JP5051884B2 - ソイルセメントスラリーの流動化方法 - Google Patents
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Description
R1:炭素数8〜20の脂肪族炭化水素基
R2:炭素数12〜20の脂肪族炭化水素基
A1:分子中に2〜20個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
A2:分子中に合計23〜70個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つ該オキシエチレン単位と該オキシプロピレン単位とがブロック状に付加したポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
イソブチレン/無水マレイン酸=45/55〜55/45(モル比)となるようにするのが好ましく、できるだけ50/50(モル比)に近い比率となるようにするのがより好ましい。
・水溶性ビニル共重合体(a−1)の合成
無水マレイン酸49g、溶媒としてエチルベンゼン300g、分子量調節剤として3−メルカプトプロピオン酸0.3g及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1gをオートクレーブに仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。次に、イソブチレン28gを圧入した後、反応系の温度を85℃まで加温し、85℃に保ちながらラジカル重合反応を6時間継続して反応を完結した。反応終了後、反応系の温度を室温まで冷却し、脱気後、攪拌を止めて沈殿した共重合物を取り出し、濾過乾燥して淡黄色粉末状の共重合物75gを得た。この共重合物を分析したところ、無水マレイン酸/イソブチレン=50/50(モル比)の割合で共重合したものであった。この共重合物50g、30%水酸化ナトリウム水溶液51g及び水道水102gを攪拌装置及び冷却コンデンサーのついたフラスコに入れ、攪拌しながら加温して、共重合物をアルカリ加水分解した水溶性ビニル共重合体(a−1)の30%水溶液を得た。この水溶性ビニル共重合体をGPCで分子量測定したところ、質量平均分子量が20100(プルラン換算)であった。
水溶性ビニル共重合体(a−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(a−2)、(a−3)、(ar−1)及び(ar−2)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表1に示した。
・流動化剤(P−1)の調製
A成分として試験区分1で合成した水溶性ビニル共重合体(a−1)の30%水溶液250部、B成分としてショ糖(b−1)の30%水溶液63部、C成分としてポリオキシエチレン(オキシエチレン単位の繰り返し数が6個、以下6モルと略記)ラウリルモノエーテル(c−1)の30%水溶液17部及びD成分としてポリエーテル系消泡剤(d−1)の30%水懸濁液3部を混合して流動化剤(P−1)の30%水溶液を調製した。流動化剤(P−1)の固形分濃度1%水溶液のpH及び温度20℃での表面張力を測定したところ、9.9及び29.9mN/mであった。
流動化剤(P−1)の調製と同様にして、流動化剤(P−2)〜(P−13)及び(R−1)〜(R−12)を調製した。以上で調製した各流動化剤の内容を表2にまとめて示した。
*1:固形分濃度1%水溶液のpH
*2:固形分濃度1%水溶液の20℃における表面張力
a−1〜a−3,ar−1及びar−2:試験区分1で合成した水溶性ビニル重合体
ar−3:ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物
b−1:ショ糖
b−2:グルコース
b−3:グルコン酸ナトリウム
b−4:グルコン酸
c−1:ポリオキシエチレン(6モル)モノラウリルエーテル(HLB価11.7)
c−2:ポリオキシエチレン(9モル)モノセチルエーテル(HLB価12.4)
c−3:ポリオキシエチレン(15モル)モノオレイルエーテル(HLB価14.2)
d−1:α−オクタデセニル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン(6モル)ポリオキシプロピレン(32モル)
d−2:α−オクタデセニル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン(9モル)ポリオキシプロピレン(48モル)
d−3:α−ラウリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン(3モル)ポリオキシプロピレン(32モル)
・比較例1
高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3)202g、水650g及びベントナイト14gをホバートミキサーに入れて均一に混合し、セメントミルクを調製した。このセメントミルクに表3に記載のシルト質粘土を主成分とする掘削土1690g(0.001m3相当)を加えて混合し、表4に記載の配合No.1に相当するソイルセメントスラリーを調製した。調製したソイルセメントスラリーは、試験区分4の物性評価における直後フロー値が212mmのもので、調製直後においては流動化剤を添加しなくても施工現場でH鋼が挿入可能な流動性を有するソイルセメントスラリーであった。
高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3)199g、水419g、ベントナイト16g及び表5に記載の使用量となる量の流動化剤をホバートミキサーに入れて均一に混合し、セメントミルクを調製した。このセメントミルクに表3に記載の物性値を有する掘削土1690gを加えて混合し、表4に記載の配合No.2に相当するソイルセメントスラリーを調製した。
高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3)190g、水296g、ベントナイト17g及び表6に記載の使用量となる量の流動化剤をホバートミキサーに入れて均一に混合し、セメントミルクを調製した。このセメントミルクに表4に記載の物性値を有する掘削土1690gを加えて混合し、表4に記載の配合No.3に相当するソイルセメントスラリーを調製した。
高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3)190g、水296g及び表6に記載の使用量となる量の流動化剤をホバートミキサーに入れて均一に混合し、セメントミルクを調製した。このセメントミルクに表3に記載の物性値を有する掘削土1690gを加えて混合し、表4に記載の配合No.4に相当するソイルセメントスラリーを調製した。
試験区分3で調製した各例のソイルセメントスラリーについて、フロー値、フロー残存率、空気量を次のように求め、結果を表5〜表7にまとめて示した。また各例のソイルセメントスラリーから得た硬化体について、透水比及び一軸圧縮強度をつぎのように求め、結果を表5〜表7にまとめて示した。
透水比=各例のソイルセメントスラリーから作製した試験体の透水量(g)/比較例1のソイルセメントスラリーから作製した試験体の透水量(g)
*3:土壌1m3当たりに使用した流動化剤の固形分換算値(kg)
*4:材齢28日の一軸圧縮強度
R−13:ポリアクリル酸ナトリウム(質量平均分子量12000)
Claims (10)
- 下記のA成分、B成分、C成分及びD成分から成り、該A成分を50〜95質量%、該B成分を2〜35質量%、該C成分を0.1〜20質量%及び該D成分を0.01〜5質量%含有して成る流動化剤を、土壌1m3当たり0.5〜25kgの割合となるよう、セメントミルクに含有させて用いることを特徴とするソイルセメントスラリーの流動化方法。
A成分:イソブチレンと無水マレイン酸との共重合物をアルカリ加水分解した質量平均分子量2000〜50000の水溶性ビニル共重合体
B成分:糖類、オキシカルボン酸及びオキシカルボン酸の塩から選ばれる一つ又は二つ以上
C成分:下記の化1で示される脂肪族ポリエーテル
R1:炭素数8〜20の脂肪族炭化水素基
R2:炭素数12〜20の脂肪族炭化水素基
A1:分子中に2〜20個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
A2:分子中に合計23〜70個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つ該オキシエチレン単位と該オキシプロピレン単位とがブロック状に付加したポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基) - 流動化剤が、A成分を60〜90質量%、B成分を9〜30質量%、C成分を0.5〜17質量%及びD成分を0.1〜3質量%含有して成るものである請求項1記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- A成分が、イソブチレンと無水マレイン酸との共重合物をアルカリ加水分解した質量平均分子量5000〜35000の水溶性ビニル共重合体である請求項1又は2記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- B成分が、ショ糖である請求項1〜3のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- C成分が、化1中のR1がラウリル基、A1が分子中に4〜12個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である場合のものである請求項1〜4のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- 流動化剤が、その固形分濃度1質量%の水溶液のpHが7.0〜11の範囲内となり且つ該水溶液の20℃における表面張力が40mN/m以下となるものである請求項1〜5のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- セメントミルクが、セメントとして高炉セメントB種を用いたものである請求項1〜6のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- 更にベントナイトをセメントミルクに含有させて用いる請求項1〜7のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- セメントミルクが、水/セメント比を155〜330%としたものである請求項1〜8のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
- ソイルセメント壁工法に用いる請求項1〜9のいずれか一つの項記載のソイルセメントスラリーの流動化方法。
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