JPS5915478A - 土壌および／または構造材用の止水および／または圧密剤並びにその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コンクリート、組積造などのための止水剤および／また
は圧密剤並びにその使用方法に関する。

更に詳しくいえば、該止水剤および／または圧密剤は空
洞を有する沖積層もしくは岩石の処理のためのものであ
る。

土壌は、それがひび割れ岩石であるがもしくは沖積層で
ある場合には、しばしばその安定性を確保するために圧
密化されなければならない。これは、掘削もしくは側弁
の際に、壁の崩れを防止するためである。

このような土壌上に橋またはビルディングの支社を設け
るためにも、これらの陥没を防止するという観点から土
壌の圧警化が必要とされる。

更に、かかる土壌の止水がダムなどの構造物を支持する
際に必要とされることを証．明できる。

モルタル、バインダー並びにコンクリートはある程度の
体積変化を示し、これは多少とも深くかつ幅広い割れを
生ずる傾向をもち、肢割れは止水性、補強材の保脛並び
に構造物の保饅に対して有害である。更に、多かれ少な
がれ水和塩の溶解により促進される多孔化をもたらす傾
狗のあるいくつかの外添剤の影御下にある場合に、別の
有害作用が生ずる恐れがある。

従って、止水性および／または圧密性を改良するという
観点から、前記物質の後の処理が必要とされる。

結局、土壌並びに構造材の止水化および／または圧密化
によりもたらされる問題は、空洞に容．易に浸透し得か
つ永続的に空洞を満たし得る物質による割れ目の空洞お
よび沖積層内に存在する空洞について知られている間順
と本質的に同じである。

現在使用されている止水および／または圧密剤は、基本
的に．２つのカテがＩＪ−に分けられ、その一つは合成
樹脂溶液であり、他方は゛アルカリ金属シリケート、更
に詳しくはナトリウムまたはカリウムシリケ＝トの溶液
（もしくは液状充填剤）である。

前記樹脂もしくは樹脂を主成分とする製品は重合体化合
物の形成を結果し、いくつかの場合には有用であるが、
比較的高価な製品であるという点で問題があり、またそ
の流動性は微小割れもしくは微小孔の奥深くまで常に達
することを可能とするものではない。その上、樹脂の注
入は比較的新しい技術であるから、これら製品で処理さ
れた建設構造物もしくは土壌の耐久性は明らかでない。

従って、現在の技術は、容易に入手できるが多数の欠点
を有することが確認されているナトリウムシリケート、
製品のアルカリ懸濁液を使用することから本質的になっ
ている。

事実、構造材およびある柿の土壌中に存在する石灰は、
一担ナトリウムシリヶートと接触すると、処理溶液中の
ナトリウムに対しシリカが過剰となることに基き、シリ
カグルの形成をもたらす。

実際のところ、ナトリウムシリケートはソーダ中の珪酸
のコロイド溶液であって、その中和は縮合されてポリ珪
酸イオンを形成する珪酸イオンの放電により該溶液のゲ
ルへの転移を起こす。

シリカグルの早期形ｈ’）は注入を妨害することになり
、その結果幾分かの空洞まで達しないことになる。更に
、ソーダがｒル檜造中に残っているのでゲル化が完了し
ない。仙方、得られるゲルはその時点で安定ではなく、
分Ｍ１〜てソーダを放出する傾向を示し、この傾向は無
視できない汚染並びに不安定化の原因となる。

本発明は、約７０μ程変の微小割れに対してさえ容易に
注入でき、かつ安定でしかも不溶性の水和珪酸石灰、特
にトペルモライト（２ＳＩＯ２・３Ｃａ０・３Ｈ２０）
を形成することにより土壌および／または構造材の石化
を可能とする石灰に対して極めて高い反応性を有し、そ
の結果該土壌および構造材に適用される処理の耐久性を
保鉦する止水および／または圧密剤を提供することＫよ
り、前記公知物質の欠点を克服することを可能とするも
のである。

試験片について行ったテストでは、実際に、本発明の剤
を用いた場合には、多孔賀微小モルタルを横切る透水に
よってゲル化されることはなく、かつ試験片からゲル層
が出てくることもないことを示すことができた。

本発明の剤による水和珪酸石灰、特にトペルモライトの
結晶生成はＸ−線回折法による種々の研究によって確欽
することができる。

かくして、本発明による止水および／または圧密剤は、 （ａ）　　土壌および／または構造剤中に存在する空洞
並びに微小孔への良好な注入、 （ｂ）　　安定かつ不溶性の水和珪酸石灰の形成、（Ｃ
）　　注入後に形成される生成物の長期に亘る安定性、
および （ｄ）　　はぼ完全に汚染のないこと を保鉦することができる。

本発明は、注入により使用することのできる、土壌およ
び／または構造利用の止水剤および／または圧密剤に関
り、非コロイド性の＃Ｊヤなシリカのアルカリ溶液であ
って、７００μより小さな平均粒径を有するシリカを周
囲温度にてソーダ中に溶解することにより得られ、比５
１０２／Ｎａ２Ｏがコより小さく、かつ該溶液のシリカ
含有率が約コθｗｔ％よりも大きいことを特徴とする。

本発明の剤の非−コロイド性はチンダル効果（比濁指数
の測定）により定性的に確騎することができた。

使用するシリカは純粋なシリカ、もしくは好ましくは少
なくともｇ０〜９θｗｔ％の非−ガラス質構造の５ｈｏ
２　　を含有する珪酸質物質であり得る。

好ましい化合物の中で、特に熱分解法シリカを挙げるこ
とができ、これはまたヒユームドシリカともいわれ、工
業的廃棄物、珪藻土、ｒ−ズあるいはシリカエーロゲル
を起源とするものである。

シリカまたは珪酸質物質の粒度分布は、ソーダ中への急
速かつ完全な溶解を達成するという観点から極めて重要
であるから、可能であれば７００μ未満、好ましくはＳ
Ｏμ未満であるべきである。

本発明によれば、上記の如き他の珪酸質物質も、それら
が所定の溶解度基準を満足する限り使用することができ
ることはいうまでもない。

シリカを溶解するために使用されるソーダは３、！−〜
、３７°Ｂの範囲の、即ち約／、３．２〜／、３　！ｒ
の範囲の密度を有する溶液であることが好ましい。

溶解中に、ある程度の発熱が起こるが、止水剤および／
または圧密剤の反応性に対し望ましくない影響がみもれ
ない限り、制御する必要はない。

同様に、比５１０２／Ｎａ２Ｏは締めて重要であり、上
記の如く２未満、好ましくは／、、Ｓ−〜／、どの範囲
内にあるべきである。実際、高い比で使用した場合には
、シリカはダルを形成する傾向を示し、その結果微小割
れまたは微小空洞の最深部への十分なる注入が妨げられ
る。

シリカの最大含有率は、前記比５１０２／Ｎ８２０が２
未満に保たれている限り、非臨界的である。にもかかわ
らず、特に本発明の剤の粘度に関る実際的理由から、該
含有率は一般に約３９　ｗｔ％以下であり、かつ好まし
くは＠２３〜，２　’７　ｗｔ％の範囲内である。

満足な注入を達成するために、本発明の止水剤および／
または圧密剤の粘度は約ｓ〜！；０ｃｐｓ好ましくはコ
０〜３０　ｃｐ　　の範囲であるべきであり、適当な粘
度は水で稀釈することにより達成されることが実際に観
測された。

本発明の剤は更に、割れまたは空洞への侵入性を改善し
得るいくつかの添加物を含むことができる。

本発明の変法によれば、止水剤および／または圧密剤は
石灰もしくは例えば塩化カルシウム、蟻酸カルシウム、
酢酸カルシウムまたはプロピオン酸カルシウムなどのカ
ルシウム塩を含むことができる。

一般的に、石灰もしくはカルシウム塩の添加は、石灰に
乏しいある種の土壌および／または材料の処理のために
一層推奨される。

水和石灰に富む土壌および材料にあっては、本発明の剤
中に溶解したシリカは、反応後に水和珪酸石灰（トペル
モライト）を形成し得る。しかしながら、特に水和石灰
に乏しい土壌および／または材料についてはこのような
ことがいえず、この欠乏震・を、直接工業石灰を添加す
ることにより、もしくはカルシウム塩によって間接的に
補充しなければならない。

本発明の剤が石灰を含む場合、該石灰は一般に比Ｃａｏ
／５Ｉ０２　がθ、３より大きく、最大比が／、５θと
なるような量で存在する。

本発明によれば、カルシウム塩のソーダによる中和後に
、生成石灰のみならず、非−汚染性塩（塩化ナトリウム
）が生成される限りにおいて、カルシウム塩、特に塩化
カルシウムが好ましい。

従って、溶解シリカは生成石灰と反応して、不溶性かつ
安定な水和珪酸石灰を与える。

カルシウム塩の量はソーダの完全中和の観点から十分で
あるべきである。なんとなれば、過剰のソーダは後に汚
染現象を生ずる傾向をもつからである。過剰のカルシウ
ム塩を使用することが可能であるが、本発明によれば、
剤中に含まれるソーダの中和のために必要とされる化学
量論量で使用することが好ましい。

本発明による止水剤および／または圧密剤がカルシウム
塩に富むことは好ましい態様を栴成するが、それにもか
かわらず、この寄与は核剤の注入前にカルシウム塩の注
入により達成される。しかし、このような方法は連続す
る２度の注入を必要とし、結果として、この処理を時間
消費のかつ高価なものとしている。

本発明の剤について行った種々の研９’ｌ’、により、
注入後約７０時間でトペルモライト結晶が生成し、たこ
と並びに該結晶生成が注入後約７０間続（・たことを示
すことができた。

Ｘ−線回折もしくは走査電子顕微鏡実験は７８徒に水和
珪酸石灰の結晶が極めて大量・に存在することを示して
いた。

前記の観測された極めて満足すべき反応性は溶解シリカ
の活性および溶液の鮮度により説明さね。

る。

同様に１本発明は止水法および／または圧密法をもその
目的とするものであり、該方法は加圧下で、前記本発明
の剤を、土壌の空洞もしくは微小孔、または構造材の割
れもしくは微゛小割れ中に、公知の注入装置により注入
することからなる。

本発明の方法は、特に割れ目を有する岩もしくは沖積層
に関る土壌を止水処理もしくは圧轍化処即することを意
図するものである。

割れ目のある岩に対しては、まず？−リング孔を設け、
次いで本発明の剤を上昇注入（ａｄｖａｎｃｌｎｇ量ｎ
１Ｂｔｌｏｎ）　　または立ち上り注入（ｒｌｓｌｎｇ
Ｉｎ　１ｅｃｔ　Ｉｏｎ）　　法として知られる枝術に
より注入する。

沖積層に対しては、崩壊の危険性のためＫ。

１スリーブ付き管＃（フランス特許ｔ−９ｇ１．４１９
号）として知られる現在公知の方法を使用する。

注入圧は一般にＳ〜２０パールの範囲であり、圧密剤お
よび／または止水剤のｌｏは処理すべき土壌の体積の３
０〜ｌＩＯ％の範囲である。

止水作業中、処理は透過度測定に付すべき試料を採取し
て検査することができる。

約／　０−３ｒｒｙ’ｓの透過度を有する沖積層の土壌
は、注入しかつ硬化した後には透過度が約ｌ０−６〜１
Ｏ−７１ｖ／ｓのもの忙変えられるであろう。

本発明を一層よく理解するために、本発明による実施例
および止水剤および／または圧密剤について以下に記軟
するが、これらは単に本発明を例示するものであり、何
等限定するものではない。

実施例 −２ 極めて透過性に富んだ（／　Ｏｍ／ｓの透過度）石灰に
富む土壌中に深さ１０ｍのプーリング孔を形成する。こ
れは／−の体積の土壌を処理するためのものである。注
入管をポーリング孔に挿入し２、次いで溶液の注入を３
バールの初期圧下で実施する。該溶液は３００１の３６
°゛Ｂのソーダおよび７θｅの水の中に平均粒径約５θ
μのシリカ／７θＫｇを溶解することにより得られたも
ので、生成稜の溶液特性は以下の通りであった。５ＩＯ
２，／Ｎａ２０＝／、ざ　；　　５１０２　”　−ｒ　
　乙、６％　ｙ　　Ｎａ２Ｏ＝　／　グ。ｇ％　；Ｈ２
Ｏ＝　！；　ｇ、６％；粘度ダθ−＆Ｏｃｐ　０拒否圧
（ｒｅｆｕｓａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）　　が約７０バ
ールで安定したら、注入を停止する。このことは３．．
２０４程度の注入溶液量に相当することがわかる。

７週間後、新たに透過度を測定ｌ−だところ、／θ−卯
′Ｓに賛化していることが確紹でき、これは処理した土
壌が完全に止水性であることを示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）非−コロイド性の濃厚なシリカのアルカリ溶液で
   あり、周囲温度下でソーダ中に約７００８未満の平均粒
   径を有するシリカを溶解することによって得られ、比５
   １０２／Ｎａ２Ｏが２未満であり、かつ該溶液のシリカ
   含１が約コθ１姻％より大きいことを特徴とする、注入
   により使用可能な、土壌並びに構造材用止水および／ま
   たは圧密剤。 （２）前記の使用されるシリカが非−ガラス佃檜造の５
   ｈｏ２　を少なくともざ０〜９０重！＃％含有する珪酸
   質物貴である、特許請求の範囲第（１）項記載の剤。 （３）前記シリカが熱分解法シリカ、珪藻土、ｙ　−ズ
   またはシリカエーロゲルである、特許請求の範囲第（１
   ）または（２）項記載の剤。 （４）前記比Ｓ　ＩＱ２／Ｎ　ａ　２０が好ましくは／
   Ｊ　〜／、ｇの範囲であることを特徴とする、前記特許
   請求の範囲のいずれか７項に記載の剤。 （５）最大シリカ含量が約３０１ｆＬ−Ｗｃ％以下、好
   ましくは、２３〜コア、計量％の範囲である、前記特許
   請求の範囲のいずれか７項に記載の剤。 （６）前記剤の粘度が約！；−ｊｏｃｐ、好ましくは２
   ０〜３０　ｃｐ　　の範囲である、前記特許請求の範囲
   のいずれか７項に１齢の剤。 （力　前記剤が０．３より大で最太へ左の比Ｃａｂ／８
   １０２の範囲内で石灰を含有することを特徴とする、前
   記特許請求の範囲のいずれか７項に記載の剤。 （８）前記剤が塩化カルシウム、蟻酸カルシウム、酢酸
   カルシウムまたはプロピオン酸カルシウムなどのカルシ
   ウム塩を含有することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）〜（６）項のいずれかに記載の剤。 （９）前記カルシウム塩が前記ソーダな児全に中和し得
   る葉で存在する、特許請求の範囲第（８）項に記載の剤
   。 ａ〔公知方法に従って、加圧下で、特許請求の範間第（
   １）〜（９）項のいずれか７項に記載の止水剤および／
   または圧密剤を注入することを農機とする、土壌および
   構造材を止水化および／または圧密化する方法。 旧）前記特許請求の範囲（１）〜（６）項に記載の止水
   剤および／または圧密剤を注入する前に、カルシウム塩
   溶液を注入することを特徴とする特許請求の範囲第ＯＱ
   功記載の方法。 ０２　　前記カルシウム塩溶液が塊化カルシウム溶液で
   ある、特許請求の範囲第００項記載の方法。