JPS60166383A - 高温地帯用グラウト組成物 - Google Patents

高温地帯用グラウト組成物

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JPS60166383A
JPS60166383A JP2188384A JP2188384A JPS60166383A JP S60166383 A JPS60166383 A JP S60166383A JP 2188384 A JP2188384 A JP 2188384A JP 2188384 A JP2188384 A JP 2188384A JP S60166383 A JPS60166383 A JP S60166383A
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JP
Japan
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grout
water glass
calcium silicate
cao
amorphous
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Pending
Application number
JP2188384A
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English (en)
Inventor
Sadao Suganuma
貞夫 菅沼
Seikichi Tabei
田部井 清吉
Nobuhito Isoda
磯田 信人
Eiji Miyoshi
栄治 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

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】 本発明は高温地帯用グラウト組成物に関するものであり
、さらに詳しくは、常温は勿論高温においても適当なゲ
ルタイム、強度、および耐久性を有し、温泉地等の地熱
地帯での止水及び地盤強化等に効果的な高温地帯用グラ
ウト組成物に関するものである。
従来、軟弱地盤の止水及び強化等の地盤改良法としてグ
ラウト注入工法が広く普及し、この方法におけるグラウ
ト材としては主として水ガラス−セメント系薬液、いわ
ゆるLWグラウトが11]広く使用されている。該LW
グラウトのゲルタイムはセメント懸濁液潤度、水ガラス
液濃度、およびこれらの混合比を変えることにより任意
に設定可能であるが、この様な設定はグラウト液温が常
温を示す場合に限定され、LWグラウトの液温か上昇す
るのに従い、ゲルタイムは短かくなり、配合によっては
、数10°Cで超瞬結状態を呈し、使用不能となる欠点
がある。
他方、LWグラウトのゲルタイムを遅延するために各種
の配合剤を添加したグラウト材が提案されている。例え
ばLIIIグラウトにゲルタイム遅延剤としてリン酸塩
類を添加したグラウト材(特開昭48−21912号)
が知られているが、リン酸塩類は高価で実用的でないと
共に高温では遅延効果が発揮されないために十分な地盤
改良効果を期待することができない。
更にはLWグラウトをpH4〜5程度の酸性領域におい
て養生する場合にはLWグラウトの強度発現は充分でな
く長期間では強度低下をまねく欠点がある。
本発明者らは、高温時ならびに酸性領域においてLWグ
ラウトが有する上記の欠点を改良するために鋭意研究を
行った結果、グラウト液温が常温〜90°Cの高温域に
おいても適当なゲルタイムを示すとともに酸性領域を含
む、巾広い養生条件のもとでも優れた強度ならびに耐久
性を有し、特に温泉地等の地熱地帯における地盤改良に
有効なグラウト材として、水ガラスおよび非晶質珪酸カ
ルシウムからなる組成物が優れた効果を奏することを知
見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、水ガラスおよび非晶質珪酸カルシ
ウムからなることを特徴とする高温j1!!帯用グラウ
ト組成物である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に用いられろ水ガラスとしては5i02 /Na
70モル比2.0〜4.0の珪酸ソーダ具体的にはJI
S 1号、2号、3号及び一般に4号珪酸ソーダといわ
れているもの、又はこれらに珪酸カリウムを混合したも
のを挙げることができる。
本発明に用いられる非晶質珪酸カルシウムとしては、製
鉄工程より副生する高炉水滓スラグ、黄リン製造の際副
生する水滓スラグ、その他非鉄精錬スラグなどがより経
済的に有利に使用することができ、又石灰石、ドロマイ
ト、珪岩、アルミナ、アルカリ金属炭醜塩等を原料とし
、これらの混合加熱融解物を急冷して得られる合成品も
好適である。
これらの非晶質珪酸カルシウムの化学組成は溶融温度、
急冷による非晶質化速度等の製造条件や鉱石の種類によ
って異なるが、一般にCab/5i02モル比0.78
〜1.80を示す弱塩基性珪酸カルシウム組成のものが
好ましく、およそCaO(又はCaO+ NgO) 3
8〜52重量%、5i0231〜52重量%、R20J
1〜20重量%(但しRはAl 、 Fe)の範囲のも
のを主成分とするものが適当である。又、必要に応じ上
記組成中にアルカリ金属酸化物、例えばNa70および
又はに20を0〜20重量%含有させてもよい。
本発明の他の特徴の1つは、非晶質珪酸カルシウムの非
晶質化率、および粉末度(プレーン比表面積C1127
g)を調節することにより適宜のゲルタイムが得られる
点にある。ここで非晶質とは、X線回折図において非晶
質のパターンを示すものをいい、非晶質化率とは次式に
より定義されるものをいう。
Y= (1−A/B ) X100 Y:非晶質化率(96) A:回折角2θ=25〜35°にある珪酸カルシウム類
回折線の最強線長 B : 950°Cで2時間加熱後徐冷して結晶化操作
を施した場合の回折角2θ=25〜35°にある珪酸カ
ルシウム類回折線の最強線長 本発明における非晶質珪酸カルシウムの非晶質化率は、
実用的には40%〜100%が適当であり。
粉末度は通常2000〜7000cm2/g、好ましく
は2500〜EIQOQc+n2/gの範囲のものが適
当である。該非晶質化率及び粉末度は前記範囲において
、高温域で比較的長いゲルタイムを所望する場合には、
非晶質化率が低く、粉末度が小さい珪酸カルシウムを使
用し、短かいゲルタイムを所望する場合には非晶質化率
が高く、粉末度が大きいものを選択することにより任意
に調節することができる。
このゲルタイムのa1節機構は明らかではないが、おそ
らく水ガラスの硬化作用として働くカルシウムイオンの
溶出速度が非晶質化率および粉末度で制御されることに
より達成されるものと考えられる。なお、前記のアルカ
リ金属酸化物の存在は、カルシウムイオンの溶出を促進
させる効果を有するものと思われる。
本発明の高温地帯用グラウト組成物は上記の水ガラス及
び非晶質珪酸カルシウムを配合することにより得られ、
水ガラスに対する非晶質珪酸カルシウムの添加量は所望
するゲルタイム及び強度の設定値により種々変化させる
ことができるが、概ね水ガラス1重量部に対して、0.
05〜5重量部、より好ましくは0.1〜3重量部配合
するのがよく、0.05重量部未満の極端に少量では実
用に耐えず、5重量部を越える使用は不経済である。
本発明の高温地帯用グラウト組成物を使用する注入工法
は、水ガラス溶液および非晶質珪酸カルシウム懸濁液を
別々に調製し、注入管手前で混合し地中に送液するいわ
ゆる1、5シヨツト法が適しているが、ゲルタイムを自
由に設定することができる本発明においては、1.5シ
ヨフト法に限定されるものではなく、二重管注入方法に
よるlシ百ット、2シヨツト法にも十分に適用すること
ができる。
なお、本発明の高温地帯用グラウト組成物の特徴を失わ
ない程度で他の添加物、たとえばセメント、消石灰、石
膏、塩化カルシウム、アルミン酸ナトリウム、粘土類、
界面活性剤、その他通常用いられている水ガラスとの反
応性物質等を単独もしくは混合物として併用しても何等
さしつがえない。
本発明の高温地帯用グラウト組成物は水ガラスに非晶質
珪酸カルシウムを配合してなるために常温は勿論のこと
、特に高温条件下において瞬結状態をさけ、強度を低下
することなく任意のゲルタイムを設定することができ、
又酸性領域下を含む巾広い養生条件下で優れた強度を示
すと共に強度の長期耐久性を有し、特に温泉地、地熱発
電、石油掘削工事等の地熱地帯における止水及び地盤強
化等に用いられるグラウト材として有用である。
次に、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的
に説明する。
実施例1 黄燐製造炉より発生する溶湯を急冷固化させ、これを粉
砕し1表1に示す組成の非晶質珪酸カルシウム(非晶質
化率98%、ブレーン値3170cI112/g)を得
た。
次ニJIS3号水ガ52112g4.:水20 mlを
加えA液とし、上記非晶質珪酸カルシウム75gに水7
5m1を加えB液とした。A、Bpj液を40’C18
0”C及び80°Cに加熱し1両者を混合しゲルタイム
を測定した。又、硬化体(φ4 X 8 cm)を前記
の各温度(湿度80%)で3日間養生し、−軸圧縮強度
を測定した。結果を表2に示す。
表1 酸リンスラグの分析値 表2 試験結果 比較例1 JIS 3号水ガラス112gに水20 m9.を加え
A液とし、普通ポルトランドセメント75gに水75 
mlを加えB液とした。
実施例1と同様に各温度のゲルタイムおよび3日間養生
後の一軸圧縮強度を測定した。結果を表3に示す。
表3 試験結果 実施例1及び比較例1から明らかな様に、非晶質珪酸カ
ルシウム粉末を使用することにより、瞬結状態を避けた
適当なゲルタイムを得ることができることが認められる
実施例2 貧燐製造炉より発生する実施例1と同様の組成の溶湯ス
ラグの冷却速度および粉砕度を調節し、表4に示す種々
の非晶質化率、比表面積(ブレーン値)を有する珪酸カ
ルシウム粉末を得た。
次にJIS 1号水ガラス108gに水3B mlを加
えA液とし、上記非晶質珪酸カルシウム75gに水75
m1を加えB液とした。A、B両液を80 ’Oに加熱
し混合後のゲルタイムおよび3日間養生後の一軸圧縮強
度を測定した。結果を表4に併示する。
表4 試験結果 (注)わ・・溶湯を徐冷し、結晶化したものでX線回折
によると、a −Ca5i02 、β−CaSi07の
混合物である。
実施例2から明らかな様に、非晶質珪酸カルシウム粉末
の非晶質化率、および粉末度を調整することにより高温
におけるゲルタイムを任意番と選択することができるこ
とが認められる。
実施例3 石灰石、珪岩及び炭酸ソーダを混合し、電気炉にて14
50°Cにて加熱溶融した。この溶湯を急冷固化させ表
5に示す非晶質化率98%の珪酸カルシウムを得た。こ
れを粉砕し、ブレーン値2700c+a2/gの粉末と
した。
次に表6に示す配合により各温度におけるゲルタイムお
よび3日間養生後の一軸圧縮強度を測定した。結果を表
6に示す。
表5 非晶質珪酸カルシウムの分析値 実施例4及び比較例2 実施例1の配合により得られた硬化体(φ4×8 cm
)を80°Cの養生条件で長期間養生し、強度変化、表
面状態を観察した(実施例4)。
又、比較として比較例1の配合のLWグラウト硬化体も
同様の測定を行なった(比較例2)。結果を表7に示す
実施例5及び比較例3 JIS 1号水ガラス136gに水2O10文を加えA
液とし、実施例1に使用した非晶質珪酸カルシウム75
gに水7S rn文を加えB液とした。
A、B両液混合により得られた硬化体(φ4×8 c+
a)を硫酸酸性(pH4,5)液400mJLに浸漬し
、80℃長期養生を行ない、強度変化及び表面状態を観
察した。なお、酸性液は養生期間中、pH4,5−を維
持した。結果を比較例3(上記配合の非晶質珪酸カルシ
ウムを普通ポルトランドセメントに替えたLWグラウト
)と共に表8に示す。
実施例1〜5から男らかなように、本発明によるグラウ
ト組成物は、高温域において任意なゲルタイムが設定可
能であり、酸性領域を含む巾広い養生条件下で優れた強
度と長期耐久性を有することが認められる。
出願人−日本化学工業株式会社 代理人 豊 1) 善 維 手 続 補 正 書 昭和59年2月14EI 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 昭和58年2月lO日出願の特許願 2、発明の名称 1t−trΣ/パ)?シ? 高温地帯用グラウト組成物 3、補正をする者 事件との関係・特許出願人 東京都江東区亀戸9丁目15i1号 日本化学工業株式会社 代表者 棚 橘 幹 − 4、代 理 人 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 三信ビル204号室 電話501−21385、補正の
対象 明細書の「#詐請求の範囲」及び 「発明の詳細な説明」の欄。
6、補正の内容 6−1 特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。
6−2 発明の詳細な説明を下記の通り訂正する。
1)明細書第4頁11行目 rモル比2.0〜4.0」をrモル比2.0〜5.O」
に訂正する。
2)〃 第4頁12行目 「4号珪酸ソーダ」を「4号珪酸ソーダ、高モル比珪酸
ソーダ」に訂正する。
特許請求の範囲 1〕水ガラスおよび非晶質珪酸カルシウムからなること
を特徴とする高温地帯用グラウト組成物。
2)非晶質珪酸カルシウムとしてCaO/SiO2モル
比Q、?B 〜1.80. CaO(又はCaO+Mg
Q ) 38〜52重量%、 5i0231〜52重量
%、R20B 1〜20重量%(但しRは4文、 Fe
)を主成分とし、非晶質化率40〜100%および粉末
度(ブレーン比表面積cm2/g) 2000〜700
0の範囲のものを使用する特許請求の範囲第1項記載の
高温地帯用グラウト組成物。
3)水ガラスとしテ5i02 /Na20 iLルム土
:衰の珪酸ソーダ又はこれに珪酸カリウムを混合したも
のを使用する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の高
温地帯用グラウト組成物。
4)水ガラス1重量部に対して非晶質珪酸カルシウムを
0.05〜5重量部配合してなる特許請求の範囲第1項
〜第3項のうちいずれか1項記載の高温地帯用グラウト
組成物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)水ガラスおよび非晶質珪酸カルシウムからなること
    を特徴とする高温地帯用グラウト組成物。 2)非晶質珪酸カルシウムとしてCaO/SiO2モル
    比0.78〜1.80、CaO(又はCaO+MgO)
     38〜52重量%、 5i0231〜52重量%、 
    R20,1〜20重量%(但しRはAfL、 Fe)を
    主成分とし、非晶質化率40〜100%および粉末度(
    ブレーン比表面積c+s2/g) 2000〜7000
    の範囲のものを使用する特許請求の範囲第1項記載の高
    温地帯用グラウト組成物。 3)水ガラスとして5i02 /Na20モル比2.0
    〜4.0の珪酸ソーダ又はこれに珪酸カリウムを混合し
    たものを使用する特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    の高温地帯用グラウト組成物。 4)水ガラス1重量部に対して非晶質珪酸カルシウムを
    0.05〜5重量部配合してなる特許請求の範囲第1項
    〜第3項のうちいずれか1項記載の高温地帯用グラウト
    組成物。
JP2188384A 1984-02-10 1984-02-10 高温地帯用グラウト組成物 Pending JPS60166383A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10414690B2 (en) * 2015-01-19 2019-09-17 Cimpor Portugal, Sgps, Sa. Amorphous low-calcium content silicate hydraulic binders and methods for their manufacturing

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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