JPH083091B2 - 地盤注入用薬液 - Google Patents
地盤注入用薬液Info
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- JPH083091B2 JPH083091B2 JP61315855A JP31585586A JPH083091B2 JP H083091 B2 JPH083091 B2 JP H083091B2 JP 61315855 A JP61315855 A JP 61315855A JP 31585586 A JP31585586 A JP 31585586A JP H083091 B2 JPH083091 B2 JP H083091B2
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- sulfamic acid
- magnesium
- chemical solution
- water
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
- C09K17/42—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators
- C09K17/46—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators the inorganic compound being a water-soluble silicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/56—Compositions for consolidating loose sand or the like around wells without excessively decreasing the permeability thereof
- C09K8/57—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/572—Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
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- Soil Sciences (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリカゾル系の地盤注入用薬液の改良に関
する。
する。
ダム、トンネル等の造成工事に於いて、その周辺の地
盤が軟弱であったり、地下水の湧出が起っていると、そ
のような地盤には薬液を注入して地盤を強化したり、止
水する工事が施される。この注入に用いられる薬液は、
グラウト材とも呼ばれ、既に各種のものが提案されてい
るが、なかでもシリカゾルを主剤とするものは、周辺土
壌を汚染しないグラウト材として注目されている。
盤が軟弱であったり、地下水の湧出が起っていると、そ
のような地盤には薬液を注入して地盤を強化したり、止
水する工事が施される。この注入に用いられる薬液は、
グラウト材とも呼ばれ、既に各種のものが提案されてい
るが、なかでもシリカゾルを主剤とするものは、周辺土
壌を汚染しないグラウト材として注目されている。
（従来の技術） 従来、多用されていたグラウト材は、水ガラスを主材
とし、これに硬化剤として各種酸類、塩類等を併用する
所謂水ガラス系グラウト材である。この水ガラス系グラ
ウト材は、固結時間が短かくて、しかも固結強度が大き
い利点を有するが、場合によっては、この短かい固結時
間に原因して土中の深部へ到達する前にゲル化が起って
地盤強化が充分に達成されなかったり、また、注入後の
地盤から多量のナトリウム塩や硬化剤として用いた酸等
が囲りの土中に溶出してその土壌を汚したり、更にこれ
によって一旦強化された地盤が時間経過と共に再び緩ん
で来る等問題を発生させることが多い。
とし、これに硬化剤として各種酸類、塩類等を併用する
所謂水ガラス系グラウト材である。この水ガラス系グラ
ウト材は、固結時間が短かくて、しかも固結強度が大き
い利点を有するが、場合によっては、この短かい固結時
間に原因して土中の深部へ到達する前にゲル化が起って
地盤強化が充分に達成されなかったり、また、注入後の
地盤から多量のナトリウム塩や硬化剤として用いた酸等
が囲りの土中に溶出してその土壌を汚したり、更にこれ
によって一旦強化された地盤が時間経過と共に再び緩ん
で来る等問題を発生させることが多い。
ナトリウム分含有量が極端に少ないシリカゾルを主剤
として用いるグラウト材が上記水ガラス系グラウト材の
改良として幾つか提案されている。例えば、特開昭59−
66482号公報には、コロイダルシリカの粒子径が６〜50m
μであって、Na2Oを0.2〜４％程度に含有するシリカゾ
ルを主材とし、カルシウム等アルカリ土類金属やアルミ
ニウムなどの金属イオンを解離する物質をその硬化剤と
するグラウト材が開示されている。
として用いるグラウト材が上記水ガラス系グラウト材の
改良として幾つか提案されている。例えば、特開昭59−
66482号公報には、コロイダルシリカの粒子径が６〜50m
μであって、Na2Oを0.2〜４％程度に含有するシリカゾ
ルを主材とし、カルシウム等アルカリ土類金属やアルミ
ニウムなどの金属イオンを解離する物質をその硬化剤と
するグラウト材が開示されている。
また、特開昭59−93788号公報には、アルカリ性シリ
カゾルを主材とし、硫酸、塩酸、硝酸、りん酸、炭酸等
酸類に硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニ
ウム等塩類を併用して硬化剤とするグラウト剤が開示さ
れている。
カゾルを主材とし、硫酸、塩酸、硝酸、りん酸、炭酸等
酸類に硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニ
ウム等塩類を併用して硬化剤とするグラウト剤が開示さ
れている。
更に、特開昭59−179579号公報には、コロイダルシリ
カをSiO2として３〜25重量％含み、Na2O分が0.6〜５重
量％程度のシリカゾルを主材とし、ブチロラクトン、エ
チレングリコールジアセテート、グリオキザール等有機
溶剤とりん酸、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸
マグネシウム、硫酸マグネシウム等助剤と炭酸水素ナト
リウム等調整剤とを併用して硬化剤とするグラウト材が
開示されている。
カをSiO2として３〜25重量％含み、Na2O分が0.6〜５重
量％程度のシリカゾルを主材とし、ブチロラクトン、エ
チレングリコールジアセテート、グリオキザール等有機
溶剤とりん酸、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸
マグネシウム、硫酸マグネシウム等助剤と炭酸水素ナト
リウム等調整剤とを併用して硬化剤とするグラウト材が
開示されている。
（発明が解決しようとする問題点） 上記特開昭59−66482号公報に記載のグラウト材で
は、シリカゾルは硬化剤のカルシウムイオンによって極
端に短い時間にゲル化を起し、グラウト材を地盤中に充
分に浸透させ難い。また、上記特開昭59−93788号公報
に記載のグラウト材は、ゲル化時間短縮のために加えら
れる硫酸アルミニウムが、わずかの量でもゲル化時間を
著しく変動させるのみならず、酸性域でないと均一にゲ
ル化を起させないから、一定性能を発現するグラウト材
として調製することが困難である。更に、上記特開昭59
−179579号公報に記載のグラウト材は、これに含有され
る有機溶剤や比較的多量の塩類が囲りの土中に溶出し、
土壌を汚し易い。
は、シリカゾルは硬化剤のカルシウムイオンによって極
端に短い時間にゲル化を起し、グラウト材を地盤中に充
分に浸透させ難い。また、上記特開昭59−93788号公報
に記載のグラウト材は、ゲル化時間短縮のために加えら
れる硫酸アルミニウムが、わずかの量でもゲル化時間を
著しく変動させるのみならず、酸性域でないと均一にゲ
ル化を起させないから、一定性能を発現するグラウト材
として調製することが困難である。更に、上記特開昭59
−179579号公報に記載のグラウト材は、これに含有され
る有機溶剤や比較的多量の塩類が囲りの土中に溶出し、
土壌を汚し易い。
本発明は、ゲル化時間の調整が容易であって、しか
も、固結物の強度及び安定性に優れ、囲りの土壌も塩
類、酸、アルカリ、有機物質等によって汚されることの
ない改良されたシリカゾル系地盤注入用薬液を提供しよ
うとするものである。
も、固結物の強度及び安定性に優れ、囲りの土壌も塩
類、酸、アルカリ、有機物質等によって汚されることの
ない改良されたシリカゾル系地盤注入用薬液を提供しよ
うとするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の地盤注入用薬液は、粒子径が４〜6mμである
コロイダルシリカをSiO2として５〜25重量％含有し、か
つ、pHが８〜10.5である水性ゾル100重量部に、スルフ
ァミン酸0.1〜4.5重量部と水溶性マグネシウム塩、好ま
しくはスルファミン酸または硫酸のマグネシウム塩0.2
〜10.0重量部とを含有させたことを特徴とする。
コロイダルシリカをSiO2として５〜25重量％含有し、か
つ、pHが８〜10.5である水性ゾル100重量部に、スルフ
ァミン酸0.1〜4.5重量部と水溶性マグネシウム塩、好ま
しくはスルファミン酸または硫酸のマグネシウム塩0.2
〜10.0重量部とを含有させたことを特徴とする。
本発明に用いられる水性シリカゾルは、その分散コロ
イダシリカの粒子径が極端に小さい４〜6mμのものであ
るが、その安定性は通常の水性シリカゾルと同様半永久
的に不変を保つ程に良好である。かかるシリカゾルは、
米国特許第3711419号明細書、米国特許第3714064号明細
書、特願昭60−147365号明細書等に記載の方法が造ら
れ、通常SiO2濃度５〜25重量％、Na2O含有率0.05〜1.5
重量％、pH8〜10.5である。特に好ましい水性シリカゾ
ルは、コロイダルシリカの粒子径が４〜6mμであって、
SiO2含有率10〜25重量％のものである。
イダシリカの粒子径が極端に小さい４〜6mμのものであ
るが、その安定性は通常の水性シリカゾルと同様半永久
的に不変を保つ程に良好である。かかるシリカゾルは、
米国特許第3711419号明細書、米国特許第3714064号明細
書、特願昭60−147365号明細書等に記載の方法が造ら
れ、通常SiO2濃度５〜25重量％、Na2O含有率0.05〜1.5
重量％、pH8〜10.5である。特に好ましい水性シリカゾ
ルは、コロイダルシリカの粒子径が４〜6mμであって、
SiO2含有率10〜25重量％のものである。
本発明に用いられるスルファミン酸、水溶性マグネシ
ウム塩、特に好ましいスルファミン酸マグネシウム、硫
酸マグネシウム等は、いずれも市販工業製品でよいが、
純度の高いものが好ましく、また、水溶液として用いる
のが好ましい。
ウム塩、特に好ましいスルファミン酸マグネシウム、硫
酸マグネシウム等は、いずれも市販工業製品でよいが、
純度の高いものが好ましく、また、水溶液として用いる
のが好ましい。
本発明の地盤注入用薬液は、上記水性シリカゾルを10
0重量部と、スルファミン酸を0.1〜4.5重量部と、スル
ファミン酸又は硫酸のマグネシウム塩を0.2〜10.0重量
部とを充分に混合することによって容易に得られる。本
発明の地盤注入用薬液としては、注入前に予め上記の如
く混合したものの他、地盤中で混合させたものでもよ
い。また、本発明の目的が達成される限り、他に任意の
成分を含有させてもよい。本発明の好ましい地盤注入用
薬液は、SiO2濃度８〜24重量％にコロイダシリカを含有
し、このコロイダルシリカ水性ゾルの100重量部に対
し、スルファミン酸を0.3〜3.0重量部と、スルファミン
酸又は硫酸のマグネシウム塩を0.5〜7.0重量部を含む。
0重量部と、スルファミン酸を0.1〜4.5重量部と、スル
ファミン酸又は硫酸のマグネシウム塩を0.2〜10.0重量
部とを充分に混合することによって容易に得られる。本
発明の地盤注入用薬液としては、注入前に予め上記の如
く混合したものの他、地盤中で混合させたものでもよ
い。また、本発明の目的が達成される限り、他に任意の
成分を含有させてもよい。本発明の好ましい地盤注入用
薬液は、SiO2濃度８〜24重量％にコロイダシリカを含有
し、このコロイダルシリカ水性ゾルの100重量部に対
し、スルファミン酸を0.3〜3.0重量部と、スルファミン
酸又は硫酸のマグネシウム塩を0.5〜7.0重量部を含む。
本発明の地盤注入用薬液は、上記水性シリカゾルのシ
リカ濃度と、スルファミン酸又は硫酸のマグネシウム塩
濃度とを調節して使用することにより、そしてシリカゾ
ルに対するスルファミン酸とマグネシウム塩の混合比率
を調節することにより、すなわち加えられるスルファミ
ン酸またはスルファミン酸と硫酸の合計量に対するマグ
ネシウム量をモル比で0.01〜1.0とすることによりpH5〜
9.0に調節することができ、ゲル化時間として300分以
内、特に１〜100分の範囲の任意の時間に設定すること
ができる。
リカ濃度と、スルファミン酸又は硫酸のマグネシウム塩
濃度とを調節して使用することにより、そしてシリカゾ
ルに対するスルファミン酸とマグネシウム塩の混合比率
を調節することにより、すなわち加えられるスルファミ
ン酸またはスルファミン酸と硫酸の合計量に対するマグ
ネシウム量をモル比で0.01〜1.0とすることによりpH5〜
9.0に調節することができ、ゲル化時間として300分以
内、特に１〜100分の範囲の任意の時間に設定すること
ができる。
（作 用） コロイダルシリカの粒子径が7mμ以上である水性ゾル
をグラウト材に用いても、高い固結強度が得られない
が、コロイダルシリカの粒子径が7mμ以下小さい程顕著
に固結強度が高まる。しかし、コロイダシリカの粒子径
が3mμ以下である水性ゾルは安定性に乏しくなり、グラ
ウト材に用いても、ゲル化時間を一定に設定できなかっ
たり、地盤強化に一定性能を発現させ難い。特に好まし
い粒子径４〜6mμのゾルは、安定性と共に高い固結強度
をもたらす。また、ゾルのコロイダルシリカ濃度が高い
程、ゾルの安定性は低下するので、４〜6mμのコロイダ
ルシリカのゾルをグラウト材に用いて、一定のゲル化時
間でもって一定の地盤強化を行うには、ゾルのコロイダ
ルシリカ濃度として25重量％以下を要す。しかし、５重
量％よりも低いと、高い固結強度を発現させ得ない。更
に、上記の如き４〜6mμもの小粒子径シリカゾルは、Na
2O換算アルカリ分含有量が少なく、通常0.05〜1.5重量
％であるが、このゾルはpHが８以下でも、また、10.5以
上でも不安定性を示し、グラウト材に用いるにはpH8〜1
0.5を要す。このゾルの少いアルカリ分は、注入された
グラウト材が固結後も、囲りの土壌に放出するアルカリ
分を僅少ならしめる。
をグラウト材に用いても、高い固結強度が得られない
が、コロイダルシリカの粒子径が7mμ以下小さい程顕著
に固結強度が高まる。しかし、コロイダシリカの粒子径
が3mμ以下である水性ゾルは安定性に乏しくなり、グラ
ウト材に用いても、ゲル化時間を一定に設定できなかっ
たり、地盤強化に一定性能を発現させ難い。特に好まし
い粒子径４〜6mμのゾルは、安定性と共に高い固結強度
をもたらす。また、ゾルのコロイダルシリカ濃度が高い
程、ゾルの安定性は低下するので、４〜6mμのコロイダ
ルシリカのゾルをグラウト材に用いて、一定のゲル化時
間でもって一定の地盤強化を行うには、ゾルのコロイダ
ルシリカ濃度として25重量％以下を要す。しかし、５重
量％よりも低いと、高い固結強度を発現させ得ない。更
に、上記の如き４〜6mμもの小粒子径シリカゾルは、Na
2O換算アルカリ分含有量が少なく、通常0.05〜1.5重量
％であるが、このゾルはpHが８以下でも、また、10.5以
上でも不安定性を示し、グラウト材に用いるにはpH8〜1
0.5を要す。このゾルの少いアルカリ分は、注入された
グラウト材が固結後も、囲りの土壌に放出するアルカリ
分を僅少ならしめる。
ゲル化時間はシリカゾルのシリカ濃度と硬化剤である
スルファミン酸とマグネシウム塩の添加量及びpHによっ
て調節することができる。
スルファミン酸とマグネシウム塩の添加量及びpHによっ
て調節することができる。
すなわち硬化剤の添加量及びpHが同一の場合にはシリ
カ濃度が高い程ゲル化時間は短くなるし、シリカ濃度が
同一の場合にはpHが５以上であれば硬化剤添加量の多い
程ゲル化時間は短くなる。
カ濃度が高い程ゲル化時間は短くなるし、シリカ濃度が
同一の場合にはpHが５以上であれば硬化剤添加量の多い
程ゲル化時間は短くなる。
また、硬化剤の添加量が同一の場合にはマグネシウム
イオン量が大きい程ゲル化時間は短くなる。
イオン量が大きい程ゲル化時間は短くなる。
ゲル強度はシリカ濃度が高いほど大きくなり、シリカ
濃度が低い場合はゲル化時間が短くてもゲル強度は高く
ならない。
濃度が低い場合はゲル化時間が短くてもゲル強度は高く
ならない。
上記シリカゾルに酸を加えてpHを５〜７に調整すると
ゲル化を起すが、そのゲル化が起る迄の時間、即ちゲル
化時間が長いので、単に酸の添加によってこのpHに調製
するのみではグラウト材には適さない。また、上記酸の
代りにアルカリ土類金属化合物、例えば、水酸化カルシ
ウムを加えると、上記シリカゾルはゲル化を起すが、生
じたゲルは不均一となり、やはりグラウト材に用いるに
は適さない。しかし、上記シリカゾルに、硫酸マグネシ
ウムとスルファミン酸の双方を加えてpHを５〜9.0に調
整すると、短時間に均一なゲル化が起ることが見出され
た。スルファミン酸マグネシウムの溶液中での解離度は
1,000ppmで0.86、１％では0.79で濃度が高くなるに従い
解離度は小さくなっている。従って本発明に使用する濃
度ではMg++イオンとスルファミン酸イオンはかなり結合
した状態で存在すると考えられ、これが上記シリカゾル
の好ましいゲル化に寄与していることが見出された。従
って、本発明の地盤注入用薬液において、上記シリカゾ
ルに加えられるスルファミン酸は、シリカゾルにゲル化
を起されるためのpH調整剤として作用するのみならず、
上記の如き好ましいゲル化を起させるためのスルファミ
ン酸イオン供給物質として働き、水溶性マグネシウム塩
も、好ましいゲル化を起させるためのマグネシウムイオ
ン供給物質として働く。更に、このマグネシウムイオン
は、コロイダルシリカに作用して高い固結強度を与える
珪酸マグネシウムの生成に寄与する。
ゲル化を起すが、そのゲル化が起る迄の時間、即ちゲル
化時間が長いので、単に酸の添加によってこのpHに調製
するのみではグラウト材には適さない。また、上記酸の
代りにアルカリ土類金属化合物、例えば、水酸化カルシ
ウムを加えると、上記シリカゾルはゲル化を起すが、生
じたゲルは不均一となり、やはりグラウト材に用いるに
は適さない。しかし、上記シリカゾルに、硫酸マグネシ
ウムとスルファミン酸の双方を加えてpHを５〜9.0に調
整すると、短時間に均一なゲル化が起ることが見出され
た。スルファミン酸マグネシウムの溶液中での解離度は
1,000ppmで0.86、１％では0.79で濃度が高くなるに従い
解離度は小さくなっている。従って本発明に使用する濃
度ではMg++イオンとスルファミン酸イオンはかなり結合
した状態で存在すると考えられ、これが上記シリカゾル
の好ましいゲル化に寄与していることが見出された。従
って、本発明の地盤注入用薬液において、上記シリカゾ
ルに加えられるスルファミン酸は、シリカゾルにゲル化
を起されるためのpH調整剤として作用するのみならず、
上記の如き好ましいゲル化を起させるためのスルファミ
ン酸イオン供給物質として働き、水溶性マグネシウム塩
も、好ましいゲル化を起させるためのマグネシウムイオ
ン供給物質として働く。更に、このマグネシウムイオン
は、コロイダルシリカに作用して高い固結強度を与える
珪酸マグネシウムの生成に寄与する。
シリカゾル系グラウト材の主成分のシリカゾルにゲル
化を起させる物質は、ゲル化剤、或いは硬化剤とも呼ば
れるが、かかる物質の添加量の僅かの変動によってゲル
化時間が大きく変る如きゲル化剤或いは硬化剤は好まし
くない。また、これら添加物質のイオンが、固結土壌か
ら囲りの土壌に多量に流出したり、少量でも有害である
ものは実用性に欠ける。本発明に用いられる好ましいゲ
ル欠剤であるスルファミン酸、スルファミン酸マグネシ
ウム、硫酸マグネシウム等は、上記の如き問題を発生さ
せない。硫酸イオンは、コンクリートに作用してコンク
リートを膨張させることは知られているが、注入土壌の
直ぐ近くにコンクリート構造物が存する場合には、ゲル
化剤としてスルファミン酸とスルファミン酸マグネシウ
ムを組合せて使用すると、かかる問題の発生も避けられ
る。
化を起させる物質は、ゲル化剤、或いは硬化剤とも呼ば
れるが、かかる物質の添加量の僅かの変動によってゲル
化時間が大きく変る如きゲル化剤或いは硬化剤は好まし
くない。また、これら添加物質のイオンが、固結土壌か
ら囲りの土壌に多量に流出したり、少量でも有害である
ものは実用性に欠ける。本発明に用いられる好ましいゲ
ル欠剤であるスルファミン酸、スルファミン酸マグネシ
ウム、硫酸マグネシウム等は、上記の如き問題を発生さ
せない。硫酸イオンは、コンクリートに作用してコンク
リートを膨張させることは知られているが、注入土壌の
直ぐ近くにコンクリート構造物が存する場合には、ゲル
化剤としてスルファミン酸とスルファミン酸マグネシウ
ムを組合せて使用すると、かかる問題の発生も避けられ
る。
本発明の地盤注入用薬液において、上記シリカゾルに
含有されるスルファミン酸とマグネシウム塩は、好まし
いゲル化が起るpH5〜9.0に調節して、かつ、そのゲル化
時間を１〜100分に調節するために適する量加えられ
る。この適量として、シリカゾル100重量部に対し、ス
ルファミン酸0.1〜4.5重量部と、マグネシウム塩0.2〜1
0.0重量部であることが見出された。しかし、加えられ
るスルファミン酸、マグネシウム塩等は、予め水溶液に
調節して用いるのがよく、加えられるスルファミン酸と
マグネシウム塩の水溶液濃度は最大飽和溶解度までの範
囲であり、使用の都合により任意に希釈して用いられ
る。この水溶液を用いることによって不均一なゲル化の
生起及びゲル化時間のばらつきが避けられる。
含有されるスルファミン酸とマグネシウム塩は、好まし
いゲル化が起るpH5〜9.0に調節して、かつ、そのゲル化
時間を１〜100分に調節するために適する量加えられ
る。この適量として、シリカゾル100重量部に対し、ス
ルファミン酸0.1〜4.5重量部と、マグネシウム塩0.2〜1
0.0重量部であることが見出された。しかし、加えられ
るスルファミン酸、マグネシウム塩等は、予め水溶液に
調節して用いるのがよく、加えられるスルファミン酸と
マグネシウム塩の水溶液濃度は最大飽和溶解度までの範
囲であり、使用の都合により任意に希釈して用いられ
る。この水溶液を用いることによって不均一なゲル化の
生起及びゲル化時間のばらつきが避けられる。
（実施例） 水性シリカゾルとして下記３種の市販品（イ）、
（ロ）及び（ハ）が用いられ、 スルファミン酸としては高純度の市販工業製品が、また
硫酸マグネシウムと硫酸は市販試薬品が、そしてスルフ
ァミン酸マグネシウムとして、実験室で造られた濃度4
8.7重量％（Mg5.2重量％、NH2SO343.5重量％、NH2SO3H/
Mgモル比2.1、pH7.69）の水溶液が夫々用意された。
（ロ）及び（ハ）が用いられ、 スルファミン酸としては高純度の市販工業製品が、また
硫酸マグネシウムと硫酸は市販試薬品が、そしてスルフ
ァミン酸マグネシウムとして、実験室で造られた濃度4
8.7重量％（Mg5.2重量％、NH2SO343.5重量％、NH2SO3H/
Mgモル比2.1、pH7.69）の水溶液が夫々用意された。
別に、砂に注入テストを行うために、千葉県産出の砂
を内径50mm、高さ100mmの鉄製容器を充填して用意し
た。
を内径50mm、高さ100mmの鉄製容器を充填して用意し
た。
第１表記載の配合によって得られた地盤注入用薬液
は、pHとゲル化時間が測定され、また、得られたゲルは
圧縮強度が測定された。砂に注入テストが行われた例で
は、固結砂の一軸圧縮強度と透水強度が測定された。
は、pHとゲル化時間が測定され、また、得られたゲルは
圧縮強度が測定された。砂に注入テストが行われた例で
は、固結砂の一軸圧縮強度と透水強度が測定された。
実施例１ ビーカー中に、スルファミン酸0.52gとスルファミン
酸マグネシウム1.31gと水4.71gを投入し、これら薬剤を
完全に溶かしてゲル化剤水溶液を得た。次いで、別のビ
ーカーにシリカゾル（イ）を70g投入し、これに上記ゲ
ル化剤水溶液全量を投入し、均一に撹拌した。pHは7.1
であった。この薬液を直ちに25℃の前記鉄製容器中の砂
に注入して砂の空隙を液で充満した。残りの液は、その
まま25℃の室内に放置し、ゲル化時間を測定したとこ
ろ、15分であった。１日放置後のこのゲルの圧縮強度は
0.50Kg/cm2であった。また、１日放置後注入によって固
結した砂塊から、強度測定部片と透水速度測定用部片と
をつくり、夫々測定したところ、一軸圧縮強度が4.5Kg/
cm2、透水速度3.4×10-7cm/秒であった。更に上記15分
でゲル化したゲルは、28日放置後圧縮強度を測定したと
ころ、0.47Kg/cm2であった。
酸マグネシウム1.31gと水4.71gを投入し、これら薬剤を
完全に溶かしてゲル化剤水溶液を得た。次いで、別のビ
ーカーにシリカゾル（イ）を70g投入し、これに上記ゲ
ル化剤水溶液全量を投入し、均一に撹拌した。pHは7.1
であった。この薬液を直ちに25℃の前記鉄製容器中の砂
に注入して砂の空隙を液で充満した。残りの液は、その
まま25℃の室内に放置し、ゲル化時間を測定したとこ
ろ、15分であった。１日放置後のこのゲルの圧縮強度は
0.50Kg/cm2であった。また、１日放置後注入によって固
結した砂塊から、強度測定部片と透水速度測定用部片と
をつくり、夫々測定したところ、一軸圧縮強度が4.5Kg/
cm2、透水速度3.4×10-7cm/秒であった。更に上記15分
でゲル化したゲルは、28日放置後圧縮強度を測定したと
ころ、0.47Kg/cm2であった。
実施例２ 実施例１と同様にして、シリカゾル（イ）を70gとス
ルファミン酸0.4gとスルファミン酸マグネシウム1.31g
と硫酸マグネシウム0.72gと水6.83gを均一に混合して、
地盤注入用薬液を調製した。pHは7.3であった。ゲル化
時間は８分を示し、得られたゲルの圧縮強度は、１日放
置時点で0.62Kg/cm2を、また、28日放置時点で0.59Kg/c
m2であった。更に固結砂の一軸圧縮強度は5.6Kg/cm2、
透水速度2.1×10-7cm/秒であった。
ルファミン酸0.4gとスルファミン酸マグネシウム1.31g
と硫酸マグネシウム0.72gと水6.83gを均一に混合して、
地盤注入用薬液を調製した。pHは7.3であった。ゲル化
時間は８分を示し、得られたゲルの圧縮強度は、１日放
置時点で0.62Kg/cm2を、また、28日放置時点で0.59Kg/c
m2であった。更に固結砂の一軸圧縮強度は5.6Kg/cm2、
透水速度2.1×10-7cm/秒であった。
比較例１ 粒子径の大きいシリカゾル（ハ）70gとスルファミン
酸0.47gとスルファミン酸マグネシウム1.16gと水4.19g
とから実施例１と同様にして地盤注入用薬液を調製し
た。pHは6.9であった。ゲル化時間を測定したところ240
分であったが、24時間後でもモールドから取り出すこと
ができず、ゲル強度の測定ができなかった。
酸0.47gとスルファミン酸マグネシウム1.16gと水4.19g
とから実施例１と同様にして地盤注入用薬液を調製し
た。pHは6.9であった。ゲル化時間を測定したところ240
分であったが、24時間後でもモールドから取り出すこと
ができず、ゲル強度の測定ができなかった。
上記実施例及び比較例の結果によると、本発明の地盤
注入用薬液は、主成分のシリカゾルが粒子径の小さいコ
ロイダルシリカからなるために、高い固結強度を与える
ことを示している。
注入用薬液は、主成分のシリカゾルが粒子径の小さいコ
ロイダルシリカからなるために、高い固結強度を与える
ことを示している。
実施例３及び比較例２ 実施例１と同様にして、第１表記載の配合組成により
No.1〜５の本発明の実施例地盤注入用薬液と、No.6及び
７の比較例地盤注入用薬液を調製し、pH、ゲル化時間、
ゲルの圧縮強度を測定したところ、第１表記載の結果が
得られた。
No.1〜５の本発明の実施例地盤注入用薬液と、No.6及び
７の比較例地盤注入用薬液を調製し、pH、ゲル化時間、
ゲルの圧縮強度を測定したところ、第１表記載の結果が
得られた。
実施例のNo.4では、ゲルの強度がやや低いが、用いら
れたシリカゾルが２倍に水希釈されたためである。それ
を考慮に入れると実施例の結果は全て良好であるのに対
し、マグネシウム塩がゲル化剤として併用されない比較
例のNo.6では、ゲルの強度が低く、また、ゲル化剤とし
てスルファミン酸が併用されない比較例のNo.7では、不
均一ゲルが生成し、このゲルは圧縮強度の測定すら不可
能であった。
れたシリカゾルが２倍に水希釈されたためである。それ
を考慮に入れると実施例の結果は全て良好であるのに対
し、マグネシウム塩がゲル化剤として併用されない比較
例のNo.6では、ゲルの強度が低く、また、ゲル化剤とし
てスルファミン酸が併用されない比較例のNo.7では、不
均一ゲルが生成し、このゲルは圧縮強度の測定すら不可
能であった。
これら実施例及び比較例の結果は、ゲル化剤としてス
ルファミン酸とマグネシウム塩とを併用する場合に、ゲ
ルの強度が高くなることを示している。
ルファミン酸とマグネシウム塩とを併用する場合に、ゲ
ルの強度が高くなることを示している。
なお数ケ月以上経過すると更に強度は向上していた。
従ってこの方法は耐久性の高いゲルの作成方法としても
特徴がある。
従ってこの方法は耐久性の高いゲルの作成方法としても
特徴がある。
実施例４及び比較例３ スルファミン酸とスルファミン酸マグネシウムとを水
に溶かして、水溶液中スルファミン酸濃度16.7重量％、
マグネシウム濃度1.0重量％のゲル化剤を調製し、実施
例４に用いた。比較例３には、20重量％の硫酸水溶液が
ゲル化剤として用いられた。
に溶かして、水溶液中スルファミン酸濃度16.7重量％、
マグネシウム濃度1.0重量％のゲル化剤を調製し、実施
例４に用いた。比較例３には、20重量％の硫酸水溶液が
ゲル化剤として用いられた。
別途、70gのシリカゾル（イ）を投入したビーカーを
７箇用意し、これらに第２表記載の量のゲル化剤を加え
て、得られた注入用薬液のpHとゲル化時間を測定したと
ころ、第２表に記載の結果が得られた。同表をみると、
比較例では、ゲル化剤添加量が僅少に変動しても、ゲル
化時間の変動が大きいのに対し、実施例によると、ゲル
化剤の添加量がかなり大きく変動してもゲル化時間の変
動が小さいことがわかる。
７箇用意し、これらに第２表記載の量のゲル化剤を加え
て、得られた注入用薬液のpHとゲル化時間を測定したと
ころ、第２表に記載の結果が得られた。同表をみると、
比較例では、ゲル化剤添加量が僅少に変動しても、ゲル
化時間の変動が大きいのに対し、実施例によると、ゲル
化剤の添加量がかなり大きく変動してもゲル化時間の変
動が小さいことがわかる。
更に、第２表の結果は、本発明によるとpHが約６〜８
にわたって変動しても、ゲル化時間は約15〜25分の範囲
に変動し、わずかであるが、比較例では、pHが約５〜７
の範囲の変動に対し、ゲル化時間は30〜120分の範囲に
変動し、大きいことがわかる。このことは、pHを横軸と
し、ゲル化時間を縦軸にとって、直交座標グラフ上に表
示した第１図を見ると、一層明瞭にその差異を理解する
ことができる。
にわたって変動しても、ゲル化時間は約15〜25分の範囲
に変動し、わずかであるが、比較例では、pHが約５〜７
の範囲の変動に対し、ゲル化時間は30〜120分の範囲に
変動し、大きいことがわかる。このことは、pHを横軸と
し、ゲル化時間を縦軸にとって、直交座標グラフ上に表
示した第１図を見ると、一層明瞭にその差異を理解する
ことができる。
（発明の効果） 本発明によると、１〜100分のゲル化時間を示すシリ
カゾル系のグラウト材が容易に得られる。このグラウト
材は、pH6〜9.0の範囲にわたりゲル化時間の変動が少な
いので、これを用いると地盤強化の性能を一定に設定す
ることができる。しかも、注入地盤に高い固結強度を発
現させることができ、この固結地盤から溶出する塩類の
量が極めて少ないから、周辺土壌を汚染することもな
く、近くにコンクリートが存しても、これに亀裂を起さ
せることもない。更に、本発明のグラウト材は、pH中性
域のみならず、アルカリ性及び酸性の域に及んでも、ゲ
ル化時間の変動が少ないので、使用時薬剤の配合計量に
厳密さを要すことなく、現場での調製が容易である。
カゾル系のグラウト材が容易に得られる。このグラウト
材は、pH6〜9.0の範囲にわたりゲル化時間の変動が少な
いので、これを用いると地盤強化の性能を一定に設定す
ることができる。しかも、注入地盤に高い固結強度を発
現させることができ、この固結地盤から溶出する塩類の
量が極めて少ないから、周辺土壌を汚染することもな
く、近くにコンクリートが存しても、これに亀裂を起さ
せることもない。更に、本発明のグラウト材は、pH中性
域のみならず、アルカリ性及び酸性の域に及んでも、ゲ
ル化時間の変動が少ないので、使用時薬剤の配合計量に
厳密さを要すことなく、現場での調製が容易である。
第１図は、pH値を横軸とし、ゲル化時間を縦軸とする直
交座標グラフ上に、第２表に記載の地盤注入用薬液のpH
とゲル化時間とをプロットして得られた曲線を示す。図
中、曲線Ａは実施例４の結果を、そして曲線Ｂは比較例
３の結果を表わす。
交座標グラフ上に、第２表に記載の地盤注入用薬液のpH
とゲル化時間とをプロットして得られた曲線を示す。図
中、曲線Ａは実施例４の結果を、そして曲線Ｂは比較例
３の結果を表わす。
Claims (8)
- 【請求項１】粒子径が４〜6mμであるコロイダルシリカ
をSiO2として５〜25重量％、Na2Oを0.05〜1.5重量％含
有し、且つpHが８〜10.5である水性ゾル100重量部に、
スルファミン酸0.1〜4.5重量部と、スルファミン酸マグ
ネシウム、硫酸マグネシウム、又はそれらの混合物から
なる水溶性マグネシウム塩0.2〜10.0重量部とを含有さ
せたゲル化時間が300分以内であることを特徴とする地
盤注入用薬液。 - 【請求項２】ゲル化時間が１〜100分である特許請求の
範囲第１項記載の薬液。 - 【請求項３】コロイダルシリカ含有率がSiO2として８〜
24重量％の水性シリカゾルである特許請求の範囲第１項
または第２項記載の薬液。 - 【請求項４】スルファミン酸含有量が0.3〜3.0重量部で
ある特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
記載の薬液。 - 【請求項５】水溶性マグネシウム塩がスルファミン酸マ
グネシウムでありその含有量が0.5〜0.7重量部である特
許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の
薬液。 - 【請求項６】水溶性マグネシウム塩のスルファミン酸、
またはスルファミン酸の硫酸の合計量に対するマグネシ
ウム量がモル比で0.01〜1.0である特許請求の範囲第１
項ないし第５項のいずれか１項記載の薬液。 - 【請求項７】水溶性マグネシウム塩のスルファミン酸、
またはスルファミン酸と硫酸の合計量に対するマグネシ
ウム量がモル比で0.1〜1.0である特許請求の範囲第１項
ないし第５項のいずれか１項記載の薬液。 - 【請求項８】スルファミン酸と水溶性マグネシウム塩を
飽和溶解度以下の濃度の水溶液として含有させた特許請
求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項記載の薬
液。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315855A JPH083091B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 地盤注入用薬液 |
| US07/137,940 US4904304A (en) | 1986-12-29 | 1987-12-28 | Chemical grout for ground injection and method for accretion |
| DE8787119320T DE3779281D1 (de) | 1986-12-29 | 1987-12-29 | Duenner moertel zur bodeneinspritzung und methode zur anwendung. |
| EP87119320A EP0273445B1 (en) | 1986-12-29 | 1987-12-29 | Chemical grout for ground injection and method for accretion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315855A JPH083091B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 地盤注入用薬液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63168485A JPS63168485A (ja) | 1988-07-12 |
| JPH083091B2 true JPH083091B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=18070392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315855A Expired - Lifetime JPH083091B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 地盤注入用薬液 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904304A (ja) |
| EP (1) | EP0273445B1 (ja) |
| JP (1) | JPH083091B2 (ja) |
| DE (1) | DE3779281D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH06101400A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-12 | Asahi Denka Kogyo Kk | 注入止水工法 |
| CN1264950C (zh) * | 2001-10-18 | 2006-07-19 | 阿克佐诺贝尔公司 | 密封组合物和其用途 |
| US7666410B2 (en) * | 2002-12-20 | 2010-02-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Delivery system for functional compounds |
| US7582308B2 (en) * | 2002-12-23 | 2009-09-01 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Odor control composition |
| US7488520B2 (en) * | 2003-10-16 | 2009-02-10 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | High surface area material blends for odor reduction, articles utilizing such blends and methods of using same |
| US7754197B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-07-13 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for reducing odor using coordinated polydentate compounds |
| US7879350B2 (en) * | 2003-10-16 | 2011-02-01 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for reducing odor using colloidal nanoparticles |
| US7794737B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-09-14 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Odor absorbing extrudates |
| US7438875B2 (en) | 2003-10-16 | 2008-10-21 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for reducing odor using metal-modified silica particles |
| US7413550B2 (en) | 2003-10-16 | 2008-08-19 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Visual indicating device for bad breath |
| US7837663B2 (en) * | 2003-10-16 | 2010-11-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Odor controlling article including a visual indicating device for monitoring odor absorption |
| US7582485B2 (en) * | 2003-10-16 | 2009-09-01 | Kimberly-Clark Worldride, Inc. | Method and device for detecting ammonia odors and helicobacter pylori urease infection |
| US7678367B2 (en) * | 2003-10-16 | 2010-03-16 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for reducing odor using metal-modified particles |
| US7141518B2 (en) | 2003-10-16 | 2006-11-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Durable charged particle coatings and materials |
| KR101134492B1 (ko) * | 2004-04-30 | 2012-04-13 | 곽상운 | 발포형 케미칼 그라우트재 |
| US9045965B2 (en) * | 2012-05-01 | 2015-06-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Biodegradable activators to gel silica sol for blocking permeability |
| CN111808592A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-10-23 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法 |
| CN116283102A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-23 | 华中科技大学 | 一种利用镁离子调控地聚合物凝结时间的方法 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5829882A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-22 | Nissan Chem Ind Ltd | 土質処理剤 |
| JPS5993788A (ja) * | 1982-11-20 | 1984-05-30 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入工法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832189B2 (ja) * | 1980-05-01 | 1983-07-11 | 池田 猛 | 水ガラス系土壌安定剤用硬化剤 |
| JPS5859281A (ja) * | 1981-10-02 | 1983-04-08 | Sanshin Kensetsu Kogyo Kk | ケイ酸ナトリウム系注入材 |
| JPS5966482A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-14 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入工法 |
| JPS5993787A (ja) * | 1982-11-20 | 1984-05-30 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤固結法 |
| JPS59179579A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-12 | Onoda Cement Co Ltd | 薬液注入工法 |
| JPS6169887A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-10 | Sanko Koroido Kagaku Kk | 土壌処理剤 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61315855A patent/JPH083091B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-12-28 US US07/137,940 patent/US4904304A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-29 EP EP87119320A patent/EP0273445B1/en not_active Expired
- 1987-12-29 DE DE8787119320T patent/DE3779281D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5829882A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-22 | Nissan Chem Ind Ltd | 土質処理剤 |
| JPS5993788A (ja) * | 1982-11-20 | 1984-05-30 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入工法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0273445B1 (en) | 1992-05-20 |
| US4904304A (en) | 1990-02-27 |
| JPS63168485A (ja) | 1988-07-12 |
| EP0273445A3 (en) | 1989-03-22 |
| DE3779281D1 (de) | 1992-06-25 |
| EP0273445A2 (en) | 1988-07-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |