JPH08269452A

JPH08269452A - 止水用薬液

Info

Publication number: JPH08269452A
Application number: JP7095879A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kimura; 弘之木村; Ko Ishihara; 興石原; Isao Natsubori; 功夏堀; Osamu Wakizaka; 治脇坂; Yasuyuki Mitsutome; 康幸満留
Original assignee: SHINKU KAGAKU KOGYO KK; Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: SHINKU KAGAKU KOGYO KK; Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【構成】硬化促進剤、充填剤を含有する比重１以上の
金属塩水溶液からなるＡ液と、ジイソシアネートと２官
能性ポリオキシアルキレングリコールとを反応させて得
られるウレタンプレポリマーを含有するＢ液とを、両液
を混合し水中に注入したときに生成する硬化重合体の比
重が１以上となる割合で組合わせたことを特徴とする二
液型止水用薬液。【効果】本発明の薬液は、硬化速度が速く、耐水性に
も優れているので止水効果が高い。また、可撓性や硬度
においても広い範囲に亘って調整が可能であり、用途に
応じた特性の止水用薬液とすることができる。特に高硬
度（アスカーＣ硬度で３０以上）で接着性に優れた硬化
物を形成することができるので、高水圧のかかるセグメ
ント間止水において効果を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中もしくは水辺また
は湿地帯等における止水工事、湧水または漏水のある地
層または地盤の止水安定化、漏水の見られる人口構造物
中のクラックや空隙の補修等に用いる止水用薬液に関す
る。本発明の止水用薬液は、水中もしくは水辺または湿
地帯での工事において、構造物を構成するセグメント間
の止水を確実に行なうために特に有用である。

【０００２】

【従来技術とその課題】水中または水辺における工事で
は、水中または地中に防水用の柵またはパイプ等を打ち
込み、その内側に止水用薬液を流し込んで防水壁を形成
することが通常行なわれる。また、予め製造したセグメ
ントを現場で組み上げる工法も広くおこなわれている。
例えば、図１に示す通り、セグメント１と他のセグメン
ト２との接合部分に止水溝３を形成しておき、この溝に
間詰めコンクリート４を充填する方法が採られている。
この場合、間詰めコンクリートは硬化収縮して間隙を作
ってしまい、高水圧がかかるとこの間隙から水が逃げて
しまうためコンクリートだけでは確実な止水が実現でき
ない。そこで、間詰めコンクリートに加えて、高水圧に
も耐えられる液状の止水用薬液５が止水溝３に注入され
る。

【０００３】こうした止水用薬液は、セメントミルク等
の懸濁液型薬液、水ガラス系薬液、および有機系の高分
子系薬液に大別され、硬化時の圧縮強度の高さという点
では、セメント懸濁液からなるものが優れている。しか
し、懸濁液型薬液は、固結速度が遅いため、水中で用い
る場合、または漏水時、薬液が固化する前に流されてし
まう。また、硬く固結して柔軟性がないため、水位の変
化によって外部からの応力が頻繁に変化したり地盤に歪
みが生じる場合には、ひび割れが生じるなどして止水効
果が低下するという問題がある。

【０００４】一方、水ガラス系薬液は、固結速度の速さ
で優れているものの、固結強度は通常数ｋｇ／ｃｍ²と
低い。また、水に対する抵抗性が弱く、ケイ酸分やアル
カリが水中に流出して強度がさらに低下する。高分子系
薬液の固結強度は様々であるが、例えば、尿素系薬液に
硬化剤として用いられるホルマリンのように、流出した
際に環境汚染を引き起こす物質が少なくない。このた
め、硬化速度が速く耐水性に優れるとともに、硬化時可
撓性を有し、なおかつ、環境汚染を起こすことのない止
水用薬液が求められていた。

【０００５】また、特にセグメント接合部用の止水材に
は、高水圧に耐えるとともに間詰めコンクリートの硬化
収縮にも追随できる弾性および接着性が要求されるが、
従来のポリウレタン系を始めとする種々の水膨脹性の物
質では、セグメント溝注入に用いた場合に、硬化物の強
度、コンクリートや鉄枠への接着力などが十分ではなか
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本出願人らは、上記の問
題点を解決するため、高比重を有する金属塩水溶液と特
定構造のウレタンプレポリマーとを組み合わせて使用す
ることにより急結性で柔軟性に優れた特性を有する止水
用薬液について先に出願している（特願平5-347335
号）。そして、かかる止水用薬液において、金属塩水溶
液にさらに充填剤を加えることにより、セグメント接合
部用の止水にも用い得る優れた特性が実現されることを
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、１）硬化促進剤と充填剤および金属塩水溶液を含有する
比重１以上のＡ液と、ジイソシアネートと２官能性ポリ
オキシアルキレングリコールとを反応させて得られるウ
レタンプレポリマーを含有するＢ液とを、両液を混合し
水中に注入したときに生成する硬化重合体の比重が１以
上となる割合で組合わせたことを特徴とする二液型止水
用薬液、２）金属塩が塩化マグネシウムである前記１に記載の止
水用薬液、３）ジイソシアネートがトリレンジイソシアネートであ
る前記１に記載の止水用薬液、

【０００７】４）２官能性ポリオキシアルキレングリコ
ールがエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付
加化合物から成る前記１に記載の止水用薬液、５）エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加
モル数の割合がモル比で９０〜６０：１０〜４０である
前記４に記載の止水用薬液、および６）硬化促進剤が脂肪族モノアミン、脂肪族ジアミン、
環状アミン、芳香族アミン、有機金属系触媒から選択さ
れる前記１に記載の止水用薬液を提供する。７）充填剤がカーボンブラック、無機系充填剤、有機
系充填剤、プラスチック用充填剤から選択される前記１
に記載の止水用薬液。８）Ａ液中の充填剤の量が金属塩水溶液１００重量部
に対し５０〜１５０重量部である前記１に記載の止水用
薬液。

【０００８】本発明においてＡ液の主成分として用いら
れる金属塩水溶液は、塩化ナトリウム、塩化マグネシウ
ム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属塩等の高濃度水
溶液である。こうした塩は単独でも混合物として使用し
てもよい。例えば、海水中での止水工事では、塩化マグ
ネシウムを用いることが好ましい。それ自体が海水の成
分であるため、環境中へ流出してもその影響が問題とな
らないからである。

【０００９】Ａ液は、その中に含まれる水がＢ液と反応
してＢ液中のプレポリマー分子間に尿素結合を生じ重合
体を形成するが、この結果生じる重合硬化体の比重は１
以上で出来るだけ大きいことが好ましい。この点を考慮
して、Ａ液の比重は１以上で出来るだけ大きくすること
が望ましく、本発明では金属塩の飽和濃度溶液に充填剤
を添加した混合溶液を用いる。比重が１未満であると上
記硬化体の比重が１以下となって水中での使用ができな
い。また、水中で用いる場合以外でも、硬化体に浮力が
働いて止水構造物が地盤に安定的に固定されないおそれ
がある。Ａ液の比重の調整は、金属塩の濃度と充填剤の
量を調整することによって行なうことができる。

【００１０】Ａ液には反応を促進させるための硬化促進
剤を添加することができる。かかる硬化促進剤の例とし
ては、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミ
ン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエチルエ
タノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノール
アミン等の脂肪族モノアミン、エチレンジアミン、トリ
メチレンジアミン、テトラメチレンジアミン１，６−ヘ
キサンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等の脂
肪族ジアミン、モルホリンやピペラジン等の環状アミ
ン、イミダゾール置換体やイミダゾリン、２，４，６−
トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ−ル−Ｎ，Ｎ，
Ｎ' ，Ｎ' −テトラメチルメタンジアミン、４，４' −
ジアミノジフェニルアミン等の芳香族アミン、あるい
は、ジブチル錫ジラウレ−ト、オクチル酸錫、塩化第二
錫、オクテン酸鉛、ナフテン酸鉛等の有機金属系触媒が
挙げられる。硬化促進剤の使用量は、Ｂ成分に対して
0.1〜２０重量％、好ましくは 0.5〜１５重量％であ
る。

【００１１】硬化促進剤を注入液中に分散させるために
界面活性剤を用いてもよい。かかる界面活性剤の例とし
ては、アルキルサルフェート、アルキルベンゼンスルホ
ネート、エトキシアルキルサルフェート、エトキシアル
キルベンゼンサルフェート等のナトリウム塩、アミン塩
またはアンモニウム塩、アルキルリン酸塩のような陰イ
オン性界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエ
ーテルのような非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
この他、使用する硬化促進剤に応じて、陽イオン性、あ
るいは両イオン性界面活性剤を使用することもできる。
これらの界面活性剤の量は、硬化促進剤の０〜１００重
量％である。

【００１２】Ａ液には比重を１より大きくし、高水圧に
も耐え得るように硬度を調整でき、密着性を調整するた
めに、金属塩水溶液に充填剤を添加する。充填剤の好適
な使用量は金属塩水溶液に対し０〜１５０重量％、好ま
しくは８０〜１２０重量％である。充填剤の量が上記範
囲より多いと粘度が上がり過ぎて止水工事などでの施工
性に問題が生じる。充填剤の量が少なすぎると、硬化物
の硬度および接着性が不十分となる。充填剤の例として
は、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマ
ルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック
や、シリカ、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、クレ
ー、タルク、ウォラストナイト、けい藻土、けい砂、軽
石粉、スレート粉、アルミナホワイト、硫酸アルミニウ
ム、硫酸バリウム等の無機充填剤、ハイスチレン樹脂、
環化ゴム、セルロースパルプ等の有機充填剤、また、雲
母粉、グラファイト、ガラス繊維、ガラス球等のプラス
チックの強化に使用される充填剤等が挙げられる。

【００１３】充填剤の添加量および種類は上記の範囲内
において調整可能であり、これらの条件、特に複数の充
填剤を組み合わせることにより様々な条件下の現場に対
応できるようになる。特に、繊維状、板状あるいは多孔
質の構造を有し、水圧による変形に対して強い充填剤、
例えば、ガラス繊維、タルク、多孔質シリカを組み合わ
せて用いることにより、水中ないし含水地層におけるセ
グメント間止水を確実に行なうために必要な硬度および
接着性が実現できる。ガラス繊維とタルクあるいは多孔
質シリカを３０〜９０：７０〜１０の重量比で組み合わ
せるのが有効である。これらの組み合わせではＡ液とＢ
液を混合した際の粘度が1000ｃｐｓ未満で硬化時の硬度
（アスカーＣ）３０以上を実現することができる。

【００１４】充填剤を注入薬液中に分散させるために分
散剤を用いてもよい。かかる分散剤の例としては、ナフ
タレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレン
スルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等の水系分散剤、ポリ
アルキレンポリアミン等の非水系分散剤、リグニンスル
ホン酸系等のセメント分散剤、湿式シリカ等のような増
粘剤等を分散剤として用いてもよい。これらの分散剤の
添加量は充填剤の０〜５０重量％である。

【００１５】本発明においては、Ａ液と組み合わせて用
いられるＢ液は、ジイソシアネートと２官能性ポリオキ
シアルキレングリコールとを反応させ、両者をウレタン
結合で結合させたプレポリマーを含有する。ジイソシア
ネートとしては比較的廉価に入手できるトリレンジイソ
シアネートが好適に用いられる。

【００１６】上記ジイソシアネートは、２官能性ポリオ
キシアルキレングリコールと部分的に反応させて末端に
ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーとする。こうし
た目的に用いられるポリオキシアルキレングリコールの
例としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドの共重合物などのポリエーテルポリオールが挙げられ
る。また、エーテル系ポリオールを用いることにより耐
水性も増し長期にわたり止水効果を発揮する。

【００１７】Ｂ液の成分としてウレタンプレポリマーを
用いることにより、Ｂ液の親水性や粘度、Ａ液との反応
の結果生じる硬化複合体の硬さ等を調整することが可能
である。一般にオキシアルキレン鎖を導入することによ
り親水性を付与することができ、エチレンオキサイドと
プロピレンオキサイドの付加モル比が、エチレンオキサ
イドの付加が多い方が有効である。

【００１８】エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドの共重合物における両者の好適な組成比はモル比で９
０〜６０：１０〜４０、好ましくは８０〜６０：２０〜
４０の範囲である。エチレンオキサイドの付加が上記範
囲より多いと、多量の水に加えたとき溶解して使用でき
ない。一方、プロピレンオキサイドの付加が過剰である
とＡ液との親和性が低下し良好な固形物が得られない。
Ｂ液中のＮＣＯ含有量は１０重量％以下とすることが好
ましい。１０％を超えるとＡ液との反応の際発泡が起こ
り、比重が１以下になり水中への注入が困難になり、硬
度が著しく低下し接着性も低下する。

【００１９】Ｂ液は、上記の成分に加え、希釈剤を含ん
でもよい。希釈剤の例としては、プロピレンカーボネー
ト、ジオクチルフタレ−ト、ジブチルフタレート、ジオ
クチルアジペート等が挙げられる。これらは単独でも組
み合わせて用いてもよい。その上限は、通常は、Ｂ液の
２０重量％以下である。

【００２０】さらに、必要に応じて、老化防止剤、耐熱
性付与剤、抗酸化剤のような安定化剤を用いてもよい。
本発明の止水用薬液は、上記Ａ液とＢ液とを組み合わせ
たものであり、両液は使用時に混合される。混合比は、
生成する水を取り込んだ硬化重合体の比重が少なくとも
１以上、好ましくは２以上となる範囲であり、通常は、
重量比で１：１１０〜１０：１の範囲内、好ましくは
１：３〜３：１の範囲内とする。上記の範囲外では、い
ずれか一方の反応液が過剰となるため良好な止水効果が
達成されない。本発明の止水用薬液は、既知の任意の止
水方法にしたがって用いることができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例、比較例により、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の記載により限定される
ものではない。実施例１〜５，比較例１〜８

【００２２】（１）Ａ液の調製：塩化マグネシウム、
水、充填剤と触媒のテトラメチルヘキサンジアミン（Ｔ
ＭＨＤ）を所定の重量割合で混合して、表１に示す粘度
と比重を有するＡ液を調製した。なお、実施例１〜３な
らびに比較例１〜５および比較例７〜８では、充填剤と
してガラス繊維のみを用い、実施例４ではガラス繊維：
タルクの１：１混合物、実施例５ではガラス繊維：多孔
質シリカの７：３混合物をそれぞれ用いた。また、比較
例６では充填剤を添加しなかった。

【００２３】（２）Ｂ液の調製：プレポリマー１（ＰｒｅＰ−１）：エチレンオキサイド
（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）とを反応させ
て成るポリオール（ＥＯ：ＰＯ＝８０：２０（モル
比））９０重量部に対してトリレンジイソシアネート
（ＴＤＩ）１０重量部を加えて、７０℃、１時間の条件
で反応させてプレポリマー（ＰｒｅＰ−１と略す。）を
得た。

【００２４】プレポリマー２（ＰｒｅＰ−２）：エチレ
ンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）
とを反応させて成るポリオール（ＥＯ：ＰＯ＝８０：２
０（モル比））８６重量部に対してジフェニルメタンジ
イソシアネート（ＭＤＩ）１４重量部を加えて、上記と
同様の条件で反応させてプレポリマー（ＰｒｅＰ−２と
略す。）を得た。

【００２５】プレポリマー３（ＰｒｅＰ−３）：トリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）とＰＰＧ1000（数平均分
子量約1000のポリプロピレングリコール）とを重量比で
１０／９０の割合にて上記と同様の条件で反応させてプ
レポリマー（ＰｒｅＰ−３と略す。）を得た。

【００２６】プレポリマー４（ＰｒｅＰ−４）：トリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）とＰＥＧ1000（数平均分
子量約1000のポリエチレングリコール）とを重量比で１
０／９０の割合にて上記と同様の条件で反応させてプレ
ポリマー（ＰｒｅＰ−４と略す。）を得た。

【００２７】プレポリマー５（ＰｒｅＰ−５）：トリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）と、オキシプロピレン鎖
中に５０％のオキシエチレン鎖を有する数平均分子量約
1000のポリオール［（ＰＯ）／（ＥＯ）ポリオール100
0）］とを重量比で１０／９０の割合にて上記と同様の
条件で反応させてプレポリマー（ＰｒｅＰ−５と略
す。）を得た。

【００２８】プレポリマー６（ＰｒｅＰ−６）：トリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）とＰＥＧ1000およびＰＰ
Ｇ1000とを重量比で１０／７２／１８の割合にて同様の
条件で反応させてプレポリマー（ＰｒｅＰ−６と略
す。）を得た。上記のプレポリマーとプロピレンカーボ
ネート（ＰＣと略す。）とを所定の割合で混合して、表
１に示すＮＣＯ含量値（重量％）のＢ液を調製した。

【００２９】（３）Ａ・Ｂ液の反応：表１に記す組合わ
せでＡ液とＢ液（その比率は１：１）とを１０秒間攪拌
し、水中に注入した後に得られた硬化物の引張り強度、
伸び、硬度、接着性および流動性を以下の方法で試験し
た。引張り強度：ＪＩＳＫ６３０１により測定。伸び：ＪＩＳＫ６３０１により測定。硬度：アスカーＣ硬度計にて測定し３０以上の値を示す
ものを良好（○）、３０未満を不良（×）とした。接着性：ＪＩＳＡ５７５８により測定。流動性：混合時の粘度が1000ｃｐｓ以下であるものを良
好（○）とした。結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明の薬液は、硬化速度が速く、耐水
性にも優れているので止水効果が高い。また、可撓性や
硬度においても広い範囲に亘って調整が可能であるため
用途に応じた特性の止水用薬液とすることができる。特
に高硬度（アスカーＣ硬度で３０以上）で接着性に優れ
た硬化物を形成することができるので、セグメント間止
水において硬化後も安定して止水効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】セグメント接続部の模式的断面図である。

【符号の説明】

１セグメント２別のセグメント３止水溝４間詰めコンクリート５止水材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｅ０２Ｄ 5/14 Ｅ０２Ｄ 5/14 // Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者夏堀功愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者脇坂治愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者満留康幸愛知県名古屋市西区鳥見町２丁目21番地シンク化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬化促進剤と充填剤および金属塩水溶液
を含有する比重１以上のＡ液と、ジイソシアネートと２
官能性ポリオキシアルキレングリコールとを反応させて
得られるウレタンプレポリマーを含有するＢ液とを、両
液を混合し水中に注入したときに生成する硬化重合体の
比重が１以上となる割合で組合わせたことを特徴とする
二液型止水用薬液。
【請求項２】金属塩が塩化マグネシウムである請求項
１に記載の止水用薬液。
【請求項３】ジイソシアネートがトリレンジイソシア
ネートである請求項１に記載の止水用薬液。
【請求項４】２官能性ポリオキシアルキレングリコー
ルがエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加
化合物から成る請求項１に記載の止水用薬液。
【請求項５】エチレンオキサイドとプロピレンオキサ
イドの付加モル数の割合がモル比で９０〜６０：１０〜
４０である請求項４に記載の止水用薬液。
【請求項６】硬化促進剤が脂肪族モノアミン、脂肪族
ジアミン、環状アミン、芳香族アミン、有機金属系触媒
から選択される請求項１に記載の止水用薬液。
【請求項７】充填剤がカーボンブラック、無機系充填
剤、有機系充填剤、プラスチック用充填剤から選択され
る請求項１に記載の止水用薬液。
【請求項８】Ａ液中の充填剤の量が金属塩水溶液１０
０重量部に対し５０〜１５０重量部である請求項１に記
載の止水用薬液。