JPH02289681A - 土質安定用薬液およびその製造方法 - Google Patents
土質安定用薬液およびその製造方法Info
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- JPH02289681A JPH02289681A JP20478089A JP20478089A JPH02289681A JP H02289681 A JPH02289681 A JP H02289681A JP 20478089 A JP20478089 A JP 20478089A JP 20478089 A JP20478089 A JP 20478089A JP H02289681 A JPH02289681 A JP H02289681A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
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- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、軟弱地盤の止水や強化を目的として地盤注入
工法に用いる土質安定用薬液の主剤である水ガラス溶液
に関し、詳しくは特定した活性剤を均一に溶存させるこ
とにより、それ自体がゲル化する能力を有する活性化さ
れた水ガラス溶液およびその製造方法に関する。
工法に用いる土質安定用薬液の主剤である水ガラス溶液
に関し、詳しくは特定した活性剤を均一に溶存させるこ
とにより、それ自体がゲル化する能力を有する活性化さ
れた水ガラス溶液およびその製造方法に関する。
(従来技術およびその問題点)
一般に水ガラス系薬液の注入工法において最も特徴とす
るところは、注入薬液そのものにゲル化能力を与え、し
かも所望のゲル化時間(ゲルタイム)を確実に保持した
状態で該薬液を地盤中に注入することである。
るところは、注入薬液そのものにゲル化能力を与え、し
かも所望のゲル化時間(ゲルタイム)を確実に保持した
状態で該薬液を地盤中に注入することである。
このような水ガラス系薬液を調製して地盤に注入する工
法には、次の一液式と二液式とがあり、後者が主流であ
る。
法には、次の一液式と二液式とがあり、後者が主流であ
る。
一液式(ショット式):調合槽内で水ガラス、ゲル化剤
および水を所定のゲル化時間(一般には10分以上)に
なるように調合した後、1台のポンプを用いて地盤中に
注入する方法.二液式:水ガラス溶液(A液)とゲル化
剤の溶液(B液)とを別々の槽で調合して、それぞれA
液とB液とを別々の注入ボンブで圧送し、注入管の手前
で合流し(1.5ショット式)、あるいは注入管の先端
で合流(2ショット式)させて、それらの混合液を地盤
中に注入する方法。
および水を所定のゲル化時間(一般には10分以上)に
なるように調合した後、1台のポンプを用いて地盤中に
注入する方法.二液式:水ガラス溶液(A液)とゲル化
剤の溶液(B液)とを別々の槽で調合して、それぞれA
液とB液とを別々の注入ボンブで圧送し、注入管の手前
で合流し(1.5ショット式)、あるいは注入管の先端
で合流(2ショット式)させて、それらの混合液を地盤
中に注入する方法。
他方、実際の水ガラス系薬液を地盤に注入する現場にお
いて、該薬液のゲル化時間に関して要求される条件は、
次のとおりである。
いて、該薬液のゲル化時間に関して要求される条件は、
次のとおりである。
(al 地上の調合プラントにおける薬液調合に際し
て、ゲル化時間の調整が容易であること(一液式、二液
式とも)。
て、ゲル化時間の調整が容易であること(一液式、二液
式とも)。
(bl A液とB液とを注入ポンプで合流させても、
ゲル化時間が変らないこと(二液式において)。
ゲル化時間が変らないこと(二液式において)。
(Cl 地盤中に注入された薬液が、地下水で希釈さ
れてもゲル化時間の変動が少ないこと。
れてもゲル化時間の変動が少ないこと。
上記のうち、一般には(a)が重視されるが、特に二液
式においては、注入ポンプの混合誤差に起因する(b)
の調整が大切である。しかも、(a)は地上操作である
から管理は容易であるが、(blはポンプ性能(流量精
度)から現場的に調整が難しい。即ち、二液注入ボンブ
の許容誤差は、5%(保証値)もあると云われているう
えに、実際の現場では高圧したで長時間運転したり、腐
食性薬液を送液したりするので、これらの原因によって
流量誤差を5%以内に留めるのは難しいとされている。
式においては、注入ポンプの混合誤差に起因する(b)
の調整が大切である。しかも、(a)は地上操作である
から管理は容易であるが、(blはポンプ性能(流量精
度)から現場的に調整が難しい。即ち、二液注入ボンブ
の許容誤差は、5%(保証値)もあると云われているう
えに、実際の現場では高圧したで長時間運転したり、腐
食性薬液を送液したりするので、これらの原因によって
流量誤差を5%以内に留めるのは難しいとされている。
したがって、二液式の場合は2台の注入ボンブを併用す
るため、A液とB液との混合誤差(流量誤差=吐出量誤
差)は±5%、即ち最大で10%の誤差が生じることに
なり、ゲル化時間の変動の大きな要因である。また、(
C)は地盤に注入された薬液が必らずといって良いほど
地下水によるダメージを受けるため、ゲル化時間の保持
と共に、仮にゲル化時間が遅延しても団結能力を有する
かどうかは、薬液として極めて重要な性質である。
るため、A液とB液との混合誤差(流量誤差=吐出量誤
差)は±5%、即ち最大で10%の誤差が生じることに
なり、ゲル化時間の変動の大きな要因である。また、(
C)は地盤に注入された薬液が必らずといって良いほど
地下水によるダメージを受けるため、ゲル化時間の保持
と共に、仮にゲル化時間が遅延しても団結能力を有する
かどうかは、薬液として極めて重要な性質である。
このような水ガラス系薬液の問題点を解決するため、従
来から種々のゲル化剤によるゲル化時間を調整する方法
が実用化されている。即ち、従来の基本的な考え方は、
主剤である水ガラス溶液の組成や性状は変更や改良する
ことができないものと断定して、ゲル化時間などゲル化
能力の調整は専らそれぞれのゲル化剤の種類とその組合
せに軌っていた。しかしながら、実際には普通の水ガラ
スにどのようなゲル化剤を組合せても、特に緩結タイブ
の薬液においては、ゲル化能力に前述のような欠陥があ
り、水ガラス系薬液の施工信幀性について致命的な問題
となっていた. (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記した如き問題に鑑み、水ガラス系薬
液に関し鋭意研究の結果、主剤である水ガラスそのもの
に予め特定のゲル化剤を均一に溶存させてゲル化能力を
付与せしめた水ガラス溶液が、前記した(a)および中
》において安定したゲル化時間を呈し且つ所望のゲル化
時間に調整が極めて容易である知見を得て、本発明を提
供するに至ったものである。即ち、本発明によれば、水
ガラス溶液にアルカリ土類金属塩を均一に溶存させた、
それ自体がゲル化する能力を有する活性な水ガラス溶液
(以下、単に活性水ガラスともいい、非活性である普通
の水ガラスと区別する)の土質安定用薬液が提供される
. 本発明における普通の水ガラス(以下、非活性水ガラス
ともいう)としては、市販の珪酸アルカリ水溶液であり
、従来から薬液注入工法において用いられている水ガラ
ス系薬液の主成分であり、一般に比重1.3〜1.4程
度、モル比2〜4程度のものが好ましく、必要に応じて
水で薄めて用いることもできる。また、アルカリ土類金
属塩としては、例えば塩化カルシウム、硫酸マグネシウ
ム、塩化マグネシウムなどの可溶性塩であり、これらを
溶解した水溶液が用いられる。このようなアルカリ土類
金属塩を含有する水溶液としては、海水がそのまま用い
られるほか、海水と地下水とが混じった水など、水ガラ
スと通常の混合によりゲル化作用を呈するアルカリ土類
金属塩を含有する水溶液であればよい。
来から種々のゲル化剤によるゲル化時間を調整する方法
が実用化されている。即ち、従来の基本的な考え方は、
主剤である水ガラス溶液の組成や性状は変更や改良する
ことができないものと断定して、ゲル化時間などゲル化
能力の調整は専らそれぞれのゲル化剤の種類とその組合
せに軌っていた。しかしながら、実際には普通の水ガラ
スにどのようなゲル化剤を組合せても、特に緩結タイブ
の薬液においては、ゲル化能力に前述のような欠陥があ
り、水ガラス系薬液の施工信幀性について致命的な問題
となっていた. (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記した如き問題に鑑み、水ガラス系薬
液に関し鋭意研究の結果、主剤である水ガラスそのもの
に予め特定のゲル化剤を均一に溶存させてゲル化能力を
付与せしめた水ガラス溶液が、前記した(a)および中
》において安定したゲル化時間を呈し且つ所望のゲル化
時間に調整が極めて容易である知見を得て、本発明を提
供するに至ったものである。即ち、本発明によれば、水
ガラス溶液にアルカリ土類金属塩を均一に溶存させた、
それ自体がゲル化する能力を有する活性な水ガラス溶液
(以下、単に活性水ガラスともいい、非活性である普通
の水ガラスと区別する)の土質安定用薬液が提供される
. 本発明における普通の水ガラス(以下、非活性水ガラス
ともいう)としては、市販の珪酸アルカリ水溶液であり
、従来から薬液注入工法において用いられている水ガラ
ス系薬液の主成分であり、一般に比重1.3〜1.4程
度、モル比2〜4程度のものが好ましく、必要に応じて
水で薄めて用いることもできる。また、アルカリ土類金
属塩としては、例えば塩化カルシウム、硫酸マグネシウ
ム、塩化マグネシウムなどの可溶性塩であり、これらを
溶解した水溶液が用いられる。このようなアルカリ土類
金属塩を含有する水溶液としては、海水がそのまま用い
られるほか、海水と地下水とが混じった水など、水ガラ
スと通常の混合によりゲル化作用を呈するアルカリ土類
金属塩を含有する水溶液であればよい。
本発明の活性水ガラスにおいて溶存させるアルカリ土類
金属塩の量は、アルカリ土類金属塩の種類、水ガラスの
濃度などによって異なるため厳密に限定できないが、一
般に0.1〜5.0重世%、好ましくは0. 2〜3.
0!!1%であり、該アルカリ土類金属塩の量が多少変
動しても数10時間以内、特に数時間以内の安定したゲ
ル化時間を有する活性水ガラスが得られる。これに対し
て、従来技術である、普通の水ガラスに汎用のゲル化剤
を活性剤として添加した場合には、該活性剤が極く微量
の変動しても、ゲル化時間が大きく変化するため、施工
上で必要な安定した数時間以内のゲル化時間が全く得ら
れない。
金属塩の量は、アルカリ土類金属塩の種類、水ガラスの
濃度などによって異なるため厳密に限定できないが、一
般に0.1〜5.0重世%、好ましくは0. 2〜3.
0!!1%であり、該アルカリ土類金属塩の量が多少変
動しても数10時間以内、特に数時間以内の安定したゲ
ル化時間を有する活性水ガラスが得られる。これに対し
て、従来技術である、普通の水ガラスに汎用のゲル化剤
を活性剤として添加した場合には、該活性剤が極く微量
の変動しても、ゲル化時間が大きく変化するため、施工
上で必要な安定した数時間以内のゲル化時間が全く得ら
れない。
本発明において、所望の活性水ガラスを得るためには、
水ガラスにアルカリ土類金属塩を添加して、珪酸塩の綿
ゲル状の沈澱を生成させることなく、均一に溶存させる
ことが極めて受容である.因みに、水ガラスとアルカリ
土類金属塩を含有する水溶液とを通常の方法により混合
する場合には、瞬時に綿状の珪酸塩ゲルが発生して沈殿
物を析出し、均一な水ガラス溶液が得られない。このよ
うな珪酸塩ゲルを発生した水ガラス溶液は、それ自体の
ゲル化する性質が得られないばかりでなく、沈殿物を含
有するために注入地盤への振盪が困難であり、しかも通
常の薬液注入において形成される均一な強度のあるゲル
体とは異なり、強度も全く有さないため、いわゆる溶液
型薬液の注入剤として実用に供し得ない。また、水ガラ
スにアルカリ土類金属塩を含有する水溶液とセメントの
懸濁液とを混合した場合にも、同様に綿状の珪酸塩ゲル
(沈殿物)が析出するため、水ガラス系薬液として特有
の性質であるセメンl一の早期強度の発現が著しく阻害
され、いわゆる懸濁型薬液の注入剤として実用に供し得
ない。
水ガラスにアルカリ土類金属塩を添加して、珪酸塩の綿
ゲル状の沈澱を生成させることなく、均一に溶存させる
ことが極めて受容である.因みに、水ガラスとアルカリ
土類金属塩を含有する水溶液とを通常の方法により混合
する場合には、瞬時に綿状の珪酸塩ゲルが発生して沈殿
物を析出し、均一な水ガラス溶液が得られない。このよ
うな珪酸塩ゲルを発生した水ガラス溶液は、それ自体の
ゲル化する性質が得られないばかりでなく、沈殿物を含
有するために注入地盤への振盪が困難であり、しかも通
常の薬液注入において形成される均一な強度のあるゲル
体とは異なり、強度も全く有さないため、いわゆる溶液
型薬液の注入剤として実用に供し得ない。また、水ガラ
スにアルカリ土類金属塩を含有する水溶液とセメントの
懸濁液とを混合した場合にも、同様に綿状の珪酸塩ゲル
(沈殿物)が析出するため、水ガラス系薬液として特有
の性質であるセメンl一の早期強度の発現が著しく阻害
され、いわゆる懸濁型薬液の注入剤として実用に供し得
ない。
したがって、本発明によれば、水ガラスにアルカリ土類
金属塩を含有した水溶液を激しく混合して、珪酸塩のゲ
ルを発生することなく均一な溶液とすることを特徴とす
る土質安定用薬液である活性水ガラスの製造方法が提供
される。このような本発明の水ガラスにアルカリ土類金
属塩を含有した水溶液を激しく混合する方法としては、
珪酸塩のゲルを析出することなく均一な溶液が得られる
方法であれば特に制限されず、一般に水ガラスとアルカ
リ土類金属塩を含有す,ろ水溶液とをできるだけ短時間
に接触させ、速やかに攪拌混合させることが望ましい.
即ち、水ガラス溶液(以下、■液という)とアルカリ土
類金属塩を含有する水溶液(以下■液という)とを短時
間かつ速かに接触させ混合するために、一般にI液およ
び■液のいずれか一方、好ましくは!液を激しく流動さ
せた状態で■液を混合、あるいは両液をそれぞれ激しく
流動させた状態で■液を混合、あるいは両液をそれぞれ
激しく流動させた状態で混合することにより、ある激し
い流動混合した状態の限界を超えた段階で、珪酸塩ゲル
を発生せずに目的とする均一な溶液の活性水ガラスを得
ることができる.上記のような■液および/または■液
を激しく流動させ混合する具体的な方法としては、高速
攪拌機能を有する混合器を用いる方法、ジェットエネル
ギーなどを利用した加圧噴射による混合方法などが有効
である.例えば、下記の(イ)〜(二)の態様な.どか
あげられる。
金属塩を含有した水溶液を激しく混合して、珪酸塩のゲ
ルを発生することなく均一な溶液とすることを特徴とす
る土質安定用薬液である活性水ガラスの製造方法が提供
される。このような本発明の水ガラスにアルカリ土類金
属塩を含有した水溶液を激しく混合する方法としては、
珪酸塩のゲルを析出することなく均一な溶液が得られる
方法であれば特に制限されず、一般に水ガラスとアルカ
リ土類金属塩を含有す,ろ水溶液とをできるだけ短時間
に接触させ、速やかに攪拌混合させることが望ましい.
即ち、水ガラス溶液(以下、■液という)とアルカリ土
類金属塩を含有する水溶液(以下■液という)とを短時
間かつ速かに接触させ混合するために、一般にI液およ
び■液のいずれか一方、好ましくは!液を激しく流動さ
せた状態で■液を混合、あるいは両液をそれぞれ激しく
流動させた状態で■液を混合、あるいは両液をそれぞれ
激しく流動させた状態で混合することにより、ある激し
い流動混合した状態の限界を超えた段階で、珪酸塩ゲル
を発生せずに目的とする均一な溶液の活性水ガラスを得
ることができる.上記のような■液および/または■液
を激しく流動させ混合する具体的な方法としては、高速
攪拌機能を有する混合器を用いる方法、ジェットエネル
ギーなどを利用した加圧噴射による混合方法などが有効
である.例えば、下記の(イ)〜(二)の態様な.どか
あげられる。
(イ)高速攪拌機能を有する混合容器内において、■液
または■液を激しく攪拌しながら、■液またはI液を添
加して攪拌混合する方法。
または■液を激しく攪拌しながら、■液またはI液を添
加して攪拌混合する方法。
(口)混合容器内に、■液または■液を入れ、この中に
他の■液またはI液を加圧噴射する方法により攪拌する
方法。
他の■液またはI液を加圧噴射する方法により攪拌する
方法。
(ハ)管内に■液または■液を連続的に移動させながら
、この中に他の■液またはI液を加圧噴射して合流させ
る方法。
、この中に他の■液またはI液を加圧噴射して合流させ
る方法。
(二)I液、■液を別々の管内に連続的に移動させなが
ら、混合容器内にI、■液を加圧噴射させて合流混合す
る方法。
ら、混合容器内にI、■液を加圧噴射させて合流混合す
る方法。
また、上記(イ)〜(二)の2種以上を組合わせる方法
も採用される。さらに、上記(ハ)の方法では、I液お
よび■液のいずれかをノズルより高圧(注入圧より高い
圧力)で噴射混合させて、均一な溶液(薬液)として、
そのまま地盤中に注入することも出来る。なお、本発明
でいう激しく流動混合させる状態の程度は、上記した方
法において、攪拌混合の態様、混合および攪拌翼および
噴射ノズルの形状構造などにより異なるため一概に特定
できないが、要は珪酸塩のゲルを析出させることなく均
一な混合溶液が得られる条件を満たす範囲であればよい
。
も採用される。さらに、上記(ハ)の方法では、I液お
よび■液のいずれかをノズルより高圧(注入圧より高い
圧力)で噴射混合させて、均一な溶液(薬液)として、
そのまま地盤中に注入することも出来る。なお、本発明
でいう激しく流動混合させる状態の程度は、上記した方
法において、攪拌混合の態様、混合および攪拌翼および
噴射ノズルの形状構造などにより異なるため一概に特定
できないが、要は珪酸塩のゲルを析出させることなく均
一な混合溶液が得られる条件を満たす範囲であればよい
。
(作用および効果)
一般に水ガラス溶液にアルカリ土類金属塩、例えば塩化
カルシウムの水溶液を通常緩かな条件で混合した場合に
は、該塩化カルシウムが速やかに反応して珪酸カルシウ
ムのゲルを析出し、綿状の沈澱が生成する。即ち、水ガ
ラスと塩化カルシウムとにより珪酸カルシウムのゲルが
生成する反応速度は、水ガラスと他のゲル化剤である重
炭酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、あるいは有機系ゲ
ル化剤などとの反応速度よりも非常に大きい。したがっ
て、このような珪酸カルシウムのゲルが一度生成してし
まった水ガラス溶液は、実用に不適である. これに対して、本発明の塩化カルシウムなどアルカリ土
類金属塩を均一に溶存させた活性水ガラスは、水溶液中
において激しい攪拌などにより水?ラス(Nag O−
Si O z)が微細なコロイド状を呈し、その表面に
珪酸カルシウム(CaO−SiO■)の極めて薄い被膜
を形成するが、次第に時間の経過とともに該コロイドの
内部(Na”)と外部(Na”)とのイオン交換が進み
、珪酸カルシウムの被膜が内部に向かって成長すため、
水ガラス溶液が不透明になり、ついには白色の均一なゲ
ルを生成するものと推測される。
カルシウムの水溶液を通常緩かな条件で混合した場合に
は、該塩化カルシウムが速やかに反応して珪酸カルシウ
ムのゲルを析出し、綿状の沈澱が生成する。即ち、水ガ
ラスと塩化カルシウムとにより珪酸カルシウムのゲルが
生成する反応速度は、水ガラスと他のゲル化剤である重
炭酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、あるいは有機系ゲ
ル化剤などとの反応速度よりも非常に大きい。したがっ
て、このような珪酸カルシウムのゲルが一度生成してし
まった水ガラス溶液は、実用に不適である. これに対して、本発明の塩化カルシウムなどアルカリ土
類金属塩を均一に溶存させた活性水ガラスは、水溶液中
において激しい攪拌などにより水?ラス(Nag O−
Si O z)が微細なコロイド状を呈し、その表面に
珪酸カルシウム(CaO−SiO■)の極めて薄い被膜
を形成するが、次第に時間の経過とともに該コロイドの
内部(Na”)と外部(Na”)とのイオン交換が進み
、珪酸カルシウムの被膜が内部に向かって成長すため、
水ガラス溶液が不透明になり、ついには白色の均一なゲ
ルを生成するものと推測される。
このように本発明の活性水ガラスは、調製直後はゲル化
しないが、一定時間後にそれ自体がゲル化する能力を発
揮し、また後記するように少量のアルカリ土類金属塩に
よってその特性が現われ、またその溶存両が多少変動し
ても、安定したゲル化時間が容易に調整できる。さらに
、本発明の活性水ガラスは、それ自体が所定の安定した
ゲル化時間に維持できるために、必要に応じて他のゲル
化剤を添加して、所望のゲル化時間に調整することが極
めて容易である.なお、他のゲル化剤としては、従来の
水ガラス系薬液において用いられている公知のゲル化剤
が特に制限なく採用され、例えば重炭酸ナトリウム、重
硫酸ナトリウムなどの無機塩、硫酸、リン酸、酢酸など
の酸類、酢酸エチル、エチレングリコールジ酢酸エステ
ル、アルキレンカーボネートなどのエステル類、グリオ
キザールなどの有機物、またセメントなどが挙げられる
。
しないが、一定時間後にそれ自体がゲル化する能力を発
揮し、また後記するように少量のアルカリ土類金属塩に
よってその特性が現われ、またその溶存両が多少変動し
ても、安定したゲル化時間が容易に調整できる。さらに
、本発明の活性水ガラスは、それ自体が所定の安定した
ゲル化時間に維持できるために、必要に応じて他のゲル
化剤を添加して、所望のゲル化時間に調整することが極
めて容易である.なお、他のゲル化剤としては、従来の
水ガラス系薬液において用いられている公知のゲル化剤
が特に制限なく採用され、例えば重炭酸ナトリウム、重
硫酸ナトリウムなどの無機塩、硫酸、リン酸、酢酸など
の酸類、酢酸エチル、エチレングリコールジ酢酸エステ
ル、アルキレンカーボネートなどのエステル類、グリオ
キザールなどの有機物、またセメントなどが挙げられる
。
したがって、本発明の活性水ガラスによれば、現場(地
上)で実施する水ガラス系薬液の調合におけるゲル化時
間の調整が極めて容易であり、活性水ガラス溶液とゲル
化剤溶液とを注入ポンプで合流、混合させても、その混
合誤差に対してゲル化時間が殆んど変らないこと、およ
び地盤内に注入された水ガラス系薬液が地下水などで希
釈されてもゲル化時間の変動が少ないなど、現場の薬液
注入工法において、多大な改良効果が得られる.(実施
例) 以下、本発明の実施例および比較例をあげて説明する. なお、用いた水ガラス(原液)は、モル比3. 1〜3
.4、比重1.32の珪酸ナトリウム水溶液、アルカリ
土類金属塩としては工業用塩化カルシウムCCaCl重
; 2 H*O) 、硫酸マグネシウム(Mg S
O a・7H!O)、及び海水(徳山湾採取)を用い、
他のゲル化剤としては、重炭酸ソーダ、塩化カリウム、
グリオキザール(40%)溶液、エチレンカーボネート
(EC)、セメント(普通ボルトランドセメント)を用
いた。また、調合水として海水以外は、水道水を用いた
。液温は、16〜20℃で調製した. 実施例1 翼径11(J、翼幅3. 5 cpsの攪拌翼2枚を有
する容量40j!の混合容器内に水ガラス溶液71を入
れ、回転数500rpmで激しく攪拌しながら、混合後
における塩化カルシウムの濃度が0.2〜1.4重量%
となるように調製した塩化カルシウム水溶液71を流量
1 0 1 /akin ,圧力1. 5 kgf/c
jでノズルから噴射して混合した結果、珪酸カルシウム
のゲルを析出することな<、透明な水ガラス溶液(活性
水ガラス)を得た。第1図に、活性水ガラス中に溶存す
る塩化カルシウムの各濃度に対して、得られた活性水ガ
ラス自体のそれぞれゲル化時間を示した。
上)で実施する水ガラス系薬液の調合におけるゲル化時
間の調整が極めて容易であり、活性水ガラス溶液とゲル
化剤溶液とを注入ポンプで合流、混合させても、その混
合誤差に対してゲル化時間が殆んど変らないこと、およ
び地盤内に注入された水ガラス系薬液が地下水などで希
釈されてもゲル化時間の変動が少ないなど、現場の薬液
注入工法において、多大な改良効果が得られる.(実施
例) 以下、本発明の実施例および比較例をあげて説明する. なお、用いた水ガラス(原液)は、モル比3. 1〜3
.4、比重1.32の珪酸ナトリウム水溶液、アルカリ
土類金属塩としては工業用塩化カルシウムCCaCl重
; 2 H*O) 、硫酸マグネシウム(Mg S
O a・7H!O)、及び海水(徳山湾採取)を用い、
他のゲル化剤としては、重炭酸ソーダ、塩化カリウム、
グリオキザール(40%)溶液、エチレンカーボネート
(EC)、セメント(普通ボルトランドセメント)を用
いた。また、調合水として海水以外は、水道水を用いた
。液温は、16〜20℃で調製した. 実施例1 翼径11(J、翼幅3. 5 cpsの攪拌翼2枚を有
する容量40j!の混合容器内に水ガラス溶液71を入
れ、回転数500rpmで激しく攪拌しながら、混合後
における塩化カルシウムの濃度が0.2〜1.4重量%
となるように調製した塩化カルシウム水溶液71を流量
1 0 1 /akin ,圧力1. 5 kgf/c
jでノズルから噴射して混合した結果、珪酸カルシウム
のゲルを析出することな<、透明な水ガラス溶液(活性
水ガラス)を得た。第1図に、活性水ガラス中に溶存す
る塩化カルシウムの各濃度に対して、得られた活性水ガ
ラス自体のそれぞれゲル化時間を示した。
ついで、上記の塩化カルシウム濃度が1重量%である活
性水ガラス1lをA液とし、別に重炭酸ソーダ4重量%
を溶解した水溶液1lをB液として調製した。このA液
とB液とを当量で混合したところ、均一な溶液が得られ
、そのゲル化時間は約8分であった。また、A液とB液
とを直径50鶴および高さ100■lの円柱モールドを
用いて、注入先端で混合しながらモールド中にホモゲル
体を形成させて、脱型後、アムスラー型材料試験機を使
用して、一軸圧縮強度を測定したところ、0. 4 k
gf/cjであった。さらにまた、サンドゲルの調整は
同様のモールド中に豊浦標準砂を入れ、A液とB液を先
端混合しながら圧入した.注入後、20℃で1日間養生
後、脱型してゲル強度を測定したところ、4, 5 k
gf/cfflであった。
性水ガラス1lをA液とし、別に重炭酸ソーダ4重量%
を溶解した水溶液1lをB液として調製した。このA液
とB液とを当量で混合したところ、均一な溶液が得られ
、そのゲル化時間は約8分であった。また、A液とB液
とを直径50鶴および高さ100■lの円柱モールドを
用いて、注入先端で混合しながらモールド中にホモゲル
体を形成させて、脱型後、アムスラー型材料試験機を使
用して、一軸圧縮強度を測定したところ、0. 4 k
gf/cjであった。さらにまた、サンドゲルの調整は
同様のモールド中に豊浦標準砂を入れ、A液とB液を先
端混合しながら圧入した.注入後、20℃で1日間養生
後、脱型してゲル強度を測定したところ、4, 5 k
gf/cfflであった。
実施例2
実施例1と同一の混合容器に、水ガラス(原液)を2に
希釈した水溶液7lを入れ、回転数50Orpmで激し
く攪拌しながら、混合後における水ガラス溶液の塩化カ
ルシウム濃度が0.6〜1.2重量%となるように調製
した塩化カルシウム水溶液7lを実施例1と同様の条件
で混合して、透明な活性水ガラスを得た。第1図に、活
性水ガラス中に溶存する塩化カルシウムの各濃度に対し
て、得られた活性水ガラスのそれぞれゲル化時間を示し
た。
希釈した水溶液7lを入れ、回転数50Orpmで激し
く攪拌しながら、混合後における水ガラス溶液の塩化カ
ルシウム濃度が0.6〜1.2重量%となるように調製
した塩化カルシウム水溶液7lを実施例1と同様の条件
で混合して、透明な活性水ガラスを得た。第1図に、活
性水ガラス中に溶存する塩化カルシウムの各濃度に対し
て、得られた活性水ガラスのそれぞれゲル化時間を示し
た。
次いで、実施例1と同様に、上記した塩化カルシウムの
濃度が1重量%である活性水ガラスiI!と実施例1で
用いた同一のゲル化剤水溶液1Nとを用いて、混合した
均一溶液のゲル化時間は約15分、ホモゲルの軸圧縮強
度は0. 2 kgf/cffl、サンドゲルの強度は
3kgf/c+Jであった。
濃度が1重量%である活性水ガラスiI!と実施例1で
用いた同一のゲル化剤水溶液1Nとを用いて、混合した
均一溶液のゲル化時間は約15分、ホモゲルの軸圧縮強
度は0. 2 kgf/cffl、サンドゲルの強度は
3kgf/c+Jであった。
実施例3
実施例lにおいて、水ガラス(原液)を173に希釈し
た水溶液7lと塩化カルシウムの代りに硫酸マグネシウ
ムの水溶液7lとを用いた以外は、実施例1と同様に活
性水ガラスを得た。第1図に、活性水ガラス中に溶存す
る硫酸マグネシウムの各濃度に対して、得られた活性水
ガラスのそれぞれゲル化時間を示した。
た水溶液7lと塩化カルシウムの代りに硫酸マグネシウ
ムの水溶液7lとを用いた以外は、実施例1と同様に活
性水ガラスを得た。第1図に、活性水ガラス中に溶存す
る硫酸マグネシウムの各濃度に対して、得られた活性水
ガラスのそれぞれゲル化時間を示した。
次に、実施例1と同様に、得られた活性水ガラスと実施
例1と同一のゲル化剤水溶液を用いて、混合して得られ
た薬液のゲル化時間は約14分であり、ホモゲル強度は
0. 2 kgf/cd,サンドゲルの強度は2. 5
kgf/cdであった。
例1と同一のゲル化剤水溶液を用いて、混合して得られ
た薬液のゲル化時間は約14分であり、ホモゲル強度は
0. 2 kgf/cd,サンドゲルの強度は2. 5
kgf/cdであった。
比較例1、2
(原液)をAに希釈した水溶液7lと、ゲル化剤の重炭
酸ナトリウム(比較例1)およびEC(比較例2)それ
ぞれ所定濃度に溶解した水溶液を用いて、通常の攪拌方
法により攪拌混合して水ガラス溶液を調製した。それら
得られた水ガラス溶液について、ゲル化剤の濃度に対す
るゲル化時間を第2図に示した. 第2図より、重炭酸ナトリウムにおいては2.6重量%
前後、又ECにおいては1.0重量%前後の領域におい
て、極微量の添加量の変動によりゲル化時間が太き《変
動している.従って、これらは現場的に実用に供しえな
い。
酸ナトリウム(比較例1)およびEC(比較例2)それ
ぞれ所定濃度に溶解した水溶液を用いて、通常の攪拌方
法により攪拌混合して水ガラス溶液を調製した。それら
得られた水ガラス溶液について、ゲル化剤の濃度に対す
るゲル化時間を第2図に示した. 第2図より、重炭酸ナトリウムにおいては2.6重量%
前後、又ECにおいては1.0重量%前後の領域におい
て、極微量の添加量の変動によりゲル化時間が太き《変
動している.従って、これらは現場的に実用に供しえな
い。
比較例3
実施例1と同一の混合容器に水ガラス7Ilを入れて、
回転数30rpa+で攪拌してから、硫酸マグネシウム
0. 3 5 ksrを溶解した水溶液7lを流量1
0 1 /win 、圧力常圧(自然流下)に設定して
、通常手段の緩やかに混合した結果、珪酸塩ゲルを生じ
白濁した液が得られた。その後、静置したところ、底に
珪酸塩ゲルの白色沈殿物が沈降し、上澄み液は480分
でゲル化したが、均一な溶液とはならないので、実用に
は供しえない性状の溶液であった. 応用例1 実施例1において得た塩化カルシウム1重量%を溶存さ
せた活性水ガラスを用いて、これにゲル化剤として重炭
酸ナトリウム(重曹)およびエチレンカーボネー} (
EC)の水溶液をそれぞれ添加して薬液を調製した.第
3図に、それら薬液中(1 0 0 0 1)における
各ゲル化剤の濃度(g)に対する薬液のゲル化時間につ
いて、ゲル化剤として重曹を用いた場合をNll、EC
を用いた場合を隘2で示した。
回転数30rpa+で攪拌してから、硫酸マグネシウム
0. 3 5 ksrを溶解した水溶液7lを流量1
0 1 /win 、圧力常圧(自然流下)に設定して
、通常手段の緩やかに混合した結果、珪酸塩ゲルを生じ
白濁した液が得られた。その後、静置したところ、底に
珪酸塩ゲルの白色沈殿物が沈降し、上澄み液は480分
でゲル化したが、均一な溶液とはならないので、実用に
は供しえない性状の溶液であった. 応用例1 実施例1において得た塩化カルシウム1重量%を溶存さ
せた活性水ガラスを用いて、これにゲル化剤として重炭
酸ナトリウム(重曹)およびエチレンカーボネー} (
EC)の水溶液をそれぞれ添加して薬液を調製した.第
3図に、それら薬液中(1 0 0 0 1)における
各ゲル化剤の濃度(g)に対する薬液のゲル化時間につ
いて、ゲル化剤として重曹を用いた場合をNll、EC
を用いた場合を隘2で示した。
また、比較のために、昔通水ガラス(原液)を〃に希釈
した溶液に、上記と同様にゲル化剤として重曹およびE
Cの水溶液をそれぞれ添加して薬液を調製した。第3図
に、それら薬液中における各ゲル化剤の濃度に対する薬
液のゲル化時間について、ゲル化剤として重曹を用いた
場合を陽3、ECを用いた場合を!Vh4で示した。
した溶液に、上記と同様にゲル化剤として重曹およびE
Cの水溶液をそれぞれ添加して薬液を調製した。第3図
に、それら薬液中における各ゲル化剤の濃度に対する薬
液のゲル化時間について、ゲル化剤として重曹を用いた
場合を陽3、ECを用いた場合を!Vh4で示した。
第3図から、本発明の活性水ガラスを用いた場合(ll
hL!lh2)では、ゲル化剤によるゲル化時間の調整
が極めて容易であり、またゲル化剤が極端に少量、ある
いは全くなくてもゲル化する特性が認められる。これに
対して、昔通水ガラスを用いた比較例−3の場合には、
重曹の濃度が30kg/1000l付近では少量変化す
るとゲル化時間は大きく変動し、ついには全くゲル化し
なくなり、また比較例4では、最もゲル化時間の調整が
容易とされるECのゲル化剤でも、ゲル化時間が10分
以上になると微量添加でゲル化時間が大きく変動するた
めに、ゲル化時間の調整が難しくなり、添加量が不足す
ると全くゲル化しなくなる。
hL!lh2)では、ゲル化剤によるゲル化時間の調整
が極めて容易であり、またゲル化剤が極端に少量、ある
いは全くなくてもゲル化する特性が認められる。これに
対して、昔通水ガラスを用いた比較例−3の場合には、
重曹の濃度が30kg/1000l付近では少量変化す
るとゲル化時間は大きく変動し、ついには全くゲル化し
なくなり、また比較例4では、最もゲル化時間の調整が
容易とされるECのゲル化剤でも、ゲル化時間が10分
以上になると微量添加でゲル化時間が大きく変動するた
めに、ゲル化時間の調整が難しくなり、添加量が不足す
ると全くゲル化しなくなる。
応用例2
実施例1において得た塩化カルシウム1重量%を溶存さ
せた活性水ガラス(A液)と、ゲル化剤(B液)として
4.2重量%の重曹水溶液および1.7重量%のEC水
溶液とを用いて、調合誤差に対するゲル化時間の安定性
を実験的に確認した。
せた活性水ガラス(A液)と、ゲル化剤(B液)として
4.2重量%の重曹水溶液および1.7重量%のEC水
溶液とを用いて、調合誤差に対するゲル化時間の安定性
を実験的に確認した。
即ち、それぞれA液とB液との混合容量比を互に変化さ
せて混合し、その調合された薬液のゲル化時間を測定し
た。それらの結果を第4図に示す。
せて混合し、その調合された薬液のゲル化時間を測定し
た。それらの結果を第4図に示す。
第4図において、B液として重曹を用いた場合をNQI
、同じ<ECを用いた場合を階2とする。
、同じ<ECを用いた場合を階2とする。
また、比較のために、上記の活性水ガラスの代りに濃度
50%の?通水ガラス(非活性水ガラス)をA液とし、
ゲル化剤(B液)として6重量%の重曹水溶液、2.3
重景%のEC水溶液を用いて、同じく第4図に示すよう
にA液とB液との混合重量比を互に変化させて混合し、
その調合させた薬液のゲル化時間を測定した。それらの
結果も第4図に示す.ここでB液として重曹を用いた場
合を隘3、同軸ECを用いた場合を隘4とする。
50%の?通水ガラス(非活性水ガラス)をA液とし、
ゲル化剤(B液)として6重量%の重曹水溶液、2.3
重景%のEC水溶液を用いて、同じく第4図に示すよう
にA液とB液との混合重量比を互に変化させて混合し、
その調合させた薬液のゲル化時間を測定した。それらの
結果も第4図に示す.ここでB液として重曹を用いた場
合を隘3、同軸ECを用いた場合を隘4とする。
第4図から、本発明の活性水ガラスを用いた場合には、
A液とB液との混合量比が多少変動しても、ゲル化時間
が殆ど変らない特性が認められるため、実際の二液式注
入工法においてもlO分以上の長いゲル化時間を安定し
て使用できることが分る。これに対して、普通水ガラス
(非活性水ガラス)を用いた場合には、A液とB液との
混合量比が少し変動してもゲル化時間が大きく変化する
ため、実際の二液式注入工法において欠点となっている
。
A液とB液との混合量比が多少変動しても、ゲル化時間
が殆ど変らない特性が認められるため、実際の二液式注
入工法においてもlO分以上の長いゲル化時間を安定し
て使用できることが分る。これに対して、普通水ガラス
(非活性水ガラス)を用いた場合には、A液とB液との
混合量比が少し変動してもゲル化時間が大きく変化する
ため、実際の二液式注入工法において欠点となっている
。
応用例3
前実施例と同様に塩化カルシウムの1!1量%を溶存さ
せた濃度50%の活性水ガラスに塩化カリウムを添加し
てゲル化時間(’ro )を10分に調整した薬液と、
比較のために濃度50%の背通水ガラスにゲル化剤の重
曹およびECをそれぞれ添加してゲル化時間(T0)を
10分に調整した薬液を調製した。これらを調製後、直
ちに水で希釈した場合における薬液のゲル化時間(T)
について、遅延度合(T/T.)を測定した結果を第5
図にPlkL1として図に示す.なお、背通水ガラスに
ゲル化剤の重曹を用いた場合をIlh2、ECを用いた
場合を患3とする。
せた濃度50%の活性水ガラスに塩化カリウムを添加し
てゲル化時間(’ro )を10分に調整した薬液と、
比較のために濃度50%の背通水ガラスにゲル化剤の重
曹およびECをそれぞれ添加してゲル化時間(T0)を
10分に調整した薬液を調製した。これらを調製後、直
ちに水で希釈した場合における薬液のゲル化時間(T)
について、遅延度合(T/T.)を測定した結果を第5
図にPlkL1として図に示す.なお、背通水ガラスに
ゲル化剤の重曹を用いた場合をIlh2、ECを用いた
場合を患3とする。
第5図から、本発明の活性水ガラスを用いた薬液患1の
方が、昔通水ガラスを用い薬液阻2、隘3より、水に希
釈されてもゲル化時間がはるかに遅延され難く、特に多
量の水に希釈されてもゲル化能力を有していることが認
められる。
方が、昔通水ガラスを用い薬液阻2、隘3より、水に希
釈されてもゲル化時間がはるかに遅延され難く、特に多
量の水に希釈されてもゲル化能力を有していることが認
められる。
実施例4
実施例1と同じ攪拌容器に水ガラス42を入れ、回転数
50Orpmで激しく攪拌しながら、海水12lを流量
1 0 i /oIin 、圧力5kgf/cnfでノ
ズルから噴射し混合したところ、珪酸塩ゲルを析出する
ことなく、均一な溶液が得られ、ゲルタイムは25分で
あった。
50Orpmで激しく攪拌しながら、海水12lを流量
1 0 i /oIin 、圧力5kgf/cnfでノ
ズルから噴射し混合したところ、珪酸塩ゲルを析出する
ことなく、均一な溶液が得られ、ゲルタイムは25分で
あった。
実施例5
実施例1とおなし攪拌容器に水ガラス7lを入れ回転数
50Orpmで激しく攪拌しながら、海水7Nを流量I
Q I! /akin ,圧力2. O kgf/a
ntでノズルから噴射したところ均一な溶液が得られた
。
50Orpmで激しく攪拌しながら、海水7Nを流量I
Q I! /akin ,圧力2. O kgf/a
ntでノズルから噴射したところ均一な溶液が得られた
。
この溶液(1 e)をA液とし、別に重炭酸ソーダ80
gを海水に溶かして1lに調整したB液を用意し、A液
およびB液を等量に混合したところ4秒でゲル化した。
gを海水に溶かして1lに調整したB液を用意し、A液
およびB液を等量に混合したところ4秒でゲル化した。
第1図は、本発明の実施例における活性水ガラスの活性
剤濃度に対するゲル化時間を示す。第2図は、本発明の
実施例および比較例における薬液のゲル化剤濃度に対す
るゲル化時間を示す.第3図は、本発明の応用例および
比較例における薬液のゲル化剤濃度に対するゲル化時間
を示す.第4図は、本発明におけるA液とB液との混合
比に対する薬液のゲル化時間を示す。第5図は本発明の
応用例における薬液の水希釈におけるゲル化時間の遅延
度合を示す。
剤濃度に対するゲル化時間を示す。第2図は、本発明の
実施例および比較例における薬液のゲル化剤濃度に対す
るゲル化時間を示す.第3図は、本発明の応用例および
比較例における薬液のゲル化剤濃度に対するゲル化時間
を示す.第4図は、本発明におけるA液とB液との混合
比に対する薬液のゲル化時間を示す。第5図は本発明の
応用例における薬液の水希釈におけるゲル化時間の遅延
度合を示す。
Claims (2)
- (1)水ガラス溶液にアルカリ土類金属塩を均一に溶存
させた土質安定用薬液 - (2)水ガラス溶液に可溶性のアルカリ土類金属塩を含
有した水溶液を激しく混合して、珪酸塩のゲルを発生さ
せずに均一な溶液とすることを特徴とする薬液の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1204780A JP2801274B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-08-09 | 土質安定用薬液およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4032289 | 1989-02-22 | ||
JP1-40322 | 1989-02-22 | ||
JP1204780A JP2801274B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-08-09 | 土質安定用薬液およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02289681A true JPH02289681A (ja) | 1990-11-29 |
JP2801274B2 JP2801274B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=26379769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1204780A Expired - Fee Related JP2801274B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-08-09 | 土質安定用薬液およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2801274B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6159963B1 (ja) * | 2016-10-31 | 2017-07-12 | 強化土株式会社 | 地盤注入材および地盤改良工法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52113505A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Asahi Denka Kogyo Kk | Chemical liquid for impregnating subsoil |
JPS54108413A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-25 | Ikeda Takeshi | Soil hardener and soil hardening method by said soil hardener |
JPS5731983A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-20 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | Liquid chemical for stabilizing ground |
JPS57174381A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Stabilization of ground |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1204780A patent/JP2801274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52113505A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Asahi Denka Kogyo Kk | Chemical liquid for impregnating subsoil |
JPS54108413A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-25 | Ikeda Takeshi | Soil hardener and soil hardening method by said soil hardener |
JPS5731983A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-20 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | Liquid chemical for stabilizing ground |
JPS57174381A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Stabilization of ground |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6159963B1 (ja) * | 2016-10-31 | 2017-07-12 | 強化土株式会社 | 地盤注入材および地盤改良工法 |
JP2018070803A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 強化土株式会社 | 地盤注入材および地盤改良工法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2801274B2 (ja) | 1998-09-21 |
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