JP4307809B2 - Hardening retarder, cure delay method for hydraulic solidification material and cure delay method for improved soil - Google Patents

Hardening retarder, cure delay method for hydraulic solidification material and cure delay method for improved soil Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水硬性固化材の硬化を遅延させる硬化遅延剤及びそれを用いた硬化遅延工法に関する。更には、本発明は、水硬性固化材を用いて固化対象土と混合攪拌して改良土とする工事のうち、改良土の硬化遅延を必要とする場合における効果的な硬化遅延剤としても使用することができる硬化遅延剤及びそれを用いた硬化遅延工法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
水硬性を有する固化材である各種セメント及び/又はセメント系固化材等(これらを本発明では「水硬性固化材」と総称する)を使用する場合、水硬性固化材が硬化するまでの時間を延長したい必要性が生ずる場合がある。
例えば、
(1)工事中断後に工事を再開する場合などの施工工程の推移に伴って、生ずる固化部の打継ぎ部は構造的に不連続となってコールドジョイントを生じ、応力の伝達が不十分となったり、コールドジョイント部で止水性が損なわれる等の欠陥が発生する場合があった。このような事態を避けるために、打ち継ぎ部の先に施工した部分が硬化するまでの時間を延長する必要性が生ずる。
【0003】
(2)また、水硬性固化材を用いて行う工事、例えば、地中に連続する壁体を形成するような工事では、水硬性固化材が未硬化の間に、鋼管、H型鋼、I型鋼等の補強材を挿入する工法がある。この場合、鋼材などの補強材を挿入する工法においては、水硬性固化材が硬化を開始し始めた時点以降では挿入が困難又は不可能となる。また、補強材の挿入は、ある程度の長さの地下壁を形成した後に行うのが一般的であり、それ故、補強材の挿入時間までに水硬性固化材の硬化するまでの時間を延長する必要性が生ずる。
【0004】
上記の(1)や(2)に記した現象は、水硬性固化材を用いて地盤土と混合攪拌して改良土とする工事である下記の(3)や(4)等のような工事の場合にも発生する。
【0005】
(3)軟弱地盤を改良土とすることによる地盤の支持力の確保のための工事や、土留壁、止水壁などとするための改良土による地中壁の造成工事、又は有害物質を含む汚染土の無害化するために改良土工事に使用する場合の工事等。
【0006】
(4)軟弱な地盤に建造する構築物の基礎杭とするために、地盤を掘削しながら水硬性固化材を攪拌混合して地盤中に柱体状改良土(例えば、ソイルセメント柱体)を形成し、その改良土の柱体中に鋼管杭等の杭体を埋設して杭を造成する後埋設工法や、例えば、水硬性固化材液(例えばセメントミルク)を吐出しながら掘削翼と攪拌翼付きのロッドを鋼管中に挿通し攪拌混合することにより改良土(例えば、ソイルセメント)の柱体形成しつつ、鋼管杭等の杭体を埋設して杭を造成する同時埋設工法(いずれの場合も鋼管を使用する場合は、鋼管ソイルセメント杭造成工法という。)。
【0007】
(a)上記の後埋設工法においては、その改良土が硬化を開始し始めた時点以降では杭の挿入が困難又は不可能となる場合がある。
【0008】
(b)上記の同時埋設工法の場合においても、杭は絶えず沈設し、所定深度から地表側に連続して杭を沈設する必要があり、地表側の先に施工された改良土が硬化し始めるとその時点以降では、杭を挿入のための下方移動が困難となり、その時点の深度より深い部分の施工が不可能になる場合がある。所定の深度までの杭の造成が不可能になる。
【0009】
これらの改良土を使用した杭工事の場合も、所定の深度まで杭を挿入できる時間まで水硬性固化材の硬化する時間を延長する必要性が生ずる。
【0010】
(5)また、水硬性固化材液(例えばセメントミルク)を吐出しながら、例えば、掘削翼と攪拌翼付きのロッドを鋼管中に挿通することにより改良土(例えば、ソイルセメント)を深い深度まで築造する場合は、所定の深さまで築造した後にその最深度にある掘削翼と攪拌翼含む施工装置を回収するに際して、その上部改良土が硬化し始めた時点以降では掘削翼と攪拌翼の部分が受ける抵抗力が大きく、施工装置の回収が困難となったり、又は不可能となる場合もある。それ故に、改良土が硬化するまでの時間を延長する必要性が生ずる。
【0011】
一般に、改良土の築造深度が通常の場合は、上記の(3)や(4)のように地盤土と水硬性硬化固化材とを混合して改良土(ソイルセメント)とする場合は、直ぐには硬化しないので上記したような理由で施工不能や性能低下を起こす現象になることが少ないが、地盤土の条件によっては、改良土の硬化開始が早くなることがあり、施工手順によっては現状よりも、改良土の硬化開始を遅めたい場合がある。
【0012】
以上に列記したように硬化開始を遅めたい場合には、水硬性固化材として硬化時間の長いセメント、例えば高炉セメントを使用することも一般に行われている。しかし、高炉セメントは普通ポルトランドセメントに比べ硬化時間が若干遅い程度であり、充分な硬化遅延の効果が得られない。
【0013】
そこで、これらの欠点を防止するために遅延材(従来から知られている硬化遅延形の混和剤など、水硬性固化材に対して遅延効果を有する添加剤を本発明では「遅延剤」という。)を添加することがある。そして、硬化遅延形の混和剤の添加量を増すことや、硬化遅延効果を大きくすることにより硬化時間が遅延し作業性の確保、ラップ部等の品質の改善が見込まれることは知られていた。例えば、セメント系固化材の硬化遅延性を調整する技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0014】
【特許文献1】
特開平10−17864号公報(第2−6頁)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一方では、硬化を所望の時間まで遅延させるには遅延剤(硬化遅延形の混和剤)の添加量を多くする必要があり、添加量の増加により、セメント等の水硬性固化材による十分な強度が得られない事態が発生し、施工上の問題となることがあった。特にこの問題は、水硬性固化材を用いて対象土を改良する(例えばソイルセメントとする)場合に多く発生する。
【0016】
それ故に、このような問題がある遅延剤を使用しないで工事をしようとしても施工できない事態が発生する。
【0017】
本発明は、水硬性固化材の硬化遅延を図る技術に改良を加え、遅延強化助剤を添加することにより所望の硬化遅延効果を発揮し、土と混合してもその混合硬化物が所望の強度を発揮することが可能な硬化遅延剤を提供することを目的とする。また、本発明方法は、このような硬化遅延剤を用いた改良土(例えばソイルセメント)の硬化遅延工法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の発明は、遅延剤と、下記に示した物質からなる群から選ばれた1種又は2種以上である遅延強化助剤とからなり、土と混合する水硬性固化材に混入する材料であることを特徴とする硬化遅延剤である
【0019】

アルカリ金属の酸化物、水酸化物、ケイ酸塩;マグネシウムの酸化物、塩化物;鉄の酸化物、水酸化物;及びアルミニウムの酸化物、水酸化
本発明において「遅延剤」としては、粉状又は液状などの様態は限定されず、従来から知られている硬化遅延形の混和剤など、水硬性固化材に対して遅延効果を有する添加剤が含まれる。例えば、次の(ア)〜(カ)が含まれる。
【0020】
(ア)遅延性を有する市販のコンクリート用化学混和剤及びソイルセメント用分散剤、遅延剤
(イ)オキシカルボン酸又は/及びその塩
オキシカルボン酸には、グルコン酸、グルコヘプトン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロパン酸(例えば乳酸、3−ヒドロキシプロパン酸等)、ヒドロキシ酪酸(例えば2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸等)、ヒドロキシ吉草酸(例えば2−ヒドロキシ吉草酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸等)、グリセリン酸、酒石酸、クエン酸、タルトロン酸、リンゴ酸、シトラマル酸等が挙げられる。
【0021】
オキシカルボン酸塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金属塩(例えばナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(例えばカルシウム塩、マグネシウム塩等)が挙げられる。
【0022】
オキシカルボン酸又はその塩の中でも好ましいものはグルコン酸ナトリウムおよび/またはグルコヘプトン酸ナトリウムである。
【0023】
(ウ)リグニンスルホン酸塩
リグニンスルホン酸塩は、天然パルプ原料中に通常50〜60%程度含まれる天然高分子(分子量は数百から数百万に分布するといわれている)であり、その種類は、処理法の違いによって一般リグニンと高性能リグニンに分類されている。一般リグニンに分類されるリグニンスルホン酸塩は、亜硫酸パルプ製造時の蒸解溶出液を脱糖処理することによって得られるもので、平均分子量(Mw)は20,000以下(通常は10,000〜14,000程度)といわれている。また、高性能リグニンに分類されるリグニンスルホン酸塩は、上記蒸解溶出液あるいはその脱糖処理液を高分子フラクションと低分子フラクションに分画した中の高分子フラクション部分であり、平均分子量(Mw)は20,000以上(通常は24,000〜28,000程度)といわれており、これらリグニンスルホン酸塩は、脱糖処理法によって、Ca塩、Na塩、Mg塩に大別される。
【0024】
(エ)糖類及びその混合物
糖類にはグルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、アラビノース、リボース、デオキシリボース等の単糖類、及び、シュークロース、マルトース、ラクトース等の少糖類がある。また、その混合物、更には糖類残渣が挙げられる。
【0025】
(オ)糖アルコール類
糖アルコールにはエリスリトール、キシリトール、アラビトール、アドニトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、タリトール、ガラクチトール、アリトール等が挙げられる。
【0026】
(カ)糖アルコールと高級脂肪酸とのエステル化合物
糖アルコールと高級脂肪酸のエステル化合物は上記の多価アルコールと炭素数が6〜22程度のステアリン酸、オレイン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ぺラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルチミン酸、ヘプタデシル酸、ノナデカン酸、ベヘン酸、エライジン酸、エルシン酸等の高級脂肪酸とのエステル化合物が挙げられる。
【0027】
次に、本発明において「硬化遅延剤」とは従来の「遅延剤」に本発明に係る「遅延強化助剤」を加えたものを言う。本発明に係る「遅延強化助剤」は、アルカリ金属の酸化物、水酸化物、亜硫酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩;アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、硫酸塩、塩化物、炭酸塩;鉄の酸化物、水酸化物;亜鉛の酸化物、水酸化物;及びアルミニウムの酸化物、水酸化物である。
【0030】
次に、本発明で対象とする水硬性固化材は、水硬性を有する固化材である各種セメント及び/又はセメント系固化材等であり、各種セメントとしては普通ポルトランドセメント、高炉セメントなどが例として挙げられる。
【0031】
そして、前記遅延剤、遅延強化助剤及び水硬性固化材はそれぞれ単独品であってもよく、又は予め2以上を混合した混合品とすることができる。つまり、遅延剤(硬化遅延形の混和剤)と本発明に係る遅延強化助剤とを別々にしておき、使用時に配合設計を行って適切に調合しても良く、又は、両者を事前に混合しておき、使用現場での調合を省略したプレミックス品とすることができる。また、遅延剤と遅延強化助剤、遅延強化助剤と水硬性固化材、又は、遅延剤と水硬性固化材を予め混合しておくことにしてもよい。これらの混合品は、使用条件に応じた配合としたものを供給することによって、現場作業を容易にすることができるというメリットがある。
【0032】
次に、本発明の第2の発明は上記第1の発明の遅延剤と、硬化遅延助剤とを少なくとも用いて土と混合した水硬性固化材の硬化を遅延させることを特徴とする水硬性固化材の硬化遅延工法である。
【0033】
この硬化遅延工法に従えば、遅延強化助剤を添加することにより遅延剤の使用量を少なくしても所期の硬化遅延効果が発揮され、土と混合してもその混合硬化物が所望の強度を発揮させることが可能となる。また、従来の遅延剤が使用できずに施工不能な工事を施工可能にすることができる。更に、本発明の硬化遅延剤を使用すると、施工中の改良土は長時間柔らかい状態が維持されるので、充分良好な撹拌が可能になることによる撹拌効率の向上、撹拌のための消費エネルギーが少なくて済むことによる工費の削減、施工スピードを早くすることによる工期の短縮、撹拌抵抗などが少なくなることによる施工機械の摩滅の減少、従来では回収が不可能であった施工機械の回収作業などの効果の中から、施工者が希望する効果を選ぶことできる。
【0034】
次に、本発明の第3の発明は、水硬性固化材100質量部に遅延剤0.2〜12質量部、遅延強化助剤1〜50質量部を添加して成る硬化材を固化対象土と攪拌混合して硬化遅延された改良土とし、該改良土の未硬化時間内に所要工事を遂行した後、前記改良土を固化させることを特徴とする改良土の硬化遅延工法である。このような工法に従うと、改良土(例えばソイルセメント)の硬化が所望の時間に合わせることが可能になるために、遅延剤(遅延硬化形の混和剤)を単独で使用する場合よりも、安価な遅延強化助剤を添加することにより遅延剤(遅延硬化形の混和剤)自体の使用量を少なくしても所期の硬化遅延効果を発揮し、トータルコストを低減できる。また、遅延剤(硬化遅延形の混和剤)を単独で使用する場合、硬化を所望の時間まで遅延させるには遅延剤(硬化遅延形の混和剤)の添加量を多くする必要があり、添加量の増加により、改良土(例えばソイルセメント)の硬化体が十分な強度が得られない事態が発生していたが、遅延剤(遅延硬化形の混和剤)の使用量を減らしても、遅延強化助剤を添加することにより硬化を所望の時間まで遅延できるので、改良土(例えばソイルセメント)の硬化体の強度を許容範囲に収めることができる。
【0035】
上記した固化対象土としては、地盤土、排土、土を含む産業廃棄物などが例として挙げられ、改良土とする目的として、ソイルセメントの形成、排土を流動化し固化させる流動化処理土とすることなどが挙げられる。
【0036】
また、第3の発明の改良土(例えばソイルセメント)が未硬化の間に、所要工事を遂行する具体的な例として、改良土中に鋼管、H型鋼、I型鋼等の補強材を挿入する次の(イ)、(ロ)のような工法がある。
【0037】
(イ)鋼管ソイルセメント杭造成工法
この工法は、従来技術の(4)に記載した工法である。この改良土と鋼管が一体化された合成杭は、高靭性、高支持力の合成杭となり、この改良土を使用した杭工事の場合も、所定の深度まで杭を挿入できる時間まで水硬性固化材の硬化する時間を延長する。
【0038】
(ロ)ソイルセメント地中連続壁構築工法
地盤に挿入したチェーンソー形のカッターを横方向に移動させて溝を掘削しながら、固化材液の注入を行うことにより、地盤土と固化材液の混合攪拌を行い、地中に連続した改良土(ソイルセメント)の壁体を構築する工法(以下、「TRD工法」と言う)における壁体中にH型鋼等の補強材を挿入する作業である。このような壁体は土留壁、止水壁、液状化対策や地盤の補強、地下水の遮断等に使用される。
【0039】
次に、本発明の数値限定について説明する。硬化遅延剤中の遅延剤の量は水硬性固化材100質量部に遅延剤0.2〜12質量部とする。0.2質量部未満では本発明に係る遅延強化助剤を添加しても遅延効果が乏しいので、0.2質量部以上とする。また、12質量部を越えて添加しても遅延効果が飽和するので、12質量部を上限とした。本発明は、遅延剤の添加量を減らして安価な遅延強化助剤を用いることを基本技術思想とするので、通常、この上限値より低い値を採用する。好ましい値は、5質量部以下である。遅延強化助剤は、固化対象土の土質並びにその含水比、遅延剤の添加量との兼ね合い、遅延強化剤の種類、遅延時間の長さ等によって添加量に差異があるが、1〜50質量部とする。1質量部未満では効果が乏しく、50質量部を越えて添加しても効果が飽和するので、採算性が乏しくなるので制限される。
【0040】
【発明の実施の形態】
まず最初に鋼管ソイルセメント杭造成工法の場合を例にとって、一般的な配合設計について説明する。配合量の決定にあたっては、ソイルセメント(改良土)の強度が目標値を満足し、施工性と経済性を両立できる範囲とする。固化材添加量を一定とし、横軸に水固化材比を取り、横軸に残土量と強度をとると図16に示すような模式的なグラフを描くことができる。曲線10は残土量を示す。残土量とは、固化材液が地盤に加わることによる体積増加のために、掘削攪拌によるソイルセメント(改良土)形成に伴って地上に排出される排土量である。曲線11は強度を示す。
【0041】
水固化材比が大きくなるに従って、施工性は良好になるが、曲線11で示すように、強度発現は低下していく。このことから目標強度を満足し、かつ固化材がポンプ圧送可能な範囲の水固化材比は範囲12で示される。しかし、水固化材比が増えるにしたがって曲線10で示すように、残土量も増加するため、施工性が良好な範囲でなるべく小さい水固化材比を選択することが望ましい。
【0042】
また、固化材の最適添加量を決定するときには、固化材の添加量が少ない場合は目標強度を満足しないことが多いことも考慮すべきである。図17に、水固化材比が一定の場合の固化材添加量を横軸に取り、施工性、強度(曲線13)及び残土量(曲線14)の関係を模式的に示した。固化材添加量が増加するにつれて、注入量が増加するため施工性が向上し、強度発現も大きくなる。一方、残土量も固化材添加量が増加量に比例して増加していく。したがって、目標強度を満足し、かつ施工性も良好な範囲15で、最も残土量が少なくなるように経済的な配合量を設定することが望ましい。
【0043】
以上より、今までの施工性や室内配合試験の結果をもとに、ソイルセメント強度、施工性、及び経済性などの面から判断し、一般的な地盤における配合例を示すと次の通りである。
【0044】
固化材添加量(kg/m3:地盤土1m3当たりのセメント量)
同時沈設方式の場合:300kg/m3
後沈設方式の場合:300〜400kg/m3
水固化材比(質量%)
同時沈設方式の場合:100〜120%
後沈設方式の場合:120〜150%
以上に鋼管ソイルセメント杭造成工法の場合の水硬性固化材の使用量について説明した。
【0045】
次に本発明の硬化遅延剤について、その効果を確認するために行った実験に基づいて説明する。
【0046】
鋼管ソイルセメント杭造成工法に通常行われる通常条件での室内試験とソイルセメント地中連続壁構築工法に通常行われる通常条件での室内試験とを実施し、施工性を判断する場合に問題となるスラリーの流動性試験として、鋼管ソイルセメント杭造成工法の室内試験で通常使用される改良土(ソイルセメント)の針貫入(プロクター)試験、及びソイルセメント地中連続壁構築工法の室内試験で通常使用されるベーンせん断抵抗試験の測定を行った。強度発現性についてはソイルセメント(改良土)の一軸圧縮強度試験を実施した。このような室内試験により遅延強化助剤の有効性を確認した。
【0047】
なお、改良土(ソイルセメント)の針貫入(プロクター)試験には、JIS A6204の付属書1のコンクリートの凝結時間試験方法を準用し、油圧式によるプロクター試験機(株式会社丸東製作所製)を用いて行った。その測定仕様は次の通りである。
【0048】
貫入方式:ハンドルを手動で回す方式
貫入抵抗測定:油圧荷重計置針指示式
荷重計:油圧ベローズ式、最大容量1000N、最小目盛10N
指針零点調整:手動式調整部装備
貫入針頭:100mm2,貫入支持線付き
試料容器:直径150mm、高さ150mmの円筒形容器
試料容器に上面を上端より約1cm低くなるように、改良土(ソイルセメント)を試料として充填し、表面を平滑な面として測定を行った。
【0049】
測定は、ハンドルを操作して貫入針頭を試料中に25mm貫入させた。貫入深さは、貫入針頭に付けた刻線によって確認した。貫入に要する時間は、約10秒とし、貫入試験を行った時刻及び貫入に要した力(N)を荷重計の置針から読みとって、記録した。このような測定を規定の経過時間毎に行った。貫入針頭の針跡の間隔は、用いる貫入針頭の直径の2倍以上で、かつ、15mm以上とし、試料容器の側面と針跡の間隔は、20mm以下とならないようにした。
【0050】
用いた貫入針頭の断面積(mm2)で貫入に要した力(N)を除し、貫入抵抗(N/mm2)を算出した。
【0051】
また、ベーンせん断抵抗試験は、地盤工学会基準(JGS 1411−195)の原位置ベーンせん断試験方法に準じて試験を行った。即ち、ベーンせん断抵抗試験は4枚の羽根(ベーンプレード)を測定部として持っている装置を使用し、この羽根を所定の深さ試料中へ押し込んだ後で回転させて試料をせん断する。このとき羽根の受ける最大抵抗値からせん断強さを求めるものである。
【0052】
より具体的には、ポケットベーンと呼ばれる高さ40mm,幅20mmの羽根(ベーンプレード)のものを使用し、載荷、測定装置は、回転ロッドとベーンシャフトを介して試料中に押し込んだベーンプレードを回転させ、トルクメータでトルクを測定する。
【0053】
測定は、回転ロッドにねじりを与えないようにして、ベーン(羽根)のみを所定の深さまでゆっくり押し込む。回転ロッドを載荷、測定装置に固定し、羽根を後で回転させて試料をせん断する。
【0054】
試料のせん断強さτv(kN/m2)を次式によって算定した。
【0055】
【数1】

Figure 0004307809
【0056】
ここに、
M:測定最大トルク(kN・m)
f:試験機の摩擦トルク(kN・m)
D:ベーンプレードの幅(m)
〔試験例1〕
試験例1として前記した鋼管ソイルセメント杭造成工法用の室内実験を行った試験結果を表1及び図1〜図4に示すが、この実験の条件は下記に示すとおりである。
【0057】
【表1】
Figure 0004307809
【0058】
水硬性固化材である高炉セメント(B種)を使用し、かつセメントの使用量であるセメント量C=300kg/m3(地盤土1m3当たりのセメント量)として、水固化材比100質量%とし、表1に示すように、粘土質、砂質土、シルトの各土質の地盤土試料に対し実験を行った。遅延剤、遅延強化助剤の添加量はセメント100質量部に対する質量部(外割)の値を%と表示している。表1の備考に示すように、各土質について図1〜図4に針貫入(プロクター)試験による針貫入抵抗試験結果を、縦軸に貫入抵抗、横軸に遅延剤、遅延強化助剤及びセメントからなる固化材液を地盤土試料に対し撹拌混合した時間からの経過時間(硬化時間)を横軸として詳細な結果を示した。
【0059】
表1中には鋼管ソイルセメント杭造成工法における鋼管のソイルセメント柱への回転埋設段階で重要となる貫入抵抗2〜4N/mm2までの硬化時間(経過時間)を示すと共に特に長期圧縮強度が問題となるシルト質の場合の圧縮強度を示した。圧縮強度の経時変化は、図5,図6に示した。
【0060】
図1は粘土質の地盤に関するもので、その含水比は、65.0%であった。遅延剤としてオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社サンフローパリック製)を使用し、図1ではER−2と表示した。また、遅延強化助剤として、表1に示したように、NaOH(試薬1級)と消石灰の等量混合物(図1中にはNa+Caと表示)、NaOH(試薬1級、図1中にはNaと表示)を用いた。添加量はそれぞれセメント100質量部に対する質量部の値(外割)を%と表示した。遅延強化助剤を加えないものを比較例として示した。なお、本発明では除外したが、本願の遅延強化助剤と同様の効果をもつ消石灰(Ca(OH) 、試薬1級、図1中にはCaと表示)を添加したものを参考例として示した。
【0061】
貫入抵抗が2N/mm及びで3N/mmとなるまでの時間は、比較例2で2.5時間及び4.3時間であるのに対し、実施例1では、時間及び12時間、実施例2では6時間及び8.5時間となっており、それぞれ硬化時間が遅延している。なお、参考例1も硬化時間が延長している。
【0062】
図2は砂質土の地盤に関するもので、遅延剤として、上記したと同じオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社サンフローパリック製)を使用し、図2ではER−2と表示した。参考例2,3,4として、表1に示したように、消石灰(Ca(OH)、試薬1級、図2中にはCaと表示)を用いたものを示した。添加量はそれぞれセメント100質量部に対する質量部の値(外割)を%で表示した。遅延剤(ER−2)のみを添加したものを比較例3とし、遅延剤(ER−2)と遅延強化助剤を全く加えないものを比較例4として示した。
【0063】
貫入抵抗値が2N/mm及びで3N/mmとなるまでの時間は、表1にも記載したように、比較例4では2.6時間及び3.3時間であるのに対し、参考例2,3,4では消石灰の量が増加するにつれて遅延効果が大きくなっている。
【0064】
図3はシルトの地盤に関するもので、遅延剤として、上記したと同じオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社サンフローパリック製)を使用し、図3ではER−2と表示した。参考例5,6,7として、表1に示したように、消石灰(Ca(OH)、試薬1級、図2中にはCaと表示)を用い、その添加量を変化させたものを参考として掲げた。添加量はそれぞれセメント100質量部に対する質量部の値(外割)を%で表示した。
【0065】
遅延剤(ER−2)と遅延強化助剤を全く加えないものを比較例6として示した。
【0066】
貫入抵抗値が2N/mm及びで4N/mmとなるまでの時間は、表1にも記載したように、比較例6では3.9時間及び7.8時間であった。参考例5,6,7では消石灰の量が増加するにつれて遅延効果が大きくなっている。
【0067】
図3に示した比較例及び実施例の一軸圧縮強度を図5に示した。長期強度(91日強度)を見ると、表1にも示したように、遅延剤、遅延強化助剤を添加しない比較例に対して、実施例の強度は概略同等と見ることができる。
【0068】
図4は同じくシルトの地盤に関するもので、遅延剤として、上記したと同じオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社フローリック製)を使用し、図4ではER−2と表示した。遅延強化助剤として、表1に示したように、NaOH(試薬1級、図4中にはNaと表示)、MgO(試薬1級、図4中にはMgと表示)、FeO(OH)(試薬1級、図4中ではFeと表示)、及びアルミナセメント(ラファージュ社製)を用いた。添加量はそれぞれセメントの質量部に対する質量部の値(外割)を%で表示した。遅延剤(ER−2)と遅延強化助剤を全く加えないものを比較例6として示した。なお、CaOを用いたものを参考例8、アルミナセメントを用いたものを参考例9として併せて示した。
【0069】
貫入抵抗値が2N/mm及びで4N/mmとなるまでの時間は、表1にも記載したように、比較例6では3.9時間及び7.8時間であるのに対し、実施例3では5.5時間及び14時間、実施例4では7時間及び14.3時間となっている。なお、参考例5,6,7,8も比較的良い成績を示した。図4に示す参考例、比較例及び実施例の一軸圧縮強度を図6に示した。長期強度(91日強度)を見ると、表1にも示したように、遅延剤、強化助剤を添加しない比較例に対して、MgOを加えたものは大きく上回っており、その他の実施例の強度は同等と見ることができる。
【0070】
〔試験例2〕
試験例2として前記したTRD工法用の室内実験を行った試験結果を表2並びに図7及び図8に示すが、この実験の条件は下記に示すとおりである。
【0071】
【表2】
Figure 0004307809
【0072】
水硬性固化材である高炉セメント(B種)を使用し、かつセメントの使用量であるセメント量C=250kg/m3(地盤土1m3当たりのセメント量)として、水固化材比200質量%とし、地盤土試料に対し実験を行った。遅延剤、遅延強化助剤の添加量はセメント100質量部に対する質量部(外割)の値を%と表示している。表2並びに図7及び図8に示すようベーンせん断抵抗試験よるにベーンせん断抵抗値(せん断強さ)を縦軸に、横軸に遅延剤、遅延強化助剤及びセメントからなる固化材液を地盤土試料に対し撹拌混合した時間からの経過時間(硬化時間)を横軸として詳細な結果を示した。
【0073】
なお、図7や図8において遅延剤としてオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社サンフローパリック製)を使用し、図7や図8においてER−2と表示した。
【0074】
また、ERと表示したものは遅延剤としてオキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社フローリック製)を使用したことを意味する。
更に、参考例10,11,12,13として、消石灰(Ca(OH)、試薬1級、図7や図8中にはCaと表示)及びCaOを使用したものを示した。
【0075】
添加量はそれぞれセメント100質量部の値(外割)を%と表示した。遅延剤や遅延強化助剤を加えないものは比較例とした。
【0076】
表2には6時間後(6H)、12時間後(12H)及び18時間後(18H)のベーンせん断抵抗値を示した。
【0077】
TRD工法において、H鋼等の補強材を挿入する作業が容易な範囲のベーンせん断抵抗値は、5kN/m程度までであり、比較例12,13,17では3時間〜6時間未満に制約されるが、本発明の硬化遅延剤を用いると、実施例7に示すように、18時間程度まで延長することができる。参考例10,11,12,13も比較的良好であった。
【0078】
以上の実施例において使用した遅延強化助剤の添加質量部を、使用した酸化物あるいは水酸化物(化合物)及びそれらの混合物の分子量に注目して、セメント1kg当り添加した化合物のモル数及び化学当量を表3に示した。
【0079】
【表3】
Figure 0004307809
【0080】
〔試験例3〕
試験例3として対象土にシルト質粘土を用い、試験例2と同様に、TRD工法用の室内実験を行った。結果を表4〜5並びに図9〜15に示した。この実験の条件は次のとおりである。
【0081】
水硬性固化材である高炉セメント(B種)を使用し、かつセメントの使用量であるセメント量C=250kg/m3(地盤土1m3当たりのセメント量)として、水固化材比100質量%とした。遅延剤、遅延強化助剤の添加量はセメント100質量部に対する質量部(外割)の値を%と表示している。図9〜15に示すように、ベーンせん断抵抗試験によるベーンせん断抵抗値(せん断強さ)を縦軸に取り、遅延剤、遅延強化助剤及びセメントからなる固化材液を地盤土試料に対し撹拌混合した時間からの経過時間(硬化時間)を横軸に取って詳細な結果を示した。
【0082】
遅延剤として、オキシカルボン酸系遅延剤(商品名ER−2,株式会社サンフローパリック製)を用い、遅延強化助剤として、ボウ硝(硫酸ソーダ、NaSO・10HO、試薬1級)、ミョウバン(カリウムアルミニウムミョウバン、AlK(SO・12HO、試薬1級)、亜硫酸ソーダ(NaHSO、試薬1級)、にがり(塩化マグネシウムMgCl・6HO、試薬1級)、苛性ソーダ(NaOH、試薬1級)、水酸化亜鉛(Zn(OH)、試薬1級)、硫酸アルミニウム(Al(SO、試薬1級)、又は水ガラス(ケイ酸ソーダ、NaO・SiO・HO、試薬1級)を用いたものを表4に示した。なお、参考例として、生石灰(CaO、試薬1級)、酸化亜鉛(ZnO、試薬1級)、消石灰(Ca(OH) 、試薬1級)、二水石膏(CaSO ・2H O、試薬1級)、塩化カルシウム(CaCl ・2H O、試薬1級)、炭酸カルシウム(CaCO 、試薬1級)を用いたものも併記した。
【0083】
表4の内、実施例8,9,10及び比較例18、19を図9に示した。
【0084】
また、遅延として、クエン酸、リグニンスルホン酸、ソルビトール、マルトース、イソマルオリゴ糖、又はポリアクリル酸を用い、遅延強化助として、苛性ソーダ(NaOH、試薬1級)を用いたものを表5に示した。遅延剤はそれぞれほぼ同等の遅延効果を有する添加量とした。すなわち水硬性固化材100質量部に対し、クエン酸3質量部、リグニンスルホン酸2質量部、マルトース2質量部、ソルビトール1質量部、イソマルオリゴ糖1質量部、ポリアクリル酸4質量部とした。なお、参考例として消石灰(Ca(OH) 、試薬1級)、酸化亜鉛(ZnO、試薬1級)を用いたものも併記した。表5の遅延剤ごとの試験結果をそれぞれ図10〜15に示した。
【0085】
【表4】
Figure 0004307809
【0086】
【表5】
Figure 0004307809
【0087】
添加量はそれぞれセメント100質量部に対する値(外割)を%と表示した。遅延剤や遅延強化助剤を加えないものを比較例として示した。また、Ca化合物又はZn化合物を添加したものを参考例として示した。
【0088】
表4、5には4時間後(4H)、6時間後(6H)及び8時間後(8H)のベーンせん断抵抗値を示した。TRD工法において、H鋼等の補強材を挿入する作業が容易な範囲のベーンせん断抵抗値は、5kN/m程度までである。従って、明らかにこれを越えるデータについては測定を行わなかった。表4、5中に+と表示してあるのは、概ね8kN/mを越えるような値となると想定されるものであって測定をしなかったものである。また、表4、5中の実施例、比較例及び参考例中の主なものについて材齢7日及び28日における圧縮強度を測定し、表4、5に併記した。
【0089】
表4において、比較例18は遅延剤(ER−2)のみを2%加え遅延強化助剤を加えないもの、比較例19は遅延剤、遅延強化助剤のいずれも加えないものである。比較例18では、TRD工法の適用は4時間未満程度までに制約される。比較例19では3時間以内に制約される。実施例19では、8時間未満程度まで遅延効果を利用することができ、実施例8,9,10,11では6時間未満程度まで遅延効果を利用することができる。また、実施例8,9では、材齢28日における圧縮強度も充分発現している。実施例7,12がやや使いにくい態様を示している。
【0090】
次に表5及び図10〜15について説明する。遅延として、クエン酸、リグニン、マルトース、イソマルオリゴ糖、又はポリアクリル酸を用いた。クエン酸(オキシカルボン酸系)は試薬1級、リグニンスルホン酸は日本製紙株式会社製リグニンスルホン酸カルシウム塩(平均分子量13,000)、マルトース(糖類系)は試薬1級、ソルビトール(糖アルコール系)は上野製薬製D−ソルビトール液、イソマルオリゴ糖(糖類系)は林原株式会社製イソマルオリゴ糖シラップ(商品名パノラップ(濃度75%))、ポリアクリル酸は株式会社サンフローパリック製ポリアクリル酸ソーダ(平均分子量14,000)(商品名ジオスパーK)を用いた。遅延強化助として、NaOHを用いたものを表5に示した。参考例としてCa(OH) 又はZnOを用いたものも示した。表5の遅延ごとの試験結果をそれぞれ図10〜15に示した。
【0091】
クエン酸を遅延剤とする実施例では、表5及び図10に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例25に比し、実施例13は遅延効果が大きく、せん断抵抗値が5kN/m 2 に達するまでに2〜4時間の付加時間の遅延効果が認められる。
【0092】
リグニンスルホン酸を遅延剤とする実施例では、表5及び図11に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例20に比べて実施例14が遅延効果が大きく、1〜3時間程度の付加時間の遅延効果が認められる。
【0093】
マルトースを遅延剤とする実施例では、表5及び図12に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例26に比べて実施例15は2〜4時間程度の付加時間が認められる。
【0094】
ソルビトールを遅延剤とする実施例16では、表5及び図13に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例21に対し、1〜3時間の付加時間の遅延効果が期待される。
【0095】
イソマルトオリゴ糖を遅延剤とする実施例17では、表5及び図14に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例22に対し、2〜4時間の遅延効果が認められる。
【0096】
ポリアクリル酸を遅延剤とする実施例では、表5及び図15に示すように、遅延強化助剤を加えない比較例23に対し、0.5〜2時間の遅延効果がある。
【0097】
次に、遅延としてER−2を用い、遅延強化助剤又は参考例として示した添加剤を10%としたとき、本発明の各遅延強化助剤のランク付けは、表6に示すようになる。表6におけるクラス分けは元素の周期律表の周期を示したものである。遅延効果は左側欄が大きく右に行くに従って小さくなる。また、同じ枠内に記載したものは遅延効果が概ね同等と考えられるものである。
【0098】
次に、実験例3で用いた遅延強化助剤又は参考例として示した添加剤の金属原子量と遅延効果との関係を表7に纏めて示した。表7中、括弧内に示した数字は、結晶水を除外した値を記載したものである。
【0099】
【表6】
Figure 0004307809
【0100】
【表7】
Figure 0004307809
【0101】
なお、遅延効果のみに注目すると、遅延強化助剤又は参考例として示した添加剤では酸化亜鉛(ZnO)等が高い効果を示す。遅延剤としては、糖類は、一般に要求される28日強度において、充分な強度の発現が期待できない場合があるため、取り扱いに注意を要する。但し、目的によっては、硬化遅延の効果及び強度発現期間などの選択によって、遅延剤及び遅延強化助剤の添加量は、本発明の添加割合の範囲内で充分に使用可能である。
【0102】
【発明の効果】
本発明の硬化遅延剤は、遅延剤(硬化遅延形の混和剤等の添加剤)の使用を減少させ、市中に出回っている材料を遅延強化助剤として使用することにより、従来の遅延硬化形の混和剤を多量に使用する問題点を解決することができる。すなわち、本発明の遅延硬化剤は、水硬性固化材の硬化遅延を図る技術に改良を加え、遅延強化助剤を添加することにより所期の硬化遅延効果を発揮し、多量使用する必要があった従来の硬化遅延形の混和剤を多量に使用する問題点を解決することができる。
【0103】
また本発明の第2の発明である水硬性固化材の硬化遅延工法に従えば、遅延強化助剤を添加することにより遅延剤の使用量を少なくしても所期の硬化遅延効果が発揮され、従来の硬化遅延形の混和剤が存在することで施工上の問題があった工事を問題なく施工することができる。
【0104】
次に、本発明の第3の発明である改良土の硬化遅延工法に従うと、改良土(ソイルセメント)の硬化が所望の時間に合わせるために、遅延剤(硬化遅延形の混和剤)を単独で使用する場合よりも、遅延強化助剤を併用添加することにより遅延剤(硬化遅延形の混和剤)自体の使用量を少なくしても所期の硬化遅延効果を発揮し、施工効率が上がりトータルコストが低減できる。また、遅延剤(硬化遅延形の混和剤)を単独で使用する場合、硬化を所望の時間まで遅延させるには遅延剤(硬化遅延形の混和剤)の添加量を多くする必要があり、添加量の増加により、改良土(ソイルセメント)の硬化体が十分な強度が得られない事態が発生していたが、遅延剤(硬化遅延形の混和剤)の使用量を減らしても、遅延強化助剤を添加することにより硬化を所望の時間まで遅延させることができるので、改良土(ソイルセメント)の硬化体の強度を許容範囲に収めることができる。
【0105】
即ち、水硬性固化材を地中に混合する改良土(ソイルセメント)造成工事中に、遅延剤(硬化遅延形の混和剤等の添加剤)の使用を減少させ、市中に出回っている材料を用いて、工費の上昇を招くことなく、短期的(数時間〜数日間)な効果を計ることができ、その後の強度発現性が改善され、従来の硬化遅延形の混和剤を多量に使用する場合、強度が十分に発現しないという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の針貫入試験結果を示すグラフである。
【図2】 参考例の針貫入試験結果を示すグラフである。
【図3】 参考例の針貫入試験結果を示すグラフである。
【図4】 実施例の針貫入試験結果を示すグラフである。
【図5】 参考例の圧縮強度を示すグラフである。
【図6】 実施例の圧縮強度を示すグラフである。
【図7】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図8】 参考例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図9】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図10】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図11】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図12】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図13】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図14】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図15】 実施例のベーンせん断試験結果を示すグラフである。
【図16】 水固化材比と施工性、残土量及び強度との関係を示すグラフである。
【図17】 固化材使用量と施工性、残土量及び強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 曲線(残土量)
11 曲線(強度)
12 範囲
13 曲線(強度)
14 曲線(残土量)
15 範囲[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a curing retarder that delays curing of a hydraulic solidifying material and a curing retarding method using the same. Furthermore, the present invention is also used as an effective curing retarder in the case where a delay in hardening of the improved soil is required in the construction to improve the soil by mixing and stirring with the soil to be solidified using a hydraulic solidifying material. The present invention relates to a curing retarder that can be used and a curing retardation method using the same.
[0002]
[Prior art]
When using various cements and / or cement-based solidifying materials, etc. (which are collectively referred to as “hydraulic solidifying material” in the present invention) that are hydraulic solidifying materials, the time until the hydraulic solidifying material is cured is determined. There may be a need to extend.
For example,
(1) With the transition of the construction process, such as when the construction is resumed after the construction interruption, the joining part of the solidified part that is generated becomes structurally discontinuous, resulting in a cold joint and insufficient stress transmission. In some cases, defects such as loss of water-stopping properties may occur at the cold joint. In order to avoid such a situation, it is necessary to extend the time until the portion applied at the tip of the joint portion is cured.
[0003]
(2) Also, in constructions that use hydraulic solidification materials, such as constructions that form continuous walls in the ground, steel pipes, H-shaped steels, I-type steels, while the hydraulic solidification materials are uncured. There is a method of inserting a reinforcing material such as. In this case, in the method of inserting a reinforcing material such as a steel material, the insertion becomes difficult or impossible after the hydraulic solidification material starts to harden. Moreover, it is common to insert the reinforcing material after forming a certain length of underground wall. Therefore, the time until the hydraulic solidifying material is hardened by the time of inserting the reinforcing material is extended. A need arises.
[0004]
The phenomena described in (1) and (2) above are constructions such as the following (3) and (4), etc., which are construction works that are mixed and stirred with ground soil using hydraulic solidification material. Also occurs in the case of.
[0005]
(3) Including construction to secure the supporting capacity of the ground by using soft soil as improved soil, construction of underground walls by improved soil to make earth retaining walls, water barriers, etc., or including harmful substances Construction when used for improved soil construction to detoxify contaminated soil.
[0006]
(4) In order to use as a foundation pile of a structure to be built on soft ground, a hydraulically solidified material is stirred and mixed while excavating the ground to form columnar improved soil (for example, soil cement column) in the ground. Then, a post-embedding method in which piles such as steel pipe piles are buried in the pillars of the improved soil, and, for example, excavating blades and stirring blades while discharging hydraulic solidifying material liquid (for example, cement milk) A simultaneous burying method in which piles such as steel pipe piles are laid to create a pile while forming a column of improved soil (for example, soil cement) by inserting a rod with a rod into the steel pipe and mixing with stirring (in either case) If steel pipe is used, it is called steel pipe soil cement pile construction method.)
[0007]
(A) In the post-embedding method described above, it may be difficult or impossible to insert a pile after the improved soil starts to harden.
[0008]
(B) Even in the case of the simultaneous burial method described above, the piles must be continuously sunk, and the piles need to be continuously sunk from the predetermined depth to the ground surface, and the improved soil constructed at the tip of the ground surface begins to harden. And after that time, it is difficult to move the pile down for insertion, and it may be impossible to construct a part deeper than the depth at that time. It is impossible to create piles up to a certain depth.
[0009]
In the case of pile construction using these improved soils, it is necessary to extend the time for hardening the hydraulic solidifying material to the time when the pile can be inserted to a predetermined depth.
[0010]
(5) Moreover, while discharging hydraulic solidifying material liquid (for example, cement milk), the improved soil (for example, soil cement) is deepened by inserting a drilled blade and a rod with a stirring blade into the steel pipe. In the case of construction, when the construction equipment including the drilling blade and the stirring blade at the deepest depth is collected after the construction to a predetermined depth, the portion of the drilling blade and the stirring blade is not changed after the upper improved soil begins to harden. The resistance force received is large, and it may be difficult or impossible to collect the construction equipment. Therefore, it is necessary to extend the time until the improved soil is hardened.
[0011]
In general, when the depth of construction of the improved soil is normal, immediately when the ground soil and hydraulic hardened solidified material are mixed into the improved soil (soil cement) as in (3) and (4) above, However, depending on the conditions of the soil, the start of hardening of the improved soil may be accelerated, and depending on the construction procedure, However, there are cases where it is desired to delay the start of hardening of the improved soil.
[0012]
As described above, when it is desired to delay the start of curing, it is generally performed to use a cement having a long curing time, for example, a blast furnace cement, as the hydraulic solidifying material. However, blast furnace cement has a slightly slower setting time than ordinary Portland cement, and a sufficient setting delay effect cannot be obtained.
[0013]
Therefore, in order to prevent these disadvantages, an additive having a retarding effect on the hydraulic solidifying material such as a retarding material (a conventionally known curing retarding admixture) is referred to as “retarding agent” in the present invention. ) May be added. And, it was known that the curing time was delayed by increasing the addition amount of the delayed curing type admixture, and ensuring the workability and improving the quality of the lapping part, etc. . For example, there is a technique for adjusting the curing delay of a cement-based solidified material (see, for example, Patent Document 1).
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-17864 (page 2-6)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the other hand, it is necessary to increase the amount of the retarder (cure retarding type admixture) to delay the curing until a desired time, and the increase in the amount added is sufficient with the hydraulic solidifying material such as cement. A situation where a sufficient strength could not be obtained occurred and sometimes caused problems in construction. In particular, this problem often occurs when the target soil is improved using a hydraulic solidifying material (for example, soil cement).
[0016]
Therefore, even if it is attempted to perform construction without using a retarder having such a problem, a situation in which construction cannot be performed occurs.
[0017]
The present invention improves the technology for delaying the curing of the hydraulic solidifying material, and exhibits a desired curing delay effect by adding a delay strengthening auxiliary, and the mixed cured product is desired even when mixed with soil. It aims at providing the hardening retarder which can exhibit intensity | strength. Another object of the method of the present invention is to provide a method for retarding the curing of improved soil (eg, soil cement) using such a retarder.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  1st invention of this invention consists of a retarder and the delay reinforcement | strengthening adjuvant which is 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of the following substance,Mix with soilHydraulic solidifying materialDuring ~It is a curing retarder characterized by being a material mixed in.
[0019]
                                Record
  Alkali metal oxides, hydroxides, silicates; magnesium oxides, chlorides; iron oxides, hydroxides;as well asAluminum oxide, hydroxylationobject
  In the present invention, the term “retarder” is not limited to a powdery or liquid form, and an additive having a retarding effect on a hydraulic solidifying material, such as a conventionally known curing retarding admixture. included. For example, the following (A) to (F) are included.
[0020]
(A) Commercial chemical admixtures for retarding concrete, dispersants for soil cement, retarders
(I) Oxycarboxylic acid or / and its salt
Examples of oxycarboxylic acids include gluconic acid, glucoheptonic acid, glycolic acid, hydroxypropanoic acid (eg, lactic acid, 3-hydroxypropanoic acid, etc.), hydroxybutyric acid (eg, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, etc.) Hydroxy valeric acid (for example, 2-hydroxy valeric acid, 3-hydroxy valeric acid, 4-hydroxy valeric acid, 5-hydroxy valeric acid, etc.), glyceric acid, tartaric acid, citric acid, tartronic acid, malic acid, citramalic acid, etc. Can be mentioned.
[0021]
Examples of the oxycarboxylate include ammonium salts, alkali metal salts (for example, sodium salts and potassium salts), and alkaline earth metal salts (for example, calcium salts and magnesium salts).
[0022]
Among the oxycarboxylic acids or salts thereof, preferred are sodium gluconate and / or sodium glucoheptonate.
[0023]
(C) Lignin sulfonate
Lignin sulfonate is a natural polymer (molecular weight is said to be distributed from several hundred to several million), which is usually contained in natural pulp raw materials by about 50 to 60%. It is classified into general lignin and high performance lignin. Lignin sulfonates classified as general lignin are obtained by desugaring the cooking eluate during sulfite pulp production, and the average molecular weight (Mw) is 20,000 or less (usually 10,000 to 14). About 1,000,000). In addition, lignin sulfonates classified as high-performance lignin are polymer fraction portions obtained by fractionating the above-mentioned digestion eluate or its desugared solution into a polymer fraction and a low-molecular fraction, and have an average molecular weight (Mw). ) Is said to be 20,000 or more (usually about 24,000 to 28,000), and these lignin sulfonates are roughly classified into Ca salts, Na salts, and Mg salts by a desugaring treatment method.
[0024]
(D) Sugars and their mixtures
Sugars include monosaccharides such as glucose, galactose, mannose, fructose, xylose, arabinose, ribose and deoxyribose, and oligosaccharides such as sucrose, maltose and lactose. Moreover, the mixture and also saccharide residue are mentioned.
[0025]
(E) Sugar alcohols
Examples of the sugar alcohol include erythritol, xylitol, arabitol, adonitol, sorbitol, mannitol, iditol, taritol, galactitol, and allitol.
[0026]
(F) Ester compound of sugar alcohol and higher fatty acid
The ester compound of sugar alcohol and higher fatty acid is the above polyhydric alcohol and stearic acid, oleic acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecyl acid, lauric acid having about 6 to 22 carbon atoms. And ester compounds with higher fatty acids such as tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, heptadecylic acid, nonadecanoic acid, behenic acid, elaidic acid and erucic acid.
[0027]
  Next, in the present invention, the “curing retarder” refers to a conventional “retarder” obtained by adding the “retard strengthening aid” according to the present invention. The “retard strengthening aid” according to the present invention includes alkali metal oxides, hydroxides, sulfites, sulfates, silicates; alkaline earth metal oxides, hydroxides, sulfates, chlorides, Carbonate; iron oxide, hydroxide; zinc oxide, hydroxide;as well asAluminum oxide, hydroxylationWith thingsis there.
[0030]
Next, the hydraulic solidification material targeted in the present invention is various cements and / or cement-based solidification materials that are hydraulic solidification materials. Examples of various cements include ordinary Portland cement and blast furnace cement. Can be mentioned.
[0031]
And the said retarder, the delay reinforcement | strengthening adjuvant, and the hydraulic solidification material may each be a single item, or can be made into the mixed item which mixed 2 or more beforehand. In other words, the retarder (cure retarding type admixture) and the delay-enhancing auxiliary agent according to the present invention may be kept separate, and the blending design may be appropriately performed at the time of use, or both may be mixed in advance. In addition, it is possible to obtain a premix product in which preparation at the site of use is omitted. Moreover, you may decide to mix a delay agent and a delay reinforcement | strengthening adjuvant, a delay reinforcement assistant, and a hydraulic solidification material or a delay agent and a hydraulic solidification material previously. These mixed products have the merit that the field work can be facilitated by supplying the mixture according to the use conditions.
[0032]
  Next, the second invention of the present invention uses at least the retarder of the first invention and the curing retarder.Mixed with soilThis is a method for delaying the curing of a hydraulic solidified material, characterized by delaying the curing of the hydraulic solidified material.
[0033]
According to this hardening delay construction method, the desired hardening delay effect is exhibited even if the amount of the retarder used is reduced by adding a delay strengthening auxiliary agent, and the mixed cured product is desired even when mixed with soil. The strength can be exhibited. In addition, it is possible to perform construction that cannot be performed without using a conventional retarder. Furthermore, when the curing retarder of the present invention is used, the improved soil during construction is maintained in a soft state for a long time, so that sufficiently good stirring can be achieved, so that stirring efficiency is improved and energy consumption for stirring is reduced. Reduction of construction costs by reducing the amount of work, shortening of the construction period by increasing the construction speed, reduction of wear of construction machines by reducing stirring resistance, recovery work of construction machines that could not be recovered in the past From the effects, the effect desired by the installer can be selected.
[0034]
Next, according to a third aspect of the present invention, there is provided a hardened material obtained by adding 0.2 to 12 parts by weight of a retarder and 1 to 50 parts by weight of a delay strengthening aid to 100 parts by weight of a hydraulic solidifying material. This is an improved soil retarding method characterized in that after the required construction is completed within the unhardened time of the improved soil, the improved soil is solidified after stirring. According to such a construction method, the hardening of the improved soil (for example, soil cement) can be adjusted to a desired time, so that it is less expensive than the case of using a retarding agent (delayed curing type admixture) alone. By adding such a delayed strengthening aid, even if the amount of the retarder (delayed curing type admixture) itself is reduced, the desired curing delay effect can be exhibited and the total cost can be reduced. In addition, when a retarder (cure retarding admixture) is used alone, it is necessary to increase the amount of retarder (cure retarding admixture) added in order to delay curing until the desired time. There was a situation where the hardened body of the improved soil (for example, soil cement) could not obtain sufficient strength due to the increase in the amount, but even if the amount of retarder (delayed-curing admixture) was reduced, it was delayed. Since the hardening can be delayed to a desired time by adding a reinforcing aid, the strength of the hardened body of the improved soil (for example, soil cement) can be kept within an allowable range.
[0035]
Examples of the above-mentioned solidification target soil include ground soil, soil discharge, industrial waste containing soil, etc., and for the purpose of improving soil, fluidized soil that forms soil cement and fluidizes and solidifies the soil. And so on.
[0036]
Further, as a specific example of performing the required work while the improved soil of the third invention (for example, soil cement) is uncured, a reinforcing material such as a steel pipe, H-shaped steel, or I-shaped steel is inserted into the improved soil. There are the following methods (a) and (b).
[0037]
(I) Steel pipe soil cement pile construction method
This construction method is the construction method described in the prior art (4). Synthetic piles in which this improved soil and steel pipe are integrated become a composite pile with high toughness and high bearing capacity. In the case of pile construction using this improved soil, hydraulic solidification is performed until the pile can be inserted to a predetermined depth. Extend the time for the material to cure.
[0038]
(B) Soil cement underground continuous wall construction method
By moving the chain saw-shaped cutter inserted in the ground in the horizontal direction and excavating the grooves, the solidified material liquid is injected to mix and agitate the ground soil and the solidified material liquid, thereby improving the soil continuously in the ground. This is an operation of inserting a reinforcing material such as H-shaped steel into a wall body in a construction method (hereinafter referred to as “TRD construction method”) for constructing a (soil cement) wall body. Such wall bodies are used for retaining walls, water blocking walls, liquefaction countermeasures, ground reinforcement, groundwater blocking, and the like.
[0039]
Next, numerical limitation of the present invention will be described. The amount of the retarder in the curing retarder is 0.2 to 12 parts by mass of the retarder to 100 parts by mass of the hydraulic solidifying material. If the amount is less than 0.2 parts by mass, the delay effect is poor even if the delay strengthening auxiliary according to the present invention is added. Moreover, even if it adds exceeding 12 mass parts, since a delay effect will be saturated, 12 mass parts was made into the upper limit. Since the basic technical idea of the present invention is to use an inexpensive delay strengthening aid by reducing the amount of retarder added, a value lower than this upper limit is usually adopted. A preferable value is 5 parts by mass or less. The amount of delay strengthening aid varies depending on the soil quality of the soil to be solidified, its water content, the amount of delay agent added, the type of delay strengthener, the length of the delay time, etc. Part. If the amount is less than 1 part by mass, the effect is poor, and even if added in excess of 50 parts by mass, the effect is saturated.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a general blending design will be described by taking the case of steel pipe soil cement pile construction method as an example. In determining the blending amount, the strength of the soil cement (improved soil) satisfies the target value and is within a range where both workability and economic efficiency can be achieved. When the solidifying material addition amount is constant, the horizontal axis is the water solidifying material ratio, and the horizontal axis is the residual soil amount and strength, a schematic graph as shown in FIG. 16 can be drawn. Curve 10 shows the amount of residual soil. The amount of remaining soil is the amount of soil discharged to the ground with the formation of soil cement (improved soil) by excavation and stirring due to the increase in volume due to the addition of the solidifying material liquid to the ground. Curve 11 shows the intensity.
[0041]
As the water-solidifying material ratio increases, the workability improves, but the strength expression decreases as shown by the curve 11. From this, the water solidifying material ratio within the range where the target strength is satisfied and the solidifying material can be pumped is indicated by a range 12. However, as the water-solidifying material ratio increases, the amount of residual soil increases as shown by the curve 10. Therefore, it is desirable to select a water-solidifying material ratio that is as small as possible in the range where workability is good.
[0042]
Also, when determining the optimum addition amount of the solidifying material, it should be considered that the target strength is often not satisfied when the addition amount of the solidifying material is small. FIG. 17 schematically shows the relationship between workability, strength (curve 13), and amount of residual soil (curve 14), with the horizontal axis representing the amount of solidifying material added when the water-solidifying material ratio is constant. As the solidifying material addition amount increases, the injection amount increases, so that the workability improves and the strength expression also increases. On the other hand, the amount of residual soil increases in proportion to the amount of solidification material added. Therefore, it is desirable to set an economical blending amount so as to minimize the amount of remaining soil in the range 15 that satisfies the target strength and also has good workability.
[0043]
From the above, based on the results of past workability and indoor blending tests, judging from the aspects of soil cement strength, workability, and economic efficiency, etc. is there.
[0044]
Solidification material addition amount (kg / mThree: Ground 1mThreePer cement)
For simultaneous laying method: 300 kg / mThree
In the case of post-sinking method: 300 to 400 kg / mThree
Water-solidifying material ratio (% by mass)
For simultaneous installation method: 100-120%
For post-sinking method: 120-150%
The amount of hydraulic solidification material used in the steel pipe soil cement pile construction method has been described above.
[0045]
Next, the curing retarder of the present invention will be described based on experiments conducted for confirming the effect.
[0046]
It is a problem when judging the workability by conducting a laboratory test under normal conditions normally used for steel pipe soil cement pile construction and a laboratory test under normal conditions normally performed for soil cement underground continuous wall construction. As a fluidity test of slurry, it is usually used in the laboratory test of the soil cement continuous wall construction method and the needle penetration (proctor) test of the improved soil (soil cement) usually used in the laboratory test of steel pipe soil cement pile construction method The vane shear resistance test was measured. For strength development, a uniaxial compressive strength test of soil cement (improved soil) was conducted. The effectiveness of the delay strengthening aid was confirmed by such laboratory tests.
[0047]
For the needle penetration (Proctor) test of improved soil (soil cement), the concrete setting time test method of Annex 1 of JIS A6204 is applied mutatis mutandis, and a hydraulic Proctor tester (manufactured by Maruto Seisakusho Co., Ltd.) is used. Used. The measurement specifications are as follows.
[0048]
Penetration method: Method to turn the handle manually
Penetration resistance measurement: Hydraulic load meter placement needle indicating type
Load meter: Hydraulic bellows type, maximum capacity 1000N, minimum scale 10N
Pointer zero adjustment: Equipped with manual adjustment unit
Penetrating needle head: 100mm2, With penetrating support wire
Sample container: cylindrical container having a diameter of 150 mm and a height of 150 mm
The sample container was filled with improved soil (soil cement) as a sample so that the upper surface was about 1 cm lower than the upper end, and the surface was measured as a smooth surface.
[0049]
The measurement was performed by operating the handle and penetrating the penetrating needle head 25 mm into the sample. The penetration depth was confirmed by a score line on the penetration needle head. The time required for the penetration was about 10 seconds, and the time when the penetration test was performed and the force (N) required for the penetration were read from the needle of the load meter and recorded. Such a measurement was performed every specified elapsed time. The distance between the needle traces of the penetrating needle head was not less than twice the diameter of the penetrating needle head used and 15 mm or more, and the distance between the side surface of the sample container and the needle trace was not 20 mm or less.
[0050]
Cross-sectional area of penetration needle head used (mm2), The force required for penetration (N) is removed, and the penetration resistance (N / mm2) Was calculated.
[0051]
In addition, the vane shear resistance test was performed in accordance with the in-situ vane shear test method of the Japan Geotechnical Society standard (JGS 1411-195). That is, the vane shear resistance test uses an apparatus having four blades (vane blades) as a measuring section, and after pushing the blades into a sample at a predetermined depth, the vanes are rotated to shear the sample. At this time, the shear strength is obtained from the maximum resistance value received by the blade.
[0052]
More specifically, a vane blade having a height of 40 mm and a width of 20 mm, called a pocket vane, is used, and the loading and measuring device rotates the vane blade pushed into the sample via the rotating rod and the vane shaft. Measure the torque with a torque meter.
[0053]
In the measurement, only the vane (blade) is slowly pushed to a predetermined depth without twisting the rotating rod. The rotating rod is loaded and fixed to the measuring device, and the blade is rotated later to shear the sample.
[0054]
Sample shear strength τv(KN / m2) Was calculated by the following formula.
[0055]
[Expression 1]
Figure 0004307809
[0056]
here,
M: Maximum measured torque (kN · m)
Mf: Friction torque of testing machine (kN · m)
D: Width of vane blade (m)
[Test Example 1]
Table 1 and FIGS. 1 to 4 show the test results of the laboratory experiment for the steel pipe soil cement pile construction method described above as Test Example 1, and the conditions of this experiment are as shown below.
[0057]
[Table 1]
Figure 0004307809
[0058]
Blast furnace cement (type B) which is a hydraulic solidifying material is used, and the amount of cement used is the amount of cement C = 300 kg / mThree(Ground soil 1mThreeExperiments were conducted on soil soil samples of clay, sandy soil, and silt, as shown in Table 1, with a water-solidifying material ratio of 100% by mass. As for the addition amount of the retarder and the delay strengthening aid, the value of the part by mass (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement is indicated as%. As shown in the remarks in Table 1, for each soil, the results of needle penetration resistance test by the needle penetration (Proctor) test are shown in Figs. 1 to 4, the vertical axis is penetration resistance, the horizontal axis is retarder, delay reinforcement aid and cement Detailed results were shown with the horizontal axis representing the elapsed time (curing time) from the time when the solidified material solution consisting of was ground and mixed with the ground soil sample.
[0059]
Table 1 shows the penetration resistance of 2 to 4 N / mm, which is important at the stage of rotary embedding of steel pipes into soil cement columns in the steel pipe soil cement pile construction method.2In addition to the curing time (elapsed time), the compressive strength in the case of silty, in which long-term compressive strength is a problem, was shown. The change over time in the compressive strength is shown in FIGS.
[0060]
  FIG. 1 relates to clayey ground, and the water content was 65.0%. As the retarder, an oxycarboxylic acid-based retarder (trade name ER-2, manufactured by Sunflow Palic Co., Ltd.) was used, which is indicated as ER-2 in FIG. Moreover, as shown in Table 1, as a delay strengthening aid, NA mixture of equal amounts of aOH (reagent grade 1) and slaked lime (indicated as Na + Ca in FIG. 1) and NaOH (reagent grade 1, indicated as Na in FIG. 1) were used. As for the amount added, the value (external ratio) of parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement was indicated as%. A comparative example in which no delay strengthening aid was added was shown.Although excluded in the present invention, slaked lime (Ca (OH)) having the same effect as the delay strengthening aid of the present application. 2 A reagent grade 1 and labeled with Ca in FIG. 1 are shown as reference examples.
[0061]
  Penetration resistance is 2 N / mm2And 3 N / mm2In Comparative Example 2, the time to be 2.5 hours and 4.3 hours, whereas in Example 1,6Time and 12:00while,In Example 2, it took 6 hours.8. It is 5 hours, and each curing time is delayed.In Reference Example 1, the curing time is extended.
[0062]
  FIG. 2 relates to the ground of sandy soil. As the retarder, the same oxycarboxylic acid-based retarder (trade name ER-2, manufactured by Sunflow Paric Co., Ltd.) as described above is used. In FIG. 2 is displayed.Reference examples 2, 3, 4As shown in Table 1, slaked lime (Ca (OH)2, Reagent grade 1, using Ca in Fig. 2)Showed. The amount added was expressed in terms of% by mass (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement. A comparative example 3 was obtained by adding only the retarder (ER-2), and a comparative example 4 was obtained by adding neither the retarder (ER-2) nor the retardation enhancing aid.
[0063]
  Penetration resistance value is 2 N / mm2And 3 N / mm2As shown in Table 1, the time until the time becomes 2.6 hours and 3.3 hours in Comparative Example 4, whereasReference examples 2, 3,4Is offThe delay effect increases as the amount of lime increases.
[0064]
  FIG. 3 relates to the ground of silt. As the retarder, the same oxycarboxylic acid retarder as described above (trade name ER-2, manufactured by Sunflow Paric Co., Ltd.) is used. In FIG. displayed.Reference examples 5, 6, 7As shown in Table 1, slaked lime (Ca (OH)2, Reagent 1 grade, indicated as Ca in FIG. 2), and the amount added was changedStuff as a reference. The amount added was expressed in terms of% by mass (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement.
[0065]
A comparative example 6 in which neither a retarder (ER-2) nor a delay-enhancing auxiliary was added was shown.
[0066]
  Penetration resistance value is 2 N / mm2And 4 N / mm2As described in Table 1, the time until the time is 3.9 hours and 7.8 hours in Comparative Example 6It was. Reference examples 5, 6,7Is offThe delay effect increases as the amount of lime increases.
[0067]
The uniaxial compressive strengths of the comparative example and the example shown in FIG. 3 are shown in FIG. Looking at the long-term strength (91-day strength), as shown in Table 1, the strength of the examples can be seen to be roughly equivalent to the comparative example in which the retarder and the delay-strengthening aid are not added.
[0068]
  FIG. 4 also relates to the ground of silt. As the retarder, the same oxycarboxylic acid-based retarder as described above (trade name ER-2, Inc.Floric4) and indicated as ER-2 in FIG. As shown in Table 1, as delay enhancement aids, NaOH (reagent grade 1, indicated as Na in FIG. 4), MgO (reagent grade 1, indicated as Mg in FIG. 4), FeO (OH) (Reagent grade 1, indicated as Fe in FIG. 4) and alumina cement (Lafarge) were used. The amount added was expressed as a percentage (external ratio) of parts by mass with respect to parts by mass of cement. A comparative example 6 in which neither a retarder (ER-2) nor a delay-enhancing auxiliary was added was shown. In addition, the thing using CaO is the reference example 8.Example 9 using alumina cementAs shown together.
[0069]
  Penetration resistance value is 2 N / mm2And 4 N / mm2As described in Table 1, the time until the time becomes 3.9 hours and 7.8 hours in Comparative Example 6, while 5.5 hours and 14 hours in Example 3, and Example 4 Then it is 7 hours and 14.3 hours. Reference examples 5, 6, and 7, 8Also showed relatively good results. The uniaxial compressive strengths of the reference example, comparative example, and example shown in FIG. 4 are shown in FIG. Looking at the long-term strength (91-day strength), as shown in Table 1, compared to the comparative example in which no retarder or reinforcing aid was added, the one with MgO greatly exceeded the other examples. The strength of can be seen as equivalent.
[0070]
[Test Example 2]
Table 2 and FIG. 7 and FIG. 8 show the results of a laboratory experiment for the TRD method described above as Test Example 2. The conditions for this experiment are as follows.
[0071]
[Table 2]
Figure 0004307809
[0072]
Blast furnace cement (type B), which is a hydraulic solidifying material, is used, and the amount of cement used is Cement amount C = 250 kg / mThree(Ground soil 1mThreeThe amount of cement per unit) was 200% by mass of the water-solidifying material, and an experiment was performed on a ground soil sample. As for the addition amount of the retarder and the delay strengthening aid, the value of the part by mass (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement is indicated as%. As shown in Table 2 and FIG. 7 and FIG. 8, according to the vane shear resistance test, the vertical axis indicates the vane shear resistance value (shear strength), and the horizontal axis indicates the solidifying material liquid composed of the retarder, the delay strengthening aid and cement. Detailed results are shown with the elapsed time (curing time) from the time of stirring and mixing with the soil sample as the horizontal axis.
[0073]
In FIG. 7 and FIG. 8, an oxycarboxylic acid type retarder (trade name ER-2, manufactured by Sunflow Paric Co., Ltd.) was used as the retarder, and indicated as ER-2 in FIG. 7 and FIG.
[0074]
  Moreover, what is indicated as ER is an oxycarboxylic acid type retarder (trade name ER-2, Inc.) as a retarder.FloricMeans that it was used.
Furthermore, reference examples10, 11, 12, 13As slaked lime (Ca (OH)2, Reagent grade 1, indicated as Ca in FIGS. 7 and 8, and those using CaO.
[0075]
The amount added was indicated by 100% (external percentage) of 100 parts by mass of cement. Those without the addition of a retarding agent or retardation enhancing aid were used as comparative examples.
[0076]
Table 2 shows the vane shear resistance values after 6 hours (6H), 12 hours (12H) and 18 hours (18H).
[0077]
  In the TRD method, the vane shear resistance value in the range where the work of inserting a reinforcing material such as H steel is easy is 5 kN / m.2In Comparative Examples 12, 13, and 17, it is limited to 3 to less than 6 hours. However, when the curing retarder of the present invention is used, it is extended to about 18 hours as shown in Example 7. Can do. Reference example10, 11, 12, 13Was also relatively good.
[0078]
Paying attention to the molecular weight of the oxides or hydroxides (compounds) used and the mixtures thereof, the added mass parts of the delay strengthening aid used in the above examples, the number of moles of compounds added per 1 kg of cement and the chemistry The equivalent weight is shown in Table 3.
[0079]
[Table 3]
Figure 0004307809
[0080]
[Test Example 3]
As Test Example 3, silt clay was used as the target soil, and a laboratory experiment for the TRD method was conducted in the same manner as Test Example 2. The results are shown in Tables 4 to 5 and FIGS. The conditions of this experiment are as follows.
[0081]
Blast furnace cement (type B), which is a hydraulic solidifying material, is used, and the amount of cement used is Cement amount C = 250 kg / mThree(Ground soil 1mThreeThe amount of cement per unit weight) was 100% by mass of the water-solidifying material ratio. As for the addition amount of the retarder and the delay strengthening aid, the value of the part by mass (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement is indicated as%. As shown in FIGS. 9 to 15, the vane shear resistance value (shear strength) by the vane shear resistance test is taken on the vertical axis, and the solidified material liquid composed of a retarder, a delay strengthening auxiliary agent and cement is stirred to the ground soil sample. Detailed results are shown by taking the elapsed time (curing time) from the mixing time on the horizontal axis.
[0082]
  As a retarder, an oxycarboxylic acid-based retarder (trade name ER-2, manufactured by Sunflow Paric Co., Ltd.) is used as a delay strengthening aid., BoSodium nitrate (sodium sulfate, Na2SO4・ 10H2O, reagent grade 1), alum (potassium aluminum alum, AlK (SO4)2・ 12H2O, reagent grade 1), SubSodium sulfate (NaHSO3, Reagent grade 1), bittern (magnesium chloride MgCl)2・ 6H2O, reagent grade 1),Soda (NaOH, reagent grade 1),waterZinc oxide (Zn (OH)2, Reagent grade 1), aluminum sulfate (Al2(SO4)3, Reagent grade 1), or water glass (sodium silicate, Na2O ・ SiO2・ H2Table 4 shows the results using O, reagent grade 1).As reference examples, quick lime (CaO, reagent grade 1), zinc oxide (ZnO, reagent grade 1), slaked lime (Ca (OH)) 2 , Reagent grade 1), dihydrate gypsum (CaSO 4 ・ 2H 2 O, reagent grade 1), calcium chloride (CaCl 2 ・ 2H 2 O, reagent grade 1), calcium carbonate (CaCO 3 , Reagent grade 1) was also shown.
[0083]
  Example of Table 48, 9, 109 and Comparative Examples 18 and 19 are shown in FIG.
[0084]
  Also delayAgentAs citric acid, lignin sulfonic acid, sorbitol, maltose, isomaly oligosaccharide, or polyacrylic acidAgentAs,Table 5 shows the results using the soda (NaOH, reagent grade 1). Each of the retarders was added in an amount having a substantially equivalent delay effect. In other words, 3 parts by mass of citric acid, 2 parts by mass of lignin sulfonic acid, 2 parts by mass of maltose, 1 part by mass of sorbitol, 1 part by mass of isomaligoligosaccharides, and 4 parts by mass of polyacrylic acid were added to 100 parts by mass of the hydraulic solidifying material.As a reference example, slaked lime (Ca (OH) 2 , Reagent grade 1), and those using zinc oxide (ZnO, reagent grade 1) are also shown.The test results for each retarder in Table 5 are shown in FIGS.
[0085]
[Table 4]
Figure 0004307809
[0086]
[Table 5]
Figure 0004307809
[0087]
  The amount added (external ratio) with respect to 100 parts by mass of cement was indicated as%. A comparative example in which no retarding agent or retardation enhancing aid was added was shown.Moreover, what added Ca compound or Zn compound was shown as a reference example.
[0088]
  Tables 4 and 5 show the vane shear resistance values after 4 hours (4H), 6 hours (6H) and 8 hours (8H). In the TRD method, the vane shear resistance value in the range where the work of inserting a reinforcing material such as H steel is easy is 5 kN / m.2To the extent. Therefore, no measurements were made on data that clearly exceeded this. What is indicated as + in Tables 4 and 5 is approximately 8 kN / m2It was assumed that the value would exceed, and was not measured. Also, in Tables 4 and 5Examples, comparative examples and reference examplesThe compressive strength at the age of 7 and 28 days was measured for the main ones, and the results were also shown in Tables 4 and 5.
[0089]
  In Table 4, Comparative Example 18 is one in which only 2% of the retarding agent (ER-2) is added and no delay strengthening aid is added, and Comparative Example 19 is one in which neither the retarding agent nor the delay strengthening aid is added. In Comparative Example 18, application of the TRD method is restricted to less than about 4 hours. In Comparative Example 19, it is restricted within 3 hours. In Example 19, the delay effect can be used up to about 8 hours.8, 9, 10, 11Then, the delay effect can be used up to about 6 hours. Examples8,9Then, the compressive strength at the age of 28 days is sufficiently expressed. Example7, 12However, it is a little difficult to use.
[0090]
  Next, Table 5 and FIGS. delayAgentAs citric acid, lignin, maltose, isomaly oligosaccharide, or polyacrylic acid was used. Citric acid (oxycarboxylic acid type) is reagent grade 1, lignin sulfonic acid is lignin sulfonic acid calcium salt (average molecular weight 13,000) manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., maltose (sugar type) is reagent grade 1, sorbitol (sugar alcohol type) ) Is a D-sorbitol solution manufactured by Ueno Pharmaceutical Co., Ltd., isomaly-oligosaccharides (sugars) is isomali-oligosaccharide syrup (trade name panorup (concentration 75%)) manufactured by Hayashibara Co., Ltd. (Average molecular weight 14,000) (trade name Geosper K) was used. Delay enhancement assistantAgentAs, NTable 5 shows the results using aOH.Ca (OH) as a reference example 2 Or what used ZnO was also shown.Table 5 DelayAgentThe test results for each are shown in FIGS.
[0091]
  In the example using citric acid as a retarding agent, as shown in Table 5 and FIG.13Has a large delay effect and a shear resistance of 5 kN / m 2 A delay effect of 2 to 4 hours additional time is observed before reaching.
[0092]
  In the example using lignin sulfonic acid as a retarder, as shown in Table 5 and FIG.14However, the delay effect is large, and a delay effect of about 1 to 3 hours is recognized.
[0093]
  In the example using maltose as a retarding agent, as shown in Table 5 and FIG.15The addition time of about 2 to 4 hours is recognized.
[0094]
  Examples using sorbitol as a retarder16Then, as shown in Table 5 and FIG. 13, with respect to the comparative example 21 which does not add a delay reinforcement | strengthening adjuvant, the delay effect of 1-3 hours of addition time is anticipated.
[0095]
  Examples using isomaltoligosaccharide as a retarder17Then, as shown in Table 5 and FIG. 14, a delay effect of 2 to 4 hours is observed with respect to Comparative Example 22 in which no delay strengthening aid is added.
[0096]
In the Example which uses polyacrylic acid as a retarder, as shown in Table 5 and FIG. 15, there is a delay effect of 0.5 to 2 hours compared to Comparative Example 23 in which no delay strengthening aid is added.
[0097]
  Then delayAgentER-2 as a delay enhancement aidOr additives shown as reference examplesTable 6 shows the ranking of each delay strengthening aid of the present invention. The classification in Table 6 shows the period of the periodic table of elements. The delay effect decreases as the left column increases to the right. Moreover, what was described in the same frame is considered that the delay effect is substantially equivalent.
[0098]
  Next, the delayed strengthening aid used in Experimental Example 3Or additives shown as reference examplesTable 7 summarizes the relationship between the amount of metal atoms and the delay effect. In Table 7, the numbers shown in parentheses are values excluding crystallization water.
[0099]
[Table 6]
Figure 0004307809
[0100]
[Table 7]
Figure 0004307809
[0101]
  If you focus only on the delay effect, the delay enhancement aidOr the additive shown as a reference exampleShows high effect of zinc oxide (ZnO) or the like. As a retarder, saccharides need to be handled with care because there may be cases where expression of sufficient strength cannot be expected at the generally required 28-day strength. However, depending on the purpose, the addition amount of the retarder and the delay strengthening aid can be sufficiently used within the range of the addition ratio of the present invention, depending on the selection of the effect of retarding curing and the strength development period.
[0102]
【The invention's effect】
The curing retarder of the present invention reduces the use of retarding agents (additives such as retarding type admixtures) and uses conventional materials on the market as a delayed strengthening aid, thereby delaying the conventional delayed curing. The problem of using a large amount of the admixture in the form can be solved. That is, the delayed curing agent of the present invention has been improved by improving the technology for delaying the curing of the hydraulic solidifying material, and exhibits the desired curing delay effect by adding a delay-strengthening aid, so that it needs to be used in a large amount. In addition, the problem of using a large amount of conventional curing retarding admixture can be solved.
[0103]
In addition, according to the method of delaying hardening of the hydraulic solidified material according to the second aspect of the present invention, the expected effect of delaying curing is exhibited even if the amount of the retarder used is reduced by adding a delay reinforcing aid. In addition, it is possible to construct a construction that has a problem in construction due to the presence of the conventional delayed curing type admixture.
[0104]
Next, according to the method for delaying hardening of the improved soil according to the third aspect of the present invention, in order to set the improved soil (soil cement) to the desired time, a retarder (setting delay type admixture) is used alone. Compared to the case of using at the same time, by adding a delay-intensifying aid together, even if the amount of retarder (cure retarding admixture) itself is reduced, the expected retarding effect is exhibited and construction efficiency is increased. Total cost can be reduced. In addition, when a retarder (cure retarding admixture) is used alone, it is necessary to increase the amount of retarder (cure retarding admixture) added in order to delay curing until the desired time. Although the hardened body of the improved soil (soil cement) did not have sufficient strength due to the increase in the amount, it was delayed and strengthened even if the amount of retarder (hardening delay type admixture) was reduced. Since the hardening can be delayed to a desired time by adding an auxiliary agent, the strength of the hardened body of the improved soil (soil cement) can be kept within an allowable range.
[0105]
In other words, during the construction of improved soil (soil cement) that mixes hydraulic solidification material into the ground, the use of retarders (additives such as hardened retarded admixtures) is reduced, and the materials that are on the market Can be used for a short-term (several hours to several days) without incurring an increase in construction costs, improve the subsequent strength development, and use a large amount of conventional delayed-type admixtures When it does, the problem that intensity | strength does not fully express can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the results of a needle penetration test of an example.
[Figure 2]referenceIt is a graph which shows the needle penetration test result of an example.
[Fig. 3]referenceIt is a graph which shows the needle penetration test result of an example.
FIG. 4 is a graph showing the results of a needle penetration test of an example.
[Figure 5]referenceIt is a graph which shows the compressive strength of an example.
FIG. 6 is a graph showing the compressive strength of Examples.
FIG. 7 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
[Fig. 8]referenceIt is a graph which shows the vane shear test result of an example.
FIG. 9 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 10 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 11 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 12 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 13 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 14 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 15 is a graph showing the results of a vane shear test of an example.
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the water-solidifying material ratio, workability, amount of residual soil, and strength.
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the amount of solidifying material used, workability, amount of residual soil, and strength.
[Explanation of symbols]
10 Curve (Remaining soil amount)
11 Curve (Intensity)
12 range
13 Curve (Intensity)
14 Curve (Remaining soil amount)
15 range

Claims (3)

遅延剤と、下記に示した物質からなる群から選ばれた1種又は2種以上である遅延強化助剤とからなり、土と混合する水硬性固化材に混入する材料であることを特徴とする硬化遅延剤。

アルカリ金属の酸化物、水酸化物、ケイ酸塩;マグネシウムの酸化物、塩化物;鉄の酸化物、水酸化物;及びアルミニウムの酸化物、水酸化物
Characterized in that the retarder consists of a one or two or more at a delay reinforcing aids selected from the group consisting of substances indicated below, a material to be mixed into hydraulic solidifying material during mixing with the soil Curing retarder.
Alkali metal oxides, hydroxides, silicates; magnesium oxides, chlorides; iron oxides, hydroxides; and aluminum oxides, hydroxides
遅延剤と、請求項1記載の遅延強化助剤とを少なくとも用いて土と混合した水硬性固化材の硬化を遅延させることを特徴とする水硬性固化材の硬化遅延工法。A method for delaying the curing of a hydraulic solidifying material, comprising delaying the curing of the hydraulic solidifying material mixed with soil using at least a retarding agent and the delay strengthening auxiliary agent according to claim 1. 水硬性固化材100質量部に遅延剤0.2〜12質量部及び請求項1記載の遅延強化助剤1〜50質量部を添加して成る硬化材を、掘削翼と撹拌翼を有する装置で固化対象土と攪拌混合して硬化遅延された改良土とし、該改良土の未硬化時間内に所要工事を遂行した後、前記改良土を固化させることを特徴とする改良土の硬化遅延工法。  A hardened material obtained by adding 0.2 to 12 parts by weight of a retarder and 1 to 50 parts by weight of the delay strengthening auxiliary agent according to claim 1 to 100 parts by weight of a hydraulic solidifying material is a device having an excavation blade and a stirring blade. A method for delaying hardening of an improved soil, characterized in that the improved soil is agitated and mixed with the soil to be solidified to obtain a hardened delayed soil, and after the required construction is performed within the unhardened time of the improved soil, the improved soil is solidified.
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