JP7007887B2 - 空隙充填材および空隙充填工法 - Google Patents

Description

本発明は、既設の汚水配管、ガス配管、電線配管等の内側に更正管を布設する工事における既設管と更正管の隙間や、地盤中の既設構造物と地盤との間にできた空隙部等を充填し補修する空隙充填材および、これを用いた空隙充填工法に関する。

既設の汚水配管等の内側に更正管を布設する工事（図１）において、既設管と更正管の隙間を充填し補修する際に、従来、空隙充填材としてセメントモルタル、エアミルク、エアモルタル等が使用されてきた。しかしながら、このような充填箇所は、地下水や汚水が残っていたりする場合が多い。また充填作業前に、このような汚水を洗浄する場合もあるが、汚水中に含まれる、あるいは配管壁面に付着している充填材の硬化を阻害する物質が残留している可能性もある。このような汚水中等に水硬性スラリーの硬化後の品質に支障を来たす物質、例えば硫化水素や強酸等が存在している場合では、従来の空隙充填材では残留している地下水や汚水に希釈され、しかも硫化水素や強酸により充填材の水和が阻害され、充填材の所定の性能を発揮することができないこともある。

また、図２に示すような既設配管やトンネルと地山との間に生じた空隙を充填する場合、充填箇所に地下水が溜まっていることがある。さらに、このような箇所を充填する場合は、流動性が良いもの、例えば、ＰロートやＪロートで容易に流下時間を測定できるものでは、空隙の水と希釈されたりして、材料分離が起きて所定の性能を発揮できないことがある。従来はセメントミルクやセメントベントナイト液で充填していたが、このような充填材であると材料分離や希釈の恐れがある。さらに、流動性が良すぎると空隙箇所に十分に充填されずに配管の外側に流れてしまう場合があり、十分な充填補修ができない問題も生ずる。

同様に、土留め壁に用いるシートパイル等や杭の根固め部分、土留め壁背面にある空隙の充填補修（図３）や地中連続壁のアンラップ箇所の補修補強（図４）においても、これらの充填箇所には地下水が存在し、通常のセメントミルクやモルタルでは地下水に希釈される可能性があり、強度発現不良や止水不良、もしくは地下水や排水設備の汚染を引き起こすといった問題を生じていた。

このような充填箇所に充填する場合、作業性の面から、空隙充填材は優れた流動性を有することが望まれる。セメントミルクは流動性が良いがブリーディングが発生する。ブリーディングを防止するために粘土鉱物を使用したセメントベントナイトスラリー（ＣＢ）があるが、混練水（Ｗ）とセメント（Ｃ）の重量比率（Ｗ／Ｃ）が大きくなり所定の強度を発現できない。一方、セメントモルタルは砂を混入しており、強度においてはセメントミルクまたはセメントベントナイトスラリーを上回るが、流動性に劣る。すなわち従来の充填材では流動性と打設後の強度において、相反する問題が生じていた。

一方で、セメントスラリー中に特定のアニオン界面活性剤と特定のカチオン界面活性剤を一定比率で添加することで、紐状ミセルと呼ばれる擬似的な高分子が形成され、高い粘弾性を得られることが知られている（特許文献１）。この擬似的な高分子はアルキル鎖部分での疎水結合や、親水部での特異な相互作用など共有結合以外の分子間相互作用によって構築されているため、一定のせん断力を受けると擬似高分子構造が崩壊し粘弾性が低下するといった特徴を有している（高いチキソトロピー性）。そのため、せん断力のかかる輸送中は擬似高分子構造が崩壊して低粘度化し、せん断力が除かれた打設現場では擬似高分子構造が再生され粘弾性が戻るといった、これまでの有機高分子系増粘剤にはない性能（ポンプ圧送性と粘弾性の両立）を示す。

特許文献１のアニオン界面活性剤とカチオン界面活性剤によって形成される紐状ミセルは、水中において、親水基を外側（水相側）、疎水部を内側（油相側）に向けて配列していると考えられている。紐状ミセルの示す粘弾性は疎水部の炭素数に相関があり、界面活性剤のクラフト点以上の温度では、炭素数が多い程、一定温度・添加量において高い粘弾性を示す。粘弾性は擬似高分子である紐状ミセル同士の絡み合いによって発現するが、紐状ミセル同士が絡んだ際、一定の確率でミセル同士にすり抜けが起こる。この時、疎水部の炭素数が多いほど、疎水部の体積が増加し、紐状ミセル同士のすり抜けが困難となる。その結果、すり抜けの確率が減少し、絡み合いが強化され、系全体の粘弾性が向上するものと推察される。

特開２００３－３１３５３６号公報

本発明は、適度な流動性を有し、ブリーディングがなく分離抵抗性に優れた空隙充填材および空隙充填工法を提供する。

本発明は、水（ａ）と、セメント及びセメント系固化材から選ばれる１種類以上の水硬性粉体（ｂ）（以下、水硬性粉体（ｂ）という）と、粘土鉱物粉、石灰石粉、及び珪石紛から選ばれる１種以上の助材（ｃ）（以下、助材（ｃ）という）と、アルミナ、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、石膏、及び珪酸ソーダから選ばれる１種以上の刺激材（ｄ）（以下、刺激材（ｄ）という）とを含有する水硬性スラリーと、
炭化水素基の炭素数が１２以上２２以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が０以上２５以下である、硫酸エステル又はその塩（以下、（Ａ）成分という）と、脂肪酸部分の炭素数が１０以上２２以下である、脂肪酸アルカノールアミド（以下、（Ｂ）成分という）とからなるスラリー改質剤と
を含有する空隙充填材に関する。

また本発明は、上記空隙充填材を打設する空隙充填工法に関する。

本発明によれば、適度な流動性を有し、ブリーディングがなく分離抵抗性に優れた空隙充填材および空隙充填工法が提供される。

更正管を用いた既設管の補修方法の一例を示す概略図 トンネルと地山との間に空隙が生じた様子を示す概略図 立杭の根固め部分に空隙が生じた様子を示す概略図 地中連続壁にアンラップが生じた様子を示す概略図

〔空隙充填材〕
本発明者らは、種々検討を行った結果、（Ａ）成分の特定の硫酸エステル又はその塩と（Ｂ）成分の特定の脂肪酸アルカノールアミドとの組み合わせが、低濃度で高い粘弾性を示す紐状ミセルを形成することを見いだした。水中での界面活性剤のミセル構造に影響する因子の一つに、その界面活性剤の充てんパラメータがある。本発明の（Ａ）成分と（Ｂ）成分は、それぞれの充てんパラメータが相違し、これらを混合した系中では、暫定的に（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物を考えるとその混合物の平均（分子数での平均）充てんパラメータが、紐状ミセルを形成するのに適した値となっているものと推察される。

本発明に係る（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを併用することで特徴的なスラリーレオロジー特性が得られるのは、以下の理由によると考えられる。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを混合した時に、水相中に短時間で紐状ミセルを形成し、効率的に粘性を付与でき、更に、この紐状ミセル形成は、充填材中で均一に形成されることにより余剰水分を完全に補足するため、経時的なブリーディング水を抑制することにより、単位水量の多い充填材配合でも材料分離抵抗性に優れた性状が得られるものと考えられる。
また、この（Ａ）成分と（Ｂ）成分との組み合わせに係る本発明の充填材を使用すると、充填材の水相中に紐状ミセルを形成し、スラリー全体の粘性を増大させると考えられる。また、この会合体のレオロジー特性は高い粘弾性を有していることが挙げられる。この特徴により、本発明の未だ固まらない空隙充填材の表面は粘弾性の高い会合体により覆われていると考えられるため、本空隙充填材が硬化するまでの間、汚水中等の硫化水素や強酸等の硬化物性に影響を与える物質の侵入を抑制する効果がある。かかる会合体は、強い力を受けると、会合体構造が破壊されるが、過度の力が抑制され、内部応力が減少すると、再び会合体が形成されてスラリーに適度な粘性を付与するという特徴を有する。
従って、スラリーの混練時や打設ポンプでの圧送時に過度の内部摩擦が発生することを抑制しつつ空隙充填材の製造や輸送が可能で、空隙部に打設後は空隙充填材に適度な粘性を付与することができる。

＜（ａ）～（ｄ）＞
本発明の空隙充填材は、水（ａ）、水硬性粉体（ｂ）、助材（ｃ）、刺激材（ｄ）および特定のスラリー改質剤を含有することをを特徴とするものであり、図１、２、３、４に示したような地盤中の既設構造物と地盤との間に生じた空隙部や空洞部等に充填する工法に供することができる。

本発明の水硬性スラリーに使用される水硬性粉体（ｂ）としては、セメント及びセメント系固化材から選ばれる１種以上であり、セメントとして普通セメント、早強セメント、超早強セメント、中庸熱セメント等のポルトランドセメントの他に、高炉スラグ紛を含む高炉セメント、フライアッシュを含むフライアッシュセメント等の混合セメントが適用できる。またセメント成分を５０質量％以上含んだセメント系固化材が挙げられる。なお水硬性粉体（ｂ）には、助材（ｃ）及び刺激材（ｄ）は含まれない。
助材（ｃ）としては、ベントナイト、粉末粘土等の粘土鉱物粉石灰石紛、及び珪石紛から選ばれる１種以上である。
また刺激材（ｄ）としては、アルミナ、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、石膏、及び珪酸ソーダから選ばれる１種以上である。
特に、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の組み合わせは、空隙充填材の硬化物性を調節でき、セメントの水和を阻害するような酸性物質に対する抵抗性を付与出来る観点から望ましい。

＜（Ａ）成分＞
本発明の空隙充填材は、（Ａ）成分として、炭化水素基の炭素数が１２以上２２以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が０以上２５以下である、硫酸エステル又はその塩を含有する。

炭化水素基は、好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、更に好ましくは直鎖のアルケニル基である。
炭化水素基の炭素数は、高い粘弾性を得る観点から、１２以上、好ましくは１４以上、より好ましくは１６以上、更に好ましくは１８以上、そして、２２以下、好ましくは２０以下である。

炭化水素基は、例えば、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、オレイル基、ステアリル基及びドコシル基から選ばれる１種以上が挙げられ、好ましくはミリスチル基、パルミチル基、オレイル基及びステアリル基から選ばれる１以上であり、より好ましくはパルミチル基、オレイル基及びステアリル基から選ばれる１種以上であり、更に好ましくはオレイル基、ステアリル基、より更に好ましくはオレイル基である。

アルキレンオキサイドの平均付加モル数は０以上２５以下である。
アルキレンオキサイドは、炭素数２以上４以下のアルキレンオキサイドが挙げられる。アルキレンオキサイドはエチレンオキサイドが好ましい。（Ａ）成分は、アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイドを含むことが好ましい。

炭化水素基の炭素数が１２以上１６以下の場合、環境への負荷が低い観点から、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は０であることが好ましい。
炭化水素基の炭素数が１２以上１６以下の場合、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、水への溶解性の観点から、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下である。
炭化水素基の炭素数が１７以上２２以下の場合、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、水への溶解性の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは４以上、更に好ましくは５以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下である。

（Ａ）成分の硫酸エステルの塩として、ナトリウム塩、アンモニウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等から選ばれる無機塩、モノエタノールアンモニウム塩、ジエタノールアンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩、モルホリニウム塩等から選ばれる有機アンモニウム塩が好適である。

（Ａ）成分としては、具体的には、アルキルサルフェート、アルケニルサルフェート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルサルフェート、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルサルフェート、アルキルフェニルサルフェート、アルケニルフェニルサルフェート、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルサルフェート、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテルサルフェートが挙げられ、高い粘弾性を得る観点から、アルケニルサルフェート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルサルフェート、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテルサルフェートから選ばれる１種以上が好ましく、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルサルフェート、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテルサルフェートから選ばれる１種以上がより好ましい。

（Ａ）成分としては、高い粘弾性を得る観点から、下記一般式（ａ１）で表される化合物が好適である。
Ｒ^１ａ－Ｏ－（Ｒ^２ａＯ）_ｎ－ＳＯ_３Ｍ^１ （ａ１）
〔式中、Ｒ^１ａは、炭素数１２以上２２以下の炭化水素基であり、Ｒ^２ａは、炭素数２以上４以下のアルキレン基、好ましくはエチレン基であり、ｎは平均付加モル数であり０以上２５以下の数である。Ｍ^１は水素原子又は陽イオン、好ましくは無機又は有機の陽イオンである。〕

一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａは、好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、更に好ましくは直鎖のアルケニル基である。
Ｒ^１ａの炭素数は、高い粘弾性を得る観点から、１２以上、好ましくは１４以上、より好ましくは１６以上、更に好ましくは１８以上、そして、２２以下、好ましくは２０以下である。

一般式（ａ１）中、高い粘弾性を得る観点から、Ｒ^１ａは、例えば、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、オレイル基、リノール基、ステアリル基及びドコシル基から選ばれる１種以上が挙げられ、好ましくはミリスチル基、パルミチル基、リノール基、オレイル基及びステアリル基から選ばれる１以上であり、より好ましくはリノール基、パルミチル基、オレイル基及びステアリル基から選ばれる１種以上であり、更に好ましくはリノール基、オレイル基、及びステアリル基から選ばれる１種以上である。

一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａの炭素数が１２以上１６以下の場合、ｎは、環境への負荷が低い観点から、０であることが好ましい。
一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａの炭素数が１２以上１６以下の場合、ｎは、水への溶解性の観点から、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下である。
一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａの炭素数が１７以上２２以下の場合、ｎは、水への溶解性の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは４以上、更に好ましくは５以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下である。

一般式（ａ１）中、Ｍ^１は水素原子、あるいはナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等の無機陽イオン、モノエタノールアンモニウムイオン、ジエタノールアンモニウムイオン、トリエタノールアンモニウムイオン、モルホリニウムイオン等の有機陽イオンが挙げられ、好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンの無機陽イオンであり、より好ましくはナトリウムイオン、アンモニウムイオンである。

（Ａ）成分の平均充てんパラメータは、高い粘弾性を得る観点から、１／３以上１以下が好ましい。本発明において、平均充てんパラメータは以下の式で表される。
平均充てんパラメータ= ｖ/ (ａ０×ｌｃ)
ｖ: 炭化水素基の体積
ａ０ : 界面活性剤の水界面の最適頭部面積
ｌｃ: 炭化水素鎖の臨界鎖長

（Ａ）成分のデイビス法で導出されるＨＬＢは、高い粘弾性を得る観点から、１０以上４０以下が好ましい。

＜（Ｂ）成分＞
本発明の空隙充填材は、（Ｂ）成分として、脂肪酸部分の炭素数が１０以上２２以下である、脂肪酸アルカノールアミドを含有する。

脂肪酸部分の炭化水素基は、脂肪酸アルカノールアミドの原料脂肪酸においてカルボキシル基の炭素原子を含む炭化水素基であり、好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、更に好ましくは直鎖のアルケニル基である。

脂肪酸部分の炭素数は、脂肪酸アルカノールアミドの原料脂肪酸においてカルボキシル基の炭素原子を含む炭素数であり、高い粘弾性を得る観点から、１０以上、好ましくは１２以上、より好ましくは１４以上、更に好ましくは１６以上、そして、２２以下、好ましくは２０以下であり、更に好ましくは１８以下、より更に好ましくは１８である。

脂肪酸アルカノールアミドとしては、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸メチルモノエタノールアミド、脂肪酸エチルモノエタノールアミド、脂肪酸プロピルモノエタノールアミド、脂肪酸メタノールエタノールアミド、脂肪酸ジエタノールアミド等が挙げられ、高い粘弾性を得る観点から、脂肪酸ジエタノールアミドが好ましい。

（Ｂ）成分は、例えば、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、パーム核脂肪酸ジエタノールアミドのうち脂肪酸部の炭素数が１０以上１８以下の化合物、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、及びラウリン酸ジエタノールアミド等が挙げられ、これらを２種以上併用してもよい。（Ｂ）成分は、水への溶解性を維持し、かつ、高い粘弾性を得る観点から、好ましくはオレイン酸ジエタノールアミド、パーム核脂肪酸ジエタノールアミド、及びヤシ脂肪酸ジエタノールアミドから選ばれる１種以上であり、より好ましくはオレイン酸ジエタノールアミド、パーム核脂肪酸ジエタノールアミドから選ばれる１種以上であり、更に好ましくはオレイン酸ジエタノールアミドである。

（Ｂ）成分は、高級脂肪酸とアルカノールアミンを反応させることにより得られるが、脂肪酸アルカノールアミド以外の副産物が同時に生成される。副産物としては、脂肪酸アルカノールアミドと脂肪酸が脱水縮合した脂肪酸アルカノールアミド脂肪酸モノエステル、脂肪酸アルカノールアミド脂肪酸ジエステル、並びにアルカノールアミンと脂肪酸が脱水縮合した脂肪酸アルカノールアミンモノエステル、脂肪酸アルカノールアミンジエステル等が挙げられる。本発明の（Ｂ）成分には、本発明の効果を損なわない限り、前記の副産物を微量に含んでも良い。（Ｂ）成分中の前記副産物の含有量は、高い粘弾性を得る観点から、（Ｂ）成分１００質量部中、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下、更に好ましくは５質量部以下である。

＜（Ｃ）成分＞
本発明の空隙充填材には、本発明の効果に影響ない範囲で、水硬性組成物用として一般的に用いられる分散剤（以下、（Ｃ）成分という）を用いることができる。
本発明の空隙充填材において、分散剤は、ポリカルボン酸系重合体、メラミン系重合体、フェノール系重合体、リグニン系重合体が挙げられ、水硬性組成物の必要な強度に達するまでの時間を短縮する観点から、好ましくはポリカルボン酸系重合体、メラミン系重合体、及びフェノール系重合体から選ばれる分散剤であり、より好ましくはポリカルボン酸系重合体、及びフェノール系重合体から選ばれる分散剤であり、更に好ましくはポリカルボン酸系重合体である。

メラミン系重合体としてはメラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物（例えば花王株式会社製マイテイ１５０－Ｖ２）、フェノール系重合体としては、フェノールスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（特開昭４９－１０４９１９号公報に記載の化合物等）、リグニン系重合体としてはリグニンスルホン酸塩（ボレガード社製ウルトラジンＮＡ、日本製紙ケミカル株式会社製サンエキス、バニレックス、パールレックス等）等を用いることができる。

ポリカルボン酸系重合体としては、ポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸とのモノエステルと（メタ）アクリル酸等のカルボン酸との共重合体（例えば特開平８－１２３９７号公報に記載の化合物等）、ポリアルキレングリコールを有する不飽和アルコールと（メタ）アクリル酸等のカルボン酸との共重合体、ポリアルキレングリコールを有する不飽和アルコールとマレイン酸等のジカルボン酸との共重合体等を用いることができる。ここで、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれるカルボン酸の意味である。

＜その他成分＞
本発明の空隙充填材は、本発明の効果に影響ない範囲で、更に前記成分以外のその他の成分を含有することもできる。例えば、ＡＥ剤、遅延剤、起泡剤、増粘剤、発泡剤、防水剤、流動化剤、消泡剤等が挙げられる。

＜組成等＞
本発明の空隙充填材は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、適度な粘弾性付与、ブリーディングの抑制及び分離抵抗性の観点から、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは２質量部以上、より更に好ましくは４質量部以上、より更に好ましくは７質量部以上、そして、ポンプでの圧送性の観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１８質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下、より更に好ましくは１２質量部以下である。
また本発明の空隙充填材は、（Ａ）成分の含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、適度な粘弾性付与、ブリーディングの抑制及び分離抵抗性の観点から、好ましくは０．００５質量部以上、より好ましくは０．０５質量部以上、更に好ましくは０．５質量部以上、より更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは２質量部以上、より更に好ましくは３．５質量部以上、そして、ポンプでの圧送性の観点から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは９質量部以下、更に好ましくは７．５質量部以下、より更に好ましくは６質量部以下である。
また本発明の空隙充填材は、（Ｂ）成分の含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、適度な粘弾性付与、ブリーディングの抑制及び分離抵抗性の観点から、好ましくは０．００５質量部以上、より好ましくは０．０５質量部以上、更に好ましくは０．５質量部以上、より更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは２質量部以上、より更に好ましくは３．５質量部以上、そして、ポンプでの圧送性の観点から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは９質量部以下、更に好ましくは７．５質量部以下、より更に好ましくは６質量部以下である。
本発明の空隙充填材は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計含有量が所定の範囲内であり、かつ（Ａ）成分と（Ｂ）成分の各含有量が所定の範囲内であることが好ましい。

本発明の空隙充填材において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（Ａ）／（Ｂ）は、適度な粘弾性付与及びブリーディング抑制の観点から、好ましくは１０／９０以上、より好ましくは２０／８０以上、更に好ましくは３０／７０以上、より更に好ましくは４０／６０以上、そして、好ましくは９０／１０以下、より好ましくは８０／２０以下、更に好ましくは７０／３０以下、より更に好ましくは６０／４０以下である。

本発明の空隙充填材は、（Ｃ）成分を含有する場合、（Ｃ）成分の含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、良好なポンプ圧送性の観点から、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．０５質量部以上、更に好ましくは０．１質量部以上、そして、ブリーディング抑制の観点から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは８質量部以下、更に好ましくは５質量部以下、より更に好ましくは３質量部以下、より更に好ましくは１質量部以下である。

本発明の空隙充填材は、水（ａ）／粉体比（Ｗ／Ｐ）が、ポンプ圧送性の観点から、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４５質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上、より更に好ましくは１００質量％以上、そして、材料分離抑制の観点から、好ましくは５００質量％以下、より好ましくは４００質量％以下、更に好ましくは３００質量％以下である。
また本発明の空隙充填材は、水（ａ）／水硬性粉体（ｂ）比（Ｗ／Ｃ）が、ポンプ圧送性の観点から、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４５質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上、より更に好ましくは１００質量％以上、そして、強度発現性の観点から、好ましくは５００質量％以下、より好ましくは４５０質量％以下、更に好ましくは４００質量％以下である。
ここで、水（ａ）／粉体比（Ｗ／Ｐ）は、空隙充填材の水（ａ）と粉体の質量百分率（質量％）であり、水（ａ）／粉体×１００で算出される。粉体は、水硬性粉体（ｂ）と助剤（ｃ）と刺激剤（ｄ）の合計量である。
また、水（ａ）／水硬性粉体（ｂ）比（Ｗ／Ｃ）は、空隙充填材の水（ａ）と水硬性粉体（ｂ）の質量百分率（質量％）であり、水（ａ）／水硬性粉体（ｂ）×１００で算出される。

本発明の空隙充填材は、助剤（ｃ）の含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、ブリーディング抑制の観点から、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上、更に好ましくは３質量部以上、そして、充填作業性の観点から、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下、更に好ましくは２０質量部以下である。

本発明の空隙充填材は、刺激剤（ｄ）の含有量が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して、可塑化時間の観点から、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは３質量部以上、そして、充填作業性の観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１８質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。

本発明の空隙充填材を使用すれば、高い水／水硬性粉体比の配合（例えば、Ｗ／Ｃが１００質量％）においてもブリーディングを抑制でき、空隙部に水が存在する場合でも希釈されずに充填されるため、従来の充填材と比べ、水中で拡散する量は遥かに少なく施工箇所周辺、地下水、河川下流、汚水における汚染および排水設備の負担を減少することができる。

〔空隙充填材工法〕
本発明は、本発明の空隙充填材を打設する空隙充填工法である。
本発明の空隙充填工法としては、具体的には、水硬性粉体（ｂ）と、助材（ｃ）と、刺激材（ｄ）とをミキサーに投入し、水（ａ）を添加、混合して得られる水硬性スラリーに、（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を添加、混合して製造した充填材をポンプ等で打設する充填工法が挙げられる。
本発明の空隙充填工法には、本発明の空隙充填材で述べた事項を適宜適用することができる。

また本発明の空隙充填材を使用する空隙充填工法としては、水（ａ）の一部と水硬性粉体（ｂ）を含むＸ流体と、
水（ａ）の残りと、（Ａ）成分と、（Ｂ）成分とを含むＹ流体を、
異なる搬送経路で搬送し，打設前にＸ流体とＹ流体とを混合することを含む空隙充填材を打設する空隙充填工法が挙げられる。この場合，本発明の空隙充填材で述べた助材（ｃ）、刺激材（ｄ）、任意の（Ｃ）成分、及び任意のその他の成分は、Ｘ流体，Ｙ流体のいずれに含まれても良く，また，異なる搬送経路で搬送しても良い。

表２に示した（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分は、以下のものを用いた。
（Ａ）成分
（Ａ－１）：ポリオキシエチレンアルケニル硫酸エステル塩（一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａ：炭素数１８のアルケニル基（オレイル基）、Ｒ^２ａ：エチレン基、ｎ：９、Ｍ^１：アンモニウムイオン）
（Ａ－２）：ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩（一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａ：炭素数１２のアルキル基、Ｒ^２ａ：エチレン基、ｎ：２、Ｍ^１：アンモニウムイオン）
（Ａ－３）：ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩（一般式（ａ１）中、Ｒ^１ａ：炭素数２２のアルキル基、Ｒ^２ａ：エチレン基、ｎ：９、Ｍ^１：アンモニウムイオン）

（Ａ）成分は、ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテルを硫酸化することにより製造した。（Ａ）成分は、例えば「スルファミン酸による高級アルコールの硫酸化について」（油脂化学協会誌 第一巻 第２号（１９５２） ｐ７３－７６）に記載の方法で製造することができる。

（Ｂ）成分
（Ｂ－１）：脂肪酸ジエタノールアミド：脂肪酸部分が炭素数１８のアルケニル基（オレイル基）である化合物
（Ｂ－２）：脂肪酸ジエタノールアミド：脂肪酸部分が炭素数１２のアルキル基である化合物
（Ｂ－３）：脂肪酸ジエタノールアミド：脂肪酸部分が炭素数１４～１６のアルキル基である化合物

（Ｂ）成分は、高級脂肪酸とジエタノールアミンを反応させることにより製造した。（Ｂ）成分は、例えば特開２００３－１８３２３２号公報に記載の方法で製造することができる。

（Ｃ）成分
（Ｃ－１）：ポリカルボン酸系重合体（マイテイ３０００Ｈ０１－Ｃ， 花王（株）製）
（Ｃ－２）：ナフタレン系重合体（マイテイ１５０、花王（株）製）

（１）空隙充填材の調製
表１に記載の配合条件１、２については以下のように調製した。助剤（ｃ）に所定の水（ａ）の９０質量％を加えて、ハンドミキサー（ＭＫ－Ｈ４ パナソニック（株）製）で十分に撹拌（撹拌速度：６００ｒｐｍ）し、そこへ水硬性粉体（ｂ）を加えて６０秒間撹拌し、続いて、刺激剤（ｄ）と残りの水を混合したものを加えた。そして、ハンドミキサーで５秒間撹拌後に（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を加えて、さらに５秒間撹拌を行うことで空隙充填材を調製した。
表１に記載の配合条件３については以下のように調製した。水硬性粉体（ｂ）へ（Ｃ）成分を含む所定の水（ａ）の５０質量％を加えてハンドミキサー（ＭＫ－Ｈ４ パナソニック（株）製）で６０秒間撹拌（撹拌速度：６００ｒｐｍ）し、助剤（ｃ）と、刺激剤（ｄ）とを残りの水（ａ）で十分に混合したものを加えて、これらを混ぜ合わせると同時に化合物（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を加えて、さらに５秒間撹拌を行うことで空隙充填材を調製した。
なお水の配合量には、（Ｃ）成分の添加量が含まれる。

表１中、空隙充填材の調製で用いた、各材料は以下の通りである。また表１中、Ｐは水硬性粉体（ｂ）、助材（ｃ）、及び刺激材（ｄ）の合計量である。
水：水道水（配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分を含む）
セメント：普通ポルトランドセメント、太平洋セメント製と住友大阪セメント製を質量比５０／５０で混合した物、比重３．１６
ベントナイト：ＴＢ－２５０、（株）立花マテリアル製
硫酸バンド：硫酸アルミニウム、林純薬工業（株）製
アルミン酸Ｎａ：アルミン酸ナトリウム、和工純薬工業（株）製

（２）評価
（２－１）流動性評価
得られた空隙充填材を円筒状コーン（φ８０ｍｍ×８０ｍｍ）に充填し、フローテーブル上に垂直に引き上げた時の広がり（もっとも長い直径の長さとそれと垂直方向の長さの平均値）をペーストフローとして測定し（表２中では「０打」と表記）、さらに測定直後に、フローテーブルを１０秒間に１０回タッピングした際のペーストフローも測定した（表２中では「１０打」と表記）。結果を表２に示す。

（２－２）ブリーディング水量測定
調製した空隙充填材２００ｇを５００ｍｌビーカーに入れ、３時間および２４時間静置した後、表面に出てきたブリーディング水をスポイトで吸い上げ、計量し、下記評価基準をもとに判定した。結果を表２に示す。
○ ブリーディング水量０ｇ（なし）
△ ブリーディング水量０ｇを超え５ｇ以下
× ブリーディング水量５ｇを超える

（２－３）水中分離抵抗性の評価
５００ｍｌビーカーに、水２００ｍｌを入れ、３０ｍｌシリンジを用いて，調製した空隙充填材１０ｃｍ^３を、５秒間で当該ビーカーに注入した。注入後、３分静置し、水面とペースト面の中間地点より上澄み液サンプルを採取し、濁度の測定を行った。なお。濁度の測定はTurbidimeter TN-100（EUTECH INSTRUMENTS製）を用いた。濁度の値が小さいほど、水中分離抵抗性に優れていることを示す。計測結果を表２に示す。

表２中、各成分の添加量は有効分量に基づく質量部である。

Claims (6)

1. 水（ａ）と、セメント及びセメント系固化材から選ばれる１種類以上の水硬性粉体（ｂ）（以下、水硬性粉体（ｂ）という）と、粘土鉱物粉、石灰石粉、及び珪石紛から選ばれる１種以上の助材（ｃ）（以下、助材（ｃ）という）と、アルミナ、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、石膏、及び珪酸ソーダから選ばれる１種以上の刺激材（ｄ）（以下、刺激材（ｄ）という）とを含有する水硬性スラリーと、
   炭化水素基の炭素数が１２以上２２以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が０以上２５以下である、硫酸エステル又はその塩（以下、（Ａ）成分という）と、脂肪酸部分の炭素数が１０以上２２以下である、脂肪酸アルカノールアミド（以下、（Ｂ）成分という）とからなるスラリー改質剤とを含有する空隙充填材であって、
   （Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量の合計が、水硬性粉体（ｂ）１００質量部に対して１質量部以上２０質量部以下であり、
   （Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（Ａ）／（Ｂ）が、１０／９０以上９０／１０以下であり、
   水（ａ）と粉体（水硬性粉体（ｂ）と助材（ｃ）と刺激材（ｄ）の合計量）の質量百分率［水（ａ）／粉体比（Ｗ／Ｐ）］が、４５質量％以上５００質量％以下である、空隙充填材。
2. （Ａ）成分の炭化水素基が、直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基である、請求項１に記載の空隙充填材。
3. （Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量の合計が、水硬性粉体（ｂ）１００質量に対して１質量部以上１８質量部以下である、請求項１又は２に記載の空隙充填材。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の空隙充填材を打設する空隙充填工法。
5. 水（ａ）と、水硬性粉体（ｂ）と、助材（ｃ）と、刺激材（ｄ）とを混合して得られる水硬性スラリーに、
   （Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を添加、混練して製造した空隙充填材を打設する、請求項４に記載の空隙充填工法。
6. 水（ａ）の一部と水硬性粉体（ｂ）とを含むＸ流体と
   水（ａ）の残りと、（Ａ）成分と、（Ｂ）成分とを含むＹ流体を、
   異なる搬送経路で搬送し，打設前にＸ流体とＹ流体とを混合することを含む空隙充填材を打設する、請求項４に記載の空隙充填工法。

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