JPS6158108B2 - - Google Patents
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- JPS6158108B2 JPS6158108B2 JP57021184A JP2118482A JPS6158108B2 JP S6158108 B2 JPS6158108 B2 JP S6158108B2 JP 57021184 A JP57021184 A JP 57021184A JP 2118482 A JP2118482 A JP 2118482A JP S6158108 B2 JPS6158108 B2 JP S6158108B2
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- carbonated water
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
本発明は水ガラスを主剤とし、二酸化炭素を硬
化剤とする珪酸塩系グラウトによる地盤の安定化
法に関するものであり、その目的とするところ
は、主として、地盤中に注入したグラウトより炭
酸ガスを発生させない無公害性の地盤安定化法を
提供することにある。 水ガラスと二酸化炭素を組み合せた珪酸塩系グ
ラウトによる地盤の安定化法として、従来種々の
方法が提案されており、たとえばその代表的な方
法として、第一の管路混合器（ラインミキサー）
中に高められた圧力の水と二酸化炭素を供給し、
該管路混合器内において供給原料による加圧下に
炭酸水を製造し、次いで得られた炭酸水を第二の
管路混合器に供給して該管路混合器内において過
剰の水ガラス水溶液と混合させ、このようにして
得られたグラウトを地盤に注入し、地盤中で硬化
させる方法が知られている。 しかしながら、この従来の方法においては、第
一の管路混合器中において製造された炭酸水中に
未溶解の炭酸ガスが含まれていて、これが第二の
管路混合器中においても消費されることなくグラ
ウトに同伴して地盤中に注入される。このため、
地盤中に注入したグラウトより炭酸ガスが放出さ
れて、処理地盤の掘削時に酸欠等の公害がもたら
されるおそれがある。 本発明は、従来の地盤安定化法が有するかかる
欠点を是正するためなされたものであつて、その
要旨とするところは、「第一の管路混合器に高め
られた圧力の二酸化炭素と水を供給し、該管路混
合器中において炭酸水を製造し、次いで得られた
炭酸水を、第二の管路混合器に供給し、該管路混
合器中において水ガラス水溶液と反応させ、この
ようにして得られたグラウトを地盤に注入し、地
盤中で硬化させて地盤を安定化させる方法におい
て、第一の管路混合器中において、不飽和炭酸水
が得られるような圧力条件下で炭酸水を製造し、
次いで得られた炭酸水を、その製造時の圧力を維
持させたまま第二の管路混合器中において化学量
論的に過剰の水ガラス水溶液と反応させることを
特徴とする地盤の安定化法。」にある。 第１図は、本発明の実施態様をあらわすフロー
シートである。本発明においてはグラウトの硬化
剤として二酸化炭素が使用され、二酸化炭素源と
して炭酸ガスおよび液化炭酸ガスのいずれも使用
可能であるが、以下、二酸化炭素源として炭酸ガ
スが用いられた場合の実施態様について第１図を
参照しつつ説明すると、炭酸ガス貯槽１（通常、
液化炭酸ガスボンベが用いられる。）および水貯
槽６より高められた圧力の炭酸ガスおよび水のそ
れぞれ第一の管路混合器９の入口部に供給する。
炭酸ガス貯槽１は温水槽２のなかに浸漬して、必
要に応じて適宜加温することにより、該貯槽１よ
り多量の炭酸ガスを流出させたときに認められる
槽内圧力の低下や炭酸ガス流出量の減少、槽内温
度の低下等を防止することができる。流量調節弁
３を開口して炭酸ガス貯槽１より流出させた炭酸
ガスは、蒸発器４内を通過させることにより、同
伴する液滴を気化させることができる。 ５は、第一の管路混合器９に供給する炭酸ガス
の流量を一定にすることができる流量調節装置で
ある。 なお、本発明においては二酸化炭素源として液
化炭酸ガスも用いられるが、これを用いる場合
は、通常、液化炭酸ガスボンベを倒立させ、ポン
プで液化炭酸ガスを取り出して第一の管路混合器
９に供給するのが好ましい。本発明に用いる第一
の管路混合器９は、その内部に多数の流体混合用
エレメントが設けられた通常の静止型管路混合器
である。 第一の管路混合器９に供給した炭酸ガスおよび
水は該管路混合器９内において混合されて炭酸水
が製造されるが、本発明においては、この際、該
管路混合器内において不飽和炭酸水（すなわち、
そのときの器内圧力においてCO2濃度が未だ飽和
に達していない炭酸水）が得られるような圧力条
件下で炭酸水を製造することが必要である。炭酸
ガスの水に対する溶解度は周知のように圧力に比
例して大きくなる。従つて、或る任意の圧力にお
いて炭酸水中のCO2濃度が飽和状態であつても、
系内圧力を高めることにより、CO2濃度は不飽和
状態になる。 本発明は、第１の混合器９内においてこのよう
な不飽和炭酸水が得られるよう、該混合器内の圧
力を炭酸水中のCO2濃度に応じて適宜調節するも
のであつて、このような圧力条件の下に炭酸水を
製造することにより、第一の管路混合器９内にお
いて水中へのCO2の溶解を促進させることがで
き、混合器９に供給したCO2の全量を該管路混合
器内において溶解させることができる。これに対
し、既述の従来の方法においては、通常、第一の
管路混合器中において、飽和または過飽和炭酸水
が得られるような圧力条件の下に炭酸水を製造し
ており、そしてこのような圧力条件下で炭酸水を
製造すると、混合器として必らずしも効率がよい
とは云えない一般の管路混合器を用いた場合は、
水中へのCO2の溶解が遅く、このため得られた炭
酸水中には水に未溶解のCO2が多かれ少なかれ含
まれていて、これが後続のグラウト製造工程にお
いても消費されず、グラウトに同伴して地盤中に
注入されて地盤中において炭酸ガスとして放出さ
れる。 第一の管路混合器９内の圧力は、圧力調節弁１
３を調節したり、水および炭酸ガスの供給圧を調
節することにより、任意なものに調節することが
できる。 このようにして第一の管路混合器９内において
製造した炭酸水は、次いで定量ポンプ１４により
その製造時の圧力を維持させたまま第二の管路混
合器１５の一方の入口部に供給すると同時に水ガ
ラス水溶液貯槽１０より地盤安定化に適した濃度
の水ガラス水溶液を定量ポンプ１４により第二の
管路混合器１５の他方の入口部に炭酸水と同じ圧
力で供給する。 本発明に用いる水ガラスとしては、従来地盤の
安定化に用いられているJIS3号珪酸ソーダが通常
好適に用いられるが、SiO2／Na2Oのモル比が
JIS3号よりも高い３以上のものも用いられ、これ
らは施工に当り通常等容量の水で希釈される。 第二の管路混合器１５としては、通常、第一の
管路混合器９と同じ形式のものが用いられるが、
その他従来この種グラウトの地盤安定化に常用さ
れているＹ字管等を用いることもできる。 本発明においては、前述のごとく、第一の管路
混合器９内の圧力と第二の管路混合器１５内の圧
力は等しくすることが必要である。 これは、第一の管路混合器９内において飽和に
近い状態の炭酸水を製造した場合に該炭酸水を製
造時の圧力よりも低い圧力で第二の管路混合器１
５に供給すると、該混合器中において炭酸水中よ
り炭酸ガスが放出されるおそれがあるからであ
る。 第二の管路混合器１５内の圧力は、保圧弁１６
により任意に調節することができる。 本発明においては、第二の管路混合器１５に供
給する水ガラス水溶液は、同時に該混合器中に供
給される炭酸水に対して化学量論的に過剰にする
ことが必要であつて、これにより該炭酸水中に溶
解しているCO2の全量が水ガラスと反応して中和
塩を生成するので、地盤中に注入したグラウトか
ら炭酸ガスが放出されるようなことはない。 本発明においては、このように炭酸水に対して
化学量論的に過剰の水ガラスを使用する関係上、
本発明にしたがい地盤中に注入されたグラウトは
当然アルカリ性領域で硬化する。 したがつて、本発明におけるグラウトのゲルタ
イムは水ガラスに対する炭酸水の使用量を多くす
るほど短くすることができる。 炭酸水の濃度、炭酸水と水ガラスの反応割合を
適宜選択することにより所望のゲルタイムを有す
るグラウトを製造することができる。 叙上の本発明にしたがえば、地盤中に注入した
グラウトより炭酸ガスが放出されることなく、無
公害性の地盤の安定化を期待することができる。 次に実施例を用いて本発明を説明する。 実施例 内部に流体混合用エレメントを５個内装した直
径100mm、長さ500mmの第一の管路混合器９（第１
図参照）の一方の入口部に温度20℃の水を毎分10
の割合でポンプ８により圧送すると同時に他方
の入口部に炭酸ガス貯槽１より炭酸ガスを毎分
0.53Kgの割合で流入させ、該混合器内において炭
酸水を製造し、次いで得られた炭酸水を製造時の
圧力を維持させたまま直径13mm、長さ400mmでそ
の内部に流体混合用エレメントを４個内装した第
二の管路混合器１５に供給し、該混合器１５内に
おいて前記圧力下に水ガラス水溶液（JIS3号水ガ
ラス／水＝1/1（容量）の割合の水溶液）と混合
してグラウトを製造したのち地下10〜12ｍの砂層
に注入して硬化させた。 この際、第一の管路混合器９に供給する水およ
び炭酸ガスの量はそれぞれ前記のごとく10／分
および0.53Kg／分一定に保ち、該混合器内の圧力
は圧力調節装置１２および蒸発器４を操作して
種々変化させた。 実験条件および得られた結果を第１表に示す。
化剤とする珪酸塩系グラウトによる地盤の安定化
法に関するものであり、その目的とするところ
は、主として、地盤中に注入したグラウトより炭
酸ガスを発生させない無公害性の地盤安定化法を
提供することにある。 水ガラスと二酸化炭素を組み合せた珪酸塩系グ
ラウトによる地盤の安定化法として、従来種々の
方法が提案されており、たとえばその代表的な方
法として、第一の管路混合器（ラインミキサー）
中に高められた圧力の水と二酸化炭素を供給し、
該管路混合器内において供給原料による加圧下に
炭酸水を製造し、次いで得られた炭酸水を第二の
管路混合器に供給して該管路混合器内において過
剰の水ガラス水溶液と混合させ、このようにして
得られたグラウトを地盤に注入し、地盤中で硬化
させる方法が知られている。 しかしながら、この従来の方法においては、第
一の管路混合器中において製造された炭酸水中に
未溶解の炭酸ガスが含まれていて、これが第二の
管路混合器中においても消費されることなくグラ
ウトに同伴して地盤中に注入される。このため、
地盤中に注入したグラウトより炭酸ガスが放出さ
れて、処理地盤の掘削時に酸欠等の公害がもたら
されるおそれがある。 本発明は、従来の地盤安定化法が有するかかる
欠点を是正するためなされたものであつて、その
要旨とするところは、「第一の管路混合器に高め
られた圧力の二酸化炭素と水を供給し、該管路混
合器中において炭酸水を製造し、次いで得られた
炭酸水を、第二の管路混合器に供給し、該管路混
合器中において水ガラス水溶液と反応させ、この
ようにして得られたグラウトを地盤に注入し、地
盤中で硬化させて地盤を安定化させる方法におい
て、第一の管路混合器中において、不飽和炭酸水
が得られるような圧力条件下で炭酸水を製造し、
次いで得られた炭酸水を、その製造時の圧力を維
持させたまま第二の管路混合器中において化学量
論的に過剰の水ガラス水溶液と反応させることを
特徴とする地盤の安定化法。」にある。 第１図は、本発明の実施態様をあらわすフロー
シートである。本発明においてはグラウトの硬化
剤として二酸化炭素が使用され、二酸化炭素源と
して炭酸ガスおよび液化炭酸ガスのいずれも使用
可能であるが、以下、二酸化炭素源として炭酸ガ
スが用いられた場合の実施態様について第１図を
参照しつつ説明すると、炭酸ガス貯槽１（通常、
液化炭酸ガスボンベが用いられる。）および水貯
槽６より高められた圧力の炭酸ガスおよび水のそ
れぞれ第一の管路混合器９の入口部に供給する。
炭酸ガス貯槽１は温水槽２のなかに浸漬して、必
要に応じて適宜加温することにより、該貯槽１よ
り多量の炭酸ガスを流出させたときに認められる
槽内圧力の低下や炭酸ガス流出量の減少、槽内温
度の低下等を防止することができる。流量調節弁
３を開口して炭酸ガス貯槽１より流出させた炭酸
ガスは、蒸発器４内を通過させることにより、同
伴する液滴を気化させることができる。 ５は、第一の管路混合器９に供給する炭酸ガス
の流量を一定にすることができる流量調節装置で
ある。 なお、本発明においては二酸化炭素源として液
化炭酸ガスも用いられるが、これを用いる場合
は、通常、液化炭酸ガスボンベを倒立させ、ポン
プで液化炭酸ガスを取り出して第一の管路混合器
９に供給するのが好ましい。本発明に用いる第一
の管路混合器９は、その内部に多数の流体混合用
エレメントが設けられた通常の静止型管路混合器
である。 第一の管路混合器９に供給した炭酸ガスおよび
水は該管路混合器９内において混合されて炭酸水
が製造されるが、本発明においては、この際、該
管路混合器内において不飽和炭酸水（すなわち、
そのときの器内圧力においてCO2濃度が未だ飽和
に達していない炭酸水）が得られるような圧力条
件下で炭酸水を製造することが必要である。炭酸
ガスの水に対する溶解度は周知のように圧力に比
例して大きくなる。従つて、或る任意の圧力にお
いて炭酸水中のCO2濃度が飽和状態であつても、
系内圧力を高めることにより、CO2濃度は不飽和
状態になる。 本発明は、第１の混合器９内においてこのよう
な不飽和炭酸水が得られるよう、該混合器内の圧
力を炭酸水中のCO2濃度に応じて適宜調節するも
のであつて、このような圧力条件の下に炭酸水を
製造することにより、第一の管路混合器９内にお
いて水中へのCO2の溶解を促進させることがで
き、混合器９に供給したCO2の全量を該管路混合
器内において溶解させることができる。これに対
し、既述の従来の方法においては、通常、第一の
管路混合器中において、飽和または過飽和炭酸水
が得られるような圧力条件の下に炭酸水を製造し
ており、そしてこのような圧力条件下で炭酸水を
製造すると、混合器として必らずしも効率がよい
とは云えない一般の管路混合器を用いた場合は、
水中へのCO2の溶解が遅く、このため得られた炭
酸水中には水に未溶解のCO2が多かれ少なかれ含
まれていて、これが後続のグラウト製造工程にお
いても消費されず、グラウトに同伴して地盤中に
注入されて地盤中において炭酸ガスとして放出さ
れる。 第一の管路混合器９内の圧力は、圧力調節弁１
３を調節したり、水および炭酸ガスの供給圧を調
節することにより、任意なものに調節することが
できる。 このようにして第一の管路混合器９内において
製造した炭酸水は、次いで定量ポンプ１４により
その製造時の圧力を維持させたまま第二の管路混
合器１５の一方の入口部に供給すると同時に水ガ
ラス水溶液貯槽１０より地盤安定化に適した濃度
の水ガラス水溶液を定量ポンプ１４により第二の
管路混合器１５の他方の入口部に炭酸水と同じ圧
力で供給する。 本発明に用いる水ガラスとしては、従来地盤の
安定化に用いられているJIS3号珪酸ソーダが通常
好適に用いられるが、SiO2／Na2Oのモル比が
JIS3号よりも高い３以上のものも用いられ、これ
らは施工に当り通常等容量の水で希釈される。 第二の管路混合器１５としては、通常、第一の
管路混合器９と同じ形式のものが用いられるが、
その他従来この種グラウトの地盤安定化に常用さ
れているＹ字管等を用いることもできる。 本発明においては、前述のごとく、第一の管路
混合器９内の圧力と第二の管路混合器１５内の圧
力は等しくすることが必要である。 これは、第一の管路混合器９内において飽和に
近い状態の炭酸水を製造した場合に該炭酸水を製
造時の圧力よりも低い圧力で第二の管路混合器１
５に供給すると、該混合器中において炭酸水中よ
り炭酸ガスが放出されるおそれがあるからであ
る。 第二の管路混合器１５内の圧力は、保圧弁１６
により任意に調節することができる。 本発明においては、第二の管路混合器１５に供
給する水ガラス水溶液は、同時に該混合器中に供
給される炭酸水に対して化学量論的に過剰にする
ことが必要であつて、これにより該炭酸水中に溶
解しているCO2の全量が水ガラスと反応して中和
塩を生成するので、地盤中に注入したグラウトか
ら炭酸ガスが放出されるようなことはない。 本発明においては、このように炭酸水に対して
化学量論的に過剰の水ガラスを使用する関係上、
本発明にしたがい地盤中に注入されたグラウトは
当然アルカリ性領域で硬化する。 したがつて、本発明におけるグラウトのゲルタ
イムは水ガラスに対する炭酸水の使用量を多くす
るほど短くすることができる。 炭酸水の濃度、炭酸水と水ガラスの反応割合を
適宜選択することにより所望のゲルタイムを有す
るグラウトを製造することができる。 叙上の本発明にしたがえば、地盤中に注入した
グラウトより炭酸ガスが放出されることなく、無
公害性の地盤の安定化を期待することができる。 次に実施例を用いて本発明を説明する。 実施例 内部に流体混合用エレメントを５個内装した直
径100mm、長さ500mmの第一の管路混合器９（第１
図参照）の一方の入口部に温度20℃の水を毎分10
の割合でポンプ８により圧送すると同時に他方
の入口部に炭酸ガス貯槽１より炭酸ガスを毎分
0.53Kgの割合で流入させ、該混合器内において炭
酸水を製造し、次いで得られた炭酸水を製造時の
圧力を維持させたまま直径13mm、長さ400mmでそ
の内部に流体混合用エレメントを４個内装した第
二の管路混合器１５に供給し、該混合器１５内に
おいて前記圧力下に水ガラス水溶液（JIS3号水ガ
ラス／水＝1/1（容量）の割合の水溶液）と混合
してグラウトを製造したのち地下10〜12ｍの砂層
に注入して硬化させた。 この際、第一の管路混合器９に供給する水およ
び炭酸ガスの量はそれぞれ前記のごとく10／分
および0.53Kg／分一定に保ち、該混合器内の圧力
は圧力調節装置１２および蒸発器４を操作して
種々変化させた。 実験条件および得られた結果を第１表に示す。
【表】
第１表から明らかなように、第一の管路混合器
９内において飽和炭酸水が得られるような圧力を
用いて炭酸水を製造してグラウトをつくつた場合
は（実験番号１）、グラウトから炭酸ガスが多量
放出される（この場合水ガラス水溶液の使用量を
多くして、水に未溶解のCO2を消費しようとする
とグラウトが急速に硬化して地盤注入が不可能に
なる。）。 これに対し、本発明にしたがい第一の管路混合
器９内において不飽和炭酸水が得られるような圧
力を用いて炭酸水を製造してグラウトを製造した
場合には（実験番号２〜４）、グラウトより炭酸
ガスの放出は認められない。
９内において飽和炭酸水が得られるような圧力を
用いて炭酸水を製造してグラウトをつくつた場合
は（実験番号１）、グラウトから炭酸ガスが多量
放出される（この場合水ガラス水溶液の使用量を
多くして、水に未溶解のCO2を消費しようとする
とグラウトが急速に硬化して地盤注入が不可能に
なる。）。 これに対し、本発明にしたがい第一の管路混合
器９内において不飽和炭酸水が得られるような圧
力を用いて炭酸水を製造してグラウトを製造した
場合には（実験番号２〜４）、グラウトより炭酸
ガスの放出は認められない。
第１図は、本発明の一実施態様をあらわすフロ
ーシートである。 記号、１……炭酸ガス貯槽、２……温水槽、３
……流量調節弁、４……蒸発器、５……流量調節
装置、６……水貯槽、７……流量調節弁、８……
ポンプ、９……第一の管路混合器、１０……水ガ
ラス水溶液貯槽、１１……流量調節弁、１２……
圧力調節装置、１３……圧力調節弁、１４……定
量ポンプ、１５……第二の管路混合器、１６……
保圧弁、１７……地盤。
ーシートである。 記号、１……炭酸ガス貯槽、２……温水槽、３
……流量調節弁、４……蒸発器、５……流量調節
装置、６……水貯槽、７……流量調節弁、８……
ポンプ、９……第一の管路混合器、１０……水ガ
ラス水溶液貯槽、１１……流量調節弁、１２……
圧力調節装置、１３……圧力調節弁、１４……定
量ポンプ、１５……第二の管路混合器、１６……
保圧弁、１７……地盤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第一の管路混合器に高められた圧力の二酸化
炭素と水を供給し、該管路混合器中において炭酸
水を製造し、次いで得られた炭酸水を第二の管路
混合器に供給し、該管路混合器中において水ガラ
ス水溶液と反応させ、このようにして得られたグ
ラウトを地盤に注入し、地盤中で硬化させて地盤
を安定化させる方法において、第一の管路混合器
中において、不飽和炭酸水が得られるような圧力
条件下で炭酸水を製造し、次いで得られた炭酸水
を、その製造時の圧力を維持させたまま第二の管
路混合器中において化学量論的に過剰の水ガラス
水溶液と反応させることを特徴とする地盤の安定
化法。 ２ 二酸化炭素源として炭酸ガスを使用する特許
請求の範囲第１項記載の地盤の安定化法。 ３ 二酸化炭素源として液化炭酸ガスを使用する
特許請求の範囲第１項記載の地盤の安定化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118482A JPS58138779A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 地盤の安定化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118482A JPS58138779A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 地盤の安定化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58138779A JPS58138779A (ja) | 1983-08-17 |
| JPS6158108B2 true JPS6158108B2 (ja) | 1986-12-10 |
Family
ID=12047850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2118482A Granted JPS58138779A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 地盤の安定化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58138779A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5451216A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-21 | Kyokado Eng Co | Ground stabilizing treating method |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP2118482A patent/JPS58138779A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5451216A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-21 | Kyokado Eng Co | Ground stabilizing treating method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58138779A (ja) | 1983-08-17 |
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