JPH0320430B2 - - Google Patents
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
本発明は強度、耐久性に優れた無公害化された
地盤改良剤に関するものである。 軟弱地盤の改良には水ガラスを主剤とする薬材
を注入する方法が一般的にとられている。 水ガラス系薬材は安価であり、ゲル化時間の調
節も容易であるが大きな欠点が2つある。 1つは水ガラスが強アルカリ性物質であるため
酸性反応剤を用いても実用上可能なゲル化時間を
得るには硬化物はアルカリ性にならざるを得ず、
溶脱したアルカリにより地下水が汚染されること
である。 理論上は水ガラスに含まれるアルカリ量と当量
の酸性物質を加えて中和すれば中性の硬化物が得
られるが、この様な量の酸性物質を加えると瞬時
に不均一なゲル体を生じ実用上使用不能なため一
般的にはアルカリ相当量以下の酸性物質を硬化剤
として使用しており、従つて上記の様な地下水の
アルカリ汚染という問題がついて廻る。もう1つ
の大きな欠点は硬化物の耐久性が劣るという問題
である。 硬化物から徐々に未反応水ガラス及び、硬化剤
と水ガラスとの反応により生じた塩が溶出し、結
果として硬化物の強度が低下してくる。 従つて、短期間の地盤改良を目的とする場合は
問題ないが例えばダム建設時の地盤改良の様に耐
久性が必要とされる場合には好ましくない。 これら水ガラス系薬材の欠点を改良した次の様
な方法がある。1つは硫酸の様な強酸中に水ガラ
スを加え酸性活性珪酸をつくり、これを主剤とし
てアルカリ性硬化剤で中和硬化させる方法であ
る。 この方法は地下水のアルカリ汚染を改良した好
ましい方法であるが主剤中には酸と水ガラスのア
ルカリにより生成したNa2SO4の様な塩を多量に
含有しているため、この塩の溶出に伴なう地下水
の水質変化に難点がある。 又、上記酸性活性珪酸水溶液は、酸性域では長
いゲル化時間を保持するが、これにアルカリを加
えて中性領域でゲル化せしめる場合には、ゲル化
時間が大巾に短縮してしまい、PHが5〜8付近の
間では、ゲル化時間が数分〜数秒となり、充分な
浸透性が得られないという問題があつた。 別の方法として中性コロイダルシリカを主剤と
する方法もある。この方法は一般に中性シリカゾ
ルとして市販されている商品、即ち、イオン交換
樹脂を通して得られる活性珪酸水溶液を加熱等に
より分子量数万あるいはそれ以上に縮合安定化
し、次いでSiO2含量20〜30%に濃縮したもので
あり、直径10mμ程度の粒子の分散体を主剤とす
る方法である。 この中性コロイダルシリカは従来繊維処理剤、
紙のスベリ防止剤、塗料添加剤等を主用途とした
商品であるためこの目的に合致した、安定性、粒
子径、濃度に調整され、安定化されている。 本発明者等の研究によれば、このような安定化
された中性コロイダルシリカを地盤固結剤として
用いようとする場合、SiO2濃度を非常に高くし
なければ注入目的を達するだけの強度を得ること
が出来ず、特に初期強度が小さいために流水によ
りゲルが流されてしまうという欠点がある。即
ち、地盤注入の目的のためには通常固結砂の一軸
圧縮強度が2Kg/cm2以上を必要とするが、通常の
水ガラスグラウトは、そのために水ガラス濃度と
して30(重量)%以上を用いている。これはSiO2
濃度に換算すると、ほゞ9(重量)%以上に相当
する。ところが、上述した中性コロイダルシリカ
を用いて上記強度を得るにはSiO2濃度が20(重
量)%以上を要することが判つた。 本発明は上記各技術の欠点を補い、公害の心配
がなく強度、耐久性に優れた経済的な地盤改良剤
を提供するものである。 即ち本発明の地盤改良剤は実質的に塩を含まな
い分子量1000以下の活性珪酸水溶液(PH2〜4)
を主剤とすることを特徴とするものである。ここ
で実質的に塩を含まない活性珪酸水溶液とは、実
質的に塩を含まず、SiO2/Na2Oモル比50以上、
PH2〜4を有し、水溶液中の全珪酸の珪素原子の
実質的全量が縮合に関与できるシラノール基を少
なくとも1ケ有しており、しかもそのシラノール
基が縮合反応時に立体的な障害となつていない分
子量1000以下の珪酸の水溶液で、そのSiO2の濃
度が12重量%以下、好ましくは2〜10(重量)%
の溶液であるものが好ましい。 この活性珪酸水溶液のPHは、注入液の製造、注
入準備中或は注入時にゲル化せずに安定している
ために、PH4〜2とする。 かかる活性珪酸水溶液を得る方法としては、水
溶性珪酸塩すなわち、珪酸ソーダ、珪酸カリ、珪
酸アンモニウム等をイオン交換法、電気泳動法、
透析法等により脱アルカリして活性状態にあるも
のを得る方法が挙げられる。 上記水溶性珪酸塩としてはモル比1〜5のもの
を用いるのがよく、工業的にはJIS 3号珪酸ソー
ダを用いるのが好ましい。また脱アルカリ法とし
てはイオン交換法、特にイオン交換樹脂によるの
が、高濃度の活性珪酸溶液が得られるので特に好
ましい。 尚この活性珪酸水溶液は、製造後何ら安定化処
理を行なわず、短時間の間に使用するものである
が、放置によつて、縮合反応が一部おこつても、
本発明の目的を達成できる程度のものであればさ
しつかえない。 又、ここで原料として用いられる水溶性珪酸塩
は、脱アルカリ工程の容易さ及び得られる活性珪
酸水溶液の安定性から、通常市販の水溶性珪酸塩
を希釈して使用するのが好ましく、その濃度は得
られる活性珪酸水溶液のSiO2含量が2〜10%と
なるように希釈するのが好ましい。 本発明の活性珪酸水溶液は、前述した市販中性
コロイダルシリカと異なり、分子量も低く、粒径
も微小で反応性が良好であり、短時間のうちにゲ
ル化するため、使用時間に応じた安定性のものを
つくるほか、注入現場かその付近で製造する方法
が好ましい。 例えばJIS 3号珪酸ソーダを陽イオン交換樹脂
を通して得られるSiO2 5%、PH3.4の水溶液は、
ゲル化するまで約1日を要するため、十分グラウ
ト材として使用できる。 本発明の地盤改良剤は上記活性珪酸水溶液を主
剤とし、目的に応じて通常知られているPH調整剤
又は(及び)硬化剤を適宜含有する。 更に本発明の地盤改良剤中の活性珪酸水溶液
は、目的に応じて適宜の割合で使用できるが、本
液中のSiO2濃度が2〜10重量%となるように活
性珪酸水溶液を使用すれば、従来使用されている
水ガラスグラウトにおけるSiO2濃度よりも低濃
度で従来の水ガラスグラウトと同程度の強度が得
られ、しかも耐久性に優れたものが得られる。勿
論、中性コロイダルシリカを用いる場合にくらべ
ずつと薄いSiO2濃度で高い強度を得ることがで
きる。 更に本発明の注目すべき点は、従来の酸性液中
に水ガラスを加えて得られる酸性珪酸水溶液を用
いたグラウトにくらべて、中性領域で長いゲルタ
イムが得られる点と、同一のゲル化時間とSiO2
濃度の配合で、より高い固結強度が得られる点に
ある。 又、ゲル化時間調整剤又はゲル化反応剤とし
て、本発明の目的が達せられる限度内で無機塩等
を使用することが出来、本液のゲル化時間の短縮
及び強度の増加からは使用量の少なくてすむ多価
金属の無機塩が好ましい。かかる無機塩としては
硫酸アルミニウム、塩化マグネシウム、炭酸水素
ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸アルミニウ
ム、リン酸アルミニウム、塩化カルシウム等を挙
げることができる。 本発明の活性珪酸は低分子量で反応性が大きい
ため、硬化物の添加率は少なくてよく、2価の金
属塩では0.1〜1重量%の添加量で3価の金属塩
では更に少ない量でゲル化時間を数分以内にする
ことができる。 又、本発明の地盤改良剤は、中性で注入される
のが好ましく、活性珪酸水溶液が酸性の場合には
アルカリ剤、アルカリ性の場合には酸剤をPH調整
剤として少量注入時に用いればよい。 本発明の地盤改良剤は前記の如く公害上の問題
点を解決したばかりでなく、低濃度のシリカ含量
で地盤を強度でき、その耐久性において優れてい
る。 即ち、通常の水ガラス系グラウトでは経日的に
強度低下がおこるのに対し、本発明の地盤改良剤
では、得られたサンドゲルの強度が徐々に向上す
るので、ダム建設時の地盤改良の如く耐久性を必
要とする用途にも使用できる。 例えば水ガラス系グラウトと同程度のサンドゲ
ル強度を得るのに、中性シリカゾルを用いる場合
には、注入液中のSiO2濃度が20%以上必要であ
るのに対して、本発明の地盤改良剤では5%程度
で済むのである。 本発明の活性珪酸水溶液は、その製法が容易で
あり、含まれる珪酸が低分子量のものであるため
硬化性及び強度においてばらつきの少ない注入液
が得られる。 又、本発明の地盤改良剤は、硫酸の如き強酸酸
性液を使用しないため、注入機器の腐蝕の問題が
ない。また酸性シリカゾルを用いる場合に比較し
て塩の溶出が少なく地下水の水質変化が小さい。
又、本発明の地盤改良剤は使用される活性珪酸の
分子量が小さく、低濃度であるため初期の粘度が
低く浸透性が良好である。 更に本発明の地盤改良剤は、中性コロイダルシ
リカを用いる場合にくらべ、SiO2低濃度で大き
い強度が得られ水希釈によるゲル化時間の変化が
小さいという利点がある。 本発明の活性珪酸水溶液は例えばイオン交換樹
脂塔にJIS 3号珪酸ソーダの希釈液を通すだけで
簡単に得られ、その上SiO2含量が少なくても高
強度の硬化体が得られることから市販の中性コロ
イダルシリカよりはるかに経済的である。 尚、本発明における地盤改良剤は上記活性珪酸
水溶液自体を地盤中に加圧注入したりあるいは土
砂と混合したりして地盤の強度増加や水密液を付
与せしめることも出来るし、更に上記活性珪酸水
溶液にセメント、石灰、あるいは粘土の様な懸濁
性物質を混入して用いることも出来る。 又、上記活性珪酸水溶液やそれを用いた懸濁物
は注入や混合の他に吹付あるいはヘドロ等の凝
集、沈澱、固化等に用いることが出来る。 以下に本発明の実施例を示す。 (活性珪酸水溶液の調製) 調製例 1 珪酸ソーダJIS 3号品(旭電化工業(株)製品
SiO2 29.0%、Na2O 9.0%)を水で希釈しSiO2
5.8%、Na2O 1.8%の希釈珪酸ソーダ水溶液をつ
くつた。この水溶液をあらかじめ10%塩酸を用い
て通常の方法で調整された水素型陽イオン交換樹
脂(オルガノ(株)製品、アンバーライトIR−120B)
塔に通液しSiO2 5.8%の活性珪酸水溶液を得た。
この活性珪酸水溶液のPHは2.5であつた。 SiO2/Na2O=1500、この液は室温で3日間ゲ
ル化しなかつた。 又、この活性珪酸水溶液をモリブデン酸アンモ
ン法(JIS−K−0101−44.1.2)で分析したとこ
ろ、SiO2分の100%が分子量1000以下であつた。 調製例 2 調製例1の希釈珪酸ソーダ水溶液の代りに、
SiO2 7.2%、Na2O 2.2%のものを使用し、同様
にして、SiO2 7.1%の活性珪酸水溶液を得た。こ
の活性珪酸水溶液のPHは3.0であつた。 SiO2/Na2O=1000、この液は室温で2日間ゲ
ル化しなかつた。 又、この活性珪酸水溶液をモリブデン酸アンモ
ン法(JIS−K−0101−44.1.2)で分析したとこ
ろ、SiO2分の100%が分子量1000以下であつた。 実施例1〜5、比較例1〜4 調製例1,2で製造した活性珪酸水溶液を使用
してゲルタイムの測定、サンドゲルの圧縮強度の
測定、ホモゲルからのSiO2の溶出を測定した。 処方は表−1に示す通りである。
地盤改良剤に関するものである。 軟弱地盤の改良には水ガラスを主剤とする薬材
を注入する方法が一般的にとられている。 水ガラス系薬材は安価であり、ゲル化時間の調
節も容易であるが大きな欠点が2つある。 1つは水ガラスが強アルカリ性物質であるため
酸性反応剤を用いても実用上可能なゲル化時間を
得るには硬化物はアルカリ性にならざるを得ず、
溶脱したアルカリにより地下水が汚染されること
である。 理論上は水ガラスに含まれるアルカリ量と当量
の酸性物質を加えて中和すれば中性の硬化物が得
られるが、この様な量の酸性物質を加えると瞬時
に不均一なゲル体を生じ実用上使用不能なため一
般的にはアルカリ相当量以下の酸性物質を硬化剤
として使用しており、従つて上記の様な地下水の
アルカリ汚染という問題がついて廻る。もう1つ
の大きな欠点は硬化物の耐久性が劣るという問題
である。 硬化物から徐々に未反応水ガラス及び、硬化剤
と水ガラスとの反応により生じた塩が溶出し、結
果として硬化物の強度が低下してくる。 従つて、短期間の地盤改良を目的とする場合は
問題ないが例えばダム建設時の地盤改良の様に耐
久性が必要とされる場合には好ましくない。 これら水ガラス系薬材の欠点を改良した次の様
な方法がある。1つは硫酸の様な強酸中に水ガラ
スを加え酸性活性珪酸をつくり、これを主剤とし
てアルカリ性硬化剤で中和硬化させる方法であ
る。 この方法は地下水のアルカリ汚染を改良した好
ましい方法であるが主剤中には酸と水ガラスのア
ルカリにより生成したNa2SO4の様な塩を多量に
含有しているため、この塩の溶出に伴なう地下水
の水質変化に難点がある。 又、上記酸性活性珪酸水溶液は、酸性域では長
いゲル化時間を保持するが、これにアルカリを加
えて中性領域でゲル化せしめる場合には、ゲル化
時間が大巾に短縮してしまい、PHが5〜8付近の
間では、ゲル化時間が数分〜数秒となり、充分な
浸透性が得られないという問題があつた。 別の方法として中性コロイダルシリカを主剤と
する方法もある。この方法は一般に中性シリカゾ
ルとして市販されている商品、即ち、イオン交換
樹脂を通して得られる活性珪酸水溶液を加熱等に
より分子量数万あるいはそれ以上に縮合安定化
し、次いでSiO2含量20〜30%に濃縮したもので
あり、直径10mμ程度の粒子の分散体を主剤とす
る方法である。 この中性コロイダルシリカは従来繊維処理剤、
紙のスベリ防止剤、塗料添加剤等を主用途とした
商品であるためこの目的に合致した、安定性、粒
子径、濃度に調整され、安定化されている。 本発明者等の研究によれば、このような安定化
された中性コロイダルシリカを地盤固結剤として
用いようとする場合、SiO2濃度を非常に高くし
なければ注入目的を達するだけの強度を得ること
が出来ず、特に初期強度が小さいために流水によ
りゲルが流されてしまうという欠点がある。即
ち、地盤注入の目的のためには通常固結砂の一軸
圧縮強度が2Kg/cm2以上を必要とするが、通常の
水ガラスグラウトは、そのために水ガラス濃度と
して30(重量)%以上を用いている。これはSiO2
濃度に換算すると、ほゞ9(重量)%以上に相当
する。ところが、上述した中性コロイダルシリカ
を用いて上記強度を得るにはSiO2濃度が20(重
量)%以上を要することが判つた。 本発明は上記各技術の欠点を補い、公害の心配
がなく強度、耐久性に優れた経済的な地盤改良剤
を提供するものである。 即ち本発明の地盤改良剤は実質的に塩を含まな
い分子量1000以下の活性珪酸水溶液(PH2〜4)
を主剤とすることを特徴とするものである。ここ
で実質的に塩を含まない活性珪酸水溶液とは、実
質的に塩を含まず、SiO2/Na2Oモル比50以上、
PH2〜4を有し、水溶液中の全珪酸の珪素原子の
実質的全量が縮合に関与できるシラノール基を少
なくとも1ケ有しており、しかもそのシラノール
基が縮合反応時に立体的な障害となつていない分
子量1000以下の珪酸の水溶液で、そのSiO2の濃
度が12重量%以下、好ましくは2〜10(重量)%
の溶液であるものが好ましい。 この活性珪酸水溶液のPHは、注入液の製造、注
入準備中或は注入時にゲル化せずに安定している
ために、PH4〜2とする。 かかる活性珪酸水溶液を得る方法としては、水
溶性珪酸塩すなわち、珪酸ソーダ、珪酸カリ、珪
酸アンモニウム等をイオン交換法、電気泳動法、
透析法等により脱アルカリして活性状態にあるも
のを得る方法が挙げられる。 上記水溶性珪酸塩としてはモル比1〜5のもの
を用いるのがよく、工業的にはJIS 3号珪酸ソー
ダを用いるのが好ましい。また脱アルカリ法とし
てはイオン交換法、特にイオン交換樹脂によるの
が、高濃度の活性珪酸溶液が得られるので特に好
ましい。 尚この活性珪酸水溶液は、製造後何ら安定化処
理を行なわず、短時間の間に使用するものである
が、放置によつて、縮合反応が一部おこつても、
本発明の目的を達成できる程度のものであればさ
しつかえない。 又、ここで原料として用いられる水溶性珪酸塩
は、脱アルカリ工程の容易さ及び得られる活性珪
酸水溶液の安定性から、通常市販の水溶性珪酸塩
を希釈して使用するのが好ましく、その濃度は得
られる活性珪酸水溶液のSiO2含量が2〜10%と
なるように希釈するのが好ましい。 本発明の活性珪酸水溶液は、前述した市販中性
コロイダルシリカと異なり、分子量も低く、粒径
も微小で反応性が良好であり、短時間のうちにゲ
ル化するため、使用時間に応じた安定性のものを
つくるほか、注入現場かその付近で製造する方法
が好ましい。 例えばJIS 3号珪酸ソーダを陽イオン交換樹脂
を通して得られるSiO2 5%、PH3.4の水溶液は、
ゲル化するまで約1日を要するため、十分グラウ
ト材として使用できる。 本発明の地盤改良剤は上記活性珪酸水溶液を主
剤とし、目的に応じて通常知られているPH調整剤
又は(及び)硬化剤を適宜含有する。 更に本発明の地盤改良剤中の活性珪酸水溶液
は、目的に応じて適宜の割合で使用できるが、本
液中のSiO2濃度が2〜10重量%となるように活
性珪酸水溶液を使用すれば、従来使用されている
水ガラスグラウトにおけるSiO2濃度よりも低濃
度で従来の水ガラスグラウトと同程度の強度が得
られ、しかも耐久性に優れたものが得られる。勿
論、中性コロイダルシリカを用いる場合にくらべ
ずつと薄いSiO2濃度で高い強度を得ることがで
きる。 更に本発明の注目すべき点は、従来の酸性液中
に水ガラスを加えて得られる酸性珪酸水溶液を用
いたグラウトにくらべて、中性領域で長いゲルタ
イムが得られる点と、同一のゲル化時間とSiO2
濃度の配合で、より高い固結強度が得られる点に
ある。 又、ゲル化時間調整剤又はゲル化反応剤とし
て、本発明の目的が達せられる限度内で無機塩等
を使用することが出来、本液のゲル化時間の短縮
及び強度の増加からは使用量の少なくてすむ多価
金属の無機塩が好ましい。かかる無機塩としては
硫酸アルミニウム、塩化マグネシウム、炭酸水素
ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸アルミニウ
ム、リン酸アルミニウム、塩化カルシウム等を挙
げることができる。 本発明の活性珪酸は低分子量で反応性が大きい
ため、硬化物の添加率は少なくてよく、2価の金
属塩では0.1〜1重量%の添加量で3価の金属塩
では更に少ない量でゲル化時間を数分以内にする
ことができる。 又、本発明の地盤改良剤は、中性で注入される
のが好ましく、活性珪酸水溶液が酸性の場合には
アルカリ剤、アルカリ性の場合には酸剤をPH調整
剤として少量注入時に用いればよい。 本発明の地盤改良剤は前記の如く公害上の問題
点を解決したばかりでなく、低濃度のシリカ含量
で地盤を強度でき、その耐久性において優れてい
る。 即ち、通常の水ガラス系グラウトでは経日的に
強度低下がおこるのに対し、本発明の地盤改良剤
では、得られたサンドゲルの強度が徐々に向上す
るので、ダム建設時の地盤改良の如く耐久性を必
要とする用途にも使用できる。 例えば水ガラス系グラウトと同程度のサンドゲ
ル強度を得るのに、中性シリカゾルを用いる場合
には、注入液中のSiO2濃度が20%以上必要であ
るのに対して、本発明の地盤改良剤では5%程度
で済むのである。 本発明の活性珪酸水溶液は、その製法が容易で
あり、含まれる珪酸が低分子量のものであるため
硬化性及び強度においてばらつきの少ない注入液
が得られる。 又、本発明の地盤改良剤は、硫酸の如き強酸酸
性液を使用しないため、注入機器の腐蝕の問題が
ない。また酸性シリカゾルを用いる場合に比較し
て塩の溶出が少なく地下水の水質変化が小さい。
又、本発明の地盤改良剤は使用される活性珪酸の
分子量が小さく、低濃度であるため初期の粘度が
低く浸透性が良好である。 更に本発明の地盤改良剤は、中性コロイダルシ
リカを用いる場合にくらべ、SiO2低濃度で大き
い強度が得られ水希釈によるゲル化時間の変化が
小さいという利点がある。 本発明の活性珪酸水溶液は例えばイオン交換樹
脂塔にJIS 3号珪酸ソーダの希釈液を通すだけで
簡単に得られ、その上SiO2含量が少なくても高
強度の硬化体が得られることから市販の中性コロ
イダルシリカよりはるかに経済的である。 尚、本発明における地盤改良剤は上記活性珪酸
水溶液自体を地盤中に加圧注入したりあるいは土
砂と混合したりして地盤の強度増加や水密液を付
与せしめることも出来るし、更に上記活性珪酸水
溶液にセメント、石灰、あるいは粘土の様な懸濁
性物質を混入して用いることも出来る。 又、上記活性珪酸水溶液やそれを用いた懸濁物
は注入や混合の他に吹付あるいはヘドロ等の凝
集、沈澱、固化等に用いることが出来る。 以下に本発明の実施例を示す。 (活性珪酸水溶液の調製) 調製例 1 珪酸ソーダJIS 3号品(旭電化工業(株)製品
SiO2 29.0%、Na2O 9.0%)を水で希釈しSiO2
5.8%、Na2O 1.8%の希釈珪酸ソーダ水溶液をつ
くつた。この水溶液をあらかじめ10%塩酸を用い
て通常の方法で調整された水素型陽イオン交換樹
脂(オルガノ(株)製品、アンバーライトIR−120B)
塔に通液しSiO2 5.8%の活性珪酸水溶液を得た。
この活性珪酸水溶液のPHは2.5であつた。 SiO2/Na2O=1500、この液は室温で3日間ゲ
ル化しなかつた。 又、この活性珪酸水溶液をモリブデン酸アンモ
ン法(JIS−K−0101−44.1.2)で分析したとこ
ろ、SiO2分の100%が分子量1000以下であつた。 調製例 2 調製例1の希釈珪酸ソーダ水溶液の代りに、
SiO2 7.2%、Na2O 2.2%のものを使用し、同様
にして、SiO2 7.1%の活性珪酸水溶液を得た。こ
の活性珪酸水溶液のPHは3.0であつた。 SiO2/Na2O=1000、この液は室温で2日間ゲ
ル化しなかつた。 又、この活性珪酸水溶液をモリブデン酸アンモ
ン法(JIS−K−0101−44.1.2)で分析したとこ
ろ、SiO2分の100%が分子量1000以下であつた。 実施例1〜5、比較例1〜4 調製例1,2で製造した活性珪酸水溶液を使用
してゲルタイムの測定、サンドゲルの圧縮強度の
測定、ホモゲルからのSiO2の溶出を測定した。 処方は表−1に示す通りである。
【表】
表−1中で使用されている原料は以下の通りで
ある。 1 中性シリカゾル:旭電化工業(株)製アデライト
AT−30 2 酸性シリカゾル:95%硫酸6.3g、水53.7g
の水溶液を激しく撹拌しながら、珪曹JIS 3号
(旭電化工業(株)製)30gに水18gの溶液を注ぎ入
れた。SiO2濃度8.0%、PH1.8 3 珪曹(JIS 3号):旭電化工業(株)製 その他の原料は試薬1級を使用した。 上記例の薬液中のSiO2濃度、PH及びゲルタイ
ムは表−2の通りである。
ある。 1 中性シリカゾル:旭電化工業(株)製アデライト
AT−30 2 酸性シリカゾル:95%硫酸6.3g、水53.7g
の水溶液を激しく撹拌しながら、珪曹JIS 3号
(旭電化工業(株)製)30gに水18gの溶液を注ぎ入
れた。SiO2濃度8.0%、PH1.8 3 珪曹(JIS 3号):旭電化工業(株)製 その他の原料は試薬1級を使用した。 上記例の薬液中のSiO2濃度、PH及びゲルタイ
ムは表−2の通りである。
【表】
前記処方の薬液を5.0mmφ×10cmLの金型に流
しこみ豊浦標準砂で固めて強度測定用サンドゲル
とした。 強度測定は、JISA1216の土質の一軸圧縮強度
測定に準じて行なつた。材令は表中に記す(水中
養生)。サンドゲルの圧縮強度は表−3の通りで
ある。
しこみ豊浦標準砂で固めて強度測定用サンドゲル
とした。 強度測定は、JISA1216の土質の一軸圧縮強度
測定に準じて行なつた。材令は表中に記す(水中
養生)。サンドゲルの圧縮強度は表−3の通りで
ある。
【表】
表−3より本発明の地盤改良剤は中性シリカゾ
ルグラウト(比較例3,4)に較べ低濃度の
SiO2で格段に大きな強度が得られることが判る。 又、表−2、表−3より本発明の地盤改良剤は
酸性シリカゾルグラウト(比較例2)に較べ、地
中への浸透が充分なゲル化時間に調節しうること
がわかる。 又、アルカリ領域の水ガラスグラウト(比較例
1)に較べ強度が大きくかつ長期強度にも優れる
ことが判る。。 硬化物の耐久性の1つの尺度であるSiO2の溶
出量の測定結果は表−4の通りである。 供試体の調製法は、前記処方の薬液で200gの
ホモゲルを作成し、10倍量の蒸留水中に浸漬し
た。所定日数後に200g検水をとり、新たに蒸留
水200gを加えた。 SiO2の分析は蒸発乾固し重量を測定する方法
に従つた。
ルグラウト(比較例3,4)に較べ低濃度の
SiO2で格段に大きな強度が得られることが判る。 又、表−2、表−3より本発明の地盤改良剤は
酸性シリカゾルグラウト(比較例2)に較べ、地
中への浸透が充分なゲル化時間に調節しうること
がわかる。 又、アルカリ領域の水ガラスグラウト(比較例
1)に較べ強度が大きくかつ長期強度にも優れる
ことが判る。。 硬化物の耐久性の1つの尺度であるSiO2の溶
出量の測定結果は表−4の通りである。 供試体の調製法は、前記処方の薬液で200gの
ホモゲルを作成し、10倍量の蒸留水中に浸漬し
た。所定日数後に200g検水をとり、新たに蒸留
水200gを加えた。 SiO2の分析は蒸発乾固し重量を測定する方法
に従つた。
【表】
SiO2の溶出率は、比較例1を除いて、30日後
には一定量を示し、その後の溶出は殆んど認めら
れなかつた。これより本発明品は溶出率が低く、
耐久性に優れていることが判る。 次に本発明による活性珪酸水溶液と酸性シリカ
ゾルのグラウトとしての特性を比較するために
SiO2濃度を両者同一とし、PH値とゲル化時間、
固結砂強度との関係を測定した。その結果を表
5、表6に示す。 尚、活性珪酸水溶液は、前述の活性珪酸水溶液
の調製例2によるものを苛性ソーダで調整してPH
値を変化させ、SiO2濃度は5重量%と一定にし
た。 一方酸性シリカゾルは表−1に示す酸性シリカ
ゾルを用いて苛性ソーダでPHを変化させて、
SiO2の濃度は5重量%と一定にした。 表−5,6より本発明の活性珪酸水溶液は中性
領域においても充分浸透に必要なゲル化時間が得
られ、且固結強度が高いことが判る。
には一定量を示し、その後の溶出は殆んど認めら
れなかつた。これより本発明品は溶出率が低く、
耐久性に優れていることが判る。 次に本発明による活性珪酸水溶液と酸性シリカ
ゾルのグラウトとしての特性を比較するために
SiO2濃度を両者同一とし、PH値とゲル化時間、
固結砂強度との関係を測定した。その結果を表
5、表6に示す。 尚、活性珪酸水溶液は、前述の活性珪酸水溶液
の調製例2によるものを苛性ソーダで調整してPH
値を変化させ、SiO2濃度は5重量%と一定にし
た。 一方酸性シリカゾルは表−1に示す酸性シリカ
ゾルを用いて苛性ソーダでPHを変化させて、
SiO2の濃度は5重量%と一定にした。 表−5,6より本発明の活性珪酸水溶液は中性
領域においても充分浸透に必要なゲル化時間が得
られ、且固結強度が高いことが判る。
【表】
【表】
次に本発明による活性珪酸水溶液と中性シリカ
ゾルのグラウトとしての特性を比較するために、
PHを一定値(ほゞ6)、且、ゲル化時間を一定値
(ほゞ10分)とし、SiO2濃度を変化させ固結標準
砂の一軸圧縮強度(1日湿室養生後の強度)を測
定した。 上記調製法は活性珪酸水溶液の場合は、活性珪
酸水溶液の調製例2で得られたものに、水を加え
てSiO2濃度を変化させると共に、苛性ソーダを
加えてPH値をほゞ6にし、NaClを加えてゲル化
時間をほゞ10分になるようにして得た。 又、中性シリカゾルの場合は、表−1に示す中
性シリカゾルを用いて水を加えて、SiO2濃度を
変化させると共に、硫酸を加えてPH値をほゞ6に
し、硫酸アルミニウムを加えてゲル化時間をほゞ
10分になるようにして得た。 結果を表−7に示すが、これより活性珪酸水溶
液の場合は、SiO2濃度が2.0重量%以上で2Kg/
cm2以上の固結砂強度を得るのに対し、中性シリカ
ゾルの場合は、SiO2濃度が20重量%以上でない
と2Kg/cm2以上の強度をうることが出来ない事が
判る。
ゾルのグラウトとしての特性を比較するために、
PHを一定値(ほゞ6)、且、ゲル化時間を一定値
(ほゞ10分)とし、SiO2濃度を変化させ固結標準
砂の一軸圧縮強度(1日湿室養生後の強度)を測
定した。 上記調製法は活性珪酸水溶液の場合は、活性珪
酸水溶液の調製例2で得られたものに、水を加え
てSiO2濃度を変化させると共に、苛性ソーダを
加えてPH値をほゞ6にし、NaClを加えてゲル化
時間をほゞ10分になるようにして得た。 又、中性シリカゾルの場合は、表−1に示す中
性シリカゾルを用いて水を加えて、SiO2濃度を
変化させると共に、硫酸を加えてPH値をほゞ6に
し、硫酸アルミニウムを加えてゲル化時間をほゞ
10分になるようにして得た。 結果を表−7に示すが、これより活性珪酸水溶
液の場合は、SiO2濃度が2.0重量%以上で2Kg/
cm2以上の固結砂強度を得るのに対し、中性シリカ
ゾルの場合は、SiO2濃度が20重量%以上でない
と2Kg/cm2以上の強度をうることが出来ない事が
判る。
【表】
現場施工例
透水系数がほゞK=10-3cm/secの砂地盤で試
験注入を行なつた。 注入液の種類は、活性珪酸水溶液、中性シリカ
ゾル、酸性シリカゾルの三種とし、それぞれ20m
ずつ離れた地点に注入した。注入深度は地表面下
5〜3mとし、0.5mの注入ステージで各ステー
ジ毎に250ずつ、合計1000注入した。 注入液の配合は、SiO2濃度がいずれも5.0重量
%となるようにした。活性珪酸水溶液並びに中性
シリカゾルについては、表−7の記号8と同一配
合にし、ゲル化時間10分、PH値6とした。又、酸
性シリカゾルについては、表−6に示すようにPH
6、ゲル化時間50秒配合とした。 以上示すように三種の配合液は、PH値とSiO2
濃度は一定に出来るが、ゲル化時間は、酸性シリ
カゾルはゲル化時間が中性領域では早くなつてし
まうため、他と同一にすることは不可能である。
注入に際しては注入地点より10m離れた地点に観
測井を設け、注入前(1月前)、注入中、注入後
(3日並びに1周間後)の地下水を採取し、地下
水の水質変化を調査した。 又、注入前後の透水係数を測定し、かつ注入後
掘削して固結状況を観察し、並びに固結体を採取
して一軸圧縮強度を測定した。 その結果は以下の通りである。 水質試験結果は表−8の通りであるが、活性珪
酸水溶液は酸性シリカゾルに較べて、注入前、
中、後にかけて殆んど変化を生じない事が判る。
験注入を行なつた。 注入液の種類は、活性珪酸水溶液、中性シリカ
ゾル、酸性シリカゾルの三種とし、それぞれ20m
ずつ離れた地点に注入した。注入深度は地表面下
5〜3mとし、0.5mの注入ステージで各ステー
ジ毎に250ずつ、合計1000注入した。 注入液の配合は、SiO2濃度がいずれも5.0重量
%となるようにした。活性珪酸水溶液並びに中性
シリカゾルについては、表−7の記号8と同一配
合にし、ゲル化時間10分、PH値6とした。又、酸
性シリカゾルについては、表−6に示すようにPH
6、ゲル化時間50秒配合とした。 以上示すように三種の配合液は、PH値とSiO2
濃度は一定に出来るが、ゲル化時間は、酸性シリ
カゾルはゲル化時間が中性領域では早くなつてし
まうため、他と同一にすることは不可能である。
注入に際しては注入地点より10m離れた地点に観
測井を設け、注入前(1月前)、注入中、注入後
(3日並びに1周間後)の地下水を採取し、地下
水の水質変化を調査した。 又、注入前後の透水係数を測定し、かつ注入後
掘削して固結状況を観察し、並びに固結体を採取
して一軸圧縮強度を測定した。 その結果は以下の通りである。 水質試験結果は表−8の通りであるが、活性珪
酸水溶液は酸性シリカゾルに較べて、注入前、
中、後にかけて殆んど変化を生じない事が判る。
【表】
注入前後の透水係数を比較すると、表−9の通
りになつたが、これより活性珪酸水溶液の場合は
極めて透水係数の改善がすぐれている事が判る。
りになつたが、これより活性珪酸水溶液の場合は
極めて透水係数の改善がすぐれている事が判る。
【表】
又、掘削調査による固結状況は、活性珪酸水溶
液の場合、直径ほゞ1mの半円柱状の固結体が得
られ、固結砂の一軸圧縮強度は、ほゞ5.4Kg/cm2
であつた。中性シリカゾルの場合は直径はほゞ80
cm程度の円柱体が得られたが、固結体の強度は、
0.8Kg/cm2程度であつた。酸性シリカゾルの場合
は、ゲル化時間が短いため脈状注入がかなりみら
れ、0.5〜1.5mの直径で固結し、その強度は4.5
Kg/cm2であつた。
液の場合、直径ほゞ1mの半円柱状の固結体が得
られ、固結砂の一軸圧縮強度は、ほゞ5.4Kg/cm2
であつた。中性シリカゾルの場合は直径はほゞ80
cm程度の円柱体が得られたが、固結体の強度は、
0.8Kg/cm2程度であつた。酸性シリカゾルの場合
は、ゲル化時間が短いため脈状注入がかなりみら
れ、0.5〜1.5mの直径で固結し、その強度は4.5
Kg/cm2であつた。
Claims (1)
- 1 実質的に塩を含まない分子量1000以下の活性
珪酸水溶液(PH2〜4)を主剤とする地盤改良
剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12714283A JPS6020992A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 地盤改良剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12714283A JPS6020992A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 地盤改良剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6020992A JPS6020992A (ja) | 1985-02-02 |
JPH0320430B2 true JPH0320430B2 (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=14952653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12714283A Granted JPS6020992A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 地盤改良剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6020992A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0662953B2 (ja) * | 1985-10-02 | 1994-08-17 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 耐久性に優れた地盤注入剤 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5473407A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-12 | Central Glass Co Ltd | Injection agent for eliminating subsoil pollution |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP12714283A patent/JPS6020992A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5473407A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-12 | Central Glass Co Ltd | Injection agent for eliminating subsoil pollution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6020992A (ja) | 1985-02-02 |
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