JPH0324146A - ベントナイト改質剤 - 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、地層を掘削する際に用いられる安定液用ベン
トナイトの改質剤およびその改質ベントナイトを使用す
る掘削工法に関するものである。

【従来の技術】

カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（以下ＣＭＣ
という）等の水溶性高分子化合物を含有したベントナイ
ト懸濁液、所謂ベントナイト安定液を掘削部に満たして
壁の崩壊を防止しながら地盤を掘削した後、コンクリー
トを打設して地下連続壁や、基礎坑等を構築する安定液
掘削工法は、現在、他方面で用いられている。 ベントナイトは無機電解質に対して敏感であることから
、海水を含む地盤の掘削に伴なう塩化ナトリウムの混入
や、コンクリート打設時のセメントの混入等によって、
ベントナイト安定液は凝集したりゲル化し易い。 この様に劣化したベントナイト安定液は掘削孔壁におけ
る安定液としては、掘削孔壁における安定膜（マッドケ
ーキ）形成性に劣り、壁崩壊防止能は低下して、そのま
までは使用不能となるので、廃棄するか、再生処理を施
す必要がある。そこで予めベントナイトに分散剤を配合
した改質ベントナイトを使用すればセメントや塩分混入
による劣化を抑制できる。 ベントナイト改質用の分散剤には、無機系のポリ燐酸塩
、炭酸ソーダが、又有機系にはニトロフミン酸塩、リグ
ニンスルホン酸塩、低重合度ポリアクリル酸塩等が知ら
れ、特に低重合度ポリアクリル酸塩は改質剤としての効
果が高い．ところがこのベントナイト改質剤は粉体混合
するので粉末品でなければならない。低重合度ポリアク
リル酸塩の粉末化は加熱、減圧等で乾燥した後、粉砕し
たり、噴霧乾燥する方法により、製造することができる
が、吸湿性が著しく高いので、製造時や取り扱い中に吸
湿して、べとついたり、また貯蔵中にケーキングを起し
易く、保管管理が難しく、又低重合度ポリアクリル酸塩
を添加した改質ベントナイトが貯蔵中にケーキングを起
すので使用することはできない． この対策として、メタクリル酸、アクリルアミド、アク
リル酸エステル等の共重合物〔塩型］が考えられるが、
吸湿性を大きく改良することはできず、逆にベントナイ
トの改質効果が低下する等の欠点を有する。 粉末状の分散剤として無機系のポリリン酸塩、炭酸ソー
ダも使用可能であるが、分敢解膠性がポリアクリル酸塩
に比べ劣ると共に効果の持続性に劣る。 有機系のニトロフミン酸塩、リグニンスルホン酸塩ち粉
状で供給できるが、分散解膠性がポリアクリル酸塩に劣
ること又、起泡性があるので改質剤としてあまり好まし
くない。

【発明が解決しようとする課題】

本発明は分敢解膠性、耐セメント性、耐塩性に優れた吸
湿性の著しく低い粉末状のベントナイト改質剤を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

本発明者は、これら問題点を解消すべく鋭意研究の結果
、本発明に到達したものである。すなわち、重合度２０
〜５００の粉末状（メタ）アクリル酸重合体または（メ
タ）アクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重合体
〔（メタ）アクリル酸の含有率５０モル％以上が必要で
あり、又（メタ）アクリル酸とはアクリル酸又はメタク
リル酸を示すＪのいずれか１種以上の酸型のものと粉末
状アルカリ性物質とを必須成分として含有する分敗解膠
性、耐セメント性、耐塩性に優れた吸湿性の著しく低い
粉末状のベントナイト改質剤である。 （手段を構成する要件） 本発明に使用する他のアクリル系モノマーとしては、水
溶性のモノマー、および水不溶性のモノマーがあるが、
共重合物が水溶性であれば、使用することができる． 代表的なモノマーとして、アクリルアミド、メタクリル
アミド、アクリルアミドメチルブロバンスルホン酸、メ
チル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のエステ
ル類を挙げることができる． アクリル系モノマーとの共重合物においては、（メタ）
アクリル酸の含有率は５０モル％以上が、より好ましい
。（メタ）アクリル酸の含有率が５０モル％未満では、
分散解膠性が低下する。 また、重合度は２０〜５００の範囲が好ましく、この範
囲外では、本発明の充分満足し得る分敢解膠性を達成す
ることができない。 尚、本発明における重合体の一部が、ナトリウム、カリ
ウム、アンモニウム、アミン塩の形態でも使用できるが
、塩型の含有率が増加すると吸湿性が高くなるので、塩
型含有率は５０モル％未満であることが好ましい。 本発明における重合体の製法は、一般に行なわれている
アクリル系モノマーの重合法を用いて重合した後、加熱
乾燥、減圧乾燥等により、脱水した後、粉砕したり、噴
霧乾燥することにより製造することができる。 粉末状アルカリ性物質には、炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化リチウム、トリボリリン酸ナトリウム等
が使用できる。 重合体と粉末状アルカリ性物質の混合比は９０：１０−
１０：９０の比率で使用するのが好ましい。 尚アルカリ性物質はフレークや粒状（粗粒）の形態でも
使用可能であるが、微粉末の方が重合体と同一混合でき
るので好ましい。 アルカリ性物質と併用する目的は改質ベントナイトで調
整した安定液のｐＨ変動を少くすることにある。 本発明ベントナイト改質剤はベントナイトに０．５〜２
０重量％添加する。 ０．５％未満では改質効果が不充分であり、２０％を越
えると分敗解膠性が強過ぎて、水に懸濁させた場合、分
散安定性が不良となり上澄発生や沈降ベントナイトが多
くなる。 本発明ベントナイト改質剤は他の分散剤、例えばトリポ
リリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、炭酸ソーダ、重炭酸
ソーダ、リグニンスルホン酸塩、もしくはニトロフミン
酸塩等と混合して併用するこどもできる。

【作用】

本発明ベントナイト改質剤は、吸湿性が小さいため、ベ
ントナイトと混合したときの貯蔵安定性が良好であり、
又耐塩性や耐セメント性の改良効果が高く、耐セメント
性や耐塩性に優れたベントナイトに改質できる。

【実施例】

次に本発明を実施例により具体的に説明する。 ％、部は重量基準を示す。 製造例（改質剤の製造） アクリル酸３６０ｇとイオン交換水３６０ｇからなる混
合液に重合触媒として２．２−アゾビス（２−アミノジ
プロパン）ジハイドロクロライド０．２ｇを加え水溶液
重合を行ない５０％水溶液を得た． この水溶液を真空乾燥した後、粉砕してポリアクリル酸
重合物粉末品を得た。このものの平均重合度は１８４で
あった． 上記に準じて、各種の組成の重合物を製造し、粉末アル
カリ性物質と混合して以下の実施例に供試した。 実施例１ 各種組成の重合物と粉末アルカリ性物質をｌ：１に混合
した改質剤１０部をベントナイト９０部と混合して改質
ベントナイトを得た。 直径１０ｃｍのガラス製シャーレに改質ベントナイトｌ
ｏｇをシャーレ全面に均一に広げ、温度２０℃、関係湿
度６５％の雰囲気中に放置し、吸湿速度、および粉体流
動性を測定し第１表を得た。 吸湿速度は経時による重量増加を測定し水分量を算出し
て判断した。粉体流動性はシャーレを傾けで、流動する
か否かを目視で判定した．第１表から明らかな通り、本
発明品は吸湿性が少く４８時間放置後でも充分な流動性
を維持していた。比較品は著しく吸湿すると共に２４時
間後にはケーキングして粉体流動性を失った。 又、アクリル酸塩とアルカリ性物質を混合しても、吸湿
性を抑制できず，４８時間後にはケーキングした． 尚、改質剤はすべて１００メッシュ篩全通過品を調製し
て供試した。 （以下余白） 実施例２ 水１００部に改質剤を添加したクニゲルＶ１［ベントナ
イトニクニミネ工業社製］８部を添加してブロベラ型撹
拌機にて２０分間撹拌して安定液を調製した． この安定液１００部に普通ボルトランドセメント５部を
添加し、ジュースミキサーにて３分間撹拌して安定液の
性質を測定し第２表を得た。 第２表から明らかな様に、本発明例はセメントが混入し
ても安定液の性質が変化せず，良好な状態を維持する． 比較例の粉末改質剤添加による改質ベントナイトの安定
液はセメント混入によってゲル化して流動性を失い、安
定液として使用できない状態になった。 （以下余白） 実施例３ 水１００部に改質剤を添加したクニゲルＶ，（ベントナ
イト）８部を添加してブロベラ型撹拌機にて２０分間撹
拌して安定液を調製した．この安定液１００部に食塩２
部を添加し、ジュースミキサーにて３分間撹拌して溶解
させた後、安定液の性質を測定し第３表を得た。 第３表から明らかなように本発明例は塩が混入しても安
定液の性質が劣化せず、良好な状態を維持できる． 比較例の粉末改質剤を添加して改質したべシトナイトに
よる安定液は塩の混入にて、増粘やゲル化したり又濾水
量が増加して安定液として使用できない状態に劣化した
． （以下余白）

【発明の効果】

本発明の改質剤により次のような効果が得られる。 ｆｉｌ貯蔵安定性の高い改質ベントナイトが得られる。 ｆ２１　ａｉ合操作が容易である。 （３）耐セメントや耐塩性の高いベントナイトに改質で
き、商品価値が上がる． （４）この改質ベントナイトで安定液を調製すると、掘
削使用時の劣化が少く、安定液管理が容易で安全掘削で
きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重合度２０〜５００の粉末状アクリル酸重合体、メ
   タクリル酸重合体、アクリル酸の含有率が５０モル％以
   上であるアクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重
   合体又はメタクリル酸の含有率が５０モル％以上である
   メタクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重合体の
   いずれか１種以上の酸型のものと粉末状アルカリ性物質
   とを必須成分として含有することを特徴とするベントナ
   イト改質剤。 ２、請求項１記載のベントナイト改質剤を含有すること
   を特徴とする改質ベントナイト。 ３、請求項２記載の改質ベントナイトを使用することを
   特徴とする掘削工法。