JPH01100045A - セメント懸濁液組成物の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は地盤改良剤として地盤に注入されたり基礎構造
物材料として型枠中に打ち込まれたりするセメント懸濁
液組成物に間するものである。

［発明の背景］ 従来、この種の地盤改良剤や基礎構造物材料としてはセ
メントを水に懸濁させたセメント懸濁液が用いられてい
る。しかし該セメント懸濁液は凝結硬化速度が遅く、凝
結硬化するまでに数時間を要するために凝結硬化前にセ
メント懸濁液中のセメントが沈降公社してしまう。その
ためにセメント懸濁液が不均一になり注入されたセメン
ト懸濁液の一部が凝結硬化するだけで全体的に完全な凝
結硬化が期待できない。そして凝結硬化前にセメント懸
濁液の一部が対象地盤から逸出し、材料損失が大きくな
るうえに環境が汚染されるという問題も生ずる。

［従来の技、術コ　　゛ このようなセメント懸濁液の問題点を解消するために従
来、種々な改良組成が提供されている。

このような改良組成としてはセメント懸濁液に水ガラス
を併用するもの、セメントとして超早強セメントや急結
セメントを用いるもの、セメントの全部又は一部をアル
ミナセメントとし更に所望なれば炭酸カリウム、石膏、
石灰等を添加するもの、アルミン酸アルカリ金属塩をセ
メント懸濁液に添加するもの等がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら水ガラスを併用すると凝結硬化物の強度お
よび耐久性が低下し、特に基礎構造物材料として不適と
なり、超早強セメントや急結セメントを用いると凝結硬
化時間が早くなり過ぎて組成物調整中あるいは注入途中
で硬化してしまうおそれがあり、アルミナセメントを用
い所望なれば炭酸カリウム等の添加剤を添加すると凝結
硬化時間は適度に短縮され得るが水／セメント比が非常
に大きく、水和生成物の転移等による強度低下あるいは
強度発現不良が著しく、アルミン酸アルカリ金属塩を添
加するものはいまだ凝結硬化時間の短縮が不十分である
。

ｃ問題点を解決する為の手段］ 先に本発明者らは上記従来の問題点を解決する手段とし
て、セメントを水に懸濁させたセメント！！５渭液とア
ルミン酸アルカリ金属塩と、塩基性炭酸マグネシウムお
よび／またはアルカリ土類金属水酸化物とからなるセメ
ント懸濁液組成物を提供した（特願昭６ｌ−３０４４８
８）。しかしながら例えば高圧で注入する場合や作業サ
イクルを短縮するような場合など施工条件によっては凝
結直後の強度発現が必要とされる場合があり、かかる場
合は凝結体が高圧により変形あるいは注入中に地盤から
逸出することがあり、先に提案した方法ではこの点がま
だ不十分であフた。

我々はかかる問題を解決すべく鋭意研究した結果本発明
に到達したものでこれは、セメントとアルカリ土類金属
水酸化物と有機カルボン酸く塩）および／またはスルフ
ァミン酸を水に懸濁させたＡｔ？Ｗとアル、ミン酸ア゛
ルカリ金属塩および炭酸アルカリ金属塩を水に溶解又は
！！！濁させたＢ液とを混合注入して成ることを特徴と
するセメント懸濁液組成物を提供するものである。

本発明に用いられるセメントとはポルトランドセメント
が主体であり、該ポルトランドには高炉セメント、シリ
カセメント、フライアッシュセメント等が混合されても
よい。

本発明に用いられるアルミン酸アルカリ金属塩とはアル
ミン酸のリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ
金属塩であり、通常人手容易な点からカリウム塩または
ナトリウム塩が用いられ、Ｍをアルカリ金属塩とすると
Ｍ２０／Ａｌ２Ｏ３が０．８〜１．４程度である。該ア
ルミン酸アルカリ金属塩は液体、または粉体であるが使
用に際しては水に溶解または分散させておく。

本発明に用いられる炭酸アルカリ金属塩とは炭酸のリチ
ウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属塩であり
、通常入手容易な点からカリウム塩またはナトリウム塩
が用いられる。使用に際しては水に溶、解またば分散さ
せておく。

本発明に用いられるアルカリ土類金属水酸化物とはベリ
リウム、マグネシウム、′カルシウム、ストロンチウム
、バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物であり、通
常入手容易な点から水酸化マグネシウムまたは水酸化カ
ルシウムが用いられる。

該アルカリ土類金属水酸化物はセメントとは直接反応し
ないので望ましくはセメント懸濁液に添加しておくが、
勿論別個に水に溶解または分散しておいても良い。

本発明に用いられ弔有機カルボン酸く塩）と、はクエン
酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウムでありこれ
らの水和物であってもよい。通常セメントに対して０．
１〜２重量％添加される。

本発明に用いられるスルファミン酸は通常セメントの０
．１〜２重量％添加される。

本発明のセメント懸濁液組成物において、セメント懸濁
液は通常重量比としてセメント：水の比率が３：１〜０
．６：１程度とされ、アルミン酸アルカリ金属塩は通常
２〜２Ｏｆｆｉ量％の液として調整され１．炭酸アルカ
リ金属塩は通常２〜２０重量％の液として調整される。

アルミン酸アルカリ金属塩と炭酸アルカリ金属塩とは一
液中に共存させることができる。アルミン酸アルカリ金
属塩と炭酸アルカリ金属塩の重量比率は、１：１〜ｌ：
４程度が好ましく、特に２二３〜３ニアが好ましい。そ
して上記アルミン酸アルカリ金属塩はセメントに対して
１〜３０重量％程度、炭酸アルカリ金属塩はセメントに
対して１〜３０重量％程度が通常添加される。

更に本発明のセメント懸濁液組成物において、アルカリ
土類金属水酸化物は通常セメントに対して１〜３０％添
加さ°れる。

本発明のセメント懸濁液組成物は通常は上記し　　　　
−たようにセメン）Ｑ濁液中にアルカリ土類金属水酸化
物と有機カルボンｗｉ（塩）および／またはスルファミ
ン酸を添加あるいはアルカリ土類金属水酸化物と有機カ
ルボン酸（塩）および／またはスルファミン酸の溶液ま
たは懸濁液中にセメントを添加したものをＡ液とし、ア
ルミン酸アルカリ金属塩と炭酸、アルカリ゛金属塩との
混合液をＢ液とし、地盤や型枠に注入する際に両者を混
合する。そのためには例えばＹ字管、゛２重管等を用い
注入直前にＡ液とＢ液とを混合する。

［作　用］ アルカリ土類金属水酸化物はセメントとは直接反応しな
いが、アルミン酸アルカリ金属塩および炭酸アルカリ金
属塩と直ちに反応してセメントに対して極めて大きな凝
結硬化促進作用を示す、更に有機カルボン酸（塩）を共
存させればゲルタイムをある程度任意に設定することが
できるばかりでなく相乗効果によって凝結硬化後の強度
発現が著しく促進される。更にスルファミン酸を共存さ
せればＡ液およびＢ液の練り置きに対する安定性が向上
する。

［発明の効果］ したがって本発明のセメント懸濁液組成物は調整中や地
盤や型枠に注入する途中では硬化せず、注入後はセメン
トが沈降分離する以前に硬化するように凝結硬化時間を
調整することが可能であり全体的に均一に硬化°せしめ
て極めて強度の大きな凝結硬化体を得ることが出来る。

特に本発明は凝結硬化後の強度発現が著しいので、この
ように迅速に凝結硬化し得るセメント懸濁液組成物は高
圧で注入する場合でも対象地盤から逸出する恐れは全く
無く、また作業サイクルを短縮させる事も可能である。

次ぎに実施例をもつ、て本発明を説明する。

実施例１゜ 第１表に示すようにセメント３００ｇに水酸化カルシウ
ム（市販品微粉末）３０ｇとクエン酸、クエン酸ナトリ
ウム、クエン酸カリウムを混合しこれに水を加えて５０
０ｍ１に調整したセメントＢ濁液（Ａ液）を作製した。

さらにＡ　１２０　ｇ成分が５２．９重量％、モル比Ｎ
ａ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３が１．２のアルミン酸ナトリウムと
炭酸ナトリウムとを３１５：６５に混合したものを７５
ｇ１これに表１ ネ　実験ＮＯ９〜Ｎ０ＩＩはクエン酸ナトリウム、　実
験ＮＯ１２はルシ酸カリウム水を加えて５００ｍ１にｉ
ｘｂでＢ液を作製した。

該Ａ液と該Ｂ液を混合してゲルタイムおよび針入度（径
２ＩＩＩＩｌの針、総荷重５４．５ｇ）を測定した結果
を第１表に示した。

クエン酸（塩）の適量添加によってゲルタイムが調整さ
れるばかりでなくゲル化後の強度発現が著しく改善され
ることがわかる。

実施例２゜ 第２表の比率でセメントを混合した以外は実施例１の実
験Ｎｏ４と同様にＡ液およびＢ液を作製した。但し実験
Ｎｏ１６はＡ液を８００ｍ１にＢ液を２００ｍ１に調整
した。

該Ａ液と該Ｂ液と、を混合してゲルタイムおよび一軸圧
縮強度を測定した結果を第２表に示した。

セメント量が少ない場合でもゲル化直後から強度発現が
著しく、長期に渡って強度が増進することがわかる。

表２ 実施例３゜ 第３表に示すようにクエン酸、スルファミン酸を用いた
以外は実施例１と同様にしてＡ液５００ｍ１を作製した
。更に実施例１と同様の比率で混合したアルミン酸ナト
リウムと炭酸ナトリウムの混合物３５ｇに水を加えてＢ
液５００ｍ１を作製した。

該Ａ液と該Ｂ液をそれぞれ３５℃にて１時間攪拌した後
に混合してゲルタイムおよび針入度を測定した結果を表
３に示した。

スルファミン酸を添加することにより練り置きによる強
度発現の低下が改善されることがわかる。

第３表

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントとアルカリ土類金属水酸化物と有機カル
   ボン酸（塩）および／またはスルファミン酸を水に懸濁
   させたＡ液とアルミン酸アルカリ金属塩および炭酸アル
   カリ金属塩を水に溶解又は懸濁させたＢ液とを混合注入
   して成ることを特徴とするセメント懸濁液組成物
2. （２）該アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム
   および／または水酸化マグネシウムである「特許請求の
   範囲第（１）項」に記載のセメント懸濁液組成物
3. （３）該アルミン酸アルカリ金属塩がアルミン酸ナトリ
   ウムおよび／またはアルミン酸カリウムである「特許請
   求の範囲第（１）項または第（２）項」に記載のセメン
   ト懸濁液組成物
4. （４）該炭酸アルカリ金属塩が炭酸ナトリウムおよび／
   または炭酸カリウムである「特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項または（３）項」に記載のセメント懸
   濁液組成物
5. （５）該有機カルボン酸（塩）がクエン酸、クエン酸ナ
   トリウム、クエン酸カリウムから選ばれた少なくとも１
   種である「特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
   または第（３）項または第（４）項」に記載のセメント
   懸濁液組成物