JPH07286169A - 調泥剤および調泥法 - Google Patents

調泥剤および調泥法

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JPH07286169A
JPH07286169A JP7836694A JP7836694A JPH07286169A JP H07286169 A JPH07286169 A JP H07286169A JP 7836694 A JP7836694 A JP 7836694A JP 7836694 A JP7836694 A JP 7836694A JP H07286169 A JPH07286169 A JP H07286169A
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JP
Japan
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water
mud
seawater
mud preparation
preparation
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JP7836694A
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English (en)
Inventor
Naotake Shioji
尚武 塩路
Kazuhiro Okamura
一弘 岡村
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定の高吸水性樹脂からなる調泥剤を提供す
る。また、該調泥剤、粘土鉱物および用水を必須成分と
して混合する調泥法を提供する。 【構成】 人工海水に対する吸水倍率が8〜50倍で且
つゲル粘稠度が6×103〜2.5×105dyn・s/
cm3の高吸水性樹脂(A)からなる調泥剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土木工事の基礎工事、
石油井戸や地熱井戸のボ−リングなどの地盤を深く掘削
する場合に使用される泥水を安定化させるための調泥剤
および該調泥剤を使用する調泥法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より地盤を掘削するに際し、掘削時
に発生する高い摩擦熱の吸収、抗壁の掘削屑の地上への
搬出、抗壁の維持あるいは崩壊性地層の崩壊を防止する
ために地上にて調整された泥水が掘削箇所に連続且つ循
環的に注入されている。
【0003】泥水は通常、粘土鉱物及び用水を主成分と
して用いて調泥されているが、例えば湾岸付近など海水
が浸透してくる場所に於ける掘削工事の場合、海水の悪
影響を受けて泥水の粘性が著しく低下する結果、正常な
掘削工事が困難であった。
【0004】この問題点を解決すべく、例えば特開昭6
4−29488号に水溶性不飽和カルボン酸系重合体塩
+アルミン酸塩からなる調泥剤が開示されている。この
調泥剤を用いて得られた泥水は比較的良好な評価を得て
はいるが、海水混入率が50%を越えると、急激に性能
が低下するなど問題点の残るものであった。
【0005】一方、湾岸付近での掘削工事の場合、用水
として海水が使用できれば作業性が改善され、しかも、
掘削コストが大幅に低減できるメリットがある。例え
ば、特開平1−103691号にカルボキシメチルセル
ロ−ス(CMC)+低分子量ポリアクリル酸ソ−ダ+ア
ルカリからなる調泥剤を用いて得られた海水練り泥水が
開示されている。しかし、この泥水はCMCを使用して
いるために、夏場に腐敗により異臭を放ったり、性能低
下するなどなお問題点の多いものであった。
【0006】また、近年、高吸水性樹脂を調泥剤として
用いる技術が特開昭54−75483号、特開昭58−
80374号、特開昭60−243190号等に開示さ
れている。しかしながら、これらの高吸水性樹脂を使用
して得られた泥水の場合、掘削時に於ける浸透してくる
水が地下水など比較的塩濃度が低い水の場合は問題ない
が、海水の場合は増粘効果及び泥壁形成効果が低下し、
泥水性能が著しく低下した。当然、用水として海水を用
いることも困難であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は土木工事の基
礎工事、石油井戸や地熱井戸のボ−リングなどの地盤を
深く掘削する場合に使用される泥水を安定化させるため
添加される従来の調泥剤が有していた上記問題点を解消
するものである。従って、本発明の目的は海水混入率が
高い掘削箇所でも優れた特性を示す調泥剤を提供するも
のである。また、該調泥剤、粘土鉱物および用水を必須
成分として、それらを混合する調泥法を提供するもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手及び作用】本発明に於ける第
1の発明は、人工海水に対する吸水倍率が8〜50倍で
且つゲル粘稠度が6×103〜2.5×105dyn・s
/cm3の高吸水性樹脂(A)からなる調泥剤に関する
ものである。また、本発明に於ける第2の発明は、人工
海水に対する吸水倍率が8〜50倍で且つゲル粘稠度が
6×103〜2.5×105dyn・s/cm3の高吸水
性樹脂(A)、粘土鉱物および用水を必須成分として、
それらを混合する調泥法に関するものである。
【0009】本発明において、人工海水とは脱イオン交
換水中に、以下の成分が特定濃度(人工海水に対する濃
度)含有したものを言う。
【0010】CaSO4 : 1.38(g/kg) MgSO4 : 2.10(g/kg) MgCl2 : 3.32(g/kg) KCl : 0.72(g/kg) NaCl : 26.69(g/kg) 高吸水性樹脂(A)としては、人工海水に対する吸水倍
率が8〜50倍で且つゲル粘稠度が6×103〜2.5
×105dyn・s/cm3である必要がある。吸水倍率
及びゲル粘稠度のいずれか1つ或いは両方とも上記範囲
を外れた高吸水性樹脂を用いても、本願のような著しい
効果は期待できないものである。
【0011】即ち、人工海水に対する吸水倍率が8倍未
満の、例えば紙おむつ用として多用されているポリアク
リル酸系等の高吸水性樹脂を用いた場合、所望の粘度に
増粘することが困難となるばかりか、泥壁形成能も低下
する。また、人工海水に対する吸水倍率が50倍を越え
る高吸水性樹脂を用いた場合、著しく高粘度となり作業
性が低下する。
【0012】ゲル粘稠度が6×103dyn・s/cm3
未満の高吸水性樹脂を用いた場合、調泥時および/また
は掘削時に変質される結果、所望の粘度に増粘すること
が困難となる。ゲル粘稠度が2.5×105dyn・s
/cm3を越える高吸水性樹脂を用いた場合、経日によ
り、泥水の粘度が大きく低下していくという問題点があ
る。
【0013】ゲル粘稠度が6×103dyn・s/cm3
未満の高吸水性樹脂を用いた場合、上記問題点が生じる
理由としては明確ではないが、次のように推察されてい
る。即ち,調泥時および/または掘削時の機械的シェア
−により、吸水ゲルが可溶化するためか或いは微ゲル状
態まで解砕され海水或いは地下水などとの接触確率が高
まる結果、劣化が促進されるためであろうと推察され
る。
【0014】本発明で使用される高吸水性樹脂(A)の
粒子径としては制限はないが、0.2〜3mmの範囲内
のものが特に好ましい。この範囲を外れた粒子径の高吸
水性樹脂を使用した場合、条件によっては、所望の粘度
に増粘するのが困難な時がある。
【0015】高吸水性樹脂(A)の添加量としては特に
制限はないが、通常、用水100重量部に対して0.0
1〜1重量部が好ましい。0.01重量部より少ない添
加量では所望の粘性の泥水が得られない場合がある。ま
た、1重量部をより多い添加量としても増量に見合った
効果は得られないものである。
【0016】本発明で使用される粘土鉱物としては、ベ
ントナイト、アタパルジャイト、セリサイト、含水マグ
ネシウムケイ酸塩などを挙げることができるが、中でも
安価で工業的に入手し易いベントナイトが特に好まし
い。
【0017】調泥時の用水としては地下水、工業用水は
勿論使用可能である。また、本発明の調泥法によれば、
従来困難とされていた海水の使用も可能となる。用水と
して海水単独でも調泥できるため工業的利用価値が極め
て高いものである。
【0018】本発明の調泥法によれば、粘性及び泥壁形
成性に優れた泥水が得られるが、更に泥水の安定性を上
げるために、アルミン酸塩を併用することが好ましい。
アルミン酸塩の添加量としては特に制限はないが、通
常、用水100重量部に対して0.01〜1重量部が特
に好ましい。
【0019】また、発明の効果を損なわない範囲で、増
粘剤として高分子量ポリアクリル酸ナトリウム、ポリア
クリルアミドなどの合成水溶性高分子物質;カルボキシ
メチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、アル
ギン酸塩などの天然水溶性高分子物質;ガム類など使用
することは勿論可能である。
【0020】更に、調泥時に低分子量ポリアクリル酸ナ
トリウム、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、アクリ
ル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重合体などの合成
水溶性高分子物質;リグニンスルホン酸塩、フミン酸塩
などの天然水溶性高分子物質;縮合燐酸塩を分散剤とし
て使用することも勿論可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明の調泥法によれば、用水としては
地下水や工業用水は勿論のこと海水も使用できる。ま
た、掘削時においては地下水、セメント(水)、海水な
どと接触または混ざっても、泥水組成物のゲル化や増粘
傾向がないかまたは少なく、且つ脱水量が大きく増加し
ないなどの理由により、優れた泥壁を形成せしめる。更
に、本発明の調泥法により得られた泥水は、経日安定性
に優れ、長時間経過しても調泥直後と大差のない優れた
泥壁形成性を示す。
【0022】また、高吸水性樹脂(A)の添加量が少な
い場合でも優れた効果を発現し、しかも湾岸付近での工
事の場合、用水としては海水が使用できるため掘削費用
が大幅に低減する事が可能となる。
【0023】このように、本発明の調泥法は工業的利用
価値の極めて高いものである。
【0024】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの例によって限定されるもので
はない。また、例中、特にことわりのない限り部は全て
重量部、%は全て重量%を表すものとする。
【0025】また、実施例において人工海水とは脱イオ
ン交換水中に、以下の成分が特定濃度(人工海水に対す
る濃度)含有したものを言う。
【0026】CaSO4 : 1.38(g/kg) MgSO4 : 2.10(g/kg) MgCl2 : 3.32(g/kg) KCl : 0.72(g/kg) NaCl : 26.69(g/kg) (実施例1)内径90mmΦ、高さ160mmのSUS
304製タンクに用水として人工海水100部、ベント
ナイト6部、第1表(または第3表)に示した高吸水性
樹脂(A)0.2部及び分散剤として分子量が5000
のポリアクリル酸ナトリウム0.1部をとり、ディゾル
バ−撹拌羽根(羽根径40mmΦ)を用いて2000r
pmで15分間撹拌し泥水組成物(1)を得た。
【0027】製造直後及び10日間経日後の泥水組成物
(1)のファンネル粘度(注−i)、脱水量(注−ii)
を測定し、その結果を第1表に示した。
【0028】注−i:ファンネル粘度(FV);500
ccのファンネル粘度計で測定した。 (単位
は秒) 注−ii:API規格によるろ過機を用い3Kg/cm2
の圧力下、30分後の脱 水量を測定した。
(単位はml) また、耐セメント性試験として製造直後の泥水組成物
(1)にセメント5部を混合し、1日放置後の泥水のフ
ァンネル粘度、脱水量を測定し、その結果を第1表に示
した。
【0029】(実施例2〜4)用水として第1表に示し
た組成の水を用い、高吸水性樹脂(A)の添加量を第1
表に示した量とした他は実施例1と同様にして泥水組成
物を作成し、その物性を実施例1と同様にして測定し
た。その結果を第1表に示した。
【0030】(実施例5〜10)第1表(または第3
表)に示した高吸水性樹脂(A)を用いた他は実施例1
と同様にして泥水組成物を作成し、その物性を実施例1
と同様にして測定した。その結果を第1表に示した。
【0031】(実施例11)調泥剤としてアルミン酸ナ
トリウム0.1部を併用した他は実施例1と同様にして
泥水組成物を作成し、その物性を実施例1と同様にして
測定した。その結果を第1表に示した。
【0032】(比較例1〜6)調泥剤として第2表(ま
たは第4表)に示した比較用高吸水性樹脂用いた他は実
施例1と同様にして泥水組成物を作成し、その物性を実
施例1と同様にして測定した。その結果を第2表に示し
た。
【0033】(比較例7)調泥剤としてCMCを0.3
部使用し、高吸水性樹脂(A)を使用しなかった他は実
施例1と同様にして泥水組成物を作成し、その物性を実
施例1と同様にして測定した。その結果を第2表に示し
た。
【0034】(比較例8)調泥剤としてアルミン酸ナト
リウムを0.3部使用し、高吸水性樹脂(A)を使用し
なかった他は実施例1と同様にして泥水組成物を作成
し、その物性を実施例1と同様にして測定した。その結
果を第2表に示した。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
【表4】
【0039】〈吸水倍率測定法〉ティ−バッグに吸水性
樹脂粉末約0.3gをとり、人工海水に5時間浸析した
後の重量を測定し、次式に従って算出した。
【0040】吸水倍率=(B−C)/A A:採取した吸水性樹脂粉末の重量(g) B:吸水後のティ−バッグを含めた全重量(g) C:空試験におけるティ−バッグを含めた重量(g) 〈ゲル粘稠度測定法〉吸水性樹脂粉末(48mesh
pass、100mesh onに分級したもの。)
2.5gに人工海水35gを加えて吸水ゲルを作成し
た。余剰の人工海水が存在する場合は、ろ過により余剰
海水を除去した。得られた吸水ゲルを深さ6cm、底面
積9cm2の容器に入れて飯尾電気(株)製のネオカ−ド
メ−タ−によりゲルの粘稠度を測定した。ここでゲル粘
稠度とは、ゲルを流動させることに対する摩擦力の形で
働く見掛けの粘性をいう。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人工海水に対する吸水倍率が8〜50倍
    で且つゲル粘稠度が6×103〜2.5×105dyn・
    s/cm3の高吸水性樹脂(A)からなる調泥剤。
  2. 【請求項2】 粒子径が0.2〜3mmである請求項1
    記載の調泥剤。
  3. 【請求項3】 人工海水に対する吸水倍率が8〜50倍
    で且つゲル粘稠度が6×103〜2.5×105dyn・
    s/cm3の高吸水性樹脂(A)、粘土鉱物および用水
    を必須成分として、それらを混合する調泥法。
  4. 【請求項4】 粘土鉱物がベントナイトである請求項3
    記載の調泥法。
  5. 【請求項5】 用水の主成分が海水である請求項3記載
    の調泥法。
  6. 【請求項6】 用水が海水である請求項3記載の調泥
    法。
  7. 【請求項7】 アルミン酸塩を併用する請求項3記載の
    調泥法。
  8. 【請求項8】 高吸水性樹脂(A)の粒子径が0.2〜
    3mmである請求項3〜7のいずれか1項に記載の調泥
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116355601A (zh) * 2023-02-27 2023-06-30 桂林理工大学 一种砂卵石大孔径地层护壁泥浆及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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