JPH0959619A - 地盤固結材 - Google Patents
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Abstract
長期固結強度、耐久性に優れ、傾斜した建造物の復元工
事における注入材、交通の即時開放し得る道路補修材
料、裏込注入材、盛土や埋設工事用材料、掘削残土の処
理材として利用し得るシリカゾル系地盤固結材を提供す
る。 【解決手段】 酸性シリカゾルと、スラグと、セメント
および/または石灰とを有効成分として、スラグがブレ
ーン比表面積が6000cm2/g以上の微粒子スラグから構成
され、酸性シリカゾルは水ガラスと酸を混合し水ガラス
中のアルカリ分を除去しpH0.5〜4に調整したもので
あり、固結材1000cc当りの酸性シリカゾル中水ガラス配
合量20〜300g、微粒子スラグとセメントおよび/また
は石灰との合計配合量20〜700gである。さらに地盤固
結材はゲル化調整剤を、好ましくは全配合液中10重量%
以下含むこともできる。
Description
の改良に係り、特に、短時間のうちに大きな強度を発現
して、いわゆる立ち上がり強度が高く、かつ長期固結強
度も大きく、さらに耐久性にも優れ、この結果、傾斜し
た建造物の復元工事における注入材として、あるいは交
通の即時開放し得る道路補修材料として、また、裏込注
入材として、さらには盛土あるいは埋設工事用材料とし
て、あるいはまた、掘削残土の処理材として利用し得る
地盤固結材に関する。
アルカリ度の高い水ガラスを用いたセメント−スラグ系
水ガラスグラウトが知られている。このグラウトは固結
強度が大きいが、アルカリの溶脱が懸念される。
性水ガラスと、セメント系とからなるグラウトも知られ
ている。このグラウトは不均質なフロック状の沈澱を生
じやすく、かつ立ち上がり強度も低い。
・普通スラグ(ブレーン比表面積3500〜4400cm2/g)系
とからなるグラウトも知られている。この普通スラグは
酸性シリカゾルに対しては中和剤として作用し、ゲル化
時間の短縮には役立つものの、強度の増強には役立た
ず、したがって、このグラウトでは、立ち上がり強度の
向上は期待できない。
ン交換樹脂で処理して得られる中性〜弱アルカリ性のシ
リカゾル(以下、中性シリカゾルという)に対しては反
応性をほとんど示さず、したがって、中性シリカゾルに
対しても強度増強を呈するものではない。
ントを1.5ショットで合流し、地盤中に注入する方法も
知られている。しかし、この合流によって得られるグラ
ウトもまた、立ち上がり強度が小さく、充分な強度を呈
するためには日数を要し、したがって、直ちに高強度を
必要とする目的には不適である。
は短時間のうちに高強度を発現して、いわゆる立ち上が
り強度が高く、しかも長期固結強度も高く、耐久性にも
優れ、さらに、アルカリの溶脱も少なく、上述の公知技
術に存する欠点を改良した酸性シリカゾル−微粒子スラ
グ系の懸濁型地盤固結材を提供することにある。
め、本発明によれば、酸性シリカゾルと、スラグと、セ
メントおよび/または石灰とを有効成分とする地盤固結
材であって、前記スラグはブレーン比表面積が6000cm2/
g以上の微粒子スラグであることを特徴とする。
る。
ラスに硫酸等の鉱酸を添加混合し、水ガラス中のアルカ
リ分を除去して得られる、pHが0.5〜4付近に調整さ
れた酸性シリカゾルである。
ン比表面積が約6000cm2/g以上の微粒子スラグであり、
好ましくは6000〜20000cm2/g程度の微粒子である。これ
が6000cm2/g以下では特に立ち上がり強度が発現でき
ず、また、微粒子化を極端に行っても、懸濁液中で再凝
集を起こすこともあって、微粒化の効果はそれほど期待
できず、また、粉砕費用も高くつくので、上述の範囲が
適当である。
トおよび石灰もまた、ブレーン比表面積がそれぞれ約60
00cm2/g以上の微粒子であることが好ましい。
粒子スラグとの混合前にブレーン比表面積が約6000cm2/
g以上となるよう粉砕されてもよく、また、ある程度粉
砕したのち微粒子スラグと混合し、ブレーン比表面積が
約6000cm2/g以上となるまで粉砕されてもよい。さら
に、これは懸濁液状とし、微粒子状のものを分級して微
粒子懸濁液として使用することもできる。
ランドセメント、これとスラグとの混合物、微粒子化ポ
ルトランドセメント、高炉セメント、これらのクリンカ
ー粉砕物、この粉砕物に石こう等を混合したセメント微
粒子等が挙げられる。
メントおよび/または石灰の系では、ゲル化時間が短い
ため、必要に応じて、さらにゲル化調整剤を含有せしめ
てゲル化時間を遅延させることもできる。
属あるいはアルカリ土類金属の重炭酸塩、炭酸塩、リン
酸塩、酸性リン酸塩、ピロリン酸塩、珪酸塩等が挙げら
れるが、この中で特に、水に易溶性のものが好ましい。
これらゲル化調整剤は予め水に溶解の後、微粒子スラグ
や、セメント、あるいは石灰に添加してもよく、また、
微粒子スラグや、セメント、石灰とともに水に添加して
もよい。
て、酸性シリカゾルの水ガラス配合量は地盤固結材(グ
ラウト)1000cc当り20〜300gが好ましく、これが300
g以上では長期強度が低下し、また、20g以下では立ち
上がり強度が不充分である。また、微粒子スラグと、微
粒子セメントおよび/または石灰との合計配合量はグラ
ウト1000cc当り20〜700gが好ましく、これが700g以
上では粘性が高くなって、送液が困難となり、また、20
g以下では、固結強度が小さくなる。なお、本発明にお
いて、上記水ガラス配合量は3号水ガラスに換算し、こ
の3号水ガラスのシリカ含有量を基準にして定められ
る。すなわち、通常、水ガラスという場合モル比も濃度
も、異なるものであるが、本発明では、水ガラス中のシ
リカ分の含有量が上記範囲にあるという意味である。
化調整剤の種類、他の成分組成等により一概に規定する
ことは難しいが、通常、全配合液中、10重量%以下であ
ることが好ましい。
が約6000cm2/g以上の微粒子スラグを用いるので、これ
が活性反応を起こして硬化反応が活性化し、このため固
結物の強度発現に優れ、かつ立ち上がり強度も著しく高
強度となる。なお、本発明において、セメントや石灰
も、上述のブレーン比表面積を有する場合には、上述強
度は一層顕著となる。
水ガラスに硫酸等の酸を添加、混合し、水ガラス中のア
ルカリ分を除去して得られるpH0.5〜4に調整された
酸性シリカゾルを使用するので、立ち上がり強度が大き
くなる。この理由は酸性シリカゾルはこの中の硫酸が微
粒子スラグの活性とあいまってカルシウムと反応して急
激に石灰を生成するためと思われる。
2/g以下では、活性が少なく、これにセメントや石灰等
のアルカリを加えても直ちに強度増加は起こらない。こ
れに対して、ブレーン比表面積が6000cm2/g以上では、
上述のアルカリの存在下、水硬性が刺激され、酸性シリ
カゾルとの反応も加わって直ちに強度増加が生じる。
る。
2.90、平均粒径5.5μ 消 石 灰: 試薬一級 比重2.20 セメント : 普通ポルトランドセメント、比重3.17
すると、混合液は0.5〜1秒でゲル化する。このような
短時間で固結せしめるためには、A液として酸性シリカ
ゾルを用いることが必須である。この注入材は短いゲル
化時間と優れた立ち上がり強度により、地震等で傾斜し
た建物の基礎に注入すると、容易に建造物を持ち上げ
る。
シリカの溶脱がいずれも0.2%以下、体積変化率が0.5
%以下、透水係数が10-9cm/sec.を呈し、耐久性が極め
て優れていることがわかった。
間の関係を図1に示した。図1中、上述の超瞬結配合
で、消石灰が15kgの場合を1、消石灰が10kgの場合を
2、消石灰が15kgで、スラグがブレーン比表面積5000cm
2/gの場合を3、消石灰が10kgで、スラグがブレーン比
表面積5000cm2/gの場合を4、消石灰が15kgで、スラグ
がブレーン比表面積8000cm2/gの場合を5、消石灰が15
kgで、スラグがブレーン比表面積6000cm2/gの場合を
6、消石灰が15kgの代わりにセメント15kgを用いた場合
を7、消石灰10kgの代わりにセメント10kgを用いた場合
を8、消石灰15kgの他にセメントの代わりに消石灰をさ
らに15kgとした場合を9、酸性シリカゾルの代わりに水
ガラスをイオン交換樹脂で処理して得られたpHが9〜
10の中性シリカゾル(シリカ分の濃度は酸性シリカゾル
と同じ)を用いて消石灰が15kg、スラグがブレーン比表
面積10000cm2/gの場合を10とする。
ち、3、4および10を除いていずれも強度の発現が著し
く早く、かつ長期間にわたり安定した高強度を呈し、耐
久性にも優れていることがわかる。
カゾルと、ブレーン比表面積6000cm2/g以上の微粒子ス
ラグと、セメントおよび/または石灰との系を必須成分
とするから、短時間のうちに大きな強度を発現して、い
わゆる立ち上がり強度が高く、かつ長期固結強度も大き
く、さらに耐久性にも優れ、このため、傾斜した建造物
の復元工事における注入材として、あるいは交通の即時
開放し得る道路補修材料として、また裏込注入材とし
て、さらには盛土あるいは埋設工事用材料として、ある
いはさらに、掘削残土の処理材として利用することがで
きる。
を表したグラフである。
000cm2/gの場合 4 消石灰が10kgで、スラグがブレーン比表面積5
000cm2/gの場合 5 消石灰が15kgで、スラグがブレーン比表面積8
000cm2/gの場合 6 消石灰が15kgで、スラグがブレーン比表面積6
000cm2/gの場合 7 消石灰が15kgの代わりにセメント15kgを用
いた場合 8 消石灰が10kgの代わりにセメント10kgを用
いた場合 9 消石灰15kgの他にセメントの代わりに消石灰を
さらに15kgとした場合 10 酸性シリカゾルの代わりに水ガラスをイオン交換
樹脂で処理して得られたpHが9〜10の中性シリカゾ
ル(シリカ分の濃度は酸性シリカゾルと同じ)を用いて
消石灰が15kg、スラグがブレーン比表面積1000
0cm2/gの場合
Claims (5)
- 【請求項1】 酸性シリカゾルと、スラグと、セメント
および/または石灰とを有効成分とする地盤固結材であ
って、前記スラグはブレーン比表面積が6000cm2/g以上
の微粒子スラグである地盤固結材。 - 【請求項2】 請求項1の酸性シリカゾルが水ガラスと
酸を混合し、水ガラス中のアルカリ分を除去して得られ
るpH0.5〜4に調整されたものである請求項1の地盤
固結材。 - 【請求項3】 請求項1における酸性シリカゾル中の水
ガラスの配合量は前記固結材1000cc当り、20〜300gで
あり、また、微粒子スラグと、セメントおよび/または
石灰との合計配合量は前記固結材1000cc当り20〜700g
である請求項1の地盤固結材。 - 【請求項4】 請求項1の地盤固結材はさらにゲル化調
整剤を含んでなる請求項1の地盤固結材。 - 【請求項5】 請求項4におけるゲル化調整剤の配合量
は全配合液中、10重量%以下である請求項4の地盤固結
材。
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JP2000119056A (ja) * | 1998-10-14 | 2000-04-25 | Railway Technical Res Inst | 鉄道軌道用急硬性注入材とその製造方法 |
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