JPH0236156B2 - - Google Patents

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JPH0236156B2
JPH0236156B2 JP58051576A JP5157683A JPH0236156B2 JP H0236156 B2 JPH0236156 B2 JP H0236156B2 JP 58051576 A JP58051576 A JP 58051576A JP 5157683 A JP5157683 A JP 5157683A JP H0236156 B2 JPH0236156 B2 JP H0236156B2
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JP
Japan
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silica sol
concentration
weight
hydrogen carbonate
water
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JP58051576A
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English (en)
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JPS59179579A (ja
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Hatsutoshi Hosoda
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Onoda Cement Co Ltd
Original Assignee
Onoda Cement Co Ltd
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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は地盤改良に際し、圧縮強度が比較的大
きく、かつ有害成分の溶出しない無公害性の薬液
注入工法に関する。 一般に軟弱地盤の改良手段ないし止水手段の1
つとして薬液注入工法が知られている。これは地
中にスラリー状の薬液を注入し、その固結作用に
より地盤を強化し、又止水する方法である。従
前、この薬液としては水ガラスを主材とするもの
が多い。ところが水ガラス系薬液は一時的な役割
は果せても注入後水ガラスからガラス成分のナト
リウムが溶出するので長期的な安定性に欠けるだ
けでなく、アルカリ液が拡散して周囲のPHを上昇
させ、いわゆるPH公害を生ずる問題がある。 このPH公害を予防するため、予め水ガラスに濃
硫酸を加えてPHを3程度にしてからアルカリ性の
物質と混合使用する方法があるが、この方法では
危険な濃硫酸を現場に持ち込まなければならない
欠点がある。また、水ガラスとグリオキザール、
エチレングリコール、リン酸などを用いる薬液注
入工法があるが、この工法ではゲル化およびその
後の反応が遅くしかも施工後収縮する欠点があ
る。 本発明は従来技術における欠点を解決するもの
であり、Na2O及びSiO2が特定濃度のシリカゾル
に対し、有機化合物よりなる硬化剤および必要に
応じてゲルタイム調整剤を使用することによりナ
トリウムの溶出を未然に防止し、かつ硬化強度も
大きい薬液注入工法を達成したものである。 すなわち、本発明は、Na2O濃度が0.6〜5重量
%、SiO2濃度が3〜25重量%のシリカゾルと、
ブチロラクトン、エチレングリコールジアセテー
ト、トリアセチン、炭酸エチレン及びグリオキザ
ールから選ばれる一種以上の硬化剤と、必要に応
じて炭酸水素塩からなるゲルタイム調整剤とを、
地盤や土壌に注入することを特徴とする。 本発明は主材にシリカゾルを用いる。ここでシ
リカゾルとは水ガラスからNaイオンを除去ある
いは低減したものであり、次のように製造され
る。例えば水ガラスを水にて希釈した後イオン交
換樹脂に通して水ガラス中のNaイオンを除去す
る。あるいは、水ガラスを硫酸で中和し、シリカ
ゲルを作り、これを水洗してNaイオン、SO4
オンを除去し、加熱してゲルを解膠する。このよ
うにそれぞれ製造したシリカゾルを更に重合、濃
縮してシリカゾルを得る。 本発明は、Na2O濃度が0.6〜5重量%、SiO2
度が3〜25重量%のシリカゾルを用いる。第1図
に示すようにNa2O濃度が0.6重量%未満ではゲル
化が極めて緩慢でありゲル化したものの収縮が大
きく、他方Na2O濃度が5重量%を超えると瞬結
となり均質なゲルが得られ難く、共に実用に適さ
ない。なお、第1図はシリカゾルのNa2O濃度と
ゲルタイムの関係を示すグラフで、1はシリカゾ
ル500gにグリオキザール30g及び炭酸水素ナト
リウム20gを配合した例、2はシリカゾル500g
にエチレングリコールジアセテート50gを配合し
た例である。またNa2OとSiO2の重量比はNa2O1
重量部に対し、SiO25〜10重量部の範囲が好まし
い。SiO2が5重量部より小さいとゲル化の後に
アルカリの溶出がみられ、また10重量部より大き
いとゲル強度が弱くなり共に好ましくない。尚、
シリカゾルにはNa2O濃度1重量%以下、SiO2
度30重量%前後のものが多いがこれらのシリカゾ
ルは本発明の硬化剤や必要に応じて用いるゲルタ
イム調整剤(以下、「調整剤」と略す)を使用し
ても硬化反応が非常に緩慢であり、得られるゲル
の強度も小さいので実用に供しえない。 尚、本発明のシリカゾルとしては、例えばカタ
ロイドSI―500(商品名、触媒化成(株)製)、コロイ
ダルシリカPC―500(商品名、日産化学(株)製)な
どを用いることができる。又、上記シリカゾルは
施工目的に応じ水で希釈して所定濃度の範囲にお
いて適宜の水溶液にして用いればよい。濃度が薄
過ぎるとゲルタイムが長くかつ強度も小さい。ま
た下限値以下では均質なゲルの生成を期待できな
い。 次に本発明は上記シリカゾルの硬化剤として
は、ガンマブチロラクトン、エチレングリコール
ジアセテート、トリアセチン、炭酸エチレン及び
グリオキザールからなる有機化合物を一種若しく
は二種以上用いる。 上記硬化剤とシリカゾルとは独立にあるいはシ
リカゾルと共に注入すればよい。 また本発明は必要に応じ調整剤を用いる。調整
剤としては炭酸水素塩が好適であり、炭酸水素ナ
トリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素カリウム
を挙げることができるが、炭酸水素ナトリウムは
安価なので、これを用いるのが好ましい。 本発明において、シリカゾル、硬化剤および調
整剤の配合割合は施工する土壌、地盤の性質、施
工の目的、施工方法などによつて、各々の種類及
び量を適宜選択すればよい。 施工にあたり、シリカゾルについては、シリカ
ゾル:水=1:0〜4重量比に調製したシリカゾ
ル水溶液をA液とし、他方硬化剤(必要に応じて
調整剤を含む):水=1:3〜50重量比に調製し
た硬化剤水溶液をB液とし、施工法に応じてA液
とB液を混合して又は別系統で地盤に注入する。
ここで、シリカゾルと硬化剤及び調整剤は、最終
的には1:0.02〜1.0:0.5〜0の重量比、より好
ましくは1:0.05〜0.5:0.15〜0の重量比の範囲
で選択するとよい。 シリカゾルと硬化剤とのゲル化反応は調整剤の
添加により促進させたり、遅延させたりする。従
つて、施工目的に応じて、シリカゾル溶液の濃度
と硬化剤の種類及び濃度との組合せから、施工方
法(1シヨツト、1.5シヨツト、2シヨツト)に
応じた所要のゲルタイムを確保するため、調整剤
の種類及び量を適宜選択して用いる。 ゲルタイムは、シリカゾルの濃度が薄いほど、
硬化剤の量が少ないほど長くなるので、同じゲル
タイムを得るにはより多くの調整剤が必要であ
る。 例えば、シリカゾル原液500mlのA液と、トリ
アセチン30g並びに炭酸水素ナトリウムを10g又
は20gをそれぞれ500mlになるように調製したB
液とを混合した場合のゲルタイムは、10g使用の
方が2分11秒であるのに対して20g使用の方は7
秒である。 本発明において地盤や土壌への注入は従来と同
様に行えばよく、施工にあたり、シリカゾル水溶
液と必要に応じて調整剤を含む硬化剤水溶液を調
製しておき、施工時に、1シヨツト方式では両液
を混合し、一液一系統式で注入し、又1.5シヨツ
ト方式では二液一系統式で注入する。更に2シヨ
ツト方式では二液二系統式で処理地盤または土壌
へ注入する。 処理地盤、土壌の性状に対応した施工例を例示
すると、例えば粘性土を対象とする場合、薬液が
いわゆる走り易いので、ゲルタイムを10秒以内に
調製し2シヨツトで注入することが好ましく、カ
タロイドSI―500の原液500mlをA液とし、トリア
セチン50g以上及び炭酸水素ナトリウム25g以上
を500mlの水溶液B液として注入すればよい。ま
た、例えば砂質土を対象とする場合、砂の間隙に
ゆきわたらせるためには粘性の小さい薬液をゲル
タイム20〜40秒に調整し1.5シヨツト又は2シヨ
ツトで注入することが好ましく、また水があり止
水の必要があれば薬液の希釈を考慮しゲルタイム
を20秒以内にすることが好ましく、カタロイドSI
―500の原液400ml以上からなる500mlの水溶液を
A液とし、グリオキザール30〜60g以下及び炭酸
水素ナトリウム20〜50g以下を500mlの水溶液を
B液として注入すればよい。 以上説明した本発明によれば、従来多用されて
いる水ガラス系の場合にみられる施工後のアルカ
リ溶出がほとんどみられず長期的に安定した処理
効果が得られる。材料は、粘性の低いシリカゾル
をはじめ全てが溶液状であるため地盤や土壌への
浸透性が良好である。水ガラスやNa2O濃度1%
程度のシリカゾル使用の場合に比して、ゲル化タ
イムが広範囲に選択できるので漏水の防止や流水
中での逸散なく施工でき、しかも施工後得られる
処理地盤や土壌の強度がきわめて高い。 以下、実験例、実施例より更に詳しく本発明を
説明する。 実験例 シリカゾルとしてカタロイドSI―500(商品名、
触媒化成(株)製、SiO2濃度20.1%、Na2O濃度4.0
%)、カタロイドSI―30(同上、SiO2濃度30.0%、
Na2O濃度0.4%)及びコロイダルシリカPC―500
(商品名、日産化学(株)製、SiO2濃度20.7%、Na2O
濃度4.3%)並びに水ガラス3号品(日本化学工
業(株)製、SiO2濃度30.1%、Na2O濃度9.6%)のい
ずれかを原液で又は水で希釈して500mlの溶液を
調製して、これらをA液とした。一方、硬化剤と
して表―1及び表―2に示す有機化合物を用い、
必要に応じて調整剤として炭酸水素ナトリウムを
水に溶解して500mlの溶液とし、これらをB液と
した。それらのA液及びB液を混合して、モール
ドに注入すると共に、ゲル化に要した時間を測定
すると共に、1日及び28日後のホモゲル強度を試
験した。それらの結果をまとめて表―1及び表―
2に示した。本実験例から次のようなことが明ら
かである。 Na2O及びSiO2濃度を本発明のものとしたシリ
カゾルに、硬化剤を用いたもの、硬化剤と調整剤
の炭酸水素ナトリウムを用いたもの(表―1の1
〜17)いずれもが、水ガラス3号品に硬化剤、調
整剤を用いたもの(表―2の19〜21)、Na2O及
びSiO2濃度が本発明のものから外れるシリカゾ
ルに硬化剤、調整剤を用いたもの(表―2の22〜
23)、Na2O及びSiO2濃度は本発明のものと同じ
だが硬化剤を用いないもの(表―2の24〜25)に
よりも、ゲルタイムの調整が容易であり、ホモゲ
ル強度もきわめて高いことが判る。
【表】
【表】 実施例1および比較例 カタロイドSI―500(商品名、触媒化成(株)製)と
水を容積比1:1で混合したシリカゾル溶液10
をA液とし、他方エチレングリコールジアセテー
ト600g及び炭酸水素ナトリウム400gを水に溶解
して得た溶液をB液として調製した。これらA液
とB液を二液一系統の1.5シヨツト方式により、
木更津の山砂を充填した実験用モールド(内径60
cm、高さ70cm)に0.5Kgf/cm2の圧力で注入した。 この薬液のゲル化時間並びに固結体の一カ月経
過後の圧縮強度及び透水係数を試験した。さら
に、この試験後の固結土を2倍量の水道水(PH
7.4)中に浸漬し、3日及び7日経過後浸漬水の
PHを測定した。 なお、比較のため、水ガラス3号品(日本化学
工業(株)製)を用い、上記同様の実験を行なつた。 それらの結果を表―3に示す。
【表】 実施例 2 某宅地造成地において、近くにある沼から水を
引いているボツクスカルバートの下を通つて、沼
の水が流入するのを防止するため、カタロイドSI
―500(前出)70重量部と水30重量部からなる液と
トリアセチン10重量部、炭酸水素ナトリウム40重
量部及び水86重量部からなる液を2シヨツト方式
すなわち二液二系統式で、2〜5Kgf/cm2の圧力
で粘性地盤に注入した。この場合に使用した薬液
のゲルタイムは10秒であつた。 施工の結果、注入前の湧水量が8/minであ
つたのに対して、注入後の湧水量は0.3/min
となり3ケ月経過した時のそれは0.4/minで
あつた。
【図面の簡単な説明】
第1図はシリカゾルのNa2O濃度とゲルタイム
の関係を示すグラフであり、 図中、1はシリカゾル500gにグリオキザール
30gおよび炭酸水素ナトリウム20gを配合した例
であり、2はシリカゾル500gにエチレングリコ
ールジアセテート50gを配合した例である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Na2O濃度が0.6〜5重量%、SiO2濃度が3〜
    25重量%のシリカゾルと、ガンマブチロラクト
    ン、エチレングリコールジアセテート、トリアセ
    チン、炭酸エチレン及びグリオキザールから選ば
    れる一種以上の硬化剤と、必要に応じて炭酸水素
    塩からなるゲルタイム調整剤とを、地盤や土壌に
    注入することを特徴とする薬液注入工法。 2 炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
    カリウム、炭酸水素リチウムであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の薬液注入工法。 3 注入は、1シヨツト方式、1.5シヨツト方式
    又は2シヨツト方式による特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の薬液注入工法。
JP58051576A 1983-03-29 1983-03-29 薬液注入工法 Granted JPS59179579A (ja)

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