the jacket temperature was raised to 80 ° C. and aged for 1 hour. After completion of aging, crushing was performed for 10 minutes at a blade rotation number of 36 rpm. The kneader was inverted and the hydrogel was removed from the polymerization vessel. No adhesion of the water-containing gel to the polymerization container was observed. Further, the hydrogel had an average particle size of 1 mm and was crushed very well. Further, no ball gel having a particle diameter of 5 mm or more was observed.
[0067]
The fine water-containing gel thus obtained was dried at 120 ° C. for 4 hours with a hot air circulating dryer. After drying, the mixture was pulverized using a tabletop simple pulverizer (manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.) to obtain a water absorbent resin fine powder. The water absorbent resin fine powder was sieved to obtain a powdery water absorbent resin having an average particle size shown in Table 1.
[0068]
Moreover, the water absorption capacity | capacitance with respect to 1 weight% cement water was 29 g / g of all each water absorbing resin.
[0069]
[Table 1]

[0070]
Test method
A. Preparation of CB mortar composition
Water, cement, bentonite, and each water-absorbing resin obtained in Reference Example were blended in the proportions shown in Table 2 to prepare a CB mortar composition, which was tested by the following method.
[0071]
[Table 2]

[0072]
In Table 2, Kunigel V2 is bentonite (average particle size 35 μm) manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.
[0073]
B. Penetration suppression effect test by CB mortar stepwise pressurization with glass beads (by particle size)
CB mortar blended with water-absorbing resin is filled in a CB mortar penetration test apparatus (see FIG. 2), and from atmospheric pressure to 2 kg / cm.²The CB mortar filling portion was measured to measure the decrease in liquid level (CB mortar penetration length), the amount of discharged water, and the penetration distance of CB mortar into the set ground (glass beads). However, when the entire amount of CB mortar penetrated due to atmospheric pressure or pressurization, the measurement was stopped at that time.
[0074]
C. Outline of CB mortar penetration test equipment
As shown in FIG. 2, an opening / closing valve 12 for discharging CB mortar is provided at the bottom of an acrylic resin cylindrical container 11 having an outer diameter of 7.0 cm, an inner diameter of 6.0 cm, and a height of 118 cm, and nitrogen is provided at the top. A pressurizing nozzle 13 and a pressure relief valve 14 communicating with the gas supply source 17 are provided.
[0075]
First, a specified height (for example, height 620 mm, volume 1752 cm) from the bottom of the cylinder 11.^Three) Is filled with glass beads 15 and CB mortar 16 is injected into the upper cavity portion to reach the upper part (for example, height 320 mm, volume 904 cm).^Three) After filling, measurements were taken according to the conditions.
[0076]
Examples 1-4
Based on the basic composition shown in Table 2, the water permeability shown in Table 3 was measured using glass beads having a water permeability coefficient (measured according to the method of JSF T311-1990) equivalent to 0.75 cm / sec. The penetration test of CB mortar was conducted using the apparatus shown in FIG. The results are shown in Table 3.
[0077]
[Table 3]

[0078]
Examples 5-8
Based on the basic composition shown in Table 2 for the water-absorbent resin shown in Table 4 using glass beads with a water permeability coefficient of 2.04 cm / sec, a CB mortar penetration test was conducted using the apparatus shown in FIG. It was. The results are shown in Table 4.
[0079]
[Table 4]

[0080]
Examples 9-14
Based on the basic composition shown in Table 2, the penetration test of CB mortar was conducted using glass beads with a water permeability coefficient equivalent to 2.39 cm / sec and the water absorbent resin shown in Table 5 based on the basic composition shown in Table 2. It was. The results are shown in Table 5.
[0081]
[Table 5]

[0082]
Examples 15-16
Using glass beads with a water permeability equivalent to 2.79 cm / sec, based on the basic composition shown in Table 2 for the water-absorbent resin shown in Table 6, a CB mortar penetration test was conducted using the apparatus shown in FIG. It was. The results are shown in Table 6.
[0083]
[Table 6]

[0084]
Examples 17-22
Based on the basic composition shown in Table 2, the penetration test of CB mortar was conducted using glass beads with a water permeability coefficient of 4.11 cm / sec and the water absorbent resin shown in Table 7 based on the basic composition shown in Table 2. It was. The results are shown in Table 7.
[0085]
[Table 7]

[0086]
Example 23
Using the soil layer (water permeability is 1.70 cm / sec), based on the basic composition shown in Table 2 for the water-absorbent resin shown in Table 8, the CB mortar penetration test was conducted using the equipment shown in FIG. I did it. The results are shown in Table 8.
[0087]
[Table 8]

[0088]
Comparative Examples 1 and 3-6
In the basic blending shown in Table 2, a CB mortar penetration test was conducted on glass beads each having a water permeability coefficient of 0.75 to 4.11 cm / sec without blending a water absorbent resin. The results are shown in Table 9.
[0089]
[Table 9]

[0090]
Comparative Examples 2 and 7
In the basic composition shown in Table 2, a CB mortar penetration test was conducted on glass beads having water permeability coefficients of 0.75 and 4.11 cm / sec, respectively, using the water absorbent resin shown in Table 9 as the water absorbent resin. The results are shown in Table 9.
[0091]
Comparative Example 8
In the basic composition shown in Table 2, a polyacrylic acid-based water absorbent resin (average particle diameter 260 μm, water absorption 4 g / g) is used as an additive, and CB mortar permeates glass beads having a water permeability equivalent to 2.39 cm / sec. A test was conducted. The results are shown in Table 9.
[0092]
Comparative Example 9
In the basic composition shown in Table 2, pulp (uragomer, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) is used as an additive in place of the water-absorbent resin. I did it. The results are shown in Table 9.
[0093]
As shown in Tables 3 to 8, when glass beads are used, it is clear that the results of the examples based on the present invention are superior to the results shown in the comparative examples. In particular, in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the present invention is excellent in all of the accumulated discharge amount, the CB mortar permeation length, the CB mortar permeation amount, and the permeation length to glass beads. Moreover, in this invention, also when the applied pressure fluctuates, the permeability of CB mortar is sufficiently suppressed.
[0094]
Compared with Example 23 (permeability coefficient 1.70 cm / sec) in which the soil layer is used for Example 8 (water permeability 2.04 cm / sec) using glass beads, the water permeability coefficients of both are substantially the same. However, when the water permeability is the same, the glass beads and the soil layer show the same permeability. In other words, these experimental results show very similar tendencies, and it can be seen that there is a correlation between the experimental results of using the glass beads and the actual soil layer.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, the CB mortar composition according to the present invention has a very excellent permeation inhibiting effect on highly permeable ground such as sand and gravel due to the synergistic action of an effective water absorbent resin and bentonite. is there. Therefore, when a foundation structure such as a concrete pile is inserted into a borehole and the CB mortar composition is injected between the foundation structure and the borehole wall, even if the ground is sand, gravel, etc. Even if it has a high permeability, the penetration is sufficiently suppressed, and the foundation structure is fixed by the hardening. Therefore, the loss due to the penetration of CB mortar into the ground is suppressed to a very small amount.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a ground permeability coefficient measuring device.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an apparatus for testing a CB mortar composition according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the particle size distribution of the water-absorbent resin (average particle size 100 μm, water absorption magnification 38 g / g) obtained in Reference Example 1.
[Explanation of symbols]
1 ... Permeable cylinder,
2 ... Permeable cylindrical color
3 ... Filter
4 ... Perforated plate,
5 ... corrosion resistant wire mesh,
6 ... Specimen
7, 8 ... Overflow entrance
9 ... overflow tank,
10 ... graduated cylinder,
11 ... cylindrical container,
12 ... Open / close valve,
13: Pressure nozzle,
14 ... pressure relief valve,
15 ... Glass beads,
16 ... CB mortar,
17 ... Nitrogen gas supply source.

Claims

From (meth) acrylic acid and (meth) acrylate having 1 to 15 parts by weight of bentonite per 100 parts by weight of water, an average particle size of 50 to 1000 μm, and a water absorption rate of 1 to 70% by weight of cement water A monomer comprising the (meth) acrylic compound and (meth) acrylamide, wherein the molar ratio of at least one (meth) acrylic compound selected from the group consisting of (meth) acrylamide and (meth) acrylamide is 1: 9 to 5: 5 In the soil, characterized by being blended in a proportion of 0.05 to 5 parts by weight of a water-absorbent resin comprising the first cross-linked copolymer (I) obtained by polymerizing the mixture and 10 to 100 parts by weight of cement A CB mortar composition with suppressed permeability.

The CB mortar composition according to claim 1, wherein the molar ratio of (meth) acrylic acid to (meth) acrylate is 5: 5 to 0:10.

The CB mortar composition according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of the (meth) acrylic compound to (meth) acrylamide is 2: 8 to 4: 6.

In the method of embedding and fixing the foundation structure in the drilled ground, the CB mortar composition according to any one of claims 1 to 3 is injected between the foundation structure and the drilled ground wall. Fixing the foundation structure in the soil characterized by solidifying.

The method for fixing a substructure according to claim 4, wherein the substructure is a concrete pile.