JPH0570197A - 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 - Google Patents
超高圧噴流注入工法用セメント添加剤Info
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- JPH0570197A JPH0570197A JP23274491A JP23274491A JPH0570197A JP H0570197 A JPH0570197 A JP H0570197A JP 23274491 A JP23274491 A JP 23274491A JP 23274491 A JP23274491 A JP 23274491A JP H0570197 A JPH0570197 A JP H0570197A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 下記の一般式(I) で表わされる化合物、或は
下記の式(II)、(III)又は(IV)で表わされる化合物のメ
チロール化物若しくはスルホン化物から選ばれる１種又
は２種以上の化合物のホルムアルデヒド縮合物又は共縮
合物の水溶性塩とリン酸塩の２成分よりなる超高圧噴流
注入工法用セメント添加剤。 〔 式中、X1は水素、Ｃ１〜３のアルキル基、カルボキ
シル基又はそのアルカリ金属塩、スルホン基又はそのア
ルカリ金属塩、水酸基、メトキシ基からなる群から選ば
れ、Y1はカルボキシル基又はそのアルカリ金属塩、スル
ホン基又はそのアルカリ金属塩からなる群から選ばれ、
Ｒは水素又はＣ１〜３のアルキル基を示す。〕 【効果】 この添加剤はセメント系硬化材に流動性を賦
与させ、粘土質に対する減粘効果を向上せしめる。
下記の式(II)、(III)又は(IV)で表わされる化合物のメ
チロール化物若しくはスルホン化物から選ばれる１種又
は２種以上の化合物のホルムアルデヒド縮合物又は共縮
合物の水溶性塩とリン酸塩の２成分よりなる超高圧噴流
注入工法用セメント添加剤。 〔 式中、X1は水素、Ｃ１〜３のアルキル基、カルボキ
シル基又はそのアルカリ金属塩、スルホン基又はそのア
ルカリ金属塩、水酸基、メトキシ基からなる群から選ば
れ、Y1はカルボキシル基又はそのアルカリ金属塩、スル
ホン基又はそのアルカリ金属塩からなる群から選ばれ、
Ｒは水素又はＣ１〜３のアルキル基を示す。〕 【効果】 この添加剤はセメント系硬化材に流動性を賦
与させ、粘土質に対する減粘効果を向上せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軟弱地盤改良の地下工法
における超高圧噴流注入工法用のセメント添加剤に関す
るものである。
における超高圧噴流注入工法用のセメント添加剤に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超高圧噴流注入工法とは、地上から地中
深くまで直径15cm程度の小さな孔を開け、その中に管
（２重乃至３重の管）を通してセメント系硬化材を超高
圧(200〜700Kg/cm2)でジェット噴流体として送り、回り
の土砂を削りとり、土砂を地上に排出しながら硬化材と
の置換によって地中に柱体や壁体を構築する軟弱地盤の
改良工法である。この工法には高流動性のセメント系硬
化材（以下、硬化材と称す）が要求されることから、従
来この目的の剤としてセメント・水比による強度（28日
後の強度＝30Kg/cm2以上）を満足し、流動効果のあるナ
フタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（以下、ナ
フタレン系と称す）が添加剤として使用されている。
深くまで直径15cm程度の小さな孔を開け、その中に管
（２重乃至３重の管）を通してセメント系硬化材を超高
圧(200〜700Kg/cm2)でジェット噴流体として送り、回り
の土砂を削りとり、土砂を地上に排出しながら硬化材と
の置換によって地中に柱体や壁体を構築する軟弱地盤の
改良工法である。この工法には高流動性のセメント系硬
化材（以下、硬化材と称す）が要求されることから、従
来この目的の剤としてセメント・水比による強度（28日
後の強度＝30Kg/cm2以上）を満足し、流動効果のあるナ
フタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（以下、ナ
フタレン系と称す）が添加剤として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ナフタレン系の添加剤では注入時の硬化材の粘性低下能
は大きいものの、粘土質に対する減粘効果は小さいこと
から排泥液の粘性が下がらずに排出が困難な状況であ
る。その結果、硬化材の注入効率が低下するばかりでは
なく、硬化材が土中において設計外への拡散や、それに
伴う表層部への突起などの現象が生じ、問題となってい
る。
ナフタレン系の添加剤では注入時の硬化材の粘性低下能
は大きいものの、粘土質に対する減粘効果は小さいこと
から排泥液の粘性が下がらずに排出が困難な状況であ
る。その結果、硬化材の注入効率が低下するばかりでは
なく、硬化材が土中において設計外への拡散や、それに
伴う表層部への突起などの現象が生じ、問題となってい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を鑑み、本
発明者らは硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の
両性能を併せもち、基準強度（28日後の強度＝30Kg/cm2
以上）を満足する添加剤を目標に鋭意検討の結果、本発
明を完成するに至ったものである。即ち本発明は、下記
の一般式(I) で表わされる化合物、
発明者らは硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の
両性能を併せもち、基準強度（28日後の強度＝30Kg/cm2
以上）を満足する添加剤を目標に鋭意検討の結果、本発
明を完成するに至ったものである。即ち本発明は、下記
の一般式(I) で表わされる化合物、
【０００５】
【化５】
【０００６】〔 式中、X1は水素、炭素数１〜３のアル
キル基、カルボキシル基又はそのアルカリ金属塩、スル
ホン基又はそのアルカリ金属塩、水酸基、メトキシ基か
らなる群から選ばれ、Y1はカルボキシル基又はそのアル
カリ金属塩、スルホン基又はそのアルカリ金属塩からな
る群から選ばれる。〕 又は下記の一般式(II)で表わされる化合物、
キル基、カルボキシル基又はそのアルカリ金属塩、スル
ホン基又はそのアルカリ金属塩、水酸基、メトキシ基か
らなる群から選ばれ、Y1はカルボキシル基又はそのアル
カリ金属塩、スルホン基又はそのアルカリ金属塩からな
る群から選ばれる。〕 又は下記の一般式(II)で表わされる化合物、
【０００７】
【化６】
【０００８】下記の一般式(III) で表わされる化合物、
【０００９】
【化７】
【００１０】〔 式中、Ｒは水素又は炭素数１〜３のア
ルキル基、アルキレン基を示す。〕 下記の一般式(IV)で表わされる化合物
ルキル基、アルキレン基を示す。〕 下記の一般式(IV)で表わされる化合物
【００１１】
【化８】
【００１２】のメチロール化物若しくはスルホン化物か
ら選ばれる１種又は２種以上のホルムアルデヒド縮合物
の水溶性塩とリン酸塩の２成分よりなることを特徴とす
る超高圧噴流注入工法用セメント添加剤に関する。本発
明の添加剤は硬化材に高流動性を賦与し、しかもこの硬
化材は粘土質の減粘性にも優れた効果を与えるものであ
る。
ら選ばれる１種又は２種以上のホルムアルデヒド縮合物
の水溶性塩とリン酸塩の２成分よりなることを特徴とす
る超高圧噴流注入工法用セメント添加剤に関する。本発
明の添加剤は硬化材に高流動性を賦与し、しかもこの硬
化材は粘土質の減粘性にも優れた効果を与えるものであ
る。
【００１３】一般に水系におけるセメント粒子や無機粒
子の流動性や減粘性の現象は分散作用によるもので、そ
の分散メカニズムは粒子表面の荷電力による電気的反発
によって決まるものと説明されている〔材料，34巻，N
o.378， 347頁（1985) 参照〕。本発明者らはセメント
粒子と粘土粒子に対し分散性を与え、且つセメントを分
散させた後に、さらに粘土物質を分散させる効果のある
添加剤の検討を行い、本発明を完成させたものであり、
ナフタレン系や一般の分散剤では得られない性能を示す
ものである。前述の分散理論で説明するならば、本発明
の２成分添加剤は粒子表面に荷電を与え、分散させてい
るものであるが、硬化材中のセメントと地中粘土の両物
質に対して、吸着速度や吸着形態が一般の分散剤とは異
なっているものと推察される。即ち、本発明の添加剤
は、まず硬化材中のセメントに吸着して流動性を与え、
この時点では粘土に吸着する成分を残し、粘土物質との
接触時点で残成分が吸着して減粘性を示すもので、本発
明の添加剤の２成分が両物質に対して経時的吸着と分散
が有効に作用しているものと推察される。
子の流動性や減粘性の現象は分散作用によるもので、そ
の分散メカニズムは粒子表面の荷電力による電気的反発
によって決まるものと説明されている〔材料，34巻，N
o.378， 347頁（1985) 参照〕。本発明者らはセメント
粒子と粘土粒子に対し分散性を与え、且つセメントを分
散させた後に、さらに粘土物質を分散させる効果のある
添加剤の検討を行い、本発明を完成させたものであり、
ナフタレン系や一般の分散剤では得られない性能を示す
ものである。前述の分散理論で説明するならば、本発明
の２成分添加剤は粒子表面に荷電を与え、分散させてい
るものであるが、硬化材中のセメントと地中粘土の両物
質に対して、吸着速度や吸着形態が一般の分散剤とは異
なっているものと推察される。即ち、本発明の添加剤
は、まず硬化材中のセメントに吸着して流動性を与え、
この時点では粘土に吸着する成分を残し、粘土物質との
接触時点で残成分が吸着して減粘性を示すもので、本発
明の添加剤の２成分が両物質に対して経時的吸着と分散
が有効に作用しているものと推察される。
【００１４】本発明の超高圧噴流注入工法用セメント添
加剤に用いられる上記の一般式(I)で表わされる化合物
或は上記の一般式(II)、(III) 又は(IV)で表わされる化
合物のメチロール化物若しくはスルホン化物から選ばれ
る１種又は２種以上の化合物ホルムアルデヒド縮合物又
は共縮合物の水溶性塩の一例を挙げればメラミンスルホ
ン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩〔例えば、商
品名 マイテイ150V−2:花王（株）製〕、フェノールス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩（例え
ば、特許No.1097647号公報）、フェノール・アニリンス
ルホン酸ナトリウム共縮合物（例えば、特開平１−1134
19号公報）、フェノール・メラミンメチロール化スルホ
ン酸塩共縮合物（例えば、特開昭56−13674号公報）、
尿素・メラミンメチロール化スルホン酸塩共縮合物（例
えば、特公昭52−13991 号公報）やフェノール・メラミ
ン・スルファニル酸ナトリウムのホルムアルデヒド共縮
合物等が挙げられる。
加剤に用いられる上記の一般式(I)で表わされる化合物
或は上記の一般式(II)、(III) 又は(IV)で表わされる化
合物のメチロール化物若しくはスルホン化物から選ばれ
る１種又は２種以上の化合物ホルムアルデヒド縮合物又
は共縮合物の水溶性塩の一例を挙げればメラミンスルホ
ン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩〔例えば、商
品名 マイテイ150V−2:花王（株）製〕、フェノールス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩（例え
ば、特許No.1097647号公報）、フェノール・アニリンス
ルホン酸ナトリウム共縮合物（例えば、特開平１−1134
19号公報）、フェノール・メラミンメチロール化スルホ
ン酸塩共縮合物（例えば、特開昭56−13674号公報）、
尿素・メラミンメチロール化スルホン酸塩共縮合物（例
えば、特公昭52−13991 号公報）やフェノール・メラミ
ン・スルファニル酸ナトリウムのホルムアルデヒド共縮
合物等が挙げられる。
【００１５】また、リン酸塩としてはトリポリリン酸
塩、ピロリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等であり、リン
酸塩の種類としては水溶性のアルカリ金属塩が適当であ
り、特に限定するものではないがナトリウム塩とカリウ
ム塩が好ましく、これらの１種又は２種以上を用いる。
本発明の添加剤の添加量は硬化材中のセメントに対して
有効成分換算で 0.2重量％〜4.0 重量％の範囲が好まし
く、 0.5重量％〜2.0 重量％の範囲が更に好ましい。
0.2重量％未満では粘土に対する減粘性の効果が充分で
なく、 4.0重量％を超える量を添加すると硬化時間の遅
延や強度低下をもたらし好ましくない。
塩、ピロリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等であり、リン
酸塩の種類としては水溶性のアルカリ金属塩が適当であ
り、特に限定するものではないがナトリウム塩とカリウ
ム塩が好ましく、これらの１種又は２種以上を用いる。
本発明の添加剤の添加量は硬化材中のセメントに対して
有効成分換算で 0.2重量％〜4.0 重量％の範囲が好まし
く、 0.5重量％〜2.0 重量％の範囲が更に好ましい。
0.2重量％未満では粘土に対する減粘性の効果が充分で
なく、 4.0重量％を超える量を添加すると硬化時間の遅
延や強度低下をもたらし好ましくない。
【００１６】また、本発明の添加剤において、上記ホル
ムアルデヒド縮合物又は共縮合物の水溶性塩とリン酸塩
の重量比は15〜95：85〜５が好ましく、30〜95：70〜５
が更に好ましい。この組成比の範囲において、硬化材の
流動性及び粘土の減粘性が顕著であり、しかも強度低下
が少なく、有効な組成比の範囲である。
ムアルデヒド縮合物又は共縮合物の水溶性塩とリン酸塩
の重量比は15〜95：85〜５が好ましく、30〜95：70〜５
が更に好ましい。この組成比の範囲において、硬化材の
流動性及び粘土の減粘性が顕著であり、しかも強度低下
が少なく、有効な組成比の範囲である。
【００１７】本発明の添加剤の添加されるセメント系硬
化材のセメント類としては、普通ポルトランドセメント
の他、高炉セメント、フライアッシュセメント、早強セ
メント等のセメント類が対象となる。また、セメントの
他に各種の混和材、例えばフライアッシュ、シリカヒュ
ーム、高炉スラグ、膨張材等を含むセメント系硬化材も
本発明の範疇であり、限定されるものではない。更に、
本発明の添加剤は、他の公知の添加剤、例えば減水剤、
ＡＥ（空気連行）剤、ＡＥ減水剤、起泡剤、保水剤、増
粘剤、高分子エマルジョン、水溶性高分子等との併用も
可能である。
化材のセメント類としては、普通ポルトランドセメント
の他、高炉セメント、フライアッシュセメント、早強セ
メント等のセメント類が対象となる。また、セメントの
他に各種の混和材、例えばフライアッシュ、シリカヒュ
ーム、高炉スラグ、膨張材等を含むセメント系硬化材も
本発明の範疇であり、限定されるものではない。更に、
本発明の添加剤は、他の公知の添加剤、例えば減水剤、
ＡＥ（空気連行）剤、ＡＥ減水剤、起泡剤、保水剤、増
粘剤、高分子エマルジョン、水溶性高分子等との併用も
可能である。
【００１８】本発明の添加剤の対象となる超高圧噴流注
入工法は、上記の如く超高圧（吐出圧力 200〜700Kg/cm
2)でセメント硬化材によって切削と地中土砂との置換を
目的に注入するものであるが、本発明の添加剤は水のみ
で切削し、別ノズルで硬化材を注入する方法においても
使用することができる。この場合、本発明の添加剤を、
水或は硬化材の何れか一方に添加するか、若しくは水と
硬化材の両方に添加するか、何れの方法も実施し得る。
入工法は、上記の如く超高圧（吐出圧力 200〜700Kg/cm
2)でセメント硬化材によって切削と地中土砂との置換を
目的に注入するものであるが、本発明の添加剤は水のみ
で切削し、別ノズルで硬化材を注入する方法においても
使用することができる。この場合、本発明の添加剤を、
水或は硬化材の何れか一方に添加するか、若しくは水と
硬化材の両方に添加するか、何れの方法も実施し得る。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。実施例１ 下記に示す配合組成で硬化材と粘土物質を調整し、本発
明の添加剤及び比較添加剤を加えて流動性を測定した。
更に、添加剤を含む硬化材を粘土物質に加えて粘度と圧
縮強度を測定した。圧縮強度は粘土物質と硬化材の混合
された土中状態の強度を測定し、本実施例では硬化材と
粘土物質の比率を１対２の重量比に設定して実施した。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。実施例１ 下記に示す配合組成で硬化材と粘土物質を調整し、本発
明の添加剤及び比較添加剤を加えて流動性を測定した。
更に、添加剤を含む硬化材を粘土物質に加えて粘度と圧
縮強度を測定した。圧縮強度は粘土物質と硬化材の混合
された土中状態の強度を測定し、本実施例では硬化材と
粘土物質の比率を１対２の重量比に設定して実施した。
【００２０】 硬化材調整組成 粘土調整組成 セメント； 100重量部 蛙目粘土； 240重量部 水 ； 80重量部 水 ； 120重量部 添加剤 ； 0.2〜5.0 重量部 （セメントに対する重量％） 測定は下記に示す方法で実施した。 ・硬化材の流動性； 土木学会制定試験法「プレパック
ドコンクリートの注入モルタル流動性試験」に基づき、
Ｊロート滴下時間（秒）で測定した。 ・硬化材と粘土物質との混合物の粘度； Ｂ型粘度計を
用い、 cpsで求めた。 ・圧縮強度； 直径５cm、高さ10cmの円筒状供試体を作
製し、28日後の強度をJ-IS A 1108 法にて測定した。 使用したアニリンスルホン化物、メラミン、フェノー
ル、尿素のメチロール化物及びスルホン化物等のホルム
アルデヒド縮合物の内容を表１に示す。
ドコンクリートの注入モルタル流動性試験」に基づき、
Ｊロート滴下時間（秒）で測定した。 ・硬化材と粘土物質との混合物の粘度； Ｂ型粘度計を
用い、 cpsで求めた。 ・圧縮強度； 直径５cm、高さ10cmの円筒状供試体を作
製し、28日後の強度をJ-IS A 1108 法にて測定した。 使用したアニリンスルホン化物、メラミン、フェノー
ル、尿素のメチロール化物及びスルホン化物等のホルム
アルデヒド縮合物の内容を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】使用したリン酸塩の内容を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】実施例での各種リン酸塩とホルムアルデヒ
ド縮合物塩又は共縮合物の配合比と、添加剤の添加量及
び評価結果を表３に示す。
ド縮合物塩又は共縮合物の配合比と、添加剤の添加量及
び評価結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】*1；セメントに対する重量％ *2；商品名：サンフロ−PS〔山陽国策パルプ（株）製〕実施例２ 実施例１と同様の方法で実施した各種リン酸塩とホルム
アルデヒド縮合物塩又は共縮合物の配合比と、添加剤の
添加量及び評価結果を表４に示す。
アルデヒド縮合物塩又は共縮合物の配合比と、添加剤の
添加量及び評価結果を表４に示す。
【００２７】
【表４】
【００２８】* ；セメントに対する重量％ 表３、表４の結果より、下記に示すように本発明の添加
剤は粘土物質の粘度低下が著しく、他の性能も満足して
いることが判る。 ・硬化材の流動性 ； 18秒以下 ・硬化材＋粘土の粘度 ； 5000cps 以下 ・圧縮強度 ； 30Kg/cm2以上
剤は粘土物質の粘度低下が著しく、他の性能も満足して
いることが判る。 ・硬化材の流動性 ； 18秒以下 ・硬化材＋粘土の粘度 ； 5000cps 以下 ・圧縮強度 ； 30Kg/cm2以上
【００２９】
【発明の効果】本発明の添加剤はセメント系硬化材に流
動性を賦与させ、粘土質に対する減粘効果を向上せしめ
るので、超高圧噴流注入用添加材としてセメント系硬化
材の注入効果を顕著にし、地盤改良工法の発展に寄与し
得る。
動性を賦与させ、粘土質に対する減粘効果を向上せしめ
るので、超高圧噴流注入用添加材としてセメント系硬化
材の注入効果を顕著にし、地盤改良工法の発展に寄与し
得る。
Claims (2)
- 【請求項１】 下記の一般式(I) で表わされる化合物、 【化１】 〔 式中、X1は水素、炭素数１〜３のアルキル基、カル
ボキシル基又はそのアルカリ金属塩、スルホン基又はそ
のアルカリ金属塩、水酸基、メトキシ基からなる群から
選ばれ、Y1はカルボキシル基又はそのアルカリ金属塩、
スルホン基又はそのアルカリ金属塩からなる群から選ば
れる。〕 或は下記の式(II)、(III）又は(IV)で表わされる化合物
のメチロール化物若しくはスルホン化物 【化２】 【化３】 〔 式中、Ｒは水素又は炭素数１〜３のアルキル基を示
す。〕 【化４】 から選ばれる１種又は２種以上の化合物のホルムアルデ
ヒド縮合物又は共縮合物の水溶性塩とリン酸塩の２成分
よりなることを特徴とする超高圧噴流注入工法用セメン
ト添加剤。 - 【請求項２】 一般式(I) で表わされる化合物或は式(I
I)、(III) 又は(IV)で表わされる化合物のメチロール化
物若しくはスルホン化物から選ばれる１種又は２種以上
の化合物のホルムアルデヒド縮合物又は共縮合物の水溶
性塩15〜95重量部とリン酸塩５〜85重量部からなる請求
項１記載の超高圧噴流注入工法用セメント添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23274491A JPH0570197A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23274491A JPH0570197A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570197A true JPH0570197A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16944086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23274491A Pending JPH0570197A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570197A (ja) |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP23274491A patent/JPH0570197A/ja active Pending
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