JPH0680459A - セメント系泥水およびセメント系グラウト材 - Google Patents
セメント系泥水およびセメント系グラウト材Info
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- 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
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
生コンクリート工場やコンクリート製品工場で発生する
セメントゲルを含むスラッジの懸濁液の有効利用を図る
と同時に、海水の影響下においても使用できるセメント
系泥水、および海水の影響を受けずしかも使用に際し水
の添加を一段階で行うことができるセメント系グラウト
材を提供する。 【構成】 生コンクリート工場やコンクリート製品工場
で発生するセメントゲルを含むスラッジの懸濁液を主成
分とするセメント系泥水あるいはセメント系グラウト
材。
Description
における泥水、およびトンネル工事、上下水道、ケーブ
ル埋設などに用いられるセメント系泥水およびセメント
系グラウト材に関する。
ト製品工場で発生するセメントゲルを含むスラッジの懸
濁液の量が急速に増加してきており、その処分が問題と
なっている。このようなスラッジの懸濁液の有効利用の
一つとして、懸濁液中の骨材を取り出し、これを再生骨
材として再利用する試みがなされている。
除いた残りのスラッジや、骨材を取り除いた残りのセメ
ントゲルを高含有率で含む部分についてはほとんど利用
されておらず、その処分に多大な手間や費用がかかって
いるのが実状である。
合には、抗底やビット付近から堀屑を除去してこれを地
表まで運んだり、ビットの冷却、潤滑を行ったり、膜を
作り抗壁が崩れるのを防ぐなどのために泥水が使用され
ている。このような泥水としては、水をベースにしたも
のや油をベースにしたものが知られているが、一般的に
は水をベースとしたものが用いられており、最も良く利
用されているのが水とベントナイトの懸濁液である。ま
た、シールド工法によるトンネル工事では、掘削面との
間の空間を充填する目的として種々のグラウト材が使用
されている。このようなグラウト材として最も一般的な
ものがセメント系の材料からなるものであり、セメン
ト、水、ベントナイト、水ガラスなどが混合されて用い
られている。
子であり、水を吸収して膨潤し、粘度を増すことから泥
水として用いられたり、またセメント、水、骨材などの
材料分離やブリージングを防ぎ、間隙を充填するのに適
していることからグラウトに用いられているのである。
しかし、ベントナイトは海水と接触すると、ベントナイ
ト中のナトリウムイオンが海水中に含まれるカルシウム
イオンと交換反応を起こし、その膨潤性が失われるた
め、海底での掘削などでの泥水には適用できないといっ
た欠点がある。
用する場合にも、例えばベントナイトとセメントとをプ
レミックスしたものに水を加えると、ベントナイト中の
ナトリウムがセメントから遊離したカルシウムと交換反
応を起こし、ベントナイトの膨潤性が急激に失われると
同時に、セメントの硬化能力も急激に減少するといった
問題がある。したがって、この問題を解決するため従来
では、予めベントナイトを十分に吸水させて膨潤させて
おき、その後セメントを加えるといった二段階の操作を
行わなければならず、現場施工上きわめて不便であり、
工期短縮を損なう一つの要因となっていた。また、同様
の理由から、海底トンネルなどの海水が存在するところ
では、ベントナイト系のグラウト材は通常使用に適さな
いものとされている。
おり、埋蔵量も少なく高価であり、また国内のベントナ
イト資源は枯渇傾向にあるため今後の需要に対応できな
いことが予想される。そこで、セメントや海水の影響を
受けないものでベントナイトに代わるものとして、同様
な粘土鉱物であるアタパルジャイト、セピオライト、ク
リソタイル系アスベストなどが挙げられている。しか
し、これらはいずれも繊維状構造により粘性を付与し、
ブリージングを防止しているため、ポンプ圧送性がベン
トナイトに比べ劣っており、したがって実際の使用には
難がある。
で、その目的とするところは、従来廃棄処理に手間と費
用を必要としていた生コンクリート工場やコンクリート
製品工場で発生するセメントゲルを含むスラッジの懸濁
液の有効利用を図ると同時に、海水の影響下においても
使用できるセメント系泥水、および海水の影響を受けず
しかも使用に際し水の添加を一段階で行うことができる
セメント系グラウト材を提供することにある。
1、2記載のセメント系泥水、セメント系グラウト材で
は、珪酸カルシウム水和物等のセメント水和物を含む懸
濁液を用いたことを前記課題の解決手段とした。請求項
3、4記載のセメント系泥水、セメント系グラウト材で
は、生コンクリート工場やコンクリート製品工場で発生
するセメントゲルを含むスラッジの懸濁液を主成分とす
ることを前記課題の解決手段とした。請求項5記載のセ
メント系泥水では、前記セメントゲルを含むスラッジの
懸濁液が、脱水もしくは希釈されてその固形分が10〜
99重量%に調整されてなることを前記課題の解決手段
とした。請求項6記載のセメント系グラウト材では、前
記セメントゲルを含むスラッジの懸濁液が、脱水もしく
は希釈されてその固形分が10〜99重量%に調整され
てなることを前記課題の解決手段とした。請求項7記載
のセメント系グラウト材では、前記セメントゲルを含む
スラッジの懸濁液にセメントが添加されてなることを前
記課題の解決手段とした。
はケイ酸カルシウムを主要成分として含んでおり、水と
接触するとケイ酸カルシウム水和物を主体としたセメン
トゲルを生成し、硬化するものである。したがって、生
コンクリート工場やコンクリート製品工場で発生するス
ラッジの懸濁液には、セメントゲルが多量に含まれてい
るのである。このセメントゲルは平板、繊維状であり、
固体の比面積が220m2/gと非常に表面積が大き
く、また毛細管水、ゲル水など多量の水分を含んでい
る。このため、セメントゲルは非常に多量の水分を吸収
することができ、高い膨潤性を有しているのである。
作用に着目し、セメントゲルを含むスラッジの懸濁液を
石油や天然ガスの掘削を行う場合の泥水や、トンネル工
事、上下水道、ケーブル埋設等のグラウトに使用できる
ことを見いだし本発明を完成させたのである。なお、生
コンクリート工場やコンクリート製品工場で発生するセ
メントゲルを含むスラッジの懸濁液は、セメントゲルの
含有量が一定ではないため、実際の使用、すなわち製品
化するにあたっては脱水もしくは希釈し、セメントゲル
の含有率を調整して使用するのが好ましく、具体的には
泥水とする場合懸濁液中の固形分を10〜99重量%
に、またグラウト材とする場合懸濁液中の固形分を10
〜99重量%に調整するのが、それぞれの使用に適し好
ましい。また、必要に応じ前記懸濁液にセメントを添加
し、泥水あるいはグラウト材として求められる物性を高
めるのが好ましい。なお、セメントゲルを多量に含むス
ラッジについて説明したが、このスラッジを含まなくて
も、セメント水和物を含んでいればよい。このセメント
水和物として、珪酸カルシウム水和物、カルシウムアル
ミネート水和物、カルシウムサルファアルミネート水和
物、カルシウムアルミノシリケート水和物、水酸化カル
シウム等が挙げられる。このセメント水和物は、一般に
市販されているセメント若しくは公知の特殊セメントを
水和させたものを用いてもよい。
ント水和物を含む懸濁液を用いるので、セメントと水と
を同時に加えることができる。すなわち、グラウト材に
最も良く用いられている粘度鉱物であるベントナイト
は、セメントと同時混合すると、ベントナイト中のナト
リウムイオンがセメントの水和により析出したカルシウ
ムイオンと交換反応を起こし、膨潤しなくなるが、セメ
ント水和物を含む懸濁液ではこの心配は全くない。この
ため、ベントナイトに水を加え、膨潤した後にセメント
を加えて混合するという二段階の工程がセメント水和物
を含む懸濁液にセメントと水とを同時に加えるという一
段階の工程となり、作業効率が上がり、管理も楽にな
る。請求項2記載のセメント系グラウト材によれば、セ
メント水和物を含むので、強度が向上する。すなわち、
セメント水和物を含む懸濁液中には、セメントの水和よ
り遊離したカルシウムイオンが多量にあるため、セメン
トに水を加えた場合に比べて、水中でのカルシウムイオ
ン濃度が大きく、グラウト材に最も良く使用されている
水ガラスとの反応が速く、初期強度が大きくなる。ま
た、セメント水和物を用いたので、グラウト全体がセメ
ント硬化体だけとなるため、長期強度も大きくなる。請
求項3記載のセメント系泥水によれば、ベントナイトを
主成分とすることなく、生コンクリート工場やコンクリ
ート製品工場で発生するセメントゲルを含むスラッジの
懸濁液を主成分としていることにより、海水の影響を受
けず、したがって海底での掘削における泥水として使用
可能となる。請求項4記載のセメント系グラウト材によ
れば、セメント、骨材等の材料とプレミックスが可能と
なり、したがって使用に際しての調整がベントナイトと
異なり一段階で済む。
を含む懸濁液を調整した。この懸濁液は、早強セメント
1000gと、水1000gとを混合したペーストを2
0℃で24時間養生することで調整した。この懸濁液4
00gに、普通セメント100gと水674gとを同時
に加えて一分間混合し、サンプル1を得た。このサンプ
ル1のブリージング率を測定した結果を表1に示す。こ
こで、ブリージング率は、サンプルの液を1000ml
のメスフラスコに入れ、一時間後に測定したブリージン
グ率を示す。
にベントナイトを用いてサンプル2、3を調整した。サ
ンプル2は、ベントナイト40gと普通セメント260
gとを予め十分混合し、その後、これに水879gを加
えて一分間混合して調整した。サンプル3は、ベントナ
イト40gに水879gを加えて一分間混合して十分膨
潤させた後、これに普通セメント260gを加えて一分
間混合した。こうして得られたサンプル2、3のブリー
ジング率を測定し、この測定結果を表2に示す。
り、サンプル3のブリージング率は0%であった。
ントと同時に混合すると、非常にブリージング率が大き
く、これらを同時に混合できないことがわかる。また、
ベントナイトと普通セメントとを別に混合すると、これ
ら混合操作が二段階となり、混合時間が倍になる。ま
た、表1と表2との結果を比べると、セメント水和物を
含む懸濁液を用いたものは、ベントナイトに比べ、ブリ
ージング性能に遜色がない。
の液1000mlに水ガラス40mlを混合し、そのと
きのゲル化時間と、一時間、28日後の圧縮強度とをそ
れぞれ測定し、測定結果を表3に示す。
トナイトを用いたサンプル3に比べ、大きな初期強度と
長期強度とを示した。そして、サンプル1は、実用上何
等問題のないゲル化時間を示した。
たスラッジの懸濁液を脱水し固形分を20重量%に調整
してこれを泥水とし、得られた泥水の見かけ粘性(A
V)、イールドバリュー(YV)、ゲルストレングス
(GEL)をそれぞれ測定した。さらに、泥水である懸
濁液に対してNaClを1.0%添加した場合について
同様の測定を行い、塩分汚染の影響を調べた。また、比
較のためベントナイト4重量部を水96重量部に懸濁し
た泥水について同様の測定を行った。得られた結果を表
4に示す。
加によりAV、YV、GELが著しく増大しているのに
対し、本発明品であるスラッジの懸濁液を用いた泥水で
はほとんど変化がなく、したがって本発明品は海水中で
の使用に支障がないことが確認された。
たスラッジの懸濁液を脱水して固形分を30重量%に調
整した。次に、得られた懸濁液600重量部をミキサー
に入れ、さらにこのミキサーに早強ポルトランドセメン
ト100重量部を入れて混合した。その後、このミキサ
ーに3号水ガラス50重量部を入れて混練しグラウト材
とした。得られたグラウト材について、土木学会規準
「プレパックドコンクリートの注入モルタルの流動性試
験方法」、「プレパックドコンクリートの注入モルタル
のブリージング率及び膨張率試験方法」、「プレパック
ドコンクリートの注入モルタルの圧縮強度試験方法」に
準じてフロー値、ブリージング率、圧縮強度を測定し、
その結果を表5に示す。
部、水450重量部をそれぞれミキサーに入れ、十分に
混合してベントナイトに水を吸収させた後、これに早強
ポルトランドセメント100重量部を加えて混合し、さ
らに3号水ガラス50重量部を加えて混練しグラウト材
を得た。得られたグラウト材について実施例2と同様に
フロー値、ブリージング率、圧縮強度をそれぞれ測定
し、その結果を表5に示す。
ラウト材は、ベントナイトとセメントとを二段階で添
加、混練して得た従来のグラウト材に比べ、ブリージン
グ率、フロー値、圧縮強度のいずれにも遜色がないこと
が確認された。
項1記載のセメント系泥水および請求項2記載のセメン
ト系グラウト材は、珪酸カルシウム水和物等のセメント
水和物を含む懸濁液を用いたので、セメント水和物はベ
ントナイト中のナトリウムイオンと反応せず、セメント
と水とを同時に加えることができる。このため、ベント
ナイトに水を加えて膨潤させ、その後、セメントを加え
て混合するという二段階の工程が、セメント水和物を含
む懸濁液にセメントと水とを同時に加えるという一段階
の混合工程となり、混合作業における作業効率を向上さ
せることができる。そして、セメント水和物を含むの
で、グラウト材全体がセメント硬化体だけとなるため
に、グラウト材の強度を向上できる。請求項3記載のセ
メント系泥水は、ベントナイトを主成分とすることな
く、生コンクリート工場やコンクリート製品工場で発生
するセメントゲルを含むスラッジの懸濁液を主成分とす
るものであるから、海水中に含まれるイオンの影響を受
けず、したがって海底での掘削における泥水として使用
することができる。請求項4記載のセメント系グラウト
材は、従来用いられていた二段階添加のグラウト材に比
較して遜色のない十分な性能を有し、しかもセメントゲ
ルを含むスラッジの懸濁液を主成分とするものであるか
ら当然セメント、骨材等の材料と支障なくプレミックス
することができ、よって使用に際しての調整がベントナ
イトと異なり一段階で済むことにより現場での作業性・
施工性を向上させることができる。また、これら泥水お
よびグラウト材はいずれも廃棄物を利用しているため、
安価に製造することができ、しかも従来廃棄処理に要し
ていた手間や費用を削減することができるとともに資源
の有効利用を図ることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 珪酸カルシウム水和物等のセメント水和
物を含む懸濁液を用いたセメント系泥水。 - 【請求項2】 珪酸カルシウム水和物等のセメント水和
物を含む懸濁液を用いたセメント系グラウト材。 - 【請求項3】 生コンクリート工場やコンクリート製品
工場で発生するセメントゲルを含むスラッジの懸濁液を
主成分とするセメント系泥水。 - 【請求項4】 生コンクリート工場やコンクリート製品
工場で発生するセメントゲルを含むスラッジの懸濁液を
主成分とするセメント系グラウト材。 - 【請求項5】 請求項3記載のセメント系泥水におい
て、前記セメントゲルを含むスラッジの懸濁液が、脱水
もしくは希釈されてその固形分が10〜99重量%に調
整されてなるセメント系泥水。 - 【請求項6】 請求項4記載のセメント系グラウト材に
おいて、前記セメントゲルを含むスラッジの懸濁液が、
脱水もしくは希釈されてその固形分が10〜99重量%
に調整されてなるセメント系グラウト材。 - 【請求項7】 請求項4又は6記載のセメント系グラウ
ト材において、前記セメントゲルを含むスラッジの懸濁
液にセメントが添加されてなるセメント系グラウト材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17344893A JP3312780B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-07-13 | セメント系泥水 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18554092 | 1992-07-13 | ||
JP4-185540 | 1992-07-13 | ||
JP17344893A JP3312780B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-07-13 | セメント系泥水 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0680459A true JPH0680459A (ja) | 1994-03-22 |
JP3312780B2 JP3312780B2 (ja) | 2002-08-12 |
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ID=26495418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17344893A Expired - Fee Related JP3312780B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-07-13 | セメント系泥水 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3312780B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11157895A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-15 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 遅硬性固化材用刺激材及びそれを含む遅硬性固化材 |
JP2012149107A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Gecoss Corp | 注入液用組成物、削孔用注入液 |
JP2014009487A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Tokuyama Corp | 流動化処理土 |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP17344893A patent/JP3312780B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11157895A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-15 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 遅硬性固化材用刺激材及びそれを含む遅硬性固化材 |
JP2012149107A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Gecoss Corp | 注入液用組成物、削孔用注入液 |
JP2014009487A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Tokuyama Corp | 流動化処理土 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3312780B2 (ja) | 2002-08-12 |
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