JP4902356B2 - 地盤改良材用組成物、それを用いた注入材及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、高炉フュームの有効利用方法並びに土木・建築業界における地盤改良工事や止水工事等で広く用いられる地盤改良材用組成物、それらの調製方法、及びそれらを用いてなる注入材に関する。

近年、環境問題が大きくクローズアップされており、特に、産業副産物の有効利用について、様々な試みがなされている。それらの中で、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、又はシリカフュームなどは、既に多くの有効利用方法が確立されており、例えば、ポルトランドセメントに多量に混合されて使用され、ＪＩＳにも制定されている。
しかしながら、未だに有効利用法が確立されていない産業副産物も多く見受けられ、その利用方法を確立することが循環型社会の構築に向けて強く求められている。
そのひとつに、高炉フュームが挙げられる。

高炉フュームは、鉄鋼の製造過程で発生する副産物であり、銑鉄を得る際に高炉から発生するヒュームを集塵したダストである。高炉フュームの有効利用法としては、これまでに、ガラス繊維補強セメント複合体に用いる混和材として提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。しかし、高炉フュームの成分中にはアルカリ金属が含まれており、現状ではアルカリ骨材反応の懸念からコンクリートへの使用は難しく、その利用方法の確立が望まれていた。

一方、地盤改良材は、地盤改良工事や止水工事等に広く用いられている。
地盤改良工事とは、軟弱地盤をはじめ、ダムや発電所等の大型特殊構造物の基礎地盤補強のカーテングラウトや、トンネル、石油やＬＰＧ備蓄基地等の地中構造物施工時の薬液注入による地盤改良工事である。止水工事とは、地下水位より低い場所、海底下、及び帯水地盤における地下構造物の掘削工事の際に発生する湧水を注入材を注入することにより防いだり、地盤の水密性を上げるために地盤改良材を注入する工事である。また、これらの他にも、排水性の悪い地盤や液状化地盤等における一般住宅やマンションの地盤改良や上下水道等のインフラ整備における地盤の崩落防止工事等がある。
地盤改良材は、これらの工事に広く使用されているものであり、地盤を固結させたり、圧密脱水することにより地盤の強化等を図る目的で使用する材料をいう。

次に、上記の地盤改良材並びにそれを用いた工事について、具体例を挙げ説明する。
例えば、トンネルの覆工において、施工時や施工後に、覆工コンクリート背面に空洞が発生する場合がある。この空洞をそのまま放置すると、空洞部への地山の崩落に伴い、地表面が沈下する。地山の崩落が激しい場合には、覆工コンクリートの変形や破壊、特に、トンネルの崩落が発生したり、空洞への地下水の流入による覆工コンクリートの劣化、及びそれに伴う劣化コンクリート片の走行車線への落下や、クラック部からの漏水による冬季に走行車線が凍結するなどの問題があった。

また、近年、施工件数が増加しているトンネル補修工事の中に、覆工コンクリート背面の空洞に注入材を充填し、トンネルの安定化を図る裏込め注入工法がある。ここで使用される注入材を裏込め材と言い、従来、セメント−ベントナイトが一般的に用いられてきた。しかし、流動性が大きすぎ、裏込め材が遠方まで不必要に逸流したり、湧水があると裏込め材が流出したり、希釈されて物性が低下したりするなどの問題があった。

そこで、セメントとベントナイトの主材に、高吸水性樹脂を添加して、その粘度を大きくする方法や、水ガラスを添加して硬化促進する方法が提案された（特許文献３、特許文献４参照）。

しかしながら、いずれの方法も粘度が上昇するまでに時間を必要とする上、高吸水性樹脂を添加する方法は高吸水性樹脂自体が高価である。また、初めから注入材に投入して練混ぜると、主材の粘度が高くなるため、圧送距離を短くせざるを得ず、注入箇所が限定されるという問題があった。

一方、水ガラスを添加する方法は、水ガラスのｐＨが１３以上と強アルカリであるため、作業が相当制限される、硬化体からの溶出水が環境に負荷を与える、及び硬化体の長期強度が低下するなどの問題があった。

また、最近では裏込め材の持つ問題を解決する方法として、セメント−ベントナイトやセメント−石炭灰（フライアッシュ）の主材に、可塑化材としてポリマーを添加することにより瞬時に可塑化して、水中不分離性や安全性を改善したものが提案されている（特許文献３、特許文献５、及び特許文献６参照）。

一方、地盤の補強や止水効果を得るため、セメントを用いた注入材が用いられている（特許文献７参照）。しかしながら、地質が、細砂、シルト、あるいは粘土の場合には地盤への浸透性が小さく、注入が困難になるなどの問題があった。

特開２００２-４７０３７号公報 特開２００４-６７４７７号公報 特開平１０-２３７４４６号公報 特開平１１-６１１２３号公報 特開平１０-２３８２８９号公報 特開２０００-２８０２３１号公報 特開２００４-１４９６８５号公報

本発明は、地盤改良工事や止水工事等おいて広範に利用可能な地盤改良材であって、特に有効利用法が見出されていない高炉フュームを用い、（１）浸透性や耐久性に優れる地盤改良材用組成物、（２）ベントナイトや高吸水性樹脂を使用した注入材より長距離圧送性に優れ、また、可塑化材添加後は速やかに増粘し、例えば、裏込め材等の空隙充填材が遠方まで不必要に逸流したり、湧水があっても空隙充填材が流出したり、希釈されて物性が低下したりすることなく、さらに、水ガラスのように溶出水が強アルカリとならない地盤改良材用組成物、及び（３）それらの地盤改良材用組成物を用いてなる、地盤への高い浸透性を有する注入材を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、高炉フュームを含有してなる新規な地盤改良材用組成物が上記課題を良好に達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。なお、本明細書における「部」や「％」は、特に規定しない限り質量基準で示す。
即ち、本発明は下記を要旨とするものである。
（１）高炉フュームを含有してなることを特徴とする地盤改良材用組成物。
（２）更に、シリカフュームを含有してなる上記（１）に記載の地盤改良材用組成物。
（３）最大粒径４０μｍの、セメント若しくは水酸化カルシウムを含有してなる上記（１）又は（２）に記載の地盤改良材用組成物。
（４）セメント、及びアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンを含有してなる上記（１）に記載の地盤改良材用組成物。
（５）高炉フュームが、セメント１００部に対して、３０〜５００部である上記（４）に記載の地盤改良材用組成物。
（６）アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンが、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物との共重合により得られるポリマーエマルジョンである上記（４）又は（５）に記載の地盤改良材用組成物。
（７）さらに、硬化促進剤を含有してなる上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
（８）硬化促進剤が、アルミン酸塩及び／又は硫酸塩を含有する上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
（９）高炉フュームが、最大粒径３０μｍを有する上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物
（１０）高炉フュームが、ＳｉＯ_２が２０〜３０％、Ａｌ_２Ｏ_３が１０〜１５％、及びＣａＯが１５〜２５％を有する上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物からなる注入材。
（１２）アルミン酸カルシウム又はアルミノケイ酸カルシウム、石膏、及びアルカリ刺激材を含有してなる上記（１１）に記載の注入材
（１３）高炉フューム１００部に対して、アルミン酸カルシウム又はアルミノケイ酸カルシウム１〜１５部、石膏１〜５0部、及びアルカリ刺激材１〜５０部を含有してなる上記（１１）又は（１２）に記載の注入材。
（１４）最大粒子径が２０μｍ以下である上記（１１）〜（１３）のいずれか１項に記載の注入材。
（１５）セメント、高炉フューム、及び水を含有してなるＡ液、並びにアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水を含有してなるＢ液を、夫々予め調製し、使用直前にＡ液とＢ液を混合する上記（４）〜（１０）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物の使用方法。
（１６）セメント、高炉フューム、及び水を含有してなるＡ液、並びに硬化促進剤とアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水を含有してなるＢ液を、夫々予め調製し、使用直前にＡ液とＢ液を混合する上記（４）〜（１０）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物の使用方法。
（１７）セメント、高炉フューム、及び水を含有してなるＡ液、硬化促進剤と水とを含有してなるＢ液、並びにアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水とを含有してなるＣ液を、夫々予め調製し、使用直前にＡ液、Ｂ液及びＣ液を混合する上記（４）〜（１０）のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物の使用方法。

本発明による、高炉フュームを含有する地盤改良材用組成物及びそれを用いた注入材は、浸透性や耐久性に優れるため、地盤改良工事や止水工事等、広範に利用することが可能であり、また、急激な粘度上昇を示し、強度発現性に優れ、水中不分離性を有し、ｐＨの値が水ガラスを用いた場合に比べて低いという特性を持つため、地山の空洞や空隙部分の裏込め材、シールドセグメントの充填材、また、二重管単相又は複相の注入工法での瞬結性注入材となる。
さらに、本発明による、地盤改良材用組成物及びそれを用いた注入材は、二重管ダブルパッカー工法でのシール材や一次注入材等、セメントミルク、セメントモルタル、又はコンクリートの粘度を急激に上昇させる必要がある用途に有効である。更にまた、地盤への浸透性に優れ、注入性が高く、強度発現性に優れるなどの効果を奏するため、従来適用が困難だった地質の地盤への注入が可能となる。

本発明で使用する高炉フュームとは、鉄鋼業界で発生する副産物であり、銑鉄を得る際に高炉から発生するヒュームを集塵したダストである。本発明では、高炉フュームは、成分として、ＳｉＯ_２が２０〜３０％、Ａｌ_２Ｏ_３が１０〜１５％、及びＣａＯが１５〜２５％を有するのが好ましい。その他の成分としては、Ｆｅ_２Ｏ_３が１〜５％、ＭｇＯが３〜９％、Ｎａ_２Ｏが０．５〜２％、Ｋ_２Ｏが５〜１２％、ＳＯ_３が５〜１２％、Ｓは０．５％以下、及びＭｎＯが０．１〜０．５％を有することが好ましい。また、高炉フュームは、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は３〜５μｍであるのが好適である。また、高炉フュームの粉末度は、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）が１５,０００〜２５,０００ｃｍ^２/ｇの範囲にあるものが好ましい。高炉フュームは、そのまま用いてもよいし、さらに粉砕や分級を行い、微粉末化して用いてもよい。

本発明で使用するセメントは特に限定されるものではないが、好ましい具体例としては、例えば、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、廃棄物利用型セメント、いわゆる、エコセメントなどが挙げられる。これらのうちの一種又は二種以上が併用可能である。また、本発明でいうセメントコンクリートとは、セメントミルク、モルタル、又はコンクリートを総称するものである。

本発明の地盤改良材用組成物では、高炉フューム以外の成分として、地盤への浸透性を向上させる面から、シリカフュームを含有することが好ましい。なかでも、酸性シリカフュームの使用が好ましい。また、酸性シリカフュームと通常のシリカフュームを含有することも好ましい。
ここで、酸性シリカフュームとは、シリカフューム１ｇを純粋１００ccに入れて攪拌した時の上澄み液のｐＨが５以下の酸性を示すものである。
シリカフュームの粉末度は特に限定されるものではないが、通常、ＢＥＴ比表面積で２〜２０万ｍ²/ｇ程度が好ましい。

また、本発明の地盤改良材用組成物は、高炉フューム以外の成分として、耐久性をさらに高めるためにセメント又は酸化カルシウムの微粉末を併用することが好ましい。耐久性は、地盤改良材によって改良した硬化体から滲み出る水、いわゆる“離しょう水”を確認することによって評価することが可能である。
本発明の上記の地盤改良材用組成物は、従来より広範に利用されている水ガラス系の地盤改良材や高炉スラグ微粉末を主体とする地盤改良材と比べて、この離しょう水の発生が少なく、耐久性に優れる特徴がある。

上記のセメント又は水酸化カルシウム（以下、セメント類という）は、最大粒径が４０μｍであり、４０μｍを超える粒子を実質的に含まないセメント類が好ましい。具体的には、４０μｍを超える粒子の含有率が１％以下のセメント類であり、最大粒径は３０μｍであることがより好ましい。また、平均粒径は１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。セメント類の最大粒径が４０μｍを超えると浸透性が悪くなる場合がある。なお、本発明で平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定されたものである。

上記の水酸化カルシウムは、特に限定されるものではないが、生石灰を水和させて得ることができ、市販のものが利用可能である。

さらに、これらセメント類は、粉砕操作によって微粉末化してもよいし、微粉末部分を分級操作によって得ることも可能である。

本発明の上記地盤改良材用組成物における各材料の配合割合は特に限定されるものではないが、高炉フュームとシリカフュームの合計１００部中、シリカフュームは１０〜９０部が好ましく、２０〜８０部がより好ましい。シリカフュームが１０部未満では浸透性の向上効果が充分に望めない場合があり、逆に、シリカフュームが９０部を超えると強度発現性が充分でなくなったり、離しょう水が顕在化する傾向にある。
また、高炉フュームとセメント類の合計１００部中、セメント類は１〜５０部が好ましく、３〜３０部がより好ましい。セメント類の配合割合が、１部未満では初期の強度発現性を良好とする効果が望めない場合があり、５０部を超えると浸透性が悪くなる傾向がある。

本発明の上記地盤改良材用組成物を用いる場合、使用する水は、地盤改良材用組成物１００部に対して、５０〜５００部が好ましく、１００〜３００部がより好ましい。５０部未満では浸透性が充分でない場合があり、５００部を超えると耐久性の確保が困難となる場合がある。

また、本発明の地盤改良材用組成物が、高炉フューム、セメント及びアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンを含有してなる場合、使用する高炉フュームの使用量は、高炉フュームの品質により変わるため一義的に規定することはできないが、一般的には、セメント１００部に対して、３０〜５００部が好ましく、５０〜３００部がより好ましい。３０部未満では粘度が上昇しない場合や、流動性が大きくなったり、水中不分離性が小さくなったりする場合があり、５００部を超えると粘性が高くなりすぎ、地盤改良材用組成物の練混ぜが困難になる場合がある。

上記本発明の地盤改良材用組成物で使用するアルカリ増粘型ポリマーエマルジョン（以下、本エマルジョンという）は、アルカリにより増粘するポリマーエマルジョンをいう。

本エマルジョンとしては、例えば、不飽和カルボン酸類、エチレン性不飽和化合物、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合物等、種々挙げられる。より優れた効果を示す面で、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合により得られるポリマーエマルジョンが好ましい。
不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の重合方法としては、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、又は塊状重合等の方法により、共重合する方法等が挙げられる。

上記不飽和カルボン酸類としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、アコニット酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸；無水マレイン酸や無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸無水物；イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、及びマレイン酸モノエチルなどの不飽和カルボン酸エステルが挙げられる。これらの中で、より増粘性に優れる面で不飽和カルボン酸が好ましく、アクリル酸及び／又はメタクリル酸がより好ましい。

上記エチレン性不飽和化合物としては特に限定されるものではないが、より増粘性に優れる面でアクリル酸エステルモノマー及び／又はメタクリル酸エステルモノマーが好ましい。アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリシジルアクリレートなどが挙げられる。メタクリル酸エステルとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。

本エマルジョンの不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合比は、より増粘性に優れる面で、不飽和カルボン酸類：エチレン性不飽和化合物＝２０：１〜１：２０が好ましく、５：１〜１：５がより好ましい。この範囲外では良好なアルカリ増粘性が得られない場合がある。

本エマルジョンの使用量は、セメント１００部に対して、固形分換算で０．１〜２部が好ましく、０．２〜１部がより好ましい。０．１部未満では増粘効果が少なくなり、流動性が大きくなり、水中不分離性が小さくなる場合があり、２部を超えると初期強度発現性が小さくなる場合がある。

本発明の地盤改良材用組成物組成物は、さらに硬化促進剤を使用することができる。地盤改良材用組成物の硬化が遅れると、材料分離の一種であるブリーディング（浮き水）が起こり、硬化後に空隙が生成して構造的な欠陥となる。
本発明で使用する硬化促進剤は、地盤改良材用組成物の硬化を促進してブリーディングを低減し、空隙の生成を抑制するとともに、強度発現性に寄与する。

硬化促進剤としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、カリウム明礬、硫酸鉄等の硫酸塩；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの炭酸塩；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物；塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄等の塩化物；アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸カルシウムなどのアルミン酸塩；ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのケイ酸塩；ジエタノールアミンやトリエタノールアミンなどのアミン類；ギ酸カルシウムや酢酸カルシウムなどの有機酸のカルシウム塩；シリカゾルやアルミナゾルなどのコロイドなどが挙げられる。これらの一種又は二種以上を併用することも可能である。これらの中では、硬化促進と強度発現性に優れる面で、アルミン酸塩及び／又は硫酸塩が好ましく、アルミン酸塩と硫酸塩を併用したものがより好ましい。

アルミン酸塩の中では、硬化促進と強度発現性の面でアルミン酸カルシウム（以下、ＣＡともいう）が好ましい。ＣＡは、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする化合物を総称するものであり、例えば、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料等とを混合して、キルンでの焼成や電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする化合物を総称するものである。具体例としては、ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３、１１ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＦ_２、３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、及び３ＣａＯ・３Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＳＯ_４などで表される結晶性のアルミン酸カルシウム類や、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする非晶質の化合物が挙げられる。これらの中では、強度発現性の面で非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３組成のものがより好ましい。
アルミン酸カルシウムの粉末度は、ブレーン値で３,０００ｃｍ^２/ｇ以上が好ましく、５,０００ｃｍ^２/ｇ以上がより好ましい。３,０００ｃｍ^２/ｇ未満では初期強度発現性が小さい場合がある。

硫酸塩の中では、硬化促進と強度発現性の面で硫酸カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムが好ましい。硫酸カルシウムとしては、無水石膏、半水石膏、又は二水石膏等が挙げられる。これらの中では、硬化促進と強度発現性の面で、無水石膏が好ましい。
硫酸塩の粉末度は、ブレーン比表面積で３,０００ｃｍ^２/ｇ以上が好ましく、５,０００ｃｍ^２/ｇ以上がより好ましい。３,０００ｃｍ^２/ｇ未満では強度発現性が小さい場合がある。

硬化促進剤として,アルミン酸塩と硫酸塩を併用した場合、硫酸塩の使用量は、アルミン酸塩１００部に対して、２０〜５００部が好ましく、５０〜１５０部がより好ましい。２０部未満では初期強度発現性が小さくなる場合があり、５００部を超えると流動性が大きくなり、水中不分離性が小さくなり、長期強度発現性が小さくなる場合がある。

硬化促進剤の使用量はその種類によって異なるため一義的に規定することはできないが、一般的には、セメント１００部に対して、１〜３０部が好ましく、２〜２０部がより好ましい。１部未満では流動性が大きくなり、水中不分離性が小さくなり、強度発現性が小さくなる場合があり、３０部を超えると粘度が高くなり、圧送距離が短くなる場合がある。

本発明のセメントを含有してなる地盤改良材用組成物に、砂や砂利等の骨材、減水剤、及び防凍剤等を併用することも可能である。

本発明でセメントと混合する水の量は特に限定されるものではないが、セメント１００部に対して、１００〜３００部が好ましく、１５０〜２００部がより好ましい。１００部未満ではセメントを含有してなる地盤改良材用組成物の練混ぜが困難になる場合があり、３００部を超えると流動性が大きくなり、水中不分離性が小さくなる場合がある。

本発明の地盤改良材用組成物が、高炉フューム、セメント、及び本エマルジョンを含有してなる場合、その使用方法は特に限定されるものではないが、高炉フューム、セメント、及び水とを混合してなるＡ液と、本エマルジョンと水とを含有してなるＢ液とを、使用直前に混合する使用方法が、粘度を急激に上昇させることができるため好ましい方法である。なお、本エマルジョンをあらかじめ水と混合して溶液又は懸濁液とすることは、混合性が良好となり、増粘性の面から好ましい。

本エマルジョンは、水と混合して使用することが好ましい。その場合の水の使用量は特に限定されるものではないが、本エマルジョンの固形分の５〜２０倍の水で希釈することが好ましく、硬化促進剤を使用する場合は、１〜３倍に希釈することが好ましい。水の量がこれより少ないと粘性が高くなり混合性が悪くなる場合があり、水の量が多くなると、その希釈水の希釈効果が多くなり、水中不分離性が悪くなる場合がある。
残りの水は、セメントと高炉フュームに混合し、セメント−高炉フューム液のＡ液と、本エマルジョンのＢ液を別々に圧送し、ノズル先端で合流混合しながら使用することも可能である。特に、セメント−高炉フューム液のＡ液、本エマルジョンと水とを混合して２倍量にした本エマルジョン液のＢ液を別々に圧送し、ノズル先端で合流混合しながら使用することがより好ましい。

上記の合流混合の方法としては、Ｙ字管等の混合管を使用する方法、二重管を使用する方法、及び本エマルジョン液のＢ液をシャワー状にセメント−高炉フューム液のＡ液に合流混合させるためにインレットピースを使用する方法等が挙げられる。
また、より均一に混合するため、合流混合後の管中にスパイラル状のミキサーをセットし、さらに混合する方法も挙げられる。

本発明の地盤改良材用組成物が、高炉フューム、セメント、本エマルジョン、及び硬化促進剤を含有してなる場合、その使用方法は、上記同様に特に限定されるものではないが、高炉フューム、セメント、及び水とを混合してなるＡ液と、硬化促進剤と水を含有してなる液（以下、硬化促進剤液という）と、本エマルジョンと水を含有してなる液（以下、本エマルジョン液という）とを混合してなるＢ液とを、使用直前に混合することにより、あるいは、高炉フューム、セメント、及び水とを混合してなるＡ液と、硬化促進剤液からなるＢ液と、本エマルジョン液からなるＣ液とを、使用直前に混合する方法が、粘度を急激に上昇させることができるため好ましい方法である。

本エマルジョンと硬化促進剤をあらかじめ水と混合して溶液又は懸濁液とすることは、混合性が良好となり、増粘性の面から好ましい。その場合の水の使用量は特に限定されるものではないが、本エマルジョンの場合は、本エマルジョンの固形分の５〜２０倍の水で希釈することが好ましく、硬化促進剤の場合は、その１〜３倍の水で希釈することが好ましい。水の量がこれより少なくなると、粘度が高くなって混合性が小さくなる場合があり、水の量が多くなると、流動性が大きくなって水中不分離性が小さくなる場合がある。

本発明において、高炉フューム、セメント、及び水を混合してなるＡ液と、硬化促進剤液と本エマルジョン液とを混合してなるＢ液とを別々に圧送し、ノズル先端で合流混合させて使用することも可能である。特に、高炉フューム、セメント、及び水を混合してなるＡ液、硬化促進剤液からなるＢ液、及び本エマルジョン液からなるＣ液の三種類の液を別々に圧送し、ノズル先端で合流混合させて使用することがより好ましい。

また、硬化促進剤は、水と混合してから１時間以内に硬化する場合があるため、遅延剤を併用することが好ましい。遅延剤としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はそれらのナトリウム塩やカリウム塩、ホウ酸、トリポリリン酸塩、並びに、ピロリン酸塩等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用することが可能である。これらの中では遅延効果が大きい面で、オキシカルボン酸及び／又はオキシカルボン酸塩が好ましく、クエン酸及び／又はクエン酸ナトリウムがより好ましい。
遅延剤の使用量は、セメント１００部に対して、０．０１〜１０部が好ましく、０．０５〜５部がより好ましい。０．０１部未満では遅延効果が小さい場合があり、１０部を超えると強度発現性が小さくなる場合がある。

上記の合流混合の方法としては、Ｙ字管等の混合管を使用する方法、三重管を使用する方法、及びインレットピースを使用して、硬化促進剤液のＢ液と本エマルジョン液のＣ液を、それぞれシャワー状に、セメント、高炉フューム及び水を混合してなるＡ液に合流混合させる方法等が挙げられる。
また、より均一に混合するため、合流混合後の管中にスパイラル状のミキサーをセットし、さらに混合する方法も挙げられる。

本発明の地盤改良材用組成物を用いてなる注入材に使用する高炉フュームは、鉄鋼の製造過程において、銑鉄を得る際に高炉から発生するヒュームを集塵したダストを、そのまま使用することも可能であり、さらに、粉砕や分級を行い、微粉末化して使用することも可能である。本発明では地盤への高い浸透性が得られるように、最大粒子直径が２０μｍ以下となるように分級して使用することが好ましい。

本発明の高炉フューム、アルミン酸カルシウム又はアルミノケイ酸カルシウム、石膏、及びアルカリ刺激材を含有する地盤改良材用組成物を用いてなる注入材において、使用するアルミノケイ酸カルシウム（以下、ＣＡＳという）は、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＳｉＯ_２を含有するものであり、石膏との併用により，主として短期強度の発現に寄与するものである。
ＣＡＳの組成は、ＣａＯ含有率が２０〜６０％、Ａｌ_２Ｏ_３含有率が２０〜７０％、及びＳｉＯ_２含有率が５〜３０％が好ましく、ＣａＯ含有率３０〜５５％、Ａｌ_２Ｏ_３含有率３０〜６０％、及びＳｉＯ_２含有率１０〜２０％がより好ましい。この範囲外では短期強度が小さくなる場合がある。

ＣＡＳは、石灰石等のカルシア原料、アルミナ、ボーキサイト、長石、及び粘土等のアルミナ原料、並びに、ケイ石、ケイ砂、石英、及びケイ藻土等のシリカ原料等を所定の割合で配合した後、ロータリーキルンなどで焼成、又は電気炉や高周波炉等で溶融することにより製造される。

ＣＡＳとしては、２ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２やＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２などの結晶性化合物を使用することも可能であるが、短期強度が大きい面で、溶融物を急冷して得られるガラス質のものが好ましい。
ＣＡＳのガラス化率は、ＣＡＳを１，０００℃で２時間加熱後、５℃／分の冷却速度で徐冷し、粉末Ｘ線回折法により結晶鉱物のメインピークの面積Ｓ₀を求め、ＣＡＳの結晶のメインピークＳから、Ｘ（％）＝１００×（１−Ｓ／Ｓ₀）として求められる。短期強度の面から５０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。５０％未満では短期強度が小さい場合がある。

ＣＡＳの使用量は、高炉フューム１００部に対して、１〜５０部が好ましく、５〜３０部がより好ましい。１部未満では短期強度が小さく、５０部を超えると注入材を懸濁液としたときの粘度が大きくなり、地盤への浸透性が低下する場合がある。

また、本発明の上記注入材において使用するアルミン酸カルシウムは、石膏との併用により主として強度発現に寄与するものである。具体例としては、地盤改良材用組成物組成物に含有されるＣＡとして、先に例示したものがいずれも使用可能である。これらの中で、注入材の硬化時間や強度発現性の面から、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が１〜２にある非晶質のものを選定することが好ましい。

ＣＡのガラス化率は、上記したＣＡＳの場合と全く同様に、Ｘ（％）＝１００×（１−Ｓ／Ｓ₀）として求められる。但し、Ｓ、Ｓ₀は、ＣＡＳの場合と同様に求められる。短期強度の面から５０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。５０％未満では短期強度が小さい場合がある。

ＣＡは、ＣａＯ原料とＡｌ_２Ｏ_３原料等をロータリーキルンや電気炉によって熱処理するなどの方法で得られる。ＣＡを製造する際の原料は特に限定されるものではなく、例えば、ＣａＯ原料としては、石灰石や貝殻等の炭酸カルシウム、消石灰、及び生石灰等が挙げられ、Ａｌ_２Ｏ_３原料としては、例えば、ボーキサイトやアルミ残灰と呼ばれる産業副産物のほか、アルミ粉等が挙げられる。

ＣＡの使用量は、高炉フューム１００部に対して、１〜５０部が好ましく、５〜３０部がより好ましい。１部未満では短期強度が小さく、５０部を超えると注入材を懸濁液としたときの粘度が大きくなり、地盤への浸透性が低下する場合がある。

更に、本発明の上記注入材において使用する石膏は、無水石膏、半水石膏、二水石膏が挙げられる。さらに天然石膏や、リン酸副生石膏、排脱石膏、フッ酸副生石膏等の化学石膏、又はこれらを熱処理して得られる石膏等使用できる。これらの中で強度発現性が大きい面で無水石膏が好ましい。
石膏の使用量は、高炉フューム１００部に対して、１〜５０部が好ましく、５〜３０部がより好ましい。１部未満では短期強度が小さく、５０部を超えると地盤への浸透性が低下する場合がある。

また更に、本発明の上記注入材において使用するアルカリ刺激材は、高炉フュームとの併用により、硬化、長期強度の増大に寄与する。
アルカリ刺激材としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどのアルカリ金属炭酸塩、並びに、消石灰等が挙げられる。特に限定されるものではないが、その中でも高炉フュームとの併用による硬化、長期強度の増大の面から消石灰が好ましい。
アルカリ刺激材の使用量は、高炉フューム１００部に対して、１〜５０部が好ましく、３〜２０部がより好ましい。１部未満では長期強度が小さく、５０部を超えると地盤への浸透性が低下する場合がある。

本発明における注入材の最大粒径は２０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましく、１０μｍ以下が最も好ましい。２０μｍを超えると、地盤の地質によっては微細な間隙への注入が困難になる場合がある。

注入材の粒度の調製方法は特に制限されるものではないが、各材料を別々にボールミルなどの粉砕機で粉砕し、分級により２０μｍ以下のものを集め、その後混合するか、又は各材料を混合した後に粉砕し、分級により２０μｍ以下のものを集める方法のいずれも使用可能である。しかしながら、各材料を混合した後に粉砕し、分級すると、各材料の密度差により混合比が変わる恐れがあるため、各材料を別々に粉砕し、分級しその後混合することが好ましい。

さらに本発明では、所要の硬化時間が得られるように調整するために、凝結調整剤を併用することは好ましい。
凝結調整剤としては、アルミン酸ナトリウムやアルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどの炭酸塩、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの水酸化物、硫酸アルミニウム、硫酸鉄（III）、及びミョウバンなどの硫酸塩、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウムなどのケイ酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウム、及びリン酸マグネシウムなどのリン酸塩、並びに、ホウ酸リチウムやホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩等の無機塩類、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、及びリンゴ酸又はこれらのナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩等の有機酸又はその金属塩類、並びに、糖類等が挙げられる。これらのうちの一種又は二種以上を併用することが可能である。これらの中では所要の硬化時間を確保する上で、炭酸塩と有機酸類を併用することが好ましい。

凝結調整剤の使用量は、硬化時間に応じて調整するため特に限定されるものではないが、ＣＡＳ、又はＣＡと石膏との合計１００部に対して、０．１〜１０部が好ましく、０．５〜５部がより好ましい。０．１部未満では硬化時間を確保しにくい場合があり、１０部を超えると硬化時間が長くなり、強度が小さくなる場合がある。

地盤中への浸透性を向上させるために、本発明では、さらに分散剤を使用することが好ましい。
分散剤としては、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系、リグニンスルホン酸系、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系、ポリカルボン酸塩系、及びポリエーテル系の分散剤が挙げられる。
分散剤の使用量は、高炉フューム１００部に対して、０．１〜１０部が好ましく、０．５〜３部がより好ましい。０．１部未満では浸透性が小さい場合があり、１０部を超えると強度が小さくなる場合がある。

注入材を懸濁液とする場合の水量は、ポンプで懸濁液を圧送できれば特に限定されるものではないが、高炉フューム、ＣＡＳ又はＣＡ、石膏、及びアルカリ刺激材の合計１００部に対して、１００〜１,０００部が好ましく、２００〜５００部がより好ましい。１００部未満では懸濁液の粘度が高くなって浸透性が小さい場合があり、１,０００部を超えると強度が小さくなる場合がある。

注入材の練混ぜ方法や注入方法は特に限定されるものではなく、単管ロッド工法、単管ストレーナ工法、二重管単相工法、二重管複相工法、及び二重管ダブルパッカー工法等、現在使用されている工法に適用可能である。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はそれらに限定して解釈されるものではない。

実施例１−１
表１−１に示す高炉フュームとシリカフュームを配合して地盤改良材用組成物を調製し、調製した地盤改良材用組成物１００部に対して、水１５０部を加えて攪拌し、地盤改良材を調製し、その地盤改良材の浸透性と、硬化後の改良体の耐久性について確認を行った。
なお、比較のために、本発明の地盤改良材用組成物の代わりに、高炉スラグ微粉末や水ガラス系地盤改良材を使用した場合についても同様の実験を行った。結果を表１−１に併記する。

＜使用材料＞
高炉フューム：中国産、市販品、ＳｉＯ_２ ２５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、ＣａＯ １９％、ＭｇＯ ６％、Ｎａ_２Ｏ １．３％、Ｋ_２Ｏ ９％、ＳＯ_３ １０％、Ｓ ０．３％、及びＭｎＯ ０．２％、ブレーン値２１,０００ｃｍ^２/ｇ、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は４μｍ
シリカフューム：市販品、酸性のシリカフューム、平均粒径０．１μｍ、ブレーン値１５万ｃｍ^２/ｇ
高炉スラグ微粉末：市販の高炉水砕スラグの微粉末、最大粒径５μｍ、平均粒径５μｍ
水ガラス系地盤改良材：市販品、主成分は水ガラス、副成分は炭酸ナトリウム
水 ：水道水

＜測定方法＞
浸透性：直径５cm×高さ３０cmのビニールチューブに、８号ケイ砂を高さ２０cmまで充填し、ビニールチューブの底面に０．５mm程度の孔をあけた後、地盤改良材２５０ccを上面から投入し、１日後に浸透深さを測定
耐久性：浸透性試験で得られた硬化体を材齢91日まで観察し、離しょう水を測定して評価した。離しょう水は、ビニールチューブの底面にあけた孔から流れ落ちた水の重さを測定し、地盤改良材２５０ccに対する体積％で示した。

実施例１−２
表１−２に示す高炉フューム、シリカフューム、及びセメント類を用いたこと以外は実験例１−１と同様に行った。結果を表１−２に併記する。

＜使用材料＞
セメント類Ａ：市販品の微粉セメント、最大粒径４０μｍ、平均粒径５μｍ
セメント類Ｂ：市販の水酸化カルシウム、最大粒径４０μｍ、平均粒径５μｍ

実験例２−１
セメント１００部に対して、表２−１に示す量の高炉フュームと水とをミキサーで混練してＡ液を調製した。次に、セメント１００部に対して、固形分換算で０．５部のエマルジョンαと水５部を混合してＢ液を調製した。
Ａ液にＢ液を投入し、５秒間混練し、混練物を調製し、そのフロー、水中不分離性、及び圧縮強度を測定した。
なお、比較のため、高炉フュームの代わりにベントナイトを用いて同様な実験を行った。結果を表２−１に併記する。

＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品
エマルジョンα：本エマルジョン、固形分濃度30％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝４５：５５のエチルアクリレート／メタクリル酸共重合ポリマーエマルジョン
高炉フューム：中国産、市販品。ＳｉＯ_２ ２５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、ＣａＯ １９％、ＭｇＯ ６％、Ｎａ_２Ｏ １．３％、Ｋ_２Ｏ ９％、ＳＯ_３１０％、Ｓ ０．３％、及びＭｎＯ ０．２％、ブレーン値２１,０００ｃｍ^２/ｇ、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は４μｍ
ベントナイト：市販品

＜測定方法＞
フロー ：内径80mm×高さ80mmのシリンダーに混練物を入れ、シリンダーを引き抜いた後の広がりを２分後に測定
水中不分離性：土木学会の水中不分離コンクリート設計施工指針付属書の水中分離度試験に準じて実施、水の濁りが全くない場合を優、水の濁りがわずかにある場合を良、水の濁りはあるが実用可能の場合を可、及び材料が分離し、水の濁りが大の場合を不可とした。
圧縮強度 ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定

セメント１００部、高炉フューム２００部、及び水１８０部をミキサーで混練してＡ液を調製し、セメント１００部に対して、表２−２に示すエマルジョンと、エマルジョンの１０倍量の水とを混合してＢ液を調製したこと以外は実験例２−１と同様に行った。
なお、比較のため、本エマルジョンの代わりにアルカリ増粘性を有さない非本エマルジョンを用いて同様な実験を行った。結果を表２−２に併記する。

＜使用材料＞
エマルジョンβ：本エマルジョン、固形分濃度３０％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝４５：５５のエチレン／酢酸ビニル共重合ポリマーエマルジョン７０部と、エチレン：酢酸ビニル＝１８：８２のエチルアクリレート／アクリル酸共重合ポリマーエマルジョン３０部の混合物
エマルジョンγ：本エマルジョン、固形分濃度３０％、スチレン：２-エチルヘキシルアクリレート＝４５：５５のスチレン／2-エチルヘキシルアクリレート共重合ポリマーエマルジョン

実験例３−１
セメント１００部に対して、表３−１に示す量の高炉フュームと水をミキサーで練混ぜてＡ液を調製した。次に、セメント１００部に対して、硬化促進剤ａ５部と水１０部を混合してＢ液を調製し、固形分換算で０．５部の本エマルジョンαと水５部を混合してＣ液を調製した。
Ａ液、Ｂ液、及びＣ液をミキサーに続けて投入して５秒間練混ぜて注入材を調製した後、フロー、水中不分離性、及び圧縮強度を測定した。なお、比較のため、高炉フュームの代わりにベントナイトを用いて同様に行った。結果を表３−１に併記する。

＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品
高炉フューム：中国産、市販品、ＳｉＯ_２ ２５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、ＣａＯ １９％、ＭｇＯ ６％、Ｎａ_２Ｏ １．３％、Ｋ_２Ｏ ９％、ＳＯ_３ １０％、Ｓ ０．３％、及びＭｎＯ ０．２％、ブレーン値２１,０００ｃｍ^２/ｇ、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は４μｍ
エマルジョンα：本エマルジョン、固形分濃度３０％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝４５：５５のエチルアクリレート／メタクリル酸共重合ポリマーエマルジョン
硬化促進剤ａ：１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３組成のアルミン酸カルシウム、ガラス化率９５％、ブレーン値６,０００ｃｍ^２/ｇのアルミン酸塩と、無水石膏、ブレーン値５,４００ｃｍ^２/ｇの硫酸塩の等量混合物
ベントナイト：市販品

＜測定方法＞
フロー ：内径８０mm×高さ８０mmのシリンダーに練混ぜ後の注入材を入れ、シリンダーを引き抜いた後の広がりを２分後に測定
水中不分離性：土木学会の水中不分離コンクリート設計施工指針付属書の水中分離度試験に準じて実施、水の濁りが全くない場合を優、水の濁りがわずかにある場合を良、水の濁りはあるが、実用可能の場合を可、材料が分離し、水の濁りが大の場合を不可とした。
圧縮強度 ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定

実施例３−２
セメント１００部、高炉フューム２００部、及び水１８０部をミキサーで練混ぜてＡ液を調製し、セメント１００部に対して、硬化促進剤ａ５部と水１０部を混合してＢ液を調製し、表３−２に示すエマルジョンと、エマルジョンの１０倍量の水とを混合してＣ液を調製したこと以外は実験例３−１と同様に行った。
なお、比較のため、本エマルジョンの代わりにアルカリ増粘性を有さない非本エマルジョンを用いて同様に行った。結果を表３−２に併記する。

＜使用材料＞
エマルジョンβ：本エマルジョン、固形分濃度30％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝４５：５５のエチルアクリレート／メタクリル酸共重合ポリマーエマルジョン７０部と、エチレン：酢酸ビニル＝１８：８２のエチレン／酢酸ビニル共重合ポリマーエマルジョン３０部の混合物
エマルジョンγ：本エマルジョン、固形分濃度３０％、スチレン：２−エチルヘキシルアクリレート＝４５：５５のスチレン／２−エチルヘキシルアクリレート共重合ポリマーエマルジョン

実施例３−３
セメント１００部、高炉フューム２００部、及び水１８０部をミキサーで練混ぜてＡ液を調製し、セメント１００部に対して、固形分換算で０．５部の本エマルジョンαと水５部を混合してＣ液を調製した。セメント１００部に対して表３−３に示す硬化促進剤と、その２倍量の水、及び遅延剤０．１部を混合してＢ液を調製したこと以外は実験例３−１と同様に行った。結果を表３−３に併記する。

＜使用材料＞
硬化促進剤ｂ：硫酸塩、硫酸アルミニウム、市販品
硬化促進剤ｃ：炭酸塩、炭酸ナトリウム、市販品
硬化促進剤ｄ：水酸化物、水酸化カルシウム、市販品
硬化促進剤ｅ：アルミン酸塩、アルミン酸ナトリウム、市販品
硬化促進剤ｆ：コロイド、シリカゾル、市販品
遅延剤 ：クエン酸、市販品

実施例４−１
高炉フューム１００部に対して、表４−１に示すＣＡＳ、石膏、及びアルカリ刺激材を混合し、最大粒径３０μｍの注入材を調製した。調製した注入材１００部と水３００部とを混合して懸濁液を作製した。このとき、高炉フューム１００部に対して、分散剤１部を混合し、ＣＡＳと石膏の合計１００部に対して、凝結調整剤を１部混合し、注入材の硬化時間、浸透長さ、及び圧縮強度を測定した。結果を表４−１に併記する。

＜使用材料＞
高炉フューム：中国産、市販品。ＳｉＯ_２ ２５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、ＣａＯ １９％、ＭｇＯ ６％、Ｎａ_２Ｏ １．３％、Ｋ_２Ｏ ９％、ＳＯ_３ １０％、Ｓ ０．３％、及びＭｎＯ ０．２％、ブレーン値２１,０００ｃｍ^２/ｇ、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は４μｍ
ＣＡＳイ ：ＣａＯ ４５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ４０％、及びＳｉＯ_２ １５％の組成のガラス、ガラス化率９５％
ＣＡＳロ ：ＣａＯ ４５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ２８％、及びＳｉＯ_２ ２７％の組成のガラス、ガラス化率95％
石膏 ：天然無水石膏
アルカリ刺激材：消石灰、市販品
分散剤 ：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系
凝結調整剤：クエン酸と炭酸カリウムの重量比１：３の混合品

＜試験方法＞
浸透長さ ：直径５cm×長さ３０ｃｍのビニールチューブに８号珪砂を長さ２０cmになるように充填し、注入材を２００ｍｌ投入して１日後、砂への浸透長さを測定
硬化時間 ：懸濁液を入れたカップを傾けても懸濁液が流れなくなるまでの時間
圧縮強度 ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定、測定材齢１日と28日

実施例４−２
高炉フューム１００部に対して、ＣＡＳイを１０部、石膏１０部、及びアルカリ刺激材５部を混合し、表４−２に示す最大粒径の注入材を調製し、実験例４−１と同様にして硬化時間、浸透長さ、及び圧縮強度を測定した。結果を表４−２に併記する。

実施例５−１
高炉フューム１００部に対して、表５−１に示すＣＡ、石膏、及びアルカリ刺激材を混合し、最大粒径３０μｍの注入材を調製した。調製した注入材１００部と水３００部とを混合して懸濁液を作製した。このとき、高炉フューム１００部に対して、分散剤１部を混合し、ＣＡと石膏の合計１００部に対して、凝結調整剤を１部混合し、注入材の硬化時間、浸透長さ、及び圧縮強度を測定した。結果を表５−１に併記する。

＜使用材料＞
高炉フューム：中国産、市販品、ＳｉＯ_２ ２５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、ＣａＯ １９％、ＭｇＯ ６％、Ｎａ_２Ｏ １．３％、Ｋ_２Ｏ ９％、ＳＯ_３ １０％、Ｓ ０．３％、及びＭｎＯ ０．２％、ブレーン値２１,０００ｃｍ^２/ｇ、最大粒径は３０μｍ、平均粒径は４μｍ
ＣＡイ ：非晶質１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３、ガラス化率９５％
ＣＡロ ：結晶質ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ガラス化率２０％
石膏 ：天然無水石膏
アルカリ刺激材：消石灰、市販品
分散剤 ：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系
凝結調整剤：クエン酸と炭酸カリウムの重量比１：３の混合品

＜試験方法＞
浸透長さ ：直径５cm×長さ３０cmのビニールチューブに８号珪砂を長さ２０cmになるように充填し、注入材を２００ml投入して１日後、砂への浸透長さを測定
硬化時間 ：懸濁液を入れたカップを傾けても懸濁液が流れなくなるまでの時間
圧縮強度 ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定、測定材齢１日と28日

実施例５−２
高炉フューム１００部に対して、ＣＡを１０部、石膏１０部、及びアルカリ刺激材５部を混合し、表５−２に示す最大粒径の注入材を調製し、実験例５−１と同様にして硬化時間、浸透長さ、及び圧縮強度を測定した。結果を表５−２に併記する。

本発明の地盤改良材用組成物は、浸透性が良好で、耐久性にも優れるため、地盤改良工事や止水工事における、裏込め材等の空隙充填材等、広範に利用でき、また、本発明の、地盤改良材用組成物を用いてなる注入材は、地盤への浸透性に優れ、注入性が高く、強度発現性に優れるため、従来適用が困難だった地質の地盤への注入が可能であり、産業副産物である高炉フュームの有効利用を図ることができる。

なお、２００４年１１月１１日に出願された日本特許出願２００４−３２７１４０号、２００４年１２月２１日に出願された日本特許出願２００４−３６９２４０号、２００５年１月３１日に出願された日本特許出願２００５−０２２８９５号、２００５年１月３１日に出願された日本特許出願２００５−０２２８９６号及び２００５年２月９日に出願された日本特許出願２００５−０３２７１９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (17)

1. 高炉フュームを含有してなることを特徴とする地盤改良材用組成物。
2. さらに、シリカフュームを含有する請求項１に記載の地盤改良材用組成物。
3. 最大粒径４０μｍの、セメント若しくは水酸化カルシウムを含有する請求項１又は２に記載の地盤改良材用組成物。
4. セメント、及びアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンを含有してなる請求項１又は２に記載の地盤改良材用組成物。
5. 高炉フュームが、セメント１００質量部に対して、３０〜５００質量部である請求項３又は４に記載の地盤改良材用組成物。
6. アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンが、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物との共重合により得られるポリマーエマルジョンである請求項４又は５に記載の地盤改良材用組成物。
7. さらに、硬化促進剤を含有してなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
8. 硬化促進剤が、アルミン酸塩及び／又は硫酸塩を含有する請求項７に記載の地盤改良材用組成物。
9. 高炉フュームが、最大粒径３０μｍを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
10. 高炉フュームが、ＳｉＯ_２が２０〜３０％、Ａｌ_２Ｏ_３が１０〜１５％、及びＣａＯが１５〜２５％を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物を用いてなる注入材。
12. アルミン酸カルシウム又はアルミノケイ酸カルシウム、石膏、及びアルカリ刺激材を含有してなる請求項１１に記載の注入材
13. 高炉フューム１００質量部に対して、アルミン酸カルシウム又はアルミノケイ酸カルシウム１〜１５質量部、石膏１〜５0質量部、及びアルカリ刺激材１〜５０質量部を含有してなる請求項１１又は１２に記載の注入材。
14. 最大粒子径が２０μｍ以下である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の注入材。
15. セメント、高炉フューム及び水を含有してなるＡ液と、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水を含有してなるＢ液とを、それぞれ、予め調製し、使用直前にＡ液とＢ液とを混合する請求項４〜１０のいずれかに記載の地盤改良材用組成物の使用方法。
16. セメント、高炉フューム及び水を含有してなるＡ液と、硬化促進剤とアルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水とを含有してなるＢ液を、それぞれ、予め調製し、使用直前にＡ液とＢ液を混合する請求項４〜１０のいずれか１項に記載の地盤改良材用組成物の使用方法。
17. セメント、高炉フューム、及び水を含有してなるＡ液と、硬化促進剤と水とを含有してなるＢ液と、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水とを含有してなるＣ液を、それぞれ、予め調製し、使用直前にＡ液、Ｂ液及びＣ液を混合する請求項４〜１０のいずれかに記載の地盤改良材用組成物の使用方法。