JPS6012387B2 - 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一塩基性アルミニウ
ム塩系及び水ガラス一重硫酸アルカリ一塩基性アルミニ
ウム塩−リン酸塩系の特定組成を有する無機系の±磯安
定化剤に関するもので、その目的とするところは優れた
圧縮強度、止水性を得ると同時に硬化ゲルの離嫌水の低
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珪酸塩土壌安定化剤
は、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凝水量の多いこと
があげられる。これは‘１）固結グラウトの強度低下、
‘２｝雛糠水のｐＨ値が高いことから引き起こされる土
壌汚染の拡大、｛３’離鰍現象のため団結グラウトの収
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、塩基性アルミニウム塩及びリン酸塩
の特定組成からなる土壌安定化剤が高強度を有し、かつ
止水性に富み藤酸水量の少ない無公害土壌安定化剤を提
供し得ることを見出し、本発明を完成したのである。

即ち本発明の第一の発明は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１．９〜６．７重量％、ＡＩ２０３換算で塩基性アル
ミニウム塩が０．０７〜０．４４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１．９〜６．７重量
％、Ｎ２０３換算で塩基性アルミニウム塩が０．０７〜
０．４重量％、Ｐ２Ｑ換算で０．１〜１．低重量％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
イ剤である。

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「従釆から蓬酸塩系士
磯安定化剤に用いられている通常市販されている珪酸ア
ルカリであって、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
通した濃度に調整するが、ＳｉＱ換算で土壌安定化剤全
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％禾満では期待す
るゲル強度が得にくくト逆に１２。

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塩基性アルミニウ
ム塩は水ガラス水溶液の主として硬化剤としての作用を
有しト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トこれをＨＳ
０４換算で土壌安定化剤全体に対する割合として１．９
〜６．０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１，聾重量％未満の場合ゲル化に至る
までの時間が長くなり、擬水を伴う土壌に対しては充分
な止水効果が上げられなく、又使用量が６．７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。尚この車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。本発明における塩基性アルミニウム塩
としては塩基性塩化アルミニウム又は／及び塩基性硫酸
アルミニウムを挙げることができ、通常その分子式が〔
ＡＩ２（ＯＨ）ｘＸｙ〕ｍ（但しここでＸはＣＩ‐又は
Ｓ０４‐‐を示し、ｘ、ｍは各々１≦ｘ≦５〜 ０＜ｍ
ＳＩＯで、ｙはＸ＝ＣＩ−の場合ｙ＝６−×、Ｘ＝ＳＱ
山の場合ｙｉ（６−×）ノ２が各々成立つ）で表わされ
る無機系高分子化合物で、その塩基度（毒×１００％州
０を越えるものでなければならない。

これらは本発明の重要な効果の一つである硬化ゲルの麹
鰍水量の低減に大いに寄与することが認められるもので
ある。単なる通常の塩化アルミニゥムト硫酸アルミニウ
ム等の中性塩では上記効果が全く認められず又得られる
硬化ゲルの強度も低いものである。本発明において硬化
ゲルの離鰍水量の低減の効果が得られる機構については
明らかでないが、塩基性アルミニウム塩が水溶液中で塩
基性のポリマーイオンとして存在し〜 これが珪酸イオ
ンと速やかに結合し安定な含水窪酸ゲルを形成すること
によるものと考えられる。この塩基性アルミニウム塩使
用量の好適範囲はＡＩ２０３換算で土壌安定化剤全体に
対する割合として０．０７〜０。４迫重量％でありも
この範囲外の量例えば使用量が０．０り重量％未満の場
合には離数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０．４４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、第二リン酸ナトリウム「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〜ピロリン酸トト
リポリリン酸等の所謂縮合リン酸のナトリウム塩トカリ
ウム塩等の可溶性塩類の一種又は二種以上を挙げること
ができＬ これらは土壌安定化剤全体に対する割合で、
Ｐ２公換算で好適には０．１〜１．０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
用する塩基性アルミニウム塩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塩基性アルミニ
ウム塩による硬化ゲルの雛糠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縦
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、特定組成からなる土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、重硫酸アルカリ塩基性アルミニウム塩を
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。
土壌に注入された±暖安定化剤はゲル化し、土壌を補強
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。

ゲルタィムが短かし、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
〜６の彰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０．５ｋｇ／塊以上又
はサンドゲルで約３Ｘ９／め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／泳以上のものは
極めて少ないが、土質、工事の状況により高強度のグラ
ウトも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、本発明に係る土質安定化剤は、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
シルト層等の紐粒士質への注入をも効果的に行える溶液
型で、且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±磯安定化剤の重要な効果としては硬化ゲ
ルの離糠水が少く、かつその餌が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 １〜２５ 各種水ガラスの水稀釈液をＡ液とし、重硫酸ナトリウム
、ポリ塩化アルミニウム、リン酸塩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Ａ、Ｂ両液の等容積混合物を直径５仇舷、
高さ１０仇舷のモールドの中に注入し硬化させ、次いで
硬化体の離酸水量及びそのｐＨ値、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、ポリ塩化アルミニウムの代わり‘
こ単なる硫酸アルミニウム、塩化アルミニウムを使用し
た場合を参考例１〜１６として第２表に示した。

尚ゲルタイム、雛数水量、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Ｂ液を混合する
と最初は完全な粘性の低い液状が次第に擬梓すると粘度
が増加してくる。

混合後この損拝跡のすじが瞬時残る状態までの時間を測
定しこれをゲルタィムとする。離酸水量：硬化直後のゲ
ル硬化体の重量を１００とした場合の雛鰍水量の重量を
測定し、重量％で表示する。

一鞠圧縮強度：硬化後次いで温度２０±２℃に調節した
水中で２独特間養生した後、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、アルミニウム塩と
して塩基性アルミニウム塩を使用した場合、中性塩を使
用した場合に比し、得られる強度が高く、かつ離鰍水量
も低く抑えることが可能である。

又高モル比水ガラスを使用することにより離数水のｐＨ
を中性付近に抑えることができる。寸【三コご三 霊璽畠 的○寸 【の寸 台三６ ミミＮ 山山０ 球 字２≧ 曲 暑さき ＼＼の ゆ ９９※ ３ のの蔦き山 ／／トの 球 過贈与…鯛 粉も題・三鰭 唇２２ 市５三 痔。

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、ポリ硫酸アルミニウム、リン酸塩及び水からなる混合
水溶液をＢ液として実施例１〜２５と同様の測定を行な
い第３表に示す結果を得た。

第 ３ 表（注）ボリ硫酸アルミニゥムは次のものを使
用した。

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１．９〜６．７
   重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３換算で塩基性アルミニウム塩が
   ０．０７〜０．４４重量％及び残部が水からなることを
   特徴とする土壤安定化剤。 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１．９〜６．７
   重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３換算で塩基性アルミニウム塩が
   ０．０７〜０．４４重量％、Ｐ＿２Ｏ＿５換算で０．１
   〜１．０重量％のリン酸塩及び残部が水からなることを
   特徴とする土壤安定化剤。