JPS6094496A - アルカリ金属珪酸塩溶液用硬化剤組成物 - 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】 アルカリ金属珪酸塩の水溶液を土壌の固化４６にび充填
に使用することは以前方＼ら欠口らλｔておＣ）、広範
囲の実用化が行なわれてＬ）る。特に地下鉄建設の場合
に、地盤を固め、また既１こ建設さｈてし）る隠道を補
強するため、アルカリ金属珪酸塩溶液が土壌に注入され
る。

例えばヨーロッパ公告特許第０　０２８　４９５号には
、アルカリ金属珪酸塩水溶液と共に、り゛１ノオキザー
ルと過酸化水素および所望の無機塩を含んで成る地盤硬
化剤が記載されている。然しこの硬化剤で土壌を固化し
ても、なお満足すべき耐圧強度には到達されない。

西独公開特許第２１　６４　９５７号および第２１６５
　９１２号には、有機酸エステルによるアルカリ金属珪
酸塩溶液の硬化が記載されている。

硬化剤としては、所望によりハロゲン、ノアンまたはヒ
ドロキシルで置換されたギ酸、酢酸またはプロピオン酸
のようなカルホン酸、または蓚酸、コハク酸またはアジ
ピン酸のようなジカルボン酸か使用される。

然し、」二足のエステルを使用すると土壌に高い負荷か
かかり、従ってゲル化反応の進行に伴なって遊離する地
下水も有機物質による負荷を受ける。

この負荷は、水の有機化合物による汚染度を表わす化学
的酸素要求ｍ（ＣＯＤ）の値が高まることによって確か
められる。この値を著−しく高める物質を使用すること
は容認できない。

また西独公開特許第２１　６４　９５７号には、水ガラ
ス泡から得られる成形物の製造法に適用されるアルカリ
金属珪酸塩溶液の硬化剤として、炭酸ジメチルエステル
を使用することか記載されている。そのような方法では
、ボットライフ、即ぢ発明方法により反応混合物を加工
し得る短かい時間が、不可欠でないにしても望まれる。

ポットライフは最高１０分間と示されている。

アルカリ金属珪酸塩の水溶液（Ｊ土壌の固化と充填に使
用されるが、一般に使用される槍状の装置で土壌内に挿
入される前に珪酸塩がケル化したり固化したりする危険
があるので、ポットライフは明らかに１０分以上必要で
ある。

予想外に、炭酸ジメチルエステルと炭酸ジエチルエステ
ルの混合物はアルカリ金属珪酸塩溶液の硬化剤として蕃
しく好適であり、そのポットライフフは１０分分間的１
時間であることか見い出された。

本発明の要旨は、硬化剤総量に刻し炭酸ジメチルエステ
ル２０〜６０重重％および硬化剤総量に対し炭酸ジエチ
ルエステル８０〜４０重量％を含有し、アルカリ金属珪
酸塩水溶液に４〜１１重量％の割合て添加することを特
徴とするアルカリ金属珪酸塩溶液用硬化剤組成物に存す
る。

アルカリ金属珪酸塩水溶液を土壌の同化に使用する際に
、３０分また（Ｊそれ以」二であることが所望されるポ
ットライフフは、炭酸ノエチルエステル含量が硬化剤総
量に対し４０〜８０重量％である硬化剤混合比によって
達成される。その場合、炭酸ジエチルエステル含量を−
上昇させることににリボットライフ時間は延長される。

但し、炭酸ジエチルエステル濃度が硬化剤組成物の８０
重量％以上で、硬化剤組成物の通゛畠総ぬ度か使用溶液
の１０％である場合、ポットライフは達成されるが、土
壌の固化は極度に延長される。また水の追加はポットラ
イフを延長する４で、このパラメーターを変化さＵ゛る
ことにより、軟質または硬質ゲルの形成のコントロール
か可能である。

ボットライフ以外に、固化さＵた土壌の耐圧強度、また
はその代わりにアルカリ金属珪酸塩溶液を使用して製造
した砂利円柱体の耐圧強度も、使用した本発明の硬化剤
組成物の混合比と相関する。

耐圧強度は、硬化剤組成物の炭酸ジメチルエステルの含
量により上昇する。本発明の硬化剤混合比を使用して到
達し得る耐圧強度の値は、現技術水準におけるカルボン
酸エステルに基づく硬化剤を使用して到達し得る耐圧強
度よりも更に高い。

現技術水準における硬化剤混合物の使用に対し、本発明
方法の硬化剤混合物を使用すると土壌に対する負荷が少
なく、従って有機成分による地下水の負荷も少ない。こ
れは化学的酸素必要ｆｆ１（ＣＯＩ）値）の著しい減少
により表現される（第５表参照）。

この望ましい効果は、アルコールと反応する酸化剤を添
加することにより更に強めることができる。

本発明の硬化剤混合物は、アルカリ金属珪酸塩水溶液に
作用して、珪酸の沈澱により、先ず軟質ゲルを形成し、
ある程度遅れて初めて硬質ゲルを形成することにより、
好ましくは４．Ｉ〜３．４１の５ｔｏｐ：ＮａｔＯのモ
ル比を有し、２７−３５％の固体成分から成るアルカリ
金属珪酸塩溶液を地下鉄、トンネルおよび採掘場の土壌
の凝固、およびぼた山の傾斜、ごみ集積場、および斜面
の固定に使用できる。

以下の実施例により、本発明について説明する。

実施例　１−１０ 炭酸ジメチルエステルと炭酸ジエチルエステルを第１表
に示した重量比で混合することにより、硬化剤組成物を
調製し、珪酸ナトリウム水溶液に１０％の母を添加した
。珪酸すＩ・リウム溶液の組成はＮａｔＯ８，０％、Ｓ
＋ｔＯ２６，９％、（総置体成分３４９％）であった。

そのような溶液を使用することにより達成されたボット
ライフ時間を下記の第１表に示す。いずれの場合にも、
軟質ゲルの形成１１Ｅｉびに硬質ケルの形成が観察され
た。

寒上表 本発明方法による硬化剤組成物を１０％量使用した場合
の硬化剤混合比（重量） 実施例　炭酸ジメチル　炭酸ジエチル　ボットライフ１
　１０　１０ ２　９　１’　＋３ ３　８　２、　１９ ．１　７　３　２Ｇ ５、．６　／ｌ　３０ ６　５　５　４．５　５１ ７　５　５　ｆ１＋０ ８　４　６　６３ ９　３　７　６９ １０　２　８　１０４ 実施例　１１〜１３ 実施例１〜ＩＯに従って、本発明の硬化剤組成物を第２
表に示した組成で、溶液中の硬化剤の総濃度が５〜１０
重量％と成るａＶｌこ珪酸ナトリウム水溶液に加えた。

そのような硬化剤組成物により達成されるボットライフ
時間を下記の第２表に示した。比較のため、実施例８の
硬化剤混合物によるボッ）・ライフを再掲した。

第２表 硬化剤混合物を５〜１０重爪％使用した場合の珪酸ナト
リ硬化剤混合比（重積） ＩＩ　２　、　３　５％　４８ １２　３　／ｌ　７％　８８ １３　２　６　８％　８８ ８４　６１０％　６３ 実施例５に相当する硬化剤組成物を調製し、種々のＭの
蒸留水と共に珪酸ナトリウム水溶液に混合した。そのよ
うな組成物ににり達成されるポットライフ時間を下記の
第３表に示した。比較のため、第１表の実施例５の組成
物の成績を示した。

寒ｌ礼 硬化剤組成物を蒸留水と共に使用した場合の珪酸ナトリ
ウ硬化剤混合比憚１） ＋４　６　４　ｔｏ　１０．０　６３ １５　．６　４　９．５　４．８　４５＋６６　４　９
．１９．１６３ １７　６　４　８．７　１３．０　４９１Ｂ　６　４　
、　８，３　１６．６　５５実施例　１９　耐圧強度の
測定 ａ）試験検体の製造 粒子サイズ６ｍｍの砂利４．２重量部（ＣＴ）および水
ガラス／硬化剤混合物１重量部をＨｏｂａｒｔ混合機Ｎ
５０で２分間混合した。この混合物２５０〜２７０９を
合成樹脂管に充填し、手で圧縮して円柱状の試験検体（
高さ：６０ｍｍ、直径５　ｍｍ）を作った。ゲル化時間
終了後、試料、を硬化する目的で、１５時間室温で水平
に放置し、試験検体を合成樹脂管から取り出し、気密ポ
リ容器中に密閉して保存した。

試験検体の一部分は、密閉ポリ容器に７日間室温で放置
後、耐圧強度を測定した。また試験検体の他の一部分は
、室温で蒸留水中に６０間放置した後、耐圧強度を測定
した。耐圧強度の測定は、Ｇ　、　Ｆ　１ｓｃｈｅｒの
耐圧強度測定装置を用いて実施しノご。

下記第４表は、そのようにして製造し処理した試験検体
の耐圧強度を、現技術水準の硬化剤を用いて製造し、同
様の方法で処理した試験検体の耐圧強度と比較したもの
である。

箪工表　試験検体の耐圧強度 ａ）ポリ容器中に７日間放置したもの ｂ）蒸留水中に６日間放置したもの （６検体の平均値） 試験硬化剤　耐圧強度（Ｎ／ｃＲ’） 処　理 硬化剤ドゥルシスール１ ５　４５７．５　９８ ２８５ ３０５ ２８０ 実施例　２０　化学的酸素必要ＦｊＸ（ＣＯＤ値）測定 実施例１９に記載したように製造した試験検体を気密下
に７日間放置後、１ρのポリ容器中、穿孔ＶＡ−スヂー
ル台座（長さ　５０ｍｍ、高さ２０　ｍｍ）上に置いた
。次いで９００＋ρの蒸留水を加え、ポリ容器を密閉し
、磁気攪拌装置で水を攪拌した。

１時間後、４時間後、Ｂ　ｌｌ４ｊ間後、１日、３日お
よび６０後にＣＯＤ値を測定した。

本発明による硬化剤で固化した試験検体で得られたＣＯ
Ｄ値を、゛現技術水準による混合物で固化した試験検体
と比較した。７１、Ｉられた値を下記の第５表に示した
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硬化剤総量に対し炭酸ツメチルエステル２０〜６０重量
   ％および硬化剤総量に対し炭酸ノエチルエステル８０〜
   ４０重量％を含有し、アルプＪＩＪ金属珪酸塩水溶液に
   ４〜１１重量％の割合で添ＩＪａ　−Ｊ−ることを特徴
   とするアルカリ金属珪酸塩溶ｌ夜用硬化剤組成物。