JP7124386B2 - Cement slurry and ground improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、セメントスラリー、およびそれを用いた地盤改良工法に関する。 The present invention relates to a cement slurry and a ground improvement method using the same.
従来より、セメントと水とを含むセメントスラリーを地盤中に吐出し、当該セメントスラリーと現地土とを混合攪拌し、地盤中に地盤改良体を構築する方法が知られている。 Conventionally, a method is known in which a cement slurry containing cement and water is discharged into the ground, the cement slurry and local soil are mixed and stirred, and a soil improvement body is constructed in the ground.
一方で、セメントスラリーを地盤中に吐出した場合、セメントスラリーの体積分の余剰土（盛上がり土）が発生する。この盛上がり土はセメントを含むため、産業廃棄物として処理する必要がある。さらに、セメントを製造する際には、温室効果ガスといわれるＣＯ2が発生する。 On the other hand, when the cement slurry is discharged into the ground, surplus soil (embankment soil) corresponding to the volume of the cement slurry is generated. Since this mound contains cement, it must be disposed of as industrial waste. Furthermore, CO 2 , which is called a greenhouse gas, is generated when cement is produced.
これに対して、セメントの一部を他の物質に置き換えてセメント量を減らす方法が存在する。たとえば従来技術として、特許文献１には、セメントに高炉スラグを配合する旨が記載されている。さらに、セメント系固化材に塩を配合し、地盤の強度を向上させる旨が記載されている。 On the other hand, there is a method of reducing the amount of cement by replacing part of the cement with other substances. For example, as a prior art, Patent Document 1 describes that cement is mixed with blast furnace slag. Furthermore, it is described that salt is added to the cement-based solidifying material to improve the strength of the ground.
しかしながら、地盤の強度を効果的に向上させることのできるセメントと高炉スラグと塩との配合比が明確ではなかった。また、地盤条件によってもその好ましい配合比は厳密には異なるものと考えられる。 However, the mixing ratio of cement, blast-furnace slag, and salt that can effectively improve the strength of the ground has not been clarified. Strictly speaking, it is considered that the preferred compounding ratio differs depending on ground conditions.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、効率良く地盤の強度を上げることのできるセメントスラリーならびに地盤改良工法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cement slurry and a ground improvement method capable of efficiently increasing the strength of the ground.
本発明者は、前述の目的を達成するため、鋭意検討の結果、本発明に想到した。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor arrived at the present invention as a result of intensive studies.
すなわち本発明は、地盤を改良するための、セメント、高炉スラグ、塩、および水を含有することを特徴とするセメントスラリーであって、前記セメントと前記高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、前記高炉スラグは８０重量部以下（０は含まない）であって、さらに、前記塩は２０重量部以下（０は含まない）であることを特徴とする、セメントスラリーである。 That is, the present invention is a cement slurry containing cement, blast furnace slag, salt, and water for improving ground, wherein the total weight of the cement and the blast furnace slag is 100 parts by weight. Then, the blast furnace slag is 80 parts by weight or less (excluding 0), and the salt is 20 parts by weight or less (excluding 0).
上記セメントスラリーの一つの形態として、高炉スラグは５０重量部以下（０は含まない）である。 As one form of the above cement slurry, blast furnace slag is 50 parts by weight or less (not including 0).
上記セメントスラリーの一つの形態として、前記地盤材料が粗粒土である場合は、前記塩は２０重量部以下（０は含まない）であり、前記地盤材料が細粒土である場合は、前記塩は３重量部以下（０は含まない）である。なお、前記粗粒土および細粒土については、地盤工学会基準（ＪＧＳ ００５１－２００９）で定義されるものとする。 As one form of the cement slurry, when the ground material is coarse-grained soil, the salt is 20 parts by weight or less (not including 0), and when the ground material is fine-grained soil, the salt is The salt is 3 parts by weight or less (not including 0). Coarse-grained soil and fine-grained soil are defined by the Japanese Geotechnical Society Standard (JGS 0051-2009).
上記セメントスラリーの一つの形態として、高炉スラグが５０重量部以下であり、前記地盤材料が細粒土である場合は、前記塩は１０重量部以下（０は含まない）である。 As one form of the cement slurry, blast furnace slag is 50 parts by weight or less, and when the ground material is fine-grained soil, the salt is 10 parts by weight or less (not including 0).
また、塩としては塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどが、セメントとしては、普通ポルトランドセメントなどが、好ましいものとして挙げられる。 Preferred salts include sodium chloride and sodium sulfate, and preferred cements include ordinary Portland cement.
本発明は、上記セメントスラリーを地盤中に吐出させるとともに、地盤と混合攪拌し、地盤中に地盤改良体を構築することを特徴とする、地盤改良工法である。 The present invention is a ground improvement method characterized in that the cement slurry is discharged into the ground, mixed and stirred with the ground, and a ground improvement body is constructed in the ground.
本発明により、効率良く地盤の強度を上げることのできるセメントスラリーならびに地盤改良工法を提供することができる。また、セメントの量も減らすことができるため、環境面においても好ましい。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the cement slurry which can raise the intensity|strength of the ground efficiently and a ground improvement construction method can be provided. Moreover, since the amount of cement can also be reduced, it is also preferable from an environmental point of view.
以下、本発明の形態について説明するが、本発明の範囲は、実施例を含めた当該記載に限定されるものではない。なお、本願において、「％」や比率を表す記載は、特にことわりのない限り、重量％、重量比率を意味する。 Modes of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to the description including examples. In the present application, descriptions representing "%" and ratio mean % by weight and weight ratio unless otherwise specified.
＜セメントスラリー＞
本発明におけるセメントスラリーは、セメント、高炉スラグ、塩、および水を含有することを特徴とする。本発明においては、セメントスラリー中のセメント、高炉スラグ、および塩の比率に特徴を有する。
<Cement slurry>
The cement slurry in the present invention is characterized by containing cement, blast furnace slag, salt, and water. The present invention is characterized by the ratio of cement, blast furnace slag, and salt in the cement slurry.
＜セメント＞
セメントは、硬化材として用いられる。セメントは、地盤改良に用いられるセメントとして公知のものを用いることができる。たとえば、普通、早強、低熱等の各種ポルトランドセメント類、シリカセメント、フライアッシュセメントなどが挙げられる。
<Cement>
Cement is used as a hardener. Cement known as cement used for ground improvement can be used. For example, various portland cements such as normal, early strength, low heat, silica cement, fly ash cement, and the like can be used.
＜塩＞
塩は、本発明において、ＣｌやＳＯ4の供給源として用いられる。塩は、たとえば、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）が好ましいが、これに限られない。
<Salt>
Salts are used as sources of Cl and SO 4 in the present invention. The salt is preferably, for example, sodium chloride or sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), but is not limited to these.
＜高炉スラグ＞
高炉スラグは、高炉で鉄鉱石をコークスで溶融・還元する際に、銑鉄と共に発生するものである。この高炉スラグは、鉄鉱石に含まれるシリカやアルミナ、酸化カルシウムなどの鉄以外の成分を主とする。
<Blast furnace slag>
Blast furnace slag is generated together with pig iron when iron ore is melted and reduced with coke in a blast furnace. This blast furnace slag is mainly composed of non-iron components such as silica, alumina, and calcium oxide contained in iron ore.
高炉スラグは、本発明において、主にＡｌの供給源として用いられる。高炉スラグの形態としては、取扱いの容易性から、粉末であることが好ましい。 Blast furnace slag is mainly used as a source of Al in the present invention. As for the form of the blast furnace slag, it is preferably in the form of powder for ease of handling.
＜粗粒土および細粒土＞
粗粒土および細粒土の定義については、地盤工学会基準（ＪＧＳ ００５１－２００９）における分類で定義されるものとする。後述するように、地盤条件によって、セメントスラリー中のセメント、高炉スラグ、および塩の好ましい配合比は厳密な点では異なるものとなる。
<Coarse-grained soil and fine-grained soil>
Coarse-grained soil and fine-grained soil are defined according to the classification in the Japanese Geotechnical Society standard (JGS 0051-2009). As will be described later, the preferred compounding ratio of cement, blast furnace slag, and salt in the cement slurry differs strictly depending on the ground conditions.
今回の実施例は砂質土を対象とするが、礫質土等も含んだ粗粒土に広く適用可能である。また、今回の実施例は粘性土を対象とするが、有機質土等も含んだ細粒土に広く適用可能である。 Although this embodiment targets sandy soil, it can be widely applied to coarse-grained soil including gravel soil. In addition, although this example deals with cohesive soil, it can be widely applied to fine-grained soil including organic soil.
＜その他＞
本発明のセメントスラリーは、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて消泡剤、減水剤、硬化促進剤などを配合することができる。
<Others>
The cement slurry of the present invention may optionally contain antifoaming agents, water reducing agents, hardening accelerators, etc., as long as the effects of the present invention are not impaired.
次に、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
セメントとして普通ポルトランドセメント、高炉スラグとして高炉スラグ微粉末 エスメント（登録商標）４０００（エスメント関東株式会社製）、塩として塩化ナトリウムを用いた。地盤試料土としては、粘性土または砂質土を用いた。粘性土としては木節粘土、砂質土としては山砂を用いた。 Ordinary Portland cement was used as cement, ground granulated blast furnace slag Esment (registered trademark) 4000 (manufactured by Esment Kanto Co., Ltd.) as blast furnace slag, and sodium chloride as salt. Cohesive soil or sandy soil was used as the ground sample soil. Kibushi clay was used as the cohesive soil, and mountain sand was used as the sandy soil.
セメントと、高炉スラグ（存在する場合）とを、塩（存在する場合）を溶解させた水道水に投入して練り混ぜ、１６種類のセメントスラリーを作製した。 Cement and blast furnace slag (if present) were added to tap water in which salt (if present) was dissolved and kneaded to prepare 16 types of cement slurries.
１６種類の内訳としては、セメントと高炉スラグとの配合比が、１００：０、８０：２０、５０：５０、および２０：８０の４種類、この各４種類に対して、塩を、セメントと高炉スラグとの合計を１００としたとき、０、３、１０、２０の４種類の割合で配合を行ったものである。 The breakdown of the 16 types is 4 types of 100:0, 80:20, 50:50, and 20:80 of cement and blast furnace slag. When the total of blast furnace slag and blast furnace slag is taken as 100, they were blended at four different ratios of 0, 3, 10 and 20.
１６種類のセメントスラリーと、地盤試料土１５００ｇとを、ミキサーにて混合した。具体的には、５Ｌ容量の、フック型の羽を有する２軸ミキサーを用い、３分間混合した後、切り返して３分間混合した。 16 types of cement slurries and 1500 g of ground sample soil were mixed in a mixer. Specifically, a 5-liter twin-screw mixer with hook-shaped blades was used, and after mixing for 3 minutes, the mixture was turned over and mixed for 3 minutes.
このようにして混合した地盤試料土を、直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍの円柱状のモールドに詰め込み、地盤改良体としての供試体（Ｎｏ．１－３２）を作製した。Ｎｏ．１－１６は粘性土を使用した例であり、Ｎｏ．１７－３２は砂質土を使用した例である。 The ground sample soil mixed in this manner was packed into a cylindrical mold of 5 cm in diameter and 10 cm in height to prepare a specimen (No. 1-32) as a ground improvement body. No. No. 1-16 is an example using cohesive soil. 17-32 is an example using sandy soil.
供試体を２８日間恒温養生した後、一軸圧縮試験を行った。当該試験によって求められる一軸圧縮強度が高いほど、地盤強度が上昇していることを示す。なお、一軸圧縮試験は、ＪＩＳ Ａ １２１６で規定された方法にしたがって行った。 After subjecting the specimen to constant temperature curing for 28 days, a uniaxial compression test was performed. The higher the unconfined compressive strength obtained by the test, the higher the ground strength. The uniaxial compression test was performed according to the method specified in JIS A 1216.
供試体Ｎｏ．１－３２を作成する際に用いられた、セメント、高炉スラグ、塩、および水道水の配合比および配合量は、表１および２に示す通りである。 Specimen no. Tables 1 and 2 show the blending ratios and blending amounts of cement, blast furnace slag, salt, and tap water used to prepare 1-32.
また、供試体Ｎｏ．１－３２に対する一軸圧縮試験の結果の数値を表１および表２に示す。更に、図１および図２は、試験結果の数値をグラフとして示したものである。図１のグラフは、地盤試料土として粘性土を用いた場合の、セメントスラリーの配合と、それを用いて改良された粘性土の一軸圧縮強度の関係を示す図である。図２のグラフは、地盤試料土として砂質土を用いた場合の、セメントスラリーの配合と、それを用いて改良された砂質土の一軸圧縮強度の関係を示す図である。 Also, specimen No. Tables 1 and 2 show the numerical results of the uniaxial compression test for 1-32. Further, FIGS. 1 and 2 show numerical values of the test results as graphs. The graph in FIG. 1 shows the relationship between the composition of cement slurry and the unconfined compressive strength of cohesive soil improved by using the cement slurry when cohesive soil is used as the ground sample soil. The graph of FIG. 2 shows the relationship between the composition of the cement slurry and the unconfined compressive strength of the sandy soil improved by using the cement slurry when sandy soil is used as the ground sample soil.
＜地盤試料土として粘性土を用いた場合＞
Ｎｏ．１－Ｎｏ．４は、塩を配合していない供試体である。セメントと高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき（以下同様とする）の高炉スラグの配合量は、Ｎｏ．１は０重量部、Ｎｏ．２は２０重量部、Ｎｏ．３は５０重量部、Ｎｏ．４は８０重量部である。これらに対して、塩を３重量部、１０重量部、２０重量部配合した供試体の一軸圧縮強度を考察する。
<When cohesive soil is used as the soil sample>
No. 1-No. 4 is a test piece containing no salt. When the total weight of cement and blast furnace slag is 100 parts by weight (the same shall apply hereinafter), No. 1 is 0 parts by weight; 2 is 20 parts by weight; 3 is 50 parts by weight; 4 is 80 parts by weight. The unconfined compressive strength of specimens mixed with 3 parts by weight, 10 parts by weight and 20 parts by weight of salt is examined.
Ｎｏ．６は、Ｎｏ．２に対して塩を３重量部、Ｎｏ．１０は、Ｎｏ．２に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．１４は、Ｎｏ．２に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が２０重量部の場合、塩を配合することによって、１０重量部までは塩の配合量にしたがって一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。一方で、塩を１０重量部より多く配合すると、一軸圧縮強度は下降してしまうことがわかる。それでも、塩を２０重量部配合したＮｏ．１４は、塩を全く配合しないＮｏ．２よりは上回っていることから、少なくとも塩の配合量が２０重量部までは、塩を配合することによる地盤強度の上昇効果は確認できる。 No. 6 is No. 3 parts by weight of salt to No. 2; 10 is No. 10 parts by weight of salt for No. 2; 14 is No. 2 is mixed with 20 parts by weight of salt. Considering these values of unconfined compressive strength, when the compounding amount of blast furnace slag is 20 parts by weight, the unconfined compressive strength increases according to the compounding amount of salt up to 10 parts by weight by adding salt. I understand. On the other hand, it can be seen that the unconfined compressive strength decreases when more than 10 parts by weight of salt is added. Nonetheless, No. 4, which contains 20 parts by weight of salt. No. 14 contains no salt at all. Since it exceeds 2, it can be confirmed that the effect of increasing the ground strength by adding salt is at least up to 20 parts by weight.
Ｎｏ．７は、Ｎｏ．３に対して塩を３重量部、Ｎｏ．１１は、Ｎｏ．３に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．１５は、Ｎｏ．３に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が５０重量部の場合、塩を配合することによって、１０重量部までは塩の配合量にしたがって一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。一方で、塩を１０重量部より多く配合すると、一軸圧縮強度は下降してしまうことがわかる。それでも、塩を２０重量部配合したＮｏ．１５は、塩を全く配合しないＮｏ．３よりは上回っていることから、少なくとも塩の配合量が２０重量部までは、塩を配合することによる地盤強度の上昇効果は確認できる。 No. 7 is No. 3 parts by weight of salt to No. 3; 11 is No. 10 parts by weight of salt for No. 3; 15 is No. 20 parts by weight of salt is blended with 3. Considering these values of unconfined compressive strength, when the compounded amount of blast furnace slag is 50 parts by weight, the compounded salt increases the unconfined compressive strength up to 10 parts by weight according to the compounded amount of salt. I understand. On the other hand, it can be seen that the unconfined compressive strength decreases when more than 10 parts by weight of salt is added. Nonetheless, No. 1, which contains 20 parts by weight of salt. No. 15 contains no salt at all. Since it exceeds 3, it can be confirmed that the effect of increasing the ground strength by adding salt is at least up to 20 parts by weight.
Ｎｏ．８は、Ｎｏ．４に対して塩を３重量部、Ｎｏ．１２は、Ｎｏ．４に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．１６は、Ｎｏ．４に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が８０重量部の場合、塩を３重量部配合することによって、一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。一方で、塩を１０重量部配合すると、塩を全く配合しないＮｏ．４よりも一軸圧縮強度は若干下降するが、塩を２０重量部配合すると、塩を３重量部配合した場合とほぼ同等の強度となることがわかる。 No. 8 is No. 3 parts by weight of salt for No. 4; 12 is No. 10 parts by weight of salt for No. 4; 16 is No. 20 parts by weight of salt is blended with 4. Considering these values of unconfined compressive strength, it can be seen that when the blending amount of blast furnace slag is 80 parts by weight, adding 3 parts by weight of salt increases the unconfined compressive strength. On the other hand, when 10 parts by weight of salt is blended, No. 1, which does not blend salt at all, is used. Although the unconfined compressive strength is slightly lower than that of No. 4, it can be seen that when 20 parts by weight of salt is blended, the strength is approximately the same as when 3 parts by weight of salt is blended.
以上の実験結果より、地盤試料土として粘性土を用いた場合、少なくともセメントと高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、高炉スラグが２０重量部以上８０重量部以下の範囲においては、塩を配合することによって地盤強度を上昇させることができる。 From the above experimental results, when cohesive soil is used as the ground sample soil, at least when the total weight of cement and blast furnace slag is 100 parts by weight, in the range of 20 parts by weight or more and 80 parts by weight or less of blast furnace slag, Ground strength can be increased by adding salt.
なかでも、高炉スラグが２０重量部以上５０重量部以下の範囲においては、塩を少なくとも３重量部以上２０重量部以下の範囲で配合することにより、塩を配合しない場合に比べ地盤強度を上昇させることができる。さらに、塩が３重量部以上１０重量部以下の範囲においては、塩の配合量にしたがって地盤強度を上昇させることができる。また、高炉スラグ５０重量部までは、同じ塩の配合量で高炉スラグの配合量を増やすことにより、地盤強度を上昇させることができる。一方、高炉スラグが５０重量部を超える範囲においては、塩の配合量が３重量部より多くなると、塩を全く配合しない場合よりも地盤強度は下がってしまうおそれがある。 Above all, when the blast furnace slag is in the range of 20 parts by weight to 50 parts by weight, by adding salt in the range of at least 3 parts by weight to 20 parts by weight, the ground strength is increased compared to the case where the salt is not mixed. be able to. Furthermore, in the range of 3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less of salt, the ground strength can be increased according to the amount of salt blended. Further, up to 50 parts by weight of blast furnace slag, the ground strength can be increased by increasing the blending amount of blast furnace slag with the same blending amount of salt. On the other hand, in the range where the amount of blast furnace slag exceeds 50 parts by weight, if the amount of salt added exceeds 3 parts by weight, the ground strength may be lower than when no salt is added.
なお、高炉スラグの配合量が０の場合、即ちセメントのみの場合においても、Ｎｏ．１、Ｎｏ．５、Ｎｏ．９、およびＮｏ．１３の一軸圧縮強度の結果から、塩を配合することにより、塩を配合しない場合に比べ一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。すなわち、高炉スラグの配合量が０を超えて２０重量部未満の範囲においても、高炉スラグの配合量が２０重量部以上８０重量部以下の場合と同様、塩を配合することによって地盤強度を上昇させることができる。 It should be noted that even when the blending amount of blast furnace slag is 0, that is, when only cement is used, No. 1, No. 5, No. 9, and no. From the result of the unconfined compressive strength of No. 13, it can be seen that the unconfined compressive strength is increased by blending the salt, compared to the case where the salt is not blended. That is, even when the blending amount of blast furnace slag exceeds 0 and is less than 20 parts by weight, the ground strength is increased by adding salt, as in the case where the blending amount of blast furnace slag is 20 parts by weight or more and 80 parts by weight or less. can be made
＜地盤試料土として砂質土を用いた場合＞
Ｎｏ．１７－Ｎｏ．２０は、塩を配合していない供試体である。高炉スラグの配合量は、Ｎｏ．１７は０重量部、Ｎｏ．１８は２０重量部、Ｎｏ．１９は５０重量部、Ｎｏ．２０は８０重量部である。これらに対して、塩を３重量部、１０重量部、２０重量部配合した供試体の一軸圧縮強度を考察する。
<When sandy soil is used as ground sample soil>
No. 17-No. 20 is a sample without salt. The blending amount of blast furnace slag is 17 is 0 parts by weight; 18 is 20 parts by weight; No. 19 is 50 parts by weight; 20 is 80 parts by weight. The unconfined compressive strength of specimens mixed with 3 parts by weight, 10 parts by weight and 20 parts by weight of salt is examined.
Ｎｏ．２２は、Ｎｏ．１８に対して塩を３重量部、Ｎｏ．２６は、Ｎｏ．１８に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．３０は、Ｎｏ．１８に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が２０重量部の場合、塩を配合することによって、２０重量部までは塩の配合量にしたがって一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。 No. 22 is No. 3 parts by weight of salt to No. 18; 26 is No. 10 parts by weight of salt for No. 18; 30 is No. 20 parts by weight of salt is blended with 18. Considering these unconfined compressive strength values, when the compounding amount of blast furnace slag is 20 parts by weight, the compounding of salt increases the unconfined compressive strength up to 20 parts by weight according to the compounding amount of salt. I understand.
Ｎｏ．２３は、Ｎｏ．１９に対して塩を３重量部、Ｎｏ．２７は、Ｎｏ．１９に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．３１は、Ｎｏ．１９に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が５０重量部の場合、塩を配合することによって、２０重量部までは塩の配合量にしたがって一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。特に、塩の配合量が２０重量部である場合の一軸圧縮強度の上昇が、高炉スラグの配合量が２０重量部である場合に比べて顕著であることがわかる。 No. 23 is No. 3 parts by weight of salt to No. 19; 27 is No. 10 parts by weight of salt for No. 19; 31 is No. 19 and 20 parts by weight of salt. Considering these values of unconfined compressive strength, when the compounded amount of blast furnace slag is 50 parts by weight, the compounded salt increases the unconfined compressive strength up to 20 parts by weight according to the compounded amount of salt. I understand. In particular, it can be seen that the increase in unconfined compressive strength when the compounding amount of salt is 20 parts by weight is more remarkable than when the compounding amount of blast furnace slag is 20 parts by weight.
Ｎｏ．２４は、Ｎｏ．２０に対して塩を３重量部、Ｎｏ．２８は、Ｎｏ．２０に対して塩を１０重量部、Ｎｏ．３２は、Ｎｏ．２０に対して塩を２０重量部配合したものである。これらの一軸圧縮強度の値を考察するに、高炉スラグの配合量が８０重量部の場合、塩を３重量部配合することによって、一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。一方で、塩を１０重量部以上配合すると、一軸圧縮強度は下降してしまうことがわかる。それでも、塩を１０重量部配合したＮｏ．２８、および、塩を２０重量部配合したＮｏ．３２も、塩を全く配合しないＮｏ．２０よりは上回っていることから、少なくとも塩の配合量が２０重量部までは、塩を配合することによる地盤強度の上昇効果は確認できる。 No. 24 is No. 3 parts by weight of salt to No. 20; 28 is No. 10 parts by weight of salt to No. 20; 32 is No. 20 parts by weight of salt is blended with 20. Considering these values of unconfined compressive strength, it can be seen that when the blending amount of blast furnace slag is 80 parts by weight, adding 3 parts by weight of salt increases the unconfined compressive strength. On the other hand, it can be seen that when 10 parts by weight or more of salt is blended, the unconfined compressive strength decreases. Nonetheless, No. 1, which contains 10 parts by weight of salt. No. 28 and No. 28 containing 20 parts by weight of salt. No. 32 also contains no salt at all. Since it exceeds 20, it can be confirmed that the effect of increasing the strength of the ground by adding salt is at least up to 20 parts by weight.
以上の実験結果より、地盤試料土として砂質土を用いた場合、少なくともセメントと高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、高炉スラグが２０重量部以上８０重量部以下の範囲においては、塩を配合することによって地盤強度を上昇させることができる。さらに、高炉スラグ２０重量部以上５０重量部以下かつ塩２０重量部以下の範囲においては、塩の配合量にしたがって、地盤強度を上昇させることができる。また、高炉スラグ５０重量部までは、同じ塩の配合量で高炉スラグを増やすことで地盤強度を上昇させることができる。 From the above experimental results, when sandy soil is used as the ground sample soil, at least when the total weight of cement and blast furnace slag is 100 parts by weight, in the range of 20 parts by weight or more and 80 parts by weight or less of blast furnace slag, , the soil strength can be increased by adding salt. Further, in the range of 20 parts by weight or more and 50 parts by weight or less of blast furnace slag and 20 parts by weight or less of salt, the ground strength can be increased according to the amount of salt blended. Further, up to 50 parts by weight of blast furnace slag, the ground strength can be increased by increasing the amount of blast furnace slag with the same amount of salt.
なお、高炉スラグの配合量が０の場合、即ちセメントのみの場合においても、Ｎｏ．１７、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２５、およびＮｏ．２９の一軸圧縮強度の結果から、塩を配合することにより、塩を配合しない場合に比べ一軸圧縮強度が上昇していることがわかる。すなわち、高炉スラグの配合量が０を超えて２０重量部未満の範囲においても、高炉スラグの配合量が２０重量部以上８０重量部以下の場合と同様、塩を配合することによって地盤強度を上昇させることができる。 It should be noted that even when the blending amount of blast furnace slag is 0, that is, when only cement is used, No. 17, No. 21, No. 25, and no. From the result of the unconfined compressive strength of No. 29, it can be seen that the unconfined compressive strength is increased by blending the salt compared to the case where the salt is not blended. That is, even when the blending amount of blast furnace slag exceeds 0 and is less than 20 parts by weight, the ground strength is increased by adding salt, as in the case where the blending amount of blast furnace slag is 20 parts by weight or more and 80 parts by weight or less. can be made
セメントに高炉スラグおよび塩を配合することで、セメント中に、高炉スラグ中のＡｌ成分および塩中のＣｌ成分が（Ｃｌ成分を含む塩を用いた場合）追加されることとなる。これにより、フリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＣｌ2・１０Ｈ2Ｏ）が生成されるが、このフリーデル氏塩がセメント水和物の空隙を埋めるため、強度が高くなると考えられる。 By blending blast furnace slag and salt with cement, the Al component in the blast furnace slag and the Cl component in the salt (when using a salt containing a Cl component) are added to the cement. As a result, Friedel's salt (3CaO.Al 2 O 3 .CaCl 2 .10H 2 O) is produced, and it is believed that this Friedel's salt fills the voids in the cement hydrate and increases the strength. .
一方で、高炉スラグと塩の配合量が共に多すぎると、本来、セメントの強度を発現させるのに必要なエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ）やＣ－Ｓ－Ｈなどの生成に使われるはずのＣａが、フリーデル氏塩の生成に使われてしまう。そのため、逆に強度が落ちてしまうと考えられる。 On the other hand, if both the blast furnace slag and the salt content are too large, ettringite (3CaO.Al 2 O 3.3CaSO 4.32H 2 O ) and CSH Ca, which should be used for the generation of such as, is used for the generation of Friedel's salt. Therefore, it is conceivable that the strength will decrease.
以上を総括すると、本発明のセメントスラリーにおける、セメントと高炉スラグと塩との好ましい配合範囲については、セメントと前記高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、高炉スラグが８０重量部以下（但し０は含まない）であることが必要である。また、塩の配合については、２０重量部以下（但し０は含まない）であることが必要である。 Summarizing the above, the preferred blending range of cement, blast furnace slag, and salt in the cement slurry of the present invention is 80 parts by weight or less of blast furnace slag when the total weight of cement and blast furnace slag is 100 parts by weight. (However, 0 is not included). Also, the amount of salt to be added must be 20 parts by weight or less (excluding 0).
さらに、セメントと高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、高炉スラグの量が５０重量部以下（但し０は含まない）であることが好ましく、２０重量部以上であることがより好ましい。なお、この場合、塩の量は、地盤の種類に関わらず２０重量部以下（但し０は含まない）であることが好ましい。 Furthermore, when the total weight of cement and blast furnace slag is 100 parts by weight, the amount of blast furnace slag is preferably 50 parts by weight or less (but not including 0), more preferably 20 parts by weight or more. . In this case, the amount of salt is preferably 20 parts by weight or less (but not including 0) regardless of the type of ground.
また、粗粒土を改良する場合、セメントスラリーに配合する塩の量は、２０重量部以下（但し０は含まない）であることが好ましい。一方、細粒土を改良する場合、セメントスラリーに配合する塩の量は、３重量部以下（但し０は含まない）であることが好ましい。 Further, when improving coarse-grained soil, the amount of salt blended into the cement slurry is preferably 20 parts by weight or less (but not including 0). On the other hand, when improving fine-grained soil, the amount of salt blended into the cement slurry is preferably 3 parts by weight or less (but not including 0).
さらに、同様に細粒土を改良する場合、高炉スラグの量が５０重量部以下（但し０は含まない）である場合は、セメントスラリーに配合する塩の量は、１０重量部以下（但し０は含まない）であることが好ましい。 Furthermore, when similarly improving fine-grained soil, if the amount of blast furnace slag is 50 parts by weight or less (but not including 0), the amount of salt to be blended in the cement slurry is 10 parts by weight or less is not included).
本願の実施例においては、塩として塩化ナトリウムを配合したが、Ｎａ2ＳＯ4を配合しても、同様に地盤強度を上昇させることができる。Ｎａ2ＳＯ4を配合することで、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ）の生成量が多くなる。エトリンガイトは、多量の水を吸収して生成されるため、水の多い軟弱な地盤を改良するときにエトリンガイトの生成量が多いと、地盤改良効果が大きくなる。 In the examples of the present application, sodium chloride was blended as a salt, but even if Na 2 SO 4 is blended, the ground strength can be similarly increased. Addition of Na 2 SO 4 increases the amount of ettringite (3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O) produced. Since ettringite is produced by absorbing a large amount of water, the soil improvement effect increases when the amount of ettringite produced is large when improving soft ground with a large amount of water.
Claims (6)
前記塩が、塩化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムであり、
前記セメントと前記高炉スラグとの総重量を１００重量部としたとき、前記高炉スラグは８０重量部以下（０は含まない）であって、さらに、前記塩は１０重量部以上２０重量部以下であることを特徴とする、セメントスラリー。 A cement slurry for soil improvement, comprising cement, blast furnace slag, salt, and water,
the salt is sodium chloride or sodium sulfate;
When the total weight of the cement and the blast furnace slag is 100 parts by weight, the blast furnace slag is 80 parts by weight or less (not including 0), and the salt is 10 parts by weight or more and 20 parts by weight or less. A cement slurry characterized by:
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