JPH1060470A - 一粉型徐硬性裏込め材用組成物 - Google Patents

一粉型徐硬性裏込め材用組成物

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JPH1060470A
JPH1060470A JP22147996A JP22147996A JPH1060470A JP H1060470 A JPH1060470 A JP H1060470A JP 22147996 A JP22147996 A JP 22147996A JP 22147996 A JP22147996 A JP 22147996A JP H1060470 A JPH1060470 A JP H1060470A
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JP
Japan
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pts
cement
hardening
composition
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JP22147996A
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Masaaki Anazawa
雅明 穴沢
Yoshio Tanaka
義男 田中
Hiroshi Jitouzono
博 地頭薗
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Mitsubishi Materials Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレミックス化してもスメクタイト型粘土鉱
物の水分吸収機能が損なわれない。水と混練後に所定の
粘性が得られ、ブリーディング率の小さい裏込め材とな
り、硬化後には所定の強度を発現する。施工現場で迅速
に調合でき、作業員による調合ミスを起こすことがな
い。起泡剤の導入に基づく気泡が消失することを抑制
し、気泡を維持し、強化する。 【解決手段】 ベントナイトのようなスメクタイト型粘
土鉱物とセメントとケイ酸質粉末と高炉スラグと起泡剤
と増粘剤と凝結遅延剤が所定の割合で均一に混合して調
製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、推進工法により管
本体を地中に敷設する際に管本体と地山との間の空隙に
注入され滑材の機能をも有する裏込め材、或いは護岸・
岸壁の基礎地盤改良、合成鋼管杭工法、連続壁工法、大
深度の地盤改良などの地盤改良やその他の土木現場にお
いて注入される裏込め材に適した一粉型の徐硬性裏込め
材用組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、滑材と裏込め材の双方の機
能を兼備させて、推進工法時に地山と管本体との間の摩
擦抵抗を低減させるとともに、管本体と地山との間の空
隙に起因した地盤沈下を防ぐことができる「自硬性滑
材」を特許出願した(特開昭62−265395)。こ
の自硬性滑材は、ベントナイトと、高吸水性樹脂及び/
又はメチルセルロースと、水とによりなる推進工法用滑
材1m3に、セメント50〜250kgと、主な化学組
成Al23 20〜40重量%、CaO 30〜50重量
%、SO3 10〜30重量%を含有する水硬性物質2〜
15kgと、凝結遅延剤1〜10kgとを添加してな
る。
【0003】この自硬性滑材は次の性能を有する。即
ち、従来一般的に使用されている滑材の流動性から大
きく逸脱せず、JAロートの流下時間が12秒以下であ
る。滑り抵抗が小さく、推進工法が完了するまで管本
体と地山との間の摩擦抵抗を考慮して0.03kgf/
cm2以下のせん断強度を保持する。注入後90日を
経過すると地山と同程度の強度、一般的には1〜2kg
f/cm2以上の強度となる。管本体と地山の一体化
のためにブリーディング率が5%以下である。そしてこ
の自硬性滑材は、施工現場でベントナイトと高吸水性樹
脂及び/又はメチルセルロースと水とを混合してベント
ナイト泥水を調製した後、この混合液を撹拌しつつ、こ
れにセメント、水硬性物質等の粉体を添加してミキサー
で均一に混練することにより得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この自
硬性滑材を調製するために数種類以上の材料の調合に時
間を要するばかりか、作業員が未熟な場合には調合ミス
を生じる恐れがあった。このため、水を除いた粉末材料
を予め均一に混合して、プレミックスした状態にしてお
くことが考えられるけれども、上記粉末材料をプレミッ
クスすると、ベントナイトがセメントが水和してできる
水酸化カルシウム及びカルシウムイオンの存在で、その
水分吸収機能、即ち膨潤機能が抑制され、施工時に水と
混練して滑材を調製しても、滑材に適切な粘性が得られ
ず、ブリーディングが過大となるため、上記自硬性滑材
のプレミックス化はこれまで試みられなかった。
【0005】本発明の目的は、プレミックス化してもス
メクタイト型粘土鉱物の水分吸収機能が損なわれない一
粉型徐硬性裏込め材用組成物を提供することにある。本
発明の別の目的は、水と混練後に所定の粘性が得られ、
ブリーディング率の小さい裏込め材となり、硬化後には
所定の強度を発現する一粉型徐硬性裏込め材用組成物を
提供することにある。本発明の別の目的は、施工現場で
迅速に調合でき、作業員による調合ミスを起こすことの
ない一粉型徐硬性裏込め材用組成物を提供することにあ
る。本発明の更に別の目的は、起泡剤の導入に基づく気
泡を維持することのできる一粉型徐硬性裏込め材用組成
物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
スメクタイト型粘土鉱物とセメントとケイ酸質粉末と高
炉スラグと起泡剤と増粘剤と凝結遅延剤が所定の割合で
均一に混合して調製された一粉型徐硬性裏込め材用組成
物である。請求項1に係る発明では、プレミックス化し
てもスメクタイト型粘土鉱物の水分吸収機能が損なわれ
ず、水と混練後に所定の粘性が得られ、ブリーディング
率の小さい裏込め材となり、硬化後には所定の強度を発
現し、施工現場で迅速に調合でき、作業員による調合ミ
スを起こすことがない。また起泡剤に増粘剤を併用する
ことにより、起泡剤の導入に基づく気泡が消失すること
を抑制し、気泡を維持し、強化することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】請求項1に係る一粉型徐硬性裏込
め材用組成物は、100重量部のスメクタイト型粘土鉱
物に対して、5〜800重量部のセメントと、5〜20
00重量部のケイ酸質粉末と、5〜2000重量部の高
炉スラグと、0.3〜30重量部の起泡剤と、2〜10
00重量部の増粘剤と、0.2〜1000重量部の凝結
遅延剤を含む。請求項1においてセメントの好ましい含
有量は50〜500重量部であり、ケイ酸質粉末の好ま
しい含有量は50〜1000重量部であり、高炉スラグ
の好ましい含有量は100〜1000重量部であり、起
泡剤の好ましい含有量は1〜10重量部であり、増粘剤
の好ましい含有量は5〜500重量部であり、凝結遅延
剤の好ましい含有量は2〜500重量部である。
【0008】セメントが上記下限値未満では強度発現が
不十分になり、上記上限値を越えるとスメクタイト型粘
土鉱物の膨潤が損なわれる不具合を生じる。ケイ酸質粉
末が上記下限値未満ではスメクタイト型粘土鉱物の膨潤
が損なわれ、上記上限値を越えると適切な粘性が得難く
なる不具合を生じる。高炉スラグが上記下限値未満では
スメクタイト型粘土鉱物の膨潤が損なわれ、上記上限値
を越えると適切な粘性が得難くなる不具合を生じる。起
泡剤が上記下限値未満では起泡量が不十分になり、上記
上限値を越えると所望の強度が得られなくなるばかりか
不経済になる。増粘剤が上記下限値未満では泡の安定性
が不十分になり、上記上限値を越えるとハンドリングの
悪化を生じる。凝結遅延剤が上記下限値未満では徐硬性
が得難く、上記上限値を越えると適切な硬化時期を逸脱
する不具合を生じる。
【0009】請求項1に係る徐硬性裏込め材用組成物を
構成する各材料について詳述する。なお、本発明の徐硬
性裏込め材用組成物は微粉末状の各材料が均一に混合し
て調製される。本発明のスメクタイト型粘土鉱物として
は、ベントナイト、モンモリロナイト、バイデライト、
ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト、ヘクトラ
イト等の層状ケイ酸塩であって、層間にNaイオン,C
aイオン等の各種の交換性陽イオンを含む粉末が挙げら
れる。上記層状ケイ酸塩を単独で使用しても、複数種類
併用してもよい。このスメクタイト型粘土鉱物は層間に
水を取り込み膨潤する性質がある。スメクタイト型粘土
鉱物は所望の粘性を有する裏込め材を得るために用いら
れる。本発明のセメントとしては、(ア)普通ポルトラン
ドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等のポル
トランドセメント、(イ)高炉セメント、フライアッシュ
セメント、シリカセメント等の混合セメント、(ウ)低熱
ポルトランドセメント、(エ)マスコンクリート用に混和
材を使用したセメント、(オ)土質安定用セメント、(カ)シ
リカフュームセメント等が挙げられる。上記(ア)〜(カ)の
セメントを単独で使用しても、複数種類併用してもよ
い。セメントは裏込め材の硬化後の強度発現のために用
いられる。
【0010】本発明のケイ酸質粉末としては粉末珪石、
鋳物用珪砂、ケイ酸白土等が挙げられる。本発明の高炉
スラグとしてはコンクリート用高炉スラグ微粉末(JI
S A 6206−1995)に適合するものが好まし
い。本発明の起泡剤としては合成界面活性剤、樹脂せっ
けん、加水分解たん白等が挙げられる。本発明の増粘剤
としては、メチルセルロース、エチルセルロース、セル
ロース誘導体、可溶性でんぷん、α化でんぷん、デキス
トリン、アクリル系ポリマー、アクリル系水中不分離性
混和剤等が挙げられる。これらの増粘剤を単独で使用し
ても、複数種類併用してもよい。増粘剤は起泡剤の導入
に基づく気泡が消失することを抑制し、気泡を維持し、
強化するために用いられる。また増粘剤は裏込め材の徐
硬性を高め、かつブリーディングを低減させるために用
いられる。
【0011】本発明の凝結遅延剤としては、リグニンス
ルホン酸又はその塩、オキシカルボン酸又はその塩、ポ
リビニルアルコール、ポリオール複合体、セルロース
類、糖類、リン酸塩、ケイフッ化物、酸化亜鉛、塩化亜
鉛、酸化鉛、酸化ホウ素、ホウ砂、塩化マグネシウム等
のハロゲン化マグネシウム、硝酸マグネシウム等のマグ
ネシウム化合物等が挙げられる。これらの凝結遅延剤を
単独で使用しても、複数種類併用してもよい。凝結遅延
剤はセメント及び/又はフィラーの水和反応を遅延さ
せ、裏込め材の徐硬性を高める。
【0012】本発明の一粉型徐硬性裏込め材用組成物を
調製するには、各材料をV型ミキサ、縦型ミキサ、万能
混合機等の通常の粉体混合装置により乾式混合する。ま
た本発明の一粉型徐硬性裏込め材用組成物を用いて裏込
め材を調製するには、一粉型徐硬性裏込め材用組成物1
00重量部に対して、水30〜500重量部、好ましく
は100〜400重量部をミキサで混合して調製する。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 <実施例1>スメクタイト型粘土鉱物であるベントナイ
ト100重量部に対して、普通ポルトランドセメント2
00重量部と、ケイ酸質粉末100重量部と、高炉スラ
グ500重量部とを万能混合機の容器に採取し、撹拌羽
根を取付けて、最初低速で10分間撹拌した。続いてこ
の容器に起泡剤であるアニオン界面活性剤を2重量部及
び増粘剤であるメチルセルロースを6重量部入れ、更に
凝結遅延剤のクエン酸を2重量部入れ、撹拌速度を高速
にして20分間撹拌混合し、一粉型徐硬性裏込め材用組
成物を調製し、これを密閉容器に入れた。
【0014】<比較例1>増粘剤を入れなかった以外は
実施例1と同様にして一粉型徐硬性裏込め材用組成物を
調製し、これを密閉容器に入れた。
【0015】<比較例2>起泡剤を入れなかった以外は
実施例1と同様にして一粉型徐硬性裏込め材用組成物を
調製し、これを密閉容器に入れた。
【0016】実施例1の一粉型徐硬性裏込め材用組成物
には1400重量部の水を、比較例1の一粉型徐硬性裏
込め材用組成物には1400重量部の水を、更に比較例
2の一粉型徐硬性裏込め材用組成物には1690重量部
の水を加えて混合し、3種類の裏込め材を調製した。そ
の配合内容を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】<裏込め材の物性及び硬化後の強度>実施
例1及び比較例1,2の徐硬性裏込め材を用いて、その
粘度、体積変化率及び硬化後の強度を測定した。これら
の結果を表2に示す。粘度は回転粘度計により測定し
た。強度について、比較的軟弱なものに対しては土質調
査法によるベーン試験(地盤工学会基準(JGS 1411-199
5)の原位置ベーンせん断試験)を行い、せん断強度を求
め、表2において記号「τ」を付記した。またある程度
硬化したものに対してはJIS A 1216T「土の一
軸圧縮試験方法」の規定に基づいて一軸圧縮試験を行
い、表2において記号「qu」を付記した。供試体の材
令は5日、10日、20日、30日及び50日とした。
【0019】
【表2】
【0020】表2から次のことが判明した。粘度につい
て、比較例1及び2の値と比べて実施例1の値は上回っ
ているが、十分に許容できる値であった。また体積変化
率について、起泡剤に増粘剤を併用した実施例1の値は
起泡剤のみを用いた比較例1の値及び増粘剤のみを用い
た比較例2の値に比べて極めて小さく、起泡剤の効果が
持続していることを示す。また実施例1ではブリーディ
ングが認められず、比較例2ではブリーディングが認め
られ、比較例1では体積の減少が認められた。更に強度
については、実施例1及び比較例1〜2はいずれも裏込
め材として十分に高い値が得られた。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の一粉型徐硬
性裏込め材用組成物は、プレミックス化してもスメクタ
イト型粘土鉱物の水分吸収機能が損なわれないため、従
来のベントナイト泥水を別途調製する必要がなく、施工
現場で迅速に調合でき、徐硬性裏込め材の施工上の悪影
響を最小限に留めることができる。また作業員が未熟で
あっても、調合ミスを起こすことがない。また推進工法
において管本体の推進時に管本体の周囲に注入した場
合、推進期間中は滑材としての機能を維持し、推進終了
後はそのままの裏込め材として十分な強度を発現する。
更にこのような機能により大規模な土木工事では工区間
の一体化を実現できるとともに、オーバーラップ部分の
硬化がないため、作業効率の低下をなくすことができ
る。また起泡剤に増粘剤を併用することにより、起泡剤
の導入に基づく気泡が消失することを抑制し、気泡を維
持し、強化することができる。
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 E21D 9/06 301 E21D 9/06 301 //(C10M 173/02 103:06) C09K 103:00 C10N 10:04 10:06 40:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スメクタイト型粘土鉱物とセメントとケ
    イ酸質粉末と高炉スラグと起泡剤と増粘剤と凝結遅延剤
    が所定の割合で均一に混合して調製された一粉型徐硬性
    裏込め材用組成物。
JP22147996A 1996-08-22 1996-08-22 一粉型徐硬性裏込め材用組成物 Withdrawn JPH1060470A (ja)

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Cited By (6)

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Effective date: 20031104