JP6366985B2 - Elastic composition and repair method using the same - Google Patents

Elastic composition and repair method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP6366985B2
JP6366985B2 JP2014081216A JP2014081216A JP6366985B2 JP 6366985 B2 JP6366985 B2 JP 6366985B2 JP 2014081216 A JP2014081216 A JP 2014081216A JP 2014081216 A JP2014081216 A JP 2014081216A JP 6366985 B2 JP6366985 B2 JP 6366985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic composition
water
compound
calcium aluminate
pva
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014081216A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015203031A (en
Inventor
啓史 原
啓史 原
樋口 隆行
隆行 樋口
慎 庄司
慎 庄司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denka Co Ltd
Priority to JP2014081216A priority Critical patent/JP6366985B2/en
Publication of JP2015203031A publication Critical patent/JP2015203031A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6366985B2 publication Critical patent/JP6366985B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

本発明は、主に土木・建築分野において使用される弾性組成物に関する。   The present invention relates to an elastic composition used mainly in the field of civil engineering and architecture.

トンネルや下水管などの地下構造物の周囲には、地下水の移動によって空洞が生じる。空洞は構造物内への地下水侵入の経路となるほか、地震や地山の圧力による応力集中の要因となり、構造物が破壊されやすくなるため、対策としてトンネルや下水管などの周囲の空洞に裏込材を注入することが有効である。
従来、セメント系材料や水ガラス系材料が主に使用されており、コンクリートポンプ等でトンネルや下水管背面に充填されている(特許文献1)。また、地下水の移動によって充填した材料が施工中に流されるのを防止するため、急結性を付与した材料の開発が進められている(特許文献2) 。さらに、高分子系材料を注入することも検討されている(特許文献3、4 、5) 。また、弾性を有する組成物として水溶性ポリビニルアルコールを用いたゲル組成物に関する検討も行われている( 特許文献6、7) 。
Around underground structures such as tunnels and sewer pipes, cavities are created by the movement of groundwater. In addition to groundwater penetration into the structure, the cavity causes stress concentration due to earthquakes and natural ground pressure, and the structure is easily destroyed. It is effective to inject the filler.
Conventionally, cement-based materials and water glass-based materials have been mainly used, and the back surface of tunnels and sewage pipes is filled with a concrete pump or the like (Patent Document 1). Moreover, in order to prevent the material filled by the movement of groundwater from being washed away during the construction, development of a material imparted with quick setting has been promoted (Patent Document 2). In addition, injection of a polymer material has been studied (Patent Documents 3, 4, and 5). Studies have also been conducted on gel compositions using water-soluble polyvinyl alcohol as an elastic composition (Patent Documents 6 and 7).

特開平11−61123号公報JP-A-11-61123 特許第3600155号公報Japanese Patent No. 3600155 特開2002−294014号公報JP 2002-294014 A 特開2002−371278号公報JP 2002-371278 A 特開平11−256138号公報JP-A-11-256138 特開平06−207071号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-207071 特開平05−117003号公報JP 05-117033 A

充填材のうち、セメント系材料や水ガラス系材料では弾性がないため、地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入した場合、ひび割れが生じやすく、再び地下水が侵入することがあった。また、高分子系材料では物理的強度が小さいため、地下における特有の応力に対して不十分な場合があった。
一方、水溶性ポリビニルアルコールを用いた弾性組成物では、前述の課題を克服できるが、材料が起泡しやすいという課題があった。泡が存在すると、泡の容積が占める分、弾性組成物が充填される容積が少なくなったり、ゲル化後の弾性組成物の局所に空隙ができてしまったりするため、空洞に十分に充填されず、圧縮強度や遮水性が低下する場合があった。泡を消すために、ポンプ圧力を高めるという施工方法もあるが、泡は液の表面張力に依存するため、ポリビニルアルコールのような弾性材料の泡を消すことは困難であり、ポンプ圧力を高くするには、高圧に耐えられる施工器具を選定しなければならない場合もある。
Among the fillers, cement-based materials and water-glass-based materials are not elastic, so when injected into cavities or soil existing around underground structures, cracks are likely to occur, and groundwater may enter again. Moreover, since the physical strength of the polymer material is small, it may not be sufficient for the specific stress in the underground.
On the other hand, an elastic composition using water-soluble polyvinyl alcohol can overcome the above-mentioned problems, but has a problem that the material easily foams. If bubbles are present, the volume filled with the elastic composition is reduced by the amount of foam, or voids are created locally in the elastic composition after gelation. In some cases, the compressive strength and water impermeability were lowered. There is also a construction method to increase the pump pressure in order to eliminate bubbles, but since bubbles depend on the surface tension of the liquid, it is difficult to eliminate bubbles of elastic materials such as polyvinyl alcohol, and the pump pressure is increased. In some cases, it may be necessary to select a construction tool that can withstand high pressure.

本発明者は、前述の課題や要求を種々検討した結果、本発明により、前述の課題を解決する知見を得て本発明を完成するに至った。 As a result of various studies on the above-described problems and requirements, the present inventor has obtained knowledge to solve the above-described problems and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、(1)ポリビニルアルコール、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、水、および消泡剤を含有してなる弾性組成物、(2)さらに、有機酸を含有してなる(1)の弾性組成物、(3)ポリビニルアルコール0.5〜10%、有機チタン化合物1〜10%、カルシウムアルミネート系化合物0.5〜5%、水75〜95%、および有機酸の合計100%に対して、外割で消泡剤が10〜500ppmである(1)または(2)の弾性組成物、(4)消泡剤が、鉱物油系材料である(1)〜(3)のいずれかの弾性組成物、(5)(1)〜(4)のうちのいずれかの弾性組成物を用いることを特徴とする補修工法、である。 That is, the present invention comprises (1) an elastic composition comprising polyvinyl alcohol, an organic titanium compound, a calcium aluminate compound, water, and an antifoaming agent, and (2) further comprising an organic acid ( 1) Elastic composition, (3) Total of polyvinyl alcohol 0.5 to 10%, organic titanium compound 1 to 10%, calcium aluminate compound 0.5 to 5%, water 75 to 95%, and organic acid The elastic composition according to (1) or (2), in which the antifoaming agent is 10 to 500 ppm in an external ratio, and (4) the antifoaming agent is a mineral oil-based material (1) to (3 The elastic construction method according to any one of (5), (1) to (4).

本発明の弾性組成物は、適度なゲル化時間、強度、弾力性、遮水性を有するものであって、組成物を混合した際に起泡しにくい、あるいは起泡しても泡が直ちに消失しやすい材料を提案する。そのため、例えば、トンネルおよび下水管などの地下構造物周囲の空洞や空隙に注入することにより、構造物の耐久性を向上させることができる。 The elastic composition of the present invention has an appropriate gelation time, strength, elasticity, and water barrier properties, and is difficult to foam when the composition is mixed, or the foam disappears immediately even when foamed. Propose materials that are easy to do. Therefore, the durability of the structure can be improved by, for example, injecting it into cavities and voids around underground structures such as tunnels and sewer pipes.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で言う、部、%、ppmは、特に規定のない限り質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, parts,%, and ppm are based on mass unless otherwise specified.

本発明で使用するポリビニルアルコール( 以下、PVA と略記)は、特に限定されるものではないが、他の成分により変性・共重合されているものでも良く、平均重合度は、500〜3000が好ましく、1000〜2000がより好ましい。また、PVAの鹸化度は80mol% 以上のものが好ましく、90mol% 以上がより好ましい。PVA の重合度や鹸化度が前記範囲外の場合には、硬化前の流動性、硬化後の強度、弾性、遮水性に影響する場合がある。   The polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA) used in the present invention is not particularly limited, but may be modified or copolymerized with other components, and the average degree of polymerization is preferably 500 to 3000. 1000-2000 is more preferable. The saponification degree of PVA is preferably 80 mol% or more, and more preferably 90 mol% or more. When the degree of polymerization or saponification of PVA is outside the above range, it may affect the fluidity before curing, the strength after curing, the elasticity, and the water barrier property.

本発明で使用されるPVAは、あらかじめ水溶液として調製しておくことが好ましい。その固形分濃度は用途によって適宜決定されるものであり、特に限定されるものではないが、通常、3〜20%程度とすることが好ましい。3% 未満では硬化体の弾性が不足する場合があり、20% を超えると水溶液の粘性が高くなるばかりか、低温条件下では水溶液がゲル化してしまう問題も発生する。   The PVA used in the present invention is preferably prepared in advance as an aqueous solution. The solid content concentration is appropriately determined depending on the application, and is not particularly limited, but is usually preferably about 3 to 20%. If it is less than 3%, the elasticity of the cured product may be insufficient. If it exceeds 20%, not only will the viscosity of the aqueous solution increase, but there will also be a problem that the aqueous solution will gel under low temperature conditions.

本発明で使用する有機チタン化合物は、特に限定されるものではないが、水酸基やカルボキシル基と反応するもの(架橋剤)である。さらに、有機チタン化合物が水溶性であり、水中で解離などによる変性が無く、水溶液中で反応性を失わないものが好ましい。
本発明で使用する有機チタン化合物は、配位子が、トリエタノールアミン、アセチルアセトン、クエン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、およびグリコール酸の中から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、配位子がチタン1 原子あたり2 つ以上配位しているものが好ましい。
有機チタン化合物の具体例としては、チタンラクテート、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、およびチタンペルオキソクエン酸の中から選ばれるものが好ましい。
The organic titanium compound used in the present invention is not particularly limited, but is one that reacts with a hydroxyl group or a carboxyl group (crosslinking agent). Further, it is preferable that the organic titanium compound is water-soluble, does not undergo modification due to dissociation in water, and does not lose reactivity in an aqueous solution.
In the organotitanium compound used in the present invention, the ligand is at least one selected from triethanolamine, acetylacetone, citric acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, and glycolic acid, and the ligand In which two or more atoms are coordinated per one atom of titanium.
Specific examples of the organic titanium compound are preferably selected from titanium lactate, diisopropoxy titanium bis (triethanolaminate), and titanium peroxocitric acid.

本発明で使用するカルシウムアルミネート系化合物は、石灰石、石灰、消石灰などのカルシウム原料と、ボーキサイトやアルミ残灰などのアルミニウム原料とを、所定の割合で配合し、焼成した後、粉砕したものである。原料としては、主成分であるCaO、Alのほかに、SiO、Fe、MgO、TiO、P、NaO、KO、フッ素、塩素、重金属類などの不純物を含む場合があるが、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では、特には問題とならない。
カルシウムアルミネート系化合物のCaO/Alのモル比は、特に限定されるものではないが、0.8〜2.5の範囲であることが好ましい。0.8未満では弾性体の圧縮強度が低くなる場合があり、2.5を超えるとゲル化時間が短くなる場合がある。
カルシウムアルミネート系化合物の粉末度は、ブレーン比表面積で1500〜8000cm/gが好ましく、3000〜6000cm/gがより好ましい。1500cm/g未満の粗粒では十分な強度が得られない場合があり、8000cm/g以上を超えた微粉末では反応性が高く、十分な可使時間を確保できない場合がある。
カルシウムアルミネート系化合物のガラス化率は、特に限定されるものではなく、結晶質であっても非晶質であっても使用することができる。結晶質のカルシウムアルミネート系化合物としては、3CaO・Al、12CaO・7Al、CaO・Al、3CaO・5Al、CaO・2Al、CaO・6Alが挙げられる。これらのうち2種以上を併用することも可能である。
なお、本発明では、次に示すX線回折リートベルト法によってガラス化率の測定を行った。粉砕した試料に酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの内部標準物質を所定量添加し、めのう乳鉢で充分混合したのち、粉末X線回折測定を実施する。測定結果を定量ソフトで解析し、ガラス化率を求める。定量ソフトには、Sietronics社の「SIROQUANT」を用いた。
The calcium aluminate compound used in the present invention is a mixture of calcium raw materials such as limestone, lime and slaked lime and aluminum raw materials such as bauxite and aluminum residual ash in a predetermined ratio, baked and then pulverized. is there. As raw materials, in addition to CaO and Al 2 O 3 as main components, SiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO, TiO 2 , P 2 O 5 , Na 2 O, K 2 O, fluorine, chlorine, heavy metals In the range that does not substantially impede the object of the present invention, there is no particular problem.
The molar ratio of CaO / Al 2 O 3 of the calcium aluminate compound is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.8 to 2.5. If it is less than 0.8, the compressive strength of the elastic body may be lowered, and if it exceeds 2.5, the gelation time may be shortened.
The fineness of the calcium aluminate compound is preferably 1500 to 8000 cm 2 / g, more preferably 3000 to 6000 cm 2 / g in terms of the specific surface area of Blaine. Coarse particles of less than 1500 cm 2 / g may not provide sufficient strength, and fine powders exceeding 8000 cm 2 / g may be highly reactive and may not ensure sufficient pot life.
The vitrification rate of the calcium aluminate compound is not particularly limited, and it can be used regardless of whether it is crystalline or amorphous. Calcium aluminate compounds in crystalline, 3CaO · Al 2 O 3, 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, 3CaO · 5Al 2 O 3, CaO · 2Al 2 O 3, CaO · 6Al 2 O 3 is mentioned. Two or more of these can be used in combination.
In the present invention, the vitrification rate was measured by the following X-ray diffraction Rietveld method. A predetermined amount of an internal standard substance such as aluminum oxide or magnesium oxide is added to the pulverized sample, and after sufficient mixing in an agate mortar, powder X-ray diffraction measurement is performed. Analyze the measurement results with quantitative software to determine the vitrification rate. “SIROQUANT” manufactured by Sitronics was used as the quantitative software.

本発明で使用する消泡剤は、弾性組成物の材料を混合した際に、泡の生成を抑える、または生成した泡を直ちに消す材料である。消泡剤、破泡剤、抑泡剤、脱泡剤、溶泡剤として一般的に販売されている製品が使用でき、液体、粉末のいずれであっても使用できる。
消泡剤としては、鉱物油系、ポリエーテル系、シリコーン系等が知られているが、本発明で使用する消泡剤の種類は、ゲル化時間に与える影響が小さいことから、鉱物油系材料であることが好ましい。
The antifoaming agent used in the present invention is a material that suppresses the generation of bubbles or immediately eliminates the generated bubbles when the materials of the elastic composition are mixed. Products generally sold as an antifoaming agent, a foam breaker, a foam suppressor, a defoaming agent, and a foaming agent can be used, and any of liquid and powder can be used.
As the antifoaming agent, mineral oil-based, polyether-based, silicone-based, etc. are known, but since the type of the antifoaming agent used in the present invention has a small effect on the gelation time, the mineral oil-based A material is preferred.

本発明の弾性組成物は、ゲル化速度を制御する目的で、クエン酸、酢酸、グルコン酸、シュウ酸、ギ酸、および乳酸などの有機酸を用いることもできる。ゲル化速度は、用途によって異なるが、ポンプで長距離圧送して施工する場合、30分〜2時間程度であることが好ましい。本発明では、特にクエン酸が好ましい。 The elastic composition of the present invention can also use organic acids such as citric acid, acetic acid, gluconic acid, oxalic acid, formic acid, and lactic acid for the purpose of controlling the gelation rate. The gelation rate varies depending on the application, but it is preferably about 30 minutes to 2 hours when it is pumped over a long distance with a pump. In the present invention, citric acid is particularly preferable.

本発明におけるPVA、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、水、および有機酸の配合割合は、用途によって異なるため特に限定されるものではないが、前述の材料の合計100%中、PVAは0.5〜10%が好ましく、1〜8%がより好ましい。有機チタン化合物は1〜10%が好ましく、2〜8%がより好ましい。カルシウムアルミネート系化合物は0.5〜5%が好ましく、1〜3%がより好ましい。これら範囲外では硬化前の流動性や、硬化後の弾力性、強度、耐水性、あるいはゲル化時間に影響する場合がある。
消泡剤は、PVA、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、水、および有機酸の合計100%に対して、外割で50〜500ppmが好ましく、100〜300ppmがより好ましい。50ppm以下で、消泡効果が優れない場合があり、500ppm以上では、弾性組成物のゲル化時間が長くなる場合がある。
水は、PVA、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、水および有機酸の合計100%中、75〜95%が好ましい。75%以下だと液のゲル時間が短くなりすぎる場合があり、95%以上だと長くなりすぎる場合がある。
The blending ratio of PVA, organic titanium compound, calcium aluminate compound, water, and organic acid in the present invention is not particularly limited because it varies depending on the application, but PVA is 0 in 100% of the total of the above materials. 5 to 10% is preferable, and 1 to 8% is more preferable. The organic titanium compound is preferably 1 to 10%, more preferably 2 to 8%. The calcium aluminate compound is preferably 0.5 to 5%, more preferably 1 to 3%. Outside these ranges, fluidity before curing, elasticity after curing, strength, water resistance, or gelation time may be affected.
The antifoaming agent is preferably 50 to 500 ppm, more preferably 100 to 300 ppm, based on 100% of the total of PVA, organic titanium compound, calcium aluminate compound, water, and organic acid. If it is 50 ppm or less, the defoaming effect may not be excellent, and if it is 500 ppm or more, the gelation time of the elastic composition may be long.
The water is preferably 75 to 95% out of 100% in total of PVA, organic titanium compound, calcium aluminate compound, water and organic acid. If it is 75% or less, the gel time of the liquid may be too short, and if it is 95% or more, it may be too long.

本発明の弾性組成物は、水酸基やカルボキシル基の架橋剤として従来から使用されているものを、本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。
ただし、従来の架橋剤には、PVA水溶液との混合時にすぐにゲル化したり、酸性雰囲気下でのみゲル化したり、硬化体の強度が低いものがある。従来の架橋剤としては、脂肪族アルデヒド類、芳香族アルデヒド類、トリメチロールメラミンなどのメチロール基を有する化合物、ホウ砂やホウ酸などのホウ素化合物、Zr、Alなどが有機物質と結合した金属アルコキシド類、イソシアネート基を有する化合物などが挙げられる。
In the elastic composition of the present invention, those conventionally used as a crosslinking agent for a hydroxyl group or a carboxyl group can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
However, some conventional cross-linking agents gel immediately upon mixing with an aqueous PVA solution, gel only in an acidic atmosphere, or have a cured body with low strength. Conventional cross-linking agents include aliphatic aldehydes, aromatic aldehydes, compounds having a methylol group such as trimethylol melamine, boron compounds such as borax and boric acid, metal alkoxides in which Zr, Al, etc. are bonded to an organic substance. And compounds having an isocyanate group.

本発明の弾性組成物は、硬化体の強度や弾性率、密度をコントロールする目的でフィラーを併用することができる。
フィラーは、特に限定されることはなく、無機系や有機系のものが使用可能である。無機系化合物無機系としては、珪石、石灰石などの骨材、ゼオライトなどのイオン交換体などが挙げられ、有機系材料としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維などの繊維状物質、イオン交換樹脂、吸水性ポリマーなどが挙げられ、これらを本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。
In the elastic composition of the present invention, a filler can be used in combination for the purpose of controlling the strength, elastic modulus and density of the cured product.
The filler is not particularly limited, and an inorganic or organic filler can be used. Inorganic compounds Inorganic systems include aggregates such as silica and limestone, ion exchangers such as zeolite, and organic materials include fibrous materials such as vinylon fibers, acrylic fibers, and carbon fibers, and ion exchange resins. And water-absorbing polymers. These can be used as long as the object of the present invention is not impaired.

本発明における弾性組成物の混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー、ヘンシェルミキサー、V型ミキサー、ナウタ− ミキサーなどが挙げられる。   As the mixing device for the elastic composition in the present invention, any existing device can be used, and examples thereof include a tilting barrel mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauta mixer.

本発明の組成物を用いて地下構造物周囲の空洞に充填し補修する工法は、特に限定されないが、以下の方法などが適用できる。
空洞や漏水が見られるコンクリート壁にドリルで穴を開け、注入プラグをセットする。その後、本発明の組成物を注入材として、各種ポンプを用いて注入し、空洞部を充填したりコンクリート背面に遮水層を形成する。また、地上から空洞部や構造物周囲に注入管を挿入して、各種注入ポンプを用いて注入することも可能である。
Although the construction method of filling and repairing the cavity around the underground structure using the composition of the present invention is not particularly limited, the following methods can be applied.
Drill a hole in the concrete wall where cavities and water leakage are seen, and set the injection plug. Thereafter, the composition of the present invention is injected as an injection material using various pumps to fill the cavity or form a water shielding layer on the concrete back surface. Moreover, it is also possible to inject using various injection pumps by inserting an injection tube from the ground around the cavity or around the structure.

以下、実施例で詳細に説明する。   Examples will be described in detail below.

「実験例1」
PVAと水を用いて、PVA水溶液を調製した。このPVA水溶液に、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、有機酸、消泡剤を添加して、直ちに混合を開始した。混合には回転数2000rpmのハンドミキサーを用いた。材料を加えてから2分間混合して、弾性組成物を調製した。弾性組成物の配合を表1に示す。
なお、配合量はPVA水溶液、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、有機酸の合計を100%として、消泡剤はこの合計量に対する外割の添加量(ppm)で表記する。調製した弾性組成物の泡占有体積比とゲル化時間を評価した。結果を表1に併記する。
"Experiment 1"
A PVA aqueous solution was prepared using PVA and water. To this PVA aqueous solution, an organic titanium compound, a calcium aluminate compound, an organic acid and an antifoaming agent were added, and mixing was immediately started. For mixing, a hand mixer having a rotation speed of 2000 rpm was used. The elastic composition was prepared by adding the material and mixing for 2 minutes. The composition of the elastic composition is shown in Table 1.
In addition, a compounding quantity is described with the addition amount (ppm) of the anti-foaming agent with respect to this total amount by making the sum total of PVA aqueous solution, an organic titanium compound, a calcium aluminate type compound, and an organic acid into 100%. The foam occupation volume ratio and gelation time of the prepared elastic composition were evaluated. The results are also shown in Table 1.

「使用材料」
PVA:電気化学工業社製、商品名「K−17E」、重合度1700、鹸化度98.7mol%
有機チタン化合物:チタンラクテート(Tiと表記)、松本製薬工業社製、商品名「TC−310」
カルシウムアルミネート系化合物(CAと表記):試作品、CaO50%、Al40%、SiO3%、TiO3%、CaO/Alモル比2.3、ガラス化率98%、ブレーン比表面積6000cm/g、密度2.92g/cm
水:水道水
有機酸:クエン酸、試薬一級品
消泡剤A:鉱物油系、ADEKA社製、商品名「アデカネートB−943」
消泡剤B:鉱物油系、サンノプコ社製、商品名「ダッポーH−106」
消泡剤C:ポリエーテル系、ADEKA社製、商品名「アデカノールLG−805」
消泡剤D:シリコーン系、サンノプコ社製、商品名「ダッポーH203」
"Materials used"
PVA: manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “K-17E”, polymerization degree 1700, saponification degree 98.7 mol%
Organic titanium compound: Titanium lactate (indicated as Ti), manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd., trade name “TC-310”
Calcium aluminate compound (noted as CA): prototype, CaO 50%, Al 2 O 3 40%, SiO 2 3%, TiO 2 3%, CaO / Al 2 O 3 molar ratio 2.3, vitrification rate 98 %, Blaine specific surface area 6000 cm 2 / g, density 2.92 g / cm 3
Water: tap water Organic acid: citric acid, reagent first grade antifoam A: mineral oil, manufactured by ADEKA, trade name “Adecanate B-943”
Antifoaming agent B: Mineral oil, manufactured by San Nopco, trade name “Dappo H-106”
Antifoaming agent C: polyether, manufactured by ADEKA, trade name “ADEKA NOL LG-805”
Antifoam D: Silicone, manufactured by San Nopco, trade name “Dappo H203”

「測定方法」
泡占有体積比:混合した組成物の全量を、直ちにメスシリンダーに流し込み、組成物中に泡が見える一番下の位置の目盛り(h)と、泡が見える一番上の位置の目盛り(H)を測定した。さらに5分後、10分後、30分後にも同様に評価した。泡占有体積比は、下式で定義し、数値が0に近いほど、泡が少ないことを意味する。
泡占有体積(%)=(H−h)/H×100
ゲル化時間:混合した組成物を、直ちに透明なスチロール瓶に流し込み、容器を傾けても液面、すなわち泡が見える一番下の位置の面が変動しなくなるまでの時間を計測した。
"Measuring method"
Foam occupied volume ratio: The total amount of the mixed composition is immediately poured into a graduated cylinder, and a scale (h) at the lowest position at which bubbles can be seen in the composition and a scale at the highest position at which bubbles can be seen (H ) Was measured. Further evaluation was performed after 5 minutes, 10 minutes, and 30 minutes. The bubble occupation volume ratio is defined by the following formula, and the closer the numerical value is to 0, the smaller the number of bubbles.
Foam occupied volume (%) = (H−h) / H × 100
Gelation time: The mixed composition was immediately poured into a transparent styrene bottle, and the time until the liquid level, that is, the surface at the lowest position where bubbles were visible did not change even when the container was tilted was measured.

Figure 0006366985
Figure 0006366985

表1より、PVA0.5〜10%、有機チタン化合物1〜10%、カルシウムアルミネート系化合物0.5〜5%、水75〜95%、有機酸を含有し、前述した材料の合計100%に対し、外割で消泡剤50〜500ppmを含有する弾性組成物は、泡占有体積比が小さく、かつ適切なゲル化時間を示すことができる。さらに、鉱物油系の消泡剤は、他の消泡剤に比べて、ゲル化時間に及ぼす影響が少ない。 From Table 1, PVA 0.5 to 10%, organotitanium compound 1 to 10%, calcium aluminate compound 0.5 to 5%, water 75 to 95%, organic acid, 100% total of the materials described above On the other hand, the elastic composition containing 50 to 500 ppm of the antifoaming agent in the outer split has a small bubble occupation volume ratio and can exhibit an appropriate gelation time. Further, the mineral oil-based antifoaming agent has less influence on the gelation time than other antifoaming agents.

「実験例2」
実験例1と同様に、PVA、有機チタン化合物、カルシウムアルミネート系化合物、有機酸、水、消泡剤Aを混合し、9種類の配合の弾性組成物を調製した。調製した弾性組成物を、混合してから一定時間後に型枠や模擬試験体に流し込み、圧縮強度、弾性係数、遮水性を評価した。結果を表2に併記する。なお、表2には実験例1で測定した各経過時間後の泡占有体積比を併記する。
"Experimental example 2"
In the same manner as in Experimental Example 1, PVA, an organic titanium compound, a calcium aluminate compound, an organic acid, water, and an antifoaming agent A were mixed to prepare an elastic composition having nine types of blending. The prepared elastic composition was poured into a mold or a simulated specimen after a certain time from mixing, and the compressive strength, elastic modulus, and water impermeability were evaluated. The results are also shown in Table 2. Table 2 also shows the bubble occupation volume ratio after each elapsed time measured in Experimental Example 1.

「使用材料」
弾性組成物a:PVA3%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水90%、消泡剤Aと有機酸は未添加
弾性組成物b:PVA3%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水90%、有機酸は未添加、消泡剤A 200ppm
弾性組成物c:PVA3%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水88%、有機酸2%、消泡剤A 200ppm
弾性組成物d:PVA12%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水79%、有機酸2%、消泡剤A 200ppm
弾性組成物e:PVA3%、有機チタン化合物12%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水81%、有機酸2%、消泡剤A 200ppm
弾性組成物f:PVA3%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物7%、水83%、有機酸2%消泡剤A 200ppm
弾性組成物g:PVA2%、有機チタン化合物2%、カルシウムアルミネート系化合物1%、水95%、有機酸は未添加、消泡剤A 200ppm
弾性組成物h:PVA1%、有機チタン化合物1%、カルシウムアルミネート系化合物1%、水97%、有機酸は未添加、消泡剤A 200ppm
弾性組成物i:PVA3%、有機チタン化合物5%、カルシウムアルミネート系化合物2%、水88%、有機酸2%、消泡剤A 30ppm
"Materials used"
Elastic composition a: PVA 3%, organic titanium compound 5%, calcium aluminate compound 2%, water 90%, antifoam A and organic acid are not added elastic composition b: PVA 3%, organic titanium compound 5%, Calcium aluminate compound 2%, water 90%, no organic acid added, antifoam A 200 ppm
Elastic composition c: PVA 3%, organic titanium compound 5%, calcium aluminate compound 2%, water 88%, organic acid 2%, antifoam A 200 ppm
Elastic composition d: PVA 12%, organic titanium compound 5%, calcium aluminate compound 2%, water 79%, organic acid 2%, antifoam A 200 ppm
Elastic composition e: PVA 3%, organic titanium compound 12%, calcium aluminate compound 2%, water 81%, organic acid 2%, antifoaming agent A 200 ppm
Elastic composition f: PVA 3%, organic titanium compound 5%, calcium aluminate compound 7%, water 83%, organic acid 2% defoamer A 200 ppm
Elastic composition g: PVA 2%, organic titanium compound 2%, calcium aluminate compound 1%, water 95%, no organic acid added, antifoam A 200 ppm
Elastic composition h: PVA 1%, organic titanium compound 1%, calcium aluminate compound 1%, water 97%, no organic acid added, antifoam A 200 ppm
Elastic composition i: PVA 3%, organic titanium compound 5%, calcium aluminate compound 2%, water 88%, organic acid 2%, antifoam A 30 ppm

「測定方法」
圧縮強度:混合した弾性組成物を4×4×4cmの型枠に流し込み、材齢1日で脱型後、JIS R 5201に準拠して測定した。荷重しても供試体が降伏しない場合は、供試体が50%変位したときの荷重から圧縮強度を算出した。
弾性係数:混合した弾性組成物を3×3×3cmの型枠に流し込み、7日間、20℃の環境下で養生して、供試体を作製した。測定は市販の万能試験機(オートグラフ)を用い、供試体に載荷した時の圧力とひずみの関係を測定し、5mm変位させた時の応力と変位から弾性係数を算出した。
遮水性:模擬試験体に、混合した弾性組成物を注入し、注入から24時間後の模擬試験体重量を測定して、漏水量を算出することで遮水性を評価した。模擬試験体は、容量3Lの直方体状ポリプロピレン製容器の側面の下部に直径2mmの穴をあけ、川砂2.7kgを充填し、さらに漏水させるために、上部より水道水600mlを加えた。その直後に、容量10mlのシリンジを用いて、模擬試験体の穴から弾性組成物を毎秒1mlの速度で合計10ml注入を行った。
"Measuring method"
Compressive strength: The mixed elastic composition was poured into a 4 × 4 × 4 cm mold, demolded at a material age of 1 day, and measured according to JIS R 5201. When the specimen did not yield even when loaded, the compressive strength was calculated from the load when the specimen was displaced by 50%.
Elastic modulus: The mixed elastic composition was poured into a 3 × 3 × 3 cm mold and cured in an environment of 20 ° C. for 7 days to prepare a specimen. For the measurement, a commercially available universal testing machine (autograph) was used to measure the relationship between pressure and strain when loaded on the specimen, and the elastic modulus was calculated from the stress and displacement when displaced by 5 mm.
Water impermeability: The mixed elastic composition was injected into the simulated specimen, the weight of the simulated specimen was measured 24 hours after the injection, and the amount of water leakage was calculated to evaluate the water impermeability. In the simulated test specimen, a hole having a diameter of 2 mm was formed in the lower part of the side surface of a 3 L rectangular parallelepiped polypropylene container, filled with 2.7 kg of river sand, and 600 ml of tap water was added from the upper part to cause water leakage. Immediately thereafter, a total of 10 ml of the elastic composition was injected from the hole of the mock test specimen at a rate of 1 ml per second using a syringe with a capacity of 10 ml.

Figure 0006366985
Figure 0006366985

表2より、PVA0.5〜10%、有機チタン化合物1〜10%、カルシウムアルミネート系化合物0.5〜5%、水75〜95%、有機酸の合計100%に対し、外割で消泡剤50〜500ppmを含有する弾性組成物は、適度な圧縮強度を示しつつ弾力性に富み、かつ遮水性を有する。これは配合が適切であることと、泡占有体積比が小さく、弾性組成物が十分に充填されたことの2つの要因が寄与していると考えられる。
Table 2 shows that PVA 0.5 to 10%, organic titanium compound 1 to 10%, calcium aluminate compound 0.5 to 5%, water 75 to 95%, and total 100% of organic acid are removed on an extra basis. The elastic composition containing 50 to 500 ppm of the foaming agent is rich in elasticity while having an appropriate compressive strength and has a water shielding property. This is thought to be due to the two factors that the blending is appropriate and that the foam occupied volume ratio is small and the elastic composition is sufficiently filled.

本発明の弾性組成物、およびそれを用いた補修工法により、従来の充填材料に比べ、消泡効果が高く、適度なゲル化時間、強度、弾性、遮水性を有することができるため、土木、建築の分野で広範囲に使用することが可能である。   Due to the elastic composition of the present invention and the repair method using the same, it has a high defoaming effect compared to conventional filling materials and can have an appropriate gelation time, strength, elasticity, and water barrier, It can be used widely in the field of architecture.

Claims (4)

ポリビニルアルコール0.5〜10%、有機チタン化合物1〜12%、カルシウムアルミネート系化合物0.5〜7%および75〜95%の合計100%に対して、外割で鉱物油系材料である消泡剤50〜700ppmを含有してなる弾性組成物。 Mineral oil-based material for 100% total of polyvinyl alcohol 0.5-10% , organic titanium compound 1-12% , calcium aluminate compound 0.5-7% and water 75-95% An elastic composition comprising 50 to 700 ppm of an antifoaming agent. さらに、有機酸を含有してなる請求項1記載の弾性組成物。 The elastic composition according to claim 1, further comprising an organic acid. ポリビニルアルコール0.5〜10%、有機チタン化合物1〜10%、カルシウムアルミネート系化合物0.5〜5%、水75〜95%、および存在する場合に有機酸の合計100%に対して、外割で鉱物油系材料である消泡剤が50〜500ppmである請求項1または2記載の弾性組成物。 For polyvinyl alcohol 0.5-10%, organotitanium compound 1-10%, calcium aluminate compound 0.5-5%, water 75-95%, and when present, a total of 100% of organic acids, The elastic composition according to claim 1 or 2 , wherein the antifoaming agent which is a mineral oil based material is 50 to 500 ppm. 請求項1〜3のうちのいずれか1項記載の弾性組成物を用いることを特徴とする補修工法。 The repair method characterized by using the elastic composition of any one of Claims 1-3 .
JP2014081216A 2014-04-10 2014-04-10 Elastic composition and repair method using the same Expired - Fee Related JP6366985B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014081216A JP6366985B2 (en) 2014-04-10 2014-04-10 Elastic composition and repair method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014081216A JP6366985B2 (en) 2014-04-10 2014-04-10 Elastic composition and repair method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015203031A JP2015203031A (en) 2015-11-16
JP6366985B2 true JP6366985B2 (en) 2018-08-01

Family

ID=54596694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014081216A Expired - Fee Related JP6366985B2 (en) 2014-04-10 2014-04-10 Elastic composition and repair method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6366985B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9593043B2 (en) * 2015-01-30 2017-03-14 Caterpillar Inc. Macro defect free cement with improved moisture resistance

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5545698B2 (en) * 2009-01-09 2014-07-09 電気化学工業株式会社 Composition and injection method
JP5143782B2 (en) * 2009-05-08 2013-02-13 電気化学工業株式会社 Elastic composition-forming material and elastic composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015203031A (en) 2015-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102294203B1 (en) Quick-hardening mortar composition
JP4554462B2 (en) Elastic composition and repair method using the same
JP5545698B2 (en) Composition and injection method
JP5333430B2 (en) Polymer cement grout material composition and grout material
JP5052861B2 (en) Elastic composition and repair method using the same
JP6366985B2 (en) Elastic composition and repair method using the same
JP5068958B2 (en) Hydrogel composition and ground improvement method using the same
KR20170064078A (en) Soil grout material and its preparation method for ground injection
KR101816936B1 (en) Hydraulic cement composition for injection into soil, and method for improvement in soil using same
JP4928066B2 (en) PC grout admixture
Kazemian et al. Effects of Cement, Different Bentonite, and Aggregates on Plastic Concrete in Besh-Ghardash Dam, Iran
JP5052818B2 (en) Composition, injection material using the composition, and repair method
KR101946944B1 (en) Method for filling cavity formed under road
KR101816937B1 (en) Hydraulic cement composition for injection into soil, and method for improvement in soil using same
JP5143782B2 (en) Elastic composition-forming material and elastic composition
JP5468209B2 (en) Composition and injection method
JP2007154090A (en) Grouting material and method for applying the same
JP2011195398A (en) Self-leveling hydraulic composition
JP5196990B2 (en) Chemical solution for soil stabilization
JP6437269B2 (en) Elastic body composition
JP2007197501A (en) Cavity filler
JP5121491B2 (en) Composition, underwater non-separable hydrogel composition, and ground strengthening method using the same
KR20150112497A (en) Quick-setting mortar composition for compaction grouting process
Jefferis Grouts and grouting
JP5242623B2 (en) Cement grout composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180402

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180626

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180704

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6366985

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees