JPH0995673A

JPH0995673A - 地山固結用薬液

Info

Publication number: JPH0995673A
Application number: JP27374495A
Authority: JP
Inventors: Shinya Uda; 信也宇田; 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: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】硬化時間の調整が可能で、高い固結強度と
土中への優れた浸透性を有し、高い発泡倍率を有して経
済性にも優れた地山固結用薬液の提供。【構成】ケイ酸ソーダ水溶液を主成分とするＡ液
と、(B-1) 一般式(I）（式中、ｎは０または１以上の整
数である。）で表わされるポリメチレンポリフェニレン
ジイソシアネート（ＭＤＩ）とポリアルキレングリコー
ルとの反応生成物である乳化分散型ＭＤＩおよび(B-2)
前記一般式 (I)で表わされるＭＤＩの混合物であって、
当該混合物の４５〜６５重量％がｎ＝０の二核体であ
り、特に５〜３５重量％が一般式（II）で示される２，
４′−ジイソシアナトジフェニルメタンであり、かつｎ
≧３のＭＤＩが１０〜４５重量％であるＭＤＩ混合物を
主成分とするＢ液とを組み合わせてなることを特徴とす
る地山固結用薬液。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、破砕帯を有する岩
盤や砂礫層等の堆積層に代表される軟弱地盤の固結安定
化およびコンクリート中のクラックや空隙の補修等に用
いる注入薬液組成物（以下、「地山固結用薬液」とい
う。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】破砕帯を有する岩盤や砂礫層等の軟弱地
盤を固結安定化するためには、グラウトの注入を行なう
のが通常である。こうしたグラウトとしては、無機系グ
ラウト、有機系グラウト、および無機成分および有機成
分からなる無機−有機複合組成物が知られている。

【０００３】このうち、無機系グラウトとしては、セメ
ントの懸濁液や水ガラスを成分とするものが代表的であ
るが、前者は地盤への浸透性が悪く、硬化速度が遅い。
また、後者は硬化速度や地盤への浸透性では前者に勝る
ものの固結強度が低く充分でない。さらに、水との接触
によってアルカリ成分やシリカ成分が溶解して強度低下
を引き起こすという問題がある。

【０００４】有機系グラウトとしては、尿素系、アクリ
ル系またはウレタン系の薬液を注入して地盤中で硬化さ
せるものが代表的であるが、尿素系薬液は、固結強度が
十分ではなく、ホルマリン等の硬化成分の溶出が問題と
なる。アクリル系またはウレタン系薬液は、固結強度は
高いものの、成分化合物が高価である上、硬化生成物が
可燃性であるという問題がある。

【０００５】無機−有機複合組成物は、無機成分として
水ガラスを用い、有機成分として有機系グラウトに使用
されるような各種硬化剤を用いる系が基本的である。例
えば特開昭 55-160079号公報には、水ガラスを主成分と
する成分Ａとイソシアネートからなる成分Ｂを含有する
硬化組成物の使用例が記載されている。こうした系で使
用可能なイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジ
イソシアネート等が知られている（例えば、特開昭55-3
8862号、同4-283290号、同4-318096号公報等）。「Ｃ−
ＭＤＩ」（クルード−ポリメチレンポリフェニレンジイ
ソシアネート）と称されるこのポリイソシアネートは、
ベンゼン核を２個以上含む種々のポリイソシアネートの
混合物である。Ｃ−ＭＤＩは、一般的に無機−有機複合
体を形成する上で有用であると考えられているが、これ
をイソシアネート成分として用いる場合、発泡倍率が１
〜３倍程度と低いため、高い固結強度を得るためには多
くの薬液が必要となり経済性が悪いという問題があっ
た。

【０００６】また、最近では、処理しようとする地山に
長尺のパイプを埋め込み、その内部に薬液を注入し硬化
させて補強材とするパイプルーフ工法が行なわれている
が、この工法では硬化速度の調整が重要な要素となる。
すなわち、セメント懸濁液等の無機系薬液では、前述の
ように硬化速度が遅いため、埋設したパイプの先端から
少しずつ固結処理を繰り返す必要があり作業手順が複雑
になる。ウレタン系薬液の利用も検討されているが、硬
化速度が速すぎるため長尺パイプ内で薬液送出用の吐出
管が抜けなくなるなどの問題を生じる。無機−有機複合
系により適当な硬化速度とすることも試みられている。
この場合、通常の無機−有機複合系組成では硬化速度が
速すぎるためウレタン系薬液と同様の問題がある。硬化
促進剤の添加量を減らせば混合から硬化に至るまでの時
間（以下「硬化時間」という。）を長くすることができ
るとも思われるが、無機成分液と有機成分液の相溶性の
悪さ等の原因により、この場合には硬化せずに両成分が
分離してしまうという問題があり硬化速度の調整には限
界があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発泡倍率お
よび固結強度が高く、硬化速度の調整が容易であり、か
つ、硬化時間の長短に関わらず安定して注入可能な地山
固結用薬液組成物を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、無機−有
機複合系薬液において、Ｃ−ＭＤＩの多核体の成分比お
よび二核体と五核体以上の含有比を調整することによ
り、ゲル化の進行と発泡とのバランスの改良された地山
固結用薬液が得られることを見出し新規な二液型薬液組
成物の提案を行なった（特開平6-287557号公報および特
願平6ー264583号）。本発明者らは、この二液型薬液にお
いて、Ｃ−ＭＤＩを構成する多核体の成分比および二核
体の異性体比を特定範囲にし、Ｃ−ＭＤＩ成分とともに
乳化分散型ＭＤＩを用いることにより、高い発泡倍率と
固結強度および地盤への浸透性に優れ、なおかつ無機成
分との混合後も高い安定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。

【０００９】すなわち、本発明は、以下の地山固結用薬
液を提供する。（１）ケイ酸ソーダ水溶液を主成分とするＡ液と、(B-
1) 一般式(I):

【化３】（式中、ｎは０または１以上の整数である。）で表わさ
れるポリメチレンポリフェニレンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）とポリアルキレングリコールとの反応生成物であ
る乳化分散型ＭＤＩおよび(B-2) 前記一般式 (I)で表わ
されるＭＤＩの混合物であって、当該混合物の４５〜６
５重量％がｎ＝０の二核体であり、特に５〜３５重量％
が一般式(IＩ):

【化４】で示される２，４′−ジイソシアナトジフェニルメタン
であり、かつｎ≧３のＭＤＩが１０〜４５重量％である
ＭＤＩ混合物を主成分とするＢ液とを組み合わせてなる
ことを特徴とする地山固結用薬液。

【００１０】（２）Ａ液がさらに分子量が5000以下で
あるポリオールを含有する前記１に記載の地山固結用薬
液。（３）Ｂ液中の乳化分散型ＭＤＩとＭＤＩ混合物の重
量比が３：７〜８：２である前記１に記載の地山固結用
薬液。（４）前記乳化分散型ＭＤＩの生成に用いられるポリ
アルキレングリコールが分子量５００〜3000のポリエチ
レングリコールである前記１に記載の地山固結用薬液。（５）前記乳化分散型ＭＤＩのＮＣＯ％が２３〜３１
％である前記３に記載の地山固結用薬液。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の地山固結用薬液は主とし
て無機成分からなるＡ液と有機成分からなるＢ液の２液
から構成され、Ａ液は(A-1) ケイ酸ソーダ水溶液、およ
び好ましくは(A-2) 低分子量ポリオールを含有し、Ｂ液
は(B-1) 乳化分散型ＭＤＩと(B-2) Ｃ−ＭＤＩ混合物と
を主成分とする。以下、各成分について詳説する。

【００１２】Ａ液中の成分(A-1) として用いられるケイ
酸ソーダ水溶液は、一般式Ｎａ₂Ｏ・ｍＳｉＯ₂・ｘＨ
₂Ｏで表わされるケイ酸ソーダの水溶液（いわゆる水ガ
ラスまたは水ガラスと水の混合物）である。上記ケイ酸
ソーダは市販の製品を用いることができ、上記式におい
てｍ＝ 0.5〜４の範囲のものが含まれる。水溶液の固形
成分濃度としては、通常１０〜６０重量％、好ましくは
２０〜５５重量とする。固形分濃度が１０％未満だと薬
液中のケイ酸ソーダの割合が低く充分な難燃性が得られ
ない。固形分濃度が６０％を超えるとケイ酸ソーダが溶
解しきれず液の分離を引き起こす。

【００１３】Ａ液は好ましくはポリオールを含有する
（成分(A-2) ）。ポリオールを含有することで発泡倍率
が高くなり、また、硬化物の強度が向上する。なお、本
明細書においてポリオールとは、炭化水素またはエーテ
ルもしくはエステル分子中の炭素原子に結合する２以上
の水素が水酸基で置換されたものをいう。典型的には２
官能性または３官能性のポリオールが用いられる。

【００１４】かかるポリオールの例としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジ
オール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジ
オールなどのジオール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどの
多官能グリコールならびにポリエチレングリコールおよ
びポリプロピレングリコールまたはそれらの複合ポリオ
ールなどのポリエーテルポリオールが挙げられる。分子
量5000以下のポリオールが好適に用いられる。分子量が
5000を超えると強度が発現しにくくなる。分子量が２０
０〜６００のＯＨ価１００〜3000のポリエーテルポリオ
ールが特に好ましい。Ａ液中におけるポリオールの含有
量は、３０重量％以下好ましくは１０〜２０重量％であ
る。３０重量％を超えると浸透性が悪くなり、かつ反応
性や発泡性も悪くなる傾向がある。

【００１５】Ｂ液は、一般式(I):

【化５】（式中、ｎは０または１以上の整数である。）で表わさ
れるポリメチレンポリフェニレンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）の混合物（Ｃ−ＭＤＩ）およびＭＤＩから誘導さ
れる乳化分散性を有する化合物（本明細書において「乳
化分散型ＭＤＩ」という。）から主として構成される。
Ｂ液中の成分(B-1) として用いられる乳化分散型ＭＤＩ
はＭＤＩとポリアルキレングリコールを付加反応させて
得られる。原料ＭＤＩは一般式 (I)においてｎが６以下
のものが好ましい。原料ＭＤＩは単一化合物、例えば後
述の４，４′−ジイソシアナトジフェニルメタンでもよ
いし、ｎ値の等しい異性体の混合物あるいはｎ値の異な
る化合物の混合物でもよい。

【００１６】ポリアルキレングリコールは分子量５００
〜3000のものが好適に用いられる。５００未満では生成
する乳化分散型ＭＤＩの乳化性が不十分である。3000を
超えると油分が浮くようになる。本発明においては、成
分(B-1) の乳化分散型ＭＤＩは次式：

【００１７】

【数１】ＮＣＯ％＝｛（ＮＣＯ基の式量）×（ＮＣＯ基
の個数）／イソシアナート化合物の分子量｝×１００で定義されるＮＣＯ％が２３〜３１となることが好まし
い。ＮＣＯ％が２３％未満であるとＡ液とＢ液とを混合
した後、硬化反応に至るまでの時間が短くなりすぎる傾
向がある。ＮＣＯ％が３１％を超えると乳化性が低下す
る。

【００１８】Ｂ液中の成分 (B-2)として用いられるＣ−
ＭＤＩ混合物は、一般式 (I)においてｎが０以上の多核
体の混合物であり、具体的には以下の(a) 〜(c) の３条
件を満たすものである。 (a) ｎ＝０の二核体がＣ−ＭＤＩ混合物全量の４５〜６
５重量％を占める。 (b) 二核体の中でも特に一般式II：

【００１９】

【化６】で示される２，４′−ジイソシアナトジフェニルメタン
（本明細書において「２，４−体」という。）がＣ−Ｍ
ＤＩ混合物全量の５〜３５重量％、好ましくは１０〜２
０重量％を占める。 (c) ｎ≧３の五核体またはそれ以上の多核体がＣ−ＭＤ
Ｉ混合物全量の１０〜４５重量％を占める。二核体が４５重量％未満であると発泡倍率が低い。一
方、その含有量が６５重量％を超えるとゲル化が著しく
遅れ、発泡とのバランスが崩れるため、良好な発泡体が
得られない。また、２，４−体が５重量％未満であると
発泡倍率が低く、３５重量％を超えると固結強度が低下
する。

【００２０】二核体：

【化７】にはメチレンに対しオルトまたはパラ位にＮＣＯ−基が
位置する４種類のジイソシアネート： (i) ２，４′−ジイソシアナトジフェニルメタン：

【化８】 (ii)２，２′−ジイソシアナトジフェニルメタン（以
下、「２，２−体」という。）：

【化９】 (iii) ４，４′−ジイソシアナトジフェニルメタンビス
（以下、「４，４−体」という。）：

【化１０】

【００２１】が存在する（メタ置換体を含めればより多
数の異性体が存在するが、配向性の点からこれらは生成
しにくい。）。そして、特に２，４−体の含有比が一定
の範囲内にあると発泡倍率が著しく高くなることが判明
した。ｎ＝０の二核体が上記の条件を満たしても、ｎ≧
３の多核体が１０重量％未満であるか４５重量％以上で
あると、やはり実用に供し得るような良好な発泡体が得
られない。一般的に２，４−体の含有量が増やした場合
には固結強度が低下する傾向があるためｎ≧３の多核体
含有量を増やすことが好ましい。

【００２２】Ｂ液中の (B-1)：(B-2) の成分比は、３
０：７０〜８０：２０の範囲が好ましい。 (B-1)成分
（乳化分散型ＭＤＩ）が少ないと、硬化促進剤を少なく
して硬化時間を長くするように試みた場合、Ａ液とＢ液
との反応が進まないうちに両液が分離してしまう。 (B-
1)：(B-2) ＝４０：６０〜６５：３５の範囲が特に好ま
しい。

【００２３】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、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、塩素
化パラフィン、プロセスオイル等が挙げられる。これら
は単独でも組み合わせて用いてもよい。また、発泡性を
調整するため、発泡性希釈剤を使用してもよい。ここ
で、発泡性希釈剤とは、Ａ液とＢ液との反応の際発生す
る熱によって揮発し、両液の反応の結果生じる無機−有
機複合体を発泡させる有機溶媒である。発泡性希釈剤
は、希釈作用によってＢ液成分の岩盤への浸透性を高め
るとともに、発泡作用によって上記複合体を岩盤内によ
り深く浸透させ岩盤の強化に寄与する。発泡性希釈剤の
例としては、アセトン、メチルエチルケトン、エタン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン、プロピレンカーボネー
ト、エチレングリコールアセテート、塩化メチレンなど
が挙げられる。使用が許容されるならば揮発性のハロゲ
ン化アルキルを用いてもよい。発泡性希釈剤の使用量
は、Ａ・Ｂ両液の反応の際の発泡倍率が３倍以上となる
ように決定される。その上限は、作業環境によって、ま
た、対象とする地盤等の強弱に関する考慮から決定され
る。通常は、Ａ液とＢ液との合計量の２０重量％以下で
ある。また、必要に応じて、オルガノポリシロキサンの
ような整泡剤、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。

【００２４】本発明の地山固結用薬液は、以上に挙げた
成分を上記の範囲内で用いることにより、硬化速度、し
たがって硬化時間を調整することが可能である。すなわ
ち、Ａ液とＢ液とを混合した後、硬化に至るまで両液の
分離を招くことがなく、かつ、実用的見地から要求され
る発泡倍率や固結強度を実現することができる。硬化時
間の調整は、硬化促進剤の添加量を増減することにより
行なう。

【００２５】硬化促進剤としては従来既知のいずれのも
のも用いることができ、例えば、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、エチ
レンジアミン、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、テ
トラメチルヘキサメチレンジアミン（ＴＭＨＤ）、ジメ
チルヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン
（ＤＭＣＨＡ）、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、モルホリンやピペラジンあるいはトリメチルアミノ
エチルピペラジン（ＴＭＡＥＰ）のようなその誘導体、
イミダゾリンのような脂肪族アミン、２−メチルイミダ
ゾールやイソブチルー２ーメチルイミダゾール等のイミ
ダゾール類、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等が挙げられる。

【００２６】好ましい硬化促進剤の例としては、２−メ
チルイソブチルイミダゾールやジメチルヘキシルアミン
等が挙げられる。硬化促進剤の使用量は、目的とする硬
化時間によって変わるが、通常、Ｂ液に対して 0.1〜２
０重量％、好ましくは 0.5〜１５重量％である。

【００２７】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１００重量％
以下、好ましくは１０〜２０重量％である。

【００２８】本発明の地山固結用薬液は、上記Ａ液とＢ
液とを組み合わせたもので、両液は使用時に混合され
る。混合比は、Ａ液中の全水酸基含有量とＢ液中のＮＣ
Ｏ基含有量によっても異なるが、通常は、１０：１〜
１：１０の範囲内、好ましくは１：１〜１：３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地山固結効果が達成されない。

【００２９】本発明の地山固結用薬液は、破砕帯を有す
る岩盤や砂礫層等の堆積層に代表される軟弱地盤、ある
いは、コンクリート中のクラックや空隙に注入され、こ
れらを固結安定化するのに用いることができる。注入方
法については、注入の直前に二液の混合が確実に行なわ
れる方法であれば特に限定はなく、任意の方法が使用で
きる。典型的な方法は、以下のとおりである。まず、注
入を行なうべき岩盤等にあらかじめ所定間隔で孔を穿
ち、端部および／または壁面に吐出孔を有する注入管を
挿入固定する。一方、Ａ液とＢ液をそれぞれタンクに装
入し、ホースおよび継手を通して各液を上記注入管内に
３〜１０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で注入する。両液は、注入
管に送入する際または管内において均一混合され、地盤
等の対象物中に注入される。

【００３０】本発明の薬液は、硬化時間の調整が可能
で、Ａ液とＢ液を混合した後硬化に至るまで分離せずに
安定した状態に保たれるので、種々の岩盤固結方法に適
用できる。例えば、トンネルまたは坑道の天蓋部の補強
を目的とする場合には、天蓋部に例えば約２ｍ間隔で、
深さ約２〜約３ｍ、穿孔角度１０〜２０°、径４〜６ｃ
ｍの逆止弁および静止ミキサーを備えた有孔の注入ボル
トまたは注入ロッドのような注入ボルト挿入孔を設け、
各孔に全長３ｍ程度の注入ボルト／ロッドを挿入し、上
述のように薬液を注入する。硬化時間を長くした場合、
薬液は地盤内の広い範囲に自然に浸透する。具体的に
は、注入ボルト／ロッドの先端を中心に薬液が楕円球状
の広がりを見せて地山内に拡散し硬化する。各ボルト／
ロッドの吐出口先端に生じた硬化部は相互に連結状態と
なっているため、砂層等の脆弱な地層に対しても強固な
補強が可能となる。

【００３１】また、注入管として長さ数十ｍに及ぶ長尺
管を用いるパイプルーフ工法への適用も可能である。こ
の工法では、トンネルまたは坑道を掘削しようとする地
盤中に、先端部にドリル刃等の掘削手段を取り付けた長
尺管をアーチ状に列をなすように挿入埋設していく。埋
設後は、図１に示すごとくトンネルまたは坑道の天蓋部
となるべき面１に沿い、トンネルまたは坑道の延長方向
と並行に長尺管群２が位置することになる。これらの長
尺管はその壁面に吐出孔が穿たれており、管内に薬液を
注入して管内を薬液を充填すると管の周囲にも薬液が流
出する。この結果、薬液が硬化すると、それ自体補強材
となる長尺管をつないで半円柱面状の硬化部が形成され
る。

【００３２】本発明の薬液は、硬化時間を長くしてもＡ
・Ｂ両液が分離しないので、地層内に必要な量の薬液が
浸透し得るように、かつ、作業上最適なタイミングで硬
化が進行するように硬化時間を選択することが可能であ
る。したがって、パイプルーフ工法の特長を活かした地
山の安定化が実現できる。これらの工法の詳細について
は、例えば本出願人の出願にかかる特開昭 62-288213号
公報や特開平2-221590号公報に記載されている。

【００３３】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
を具体的に説明する。なお、混合液の反応性および浸透
性ならびに硬化体の強度および発泡性は以下の試験によ
り評価した。［試験方法］ (1) 反応性Ａ液、Ｂ液それぞれ５０ｇずつ取り、撹拌機で所定の時
間、撹拌し発泡が終了するまで静置する。この間の混合
液の色の状況を観察し反応性を評価した。分離せずに発
泡したものを○、はっきりとは分離しないが色むらが生
じたものを△、分離したものを×とした。 (2) 浸透性直径２５ｃｍ、長さ１００ｃｍのガラス管に４号硅砂を
入れ、砂の上面が下がらなくなるまでバイブレーターを
用いて振動を与え、可能な限り堅く締めた砂柱を形成す
る。このガラス管内に本発明の薬液５０ｇを注ぎ、ガラ
ス管上端を密閉する。液の流れを目視観測し、液の流れ
が停止した時点での浸透深さを測定してこれをもって浸
透性を評価した。

【００３４】(3) 発泡倍率（発泡性）Ａ液とＢ液を１：１の割合で混合して、硬化後の体積を
測定し、反応前の両液の体積の合計値でこれを割って発
泡倍率とした。発泡倍率が１０倍以上を◎、６〜１０倍
を○、３〜６倍を△、それ以下を×とした。 (4) 圧縮強度上記(2) の試験で得られた砂柱のうち、その上端面から
５〜１５ｃｍの間の部分を試料として採取し、φ４０×
８０ｍｍに調整し、ストログラフにて圧縮速度５ｍｍ／
分で圧縮して破壊時の強度を測定した。最大降伏点が５
０kgf/cm²以上を○とし、３０〜５０kgf/cm²を△、そ
れ以下を×とした。［乳化分散型ＭＤＩの調製］ジフェニルメタンジイソシ
アネートと分子量６００〜1000のポリアルキレングリコ
ールを付加反応させて調製した（ＮＣＯ％：２３〜３１
％）。

【００３５】実施例１〜５特２号水ガラス〔ケイ酸ソーダ（Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂＝
１：１〜４）、含水率４０〜７０％〕、水、ポリオール
および硬化促進触媒（２−メチルイソブチルイミダゾー
ル）を表１に示す割合で用いＡ液を調製した。Ｂ液成分
としては、前述の乳化分散型ＭＤＩと表２に示す組成か
らなるＭＤＩ混合物を用いた。上記Ａ液とＢ液とを１：
１の割合で均一に混合し、上記の試験法により、Ａ液と
Ｂ液との混合液の浸透性、硬化体の強度および発泡性を
評価した。結果を表１下欄に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】比較例１〜５表３に示す通り、(B-1) 成分または(B-2) 成分の一方の
みを用いてＢ液を構成したほかは上記実施例１〜５と同
様にして比較用薬液を調製した。なお、比較例１〜４で
は、Ａ液中の硬化促進剤（触媒）量も変えた。上記Ａ液
とＢ液とを１：１の割合で均一に混合し、実施例と同様
に液の浸透性、硬化体の強度および発泡性を評価した。
結果を表３下欄に示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】比較例１〜４の結果に示されるように、Ｃ
−ＭＤＩのみを使用した場合は、硬化促進剤の量が多い
場合には直ちに硬化してしまい、硬化促進剤の量が数重
量％の場合には硬化が遅れてＡ液とＢ液の分離が観察さ
れる。硬化促進剤の量が１重量％以下では両液の分離の
程度が大きい。一方、乳化ＭＤＩのみを用いた場合には
両液の分離は起きないが発泡性が悪い（比較例５）。こ
れに対し、Ｂ液成分としてＣ−ＭＤＩと乳化ＭＤＩを組
み合わせて用いた場合（実施例１〜５）には、Ａ液との
混合後の安定性に固結用薬液組成物が得られる。また、
反応性と発泡性のバランスもとれている。Ｃ−ＭＤＩと
乳化ＭＤＩの混合比が３０〜８０重量％、特に４０〜６
５重量％（実施例３〜４）で優れた結果が得られてい
る。

【００４１】実施例６〜１２表４に示すようにＡ液中のポリオール含有量を変化させ
て薬液組成物の性質への影響を調べた。なお、Ｂ液組成
は実施例３と同一とした。得られた薬液の特性を表４下
欄に示す。

【００４２】

【表４】

【００４３】上記結果に示されるように、ポリオールの
添加により浸透性が低下し、強度が向上する。発泡性
は、ポリオール含有量とともに向上する傾向があるが、
３０重量％を超えると（実施例１２）急速に低下する。
３０重量％以上では反応性も悪くなる。Ａ液中のポリオ
ール含有量が１０〜２０重量％で最も良好な結果が得ら
れる。

【００４４】実施例１３〜１９表５に示すようにＡ液中の硬化促進剤含有量を変化させ
て薬液組成物の性質への影響を調べた。なお、Ｂ液組成
は実施例３と同一とした。得られた薬液の特性を表５下
欄に示す。

【００４５】

【表５】

【００４６】上記結果に示されるように、本発明の薬液
組成物は、硬化促進剤を0.2 ％含有するものであっても
１０％含有するものであっても発泡性および強度が優れ
ている。したがって、硬化促進剤の添加量を変えること
により硬化時間を幅広く調整することが可能で、ポット
ライフを長くすることが望ましい用途にも有効に用いる
ことができる。

【００４７】実施例２０〜２１、比較例６〜７表６に示すようにＢ液中のＣ−ＭＤＩ組成を変化させて
薬液組成物の性質への影響を調べた。なお、Ａ液組成は
実施例３と同一とした。得られた薬液の特性を表６下欄
に示す。

【００４８】

【表６】

【００４９】上記結果に示されるように、Ｃ−ＭＤＩ中
の２，４−体含有量が本発明の範囲よりも過少（比較例
６）であっても過剰（比較例７）であっても発泡性や強
度が低下する。

【００５０】

【発明の効果】本発明の薬液は、無機−有機複合系地山
固結用薬液において、有機成分としてＣ−ＭＤＩと乳化
分散型ＭＤＩとを組み合わせて用いることにより、Ａ液
との混合後の安定性が改善される。この結果、硬化促進
剤の添加量を変えるなどにより硬化時間を調整すること
が可能で、ポットライフを長くすることが望ましい用途
にも有効に用いることができ、種々の地山固結処理手法
への適用が可能となる。また、Ｃ−ＭＤＩの多核体の成
分比及び２核体の異性体比を調整することによって、浸
透性や強度は従来の薬液と同等またはそれ以上で発泡倍
率が改善されている。このため、発泡の際に従来の薬液
では浸透しにくい空隙にもよく浸透して岩盤等の固結処
理をすることができ、しかも、経済的である。さらに、
無機−有機複合体を形成するため、難燃性にも優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイプルーフ工法において長尺管を埋設した
状態を透過的に示した斜視図。

【符号の説明】

１隧道／坑道の天蓋部予定面２長尺管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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】ケイ酸ソーダ水溶液を主成分とするＡ液
と、 (B-1) 一般式(I): 【化１】（式中、ｎは０または１以上の整数である。）で表わさ
れるポリメチレンポリフェニレンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）とポリアルキレングリコールとの反応生成物であ
る乳化分散型ＭＤＩおよび(B-2) 前記一般式 (I)で表わ
されるＭＤＩの混合物であって、当該混合物の４５〜６
５重量％がｎ＝０の二核体であり、特に５〜３５重量％
が一般式（II): 【化２】で示される２，４′−ジイソシアナトジフェニルメタン
であり、かつｎ≧３のＭＤＩが１０〜４５重量％である
ＭＤＩ混合物を主成分とするＢ液とを組み合わせてなる
ことを特徴とする地山固結用薬液。
【請求項２】Ａ液がさらに分子量が5000以下であるポ
リオールを含有する請求項１に記載の地山固結用薬液。
【請求項３】Ｂ液中の乳化分散型ＭＤＩとＭＤＩ混合
物の重量比が３：７〜８：２である請求項１に記載の地
山固結用薬液。
【請求項４】前記乳化分散型ＭＤＩの生成に用いられ
るポリアルキレングリコールが分子量５００〜3000のポ
リエチレングリコールである請求項１に記載の地山固結
用薬液。
【請求項５】前記乳化分散型ＭＤＩのＮＣＯ％が２３
〜３１％である請求項３に記載の地山固結用薬液。