JPS61192790A - 土質安定材 - Google Patents
土質安定材Info
- Publication number
- JPS61192790A JPS61192790A JP3338085A JP3338085A JPS61192790A JP S61192790 A JPS61192790 A JP S61192790A JP 3338085 A JP3338085 A JP 3338085A JP 3338085 A JP3338085 A JP 3338085A JP S61192790 A JPS61192790 A JP S61192790A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- water
- ground
- portland cement
- fly ash
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
- C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (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。
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Ａｌ２（ＯＨ）５Ｃｌ・２．４Ｈ２Ｏ化学名ア
ルミニウムヒドロキシクロライドが常温で多量の水分を
分子内に水和水として持つことができることの性質を利
用してポルトランドセメントを含むフライアッシュのス
ラリーと接触せしめ瞬間的にホモゲル化させ、ライでＣ
ａＯ−Ａｌ２−ＣａＳＯ４の焼結粉末により固結化する
過程を経て地盤を急速に強固に安定化させるものである
。
ルミニウムヒドロキシクロライドが常温で多量の水分を
分子内に水和水として持つことができることの性質を利
用してポルトランドセメントを含むフライアッシュのス
ラリーと接触せしめ瞬間的にホモゲル化させ、ライでＣ
ａＯ−Ａｌ２−ＣａＳＯ４の焼結粉末により固結化する
過程を経て地盤を急速に強固に安定化させるものである
。
従来土木工事を中心に広く利用されている薬液注入工法
に用いる薬液とは水ガラス系薬液、アクリルアミド系薬
液、尿素系薬液、リグニン系薬液およびウレタン系薬液
などいろいろな種、類のものがある。然しこれら薬液は
大なり小なり地下水、井戸水等の汚染が問題になり、と
りわけアクリルアミド系薬液による井戸水汚染事故によ
る人の健康障害の発生はその最たるものである。この事
故により°薬液注入工事は厳しく制限され、緊急時を除
いては使用できる薬液を水ガラス系薬液（劇物またはフ
ッ素化合物を含まないもの）のみとし、注入工事に際し
ては地下水などの水質を監視しながら工事を実施するこ
ととしている。水ガラス系薬液を使用する場合において
もアルカリ系溶液であるという前提にたてばアルカリと
いう環境汚染が当然問題となってくる。本発明はその成
分が完全に無機物であることと、ＰＨが中性に近い事等
環境汚染が発生する要因は見当らなく安全である。
に用いる薬液とは水ガラス系薬液、アクリルアミド系薬
液、尿素系薬液、リグニン系薬液およびウレタン系薬液
などいろいろな種、類のものがある。然しこれら薬液は
大なり小なり地下水、井戸水等の汚染が問題になり、と
りわけアクリルアミド系薬液による井戸水汚染事故によ
る人の健康障害の発生はその最たるものである。この事
故により°薬液注入工事は厳しく制限され、緊急時を除
いては使用できる薬液を水ガラス系薬液（劇物またはフ
ッ素化合物を含まないもの）のみとし、注入工事に際し
ては地下水などの水質を監視しながら工事を実施するこ
ととしている。水ガラス系薬液を使用する場合において
もアルカリ系溶液であるという前提にたてばアルカリと
いう環境汚染が当然問題となってくる。本発明はその成
分が完全に無機物であることと、ＰＨが中性に近い事等
環境汚染が発生する要因は見当らなく安全である。
次いでポルトランドセメントを含むフライアッ’／ユと
Ａｌ２（ＯＨ）ｓＣｔ・２．４Ｈ２Ｏ，ＣａＯ−Ａｌ２
−ＣａＳＯ４の各スラリーを混合したときの反応を説明
する。
Ａｌ２（ＯＨ）ｓＣｔ・２．４Ｈ２Ｏ，ＣａＯ−Ａｌ２
−ＣａＳＯ４の各スラリーを混合したときの反応を説明
する。
ポルトランドセメントとフライアッシュスラリー中に含
まれているＣａとＡｌ２（ＯＨ） ｓｃｔ・２．４Ｈ２
Ｏの反応はＡｌ（ＯＨ） ａ ＋Ｃａ Ｃ１−となり水
酸化アルミとアルカリとの反応によりゲルを形成する。
まれているＣａとＡｌ２（ＯＨ） ｓｃｔ・２．４Ｈ２
Ｏの反応はＡｌ（ＯＨ） ａ ＋Ｃａ Ｃ１−となり水
酸化アルミとアルカリとの反応によりゲルを形成する。
又同時に（、ａ ０−Ａｌ２Ｏａ （：ａ ＳＯ４ス
ラリーとも反応を起し、ポルトランドセメント、フライ
アッシュと共に水和すると初期に工） ＩＪンジャイト
を多量に生成する。この水和物は（Ｃａ ｒＡｌ（ＯＨ
） ６） ２ ・２．４Ｈ２Ｏ１６＋なるものと〔（Ｓ
０４）３〜２Ｈ２Ｏ］ ６−なるものとより成り、二つ
で単位格子を形成する。エトリンシャイトノ形成として
３ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３＋３０ａＳＯ４＋ ３２ Ｈ２Ｏ
→ となり、その脱水効果の大きさがわかる。さらに毛
細管吸水、吸着作用、および圧密脱水作用を合せ持ち、
脱水作用が倍増される。
ラリーとも反応を起し、ポルトランドセメント、フライ
アッシュと共に水和すると初期に工） ＩＪンジャイト
を多量に生成する。この水和物は（Ｃａ ｒＡｌ（ＯＨ
） ６） ２ ・２．４Ｈ２Ｏ１６＋なるものと〔（Ｓ
０４）３〜２Ｈ２Ｏ］ ６−なるものとより成り、二つ
で単位格子を形成する。エトリンシャイトノ形成として
３ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３＋３０ａＳＯ４＋ ３２ Ｈ２Ｏ
→ となり、その脱水効果の大きさがわかる。さらに毛
細管吸水、吸着作用、および圧密脱水作用を合せ持ち、
脱水作用が倍増される。
上記の反応過程によってポルトランドセメント、フライ
アッシュのスラリーは瞬時にしてゲル化し短時間の後に
所定の硬化体を形成する。
アッシュのスラリーは瞬時にしてゲル化し短時間の後に
所定の硬化体を形成する。
以上の基本的要素に基づいて以下にその詳細を説明する
。
。
ポルトランドセメント、フライアッシュ（ケイサンアル
ミニウム又はアルミノケイ酸塩）の混合物を水の存在下
に於てスラリーを形成し、此のスラリーに対しＴ−Ａｌ
（ＯＨ） ｓｃｔ・２４Ｈ２ＯとＣａＯ−Ａｌ２−Ｃａ
ＳＯ４の混合物を水の存在下に於てスラリーを形成した
ものをグラフト法注入管にて地盤中 。
ミニウム又はアルミノケイ酸塩）の混合物を水の存在下
に於てスラリーを形成し、此のスラリーに対しＴ−Ａｌ
（ＯＨ） ｓｃｔ・２４Ｈ２ＯとＣａＯ−Ａｌ２−Ｃａ
ＳＯ４の混合物を水の存在下に於てスラリーを形成した
ものをグラフト法注入管にて地盤中 。
に圧力注入するこの両スラリーは有限期間のみその状態
を保ち、常温常圧で即時ゲル化する。スラリーからゲル
化に転化に要する時間は存在する水含量、温度、および
ポルトランドセメントとフライアッシュ（ケイ酸塩また
はアルミノケイ酸塩との比及びＡｌｚ（ＯＨ）ｓｃｔ・
２４Ｈ２ＯとＣａＯ−Ａｌ２−ＣａＳＯ４の混合物との
比の関数できまる。
を保ち、常温常圧で即時ゲル化する。スラリーからゲル
化に転化に要する時間は存在する水含量、温度、および
ポルトランドセメントとフライアッシュ（ケイ酸塩また
はアルミノケイ酸塩との比及びＡｌｚ（ＯＨ）ｓｃｔ・
２４Ｈ２ＯとＣａＯ−Ａｌ２−ＣａＳＯ４の混合物との
比の関数できまる。
従って両スラリー混合物の固化に要する時間はポルトラ
ンドセメントの量を増用し、またはスラリー形成時に使
用する水の量を減少することにより短縮できる。これら
の因子のどれを変えることによっても３時間〜１週間の
期間で強固な硬化体を形成するスラリーを製造できる。
ンドセメントの量を増用し、またはスラリー形成時に使
用する水の量を減少することにより短縮できる。これら
の因子のどれを変えることによっても３時間〜１週間の
期間で強固な硬化体を形成するスラリーを製造できる。
ポルトランドセメントとフライアッシュ（ケイ酸塩、ア
ルミノケイ酸塩）との比は、化学当量ではなく与えられ
る水含量に関して１：０．５と１：５０の範囲で変える
。この範囲内の比率の変化があっても硬化速度および究
極的な硬化物の圧縮強度に影響するだけである。したが
って高比率のポルトランドセメント（例えば２Ｏ％以上
）により速かな硬化が促進され、低比率のポルトランド
セメント（例えば５９６以下）では高い最終強度を得や
すい。
ルミノケイ酸塩）との比は、化学当量ではなく与えられ
る水含量に関して１：０．５と１：５０の範囲で変える
。この範囲内の比率の変化があっても硬化速度および究
極的な硬化物の圧縮強度に影響するだけである。したが
って高比率のポルトランドセメント（例えば２Ｏ％以上
）により速かな硬化が促進され、低比率のポルトランド
セメント（例えば５９６以下）では高い最終強度を得や
すい。
反応中に要求される水の量は、例えば存在する合計固型
分含量の１００％以下である。２Ｏ％以下の濃度では生
成物を完全に水和するためには不充分でありスラリーを
生成しない。
分含量の１００％以下である。２Ｏ％以下の濃度では生
成物を完全に水和するためには不充分でありスラリーを
生成しない。
次に実施例について述べる。
先づＡ液の組成物としてポルトランドセメント１部に対
しフライアッシュ４部を混合し、５部の水にてスラリー
をつ（る。Ｂ液中のＣａＯ−Ａｌ２Ｏａ−ＣａＳＯ４は
先づＣａＯ−Ａｌ２Ｑ２（７）原料を直接式電気抵抗炉
（１４００℃）で完全溶融し急冷し出来た組成物に適量
のＣａＳＯ４を配合し比重２．９３の微粉体を調製した
。又Ａｌ２ （ＯＨ） ｓＣｔ・２．４Ｈ２Ｏは市販さ
れているタキパイン（商品名）アルミニウムヒドロキシ
クロライドを使用した。
しフライアッシュ４部を混合し、５部の水にてスラリー
をつ（る。Ｂ液中のＣａＯ−Ａｌ２Ｏａ−ＣａＳＯ４は
先づＣａＯ−Ａｌ２Ｑ２（７）原料を直接式電気抵抗炉
（１４００℃）で完全溶融し急冷し出来た組成物に適量
のＣａＳＯ４を配合し比重２．９３の微粉体を調製した
。又Ａｌ２ （ＯＨ） ｓＣｔ・２．４Ｈ２Ｏは市販さ
れているタキパイン（商品名）アルミニウムヒドロキシ
クロライドを使用した。
試料の作製
ホモゲルの測定・・・・・・ポルトランドセメントとフ
ライアッシュを重量比でｌ：４の割合で混合し、所定量
の水を計算しこれに少量のクエン酸を添加ｔ、ｌｔ液と
した（Ａ液） ｏ Ｃａｏ Ａｌ２ ＣａＳＯ４とＡ
ｌｚ （ＯＨ）ｓ Ｃｔ・２４ Ｈ２Ｏを３：２の重量
比で混合し所定量の水を計算しｌｔ液とした（Ｂ液）。
ライアッシュを重量比でｌ：４の割合で混合し、所定量
の水を計算しこれに少量のクエン酸を添加ｔ、ｌｔ液と
した（Ａ液） ｏ Ｃａｏ Ａｌ２ ＣａＳＯ４とＡ
ｌｚ （ＯＨ）ｓ Ｃｔ・２４ Ｈ２Ｏを３：２の重量
比で混合し所定量の水を計算しｌｔ液とした（Ｂ液）。
Ａ液およびＢ液を容積比１／１に混合しΩ４９、Ｘｈ９
５１＋Ｉｆｆ＋の型枠に入れ供試体とした。この供試体
について一軸圧縮強度、長さ変化率、透水性について測
定した。
５１＋Ｉｆｆ＋の型枠に入れ供試体とした。この供試体
について一軸圧縮強度、長さ変化率、透水性について測
定した。
測定方法
ＪＩＳＲ−５２Ｏ１の方法に準じた養生は２Ｏ℃を標準
として相対温度８０％以上で行った。
として相対温度８０％以上で行った。
２Ｏ℃におけるＡ液とＢ液の配合を変化させた場合のホ
モゲルの一軸圧縮強度は表に示すが、これより短時間で
強度発現がある。又温度を変化させた場合のホモゲル強
度を調べてみると低温度強度が低くなるが長時間ではそ
の差はなくなる。
モゲルの一軸圧縮強度は表に示すが、これより短時間で
強度発現がある。又温度を変化させた場合のホモゲル強
度を調べてみると低温度強度が低くなるが長時間ではそ
の差はなくなる。
配合と強度の関係
ゲルタイムとの関係・・・・・・Ａ液組成物（ポルトラ
ンドセメント、フライアッシュ、水）の水和反応は温度
および水比などにより変化するが、特にＢ液組成物を混
合した短時間の水和反応はＡｌ２（ＯＨ）ｓｃｔ・２．
４Ｈ２Ｏの添加量によって調節する。Ａｌ２（ＯＨ）ｓ
ｃｔ・２．４Ｈ２Ｏの添加量により瞬結から５分程度ま
で自由に調節出来る。
ンドセメント、フライアッシュ、水）の水和反応は温度
および水比などにより変化するが、特にＢ液組成物を混
合した短時間の水和反応はＡｌ２（ＯＨ）ｓｃｔ・２．
４Ｈ２Ｏの添加量によって調節する。Ａｌ２（ＯＨ）ｓ
ｃｔ・２．４Ｈ２Ｏの添加量により瞬結から５分程度ま
で自由に調節出来る。
（長さ変化率）
２Ｏ℃におけるホモゲルの水中および気乾における長さ
変化率を表に示す。比較のためセメント−水ガラス系に
ついて測定結果を併記した。水中養生における膨張性に
ついては特徴がある。これは先に示したＣａＯ−Ａ＃
Ｏａ −Ｃａ ＳＯ４系の組成物とポルトランド１ フ
ライアッシュ（ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩）と共に水
和することによって生成されるエトリンジヤイトの水和
物の反応形態によるものである。結果的にポルトランド
セメントの水和反応を促進し、かつ膨張性を発現せるも
のである。
変化率を表に示す。比較のためセメント−水ガラス系に
ついて測定結果を併記した。水中養生における膨張性に
ついては特徴がある。これは先に示したＣａＯ−Ａ＃
Ｏａ −Ｃａ ＳＯ４系の組成物とポルトランド１ フ
ライアッシュ（ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩）と共に水
和することによって生成されるエトリンジヤイトの水和
物の反応形態によるものである。結果的にポルトランド
セメントの水和反応を促進し、かつ膨張性を発現せるも
のである。
気乾養生を行った場合には最大０．２％程度の乾燥収縮
を示すことが示されるが、供試体の形状や強度に変化は
認められない。一方セメントー水ガラス系では水中養生
に於ても０．２〜０．５％収縮を示し、さらに気乾養生
では１０〜２Ｏ％となり大きな収縮を示し、いづれも収
縮クラックを生じ、気乾養生では大きく変形して破壊し
てしまうものも観察された。
を示すことが示されるが、供試体の形状や強度に変化は
認められない。一方セメントー水ガラス系では水中養生
に於ても０．２〜０．５％収縮を示し、さらに気乾養生
では１０〜２Ｏ％となり大きな収縮を示し、いづれも収
縮クラックを生じ、気乾養生では大きく変形して破壊し
てしまうものも観察された。
透水性
図に示すようにΩ１５ＸＬ３０ｍの型枠内にΩ４ｃＴｎ
の鉄パイプを埋込み内部に１５Ｃ７（Ω４ＸＬ１２ｃｒ
ｎ）のＡ、Ｂ液を注入し充填し養生は室温（１０℃〜１
５℃）に放置した後、上部より任意の水圧をホモゲルに
かけ水が単位時間に単位面積から流出する量を測定し、
水圧と流出量の関係より透水性を求めた。
の鉄パイプを埋込み内部に１５Ｃ７（Ω４ＸＬ１２ｃｒ
ｎ）のＡ、Ｂ液を注入し充填し養生は室温（１０℃〜１
５℃）に放置した後、上部より任意の水圧をホモゲルに
かけ水が単位時間に単位面積から流出する量を測定し、
水圧と流出量の関係より透水性を求めた。
透水性試験装置
Ａル４−１１ζ随輩エ
ホモゲルの材令３時間および２８日の試験結果をセメン
ト−水ガラス系と併記して表にした。ただし２８日材令
までのセメント−水ガラス系の試料は室内放置では収縮
崩壊するので水中養生した。
ト−水ガラス系と併記して表にした。ただし２８日材令
までのセメント−水ガラス系の試料は室内放置では収縮
崩壊するので水中養生した。
ホモゲルの透水性（材令３時間）
以−ヒの実験によりＣａ ０−Ａｌ２Ｏａ −Ｃａ Ｓ
Ｏ４とＡｌ２（ＯＨ）ｓｃｔ２４Ｈ２Ｏの組成物のスラ
リーとポルトランドセメント、フライアッシュ（ケイ酸
塩。
Ｏ４とＡｌ２（ＯＨ）ｓｃｔ２４Ｈ２Ｏの組成物のスラ
リーとポルトランドセメント、フライアッシュ（ケイ酸
塩。
アルミノケイ酸塩）の混合スラーノーとのグラフト注入
薬液について長期強度の確保と安定性、無収縮性、高強
度および水密性について優れた性状を示すことが明らか
となった。これにより懸濁液工法の制約は排除され、よ
り確実性のある工事が可能となり、無公害性についても
化学組成からみても強性注入工法による地盤改良には最
も適切なものである。
薬液について長期強度の確保と安定性、無収縮性、高強
度および水密性について優れた性状を示すことが明らか
となった。これにより懸濁液工法の制約は排除され、よ
り確実性のある工事が可能となり、無公害性についても
化学組成からみても強性注入工法による地盤改良には最
も適切なものである。
Claims (1)
- 本発明は新規なセメント材及び急結剤を用いて漏水地盤
、軟弱地盤、その他の土質などの地盤を安定化するもの
である。その要旨はポルトランドセメント粉末１重量部
に対して０．５ないし５０重量部のフライアッシュまた
は類似のアルミノケイ酸塩またはケイ酸アルミニウム粉
末を混合し流動スラリーとなし、これにＣａＯ−Ａｌ＿
２−ＣａＳＯ＿４なる化学組成物を焼結した粉末とＡｌ
＿２（ＯＨ）＿５Ｃｌ・２．４Ｈ＿２Ｏの化学組成物を
有する粉末とを混合し流動スラリーとなし、前記スラリ
ーと後者スラリーとを使用時二液混合注入管にて地盤中
に圧力注入し、二液の合体によるゲル化凝結による地盤
の安定化を計るものである。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338085A JPS61192790A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 土質安定材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338085A JPS61192790A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 土質安定材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61192790A true JPS61192790A (ja) | 1986-08-27 |
Family
ID=12384985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3338085A Pending JPS61192790A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 土質安定材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61192790A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005212A3 (en) * | 2002-07-03 | 2004-03-25 | United States Gypsum Co | Rapid setting cementitious composition |
| KR100427490B1 (ko) * | 2001-07-28 | 2004-04-28 | 씨엠씨 코리아 주식회사 | 환경친화적이고 내구성이 뛰어난 무기질계 지반안정제 |
| CN1301929C (zh) * | 2003-05-07 | 2007-02-28 | 河海大学 | 复合型淤泥固化材料 |
-
1985
- 1985-02-21 JP JP3338085A patent/JPS61192790A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427490B1 (ko) * | 2001-07-28 | 2004-04-28 | 씨엠씨 코리아 주식회사 | 환경친화적이고 내구성이 뛰어난 무기질계 지반안정제 |
| WO2004005212A3 (en) * | 2002-07-03 | 2004-03-25 | United States Gypsum Co | Rapid setting cementitious composition |
| CN1301929C (zh) * | 2003-05-07 | 2007-02-28 | 河海大学 | 复合型淤泥固化材料 |
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