JPH09157646A - 固化材・ベントナイト注入液の製造方法および同注入液製造用粉体 - Google Patents

固化材・ベントナイト注入液の製造方法および同注入液製造用粉体

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JPH09157646A
JPH09157646A JP7346175A JP34617595A JPH09157646A JP H09157646 A JPH09157646 A JP H09157646A JP 7346175 A JP7346175 A JP 7346175A JP 34617595 A JP34617595 A JP 34617595A JP H09157646 A JPH09157646 A JP H09157646A
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Japan
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bentonite
powder
solidifying material
producing
cement
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JP7346175A
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Tadaaki Maeda
忠昭 前田
Saburo Ishii
三郎 石井
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Tachibana Material Co Ltd
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Tachibana Material Co Ltd
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    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非常に少ないベントナイト粉末量であって
も、所望の強度を容易に得ることができて作液工程管理
の容易化を図ることができると共に、ベントナイト粉末
量が大幅に低減することができるので、採算コストを大
幅に削減することができる固化材・ベントナイト注入液
の製造方法および固化材・ベントナイト注入液製造用粉
体を提供する。 【解決手段】 重量比で100:40未満の割合にセメ
ント粉末またはスラグを主成分とする固化材とベントナ
イト粉末を用意し、合計100の両粉末を同時に50〜
500の水と合わせミキシングして固化材・ベントナイ
ト注入液を製造する。これに用いられる固化材・ベント
ナイト注入液製造用粉体は、セメント粉末またはスラグ
を主成分とする固化材とベントナイト粉末が重量比で1
00:40未満の割合に配合された混合物を主剤とする
ものであり、ベントナイト粉末は、膨潤力が18ml/
2g以上のものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、既成杭
工法,地中連続安定液工法,沈埋工法等の自硬性の安定
液や、シールド工法,推進工法等の空洞充填液、CJG
工法,柱列杭工法等のソイル混合液等において使用され
る各種グラウト材料、即ち、セメント粉末またはスラグ
を主成分とする固化材(以下、単に固化材という)とベ
ントナイト注入液の製造方法および固化材・ベントナイ
ト注入液製造用粉体に関する。
【0002】
【従来技術】セメント・ベントナイト注入液の製造は、
従来、ベントナイトを清水に投入し所定の時間を経過し
た後、セメントを加えるという方法により行われてい
た。
【0003】一例を挙げれば、450リットルの清水を
収容したミキサーに、ベントナイトを25kgを投入
し、30〜60秒程度経過した後、セメントを120k
g加える。これにより、注入液として適正なセメント・
ベントナイト注入液を製造していた。
【0004】即ち、先にベントナイトを投入して所定時
間をかけることによって、ベントナイトを十分に膨潤、
分散、コロイド化させる。そこにセメントを加えると、
セメントの水和の際に生じた金属イオンがベントナイト
粒子の表面に吸着され、電気化学的作用により液の全体
にゲル化反応が起き、所望の粘性の注入液が製造され
る。
【0005】しかしながら、もし、上記と同じ配合に
て、セメントを先に、ベントナイトを後に投入してしま
うと、ベントナイトが膨潤、分散、コロイド化する過程
で、セメントによる金属イオンがベントナイト粒子の表
面に吸着し、ベントナイトのその後の膨潤が妨げられ、
沈殿を生じた液しか得られず、ひいては一軸圧縮強度や
その他の物性値に悪影響を及ぼす結果となる。
【0006】また、ベントナイトが先、セメントが後、
である適正投入順序の場合であっても、ベントナイトの
投入からセメントの投入までの時間が短いと、ベントナ
イトの膨潤、分散、コロイド化が十分に進まないうち
に、金属イオンがベントナイト粒子の表面に吸着し、ベ
ントナイトのその後の膨潤が妨げられ、上記の場合と同
様に沈殿を生じた液を生じ、ひいては一軸圧縮強度やそ
の他の物性値に悪影響を及ぼす結果となる。
【0007】従って、このような沈澱を回避するため、
現場の作業者は、セメントとベントナイトの投入順序、
ベントナイト投入からセメント投入までの時間間隔にき
め細かく配慮する必要があり、厳しい工程管理を行わな
ければならなかった。
【0008】このような従来の問題点を解決し、作液工
程管理の容易化を図ることを目的として、近年では、例
えば、特公平7−42147号公報に記載された固化材
・ベントナイト注入液の製造方法およびセメント・ベン
トナイト注入液製造用粉体が公知である。
【0009】この従来のセメント・ベントナイト注入液
の製造方法は、重量比で100:40〜300の割合に
セメント粉末とベントナイト粉末を用意し、合計100
の両粉末を同時に50〜500の水と合わせミキシング
することを特徴とするセメント・ベントナイト注入液の
製造方法を要旨とするものである。
【0010】また、上記従来のセメント・ベントナイト
注入液製造用粉体は、セメント粉末とベントナイト粉末
が重量比で100:40〜300の割合に配合された混
合物を主剤とすることを特徴とするものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の特公平7−42147号公報に記載されたセメント
・ベントナイト注入液の製造方法およびセメント・ベン
トナイト注入液製造用粉体にあっては、セメント粉末と
ベントナイト粉末を重量比で100:40〜300とい
う割合で混合しなければならないため、この作業が非常
に煩雑であり、また、所望の強度を得るためには、多く
のベントナイト粉末を用意しなければならないため、採
算コストが高くなる、という問題を有していた。
【0012】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、非常に少ない
ベントナイト粉末量であっても、所望の強度を容易に得
ることができて作液工程管理の容易化を図ることができ
ると共に、ベントナイト粉末量が大幅に低減することが
できるので、採算コストを大幅に削減することができる
固化材・ベントナイト注入液の製造方法および固化材・
ベントナイト注入液製造用粉体を提供しようとするもの
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る固化材・ベントナイト注入液の製造
方法は、重量比で100:40未満の割合にセメント粉
末またはスラグを主成分とする固化材とベントナイト粉
末を用意し、合計100の両粉末を同時に50〜500
の水と合わせミキシングすることを特徴とするものであ
る。
【0014】また、この発明にあっては、上記製造方法
に用いられる固化材・ベントナイト注入液製造用粉体
を、セメント粉末とベントナイト粉末が重量比で10
0:40未満の割合に配合された混合物を主剤としたこ
とを特徴とするものである。
【0015】固化材として、セメント粉末を用いる場合
には、ポルトランドセメント、或は、ポルトランドセメ
ントを主とする混合セメント等の一般的なものが使用さ
れる。また、このセメント粉末に代えて、本発明では、
スラグ粉末を用いることもできる。スラグ粉末とは、ス
ラグに石灰やソーダー灰等のアルカリ材料を混合した材
料をいう。
【0016】ベントナイト粉末としては、粘土鉱物モン
モリロナイトを主成分とする膨潤力が18ml/2g以
上のベントナイト粉末が用いられる。このような条件を
満たすベントナイト粉末としては、例えば、アメリカ合
衆国ワイオミング州で産出される膨潤力が23ml/2
g以上であるTB−S(商品名)を用いるのが好適であ
る。
【0017】このTB−S(商品名)の化学的分析値
は、SiO2 が63.70%,Al23 が18.59
%,Fe23 が3.32%,MgOが1.87%,C
aOが0.95%,K2 Oが0.87%,Na2 Oが
3.19%,1g−LOSSが6.44%である。
【0018】また、このTB−S(商品名)の品質特性
は、上記したように、膨潤力が23ml/2g以上であ
り、水分が10.0%以下、粘度が250メッシュ90
%以上通過、見掛比重が0.70〜0.85g/cm
3 ,pH(1%液)が9.0〜10.5であり、実に自
重の10倍近い水を吸収して膨潤し、また、水に溶解す
ると、図1に示すように、非常に高い粘性を示してい
る。
【0019】水としては、清水が使用されてもよいし、
海水が使用されてもよい。
【0020】そして、固化材100に対し、膨潤力が2
3ml/2g以上のベントナイト粉末を40未満に規制
するのは、水の量の調整により液を沈澱のない全体的に
ゲル化した適正粘度にするには、この分量で十分であ
り、この分量を越えると、全体としてゲル化はするが、
ゲル化が進み過ぎて一軸圧縮応力や、その他の物性値に
悪影響を及ぼし、また性状としてゼリー状となってしま
い、注入液としての適性が悪くなるためである。勿論、
上記範囲内で膨潤力が23ml/2g以上のベントナイ
ト粉末を混合することで、一定以上の強度を保持しつつ
も、止水効果に優れた注入液を得ることができる。ま
た、清水の他、海水の使用も可能となる。
【0021】なお、上記製造方法においては増粘剤、分
散剤、混合材の一種類または複数種類が使用され、ま
た、上記製造用粉体においてはこれらの一種類または複
数種類が混合されているのが好ましい。
【0022】増粘剤としては、例えば、変性酢ビ系や、
酢ビ−ベオバ基共重合、酢ビ−エチレン等の酢ビ重合
系、メチルセルロース等の、セメントの水和反応を害さ
ない粉末が好適に使用される。そして、その配合割合
は、固化材100に対し0.01〜10.0である。
0.01を下回って小さくなると同剤による増粘効果が
発揮されず、また、10.0を越えて大きくなるとコス
トアップを招くと共に、液がゼリー状となって注入液と
して適正でなくなる。好ましい配合割合は、0.1〜
1.0である。
【0023】分散剤としては、例えば、リグニンスルホ
ン酸塩系、β−ナフタリンスルホン酸塩系等の、固化材
の水和反応を害さない粉末が好適に使用される。そし
て、その配合割合は、固化材100に対し、0.01〜
10.0である。0.01を下回って小さくなると同剤
による分散効果が発揮されず、また10.0を越えて大
きくなるとコストアップを招くと共に効果が飽和する。
好ましい配合割合は0.1〜1.0である。
【0024】混合材としては、例えば、フライアッシ
ュ、粘土、タンカル、タルク等の水和反応を害さない粉
末が好適である。そして、その配合割合は、固化材10
0に対し10〜300である。10を下回って小さくな
ると同材による固化効果が発揮されず、また、300を
上回ると圧縮強度が著しく低下する。好ましい配合割合
は、20〜200である。
【0025】ところで、上記製造方法においては砂が使
用され、また、上記製造用粉体においては砂が混合され
ていてもよい。その配合割合は、固化材100に対し1
0〜500である。10を下回って小さくなると、砂の
使用による一軸圧縮強度の向上が十分でなく、また、5
00を越えて大きくなると砂と砂との間の間隙に固化材
が入りにくく、一軸圧縮強度を低下させてしまうという
不具合を生じる。好ましい配合割合は、100〜300
である。
【0026】また、注入液の製造方法において、固化
材、ベントナイトは、それらを混合したものを水と合わ
せてもよいし、個別に用意した固化材とベントナイト粉
末を水に同時投入するようにしてもよい。増粘剤、分散
剤、固化剤の一種類または複数種類を使用するときも同
様である。
【0027】また、固化材及びベントナイトの両粉末を
重量で100とした場合に水の量を50〜500の範囲
に規制するのは、50を下回ると固化材の水和が十分で
なくなり強度劣下を招くと共に、ベントナイトの膨潤も
規制されてしまい、また、500を越えて過多となると
沈澱を生じてしまう。水の量の好適範囲は100〜30
0、特に150〜250である。
【0028】
【作用】上記発明では、上記範囲内でのベントナイト、
固化材、水の配合のもとでのベントナイトの膨潤、分
散、コロイド化の進行とこのようなベントナイトへの固
化材による金属イオン等の吸着によるゲル化反応によ
り、また、ベントナイト、固化材、水を同時に合わせた
液のミキシングによる液内の摩耗により、沈澱のない良
好な粘度の注入液が製造される。
【0029】
【発明の効果】この発明は、上記のような構成を有する
から、非常に少ないベントナイト粉末をセメント粉末と
同時に水と合わせてミキシングしても、沈澱のない良好
な粘度の注入液が得られ、従って、従来のような、大量
のベントナイトを固化材と混合する必要がなく、その
分、作業が非常に簡便化され、また、採算コストを大幅
に低減することができる。即ち、この発明では、同じ強
度を得るのに必要なベントナイトの量を、特公平7−4
2147号公報に示されたベントナイト量と比べて大幅
に低減できる、という非常に優れた効果が得られる。
【0030】また、この発明にあっては、固化材ベント
ナイトとの投入順序、ベントナイト投入から固化材投入
までの時間間隔等のきめ細かい管理が不要となり、作液
工程管理の容易化を図ることができる。さらに、基本的
に固化材とベントナイトの同時投入を行うものであるか
ら、作液時間を従来よりも短縮することができる。
【0031】
【実施例】以下に、実施例を説明する。
【0032】〔実施例1〕 自硬性安定液としての例 重量比で、セメント、ベントナイト TB−S(商品
名)を100:25の割合で配合混合した製造用粉体を
用意し、100のこの粉体を370の泥水と合わせ、ミ
キシングして注入液を製造した。得られた注入液は、表
1からも明らかなように、その全体が均一であり、沈澱
や浮き水は無視しうる程度のものであった。粘性状態も
注入液として適正なものであった。また、固結後の一軸
圧縮強度も十分なものであった。
【0033】
【表1】
【0034】〔実施例2〕 空洞充填液としての例 重量比で、セメント、ベントナイト TB−S(商品
名)を100:33の割合で配合混合した製造用粉体を
用意し、100のこの粉体を217の清水と合わせ、ミ
キシングして注入液を製造した。得られた注入液は、表
2に示すように、その全体が均一であり、沈澱や浮き水
は無視しうる程度のものであった。粘性状態も注入液と
して適正なものであった。また、固結後の一軸圧縮強度
も十分なものであった。
【0035】
【表2】
【0036】〔実施例3〕 ソイル混合液としての例 重量比で、セメント、ベントナイト TB−S(商品
名)を、100:6の割合で配合混合した製造用粉体を
用意し、100のこの粉体を106の清水と合わせ、ミ
キシングして注入液を製造した。得られた注入液は、表
3に示すように、その全体が均一であり、沈澱や浮き水
は無視しうる程度のものであった。粘性状態も注入液と
して適正なものであった。また、固結後の一軸圧縮強度
も十分なものであった。
【0037】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に用いられる膨潤力が18ml/2g
以上のベントナイト粉末と従来の国内産の2種類のベン
トナイト粉末の粘性比較を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C09K 17/10 C09K 17/10 P E02D 3/12 101 E02D 3/12 101 //(C04B 28/02 14:10) 111:70 C09K 103:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で100:40未満の割合でセメ
    ント粉末またはスラグを主成分とする固化材とベントナ
    イト粉末を用意し、合計100の両粉末を同時に50〜
    500の水と合わせミキシングすることを特徴とする固
    化材・ベントナイト注入液の製造方法。
  2. 【請求項2】 膨潤力が18ml/2g以上のベントナ
    イト粉末が用いられることを特徴とする請求項1記載の
    固化材・ベントナイト注入液の製造方法。
  3. 【請求項3】 セメント粉末またはスラグを主成分とす
    る固化材とベントナイト粉末が重量比で100:40未
    満の割合に配合された混合物を主剤とすることを特徴と
    する固化材・ベントナイト注入液製造用粉体。
  4. 【請求項4】 ベントナイト粉末は、膨潤力が18ml
    /2g以上であることを特徴とする請求項3に記載の固
    化材・ベントナイト注入液製造用粉体。
JP7346175A 1995-12-12 1995-12-12 固化材・ベントナイト注入液の製造方法および同注入液製造用粉体 Pending JPH09157646A (ja)

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