JPH0684499B2 - 固結用材料 - Google Patents
固結用材料Info
- Publication number
- JPH0684499B2 JPH0684499B2 JP27936987A JP27936987A JPH0684499B2 JP H0684499 B2 JPH0684499 B2 JP H0684499B2 JP 27936987 A JP27936987 A JP 27936987A JP 27936987 A JP27936987 A JP 27936987A JP H0684499 B2 JPH0684499 B2 JP H0684499B2
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- Japan
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- silica fume
- molar ratio
- water glass
- silica
- strength
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリカ分として珪酸のアルカリ金属塩のほかに
非晶質超微粒子シリカ（シリカフユーム）を含有し、主
として地盤注入用薬材として利用される固結用材料に係
り、特に高強度を呈するのみならず、長期間固結強度も
大きく、かつ浸透性に優れ、さらにゲル化時間の調節が
容易であり、すなわち、ゲル化時間を長く調節して高強
度を得る固結用材料に関する。
非晶質超微粒子シリカ（シリカフユーム）を含有し、主
として地盤注入用薬材として利用される固結用材料に係
り、特に高強度を呈するのみならず、長期間固結強度も
大きく、かつ浸透性に優れ、さらにゲル化時間の調節が
容易であり、すなわち、ゲル化時間を長く調節して高強
度を得る固結用材料に関する。
地盤注入用薬材として、従来、セメントグラウトあるい
は水ガラスグラウトが用いられ、また、非コロイド性シ
リカのアルカリ溶液とカルシウム塩等を含有する注入材
が知られていた。さらに、水ガラスからイオン交換樹脂
によりアルカリ金属を除去して得られる超微粒子シリカ
と、塩とを含む注入材も提示されている。
は水ガラスグラウトが用いられ、また、非コロイド性シ
リカのアルカリ溶液とカルシウム塩等を含有する注入材
が知られていた。さらに、水ガラスからイオン交換樹脂
によりアルカリ金属を除去して得られる超微粒子シリカ
と、塩とを含む注入材も提示されている。
しかし、セメントグラウトは粒子が大きいため、細粒土
地盤には浸透し得ず、また、地盤中でグラウト中のセメ
ント分と混合水が分離し、この混合水そのものは固化し
ないため土砂地盤における止水効果が不充分であった。
地盤には浸透し得ず、また、地盤中でグラウト中のセメ
ント分と混合水が分離し、この混合水そのものは固化し
ないため土砂地盤における止水効果が不充分であった。
また、水ガラスグラウトは配合液全体が固結するが、ゲ
ルそのものの強度が低く、しかも強度が経時的に低下
し、かつ収縮が大きく、長期耐久性が不充分であった。
ルそのものの強度が低く、しかも強度が経時的に低下
し、かつ収縮が大きく、長期耐久性が不充分であった。
また、非コロイド性シリカのアルカリ溶液とカルシウム
塩を含有した注入材は素材の反応が不充分であるのみな
らず、ゲル化時間が不明確で注入対象外に逸脱漏出しや
すく、またアルカリ分も溶出しやすい。
塩を含有した注入材は素材の反応が不充分であるのみな
らず、ゲル化時間が不明確で注入対象外に逸脱漏出しや
すく、またアルカリ分も溶出しやすい。
さらに、前述の超微粒子シリカと塩を含有した注入材は
シリカ分の濃度を大きくすることができず、このため高
強度を得ることが困難であり、強度を大きくするために
CaやMg等の塩（あるいは塩基）を多く用いるとただちに
ゲル化してしまい、長いゲル化時間で高強度を得ること
ができず、しかもイオン交換樹脂を用いるため、経済的
にも高価となる。
シリカ分の濃度を大きくすることができず、このため高
強度を得ることが困難であり、強度を大きくするために
CaやMg等の塩（あるいは塩基）を多く用いるとただちに
ゲル化してしまい、長いゲル化時間で高強度を得ること
ができず、しかもイオン交換樹脂を用いるため、経済的
にも高価となる。
そこで、本発明の目的は高強度を呈するのみならず、長
期固結強度も大きく、しかもゲル化時間を長く調節して
高強度を得ることができ、さらに浸透性にも優れ、前述
の公知技術に存する欠点を改良した主として地盤注入材
として用いられる固結用材料を提供することにある。
期固結強度も大きく、しかもゲル化時間を長く調節して
高強度を得ることができ、さらに浸透性にも優れ、前述
の公知技術に存する欠点を改良した主として地盤注入材
として用いられる固結用材料を提供することにある。
前述の目的を達成するため、本発明によれば、珪酸のア
ルカリ金属塩水溶液を主材とし、多価金属化合物をゲル
化材として含む固結用材料であって、前記珪酸のアルカ
リ金属塩はSiO2／Na2Oがモル比で2.5以下であり、か
つ、シリカフユームを必須成分として用いることを特徴
とする。
ルカリ金属塩水溶液を主材とし、多価金属化合物をゲル
化材として含む固結用材料であって、前記珪酸のアルカ
リ金属塩はSiO2／Na2Oがモル比で2.5以下であり、か
つ、シリカフユームを必須成分として用いることを特徴
とする。
前述の珪酸のアルカリ金属塩は３号水ガラス、オルソ珪
酸ソーダ、メタ珪酸ソーダ等の液状ないしは粉状水ガラ
スであり、特にモル比（SiO2／Me2O）が2.5以下の低モ
ル比のものが好ましいが、モル比の高い水ガラスにアル
カリを加えてモル比が2.5以下の低モル比になるように
調整してもよい。
酸ソーダ、メタ珪酸ソーダ等の液状ないしは粉状水ガラ
スであり、特にモル比（SiO2／Me2O）が2.5以下の低モ
ル比のものが好ましいが、モル比の高い水ガラスにアル
カリを加えてモル比が2.5以下の低モル比になるように
調整してもよい。
また、シリカフユームはシリコンメタルやフエロシリコ
ン等のケイ素合金を電気炉で製造する際に発生する排ガ
ス中に浮遊して生じる副産物であって、粒径0.1μｍ程
度で極めて小さく、かつブレーン比表面積が20〜23m2/g
で極めて大きく、さらに純度が87〜94％で極めて高く、
また、この成分組成（％）はSiO2:87〜94、Al2O3:0.6〜
1.4、Fe2O3:0.5〜2.0、C:0.8〜2.0である。
ン等のケイ素合金を電気炉で製造する際に発生する排ガ
ス中に浮遊して生じる副産物であって、粒径0.1μｍ程
度で極めて小さく、かつブレーン比表面積が20〜23m2/g
で極めて大きく、さらに純度が87〜94％で極めて高く、
また、この成分組成（％）はSiO2:87〜94、Al2O3:0.6〜
1.4、Fe2O3:0.5〜2.0、C:0.8〜2.0である。
上述のシリカフユームは常温で水ガラス水溶液と混合す
ると容易に均一な粘性状混合物となり、この混合物はそ
のまま長時間放置しても沈澱することがなく、懸濁状態
を保持する。この理由は不明確であるが、シリカフユー
ムの比表面積が前述のように非常に大きくて界面活性に
優れ、かつシリカフユーム粒子のまわりに溶解水ガラス
の分子が吸着して親水状態となり、長時間安定したコロ
イド性の懸濁状態を保持するためと推定される。
ると容易に均一な粘性状混合物となり、この混合物はそ
のまま長時間放置しても沈澱することがなく、懸濁状態
を保持する。この理由は不明確であるが、シリカフユー
ムの比表面積が前述のように非常に大きくて界面活性に
優れ、かつシリカフユーム粒子のまわりに溶解水ガラス
の分子が吸着して親水状態となり、長時間安定したコロ
イド性の懸濁状態を保持するためと推定される。
本発明固結用材料はシリカ分として前述のような珪酸ア
ルカリ金属塩（水ガラス）とシリカフユームを必須成分
として含有するものであり、これにゲル化剤、例えば多
価金属の塩、塩基、酸化物、セメント等を添加すること
により固結し、主に地盤注入材として用いられる。シリ
カフユームの含有量は全固結用材料100cc中に1g以上で
あることが望ましい。また、シリカ分としてはその他任
意のもの（例えば、フライアッシュ、珪藻土等）を併用
してもかまわない。
ルカリ金属塩（水ガラス）とシリカフユームを必須成分
として含有するものであり、これにゲル化剤、例えば多
価金属の塩、塩基、酸化物、セメント等を添加すること
により固結し、主に地盤注入材として用いられる。シリ
カフユームの含有量は全固結用材料100cc中に1g以上で
あることが望ましい。また、シリカ分としてはその他任
意のもの（例えば、フライアッシュ、珪藻土等）を併用
してもかまわない。
上述の本発明固結用材料は地盤注入のほかに、土や砂等
と混合し、撹拌したり、土に吹き付けたりして、土構造
物の構築や構造物そのもの等にも利用される。
と混合し、撹拌したり、土に吹き付けたりして、土構造
物の構築や構造物そのもの等にも利用される。
本発明に用いられるシリカフユームは前述のように極め
て微粒子からなるものであって、水ガラス水溶液中にお
いて長時間懸濁状態を保つ。
て微粒子からなるものであって、水ガラス水溶液中にお
いて長時間懸濁状態を保つ。
このことは次の実験によって証明される。
シリカフユームと水ガラスあるいはこれにさらに苛性ソ
ーダを表−１の配合比で混合撹拌した。対象としてシリ
カフユームの代わりにスラグ、フライアッシュおよび珪
藻土を用いた。
ーダを表−１の配合比で混合撹拌した。対象としてシリ
カフユームの代わりにスラグ、フライアッシュおよび珪
藻土を用いた。
表−１において、試料No.1および２は混合状態が均一で
粘性を帯び、静止しても二層に分離せず、この状態が長
時間保持された。
粘性を帯び、静止しても二層に分離せず、この状態が長
時間保持された。
これに対して、試料No.3〜５は撹拌して充分に均一にし
たものを静止するとすぐに上下二層に分離し、上層は液
状、下層は泥状を呈した。
たものを静止するとすぐに上下二層に分離し、上層は液
状、下層は泥状を呈した。
なお、前記実験で使用したスラグは鉱石を炉で装練する
際に脈石または不織物が融材と結合して分離したもの
が、珪酸カルシウムを主成分とし、また珪藻土はケイソ
ウの遺骸からなるケイ質の堆積物であり、フライアシュ
は煙道ガス中の細かい灰の粒子からなるものである。
際に脈石または不織物が融材と結合して分離したもの
が、珪酸カルシウムを主成分とし、また珪藻土はケイソ
ウの遺骸からなるケイ質の堆積物であり、フライアシュ
は煙道ガス中の細かい灰の粒子からなるものである。
したがって、本発明固結材料は地盤中に注入してもほと
んど材料分離を起こさず、このため浸透性に優れてい
る。
んど材料分離を起こさず、このため浸透性に優れてい
る。
また、本発明において、シリカ分として珪酸のアルカリ
金属塩（水ガラス）とシリカフユームを用いるので、水
ガラスに加えてシリカフユームのシリカ分によりシリカ
濃度が濃くなり、しかもシリカフユームのシリカ分は懸
濁状態であるため直ちに反応せず、したがって、ゲル化
剤の濃度を大きくしてもゲル化時間が短縮されず、長い
ゲル化時間を保持しながら高強度ならびに長期固結強度
を得ることができる。
金属塩（水ガラス）とシリカフユームを用いるので、水
ガラスに加えてシリカフユームのシリカ分によりシリカ
濃度が濃くなり、しかもシリカフユームのシリカ分は懸
濁状態であるため直ちに反応せず、したがって、ゲル化
剤の濃度を大きくしてもゲル化時間が短縮されず、長い
ゲル化時間を保持しながら高強度ならびに長期固結強度
を得ることができる。
しかも、シリカフユームはアルカリ分が多くなるにつれ
て活性化され、特に水ガラス水溶液のモル比SiO2／Me2O
の値が2.5以下の場合には、あるいはモル比の高い水ガ
ラスでもアルカリを添加して低モル比に調整された場合
には長いゲル化時間を保持しつつ高強度かつ経日的強度
増加（耐久性）が容易に得られる。
て活性化され、特に水ガラス水溶液のモル比SiO2／Me2O
の値が2.5以下の場合には、あるいはモル比の高い水ガ
ラスでもアルカリを添加して低モル比に調整された場合
には長いゲル化時間を保持しつつ高強度かつ経日的強度
増加（耐久性）が容易に得られる。
以下、本発明を実施例により具体的に詳述する。
実施例１ Ａ液およびＢ液として表−２に示す各配合液を調製し、
これらＡ、Ｂ液の混合液についてゲル化時間ならびに固
結砂の経日的−軸圧縮強度（kg/cm2）を測定し、結果を
表−４に示した。
これらＡ、Ｂ液の混合液についてゲル化時間ならびに固
結砂の経日的−軸圧縮強度（kg/cm2）を測定し、結果を
表−４に示した。
表−２において、Ａ−１、Ａ−２およびＡ−３は次の水
ガラス水溶液である。
ガラス水溶液である。
Ａ−1:モル比（ｎ）SiO2／Na2O 0.87 固形分（重量％） 21.5 Ａ−2:モル比（ｎ）SiO2／Na2O 1.48 固形分（重量％） 18.9 Ａ−3:モル比（ｎ）SiO2／Na2O 1.81 固形分（重量％） 17.1 表−２、表−３から、水ガラス−シリカフユーム−反応
剤系の試料はゲル化時間の調整が容易で、かつ強度も高
いのに対し、シリカフユーム−苛性ソーダ−反応剤系の
試料は最終的には固結しても、ゲル化時間がきわめて長
く、調整が困難であることがわかる。
剤系の試料はゲル化時間の調整が容易で、かつ強度も高
いのに対し、シリカフユーム−苛性ソーダ−反応剤系の
試料は最終的には固結しても、ゲル化時間がきわめて長
く、調整が困難であることがわかる。
実施例２ 50cc中に固形分を15g含有する水ガラス水溶液のモル比S
iO2／Na2Oを種々変化させて表−４に示すようにＡ液を
調製し、かつ表−４に示すようにＢ液を調製し、これら
Ａ、Ｂ液の混合液についてゲル化時間ならびにゲルの経
日的強度qu（kg/cm2）を測定し、結果を表−５に示し
た。
iO2／Na2Oを種々変化させて表−４に示すようにＡ液を
調製し、かつ表−４に示すようにＢ液を調製し、これら
Ａ、Ｂ液の混合液についてゲル化時間ならびにゲルの経
日的強度qu（kg/cm2）を測定し、結果を表−５に示し
た。
表−４ならびに表−５から水ガラスのモル比によってゲ
ル化時間が異なること、モル比が2.5付近より低くなる
につれて長期強度が増大し、ゲル強度も大きくなること
がわかる。これはシリカフユームがアルカリによって活
性化され、活性化したシリカフユームとCaイオンとの結
合が強固になるためと思われる。
ル化時間が異なること、モル比が2.5付近より低くなる
につれて長期強度が増大し、ゲル強度も大きくなること
がわかる。これはシリカフユームがアルカリによって活
性化され、活性化したシリカフユームとCaイオンとの結
合が強固になるためと思われる。
実施例３ 水ガラスとしてメタ珪酸ソーダ（モル比1.0）ならびに
オルソ珪酸ソーダ（モル比0.5）を用いて表−６に示す
配合比でＡ液を調製するとともに表−６に示す配合比で
Ｂ液を調製し、これらＡ、Ｂ液の混合液のゲル化時間を
測定し、結果を表−６に示した。
オルソ珪酸ソーダ（モル比0.5）を用いて表−６に示す
配合比でＡ液を調製するとともに表−６に示す配合比で
Ｂ液を調製し、これらＡ、Ｂ液の混合液のゲル化時間を
測定し、結果を表−６に示した。
表−６から、本発明にかかる試料No.2、４、６、８はい
ずれもゲル化を生じることがわかる。これはモル比が2.
5以下の低モル比の水ガラスの存在によりシリカフユー
ムが活性化され、活性化されたシリカフユームと消石灰
またはポルトランドセメント中のCaイオンが反応してゲ
ル化を起こすものと思われる。
ずれもゲル化を生じることがわかる。これはモル比が2.
5以下の低モル比の水ガラスの存在によりシリカフユー
ムが活性化され、活性化されたシリカフユームと消石灰
またはポルトランドセメント中のCaイオンが反応してゲ
ル化を起こすものと思われる。
なお、本実施例では反応剤としてCa化合物を用いたが、
Ca化合物以外のMg、Al、Fe等、多価金属の塩基、塩、酸
化物であっても同様な結果を示す。
Ca化合物以外のMg、Al、Fe等、多価金属の塩基、塩、酸
化物であっても同様な結果を示す。
以上のとおり、本発明にかかる固結用材料はゲル化材と
して多価金属化合物を用い、シリカ分としてモル比が2.
5以下の珪酸のアルカリ金属塩水溶液とシリカフユーム
を必須成分として含有することにより、高強度を呈する
のみならず、長期固結強度も大きく、しかもゲル化時間
を長く調節して高強度を得ることができ、さらに浸透性
にも優れ、地盤注入材、土構造物の構築あるいは構造物
自体等に利用され、実用上極めて有用な材料である。
して多価金属化合物を用い、シリカ分としてモル比が2.
5以下の珪酸のアルカリ金属塩水溶液とシリカフユーム
を必須成分として含有することにより、高強度を呈する
のみならず、長期固結強度も大きく、しかもゲル化時間
を長く調節して高強度を得ることができ、さらに浸透性
にも優れ、地盤注入材、土構造物の構築あるいは構造物
自体等に利用され、実用上極めて有用な材料である。
Claims (1)
- 【請求項１】珪酸のアルカリ金属塩水溶液を主材とし、
多価金属化合物をゲル化材として含む固結用材料であっ
て、前記珪酸のアルカリ金属塩はSiO2／Na2Oがモル比で
2.5以下であり、かつ、シリカフユームを必須成分とし
て用いることを特徴とする固結用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27936987A JPH0684499B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 固結用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27936987A JPH0684499B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 固結用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01121398A JPH01121398A (ja) | 1989-05-15 |
| JPH0684499B2 true JPH0684499B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17610195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27936987A Expired - Lifetime JPH0684499B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 固結用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684499B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021195519A (ja) * | 2020-06-18 | 2021-12-27 | 名古屋カレット株式会社 | 地盤注入用薬液、その製造方法及び地盤注入硬化方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707519B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2007-04-13 | 주식회사 포스코건설 | 콘크리트용 내화 보드 접착제 조성물 |
| JP2009114343A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Raito Kogyo Co Ltd | フュームドシリカスラリーの製造方法及び地盤改良材 |
| JPWO2020036087A1 (ja) * | 2018-08-15 | 2021-08-26 | デンカ株式会社 | 地盤注入剤及びそれを用いた地盤注入工法 |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP27936987A patent/JPH0684499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021195519A (ja) * | 2020-06-18 | 2021-12-27 | 名古屋カレット株式会社 | 地盤注入用薬液、その製造方法及び地盤注入硬化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01121398A (ja) | 1989-05-15 |
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