JPS6010556B2 - 土壌安定化剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水ガラス一重硫酸アルカリーアルミン酸アルカ
リ系及び水ガラス一重硫酸アルカリーアルミン酸アルカ
リーリン酸塩系の特定組成を有する無機系の土壌安定化
剤に関するもので、その目的とするそころは陵れた圧縮
強度、止水性を得ると同時に硬化ゲルの滋鰍水の低減を
図り、毒性のない無公害土壌安定化剤を提供することに
ある。

従来、軟弱地盤を強化させたり、漏水地盤を止水する目
的で種々の土壌安定化剤を土壌中に注入し硬化させるグ
ラウト工法が知られているが、特に水ガラス水溶液と無
機薬剤の硬化剤からなる所謂無機系瑳酸塩±穣安定化剤
は安安価であること、他の有機系土壌安定化剤に比し公
害を起す危険性が殆んどないこと等のために広く実用化
されている。しかし従来の無機系珪酸塩土壌安定化剤に
おいても欠点は認められ、例えば硬化ゲルからの離糠水
量の多いことがあげられる。これは‘１｝固結グラウト
の強度低下、■離酸水のｐＨ値が高いことから引き起こ
される土壌汚染の拡大、‘３｝離数現象のため固結グラ
ウトの収縮、亀裂、崩壊等が発生し、止水性の低下を引
き起こす等の問題を提起するのである。そこで本発明者
等は、上記の問題を克服すべく種々研究の結果水ガラス
水溶液、重硫酸アルカリ、アルミン酸アルカリ及びリン
酸塩の特定組成からなる土壌安定化剤が、高強度を有し
、かつ止水性に富み、雛凝水量の少ない無公害±穣安定
化剤を提供し得ることを見出し、本発明を完成したので
ある。

即ち本発明の第１の発明はＳｉ０２換算で水ガラスが７
．５〜１２．５重量％、ＨＳ０４換算で重硫酸アルカリ
が３．０〜８．１重量％、ＡＩ２０３換算でアルミン酸
アルカリが０．０５〜０．５５重量％及び残部が水から
なることを特徴とする土壌安定化剤であり、第２の発明
はＳｉ０２換算で、水ガラスが７．５〜１２．５重量％
、ＨＳ０４換算で重硫酸アルカリが３．０〜８．１重量
％、山２０３換算でアルミン酸アルカリが０．０５〜０
．５５重量％、Ｐ２Ｑ換算で０．２〜１．の重量％のリ
ン酸塩及び残部が水からなることを特徴とする土壌安定
化剤である。

以下第１の発明と第２の発明について共通する事項につ
いては特に区別せずに述べることとする。

本発明に用いる水ガラスとしては、従来から珪酸塩系土
壌安定化剤に用いられている通常市販されている珪酸ア
ルカルであって、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム水溶液
が挙げられｔそれらの混合物であっても良い。

一般的には珪酸ナトリウム水溶液が好ましく、モル比Ｓ
ｉ０２／Ｍ２０（ＭはＮａ又はＫを銭示す。）２．０〜
５．５の範囲であるのが良い。水ガラスは注入施工時に
水で適宜稀釈して、施工目的に適した濃度に調整するが
、Ｓｉ０２換算で士壌安定化剤全体中の組成割合として
７．５〜１２．５重量％となる様に使用するのが好まし
い。７．５重量％未満では期待するゲル強度が得にくく
、逆に１２．５重量％より大では得られるゲルが不均一
なものとなってゲル圧縮強度もそれ以上期待できないも
のである。

次に本発明においては重硫酸アルカリ及びアルミン酸ア
ルカリは水ガラス水溶液の主として硬化剤としての作用
を有し、所望のゲルタィムおよび強度に応じて特定範囲
内で使用する。

重硫酸アルカリとしては、水溶性やコストの面から重硫
酸ナトリウム、重硫酸カリウムが望ましく、これをＨＳ
０４換算で土壌安定化剤全体に対する割合として３．０
〜８．１重量％使用するのが好ましい。ここで重硫酸ア
ルカリの使用量が３．の重量％禾満の場合ゲル化に至る
までの時間が長くなり、湧水を伴う土壌に対しては充分
な止水効果を上げられなく、又使用量が８．１重量％よ
り大きい場合は、瞬間的にゲル化を起こす部分ゲルが多
くなり、その使用量の割に強度が期待できず不経済なも
のとなる。尚この重硫酸アルカリは本発明において、主
にゲルタィムの調整および強度付与の二つの機能をはた
すと考えられる。本発明におけるアルミン酸アルカリと
しては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムあ
るいはその混合物を使用することが可能である。

これらは本発明の重要な効果の一つである硬化ゲルの離
磯水量の低域に大いに寄与することが認められるもので
ある。アルミン酸アルカリ使用量の好通範囲はＡＩ２０
３換算で土壌安定化剤全体に対する割合として０．０５
〜０．５５重量％であり、この範囲外の量例えば使用量
が０．０５重量％未満の場合には離嬢水量を充分抑える
ことができず強度も低いものとなる。又使用量が０．５
５重量％より大きい量では、これら金属塩の水溶液と水
ガラス水溶液とを混合した際にアルミニウムの水酸化物
と考えられる白濁沈澱物を生じ易く、後に述べるリン酸
塩である程度までその生成を防ぐことができるが一定以
上では防ぎきれなくなり、実用に際してゲルタィム、ゲ
ル強度、操作上、外観上等種々のトラブルの原因となる
恐れがあり好ましくない。次に本発明の第２の発明で使
用するリン酸塩としては第一リン酸カリウム「第一リン
酸ナトリウム、第二リン酸ナトリウム等のオルソリン酸
塩、へキサメタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等
の所謂縮合リン酸の可溶性塩類の一種又は二種以上を挙
げることができ、これら土壌安定化剤全体に対する割合
で、Ｐ２０５換算で好適には０．２〜１．０重量％使用
する。

このリン酸塩の本発明における主要な機能は「同時に使
用するアルミン酸アルカリのアルミニウムイオンのキレ
ート化にあり、これによりアルミニウムの水酸化物の沈
澱生成を防止することができると共にアルミン酸アルカ
川こよる硬化ゲルの離酸水の抑制の助成も行なうもので
ある。又水ガラス水溶液のゲル化促進機能も兼ね備えて
いるものである。しかしこれらのリン酸塩は上述の範囲
の上限より多量に使用するとゲル化を促進しかえつて部
分ゲル化を起こす等の好ましくない結果を生む。かかる
薬液、特定組成からなる±壌安定化剤は結果的に土壌へ
注入する際に組成されていれば充分である。

従って構成成分全てを予じめ一液に調整したものを注入
しても良いし、個々の成分を別個に注入しても良い。注
入に当っては常法により従来知られている薬液注入法例
えば１ショット法、１．５ショット法、２ショット法等
を使用して注入される。多くの場合、水ガラス水溶液を
一方の液とし、重硫酸アルカリアルミン酸アルカリを所
望量に稀釈したものを他方の液として両液を前記方法に
より混合して土壌中へ注入する。この際前記した通り他
方の液としてアルミニウムの水酸化物発生の抑制その他
の機能を発揮させるためにリン酸塩を加えたものを注入
するのは本発明の第２の発明の一実施の態様である。±
穣に注入された±壌安定化剤はゲル化し、士壌を補強す
るわけであるが、その土壌の性質および薬液の調整如何
によってそのゲルタィムは様々である。

ゲルタイムが極度に短かし、と薬液が充分に浸透し難く
、また一方それが長すぎると、硬化して安定化させる必
要土壌以外の範囲まで注入されて経済的に問題があるた
め最も好ましい範囲に設定できることが望ましいが、本
発明に係る土壌安定化剤は多くの場合ゲルタィムが大体
数秒〜６０秒程度の効果的な範囲をとることができる。
次に圧縮強度については、ホモゲルで０．５ｋ９／塊以
上又はサンドゲルで約３ｋ９／の以上が好ましいと考え
られ、一般的に水ガラス系のグラウトで該強度がホモゲ
ルで０．５ｋ９／塊又はサンドゲルで３ｋ９／仇以上の
ものは極めて少ないが、士質、工事の状況により高強度
のグラウトが必要な場合も考慮されるので、この目的に
十分適用できるように考えられたものである。また、本
発明に係る±質安定化剤は、懸濁型土質安定化剤の代表
的な水ガラスーセメント系薬液を注入できないシルト層
等の紬粒土質への注入をも効果的に行える溶液型で、か
つホモゲルで高強度が出る実用性の高いものである。

更に本発明の土壌安定化剤の重要な効果としては硬化ゲ
ルの雛糠水が少く、かつそのＰＨが７〜８の所謂中性領
域で無公害であることを挙げることができる。

以下実施例により本発明をより具体的に説明する。

実施例 １〜１５ 水ガラス（ＪＩＳＫ−１４０８，３号珪酸ソーダ、比重
１．総６，２０こ○）の水稀釈液をＡ液とし、重硫酸ナ
トリウム、アルミン酸ナトリウム及び水からなる混合水
溶液をＢ液とした。

Ａ，Ｂ両液の等容積混合物についてゲルタィムを測定し
更にまた別箇にＡ，Ｂ両液の等容積混合物を直径５０帆
、高さ１０仇岬のモールドの中に注入し硬化させ、次い
で硬化体の離糠水量、圧縮強度（ホモゲルおよびサンド
ゲル強度）の測定を行なった。

その結果を第１表に示した。又Ｂ液としてアルミン酸ナ
トリウムを使用しなかった場合についての結果を参考例
（参考例１〜８）として第２表に示した。なお、ゲルタ
ィム、離酸水量、圧縮強度の測定はそれぞれ下記の通り
とした。

ゲルタィム：Ａおよび８液を混合すると最初は完全な粘
性の低い液状が蝿拝するとしだし、に粘度が増加してく
る。

混合後この鷹梓跡のすじが瞬時残 る状態までの時間を測定しこれを ゲルタイムとする。

離数水量：硬化直後のゲル硬化体の重量を１００とした
場合の離嫌水量の重量を測定し重量％で表示する。

一触圧縮強度：硬化後、次いで温度２０土２℃に調節し
た水中で２独時間養生した後、アームスラー耐圧試験機
に て一触圧縮強度を測定する。

第１表および第２表から分かる様に、アルミン酸ナトリ
ウムを所定量使用した場合は、無添加の場合に比し、強
度が高く、離競水量が小さいことが認められる。

第１ 実施例 １６〜２７ ３号水ガラス又はＳｉ０２／Ｎａ２０モル比４．４の水
ガラスの水稀釈液をＡ液とし、重硫酸ナトリウム、アル
ミン酸ナトリウム、各種リン酸塩および水からなる混合
水溶液をＢ液とした。

Ａ，Ｂ雨液の等容積混合物について実施例１と同様にし
てゲルタィム、藤数水量、圧縮強度を測定した。

又同時に離糠水府も測定した。その結果を第３表に示し
た。又参考例として、上記実施例の組成のうち、アルミ
ン酸ナトリウムを除いた例について同様の額。

定を行なった。その結果を第４表に示した。第３表およ
び第４表から分かる様に、リン酸塩、アルミン酸ナトリ
ウムを併用した場合はアルミニウムの水酸化物を生成す
ることなく、又アルミン酸ナトリウム無添加の場合に比
し、強度が高く、離策水量が小さく、かつそのｐＨを中
性付近に任意に変え得ることが認められる。又Ｓｉ０２
／Ｎａ２０モル比の高い水ガラスを使用した場合、該モ
ル比の低い水ガラスを使用した場合に比し、生じる離酸
水のｐＨを中性付近に抑えることができる。

船船 第４表 （注）上記の実施例および参考例で使用した各種水ガラ
スの組成濃度は次の通りである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＳｉＯ＿２換算で水ガラスが７．５〜１２．５重量
   ％、ＨＳＯ＿４換算で重硫酸アルカリが３．０〜８．１
   重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３換算でアルミン酸アルカリが０
   ．０５〜０．５５重量％及び残部が水からなることを特
   徴とする土壌安定剤。 ２ ＳｉＯ＿２換算で水ガラスが７．５〜１２．５重量
   ％、ＨＳＯ＿４換算で重硫酸アルカリが３．０〜８．１
   重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３換算でアルミン酸アルカリが０
   ．０５〜０．５５重量％、Ｐ＿２Ｏ＿２換算で０．２〜
   １．０重量％のリン酸塩及び残部が水からなることを特
   徴とする土壌安定化剤。