JPH10110168A - 溶液型グラウト剤およびその調整方法と地盤注入改良工 法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ₂
／Ｋ₂Ｏで表されるモル比が１．５〜４．５にあるアル
カリ水ガラスと燐酸と尿素及び／または水溶性の尿素誘
導体とを含有し、その有効成分の総合計濃度で５〜４０
重量％の範囲にある水溶液であり、該水溶液調整直後の
ｐＨ値が１．５〜１２．０の範囲にあることを特徴とす
る溶液型グラウト剤。また該溶液型グラウト剤を用い１
ショット注入する事を特徴とする地盤注入改良工法。 【効果】 低温下の薬液安定性が確保され、経済性で優
位な１ショット方式で確実に地盤注入を可能とし、かつ
アルカリ水ガラスの中和率が高い割にゲル化時間を延長
可能で高強度で耐久性に富む固結体が得られ、また同時
に、該溶液型グラウト剤を用い、１年間を通じた液温の
季節変動に対して優れた溶液安定性とその注入作業性が
確保された地盤注入改良工法を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として不安定地
盤を強化安定化する方法に際して使用される、新規な溶
液型グラウト剤組成物等に関する。より詳しくは、水ガ
ラス−燐酸系のグラウト剤に於いて、第３成分として尿
素及び／または水溶性の尿素誘導体を必須成分として用
いる溶液型グラウト剤、該溶液型グラウト剤の調整方
法、それを用いた地盤注入改良工法等に関する。

【０００２】ここで地盤改良工法とは、建築基礎掘削工
事現場、地下鉄掘削工事現場、下水道敷設の為の掘削工
事現場等の軟弱あるいは漏水地盤（以下単に不安定地盤
と言う）にグラウト剤を注入して該地盤を固結し、これ
によって該地盤の透水性を極限まで低下せしめると共に
強固な地盤へと改良する事を言う。すなわち、地盤注入
改良工法とは固結用のグラウト剤を不安定地盤に注入さ
せて固結させる事を言う。なお、１ショット方式とは主
剤と硬化剤とを予め混合し、その混合液を注入する方式
であり、また１．５ショット方式とは主剤と硬化剤とを
注入管入口附近で衝突混合させてその混合液を注入する
方式を言う。また２ショット方式とは主剤と硬化剤とを
二重管からなる注入管を介して別々に供給し、該注入管
の先端部で混合吐出させる方式を言う。

【０００３】

【従来の技術】従来、トンネル工事、都市土木工事に於
いて不安定地盤の安定化や止水を目的としたグラウト工
法に際しては、種々のグラウト剤がその地盤の性状に応
じて使い分けされている。そのグラウト工法に於いて使
用されるグラウト剤は、地盤注入薬液、また単に薬液と
も言われる。これまで種々のグラウト剤とその工法が提
案され実用化されているが、いずれに於いてもグラウト
剤に対する要求性能は、硬化後の強度、ゲルタイム調製
の容易さ、地盤への浸透性、環境への影響等様々である
が、その中からコストと機能の両面から適当なものが種
々選択され使用されている。

【０００４】その中で現在最も多く用いられているのは
珪酸アルカリ水ガラス溶液を主剤とする水ガラス系グラ
ウト剤である。その水ガラス系グラウト剤には懸濁型と
溶液型の２つがある。このうち、前者の懸濁型には水ガ
ラスの硬化剤成分として、セメント、石灰、スラグ等の
水に懸濁する物質が知られている。例えば特開平７−１
６６１６３号には、モル比が１．５〜２．８の範囲にあ
る水ガラスと微粒子スラグを有効成分とする土質注入改
良剤が、また例えば特開平１−１３３９６５号にはポル
トランドセメントを有効成分とする懸濁型グラウト剤が
提案されている。一般に懸濁型グラウト剤では総じてそ
の１次粒子径が比較的大きいため地盤への浸透性が不足
する事が知られており、あまり主流となっていない。

【０００５】また後者の溶液型では、水ガラスの硬化剤
として硫酸、塩酸、燐酸等の無機酸やその塩類及びまた
はグリオキザール、エチレンカーボネート等で代表され
る強アルカリ中で徐放性の有機酸を生成する水溶性有機
単量体が公知である。特にグリオキザールは安全性が高
く、高強度の水ガラス系固結体を与えるとして近年では
水ガラスの有機系硬化剤成分の主流になっている。

【０００６】また最近では、水ガラスのアルカリ成分溶
出を嫌らって酸性水ガラスやコロイダルシリカを主成分
とする溶液型グラウト剤の提案がなされている。前記水
性コロイダルシリカ系グラウト剤にあっては、硬化剤と
して消石灰やポルトランドセメントを使用する方法が特
開昭５９−６６４８２号に、また硬化剤としてスルファ
ミン酸マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩とする方
法が特開昭６３−１６８４８５号等に開示されている。
また硬化剤として塩化ナトリウムや硫酸水素ナトリウム
を用いるとする等の方法が特開昭５９−１５２９８５号
に、またグリオキザール等とする方法が特開平２−３６
１５６号にそれぞれ開示があり、それぞれ水ガラス系と
同様な、懸濁ないし溶液性の電解質を加えて硬化させる
方法が提案されている。しかしこれまで提案された水性
コロイダルシリカ系グラウト剤では、ゲル強度が比較的
低いという課題を抱えている。

【０００７】近年では水ガラス系溶液型グラウト剤のゲ
ル化時間を短くとも２０分以上長くとも６０分程度とす
る長結型（ゲルタイムが長いタイプ）の溶液型グラウト
剤が特に重宝されている。長結型の溶液型グラウト剤の
使用または併用によって、薬液注入を必要とする対象軟
弱地盤に対し、より均等かつ高均一に地盤浸透固結させ
る事が可能になり、従来の瞬結型土質注入改良剤のみを
用いる方法よりも、より一層高度に地盤の高強度化が図
れるとされている。

【０００８】また、ゲル化時間の調節が容易で数１０分
から数１０秒のゲルタイムを任意に調節でき、高い止水
効果を生むとされる公知の溶液型グラウト剤としては、
例えば特開昭５１−７８００８号等に代表される開示技
術によってアルカリ性水ガラス溶液を主剤とし、主たる
硬化剤として燐酸を使用する技術がすでに公知である。
また上記した組成物と同様な溶液型グラウト剤を用いた
地盤改良工法の開示例として、例えば特開昭５１−８５
２１７号や特開昭５１−１２８１０９号等が知られてい
る。

【０００９】一般的に燐酸を水ガラスの硬化剤とした公
知の溶液型グラウト剤の特徴には、その一つに、幅広い
ゲルタイム（数秒〜数時間前後の範囲のゲル化時間）を
１種の硬化剤で調節可能な事が挙げられる。また硬化剤
が液体として取扱え、計量が無人で連続またはバッチ定
量配合調整が容易に可能であると同時に、固体物質と比
較すると空気中への飛散がほとんどなく取扱作業者の健
康確保から望ましいと当該分野の多くの担当者等から高
く評価されている。しかし、以下の重要な課題をかかえ
ている。

【００１０】その重要な課題とは以下の点であり、本発
明はその課題を解決する事にある。アルカリ水ガラス／
燐酸を有効成分とする、ゲルタイムが短くとも１５分以
上から長くとも１００分以内の範囲で調整された公知の
該溶液型グラウト剤を冬場１〜１０℃の低温下で１液と
し、１ショット方式で地盤注入を実施する際、その薬液
が連続または断続的に攪拌混合された場合や微振動が連
続または断続的に加わった場合等には、しばしば比較的
短時間の内に系全体が白濁し所定時間内の固結挙動がま
ったく観察されなくなると同時に、送液やグラウト管を
介した地盤注入が全く出来なくなる等の問題が頻繁に発
生する。特に注入対象地盤の固結強度とその耐久性を出
来るだけ高める目的で、アルカリ水ガラス配合量をグラ
ウト（薬液）総量２００リットル当り固形分換算で、例
えば２０〜１５０Ｋｇの範囲とした場合等では、前記問
題が調整薬液現場で顕著に発生する。

【００１１】白濁化の原因は本発明者等が行なった解析
結果で、該薬液中に化学量論的に生成する燐酸塩及び／
またはその水和物が過飽和溶解にあると推定され、その
過飽和状態が外部刺激によって崩れ、過飽和分が沈殿ま
たは結晶となって析出する挙動であると考えられる。該
析出物質は分析の結果、燐酸第２ナトリウム水和物結晶
及び／または燐酸第３ナトリウム水和物結晶及び珪酸ナ
トリウムや珪酸コロイドを該結晶に取込んだ複雑な複塩
結晶沈殿となっている事が判明した。

【００１２】すなわち上記のようなグラウト剤組成物等
は、冬場の注入現場作業下では種々の動的・静的刺激を
複雑に受ける結果、初期には透明な溶液であった該薬剤
が短時間の内に白濁・スラリー溶液へと変化し、浸透作
業や送液ポンプ注入作業が著しく疎外される等の数々の
現場トラブルを発生している。従って、冬場の現場作業
安定性と低温下におけるゲル化挙動の不安定性について
重要な課題をかかえている実態にある。しかしながら、
これまで前記課題を解決する手段は全く知られていな
い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明の目的
は、基本的にアルカリ水ガラスを主剤とし、そのゲルタ
イムが数分〜数時間の間に調整されかつ冬場の５±４℃
の低温下のゲル化挙動が安定した１ショット方式〜２シ
ョット方式に対応可能な安価な溶液型グラウト剤を提供
すること、ならびにその薬液調整方法、更にそれを用い
た地盤改良工法等をそれぞれ提供することにある。

【００１４】本発明のもう１つの目的としては、特に前
記課題と合せ、グラウト剤構成成分が基本的に動植物へ
の毒性が低く、安価で経済的であり、冬場のグラウト現
場での溶液安定性及び現場における地盤注入作業性に優
れる等の性質はもちろんのこと、以下に示すような従来
の水ガラス−燐酸だけからなる溶液型グラウト剤では達
成出来ない効果を合せ持つ新規な水ガラス系の溶液型グ
ラウト剤を提供することにある。その１つとして、アル
カリ水ガラスの中和率を高くすることとゲル化時間を長
くすることを可能とするという相反する２つのことを同
時に満足させる事である。すなわち、アルカリ水ガラス
の中和率が高い割にゲル化時間を長く出来れば、均質で
かつ高範囲の浸透注入固結が可能になる。もう１つは、
燐酸を使った活性な酸性水ガラスの主剤溶液の安定性向
上と種々のゲルタイムに対応できる任意なゲル化挙動と
高耐久性固結機能を実現させることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を克服するため鋭意検討した結果、アルカリ水ガラスと
燐酸と更に第３成分として尿素及び／または水溶性の尿
素誘導体を該燐酸１モルに対し特定された割合で共存さ
せることで、前記課題を解決できることを見出し本発明
を完成した。

【００１６】即ち本発明の溶液型グラウト剤とは、Ｓｉ
Ｏ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモ
ル比が１．５〜４．５にあるアルカリ水ガラスと燐酸と
尿素及び／または水溶性の尿素誘導体とを含有し、その
有効成分の総合計濃度で５〜４０重量％の範囲にある水
溶液でかつ調整直後のグラウト溶液のｐＨ値が１．５〜
１２．０の範囲にある事を特徴とする溶液型グラウト剤
である。

【００１７】また本発明の溶液型グラウト剤の調整方法
とは以下の３つである。その一つは、本発明の溶液型グ
ラウト剤に於いて、事前に、アルカリ水ガラスを水で希
釈してなる主剤液及び燐酸を水で希釈してなる硬化剤液
の２液を用意し、その２液のいずれか一方または両方の
液に対し、尿素及び／または水溶性の尿素誘導体を合計
で、グラウト剤中での構成比率が、燐酸：尿素及び／ま
たは水溶性の尿素誘導体で表されるモル比で（１：０．
１）〜（１：３）の範囲となる様に添加配合する事を特
徴とする調整方法。

【００１８】またその一つは、本発明の溶液型グラウト
剤に於いて、アルカリ水ガラスの一部を一端所定量の燐
酸にてｐＨ値で０．１〜５の範囲の酸性水ガラス溶液と
したものを主剤液とし、一方硬化剤液として残りアルカ
リ水ガラスと必要に応じてアルミン酸ナトリウム、硫酸
ナトリウム、ピロ燐酸アルカリ金属塩から選ばれた１種
の０〜２５重量％を含有してなる水溶液とする。その２
液のいずれか一方または両方に対し、尿素及び／または
水溶性の尿素誘導体を合計で、グラウト剤中での構成比
率が、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘導体で表
されるモル比で（１：０．１）〜（１：３）の範囲とな
る様に添加配合する事を特徴とする調整方法。

【００１９】またその一つは、本発明の溶液型グラウト
剤に於いて、所定量のアルカリ水ガラスと所定量の燐酸
とをそれぞれ含有してなる水溶液を得た後、直ちに必要
量の尿素及び／または水溶性の尿素誘導体を添加溶解さ
せて１液型の該グラウト剤を得る事を特徴とする調整方
法である。

【００２０】次に、本発明の溶液型グラウト剤を用いた
地盤注入改良工法とは以下の３つである。その一つは、
グラウト液を注入管を介して地盤に加圧しながら注入し
浸透固結させて地盤を強化安定させる工法に際し、本発
明の溶液型グラウト剤を用いて１ショット方式で注入す
る地盤注入改良工法。その一つは、グラウト液を注入管
を介して地盤に加圧しながら注入し浸透固結させて地盤
を強化安定させる工法に際し、本発明の２液型の溶液型
グラウト剤を用いて１．５ショット方式または２ショッ
ト方式で注入する地盤注入改良工法。またその一つは、
グラウト液を注入管を介して地盤に加圧しながら注入し
浸透固結させて地盤を強化安定させる工法に際し、１液
型でかつゲルタイムが短くとも２０分以上からなる本発
明の溶液型グラウト剤と、更に、すでに公知のゲルタイ
ムが長くとも１分以内の瞬結型の水ガラス系グラウト剤
とを、適宜複相注入させて均一かつ高強度な地盤改良を
行なう事を特徴とする地盤複相注入改良工法である。

【００２１】すなわち、本発明は、以下の（１）〜（２
５）を提供するものである。 （１） ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏ
で表されるモル比が１．５〜４．５にあるアルカリ水ガ
ラスと燐酸と尿素及び／または水溶性の尿素誘導体とを
含有し、その有効成分の総合計濃度で５〜４０重量％の
範囲にある水溶液であり、該水溶液調整直後のｐＨ値が
１．５〜１２．０の範囲にあることを特徴とする溶液型
グラウト剤。 （２） 燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘導体で
表される構成モル比が（１：０．１）〜（１：３）の範
囲にあることを特徴とする（１）記載の溶液型グラウト
剤。 （３） 燐酸と尿素及び／または水溶性の尿素誘導体と
を作用させて、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘
導体で表される付加モル比率が（１：０．１）〜（１：
３）の範囲にある燐酸−尿素アダクト体を形成させた
後、該燐酸−尿素アダクト体をアルカリ水ガラスと共に
使用することを特徴とする（１）または（２）記載の溶
液型グラウト剤。

【００２２】（４） 溶液型グラウト剤が下記の主剤液
Ａと硬化剤液Ｂとからなる１液または２液型の溶液型グ
ラウト剤であり、その主剤液Ａ、硬化剤液Ｂのいずれか
一方または両液に対し、合計で、尿素及び／または水溶
性の尿素誘導体を燐酸１モルに対し０．１〜３モルの範
囲となるように配合し、最終的に主剤液と硬化剤液との
配合容量比が（０．５：１）〜（１：０．５）の範囲に
あることを特徴とする（１）又は（２）に記載の溶液型
グラウト剤。主剤液Ａが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／また
はＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で２．４５〜４．５
の範囲にあるアルカリ水ガラスを含有してなり、その固
形分が７．５〜６５重量％の範囲にある水溶液、硬化剤
液Ｂが、該硬化剤液Ｂと主剤液Ａとを上記割合で混合し
た時に、アルカリ水ガラス成分中のＮａ₂Ｏ及び／また
はＫ₂Ｏで表される総アルカリ分の２０〜３００モル％
に相当する量の燐酸を含有して成る水溶液。

【００２３】（５） 溶液型グラウト剤が下記の主剤液
Ｃと硬化剤液Ｄとからなる１液または２液型の溶液型グ
ラウト剤であり、その主剤液Ｃ、硬化剤液Ｄのいずれか
一方または両液に対し、合計で、尿素及び／または水溶
性の尿素誘導体を燐酸１モルに対し０．１〜３モルの範
囲となるように配合し、最終的に主剤液と硬化剤液との
配合容量比が（０．５：１）〜（１：０．５）の範囲に
あることを特徴とする（１）又は（２）に記載の溶液型
グラウト剤。主剤液Ｃが、全アルカリ水ガラス使用量の
２０〜９９重量％相当分のアルカリ水ガラスと燐酸とか
らなり、該主剤液Ｃの溶液ｐＨ値が０．１〜５の範囲で
あり、かつその固形分が７．５〜４５重量％の範囲にあ
る酸性水ガラス水溶液、硬化剤液Ｄが、上記主剤液Ｃで
使用した分の残り、すなわち全アルカリ水ガラス使用量
の１〜８０重量％相当分のアルカリ水ガラスと、アルミ
ン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ピロ燐酸アルカリ金
属塩から選ばれた１種の２５〜０重量％とを含有してな
る水溶液。

【００２４】（６） 溶液型グラウト剤が、アルカリ水
ガラスを固形分で５〜２５重量％の範囲で含有している
ことを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の溶
液型グラウト剤。 （７） アルカリ水ガラスが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏで表さ
れるモル比で３．０〜３．５の範囲の珪酸ソーダである
ことを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の溶
液型グラウト剤。 （８） 水溶性の尿素誘導体が、モノメチロール尿素、
ジメチロール尿素、チオ尿素、モノメチロールチオ尿
素、ジメチロールチオ尿素から選ばれた１種または２種
以上の混合物であることを特徴とする（１）〜（７）の
いずれかに記載の溶液型グラウト剤。

【００２５】（９） 溶液型グラウト剤が、該剤の調整
直後のｐＨ値が１０〜１１．８の範囲またはｐＨ値２〜
５の範囲のいずれかであることを特徴とする（１）〜
（８）のいずれかに記載の溶液型グラウト剤。 （１０） 燐酸が、脱フッ素化された粗燐酸であること
を特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の溶液型
グラウト剤。 （１１） （１）〜（１０）のいずれかに記載の溶液型
グラウト剤における燐酸の酸分の１〜５０％相当量を燐
酸以外の無機酸で置き換えたことを特徴とする溶液型グ
ラウト剤。 （１２） 無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸から選
ばれた１種または２種以上であることを特徴とする（１
１）記載の溶液型グラウト剤。

【００２６】（１３） 溶液型グラウト剤を注入管を介
して地盤に加圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強
化安定させる工法であって、（１）〜（１２）のいずれ
かに記載の溶液型グラウト剤を用いて１ショット方式で
注入することを特徴とする地盤注入改良工法。 （１４） 溶液型グラウト剤を注入管を介して地盤に加
圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定させる
工法であって、（１）〜（１２）のいずれかに記載の２
液型の溶液型グラウト剤を用いて１．５ショットまたは
２ショット方式で注入することを特徴とする地盤注入改
良工法。 （１５） 溶液型グラウト液を注入管を介して地盤に加
圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定させる
工法であって、１液型でかつゲルタイムが短くとも２０
分以上である（１）〜（１２）のいずれかに記載の溶液
型グラウト剤と、ゲルタイムが長くとも１分以内である
水ガラス系グラウト剤とを、適宜複相注入させて均一か
つ高強度な地盤改良を行なうことを特徴とする地盤注入
改良工法。

【００２７】（１６） （４）記載の溶液型グラウト剤
を、事前にアルカリ水ガラスを水で希釈してなる主剤液
及び燐酸を水で希釈してなる硬化剤液の２液を用意し、
その２液のいずれか一方または両方の液に対し、尿素及
び／または水溶性の尿素誘導体を合計で、グラウト剤中
での構成比率が、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素
誘導体で表されるモル比で（１：０．１）〜（１：３）
の範囲となるように添加配合することを特徴とする溶液
型グラウト剤の調整方法。 （１７） （５）記載の溶液型グラウト剤を、アルカリ
水ガラスの一部を一端所定量の燐酸にてｐＨ値で０．１
〜５の範囲の酸性水ガラス溶液としたものを主剤液と
し、一方硬化剤液として該主剤液で使用した以外の残り
のアルカリ水ガラスと必要に応じてアルミン酸ナトリウ
ム、硫酸ナトリウム、ピロ燐酸アルカリ金属塩から選ば
れた１種の０〜２５重量％を含有してなる水溶液とし、
その２液のいずれか一方または両方に対し、尿素及び／
または水溶性の尿素誘導体を合計で、グラウト剤中での
構成比率が、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘導
体で表されるモル比で（１：０．１）〜（１：３）の範
囲となるように添加配合することを特徴とする溶液型グ
ラウト剤の調整方法。 （１８） （１）又は（２）記載の溶液型グラウト剤
を、所定量のアルカリ水ガラスと所定量の燐酸とをそれ
ぞれ含有してなる水溶液を得た後、直ちに必要量の尿素
及び／または水溶性の尿素誘導体を添加溶解させて１液
として得られたものであることを特徴とする溶液型グラ
ウト剤の調整方法。

【００２８】（１９） 溶液型グラウト剤が、アルカリ
水ガラスを固形分で５〜２５重量％の範囲で含有してい
ることを特徴とする（１６）〜（１８）のいずれかに記
載の溶液型グラウト剤の調整方法。 （２０） アルカリ水ガラスが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏで表
されるモル比で３．０〜３．５の範囲の珪酸ソーダであ
ることを特徴とする（１６）〜（１９）のいずれかに記
載の溶液型グラウト剤の調整方法。 （２１） 水溶性の尿素誘導体が、モノメチロール尿
素、ジメチロール尿素、チオ尿素、モノメチロールチオ
尿素、ジメチロールチオ尿素から選ばれた１種または２
種以上の混合物であることを特徴とする（１６）〜（２
０）のいずれかに記載の溶液型グラウト剤の調整方法。

【００２９】（２２） 溶液型グラウト剤が、該剤の調
整直後のｐＨ値が１０〜１１．８の範囲またはｐＨ値２
〜５の範囲のいずれかであることを特徴とする（１６）
〜（２１）のいずれかに記載の溶液型グラウト剤の調整
方法。 （２３） 燐酸が、脱フッ素化された粗燐酸であること
を特徴とする（１６）〜（２２）のいずれかに記載の溶
液型グラウト剤の調整方法。 （２４） （１６）〜（２３）のいずれかに記載の溶液
型グラウト剤における燐酸の酸分の１〜５０％相当量を
燐酸以外の無機酸で置き換えたことを特徴とする溶液型
グラウト剤の調整方法。 （２５） 無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸から選
ばれた１種または２種以上であることを特徴とする（２
４）記載の溶液型グラウト剤の調整方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。なお、以下の記載では、「尿素及び／または水溶性
の尿素誘導体」との表現を一括して単に「尿素化合物」
と呼ぶ。本発明の溶液型グラウト剤（単に薬液とも言
う）は前記した様に、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳ
ｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比が１．５〜４．５にある
アルカリ水ガラス水溶液と燐酸及び尿素化合物とを含有
させてなる水溶液であり、その有効成分の総合計固形分
濃度で５〜４０重量％の範囲、好ましくは８〜３８重量
％、最も好ましくは１０〜３５重量％の範囲で、かつ調
整直後のｐＨ値が１．５〜１２の範囲、好ましくは１．
５〜５または９．５〜１１．８の範囲、特に好ましくは
２〜５または１０〜１１．８の範囲とした組成物であ
る。

【００３１】有効成分の総合計固形分濃度が５重量％未
満では高強度な固結体を生成しづらいからであり、有効
成分の総合計固形分濃度が４０重量を超えると溶液粘度
が高くなる為、薬液の地盤への浸透注入作業性が不足す
るからである。また調整直後のｐＨ値が１．５未満とす
る薬液では不経済かつあまりにも長いゲルタイムしか与
えないからである。また調整直後のｐＨ値が１２を超え
る薬液では、固結速度があまりにも長くなりすぎるから
である。

【００３２】好ましくは、事前に、燐酸及び尿素及び／
または水溶性の尿素誘導体とから、燐酸：尿素及び／ま
たはその水溶性誘導体のモル比で表される比率で（１：
０．１）〜（１：３）の燐酸−尿素系アダクト体を形成
させて後、該アダクト体をアルカリ水ガラスの硬化剤成
分として用いることがより好ましい。またアルカリ水ガ
ラス成分を本発明の溶液型グラウト剤中に固形分換算で
５〜２５重量％の範囲で含有させる事が好ましい。

【００３３】ここで尿素化合物の作用効果についてまず
述べ、合わせて必須構成成分としての重要性を記載す
る。その一つには、尿素化合物は燐酸と共存させるとい
わゆる燐酸−尿素化合物アダクト体（燐酸尿素錯体とも
言う）を容易に生成する事が挙げられる。該燐酸−尿素
化合物アダクト体の酸としての働きは燐酸単独の場合よ
り少し緩和される傾向に有り、すなわちアルカリ水ガラ
スに対する作用は燐酸単独の場合と何等遜色無く、好ま
しい水ガラス用の硬化剤として挙動する。尿素化合物と
燐酸とから生成・誘導される該アダクト体は水溶性が高
く、かつ本発明のグラウト剤の固結化機能上重要な珪酸
コロイドの分散・凝集機能に少なからず関与する事で、
本発明の組成物では夏場の高温から冬場の低温まで幅広
い環境温度下で、優れた液安定性と現場再現性の良いゲ
ル化挙動を発揮させる作用効果を生むと考えられる。

【００３４】前記作用効果の考え方は、例えば日本化学
会編集の化学便覧（発行日：昭和５５年３月１５日）・
応用編の２１ページには「尿素の性質と用途」について
記載があり、その記載によれば、非常に多くの酸、塩、
有機化合物と容易に複塩ないし付加物（アダクト）を生
成するとし、酸が燐酸の場合、燐酸：尿素で表されるモ
ル比で１：１錯体付加物（１：１アダクト体）や１：３
錯体付加物（１：３アダクト体）を例示をしている事か
らも明らかである。

【００３５】次に挙げるべき重要な作用効果の一つとし
て以下の事が挙げられる。アルカリ水ガラスと燐酸との
化学反応では、化学量論的にアルカリ水ガラスの構成に
応じて対応する燐酸ソーダ塩及び／または燐酸カリ塩等
が生成する事が知られている。 その該燐酸塩類に対し
ても、前記燐酸の場合と同様、尿素化合物は容易に水溶
性の高い燐酸塩−尿素化合物アダクト体（燐酸塩−尿素
化合物錯体または燐酸塩−尿素化合物錯体付加物とも言
う）を形成すると十分予想され、その結果、本発明の薬
液の低温時の液安定性が確保され、設定された時間で確
実に強固な珪酸コロイドゲルを生成する効果を引出す事
である。

【００３６】前記作用効果は尿素化合物が事前に燐酸−
尿素化合物アダクト体として配合された場合でも、対応
する燐酸塩−尿素化合物アダクト体を容易に形成する事
から前記同様に説明される。

【００３７】また更には、尿素化合物が必須成分として
含有された本発明の溶液型グラウト剤では以下の優れた
特徴が認められる。単に燐酸とアルカリ水ガラスとのみ
から調整された一般的な公知の薬液と比較すると、その
燐酸分及び水ガラス分をそれぞれ同一含有濃度とした際
の比較で、本発明の薬液組成物の方がより長いゲルタイ
ムを与えると言う事実である。また同時にそのホモゲル
体の１軸圧縮強度はあまり変らないが、離漿の割合が緩
和される事、また圧縮破壊歪率が向上する等、従来から
知られる水ガラス−燐酸系グラウト剤では全く得られな
かった前記作用効果が認められることである。また薬液
中のアルカリ水ガラス濃度を一定に揃えかつ同一のゲル
タイムを得るとする場合で対比すると、本発明の薬液の
方が従来薬液組成物よりも実質的に添加配合される燐酸
量を増量出来る事から、結果としてその固結体の強度は
より高く設定できる作用効果を引出す事が出来る。

【００３８】すなわち、特質すべき尿素化合物の作用効
果としては、本発明の組成物中で化学量論的に生成する
であろう難溶解性の燐酸アルカリ金属塩の水への溶解性
及び安定性を前記理由により飛躍的に高めるという作用
効果を発揮する。言換えれば低温で取扱う際の薬液自体
の液安定性が、調整時から設定された正規のゲル化時間
までの間、確実に確保できる事が本発明組成物の主要な
効果と言える。

【００３９】本発明の溶液型グラウト剤の主要な構成成
分の一つには、下記（ａ）及び／または（ｂ）から成る
アルカリ水ガラスを用いる。 （ａ）ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏで表されるモル比が１．５〜
４．５の範囲にある珪酸ソーダ。 （ｂ）ＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比が１．５〜４．
５の範囲にある珪酸カリ。

【００４０】（ａ）記載の珪酸ソーダとして、より好ま
しい例は、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比２．４５〜４．
５、さらに好ましくは２．５〜３．５のものを選定使用
する事が良い。該珪酸ソーダは、通常、ＪＩＳ Ｋ １
４０８に規定されている３号珪酸ソーダであって良く、
その他、１号珪酸ソーダや２号珪酸ソーダや４号珪酸ソ
ーダであっても何等問題なく使用できる。（ａ）を前記
ＪＩＳ−３号相当品とする態様例では該珪酸ソーダの製
造メーカー間による品質差が小さく経済的に優位であ
る。

【００４１】前記（ａ）から成るアルカリ水ガラスを本
発明の薬液組成物の主剤液として用いる際の好ましい水
溶液濃度としては、固形分換算で７．５〜６５重量％含
有する水溶液が挙げられる。より好ましくは１０〜５０
重量％、特に好ましくは１５〜４５重量％とする事が良
い。

【００４２】（ｂ）記載の珪酸カリとして、好ましくは
ＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏのモル比２．４５〜４．５、より好まし
くは２．５〜３．５の物を選定使用する事が大いに好ま
しい。ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで
表されるモル比で１．５未満のものを使用した場合には
燐酸や尿素化合物の消費量が著しくふえて不経済になる
からであり、また該モル比が４．５を超える溶液型のア
ルカリ水ガラスは一般に取扱うには粘度が高過ぎ、計量
の容易・操作性や薬液の浸透性に欠けるからである。前
記（ｂ）から成るアルカリ水ガラスを本発明の薬液組成
物の主剤液として用いる際の好ましい水溶液濃度として
は、（ａ）の際と同様、固形分換算で７．５〜６５重量
％含有する水溶液が挙げられる。より好ましくは１０〜
５０重量％、特に好ましくは１５〜４５重量％とする事
が良い。

【００４３】また（ａ）と（ｂ）とを併用してなる主剤
液を本発明の薬液組成物の主剤液として使用する場合
も、具体的にＳｉＯ₂とＮａ₂ＯおよびＫ₂Ｏとの総量で
７．５〜６５重量％の範囲とする事が良く、より好まし
くは１０〜５０重量％、特に好ましくは１５〜４５重量
％とする事が良い。

【００４４】本発明の溶液型グラウト剤では、主剤液と
硬化剤液の２液型の態様も一般的に用いられる。主剤液
の１種として、前記アルカリ水ガラスを含有する水溶液
（Ｘ１）とする態様例が挙げられる。その際、有効固形
分含有量が７．５重量％未満とした時には、固結した後
の土質の強度が極端に低く地盤強化安定と止水性とが確
立しずらい傾向にあり、また一方、６５重量％を超える
時は、液自体の粘度が高すぎて浸透注入性に欠ける。前
記（Ｘ１）で表された主剤態様例に対応する硬化剤成分
には、本発明の必須成分である燐酸及び／または燐酸−
尿素系アダクト体組成物が相当する。燐酸を水で希釈し
た溶液を以下（Ｙ１）と記載し、同様に燐酸−尿素系ア
ダクト体組成物を含有する水溶液を（Ｙ２）と呼ぶ。

【００４５】また本発明の溶液型グラウト剤では、主剤
液の１種として、前記アルカリ水ガラスを事前に更に変
性して反応活性を高めると共にその桂酸分とアルカリ分
は基本的に前記（ａ）及び／または（ｂ）で表される範
囲内にある事を特徴とする活性アルカリ水ガラスを含有
する水溶液（Ｘ２）とする態様例も好ましく挙げられ
る。前記（Ｘ２）で表された主剤態様例に対応する硬化
剤成分には、（１）と同様、本発明の必須成分である燐
酸及び／または燐酸−尿素系アダクト体組成物が相当す
る。

【００４６】アルカリ水ガラスの潜在活性向上化方法に
は公知の方法が採用出来、特に制約はなく、例えば公知
の無機酸や酸性無機塩類をごく微量添加配合する方法が
ある。また別の方法には電気透析膜を介してＮａ₂Ｏや
Ｋ₂Ｏのアルカリ分含有濃度調整を行なういわゆる電気
透析方法や、その他、イオン交換方法等が挙げられる。

【００４７】前記の潜在活性向上化方法を採用して
（ａ）及び／または（ｂ）の珪酸コロイド活性を高める
際に、最も配慮されなければならない事としては得られ
た主剤液の溶液ライフが少なくとも３０分以上安定に取
扱える事が挙げられる。その点を満足する物であれば好
ましい本発明の溶液型グラウト剤の主剤液（Ｘ２）とし
て使用できる。

【００４８】また前記アルカリ水ガラスを注入現場で事
前にゲル化活性を高める改質の別の主段としては、例え
ば重炭酸アルカリ有機化合物またはアルカリ金属塩類の
少量を加えて溶液ｐＨを最も低い場合でも１１．８以上
とする方法が挙げられる。

【００４９】重炭酸アルカリ有機化合物としては具体的
な例として炭酸グアニジンや炭酸コリン等が挙げられ
る。またアルカリ金属塩類には具体例として炭酸水素ナ
トリウム、炭酸水素カリウム、燐酸水素二カリウム、燐
酸水素二ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カ
リウム等が挙げられる。

【００５０】一般に（ａ）及び／または（ｂ）のアルカ
リ水ガラス系を用いた主剤液のｐＨ値を１１以下に調整
した場合、その液は極端に不安定となり、しばしば３０
分以内にはゲル化または増粘し、全く液として使用出来
ないからである。

【００５１】また更には、本発明の溶液型グラウト剤に
於いて、その主剤液の別の態様例の１種として下記（Ｘ
３）が挙げられる。溶液型グラウト剤の地盤浸透性の本
質を著しく損わない範囲で、前記した（ａ）及び／また
は（ｂ）からなるアルカリ水ガラスとＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ
で表されるモル比が２０〜２５０の範囲からなる１次分
散粒子径として３〜１００ｎｍの範囲、より好ましくは
１０〜３０ｎｍの範囲のコロイダルシリカ、または、最
大粒子径が８μｍ以下の公知の水和硬化可能な無機微粒
子とを併用使用してなる水溶液（Ｘ３）である。ここで
前記コロイダルシリカや水和硬化可能な無機微粒子を以
下の記載では単に一括して第２主剤成分と呼ぶこととす
る。

【００５２】前記コロイダルシリカにおけるＳｉＯ₂／
Ｎａ₂Ｏで表されるモル比が２５０を超えるものとの併
用では、液安定性に欠けると同時に得られた液剤が懸濁
型グラウト剤により近似した粘性挙動を示す事となり、
不安定地盤への均一浸透性に欠けるという問題が新たに
生じるおそれがある。

【００５３】第２主剤成分の併用できる量は、アルカリ
水ガラス成分の固形分１００重量部当り、固形分で１〜
３０重量部の範囲、好ましくは１〜１５重量部の範囲で
併用使用して良い。

【００５４】本発明の組成物では、前記第２主剤成分を
併用して使用することにより固結時の土質強度を一層向
上させる効果や離漿性のより一層の改善ならびに非透水
性（止水性）のさらなる向上等が図れる。

【００５５】また、本発明の溶液型グラウト剤では、そ
の主剤液の別の態様例として以下の方法等で得たいわゆ
る酸性水ガラス水溶液（Ｘ４）が挙げられる。すなわ
ち、全アルカリ水ガラス使用量の２０〜９９重量％、好
ましくは３０〜９５重量％、更に好ましくは４５〜９０
重量％に相当するアルカリ水ガラスと、燐酸または全燐
酸の多くとも５０重量％分以下を硫酸、塩酸、硝酸、ホ
ウ酸から選ばれた１種で代替させて併用使用すること等
から誘導される酸性水ガラス水溶液（Ｘ４）を主剤液の
１種とする方法である。その時好ましくは有効成分の総
合計濃度で２．５〜５０重量％の範囲、好ましくは２．
５〜４５重量％、更に好ましくは３〜４０重量％にある
酸性水ガラス溶液とする事が良い。前記（Ｘ４）で表さ
れた主剤態様例に対応する硬化剤成分には、主剤液とし
て前記（Ｘ４）で使用した残り、すなわち全アルカリ水
ガラス使用量の１〜８０重量％に相当する残アルカリ水
ガラスを含有するアルカリ水溶液（Ｙ３）が対応する。
また必要に応じて更に、該主剤液（Ｘ４）中の遊離燐酸
を中和可能なすでに公知のアルカリ性無機硬化剤物質を
併用してなるアルカリ水ガラスの希薄溶液（Ｙ４）が相
当する。その際尿素化合物はそのいずれかの液または両
方に存在させて良い。公知のアルカリ性無機物質にはよ
り具体的にアルミン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ピ
ロ燐酸アルカリ金属塩から選ばれた１種が挙げられ、そ
の含有濃度が０〜２５重量％の範囲で併用使用された前
記水溶液が好ましく使用できる。

【００５６】なお、該酸性水ガラス水溶液（Ｘ４）を事
前に調整する際の製造方法などには特に制約はないが、
例えば燐酸またはその全燐酸の５０重量％以下を硫酸、
塩酸、硝酸、ホウ酸から選ばれた１種で代替させた、該
燐酸濃厚溶液中に、高攪拌下に少しずつアルカリ水ガラ
スを加えて、最終的にｐＨ値が０．１〜５の酸性領域、
より好ましくは０．５〜３の範囲、最も好ましくは１．
５±０．５とする事で容易に得られる。

【００５７】本発明の必須成分のもう一つは燐酸であ
り、その燐酸の大部分が予め尿素化合物と事前にアダク
ト体を形成する形で用いられても良い。理由はすでに記
した。またその燐酸の１〜５０重量％分を燐酸以外のす
でに公知の無機酸で代替させて併用使用する事は何等支
障がない。該無機酸は例えば硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸
から選ばれた１種または２種以上が好ましい例として挙
げられる。

【００５８】前記（Ｘ１）、（Ｘ２）、（Ｘ３）から選
ばれた１種等を主剤液とする本発明の溶液型グラウト剤
では、そのゲルタイムを２０〜６０分のいわゆる長結型
薬液とする場合に、硬化剤液（Ｙ１）または（Ｙ２）中
に使用される燐酸量としては、主剤液と（Ｙ１またはＹ
２系の）硬化液が全量一括混合された時、該主剤液中の
Ｎａ₂Ｏ及び／又はＫ₂Ｏの２０〜６０モル％または２２
０〜３００モル％相当量とする事が一般的である。ただ
し、全有効成分の総合計濃度で５〜４０重量％の範囲と
する事、より好ましくは前記アルカリ水ガラス成分濃度
が該薬液中に（ＳｉＯ₂とＮａ₂Ｏ及び／又はＫ₂Ｏとで
表される総固形分で）５〜２５重量％の範囲とする事等
が合わせて肝要な事である。

【００５９】すなわち、事前に燐酸を水で希釈した水溶
液（Ｙ１）を硬化剤液として取扱う際には、前記条件を
満足する様に希釈率とその（Ｙ１）使用量には制限があ
る。従って（Ｙ２）も同様である。特に制約されるもの
では無いが、おおよそ前記（Ｘ１）、（Ｘ２）、（Ｘ
３）から選ばれた１種の主剤液１００容量部に対し（Ｙ
１）の５０〜１５０容量部、好ましくは１００容量部と
近似させて該２液が混合使用される事が好ましい。また
（Ｙ２）でも同様である。また一方、そのゲルタイムを
１分〜２０分程度のいわゆる緩結または中結型薬液とす
る場合の燐酸の配合量としては、該主剤液と燐酸系硬化
剤液との全量が均一混合された時、主剤液中のＮａ₂Ｏ
及び／又はＫ₂Ｏの４０〜８０モル％または１５０〜２
５０モル％相当量とする事が一般的である。前記長結型
薬液例と比較して燐酸使用量が重なる領域がある理由は
尿素化合物の使用割合でゲルタイムが適宜変化する為で
ある。また更に、ゲルタイムを例えば１分以内のいわゆ
る瞬結型薬液とする場合の燐酸の最適配合量としては、
該主剤液と硬化剤液とを一括混合した時、該主剤液中の
Ｎａ₂Ｏ及び／又はＫ₂Ｏの５０モル％以上２００モル％
以下に相当する量とする事が一般的である。

【００６０】前記（Ｘ４）を本発明の溶液型グラウト剤
の主剤液とし、かつグラウト剤のゲルタイムを２０〜６
０分程度のいわゆる長結型薬液とする場合、その硬化剤
として働くアルカリ水ガラス（Ｙ３）または公知の前記
アルカリ性無機物質の０〜２５重量％を含有してなる水
溶液（Ｙ４）の使用割合は、おおよそ薬液ｐＨ値が２．
５〜４程度となる様にそれぞれ選定使用される事が一般
的である。またゲルタイムを１分から２０分の間とする
際の該使用量は、おおよそ薬液ｐＨ値が３．５〜６の範
囲となる様な添加量とする事で容易に達成できる。また
更にゲルタイムを１分以内とする際の該使用量は、薬液
ｐＨ値を４．５〜９の間となる様な添加量とする。前記
長結型薬液例と比較して緩結型薬剤のｐＨ設定値が重な
る領域がある理由は尿素化合物の使用割合でゲルタイム
が適宜変化する為である。従って、本発明における溶液
型グラウト剤は、該剤の調整直後のｐＨ値が１０〜１
１．８の範囲またはｐＨ値２〜５の範囲のいずれかであ
ることがより好ましい。

【００６１】ところで本発明の１液からなる溶液型グラ
ウト剤では、前記した内、ゲルタイムが少なくとも２０
分以上となるもので対応する事が良く、その場合でも事
前に主剤液と硬化剤とを別々に水で濃度調整後に一括に
混合して均一な１液組成物を得る方法でその要件を達成
する事が慣用な事である。なお、該１液型または２液型
からなる本発明の薬液組成物中には当然の事ながら、そ
の配合前後に於いて、存在する燐酸の１モル当り０．１
〜３モルに相当する範囲、好ましくは０．５〜３モルの
範囲、更に好ましくは１〜２モル相当の尿素化合物が必
ず使用される事が重要である。すなわち本発明の薬液中
には注入薬液として使用される際にはかならず尿素化合
物が含有されている事が必須要件である。

【００６２】ここで前記燐酸とは精製燐酸、粗燐酸であ
ったりしてよく、特に限定は無い。しかし、特に工業的
に安価で人体に有害なフッソ化合物が適宜除去されてな
る粗燐酸溶液を選定使用とする事はより経済的であり、
特に優位である。また該粗燐酸としては例えば三井東圧
化学株式会社の製品で、商品名「スーパーＧ」または
「ＧＰＡ」等がある。

【００６３】ところで、アルカリ水ガラスの含有濃度が
５〜２５重量％の範囲、かつＮａ₂Ｏ及び／又はＫ₂Ｏの
総アルカリ分モル数の２０モル％以下相当量の純燐酸分
しか含まれない薬液や更にその薬液が尿素化合物も適宜
含んで成る場合であっても、そのグラウト剤のゲル化時
間が必要以上に長くなりすぎる傾向にあると共に、長い
間遊離状態にある水ガラス成分の拡散による地下水汚染
の危険性確率が高くなる事、及び、生成する珪酸コロイ
ドゲルの１軸圧縮強度が極めて弱く実用性に欠ける傾向
にある。また、その３００モル％相当分以上の燐酸量と
した場合でも、それ以上増やしても顕著な効果が引出せ
ないだけでなく経済性に欠ける。

【００６４】本発明の溶液型グラウト剤に於いては、前
記水ガラスと燐酸と更に必須な構成成分として尿素化合
物が挙げられ、その理由はすでに明らかにした通りであ
る。尿素化合物との記載は尿素及び／または水溶性の尿
素誘導体を総称して用いてきた。その水溶性の尿素誘導
体とは、水溶性の性質及び各種の水溶性アダクト体（錯
体）を形成する物であれば特に限定は無く、例えば尿素
１モルに対しホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒドから選ばれた１種または２種以上の
１〜２モルとを付加反応させて得た水溶性の脂肪族アル
デヒド類付加反応生成物が挙げられ、なかでも入手容易
なモノメチロール尿素やジメチロール尿素が特に好まし
い例として挙げられる。

【００６５】また該尿素誘導体の別の例としては、モノ
メチル尿素、ジメチル尿素、モノメチル尿素、ジエチル
尿素、メチルエチル尿素、モノプロピル尿素、ジプロピ
ル尿素、モノブチル尿素、ジブチル尿素、モノフェニル
尿素、ジフェニル尿素、モノシクロヘキシル尿素、ジシ
クロヘキシル尿素などで代表されるモノまたはジ−置換
アルキル尿素類が挙げられる。

【００６６】また更に該尿素誘導体にはその他として、
チオ尿素またはチオ尿素誘導体が挙げられ、そのチオ尿
素誘導体としては、水溶性の性質及び各種の水溶性アダ
クト体（錯体）を形成する物であれば特に限定は無く、
例えばチオ尿素１モルに対しホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、プロピオンアルデヒドから選ばれた１種ま
たは２種以上の１〜２モルとを付加反応させて得た水溶
性の脂肪族アルデヒド類付加反応生成物等が挙げられ、
なかでも入手容易なモノメチロールチオ尿素やジメチロ
ールチオ尿素やチオ尿素が特に好ましい例として挙げら
れる。

【００６７】またさらなる例としては、モノメチルチオ
尿素、ジメチルチオ尿素、モノメチルチオ尿素、ジエチ
ルチオ尿素、メチルエチルチオ尿素、モノプロピルチオ
尿素、ジプロピルチオ尿素、モノブチルチオ尿素、ジブ
チルチオ尿素、モノフェニルチオ尿素、ジフェニルチオ
尿素、モノシクロヘキシルチオ尿素、ジシクロヘキシル
チオ尿素などで代表されるモノまたはジ−置換アルキル
チオ尿素類が挙げられる。

【００６８】特に本発明では好ましい尿素化合物として
は、冷水に対する相溶性が高い尿素、モノメチロール尿
素、ジメチロール尿素、チオ尿素、モノメチロールチオ
尿素、ジメチロールチオ尿素から選ばれた１種または尿
素を含む２種以上の混合物とすることが良い。最も好ま
しくは尿素である。

【００６９】本発明では、前記尿素化合物と併用使用で
き、同様に本発明のグラウト剤の液安定性効果を期待で
きる添加剤物質として、糖、アルカリ土類金属塩、ヘキ
サメタ燐酸アルカリ金属塩、有機酸、アルカリ性下で徐
々に有機酸を放出する事が出来る有機単量体物質等が挙
げられる。

【００７０】その糖は下記の単糖類、二糖類、多糖類か
ら選ばれた１種または２種以上の混合物であって良い。
単糖類としては特に限定する物では無いが、例えば、グ
ルコース、フルクトース、マンニットール、ソルビトー
ル、イノシトール等が挙げられ、グルコース、ガラクト
ース、ソルビトールが中でも特に好ましい例として挙げ
られる。二糖類としては特に限定する物では無いが、例
えば、ラクトース、マルトース、スクロース等がある。
多糖類としては特に限定する物では無いが、例えば、デ
キストリン、シクロデキストリン、キサンタンガム、プ
ルラン、マルニトール等が挙げられ、より好ましくはシ
クロデキストリン、アミロースのいずれかとする事は大
いに好ましい例である。

【００７１】特に糖としてより一般的な、砂糖、ショ
糖、ブドウ糖、果糖、麦芽糖、乳糖、蜂蜜糖などで代表
される天然糖類、異性化糖、デンプン糖、精製ブドウ
糖、マンニトール、酸化糖、オリゴ糖などで代表される
改質糖類、その他デンプンや蛋白質や水溶性セルロース
化合物、等などから選ばれた１種または２種以上とする
事も大いに好ましい例である。また特に糖としてＤ−ソ
ルビトールまたはグルコースまたはデキストリンとする
態様例は最も大いに好ましい例である。

【００７２】アルカリ土類金属塩とは、例えばマグネシ
ウム塩や第２鉄塩が挙げられ、以下により具体例で示
す。

【００７３】マグネシウム塩とは、例えば塩化マグネシ
ウム、燐酸水素マグネシウム塩、オキシカルボン酸マグ
ネシウム塩、炭素数１〜４の脂肪族カルボン酸マグネシ
ウム塩、炭素数１〜４の脂肪族ジカルボン酸マグネシウ
ム塩などである。特に好ましくは塩化マグネシウム、オ
キシカルボン酸マグネシウム塩、炭素数１〜４の脂肪族
カルボン酸マグネシウム塩である。

【００７４】オキシカルボン酸マグネシウム塩には、例
えば乳酸マグネシウム塩、グリコール酸マグネシウム
塩、グリオキシル酸マグネシウム塩、リンゴ酸マグネシ
ウム塩等がある。

【００７５】また炭素数１〜４の脂肪族カルボン酸マグ
ネシウム塩には、例えば蟻酸マグネシウム、酢酸マグネ
シウム、プロピオン酸マグネシウム、ブタン酸マグネシ
ウム等が挙げられる。また炭素数１〜４の脂肪族ジカル
ボン酸マグネシウム塩とは、琥珀酸マグネシウム、蓚酸
マグネシウム、アジピン酸マグネシウム等がある。

【００７６】その第２鉄塩とは、例えば塩化第２鉄、オ
キシカルボン酸第２鉄塩、炭素数１〜４の脂肪族カルボ
ン酸第２鉄塩、炭素数１〜４の脂肪族ジカルボン酸第２
鉄塩があげられる。

【００７７】オキシカルボン酸第２鉄塩としては、例え
ば乳酸第２鉄塩、グリコール酸第２鉄塩、グリオキシル
酸第２鉄塩、リンゴ酸第２鉄塩等がある。また炭素数１
〜４の脂肪族カルボン酸第２鉄塩には、例えば蟻酸第２
鉄、酢酸第２鉄、プロピオン酸第２鉄、ブタン酸第２鉄
が挙げられ、また炭素数１〜４の脂肪族ジカルボン酸第
２鉄塩とは、琥珀酸第２鉄、蓚酸第２鉄、アジピン酸第
２鉄等が挙げられる。

【００７８】ヘキサメタ燐酸アルカリ金属塩には例えば
重合度６〜５０のヘキサメタ燐酸ナトリウムやヘキサメ
タ燐酸カリウムがある。また前記有機酸には、例えば蟻
酸、酢酸、プロピオン酸で代表されるモノカルボン酸
類、乳酸、りんご酸、グリコール酸などで代表されるオ
キシモノカルボン酸類、その他グリオキシル酸、フィチ
ン酸、イタコン酸、コハク酸、マレイン酸、酸無水物類
等がある。

【００７９】またアルカリ性下で除放性の有機酸を生成
する有機単量体には、例えばグリオキザールやエチレン
グリコールジアセテートで代表されるグリコールやグリ
セリンなどのエステル類、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネートに代表されるアルキレンカーボネー
ト類、γ−ブチロラクトンで代表されるラクトン類等が
好ましく挙げられる。

【００８０】本発明の溶液型グラウト剤では、前記の尿
素化合物を燐酸１モルに対し０．１〜３モルの割合とな
る様に配合される事が肝要である。その結果本発明の目
的のひとつである冬場５℃±４℃の低温下での１ショッ
ト注入液の経時溶液安定性が確保されると同時に、確実
に設定されたゲル化時間内で均質な珪酸ゲルを生成す
る。前記範囲を超えると該目的が達成不可となるかまた
は不経済なグラウト剤となる。

【００８１】また経済的な立場では、本発明を制約する
物ではないが、おおよそ本発明の溶液型グラウト剤総量
２００リットル当り尿素化合物は０．１〜５０ｋｇ程度
の使用範囲とする事が良い。

【００８２】尿素化合物の本発明の溶液型グラウト剤中
への使用量は、燐酸と尿素化合物とがモル比で（１：
０．１）〜（３：１）の範囲、好ましくは（１：０．
５）〜（２：１）の範囲、より最も好ましくは（１：
１）〜（２：１）のモル比構成となる様使用される事が
好ましい。

【００８３】本発明の溶液型グラウト剤では、より単純
化された系で本発明の目的を実現させるにふさわしい態
様例としては、以下の主剤液Ａと硬化剤液Ｂからなる１
液または２液型、または以下の主剤液Ｃと硬化剤液Ｄか
らなる１液または２液型、のいずれかのグラウト剤組成
物が挙げられる。その際、該主剤液と該硬化剤液との容
積配合比が（０．５：１）〜（１：０．５）の範囲、好
ましくは１：１に出来るだけ近ずけた配合とする事が好
ましい事として挙げられると同時に本発明には必須な尿
素化合物をそのいずれか一方の液または両方または混合
液に前記記述した範囲の所定量をかならず含有させる事
はいうまでもない。主剤液ＡがＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／
またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で２．４５〜
４．５の範囲にあるアルカリ水ガラスを含有してなり、
その固形分で７．５〜６５重量％の範囲にある水溶液。
硬化剤液Ｂが、該硬化剤液Ｂと主剤液Ａとを前記割合で
混合された時に、水ガラス成分中のＮａ₂Ｏ及び／また
はＫ₂Ｏで表される総アルカリ分の２０〜３００モル％
に相当する量の燐酸を含有して成る水溶液。主剤液Ｃ
が、全アルカリ水ガラス使用量の２０〜９９重量％相当
分のアルカリ水ガラスと全燐酸分とから誘導される溶液
ｐＨ値が０．１〜３の範囲、かつその合計固形分で７．
５〜６５重量％の範囲にある酸性水ガラス溶液。硬化剤
液Ｄが、主剤液Ｃで使用した残り、すなわち全アルカリ
水ガラス使用量の１〜８０重量％相当分の残アルカリ水
ガラスとアルミン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ピロ
燐酸アルカリ金属塩から選ばれた１種の２５〜０重量％
とを含有してなる水溶液。

【００８４】本発明組成物に必須の成分である尿素化合
物を、前記各主剤液または硬化剤液のいずれかまたは両
方に事前に添加して構成した態様例を、改めて以下に記
す。

【００８５】前記主剤液Ａでは、予めその総量２００リ
ットル当り尿素化合物として０．１〜５０ｋｇ、好まし
くは０．１〜２０ｋｇ、より好ましくは０．５〜１０ｋ
ｇの範囲で事前に含有させても良く、その場合は硬化剤
液Ｂ液中には、燐酸モル濃度から算出される尿素化合物
の所定量から、主剤液Ａに添加使用した分を引いた残り
の分量に相当する尿素化合物を同時に存在させる事がで
きる。前記尿素化合物の添加構成割合を全く逆とする例
であっても何等問題ない。また主剤液Ａ中には、硬化剤
液中の燐酸量との対比で必要十分な量の尿素化合物が添
加配合されている場合には、硬化剤液Ｂには何等尿素化
合物は存在させなくても良いことになる。またその逆で
あっても良い。

【００８６】同様に、前記主剤液Ｃでは、予めその総量
２００リットル当り尿素化合物として０．１〜５０ｋ
ｇ、好ましくは０．１〜２０ｋｇ、より好ましくは０．
５〜１０ｋｇの範囲で事前に含有させても良く、その場
合は硬化剤液Ｄ液中には、Ｃ液調整使用時の全燐酸のモ
ル濃度から算出される尿素化合物の所定量から、主剤液
Ｃに添加使用した分を引いた残りの分量に相当する尿素
化合物を同時に存在させる事ができる。前記尿素化合物
の添加構成割合を全く逆とする例であっても何等問題な
い。また主剤液Ｃ中には、硬化剤液中の燐酸量との対比
で必要十分な量の尿素化合物が添加配合されている場合
には、硬化剤液Ｄには何等尿素化合物は存在させなくて
も良いことになる。またその逆であっても良い。

【００８７】本発明のグラウト剤組成物では、前記主剤
液Ａと硬化剤Ｂの組合せ、または前記主剤液Ｃと硬化剤
Ｄの組合せのいずれにも事前に必須成分である尿素化合
物が全く含有されずに、現場使用時に、該２液を一括混
合する際、混合後直ちに尿素化合物を、前記した所の範
囲の所定量、投入溶解させて本発明の溶液型グラウト剤
を調整する態様法であって良い。

【００８８】従って本発明の溶液型グラウト剤の調整方
法としては、例えば、注入開始前の数分前に主剤、硬化
剤のいずれか一方ないし両方に尿素及びまたは尿素化合
物を事前に溶解させて後、該主剤と該硬化剤とを混合均
一化させて１液とする調整方法がある。また、主剤と硬
化剤とを混合直後に必要量の尿素及びまたは尿素化合物
を後添加溶解させて１液とする調整方法がある。また、
主剤、硬化剤のいずれか一方ないし両方に尿素及びまた
は尿素化合物を事前に溶解させて後、該主剤と該硬化剤
とを混合均一化させた１液に更に必要に応じて同種また
は別種の尿素及びまたは尿素化合物を追加溶解させる調
整方法などが好ましく挙げられる。

【００８９】また本発明の溶液型グラウト剤では尿素化
合物として０．１〜１５重量％の範囲で含有させてなる
ものが特に経済性に見て特に優位な態様例である。

【００９０】また燐酸と尿素化合物とのアダクト体を別
個に調整し、該アダクト体を精製分離したりして得た水
溶液や粉末状の物で本発明のグラウト剤組成物を得る等
の間接的な調整方法や該方法で得た組成物も好ましく本
発明に包含される。

【００９１】本発明の溶液型グラウト剤では本発明の主
たる目的と同時に、以下の例えば、低コスト化、ゲル化
挙動の温度依存性の一層の軽減、ゲル強度の調節等を同
時に達成する目的で、燐酸硬化剤の一部を燐酸以外の無
機酸で代替使用された本発明のグラウト剤も好ましく包
含される。より具体的には、系中のＮａ₂Ｏ及び／また
はＫ₂Ｏの２０〜３００モル％相当分を中和する事が出
来る量の燐酸の内、その１〜５０重量％を燐酸以外の無
機酸で代替させる事である。

【００９２】無機酸が硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸から選
ばれた１種または２種以上である事や、重硫酸アルカリ
金属塩である事または該無機酸が重炭酸アルカリ金属塩
であることが良い。特に好ましくは無機酸が硫酸に限定
される態様が経済性に富む事から大いに好ましい事と言
える。また無機酸として更に燐酸水素１ナトリウム塩、
燐酸水素１カリウム塩、燐酸水素２ナトリウム塩、燐酸
水素２カリウム塩、燐酸３ナトリウム塩、燐酸３カリウ
ム塩、硫酸水素ナトリウム塩、硫酸水素カリウム塩、硫
酸ナトリウム塩、硫酸カリウム塩等の例も含む。なお、
前記した無機物類は水溶液であっても無水物固体または
水和物固体であっても良く、塩類の場合には飽和水溶液
の場合も包含される。

【００９３】前記重硫酸アルカリ金属塩には重硫酸ソー
ダ、重硫酸カリ、重硫酸リチウム等が挙げられ、それら
の無水物や水和物ないし飽和水溶液でも良い。また前記
重炭酸アルカリ金属塩には重炭酸ソーダ、重炭酸カリ、
重炭酸リチウム等が挙げられ、それらの無水物や水和物
ないし飽和水溶液が代表的な例として挙げられる。

【００９４】中でも先に示した硬化剤液Ｂに於いて、燐
酸の１〜２０モル％に相当する量を硫酸や酸性燐酸アル
カリ金属塩または酸性硫酸アルカリ土類金属塩で代替す
る態様は、ゲルの固結強度を高めると同時に低コストで
ある点から好ましい態様である。

【００９５】前記した主剤液Ａと硬化剤液Ｂまたは主剤
液Ｃと硬化剤液Ｄとを組合せて使用する１液または２液
型の本発明の溶液型グラウト剤は、主剤液：硬化剤液で
表される容積比で１：０．５〜０．５：１の範囲、好ま
しくはより１：１により近似させて混合する事が好まし
い。その理由は管理面の容易な事と２液混合物をグラウ
ト注入ポンプを介して行なう実際の現場に於いては、し
ばしば当量混合方式が現場で重宝されていることにあ
る。その結果、冬場の現場に即した液安定性が確保され
ると同時に実用性のあるホモゲル強度を呈する経時安定
性と一定したゲル化挙動とを示す本発明のグラウト剤組
成物となる。

【００９６】上記の溶液型グラウト剤を用いる本発明の
地盤注入改良工法は、ゲルタイムに応じて両者を混合
し、１液１系統方式で地盤注入固結させるいわゆる１シ
ョット方式、２液１系統方式で地盤注入固結させるいわ
ゆる１．５ショット方式、２液２系統方式で地盤注入固
結させるいわゆる２ショット方式で行ない得る。特に本
発明の溶液型グラウト剤の特徴を生かした経済的な方法
としては、１ショット方式が経済的に最適な例としてあ
げられる。本発明に係わる溶液型グラウト剤は、主剤液
と硬化剤液を容量比で１：０．９〜０．９：１の範囲、
より好ましくは１：１により一層近似させる割合で混合
してなる溶液型グラウト剤とする事で、懸案である５℃
±４℃の低温下１液化とする際における現場の１ショッ
ト配合注入装置の稼働時のゲル化前の溶液安定性と安定
したゲル化特性が確保される。

【００９７】すなわち、本発明の地盤注入改良工法の１
つとしては、グラウト液を注入管を介して地盤に加圧し
ながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定させる工法
に際し、前記した本発明の溶液型グラウト剤を用いて１
ショット方式で注入する工法。また別の１つには、グラ
ウト液を注入管を介して地盤に加圧しながら注入し浸透
固結させて地盤を強化安定させる工法に際し、前記した
本発明の２液型の溶液型グラウト剤を用いて１．５ショ
ット方式または２ショット方式で注入する工法。さらに
は、グラウト液を注入管を介して地盤に加圧しながら注
入し浸透固結させて地盤を強化安定させる工法に際し、
１液型でかつゲルタイムが短くとも２０分以上からなる
本発明の溶液型グラウト剤と、更に、すでに公知のゲル
タイムが長くとも１分以内の瞬結型の水ガラス系グラウ
ト剤とを、適宜複相注入させて均一かつ高強度な地盤改
良を行なう改良工法が挙げられる。

【００９８】本発明の溶液型グラウト剤は極めて顕著な
止水性能、強固な実用性の高い地盤強度確保がなされる
特徴も合せ持つ。

【００９９】また本発明の溶液型グラウト剤を調整する
際に使用される水は、例えば、河川水、湖水、湧水、地
下水、水道水、海水、蒸留水、イオン交換水、氷水、雪
水、雨水などであって良く、特に限定は無い。また特に
制限されるものではないが、本発明の溶液型グラウト剤
の溶液粘度がＢＬ型粘度計による測定値で２０ｃｐｓ以
下、より好ましくは１〜１０ｃｐｓの範囲に入るものが
良い。

【０１００】また本発明の溶液型グラウト剤の用途に
は、前記した地盤改良用途の他に、亀裂充填と止水の用
途、土木用裏込充填用途等が好ましく挙げられ、特にそ
の用途には制約はない。

【０１０１】

【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を示す
が、本発明は実施例によって限定されるものではない。
また、例中の％、部とはそれぞれ重量％、重量部を意味
する。また各例に於けるグラウト剤の評価は、次の方法
で行なった。

【０１０２】［ゲルタイム測定方法］主剤液と硬化剤液
とを混合均一化した時間を基点とし、調製された混合液
の静置状態から９０度傾斜させた時に流動性が失われて
流出しなくなるまでの時点までの経過時間で計測して表
示した。

【０１０３】［低温作業・液安定性試験方法］内容量２
００ｍｌの円筒形ビーカーを２ケ用意し、５℃に調整さ
れた恒温水槽中にセットし、その内の１ケに半径２．５
ｃｍのタービン型またはスクリュー型攪拌棒をビーカー
内の液を連続攪拌できる位置にセットする。もうひとつ
のビーカーは静置するのみの条件で使用する。セット完
了後、予め３℃にそれぞれ調温した主剤と硬化剤の各液
をすばやく混合して後、その１５０ｍｌづつを各ビーカ
ー中に注いで、一方は連続攪拌下に、もう一方は無刺激
下で放置した。

【０１０４】攪拌は線速度で６０ｍ／秒速の剪断抵抗を
連続的に加える条件を選定した。前記方法でゲル化する
までの時間と系の状態を観察し、低温作業性を判断し
た。ゲル化せず、系内が著しく白濁した場合を×の記号
で表示し、極く少量の析出が見られるものの静置ビーカ
ー内液とほぼ同様なゲル化が観察された場合を○の記号
で、全く正常なゲル化挙動をその２つのビーカー試験で
得た場合を◎の記号で表示した。

【０１０５】［簡易地盤注入試験］前記の低温作業液安
定性試験と同様にして行なった１０分以上経過後のゲル
化前の土質安定化剤液を採り、１５０メッシュのステン
レス製ロ布でその液をロ過する方法で注入管先端部の注
入ノズルの詰まりの問題が発生しないかの試験をおこな
った。ロ布に沈殿が残る場合はノズルを詰めやすいとの
判定をし、記号×と表示した。全くロ布に沈殿が認めら
れない場合をノズルを詰めないとして記号○で表示し
た。

【０１０６】［圧縮強度］成分を均一に混合してなる土
質安定化剤をゲル化前に５０ｍｍφ×１００ｍｍＨの型
枠に注ぎ込み、ゲル化させて、そのまま水分の気散を防
止して一定期間養生させて後、脱型し、アームスラー型
強度試験機を用いてホモゲルの一軸圧縮強度を測定し
た。

【０１０７】また各例に於ける土質注入改良剤の主剤液
は、次の様に調整した。なお、以下の記載・表中のＬの
記号は容積単位でリットルの意味で使用する。 ［主剤液ａまたはｂの調整］ 主剤ａ−１液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の１Ｌと水道水１Ｌとを混合して
ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が３．１６、ＳｉＯ₂とＮａ₂Ｏ
分の総量が２２．７７％（５．３５％のＮａ₂Ｏ含有
量、１７．４２％のＳｉＯ₂含有量）の番号（ａ−１）
の珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１０８】主剤ａ−２液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の１Ｌと尿素５１．５部とを水道
水にて２Ｌに希釈溶解した。ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が
３．１６、ＳｉＯ ₂とＮａ₂Ｏ分の総量が２２．７７％
（５．３５％のＮａ₂Ｏ含有量、１７．４２％のＳｉＯ₂
含有量）の番号（ａ−２）の尿素含有珪酸ソーダ水溶液
２Ｌとした。

【０１０９】主剤ａ−３液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の１Ｌとジメチロール尿素５１．
５部とを水道水にて２Ｌに希釈溶解した。ＳｉＯ₂／Ｎ
ａ₂Ｏモル比が３．１６、ＳｉＯ₂とＮａ₂Ｏ分の総量が
２２．７７％（５．３５％のＮａ₂Ｏ含有量、１７．４
２％のＳｉＯ₂含有量）の番号（ａ−３）のジメチロー
ル尿素含有珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１１０】主剤ａ−４液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の１．４Ｌと水道水０．６Ｌとを
混合してＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が３．１６、ＳｉＯ₂
とＮａ₂Ｏ分の総量が３０．５３％（７．０２％のＮａ₂
Ｏ含有量）の番号（ａ−４）の珪酸ソーダ水溶液２Ｌと
した。

【０１１１】主剤ａ−５液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の１．４Ｌとチオ尿素３０部とを
水道水で２Ｌとなる様に希釈溶解した。ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６、ＳｉＯ₂とＮａ₂Ｏ分の総量が３
０．５３％（７．０２％のＮａ₂Ｏ含有量）の番号（ａ
−５）のチオ尿素含有珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１１２】主剤ａ−６液 市販２号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度３５．９０重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度１４．０５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ
₂Ｏモル比が２．５０）の１．５Ｌと水道水０．５Ｌと
を混合してＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が２．５０、ＳｉＯ
₂とＮａ₂Ｏ分の総量が４１．３８％（１１．６４％のＮ
ａ₂Ｏ含有量、２９．７４％のＳｉＯ₂含有量）の番号
（ａ−６）の珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１１３】主剤ｂ−１液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の０．８Ｌと水道水の０．８Ｌと
を加えてアルカリ水ガラス溶液Ａ−１´を用意した。一
方、燐酸分として純度７５％である三井東圧化学株式会
社製品：ＧＰＡの０．４Ｌ（Ｎａ₂Ｏに対し３００モル
％相当量）に対してそのＡ−１液を強攪拌下に注意深く
滴下して溶液ｐＨ値がおおよそ０．５前後の酸性水ガラ
ス溶液（ｂ−１）の２Ｌを得た。ｂ−１液中のＳｉＯ₂
分濃度は１１．９２％、ｐＨ値を中性とするのに要する
可性ソーダ量から算出される遊離燐酸分が２７％であっ
た。そしてその溶液（ｂ−１）は室温下で調整後３０分
以上は何等変化無く安定に取扱えた。

【０１１４】主剤ｂ−２液 ＪＩＳ３号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の０．８Ｌと水道水の０．４Ｌと
を加えてアルカリ水ガラス溶液Ａ−１を用意した。一
方、燐酸分として純度７５％である三井東圧化学株式会
社製品：ＧＰＡの０．４Ｌ（Ｎａ₂Ｏに対し３００モル
％相当量）と尿素の２９０部との溶液に対して、Ａ−１
液を強攪拌下に注意深く滴下して後、更に水道水で希釈
し、溶液ｐＨ値がおおよそ０．５前後の酸性水ガラス溶
液（ｂ−２）の２Ｌを得た。ｂ−２液中のＳｉＯ₂分濃
度は１１．９２％、そしてその溶液（ｂ−２）は室温下
で調整後３０分以上は何等変化無く安定に取扱えた。

【０１１５】主剤ｂ−３液 市販４号珪酸ソーダ原液（ＳｉＯ₂分濃度２４．５５重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度６．６７重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．５７）の０．５Ｌと純水の１Ｌとを加え
てアルカリ水ガラス溶液Ａ−２を用意した。一方、燐酸
分として純度７５％である三井東圧化学株式会社製品：
精製燐酸溶液の０．１８Ｌ（Ｎａ₂Ｏに対し２００モル
％相当量）と純水の０．３２Ｌとの混合液に対してその
Ａ−２液を強攪拌下に注意深く滴下して溶液ｐＨ値がお
およそ１．５前後の酸性水ガラス溶液（ｂ−３）の２Ｌ
を得た。ｂ−３液中のＳｉＯ₂分濃度は６．１４％であ
った。そしてその溶液（ｂ−３）は室温下で調整後３０
分以上は何等変化無く安定に取扱えた。

【０１１６】主剤液ａ−７ ＪＩＳ３号珪酸ソーダ溶液（ＳｉＯ₂分濃度２９．８重
量％、Ｎａ₂Ｏ分濃度９．１５重量％、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏモル比が３．１６）の０．２Ｌと水道水１．８Ｌとを
混合してＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が３．１６、ＳｉＯ₂
とＮａ₂Ｏ分の総量が５．２７％（１．２４％のＮａ₂Ｏ
含有量、４．０３％のＳｉＯ₂含有量）の番号（ａ−
７）の珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１１７】主剤液ａ−８ 市販の１号珪酸ソーダの１Ｌと水道水１Ｌとを混合し
て、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比が１．９３、ＳｉＯ₂とＮ
ａ₂Ｏ分の総量が２８．４３重量％（９．５３％のＮａ₂
Ｏ含有量、１３．９％のＳｉＯ₂含有量）の番号（ａ−
８）の珪酸ソーダ水溶液２Ｌとした。

【０１１８】

【表１】表１ 主剤液組成表

【０１１９】

【表２】表２ 主剤液組成表

【０１２０】実施例１ 主剤として表１記載の（ａ−１）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの３４．９
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の粗燐
酸の２．９３ｍｌと尿素の２．５７部（燐酸仕込モルに
対する比率が１．１５に相当）および残り水道水とから
成る硬化剤液１００ｍｌとを、それぞれ３．８℃で混合
均一化した。その結果、混合２分後の液温度は５℃を示
した。低温作業・液安定性試験の結果、静置法及び連続
攪拌法で測定した実施例１薬剤は、ゲルタイムが２８〜
２９分で正常ゲル化し、沈殿生成は全くいずれも観察さ
れなかった。従って低温作業・液安定性試験の判定結果
は◎であった。

【０１２１】そして上記低温作業・液安定性試験と同様
にして行なった攪拌法／２０分経過後の５℃液を用いて
行なった所の簡易地盤注入試験の結果は○であり、低温
現場作業性が確保されている事が判明した。なお、実施
例１組成物の室温２２℃のゲルタイムは静置法でおおよ
そ１１５〜１２０分であった。また固結したホモゲルの
１軸圧縮強度は５日室温養生品で０．０９７kgf／cm²で
ゲル収縮率が１１．２ｖｏｌ％と測定された。また実施
例１の土質安定化剤を豊浦標準砂に隙間充填率１０５％
となる様に砂と配合して固結させたサンドゲルの５日室
温養生ゲルの１軸圧縮強度は、１．６kgf／cm²を示し
た。低温及び室温でのゲルタイム挙動から実施例１の薬
剤は長結型または長長結型薬剤に分類される事が判明し
た。

【０１２２】比較例１ 主剤として表１記載の（ａ−１）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの３４．９
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の粗燐
酸の２．９３ｍｌと残り水道水とから成る硬化剤液１０
０ｍｌとを、それぞれ２２℃室温で混合均一化し１液型
から成る比較例１薬剤を得た。該室温でのゲルタイムは
８５〜８７分と実施例１よりも約３０分弱早かった。５
日養生後の１軸圧縮強度は０．１０kgf／cm²と大差ない
ものであった。

【０１２３】実施例２ 実施例１に於いて粗燐酸の使用量を３．０５ｍｌと２．
７％増量し、尿素の使用量を２．２５部と１２．４５％
減量させた（燐酸：尿素のモル比を１：１とした）以外
は実施例１と同様に行なった。その結果、低温作業・液
安定性試験の連続攪拌法で測定した結果、ゲルタイムが
９分４６秒で正常ゲル化し、５℃低温下では中結型薬剤
としての位置付けが認められた。またその際、沈殿生成
は全く観察されなかった。従って低温作業・液安定性試
験の判定結果は◎であった。

【０１２４】なお、実施例２組成物の室温２０℃のゲル
タイムは静置法でおおよそ１１５分であった。従って夏
場の２０〜３０℃の環境下では長結型薬剤である。また
固結したホモゲルの１軸圧縮強度は５日室温養生品で
０．０９７kgf／cm²でゲル収縮率が１６．２ｖｏｌ％と
測定された。

【０１２５】実施例３ 主剤として表１記載の（ａ−１）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、予め室温下で調整された以下の、その主剤１
００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの５４．９モル％分に相当する燐
酸分として、純分が７５％の精製燐酸の４．７５ｍｌと
尿素の１０．３部と残り水道水とから成る硬化剤液１０
０ｍｌとを、それぞれ室温で混合均一化した。室温１５
〜２０℃下でのゲルタイムは１３秒〜１８秒以内であり
中結仕様に対応する組成物となる事が判明した。またそ
のホモゲルの５日養生後の１軸圧縮強度は０．２４kgf
／cm²であり、また離漿水発生率が３７％と下記比較例
２よりも僅かだが小さかった。なお、実施例３のグラウ
ト剤の５±４℃附近でのゲルタイム特性は２〜１０秒以
内と瞬結性を示した。

【０１２６】比較例２ 主剤液として表１記載の（ａ−１）溶液を選択しその１
００ｍｌと、予め室温下で調整された以下の、その主剤
１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの５４．９モル％分に相当する
燐酸分として、純分が７５％の精製燐酸の４．７５ｍｌ
と残り水道水とから成る硬化剤液１００ｍｌとを、それ
ぞれ室温で混合均一化した。室温１５〜２０℃でのゲル
タイムは７秒〜１０秒以内と瞬結型であった。比較例２
は実施例３の薬剤組成物から尿素を除いた場合に対応す
る例であり、比較例２ではそのホモゲル強度として５日
養生後の１軸圧縮強度が０．２３kgf／cm²と大差ない事
も判明した。離漿水発生率は４４ｖｏｌ％と実施例３と
比較してかなり大きかった。

【０１２７】実施例４ 実施例３に於いて、比較例２と同温度下で同ゲルタイム
を示す様にする際の精製燐酸の必要量は実施例３記載量
の１．０５倍〜１．１倍とする事で達成できた。その結
果ホモゲル強度も１．１〜１．２５倍に強度アップし
た。

【０１２８】実施例５ 主剤として表１記載の（ａ−２）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの３４．９
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の粗燐
酸の２．９３ｍｌおよび水道水９７．０７ｍｌとから成
る硬化剤液１００ｍｌとを、それぞれ３．８℃で混合均
一化した。その結果、混合２分後の液温度は５℃を示す
と共に薬液の初期ＰＨ値は１０．９であった。低温作業
・液安定性試験の結果やホモゲル強度物性等はいずれも
先の実施例１と全く同様の結果を得た。従って尿素を硬
化剤液サイドに添加配合した実施例１薬剤と主剤液サイ
ドに事前に添加配合した実施例５の薬剤のゲル化挙動に
違いは認められなかった。この事は必須成分である尿素
化合物の存在場所は該主剤、該硬化剤のいずれであって
も作用効果が変らない事を示している。

【０１２９】実施例６ 主剤として表１記載の（ａ−３）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの３４．９
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の粗燐
酸の２．９３ｍｌおよびモノメチロール尿素１．９３部
を水道水で希釈して成る硬化剤液１００ｍｌとを、それ
ぞれ３．８℃で混合均一化した。その結果、混合２分後
の液温度は５℃を示すと共に薬液の初期ＰＨ値は１１．
０であった。その結果、低温作業・液安定性試験の連続
攪拌法で測定した結果、ゲルタイムが３０分で正常ゲル
化し、長結型薬剤としての位置付けが認められた。また
その際、沈殿生成は全く観察されなかった。従って低温
作業・液安定性試験の判定結果は◎であった。また低温
作業・液安定性試験と同様にして行なった連続攪拌法／
１０分経過後の５℃液を用いて行なった簡易地盤注入試
験結果は○であり、低温現場作業適性に優れている事が
判った。

【０１３０】なお、実施例６組成物の室温２０℃のゲル
タイムは静置法でおおよそ１２０分であり、室温で取扱
う上では実施例６記載の薬剤組成物は長長結型としての
位置付けがされた。また固結したホモゲルの１軸圧縮強
度は５日室温養生品で０．０９４kgf／cm²、離漿発生率
が１４．７ｖｏｌ％であった。ここで実施例６の薬液組
成物では、燐酸１モルに対しジメチロール尿素とモノメ
チロール尿素の合計で１．１５モルの割合で使用され、
その比率は実施例１の場合と同じである。

【０１３１】実施例７ 主剤として表１記載の（ａ−４）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの２６．６
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の精製
燐酸の３．２ｍｌと尿素の４．６４部（燐酸：尿素＝
１：２の仕込モル比）、および残り極く微量の海水を含
む水道水とから成る硬化剤液１００ｍｌとを、それぞれ
４℃で混合均一化した。その結果、低温作業・液安定性
試験の結果、静置法及び連続攪拌法で測定した実施例７
の薬剤組成物は、ゲルタイムが約４３〜４８分の間で正
常ゲル化し、沈殿生成は全く観察されなかった。従って
低温作業・液安定性試験の判定結果は◎であった。

【０１３２】そして上記低温作業・液安定性試験と同様
にして行なった攪拌法／２０分経過後の５℃液を用いて
行なった所の簡易地盤注入試験の結果は○であり、低温
現場作業性が確保されている事が判明した。従って実施
例７組成物の低温領域のゲルタイム特性から、該組成物
は長結型の１液化対応可能な溶液型グラウト剤と位置付
けられた。

【０１３３】実施例８ 主剤として表１記載の（ａ−５）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの２６．６
モル％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の精製
燐酸の３．２ｍｌとチオ尿素の４．７部（薬液中で燐
酸：チオ尿素のモル比が１：２）、および残りを０．１
部のＮａＣｌを含む水道水で成る硬化剤液１００ｍｌと
を、それぞれ４℃で混合均一化した。その結果、低温作
業・液安定性試験の結果、静置法及び連続攪拌法で測定
した実施例８の薬剤組成物は、ゲルタイムが約４２〜４
５分の間で正常ゲル化し、沈殿生成は全く観察されなか
った。従って低温作業・液安定性試験の判定結果は◎で
あった。

【０１３４】そして上記低温作業・液安定性試験と同様
にして行なった攪拌法／２０分経過後の５℃液を用いて
行なった所の簡易地盤注入試験の結果は○であり、低温
現場作業性が確保されている事が判明した。従って実施
例８記載の薬液組成物は、低温領域のゲルタイム特性か
ら、長結型の１液化対応可能な溶液型グラウト剤と位置
付けられた。

【０１３５】比較例３ 実施例７に於いて、尿素を全く含有させない以外は同様
に行なった。その結果、低温作業・液安定性試験の結
果、連続攪拌法で測定した比較例３の薬剤組成物は、混
合後１１〜１２分時の時点で液中に難溶解性の結晶沈殿
の生成が認められ、更に時間が経過すると共にその沈殿
量が増加した。おおよそ４０分後には全く懸濁溶液とな
り、白濁不透明かつ粘調な系に変化した。ゲルタイム観
察で１時間たってもゲル化には至らず、観察を停止せざ
るを得ない状況となった。この結果から、低温作業・液
安定性試験の判定結果は著しく×の結果であった。また
更に、低温作業・液安定性試験と同様にして行なった攪
拌法／１５分経過後の５℃液を用いて行なった所の簡易
地盤注入試験の結果は×であり、低温現場作業性が確保
されていない。比較例３で生成した沈殿をロ紙でロ過分
別した後、メタノール−水１：１の混合液にて水洗浄し
て精製沈殿物を得た。この沈殿物は元素分析やＸ線回析
等の結果より、おおよそ第２燐酸ナトリウム１２水塩と
して６０〜６５％、第３燐酸ナトリウム１２水塩として
１５〜２０％前後、その他残り水ガラス珪酸水和物の複
塩沈殿と推定された。

【０１３６】実施例９ 主剤として表１記載の（ａ−６）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの４５モル
％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の精製燐酸
の１０．２ｍｌおよび水道水の８０ｍｌから成る硬化剤
液９０．２ｍｌとを、それぞれ８〜１０℃で混合均一化
すると共に直ちにジメチロールチオ尿素の８．６３部
（薬液中で燐酸：チオ尿素のモル比が１：０．５）を追
加添加し、溶解させた。その結果、２液を混合した時点
を開始時間とするゲルタイム測定で３〜５分で正常ゲル
化した。従って実施例９記載の薬液組成物は、低温領域
のゲルタイム特性から、冬場中結型の１．５または２シ
ョット対応型の溶液型グラウト剤と位置付けられた。

【０１３７】比較例４ 前記実施例９に於いてジメチロールチオ尿素を添加しな
い例では、ゲルタイムが１〜３分と実施例９と比較する
とかなり短かった。

【０１３８】実施例１０ 実施例９に於いて使用した燐酸量を３５モル％減量した
以外は全く同様にした行なった薬液の低温作業・液安定
性試験に於ける連続攪拌下での５℃ゲルタイムは長結型
を示し、再三の繰返し検討でも全部正常ゲル化を呈し
た。

【０１３９】比較例５ 実施例１０に於いて尿素化合物を全く含有させない以外
は同様に行なった。その結果、低温作業・液安定性試験
の結果、連続攪拌法で測定した比較例５の薬剤組成物
は、混合後直後の早い段階から液中に難溶解性の結晶沈
殿の生成が認められ、更に時間が経過すると共にその沈
殿量が増加した。おおよそ４０分後には全く懸濁溶液と
なり、白濁不透明かつ粘調な系に変化した。ゲルタイム
観察で１時間たってもゲル化には至らず、観察を停止せ
ざるを得ない状況となった。この結果から、低温作業・
液安定性試験の判定結果は著しく×の結果であった。ま
た更に、低温作業・液安定性試験と同様にして行なった
攪拌法／１５分経過後の５℃液を用いて行なった所の簡
易地盤注入試験の結果は×であり、低温現場作業性が確
保されていない。

【０１４０】比較例６ 主剤として表１記載の（ａ−７）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの４５モル
％分に相当する燐酸分として、純分が７５％の精製燐酸
の０．８ｍｌおよび尿素１部と残り水道水とから成る硬
化剤液１００ｍｌとを、それぞれ４℃で混合均一化し
た。（薬液中で燐酸：尿素のモル比が１：１） その結果、２液を混合した時点を開始時間とするゲルタ
イム測定で３時間を超えてもゲル化が観察されなかっ
た。また比較例６の薬液を豊浦標準砂に隙間充填率１０
５％となる様に砂と配合して固結させたサンドゲルの１
５日室温養生ゲルの１軸圧縮強度は、０．２kgf／cm²未
満と貧弱であり、実用強度を満足するものではなかっ
た。同サンドゲルを容積５倍量の水中に漬けて１日放置
し、その浸漬水中には大量の遊離アルカリ水ガラス成分
の存在が確認された事から、遊離・未硬化水ガラス成分
による地下水汚染の危険性が大きいと判断された。

【０１４１】実施例１１ 主剤として表１記載の（ａ−８）溶液を選択しその１０
０ｍｌと、その主剤１００ｍｌ中のＮａ₂Ｏの４８モル
％分に相当する燐酸分として純分が７５％の精製燐酸の
１２．７８部および尿素６．４部と残り水道水とから成
る硬化剤液１００ｍｌとを、それぞれ室温で混合均一化
した。（薬液中で燐酸：尿素のモル比が１：１） ２液を混合した時点を開始時間とするゲルタイム測定の
結果、３０秒であった。従って実施例１１記載の薬液組
成物は室温下のゲルタイム特性から、中結型の１．５ま
たは２ショット対応可能な溶液型グラウト剤と位置付け
られた。その５日養生後のホモゲル体の１軸圧縮強度は
３５％圧縮時の応力値で０．６１kgf／cm²であり、離漿
水量は、４２容量％であった。

【０１４２】比較例７ 前記実施例１１に於いて尿素を添加しない例であり、ゲ
ルタイムが約１８秒と実施例１１と比較するとやや早い
ゲルタイム特性を示した。５日養生後のホモゲル体の１
軸圧縮強度は３５％の応力値で０．６３kgf／cm²を示
し、離漿水発生率は４６％を示した。

【０１４３】実施例１２ 主剤として表２記載の調整直後の（ｂ−１）溶液１００
ｍｌと、また別に硬化液として、３号水ガラスの２０ｍ
ｌと尿素１５部（該主剤と該硬化剤とを全量混合してな
る薬液中では燐酸：尿素のモル比が１：０．１の割合に
相当する添加量）とを水で希釈してなる１００ｍｌの２
液を用意した。それぞれを２３℃とした上でその２液を
容積比で１：１で混合した結果、ゲルタイムが２３秒で
あった。水の蒸発を防止しつつ１２日間２０℃下で養生
したホモゲル１軸圧縮強度は１．２kgf／cm²とほぼ下記
比較例８のホモゲル強度と大差ないものであった。しか
し比較例８よりも離漿水発生率が約４０％程緩和される
結果を同時に得た。

【０１４４】比較例８ 前記実施例１２に於いて尿素を添加しない例であり、ゲ
ルタイムが１７秒と実施例１２と比較すると短かった。
水の蒸発を防止しつつ１２日間２０℃下で養生したホモ
ゲル１軸圧縮強度は１．２２kgf／cm²であり実施例１２
と同等であった。また離漿水発生率は１１％であった。

【０１４５】実施例１３ 主剤として表２記載の調整直後の（ｂ−２）溶液１００
ｍｌと、また別に３号水ガラスの２０ｍｌと水８Ｏｍｌ
からなる１００ｍｌの硬化剤液、との２液を用意した。
それぞれを２３℃とした上でその２液を容積比で１：１
で混合した結果、ゲルタイムが２７〜３０秒であった。
水の蒸発を防止しつつ１２日間２０℃下で養生したホモ
ゲル１軸圧縮強度は１．２kgf／cm²とほぼ前記比較例８
のホモゲル強度と大差ないものであった。また実施例１
３のホモゲル体の離漿物性は比較例８ホモゲル体よりも
約４５％程緩和される結果を同時に得た。

【０１４６】実施例１４ 主剤として表２記載の調整直後の（ｂ−２）溶液１００
ｍｌと、また別に３号水ガラスの１０ｍｌとアルミン酸
ソーダとして浅田化学製品ＳＡ−２０１９（Ａｌ₂Ｏ₃；
２０％，Ｎａ₂Ｏ；１９％）の１０ｍｌと水８０ｍｌか
らなる１００ｍｌの硬化剤液、との２液を用意した。そ
れぞれを２３℃とした上でその２液を容積比で１：１で
混合した結果、ゲルタイムが２３〜２５秒であった。水
の蒸発を防止しつつ１２日間２０℃下で養生したホモゲ
ル１軸圧縮強度は１．２kgf／cm²とほぼ前記比較例８の
ホモゲル強度と大差ないものであった。しかし比較例８
よりも離漿水発生率が約４０％程緩和される結果を同時
に得た。従って実施例１４の薬液は、そのゲルタイム特
性から、瞬結型の１．５または２ショット対応型の溶液
型グラウト剤と位置付けられた。

【０１４７】実施例１５ 実施例１４で用いたアルミン酸ソーダの１０ｍｌの代替
物として、試薬である硫酸ソーダの１２部とした以外は
全く同様にして得た薬液組成物は、ゲルタイムが３０秒
以内と瞬結であり、そのゲル物性もほぼ同様であった。

【０１４８】実施例１６ 実施例１４で用いたアルミン酸ソーダの１０ｍｌの代替
物として、試薬であるピロ燐酸カリウムの２０部とした
以外は全く同様にして得た薬液組成物は、ゲルタイムが
２０秒以内と瞬結であった。

【０１４９】実施例１７ 主剤として表２記載の調整直後の（ｂ−３）溶液１００
ｍｌと、また別に４号水ガラスの５０ｍｌとチオ尿素の
３部と残り水道水とからなる１００ｍｌの硬化剤液、と
の２液を用意した。それぞれを２３℃とした上でその２
液を容積比で１：１で混合した結果、ゲルタイムが１分
以内と瞬結型の挙動を示した。水の蒸発を防止しつつ１
５日間２０℃下で養生したサンドゲルの１軸圧縮強度は
１．５kgf／cm²で実用強度を満足するものであった。離
漿性はほとんど観察されず０％であった。

【０１５０】実施例１８ 実施例１に記載の主剤と硬化剤の各液２００リットルを
１ｍ3容量のタンクに注ぎ液温を５℃とした。ただし注
入開始２０分前に主剤液に対し硬化剤液を全量添加配合
した。主剤液と硬化剤液との混合は添加後、スクリュウ
ー型電動攪拌機で毎分３０回転で連続とした。その土質
安定化剤を混合２分後から、定量送液ポンプを介して、
いわゆる１ショット方式にて、先端部に０．５ｍｍ直径
のノズル孔を５ケ有した長さ１ｍの直径２インチ単管か
らなる注入管から５℃雰囲気の空気中に定量吐出させ
た。吐出量は１８Ｌ／分とした。以上の試験の結果、実
施例１の土質注入改良剤はスムーズかつ安定した現場注
入作業が可能である事が確認された。

【０１５１】実施例１９ 実施例３に記載の主剤と硬化剤の各液２００リットルを
別々の３００Ｌ容量に用意し液温を５℃とした。その主
剤液と硬化剤液を定量ポンプを介して容量比で１：１と
なる様に送液すると共に２重管からなるグラウト注入管
の取り付け部へそれぞれ供給させ、その吐出先端部近傍
で２液を衝突混合させると同時に外部へ定量吐出させ
た。前記２ショット方式にて吐出された薬液は吐出後１
０秒以内にはゲル化している事が認められると共に、吐
出作業は何等支障なく全量行なう事が出来た。

【０１５２】燐酸の中和曲線は第１変曲点がＰＨ値で４
〜６にあり、第２変曲点がＰＨ値で９〜１０に在ること
が公知である。その事から比較例３のグラウト薬剤中に
は燐酸の使用量に応じた第２燐酸ナトリウム・１２水塩
ないし第３燐酸ナトリウム・１２水塩の生成が理論付け
される。日本化学会発行編者、昭和５９年６月２５日発
行の化学便覧基礎編・改定３版のII−１７３に明らかな
様に、第２燐酸ナトリウム・１２水和物の水１００ｇに
対する飽和溶解度が記載されており、その値は０℃で
１．５８ｇ、１０℃で３．４８ｇ、２０℃で７．１５ｇ
とされる。すなわち、該第２燐酸塩は０℃で０．０４モ
ル／Ｌが飽和濃度と算出でき、５℃では０．０６モル／
Ｌ、１０℃では０．０９モル／Ｌが飽和濃度であること
が判る。

【０１５３】ところで比較例３ではその燐酸の使用量か
ら、１００％の確率で該第２燐酸塩水和物が生成すると
仮定するとおおよそ０．１９４モル／Ｌ（５℃）の存在
濃度と算出され、前記公知の値の約３倍強に相当し、か
なりの過飽和系である事が判る。また５０％の確率で該
第２燐酸塩水和物が生成すると仮定して存在量を計算す
るとおおよそ０．０９７モル／Ｌ（５℃）の存在濃度と
算出され、前記公知の値の約１．５倍強に相当し、やは
り過飽和系が成立している事が判る。これらの計算結果
と沈殿物の成分の解析結果とを考え合せると、比較例３
の実験事実は極めて妥当な挙動であると言える。

【０１５４】一方、実施例７や実施例８に示された本発
明の長結型に対応可能なグラウト薬液は、比較例３と対
比させて見ると、５℃−冬場の液安定性がきわめて良好
である事が明瞭である。すなわち、実施例７や実施例８
で代表される１ショット対応可能な長結型の本発明の溶
液型グラウト剤は、結果として燐酸ナトリウム塩複塩結
晶の析出を何らかの作用効果で抑制しており、低温下の
地盤注入液の現場調整作業や同注入作業安定性を完全に
確保していることが明確である。実施例１〜１７から
は、尿素化合物の存在によってあきらかに低温安定性に
効果が認められる他、ゲルタイム特性に於いて優れた特
徴が見られ、従来になく、より高強度な水ガラス主剤型
の固結ゲル体を与えることが出来るのは明らかである。

【０１５５】

【発明の効果】本発明の溶液型グラウト剤は、前記実施
例及び比較例によって明らかなように、本発明の主要な
解決すべき課題を同時にすべて満足させる事が出来る事
が明確になったものである。本発明の溶液型グラウト剤
は、１年間を通じて液温の季節変動に対して優れた溶液
安定性とその注入作業性が確保されているため、夏冬に
関係無く現場で安定して使用可能であり、各種の液刺激
に対して液安定性が長時間確保された新規な組成物であ
る。さらに、低温下の薬液安定性が確保され、経済性で
優位な１ショット方式で確実に地盤注入を可能とし、か
つアルカリ水ガラスの中和率が高い割にゲル化時間を延
長可能で高強度で耐久性に富む固結体が得られる。また
本発明の溶液型グラウト剤を用いれば、軟弱地盤の強化
安定化、地下水の止水機能に有効な溶液型グラウト剤で
あることは特に実施例をあげなくとも極めて明らかであ
る。また同時に、該溶液型グラウト剤を用いて、１年間
を通じた液温の季節変動に対して優れた溶液安定性とそ
の注入作業性が確保された地盤注入改良工法が得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 24:12 22:16） 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ₂
   ／Ｋ₂Ｏで表されるモル比が１．５〜４．５にあるアル
   カリ水ガラスと燐酸と尿素及び／または水溶性の尿素誘
   導体とを含有し、その有効成分の総合計濃度で５〜４０
   重量％の範囲にある水溶液であり、該水溶液調整直後の
   ｐＨ値が１．５〜１２．０の範囲にあることを特徴とす
   る溶液型グラウト剤。
2. 【請求項２】 燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘
   導体で表される構成モル比が（１：０．１）〜（１：
   ３）の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の溶液
   型グラウト剤。
3. 【請求項３】 燐酸と尿素及び／または水溶性の尿素誘
   導体とを作用させて、燐酸：尿素及び／または水溶性の
   尿素誘導体で表される付加モル比率が（１：０．１）〜
   （１：３）の範囲にある燐酸−尿素アダクト体を形成さ
   せた後、該燐酸−尿素アダクト体をアルカリ水ガラスと
   共に使用することを特徴とする請求項１または２記載の
   溶液型グラウト剤。
4. 【請求項４】 溶液型グラウト剤が下記の主剤液Ａと硬
   化剤液Ｂとからなる１液または２液型の溶液型グラウト
   剤であり、その主剤液Ａ、硬化剤液Ｂのいずれか一方ま
   たは両液に対し、合計で、尿素及び／または水溶性の尿
   素誘導体を燐酸１モルに対し０．１〜３モルの範囲とな
   るように配合し、最終的に主剤液と硬化剤液との配合容
   量比が（０．５：１）〜（１：０．５）の範囲にあるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液型グラウト
   剤。主剤液Ａが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ及び／またはＳｉＯ
   ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で２．４５〜４．５の範囲に
   あるアルカリ水ガラスを含有してなり、その固形分が
   ７．５〜６５重量％の範囲にある水溶液、硬化剤液Ｂ
   が、該硬化剤液Ｂと主剤液Ａとを上記割合で混合した時
   に、アルカリ水ガラス成分中のＮａ₂Ｏ及び／またはＫ₂
   Ｏで表される総アルカリ分の２０〜３００モル％に相当
   する量の燐酸を含有して成る水溶液。
5. 【請求項５】 溶液型グラウト剤が下記の主剤液Ｃと硬
   化剤液Ｄとからなる１液または２液型の溶液型グラウト
   剤であり、その主剤液Ｃ、硬化剤液Ｄのいずれか一方ま
   たは両液に対し、合計で、尿素及び／または水溶性の尿
   素誘導体を燐酸１モルに対し０．１〜３モルの範囲とな
   るように配合し、最終的に主剤液と硬化剤液との配合容
   量比が（０．５：１）〜（１：０．５）の範囲にあるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液型グラウト
   剤。主剤液Ｃが、全アルカリ水ガラス使用量の２０〜９
   ９重量％相当分のアルカリ水ガラスと燐酸とからなり、
   該主剤液Ｃの溶液ｐＨ値が０．１〜５の範囲であり、か
   つその固形分が７．５〜４５重量％の範囲にある酸性水
   ガラス水溶液、硬化剤液Ｄが、上記主剤液Ｃで使用した
   分の残り、すなわち全アルカリ水ガラス使用量の１〜８
   ０重量％相当分のアルカリ水ガラスと、アルミン酸ナト
   リウム、硫酸ナトリウム、ピロ燐酸アルカリ金属塩から
   選ばれた１種の２５〜０重量％とを含有してなる水溶
   液。
6. 【請求項６】 溶液型グラウト剤が、アルカリ水ガラス
   を固形分で５〜２５重量％の範囲で含有していることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶液型グラ
   ウト剤。
7. 【請求項７】 アルカリ水ガラスが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ
   で表されるモル比で３．０〜３．５の範囲の珪酸ソーダ
   であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
   の溶液型グラウト剤。
8. 【請求項８】 水溶性の尿素誘導体が、モノメチロール
   尿素、ジメチロール尿素、チオ尿素、モノメチロールチ
   オ尿素、ジメチロールチオ尿素から選ばれた１種または
   ２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１〜７
   のいずれかに記載の溶液型グラウト剤。
9. 【請求項９】 溶液型グラウト剤が、該剤の調整直後の
   ｐＨ値が１０〜１１．８の範囲またはｐＨ値２〜５の範
   囲のいずれかであることを特徴とする請求項１〜８のい
   ずれかに記載の溶液型グラウト剤。
10. 【請求項１０】 燐酸が、脱フッ素化された粗燐酸であ
    ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の溶
    液型グラウト剤。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の溶
    液型グラウト剤における燐酸の酸分の１〜５０％相当量
    を燐酸以外の無機酸で置き換えたことを特徴とする溶液
    型グラウト剤。
12. 【請求項１２】 無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸
    から選ばれた１種または２種以上であることを特徴とす
    る請求項１１記載の溶液型グラウト剤。
13. 【請求項１３】 溶液型グラウト剤を注入管を介して地
    盤に加圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定
    させる工法であって、請求項１〜１２のいずれかに記載
    の溶液型グラウト剤を用いて１ショット方式で注入する
    ことを特徴とする地盤注入改良工法。
14. 【請求項１４】 溶液型グラウト剤を注入管を介して地
    盤に加圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定
    させる工法であって、請求項１〜１２のいずれかに記載
    の２液型の溶液型グラウト剤を用いて１．５ショットま
    たは２ショット方式で注入することを特徴とする地盤注
    入改良工法。
15. 【請求項１５】 溶液型グラウト液を注入管を介して地
    盤に加圧しながら注入し浸透固結させて地盤を強化安定
    させる工法であって、１液型でかつゲルタイムが短くと
    も２０分以上である請求項１〜１２のいずれかに記載の
    溶液型グラウト剤と、ゲルタイムが長くとも１分以内で
    ある水ガラス系グラウト剤とを、適宜複相注入させて均
    一かつ高強度な地盤改良を行なうことを特徴とする地盤
    注入改良工法。
16. 【請求項１６】 請求項４記載の溶液型グラウト剤を、
    事前にアルカリ水ガラスを水で希釈してなる主剤液及び
    燐酸を水で希釈してなる硬化剤液の２液を用意し、その
    ２液のいずれか一方または両方の液に対し、尿素及び／
    または水溶性の尿素誘導体を合計で、グラウト剤中での
    構成比率が、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿素誘導
    体で表されるモル比で（１：０．１）〜（１：３）の範
    囲となるように添加配合することを特徴とする溶液型グ
    ラウト剤の調整方法。
17. 【請求項１７】 請求項５記載の溶液型グラウト剤を、
    アルカリ水ガラスの一部を一端所定量の燐酸にてｐＨ値
    で０．１〜５の範囲の酸性水ガラス溶液としたものを主
    剤液とし、一方硬化剤液として該主剤液で使用した以外
    の残りのアルカリ水ガラスと必要に応じてアルミン酸ナ
    トリウム、硫酸ナトリウム、ピロ燐酸アルカリ金属塩か
    ら選ばれた１種の０〜２５重量％を含有してなる水溶液
    とし、その２液のいずれか一方または両方に対し、尿素
    及び／または水溶性の尿素誘導体を合計で、グラウト剤
    中での構成比率が、燐酸：尿素及び／または水溶性の尿
    素誘導体で表されるモル比で（１：０．１）〜（１：
    ３）の範囲となるように添加配合することを特徴とする
    溶液型グラウト剤の調整方法。
18. 【請求項１８】 請求項１又は２記載の溶液型グラウト
    剤を、所定量のアルカリ水ガラスと所定量の燐酸とをそ
    れぞれ含有してなる水溶液を得た後、直ちに必要量の尿
    素及び／または水溶性の尿素誘導体を添加溶解させて１
    液として得られたものであることを特徴とする溶液型グ
    ラウト剤の調整方法。
19. 【請求項１９】 溶液型グラウト剤が、アルカリ水ガラ
    スを固形分で５〜２５重量％の範囲で含有していること
    を特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の溶液
    型グラウト剤の調整方法。
20. 【請求項２０】 アルカリ水ガラスが、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
    Ｏで表されるモル比で３．０〜３．５の範囲の珪酸ソー
    ダであることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか
    に記載の溶液型グラウト剤の調整方法。
21. 【請求項２１】 水溶性の尿素誘導体が、モノメチロー
    ル尿素、ジメチロール尿素、チオ尿素、モノメチロール
    チオ尿素、ジメチロールチオ尿素から選ばれた１種また
    は２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１６
    〜２０のいずれかに記載の溶液型グラウト剤の調整方
    法。
22. 【請求項２２】 溶液型グラウト剤が、該剤の調整直後
    のｐＨ値が１０〜１１．８の範囲またはｐＨ値２〜５の
    範囲のいずれかであることを特徴とする請求項１６〜２
    １のいずれかに記載の溶液型グラウト剤の調整方法。
23. 【請求項２３】 燐酸が、脱フッ素化された粗燐酸であ
    ることを特徴とする請求項１６〜２２のいずれかに記載
    の溶液型グラウト剤の調整方法。
24. 【請求項２４】 請求項１６〜２３のいずれかに記載の
    溶液型グラウト剤における燐酸の酸分の１〜５０％相当
    量を燐酸以外の無機酸で置き換えたことを特徴とする溶
    液型グラウト剤の調整方法。
25. 【請求項２５】 無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸
    から選ばれた１種または２種以上であることを特徴とす
    る請求項２４記載の溶液型グラウト剤の調整方法。