JP6198108B2 - Bubble-containing cement composition, method for producing bubble-containing cement composition, and construction method using bubble-containing cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、エアミルクやエアモルタル等の気泡を含有する気泡含有セメント組成物、気泡含有セメント組成物の製造方法、及びこれを用いた施工方法に関する。 The present invention relates to a bubble-containing cement composition containing bubbles such as air milk and air mortar, a method for producing a bubble-containing cement composition, and a construction method using the same.
近年、セメントミルクやモルタルに起泡剤を含有させて気泡を発生させたエアミルクやエアモルタルが用いられている。エアミルクやエアモルタルは、気泡を含むのでセメントミルクやモルタルに比べて流動性が良好で施工箇所における充填部分の隅々にまで充填することができる等、施工性に優れ、またセメントミルクやモルタルに比べて密度が小さく軽量であるので施工箇所への荷重負担も軽減される等の特性を有することから、空洞充填工法や軽量盛土工法等に用いられている。このようなエアミルク及びエアモルタル等の気泡含有セメント組成物に関する技術として、たとえば特許文献1や特許文献2のような特許出願がなされている。 In recent years, air milk or air mortar in which bubbles are generated by adding a foaming agent to cement milk or mortar has been used. Air milk and air mortar contain air bubbles, so it has better fluidity than cement milk and mortar, and can be filled to every corner of the filling area at the construction site. Compared to the low density and light weight, it has characteristics such as reducing the load on the construction site, so it is used for the cavity filling method and the lightweight embankment method. As a technique related to the bubble-containing cement composition such as air milk and air mortar, patent applications such as Patent Document 1 and Patent Document 2 have been filed.
特許文献1には、超速硬セメントに所定量の水及び必要な混和剤(エアモルタルの場合にはさらに細骨材)を混練してセメントミルクまたはセメントモルタルを形成し、それとは別に、起泡剤と水とで気泡を形成し、前記セメントミルクまたはセメントモルタルと、前記気泡とを混合するエアミルクまたはエアモルタルの製造方法が記載されている。 In Patent Document 1, a cement milk or cement mortar is formed by kneading a predetermined amount of water and a necessary admixture (in addition, fine aggregate in the case of air mortar) into ultra-high speed cement. A method for producing air milk or air mortar is described in which bubbles are formed by an agent and water, and the cement milk or cement mortar and the bubbles are mixed.
また特許文献2には、所定量の粉末起泡剤をセメント等と予め混合し、これに水を添加して起泡させることにより気泡モルタル(エアモルタル)を製造する方法が記載されている。また、特許文献2には、気泡を強固にするために、粉末起泡剤とともに粘土鉱物等を併用することが記載されている。 Patent Document 2 describes a method for producing a bubble mortar (air mortar) by mixing a predetermined amount of a powder foaming agent with cement or the like in advance and adding water to the foamed foam to cause foaming. Patent Document 2 describes that clay minerals and the like are used in combination with a powder foaming agent in order to strengthen bubbles.
ところで、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物が用いられる上記空洞充填工法には、地上からボーリング孔等を介して地下の空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填することで該地下空洞部分を閉塞して地盤の安定化を図る地下空洞充填工法と称される工法や、トンネルの地山と矢板の間の隙間が放置されることにより残存している空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填してトンネルにおけるひび割れや圧縮破壊を防止するトンネル空洞充填工法と称される工法、その他、土や砂等で埋め戻しができないような種々の箇所の空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する空洞充填工法等がある。 By the way, in the above-mentioned cavity filling method in which a bubble-containing cement composition such as air milk or air mortar is used, the underground cavity portion is filled with the bubble-containing cement composition from the ground via a borehole or the like. An underground cement filling method, which is intended to stabilize the ground by blocking the ground, and a bubble-containing cement composition to the remaining cavity due to leaving the gap between the ground of the tunnel and the sheet pile Filling the void-containing cement composition into the cavity of various places that cannot be backfilled with soil, sand, etc., other than the tunnel cavity filling method that prevents cracking and compressive fracture in the tunnel There is a cavity filling method.
これらの空洞充填工法のうち、地下空洞充填工法においては、空洞部分に水が流入することがあり、水が流入した空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填しなければならないことになる。すなわち、地中の透水層には、地下水によって飽和している帯水層と称される地層があり、そのような帯水層の環境下に空洞部分があると、その空洞部分には必然的に水が流入することとなるので、水が流入した空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填しなければならないのである。 Among these cavity filling methods, in the underground cavity filling method, water may flow into the hollow portion, and the bubble-containing cement composition must be filled into the hollow portion into which the water has flowed. In other words, in the underground permeable layer, there is an aquifer called an aquifer saturated with groundwater, and if there is a cavity in the environment of such an aquifer, the cavity is inevitable. Therefore, it is necessary to fill the cavity portion into which the water has flowed with the bubble-containing cement composition.
しかしながら、上記特許文献1や特許文献2で用いられるエアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物は密度が0.3〜0.8t/m3程度であり、水よりも軽量であるので、上記のように水が流入した空洞部分に充填する場合に、気泡含有セメント組成物が水に浮いて空洞部分に好適に充填することができないという問題が生じていた。 However, since the bubble-containing cement composition such as air milk and air mortar used in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a density of about 0.3 to 0.8 t / m 3 and is lighter than water, When filling the cavity portion into which water has flowed as described above, there is a problem that the bubble-containing cement composition floats on the water and cannot be suitably filled into the cavity portion.
このような問題は、上記のような地下空洞充填工法に限らず、帯水環境下で孔や隙間等にエアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物を充填しなければならない箇所での施工には同様に生じることが考えられるが、いずれにしても、上記従来の気泡含有セメント組成物は、密度が0.3〜0.8t/m3程度であるので、上記のような帯水環境下では施工し難いという問題があった。 Such a problem is not limited to the above-mentioned underground cavity filling method, but is applied to a place where a bubble-containing cement composition such as air milk or air mortar must be filled into holes or gaps in an aquifer environment. In any case, the conventional bubble-containing cement composition has a density of about 0.3 to 0.8 t / m 3. Then there was a problem that construction was difficult.
さらに、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有組成物は、上記空洞充填のような施工性を良好にすべく、流動性を良好にするために気泡が含有されたものであるので、当然のことながら一般のセメントミルクやモルタルに比べてフロー値が大きいものであるが、フロー値が大きいと上記のような帯水環境下で空洞部分に充填する際に、気泡含有組成物が水中で拡散するおそれがあり、このことも帯水環境下での空洞部分への充填作業が煩雑になる要因となっていた。 Furthermore, since the bubble-containing composition such as air milk or air mortar contains bubbles in order to improve the fluidity in order to improve the workability such as the above-mentioned cavity filling, naturally, The flow value is larger than that of ordinary cement milk and mortar, but if the flow value is large, the bubble-containing composition may diffuse in water when filling the cavity in the aquifer environment as described above. This has also been a factor in complicating the filling operation into the cavity in an aquifer environment.
本発明は、前記問題点に鑑み、流動性が良好で施工性に優れているという、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物が本来有する特性を極力損なわないようにしつつ、上記のような帯水環境下での施工において、孔や隙間等の空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する場合に気泡含有セメント組成物が水に浮くようなことがなく、また水中で拡散するおそれが少なく、気泡含有セメント組成物を空洞部分に好適に充填することができる気泡含有セメント組成物、気泡含有セメント組成物の製造方法および気泡含有セメント組成物を用いた施工方法を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention avoids the characteristics inherent to the bubble-containing cement composition such as air milk and air mortar, which is excellent in fluidity and workability, as much as possible, as described above. In construction in an aquifer environment, when filling a void-containing cement composition into a cavity such as a hole or a gap, the bubble-containing cement composition does not float in water and is less likely to diffuse in water. It is an object of the present invention to provide a bubble-containing cement composition capable of suitably filling a void-containing cement composition into a cavity portion, a method for producing the bubble-containing cement composition, and a construction method using the bubble-containing cement composition. .
本発明者等は、気泡含有セメント組成物中の急結剤と粘土鉱物の含有量を特定の含有量とし、気泡含有セメント組成物の密度を1.0t/m3以上とすることで、流動性が良好で施工性に優れているという、気泡含有セメント組成物が本来有する特性を極力損なわないようにしつつ、さらに帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する場合に、該気泡含有セメント組成物が水に浮くようなことがなく、また水中で拡散することがなく、該空洞部分への気泡含有セメント組成物の充填を好適に行なうことができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention set the specific content of the rapid setting agent and the clay mineral in the bubble-containing cement composition, and the density of the bubble-containing cement composition is 1.0 t / m 3 or more. In the case where the void-containing cement composition is filled in the cavity portion in an aquifer environment, while maintaining the properties inherent to the bubble-containing cement composition, which is excellent in workability and excellent workability, as much as possible. The present invention has been completed by finding that the bubble-containing cement composition does not float in water and does not diffuse in water and can be suitably filled with the bubble-containing cement composition in the cavity. It came to do.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、本発明の気泡含有セメント組成物は、セメントと、起泡剤と、粘土鉱物と、急結剤とが混合されて形成される混合粉体と、水とが混練されて形成されており、前記起泡剤がアルファオレフィンスルホン酸ナトリウムであり、前記急結剤がアルミン酸ナトリウムであり、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、密度が1.0t/m3以上1.4t/m3以下であることを特徴とするものである。
The present invention has been made to solve such problems. The bubble-containing cement composition of the present invention is formed by mixing cement, a foaming agent, a clay mineral, and a quick setting agent. The mixed powder and water are kneaded , the foaming agent is sodium alpha olefin sulfonate, the quick setting agent is sodium aluminate, and the quick setting agent is the total amount of the composition. 0.2 mass% to 0.4 mass% and the clay mineral is contained in an amount of 2.5 mass% to 15.0 mass% with respect to the total amount of the composition, and the density is 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less.
また本発明の気泡含有セメント組成物の製造方法は、セメントと、起泡剤であるアルファオレフィンスルホン酸ナトリウムと、粘土鉱物と、急結剤であるアルミン酸ナトリウムとが混合されて形成される混合粉体と、水とを、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、密度が1.0t/m3以上1.4t/m3以下となるように調製することを特徴とするものである。
In addition, the method for producing the aerated cement composition of the present invention is a mixture formed by mixing cement, sodium alpha olefin sulfonate as a foaming agent, clay mineral, and sodium aluminate as a quick setting agent. Powder and water, the quick setting agent is contained in an amount of 0.2% by mass to 0.4% by mass with respect to the total amount of the composition, and the clay mineral is 2.5% by mass with respect to the total amount of the composition. % To 15.0% by mass and the density is adjusted to 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less.
さらに本発明の気泡含有セメント組成物を用いた施工方法は、セメントと、起泡剤であるアルファオレフィンスルホン酸ナトリウムと、粘土鉱物と、急結剤であるアルミン酸ナトリウムとが混合されて形成される混合粉体と、水とを、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、密度が1.0t/m3以上1.4t/m3以下となるように調製することで気泡含有セメント組成物を得て、前記気泡含有セメント組成物を用いて施工を行なうことを特徴とするものである。
Furthermore, the construction method using the foam-containing cement composition of the present invention is formed by mixing cement, sodium alpha olefin sulfonate as a foaming agent, clay mineral, and sodium aluminate as a quick setting agent. 1. The mixed powder and water are contained in an amount of 0.2 mass% to 0.4 mass% with respect to the total amount of the composition and the clay mineral is 2. A bubble-containing cement composition is obtained by adjusting the density so as to be contained in an amount of 5% by mass or more and 15.0% by mass or less and having a density of 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less. The construction is performed using the composition.
本発明においては、気泡含有組成物の総量に対して急結剤が0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、密度が1.0t/m3以上であるので、流動性が良好で施工性に優れているという、気泡含有セメント組成物が本来有する特性を極力損なわないようにしつつ、さらに帯水環境下における空洞部分に本発明の気泡含有セメント組成物を充填する場合に、該気泡含有セメント組成物が水に浮いて空洞部分への充填が困難となるようなことがない。 In the present invention, the rapid setting agent is contained in an amount of 0.2% by mass to 0.4% by mass with respect to the total amount of the bubble-containing composition, and the clay mineral is 2.5% by mass or more with respect to the total amount of the composition. 15.0% by mass or less and the density is 1.0 t / m 3 or more, so that the inherent properties of the bubble-containing cement composition, which is excellent in fluidity and workability, should not be lost as much as possible. On the other hand, when the bubble-containing cement composition of the present invention is further filled in the cavity portion in an aquifer environment, the bubble-containing cement composition does not float on water and it becomes difficult to fill the cavity portion. .
また、気泡含有組成物の総量に対して急結剤が0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれていることで、本来流動性が良好な気泡含有組成物のフロー値が一定以上に維持されつつも、そのフロー値は従来の気泡含有組成物のフロー値に比べて小さくなり、上記のような帯水環境下で空洞部分に気泡含有組成物を充填する際に、従来のように気泡含有組成物が水中で拡散するおそれが少なくなる。 Further, the rapid setting agent is contained in an amount of 0.2% by mass to 0.4% by mass with respect to the total amount of the bubble-containing composition, and the clay mineral is 2.5% by mass to 15.0% with respect to the total amount of the composition. By containing less than mass%, the flow value of the bubble-containing composition with originally good fluidity is maintained above a certain level, but the flow value becomes smaller than the flow value of the conventional bubble-containing composition. When filling the void-containing composition into the cavity in the aquifer environment as described above, the risk of the bubble-containing composition diffusing in water as in the prior art is reduced.
一方、本発明の気泡含有セメント組成物は、密度が1.4t/m3以下であるので、材料分離をおこしにくい。 On the other hand, since the density of the bubble-containing cement composition of the present invention is 1.4 t / m 3 or less, it is difficult to separate materials.
尚、本発明でいう気泡含有セメント組成物とは、起泡剤によって形成された気泡を含むセメント組成物を意味し、たとえばエアモルタルやエアミルクがこれに含まれる。 The bubble-containing cement composition referred to in the present invention means a cement composition containing bubbles formed by a foaming agent, and includes, for example, air mortar and air milk.
本発明によれば、流動性が良好で施工性に優れているという、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物が本来有する特性を極力損なわないようにしつつ、帯水環境下での施工において、孔や隙間等の空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する場合に気泡含有セメント組成物が水に浮くようなことがなく、また水中で拡散するおそれが少なく、気泡含有セメント組成物を空洞部分に好適に充填することができる気泡含有セメント組成物、気泡含有セメント組成物の製造方法および気泡含有セメント組成物を用いた施工方法を提供することができる。 According to the present invention, in the construction under the aquifer environment, while avoiding as much as possible the characteristics inherent to the bubble-containing cement composition such as air milk and air mortar, which has good fluidity and excellent workability. When filling a void-containing cement composition into a cavity such as a hole or a gap, the bubble-containing cement composition does not float in water and is less likely to diffuse in water. It is possible to provide a bubble-containing cement composition that can be suitably filled in a part, a method for producing the bubble-containing cement composition, and a construction method using the bubble-containing cement composition.
以下、本発明の実施形態について説明する。先ず、本発明の気泡含有セメント組成物についての実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, an embodiment of the bubble-containing cement composition of the present invention will be described.
本実施形態の気泡含有セメント組成物は、セメントと、起泡剤と、粘土鉱物と、急結剤と、水とが含まれ、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、密度が1.0t/m3以上1.4t/m3以下とされているものである。 The bubble-containing cement composition of the present embodiment includes cement, a foaming agent, a clay mineral, a quick setting agent, and water, and the quick setting agent is 0.2 mass relative to the total amount of the composition. % to 0.4 wt% or less contained and the clay mineral contains 15.0 wt% 2.5 wt% or more, based on the total amount of the composition, density 1.0 t / m 3 or more 1.4t / m 3 or less.
気泡含有セメント組成物とは、起泡剤によって形成された気泡を含むセメント組成物をいい、たとえばセメントと水とを含むセメントスラリーに、起泡剤で形成した気泡を含有させたエアミルク、エアモルタル等が挙げられる。 The bubble-containing cement composition refers to a cement composition containing bubbles formed by a foaming agent. For example, air milk or air mortar containing bubbles formed by a foaming agent in a cement slurry containing cement and water. Etc.
セメントとしては、公知のセメントであれば特に制限されることはないが、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント;高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント;超速硬セメント、アルミナセメントなどが挙げられる。中でも、高炉セメント、普通セメント等が、可使時間の調整が容易であること、および低コストであることから好ましい。 The cement is not particularly limited as long as it is a publicly known cement. Portland cement such as blast furnace cement, fly ash cement, silica cement and the like mixed cement; ultrafast cement, alumina cement and the like. Among them, blast furnace cement, ordinary cement, and the like are preferable because the pot life can be easily adjusted and the cost is low.
起泡剤としては、例えばアルファオレフィンスルホン酸系の起泡剤が用いられる。アルファオレフィンスルホン酸系の起泡剤を用いることで、気泡含有セメント組成物中の気泡を安定的に維持することができ、予め、起泡剤と起泡剤以外のセメント組成物成分とを混合した気泡含有セメント組成物の状態で施工現場まで搬送することができる。さらに、比較的短時間で所望の強度が発現され、施工後、比較的早期に施工箇所の供用が開始できる。 As the foaming agent, for example, an alpha olefin sulfonic acid-based foaming agent is used. By using an alpha olefin sulfonic acid-based foaming agent, the bubbles in the foam-containing cement composition can be stably maintained, and the foaming agent and the cement composition components other than the foaming agent are mixed in advance. It can be conveyed to the construction site in the state of the aerated bubble-containing cement composition. Furthermore, a desired strength is expressed in a relatively short time, and the construction site can be used in a relatively early stage after construction.
そのアルファオレフィンスルホン酸系の起泡剤としては、例えば、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムの粉末等が例示される。このような起泡剤として、例えば、ライオン株式会社製の商品名「リポランPJ−400」、ライオン株式会社製の商品名「リポランPB−800」などを用いることができる。前記起泡剤は、粉末であることには限定されるものではないが、粉末起泡剤である場合には、予め、セメント等の粉体成分と混合しておくことができ、製造しやすいため好ましい。さらに起泡剤には、たとえば上記アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムのような起泡成分以外の成分が含有されていてもよい。 Examples of the alpha olefin sulfonic acid foaming agent include sodium alpha olefin sulfonate powder. As such a foaming agent, for example, trade name “Lipolane PJ-400” manufactured by Lion Corporation, trade name “Lipolane PB-800” manufactured by Lion Corporation, and the like can be used. The foaming agent is not limited to being a powder, but in the case of a powder foaming agent, it can be mixed with a powder component such as cement in advance and is easy to manufacture. Therefore, it is preferable. Further, the foaming agent may contain components other than the foaming component such as sodium alpha olefin sulfonate.
粘土鉱物としては、層状粘土鉱物、繊維状粘土鉱物、非晶質粘土鉱物、シリカ鉱物、長石、沸石、ドロマイト、及びこれらの焼成物、並びにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。中でも、層状粘土鉱物、繊維状粘土鉱物、およびこれらの焼成物からなる群から選択される1種以上である粘土鉱物が好ましい。かかる層状粘土鉱物、繊維状粘土鉱物、非晶質粘土鉱物、およびこれらの焼成物からなる群から選択される1種以上の粘土鉱物は、気泡の安定性をより良好にすることができ、且つ施工後により短時間で所望の強度が得られるからである。前記層状粘土鉱物としては、カオリン鉱物、蛇紋岩及び類縁鉱物、パイロフィライト、タルク、雲母粘土鉱物、緑泥岩、バーミキュライト、スメクタイト、ベントナイト等が挙げられる。前記繊維状粘土鉱物としては、セピオライト、アタパルジャイト等が挙げられる。前記粘土鉱物の焼成物としては、カオリンの焼成物であるメタカオリン、ハロイサイトの焼成物であるメタハロイサイト等が挙げられる。 Examples of clay minerals include layered clay minerals, fibrous clay minerals, amorphous clay minerals, silica minerals, feldspar, zeolite, dolomite, and fired products thereof, and mixtures of two or more thereof. Especially, the clay mineral which is 1 or more types selected from the group which consists of layered clay mineral, fibrous clay mineral, and these baked products is preferable. One or more clay minerals selected from the group consisting of such layered clay minerals, fibrous clay minerals, amorphous clay minerals, and fired products thereof can make the bubble stability better, and This is because a desired strength can be obtained in a shorter time after the construction. Examples of the layered clay mineral include kaolin mineral, serpentine and related minerals, pyrophyllite, talc, mica clay mineral, chlorite, vermiculite, smectite, bentonite and the like. Examples of the fibrous clay mineral include sepiolite and attapulgite. Examples of the calcined product of clay mineral include metakaolin, which is a calcined product of kaolin, and metahalloysite, which is a calcined product of halloysite.
前記粘土鉱物の中でも、ベントナイト、アタパルジャイト等が気泡の安定性が良好になるという観点から、および、比較的短時間での所望の強度が得られやすいという観点から、好ましい。 Among the clay minerals, bentonite, attapulgite, and the like are preferable from the viewpoint of improving the stability of the bubbles and from the viewpoint that a desired strength can be easily obtained in a relatively short time.
前記粘土鉱物は、膨潤力が15ml/2g以上50ml/2g以下であることが好ましい。前記粘土鉱物の膨潤力が前記範囲である場合には、より気泡の安定性が良好になる。尚、前記膨潤力は、日本ベントナイト工業会の標準試験方法(JBAS−104)に規定される方法に準拠して測定される膨潤力をいう。 The clay mineral preferably has a swelling power of 15 ml / 2 g or more and 50 ml / 2 g or less. When the swelling power of the clay mineral is in the above range, the stability of the bubbles becomes better. In addition, the said swelling power means the swelling power measured based on the method prescribed | regulated to the standard test method (JBAS-104) of Japan Bentonite Industry Association.
急結剤としては、たとえばアルミン酸アルカリ塩、カルシウムアルミネート系、カルシウムサルホアルミネート系等の急結剤が用いられる。その中でも、アルミン酸アルカリ塩を用いるのが好ましく、とりわけアルミン酸ナトリウムを用いるのが好ましい。アルミン酸ナトリウムを用いることで、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物の機能を発揮する程度に必要な気泡を保持させつつ、帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する作業を好適に行なうことができるという利点がある。
さらに急結剤には、たとえば上記アルミン酸ナトリウムのような急結成分以外の成分が含有されていてもよい。ここで急結剤に急結成分とともに急結成分以外の成分が含まれている場合、上記急結剤の組成物の総量に対する含有量(質量%)は、組成物の総量に対する急結成分の含有量(質量%)であることを意味する。急結成分としては、アルミン酸ナトリウム、硫酸アルミニウム、及びケイ酸ナトリウムの群より選ばれた1種又は2種以上が挙げられる。
As the quick setting agent, for example, quick setting agents such as alkali aluminate, calcium aluminate and calcium sulfoaluminate are used. Among them, it is preferable to use an alkali aluminate, and it is particularly preferable to use sodium aluminate. By using sodium aluminate, air bubbles and air mortar are filled with the bubble-containing cement composition in the cavity under the aquifer environment while maintaining the bubbles necessary to exhibit the function of the bubble-containing cement composition. There is an advantage that the work can be suitably performed.
Further, the quick setting agent may contain components other than the quick setting component such as sodium aluminate. Here, when the quick setting agent contains components other than the quick setting component together with the quick setting component, the content (% by mass) of the quick setting agent with respect to the total amount of the composition is that of the quick setting component with respect to the total amount of the composition. It means content (mass%). Examples of the quick setting component include one or more selected from the group of sodium aluminate, aluminum sulfate, and sodium silicate.
本実施形態の気泡含有セメント組成物においては、上述のように、組成物の総量に対する急結剤の含有量が0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物の含有量が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下とされる。急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%未満になると、気泡含有組成物の密度が1.0t/m3未満になるとともに、フロー値が大きくなりすぎ、帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する作業を好適に行なえないおそれがあるからである。その一方で、急結剤が組成物の総量に対して0.4質量%を超えると、フロー値が小さくなりすぎて気泡含有組成物として機能させるのに必要な流動性が得られないおそれがあるからである。このような観点からは、気泡含有セメント組成物の総量に対する急結剤の含有量は0.25質量%以上0.4質量%以下であることがより好ましい。 In the foam-containing cement composition of the present embodiment, as described above, the content of the quick setting agent with respect to the total amount of the composition is 0.2% by mass or more and 0.4% by mass or less, and the content of the clay mineral Is 2.5% by mass or more and 15.0% by mass or less with respect to the total amount of the composition. When the quick setting agent is less than 0.2% by mass with respect to the total amount of the composition, the density of the bubble-containing composition becomes less than 1.0 t / m 3 and the flow value becomes too large, This is because there is a possibility that the work of filling the hollow portion with the bubble-containing cement composition may not be suitably performed. On the other hand, when the quick setting agent exceeds 0.4% by mass with respect to the total amount of the composition, the flow value may be too small to obtain the fluidity necessary for functioning as a bubble-containing composition. Because there is. From such a viewpoint, the content of the quick setting agent with respect to the total amount of the bubble-containing cement composition is more preferably 0.25% by mass or more and 0.4% by mass or less.
また粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%未満になると密度が高くなりすぎるおそれがあり、15.0質量%を超えると混練不可能となるおそれがあるからである。このような観点からは、気泡含有セメント組成物の総量に対する粘土鉱物の含有量は5.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。 Further, if the clay mineral is less than 2.5% by mass relative to the total amount of the composition, the density may be too high, and if it exceeds 15.0% by mass, kneading may not be possible. From such a viewpoint, the content of the clay mineral with respect to the total amount of the bubble-containing cement composition is more preferably 5.0% by mass or more and 10.0% by mass or less.
本実施形態の気泡含有セメント組成物の密度は、1.0t/m3以上1.4t/m3以下とされる。密度が1.0t/m3以上とされることで、帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する場合に、該気泡含有セメント組成物が水に浮くことがないので、気泡含有セメント組成物を空洞部分へ充填する作業をより容易に行なうことができる。一方、密度が1.4t/m3以下であれば、材料分離するおそれが少なくなる。 The density of the bubble-containing cement composition of the present embodiment is 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less. When the density is 1.0 t / m 3 or more, when the bubble-containing cement composition is filled in the cavity portion in the aquifer environment, the bubble-containing cement composition does not float on water. The operation | work which fills a cavity part with a containing cement composition can be performed more easily. On the other hand, if the density is 1.4 t / m 3 or less, the possibility of material separation is reduced.
また本実施形態の気泡含有セメント組成物のフロー値は、たとえば後述のNEXCO試験法313に記載のフロー試験に準ずる測定で140mm以下であることが好ましい。140mmを超えると、帯水環境下で気泡含有セメント組成物を空洞部分に充填する際に水中で拡散するおそれがあり、結果として空洞部分への気泡含有セメント組成物の充填作業が煩雑になるおそれがあるからである。尚、エアミルクやエアモルタル等として本来機能させるのに必要な流動性を維持する観点からは、気泡含有セメント組成物のフロー値は80mm以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the flow value of the bubble-containing cement composition of this embodiment is 140 mm or less by the measurement according to the flow test of the NEXCO test method 313 mentioned later, for example. If it exceeds 140 mm, there is a risk of spreading in the water when filling the void-containing cement composition in the aquifer environment, and as a result, filling the void-containing cement composition into the hollow portion may be complicated. Because there is. In addition, it is preferable that the flow value of a bubble containing cement composition is 80 mm or more from a viewpoint of maintaining the fluidity | liquidity required to make it function as air milk, air mortar, etc. originally.
さらに組成物の総量に対する起泡剤の含有量は0.09質量%以上、0.4質量%以下であることが好ましい。組成物の総量に対する起泡剤の含有量が0.09質量%未満になると、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物として機能させるのに必要な気泡が組成物中に保持されなくなるおそれがある一方で、0.4質量%を超えると気泡含有組成物の密度が1.0t/m3未満になって帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する作業を行なう際に気泡含有セメント組成物が水に浮き、また気泡含有セメント組成物のフロー値が大きくなって該帯水環境下で空洞部分に気泡含有組成物を充填する際に、気泡含有組成物が水中で拡散するおそれがあるからである。
ここで起泡剤の組成物の総量に対する含有量(質量%)は、たとえば上記アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムのような起泡成分以外の成分が起泡成分とともに起泡剤に起含まれている場合には、組成物の総量に対する起泡成分の含有量(質量%)であることを意味する。
Furthermore, it is preferable that content of the foaming agent with respect to the total amount of a composition is 0.09 mass% or more and 0.4 mass% or less. When the content of the foaming agent relative to the total amount of the composition is less than 0.09% by mass, there is a possibility that bubbles necessary for functioning as a bubble-containing cement composition such as air milk or air mortar are not retained in the composition. On the other hand, when it exceeds 0.4 mass%, the density of the bubble-containing composition becomes less than 1.0 t / m 3 , and when the work of filling the void-containing cement composition into the cavity portion in the aquifer environment is performed. When the bubble-containing cement composition floats in water, and the flow value of the bubble-containing cement composition increases and the bubble-containing composition is filled in the cavity in the aquifer environment, the bubble-containing composition diffuses in water. It is because there is a possibility of doing.
Here, the content (% by mass) with respect to the total amount of the foaming agent composition is such that, for example, components other than the foaming component such as sodium alpha olefin sulfonate are contained in the foaming agent together with the foaming component. Means the content (mass%) of the foaming component relative to the total amount of the composition.
さらに組成物の総量に対するセメントの含有量は35質量%以上60質量%以下であることが好ましい。35質量%未満になると密度が1.0t/m3未満になるおそれがある一方で、60質量%を超えると混練不可能となるおそれがあるからである。この観点からは、40質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。 Furthermore, the cement content relative to the total amount of the composition is preferably 35% by mass or more and 60% by mass or less. This is because if it is less than 35% by mass, the density may be less than 1.0 t / m 3 , while if it exceeds 60% by mass, kneading may not be possible. From this viewpoint, the content is more preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less.
さらに組成物の総量に対する水の含有量は33質量%以上55質量%以下であることが好ましい。33質量%未満になると混練不可能となるおそれがある一方で、55質量%を超えると低密度となるおそれがあるからである。この観点からは、40質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。 Furthermore, it is preferable that content of the water with respect to the total amount of a composition is 33 to 55 mass%. If the amount is less than 33% by mass, kneading may not be possible, whereas if it exceeds 55% by mass, the density may be low. From this viewpoint, the content is more preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less.
本実施形態のセメント組成物には、さらに、遅延剤、減水剤などを含んでいてもよい。また、気泡含有セメント組成物としてエアモルタルを得る場合には、骨材をさらに含んでいてもよい。 The cement composition of this embodiment may further contain a retarder, a water reducing agent, and the like. Moreover, when obtaining air mortar as a bubble containing cement composition, the aggregate may be further included.
次に、本発明の気泡含有セメント組成物の製造方法の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of a method for producing a bubble-containing cement composition of the present invention will be described.
本実施形態の気泡含有セメント組成物の製造方法においては、セメントと、起泡剤と、粘土鉱物と、急結剤と、水とを、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれるように混合する。 In the method for producing a bubble-containing cement composition of the present embodiment, cement, a foaming agent, a clay mineral, a quick setting agent, and water are added to the total amount of the composition. 2 mass% or more and 0.4 mass% or less are contained, and it mixes so that the said clay mineral may be contained 2.5 mass% or more and 15.0 mass% or less with respect to the total amount of a composition.
具体的には、起泡剤が粉末である場合には、粉体成分であるセメントと、起泡剤とを混合して混合粉体とし、該混合粉体に、所定の水を加えて混練して気泡含有セメント組成物を得る方法が挙げられる。或いは、前記粉体成分の各成分と、水とを一度に混合して混練することで気泡含有セメント組成物を得る方法が挙げられる。いずれの方法においても、前記起泡剤が水に溶解することで気泡が発生し、混練によって該気泡をスラリー状のセメント組成物中に均一に混合することで、エアミルクあるいはエアモルタル等の気泡含有セメント組成物を製造する。前記混練は、例えば、数L〜数10Lの容器に、各材料を入れて、ハンドミキサー等で混練りすることで行なうことができる。 Specifically, when the foaming agent is a powder, cement as a powder component and the foaming agent are mixed to form a mixed powder, and predetermined water is added to the mixed powder and kneaded. And a method for obtaining a bubble-containing cement composition. Or the method of obtaining the bubble-containing cement composition by mixing and knead | mixing each component of the said powder component and water at once is mentioned. In any method, bubbles are generated by dissolving the foaming agent in water, and the bubbles are uniformly mixed in the slurry-like cement composition by kneading, thereby containing bubbles such as air milk or air mortar. A cement composition is produced. The kneading can be performed, for example, by putting each material in a container of several liters to several tens of liters and kneading with a hand mixer or the like.
尚、前記粉体成分として、充填材、骨材(エアモルタルの場合)などをさらに加えてもよく、液体成分として、遅延剤、減水剤などを水にさらに加えてもよい。 In addition, a filler, an aggregate (in the case of air mortar) or the like may be further added as the powder component, and a retarder, a water reducing agent or the like may be further added to water as the liquid component.
前記充填材を用いる場合に、重油を用いた乾燥を行っていない充填材を用いることが好ましい。充填材としては、例えばけい石粉、けい砂粉(エアモルタルの場合)などが挙げられ、これらは微粉であることが好ましい。硫黄酸化物及び窒素酸化物が付着していない充填材を用いることにより、気泡の安定性をより高めることができる。これは、乾燥時に発生する硫黄酸化物(SOx)及び窒素酸化物(NOx)が気泡を潰す要因の1つであると考えられるためである。 When the filler is used, it is preferable to use a filler that has not been dried using heavy oil. Examples of the filler include silica powder and silica sand powder (in the case of air mortar), and these are preferably fine powder. By using a filler to which sulfur oxides and nitrogen oxides are not attached, the stability of bubbles can be further improved. This is because sulfur oxide (SO x ) and nitrogen oxide (NO x ) generated during drying are considered to be one of the factors that crush bubbles.
次に、前述のように製造された気泡含有セメント組成物を施工現場で用いて施工を行なう施工方法について説明する。本実施形態のセメント組成物の施工方法では、セメントと、起泡剤と、粘土鉱物と、急結剤と、水とを、前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれるように混合することで気泡含有セメント組成物を得て、前記気泡含有セメント組成物を用いて施工を行なう。 Next, a construction method for performing construction using the bubble-containing cement composition produced as described above at the construction site will be described. In the construction method of the cement composition of the present embodiment, the cement, the foaming agent, the clay mineral, the quick setting agent, and the water are added in an amount of 0.2% by mass based on the total amount of the quick setting agent. The foam-containing cement composition is obtained by mixing so that the clay mineral is contained in an amount of not less than 0.4% by mass and the clay mineral is not less than 2.5% by mass and not more than 15.0% by mass with respect to the total amount of the composition. Construction is performed using the bubble-containing cement composition.
この場合、製造された気泡含有セメント組成物においては、急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれて、1.0t/m3以上1.4t/m3以下とされているので、このような気泡含有セメント組成物を帯水環境下の施工現場に搬送し、そのような施工現場で空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填するような場合、流動性が良好で施工性に優れ、軽量で施工箇所への荷重負担を軽減できる等の、エアミルクやエアモルタル等の気泡含有セメント組成物が本来有する特性を極力損なわないようにしつつ、帯水環境下における空洞部分に気泡含有セメント組成物を充填する場合に、気泡含有セメント組成物が水に浮くようなことがない。 In this case, in the produced bubble-containing cement composition, the quick setting agent is contained in an amount of 0.2% by mass to 0.4% by mass with respect to the total amount of the composition, and the clay mineral is based on the total amount of the composition. 2.5 wt% to 15.0 wt%, and 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less. When it is transported to the construction site and the bubble-containing cement composition is filled in the cavity at such a construction site, the fluidity is good and the workability is excellent, and the load on the construction site can be reduced. In the case where the bubble-containing cement composition is filled in the cavity portion in the aquifer environment while avoiding the characteristics inherent to the bubble-containing cement composition such as air milk and air mortar as much as possible, the bubble-containing cement composition is Like floating in the water There is nothing.
また、本来流動性が良好な気泡含有組成物のフロー値が一定以上に維持されつつも、そのフロー値は従来の気泡含有組成物のフロー値に比べて小さくなり、上記のような帯水環境下で空洞部分に気泡含有組成物を充填する際に、従来のように気泡含有組成物が水中で拡散するおそれが少なくなる。 In addition, while the flow value of the bubble-containing composition that is inherently good in fluidity is maintained above a certain level, the flow value is smaller than the flow value of the conventional bubble-containing composition, and the above-described aquifer environment When filling the cavity portion with the bubble-containing composition below, the risk of the bubble-containing composition diffusing in water as in the conventional case is reduced.
さらに、本実施形態の気泡含有セメント組成物の施工方法では、予め工場などの施工現場から離れた場所において気泡含有セメント組成物を前述のような製造方法によって製造して、その後、施工現場に搬送して、施工現場で気泡含有セメント組成物として用いることができる。 Furthermore, in the construction method of the foam-containing cement composition of the present embodiment, the foam-containing cement composition is produced in advance by a production method as described above at a location away from the construction site such as a factory, and then transported to the construction site. And it can be used as a bubble-containing cement composition at a construction site.
このように気泡含有セメント組成物を施工現場に搬送する場合、気泡含有セメント組成物中に粘土鉱物が含まれていると、気泡が組成物中に維持され易く、予め、セメントミルクまたはセメントモルタル等のスラリー状のセメント組成物と、起泡剤とを別々に搬送せずに事前に混合した状態で搬送できるので、搬送コストも抑制できる。さらに、搬送に先立って混合した材料の必要分のみを製造、搬送すればよいので、材料ロスが小さく、コスト的に有利である。また、施工現場では、別々の搬送媒体で搬送されたスラリー状のセメント組成物と起泡剤とを専用装置で混合する必要がなく、よって、施工現場において設備の小型化を図ることができる。 When the foam-containing cement composition is transported to the construction site as described above, if the clay-containing mineral is contained in the foam-containing cement composition, the foam is easily maintained in the composition, such as cement milk or cement mortar. Since the slurry-like cement composition and the foaming agent can be conveyed in a state of being mixed in advance without being separately conveyed, the conveyance cost can also be suppressed. Furthermore, since only the necessary amount of the mixed material needs to be manufactured and transported prior to transportation, material loss is small, which is advantageous in terms of cost. In addition, at the construction site, it is not necessary to mix the slurry-like cement composition and the foaming agent conveyed by different conveyance media with a dedicated device, and thus the equipment can be downsized at the construction site.
前記気泡含有セメント組成物を施工現場へ搬送する方法は特に限定されないが、例えば、ミキサー車、モービル車等の搬送車両を用いることが挙げられる。数L〜数10m3の工事規模の場合には、モービル車またはミキサー車を用い、数10m3以上の工事規模の場合には、ミキサー車を用いることが好ましい。あるいは、製造場所から施工現場まで接続された移送パイプ等の搬送車両以外の搬送装置を用いて搬送してもよい。 Although the method of conveying the said bubble containing cement composition to a construction site is not specifically limited, For example, using conveyance vehicles, such as a mixer vehicle and a mobile vehicle, is mentioned. In the case of a construction scale of several L to several tens of m 3 , it is preferable to use a mobile vehicle or a mixer truck, and in the case of a construction scale of several tens of m 3 or more, it is preferable to use a mixer truck. Or you may convey using conveyance apparatuses other than conveyance vehicles, such as a transfer pipe connected from the manufacturing place to the construction site.
前記施工現場に搬送された気泡含有セメント組成物は、そのまま、施工現場で施工してもよく、あるいは、施工現場でさらに水等を添加してから施工してもよい。 The bubble-containing cement composition conveyed to the construction site may be applied at the construction site as it is, or may be applied after further adding water or the like at the construction site.
このように、本実施形態のセメント組成物、気泡含有セメント組成物の製造方法及びこれらの施工方法は、施工場所に大型設備を必要としないので、施工量が小規模(例えば100m3未満)の場合に特に有利である。 Thus, since the manufacturing method of the cement composition of this embodiment, a bubble containing cement composition, and these construction methods do not require a large installation in a construction place, a construction amount is small (for example, less than 100 m < 3 >). This is particularly advantageous.
尚、本実施形態は以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 In addition, although this embodiment is as above, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
以下に実施例を示して、本発明にかかる気泡含有セメント組成物としてのセメントミルクについて、さらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(セメント組成物の含有)
本実施例で用いるセメントミルク用のセメント組成物として表1の含有量の実施例1乃至11、及び比較例1乃至14を準備した。尚、表1において、セメント組成物の各材料の含有量の単位はgである。また粘土鉱物と急結剤の含有量のカッコ内の数値は質量%である。さらに使用した各材料の詳細は以下のとおりである。
(Contains cement composition)
Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 14 having the contents shown in Table 1 were prepared as cement compositions for cement milk used in this example. In Table 1, the unit of the content of each material of the cement composition is g. The value in parentheses for the content of clay mineral and quick-set agent is mass%. Further details of each material used are as follows.
(材料)
セメント:高炉セメント(商品名「高炉セメントB種」、住友大阪セメント株式会社製)
粘土鉱物:ベントナイト(ホージュン社製 スーパークレイ:膨潤力30ml/2g)
粉末起泡剤:アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(商品名「リポランPB−800」:ライオン株式会社製)
急結剤:アルミン酸ナトリウム(商品名「アルミン酸ナトリウム」、大洋株式会社製)
(material)
Cement: Blast furnace cement (Brand name "Blast furnace cement type B", manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Clay mineral: Bentonite (Hojoon Super Clay: swelling power 30ml / 2g)
Powder foaming agent: sodium alpha olefin sulfonate (trade name “Lipolane PB-800”: manufactured by Lion Corporation)
Quick setting agent: Sodium aluminate (trade name “Sodium aluminate”, manufactured by Taiyo Co., Ltd.)
(製造方法)
まず、粉体成分として、セメント、粘土鉱物、粉末気泡剤、および急結剤を容量5Lの容器に入れてゴム栓2個を入れて振とうして混合した後、容量5Lの容器で表1に記載の各分量の水を加えて、ハンドミキサー(商品名「UT−1305」、マキタ社製)を用いて1300rpmで2分間混練して、エアミルクを得た。
(Production method)
First, as a powder component, cement, clay mineral, powder foaming agent, and quick setting agent are put in a container with a capacity of 5 L, and two rubber stoppers are put and mixed by shaking. Each amount of water described in 1 was added and kneaded at 1300 rpm for 2 minutes using a hand mixer (trade name “UT-1305”, manufactured by Makita) to obtain air milk.
(評価方法)
各実施例および比較例について、密度、空気量、フロー値、性状および圧縮強度を以下のように測定した。
《密度/空気量》
混練から2分後の各エアミルクの総重量および体積を測定した。
密度は、前記総重量と体積とから求めた。体積については、各原料粉体及び水の密度から算出した。さらに、空気量は、前記密度及び重量から求めた。
《フロー値》
フロー値は、NEXCO試験法313に記載のフロー試験に準じて測定した。
《圧縮強度》
圧縮強度は、JIS A 1216に記載の土の一軸圧縮試験方法に準じた方法を用いて、材齢1日、7日、28日の圧縮強度を測定した。
(Evaluation method)
About each Example and the comparative example, the density, the air content, the flow value, the property, and the compressive strength were measured as follows.
<< Density / Air volume >>
The total weight and volume of each air milk 2 minutes after kneading were measured.
The density was determined from the total weight and volume. The volume was calculated from the density of each raw material powder and water. Furthermore, the amount of air was determined from the density and weight.
<Flow value>
The flow value was measured according to the flow test described in NEXCO test method 313.
《Compressive strength》
The compressive strength was determined by measuring the compressive strength at 1 day, 7 days and 28 days of age using a method according to the uniaxial compression test method of soil described in JIS A1216.
《性状》
混練直後のエアミルクをブリーディング袋に充填し、3時間後の性状を目視で観察し、消泡、分離、底部の水が溜まりの有無を評価した。
<Properties>
Air milk immediately after kneading was filled in a bleeding bag, and the properties after 3 hours were visually observed to evaluate the presence or absence of defoaming, separation, and accumulation of water at the bottom.
これらの結果を表2及び表3に示した。表2において、密度の単位はt/m3、フロー値の単位はmm、総重量の単位はg、体積の単位はcm3、空気量の単位はcm3である。また表3において圧縮強度の単位はkN/m2である。 These results are shown in Tables 2 and 3. In Table 2, the unit of density is t / m 3 , the unit of flow value is mm, the unit of total weight is g, the unit of volume is cm 3 , and the unit of air amount is cm 3 . In Table 3, the unit of compressive strength is kN / m 2 .
(評価結果)
表1及び表2に示すように、急結剤の組成物の総量に対する含有量が0.2質量%以上0.4質量%以下で、粘土鉱物の組成物の総量に対する含有量が2.5質量%以上15.0質量%以下である実施例1乃至11のエアミルクの密度は、いずれも1.0t/m3以上、1.4t/m3以下であった。
これに対して、粘土鉱物も急結剤も含有されていない比較例1及び比較例2のエアミルクの密度は、それぞれ0.627t/m3及び0.743t/m3でいずれも1.0t/m3未満であった。
また粘土鉱物はそれぞれ100g(組成物の総重量に対して5.0質量%)及び50g(組成物の総重量に対して2.5質量%)含有されているが急結剤が含有されていない比較例3及び4のエアミルクの密度は、それぞれ0.682t/m3及び0.717t/m3でいずれも1.0t/m3未満であった。
さらに急結剤がそれぞれ2.0g(組成物の総重量に対して0.1質量%)及び5.0g(組成物の総重量に対して0.25質量%)含有されているが粘土鉱物が含有されていない比較例5及び6のエアミルクの密度は、それぞれ0.735t/m3及び0.877t/m3で、比較例6は比較例1乃至4より密度が高かったが、比較例5及び6のいずれも1.0t/m3未満であった。
また粘土鉱物が100g(組成物の総重量に対して5.0質量%)と、上記実施例4乃至11と同量含有されているが、急結剤がそれぞれ1.0g(組成物の総重量に対して0.05質量%)及び2.0g(組成物の総重量に対して0.1質量%)と、上記実施例4乃至11よりも少ない含有量で、0.2質量%未満である比較例7及び8のエアミルクの密度は、それぞれ0.832t/m3及び0.800t/m3で、比較例1乃至4より密度が高かったが、1.0t/m3未満であった。
さらに急結剤が5.0g(組成物の総重量に対して0.25質量%)と、上記実施例1乃至3、及び6乃至11と同量含有されているが、粘土鉱物が25g(組成物の総重量に対して1.2質量%)と、上記実施例4乃至11よりも少ない含有量で、2.5質量%未満である比較例10のエアミルクの密度は、1.491t/m3で、1.4t/m3を超えていた。
さらに粘土鉱物が100g(組成物の総重量に対して5.0質量%)と、上記実施例4乃至11と同量含有されているが、急結剤が10.0g(組成物の総重量に対して0.5質量%)と、上記実施例1乃至11よりも多い含有量で、0.4質量%を超えている比較例9のエアミルクは、混練不可で、密度及びフロ−値を測定することができなかった。
さらに急結剤が5.0g(組成物の総重量に対して0.25質量%)と、上記実施例1乃至3、及び6乃至11と同量含有されているが、粘土鉱物が350g(組成物の総重量に対して17.4質量%)と、上記実施例1乃至11よりも多い含有量で、15.0質量%を超えている比較例11のエアミルクも、混練不可能で密度やフロー値を測定することができなかった。
比較例12乃至14のエアミルクは、急結剤が5.0g(組成物の総重量に対して0.25質量%)含有され、粘土鉱物が100g(組成物の総重量に対して5.0質量%)含有され、それぞれの含有量が上記実施例6乃至11と同じであるが、上記のように比較例12、13では密度が1.0t/m3をわずかに下回っており、比較例14では密度が1.4t/m3を超えていた。比較例12では水の含有量が1200g(組成物の総重量に対して56.8質量%)と実施例1乃至11に比べて多く、また比較例13では起泡剤の含有量が10.0g(組成物の総重量に対して0.5質量%)と実施例1乃至11に比べて多く、比較例14では起泡剤の含有量が2.0g(組成物の総重量に対して0.1質量%)と実施例1乃至11に比べて少ないものであった。
(Evaluation results)
As shown in Table 1 and Table 2, the content with respect to the total amount of the composition of the quick setting agent is 0.2% by mass or more and 0.4% by mass or less, and the content with respect to the total amount of the clay mineral composition is 2.5%. The density of each of the air milks of Examples 1 to 11 that is 1% by mass or more and 15.0% by mass or less was 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less.
In contrast, the density of Eamiruku of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 also clay mineral also rapid setting agent is not contained, either each 0.627t / m 3 and 0.743t / m 3 1.0t / It was less than m 3 .
Each of the clay minerals is 100 g (5.0% by mass with respect to the total weight of the composition) and 50 g (2.5% by mass with respect to the total weight of the composition). density of Eamiruku of Comparative examples 3 and 4 were both less than 1.0 t / m 3, respectively 0.682t / m 3 and 0.717t / m 3.
Furthermore, 2.0 g (0.1% by mass with respect to the total weight of the composition) and 5.0 g (0.25% by mass with respect to the total weight of the composition) are contained in each of the quick-setting agents. There density of Eamiruku of Comparative examples 5 and 6 that are not contained, respectively 0.735t / m 3 and 0.877t / m 3, Comparative example 6 was higher density than Comparative examples 1 to 4 and Comparative examples Both 5 and 6 were less than 1.0 t / m 3 .
Further, 100 g of clay mineral (5.0% by mass with respect to the total weight of the composition) and the same amount as in Examples 4 to 11 above, but each 1.0 g of quick setting agent (total of the composition) 0.05% by weight) and 2.0 g (0.1% by weight with respect to the total weight of the composition), less than 0.2% by weight, less than the above Examples 4 to 11 density of Eamiruku of Comparative examples 7 and 8 is the respectively 0.832t / m 3 and 0.800t / m 3, but the density was higher than Comparative examples 1 to 4, there is less than 1.0 t / m 3 It was.
Further, 5.0 g (0.25% by mass with respect to the total weight of the composition) of the quick setting agent is contained in the same amount as in Examples 1 to 3 and 6 to 11, but 25 g of clay mineral ( 1.2 mass% based on the total weight of the composition), and the density of the air milk of Comparative Example 10 that is less than 2.5 mass% with a content less than those of Examples 4 to 11 is 1.491 t / The m 3 exceeded 1.4 t / m 3 .
Further, 100 g of clay mineral (5.0 mass% with respect to the total weight of the composition) and the same amount as in Examples 4 to 11 above, but 10.0 g of quick setting agent (total weight of the composition) The air milk of Comparative Example 9 having a content higher than that of Examples 1 to 11 and exceeding 0.4% by mass cannot be kneaded, and has a density and a flow value. It could not be measured.
Further, 5.0 g (0.25% by mass with respect to the total weight of the composition) of the quick setting agent is contained in the same amount as in Examples 1 to 3 and 6 to 11, but 350 g of clay mineral ( The air milk of Comparative Example 11, which is 17.4% by mass based on the total weight of the composition and more than the above Examples 1 to 11 and exceeds 15.0% by mass, is also incapable of kneading and has a density. And the flow value could not be measured.
The air milk of Comparative Examples 12 to 14 contains 5.0 g (0.25% by mass with respect to the total weight of the composition) of the quick setting agent, and 100 g of clay mineral (5.0% with respect to the total weight of the composition). %) And the respective contents are the same as those in Examples 6 to 11, but as described above, in Comparative Examples 12 and 13, the density is slightly lower than 1.0 t / m 3. In 14, the density exceeded 1.4 t / m 3 . In Comparative Example 12, the content of water is 1200 g (56.8% by mass based on the total weight of the composition), which is larger than Examples 1 to 11, and in Comparative Example 13, the content of the foaming agent is 10. 0 g (0.5% by mass with respect to the total weight of the composition), which is larger than Examples 1 to 11, and in Comparative Example 14, the content of the foaming agent is 2.0 g (with respect to the total weight of the composition). 0.1 mass%) and less than Examples 1 to 11.
さらに、実施例1乃至8のエアミルクのフロ−値は86〜145mm程度で、いずれも173〜315mm程度の比較例1乃至8及び10よりも小さかった。 Furthermore, the flow values of the air milks of Examples 1 to 8 were about 86 to 145 mm, and all were smaller than Comparative Examples 1 to 8 and 10 of about 173 to 315 mm.
以上のことから、粘土鉱物及び急結剤を所定量(粘土鉱物の組成物の総量に対する含有量を2.5質量%以上15.0質量%以下、急結剤の組成物の総量に対する含有量を0.2質量%以上0.4質量%以下)とすることで、エアミルクの密度が1.0t/m3以上、1.4t/m3以下となり、フロー値も小さくなることがわかった。従って、実施例1乃至11のエアミルクを帯水環境下での施工に用いれば、孔や隙間等の空洞部分に好適に充填することができ、また空洞部分に気泡含有組成物を充填する際に、気泡含有組成物が水中で拡散するおそれが少なくなると考えられる。 From the above, a predetermined amount of clay mineral and rapid setting agent (content with respect to the total amount of the clay mineral composition is 2.5% by mass or more and 15.0% by mass or less, content with respect to the total amount of the quick setting agent composition) It was found that the air milk density was 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less, and the flow value was also reduced. Therefore, if the air milk of Examples 1 to 11 is used for construction in an aquifer environment, it is possible to suitably fill the cavity such as holes and gaps, and when filling the cavity with the bubble-containing composition. It is considered that the bubble-containing composition is less likely to diffuse in water.
次に、目視による性状観察においては、比較例1、4、10では泡が消えて減少しており、均一な泡がなかった。さらには、消泡によるセメントミルクの分離が発生していた。また比較例3の性状観察では分離による水溜りが発生していた。さらに比較例9、11のエアミルクは混練不可能であった。これに対して実施例1乃至11のエアミルクではこのような消泡や分離、底部の水溜まりは認められず、また混練不可能となることもなかった。 Next, in the visual property observation, in Comparative Examples 1, 4, and 10, the bubbles disappeared and decreased, and there were no uniform bubbles. Furthermore, separation of cement milk by defoaming occurred. Further, in the property observation of Comparative Example 3, a water pool due to separation occurred. Furthermore, the air milk of Comparative Examples 9 and 11 could not be kneaded. On the other hand, in the air milks of Examples 1 to 11, such defoaming, separation, and water pool at the bottom were not recognized, and kneading was not impossible.
さらに、実施例1、4、8のエアミルクは、圧縮強度が材齢1日では10〜60kN/m2程度であったが、材齢7日で1400kN/m2を超え、材齢28日で3000kN/m2を超えていた。また実施例2、3、5乃至7のエアミルクは、圧縮強度が材齢1日で100kN/m2を超えており、材齢7日で2000kN/m2を超えており、材齢28日で3500kN/m2を超えていた。 Furthermore, the air milk of Examples 1, 4, and 8 had a compressive strength of about 10 to 60 kN / m 2 at a material age of 1 day, but exceeded 1400 kN / m 2 at a material age of 7 days, and at a material age of 28 days. It was over 3000 kN / m 2 . The Eamiruku examples 2, 3 and 5 to 7, the compressive strength is above the 100 kN / m 2 in one day the age, are over 2000 kN / m 2 at an age of 7 days, at age of 28 days It was over 3500 kN / m 2 .
これに対して、比較例1、2、9乃至11のエアミルクは材齢1日、7日、28日のいずれにおいても圧縮強度を測定できなかった。比較例5のエアミルクでは材齢7日、28日の圧縮強度を測定でき、比較例3、4、6乃至8のエアミルクでは材齢1日、7日、28日の圧縮強度を測定できたが、いずれも実施例1乃至8のエアミルクに比べて圧縮強度が劣っていた。尚、実施例9乃至11、及び比較例12、13については、圧縮強度の測定は行なっていない。 On the other hand, the air milk of Comparative Examples 1, 2, 9 to 11 could not measure the compressive strength at any age of 1 day, 7 days, and 28 days. The air milk of Comparative Example 5 was able to measure the compressive strength at 7 days and 28 days of age, and the Air Milk of Comparative Examples 3, 4, 6 to 8 was able to measure the compressive strength of 1 day, 7 days and 28 days of age. In any case, the compressive strength was inferior to the air milk of Examples 1 to 8. In Examples 9 to 11 and Comparative Examples 12 and 13, the compressive strength was not measured.
このように実施例1乃至11のエアミルクは、密度が1.0t/m3以上であり、フロー値が各比較例のエアミルクより小さく、且つ、十分に気泡を含み、あるいは、気泡抜けが抑制され、さらに、気泡の均一性が高いことがわかった。また実施例1乃至8のエアミルクは、圧縮強度が各比較例のエアミルクより高いことがわかった。 As described above, the air milks of Examples 1 to 11 have a density of 1.0 t / m 3 or more, the flow value is smaller than that of the air milks of the respective comparative examples, and the air milk is sufficiently contained, or the bubble omission is suppressed. Furthermore, it was found that the uniformity of bubbles was high. Moreover, it turned out that the air milk of Examples 1-8 is higher than the air milk of each comparative example.
Claims (3)
前記起泡剤がアルファオレフィンスルホン酸ナトリウムであり、
前記急結剤がアルミン酸ナトリウムであり、
前記急結剤が組成物の総量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれ且つ前記粘土鉱物が組成物の総量に対して2.5質量%以上15.0質量%以下含まれ、
密度が1.0t/m3以上1.4t/m3以下である気泡含有セメント組成物。 Cement, a foaming agent, a clay mineral, a mixed powder formed by mixing a quick setting agent, and water are kneaded and formed.
The foaming agent is sodium alpha olefin sulfonate;
The quick setting agent is sodium aluminate;
The quick setting agent is contained in an amount of 0.2% by mass to 0.4% by mass with respect to the total amount of the composition, and the clay mineral is 2.5% by mass to 15.0% by mass with respect to the total amount of the composition. Included,
A bubble-containing cement composition having a density of 1.0 t / m 3 or more and 1.4 t / m 3 or less.
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