JPS63182394A - 地盤注入用薬材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメント−水ガラス系地盤注入用薬材の改良に
係り、詳細にはゲル化時間が短く、かつ長期固結強度に
優れたセメント−水ガラス系地盤注入用集材に関する。

〔従来の技術〕

近年、軟弱あるいは流水珀盤の固結材あるいは複合注入
の際の一次注入材として、強度が高く、かつ瞬結性のグ
ラウト、例えば長期固結強度が高く、かつゲル化時間が
１分より短く、特に３０秒以内のグラウトが要求されて
いる。

ところが、従来のＬＷＩ法による水ガラス−セメント系
グラウトでは、ゲル化時間が１分以上を要している。

このため、水ガラスとセメント系に石こうを添加するこ
とによりゲル化時間を短縮することも試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前者の水ガラス−セメント系グラウトは、ゲル
化時間が１分以上であるため注入後注入対象地盤外へ逸
脱しやすいという欠点を有している。

また、後者の石こうを含むグラウトは固結強度が時間の
経過とともに低下して耐久性に劣り、また、石こう自体
が水中で硬化したり、あるいはセメントと石こうの混合
液自体が硬化するという欠点を有しており、現場におけ
る長時間の作業に不適である。

そこで、本発明の目的はゲル化時間が短縮され、かつ長
期固結強度に優れ、前述の公知技術に存する欠点を改良
した地盤注入用薬材を提供することにある。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、Ａ？＆と
しての水ガラス水溶液およびＢ液としてのセメントと、
消石灰または生石灰との水懸濁液を合流してなり、前記
Ａ、Ｂ合流液１１中の水ガラス量がＳｉＯ□量として０
．６乃至２．４モルであり、水（重量）／セメント（重
量）　Ｘ　１００の値がＢ液中１００乃至４００であっ
て、かつＡＢ合流液中１５０乃至７５０であり、水（重
量）／セメントと、消石灰または生石灰との合計量（重
量・）　　Ｘ　１００の値がＢ液中９０乃至２００であ
って、かつＡＢ合流液中１００乃至６００であり、さら
に消石灰または生石灰（重量）／セメン１−（重量）　
Ｘ　１００の値が１０乃至１００であることを特徴とす
る。ただし、前記生石灰の量は　　　□ン肖石灰に（負
算した量である。

上述の本発明はＡ液としての水ガラスと、Ｂ液としての
セメントおよび消石灰（または生石灰）の水懸濁液との
合流液であって、各成分は次の量的関係を有している。

（１）水ガラス量 本発明の水ガラスとして各種の液状水ガラスが用いられ
、この使用量は前述のとおり、５ｉ（ｈｆｆｉに換算し
てＡ、８合流液１１中に０．６〜２．４モルである。０
．６モル以下ではゲル化時間が長くなる傾向にあり、か
つ強度的にも低下する。２．４モル以上ではゲル化時間
が短くなり過ぎて、均一な固結体の形成が困難となり、
また強度的にも低下する。

（２）セメントと水の量的関係 前述のセメント対水比である水（重量）／セメント（重
量）　Ｘ　ｔｏｏ　（以下、Ｗ／Ｃ値と記す）はＢ液中
で１００乃至４００、Ａ、、８合流液中で１５０乃至７
５０である。これらの範囲以上では、ゲル化時間長くな
り、強度的にも好ましくない。また、これらの範囲以下
では、セメント量が多過ぎてＡ、Ｂ液の合流時と均一な
固結体が得難（、かつＢ法自体の粘性が高くなり、ポン
プ輸送が事実上困難となる。

（３）セメントおよび消石灰（または生石灰）の合計量
と水の量的関係。

水と、消石灰（または生石灰）の合計量との比率である
水（重１）／セメントと消石灰（または生石灰）の合計
Ｎ（重量）　ｘ　１００　（以下、Ｗ／ＣＨ値と記す）
は８Ｍ中で９０乃至２００、全容量（Ａ液とＢ液の合流
液）中で１００乃至６００である。これらの範囲以上で
はゲル化時間は長くなり、強度的にも好ましくない、ま
た、これらの範囲以下では、セメントと消石灰（または
生石灰）の合計量が多過ぎて、Ａ、Ｂ液の合流時に均一
な固結体が得難く、かつＢ法自体の粘性が高くなり、ポ
ンプ輸送が事実上困難となる。

（４）消石灰（または生石灰）とセメントの量的関係。

消石灰（または生石灰）とセメントの比率である消石灰
（または生石灰）（重量）／セメント（重量）　Ｘ　１
００　（以下、Ｈ／Ｃ値と記す）は１０乃至１００、好
ましくは１０乃至６０である。

この値が１０以下では短時間ゲル化が期待できない。

また、１００以上では強度増加が期待できず、また、セ
メントと消石灰（または生石灰）の合流液の流動性が悪
くなり、注入作業が困難になる。

なお、上述において、石灰量は全て消石灰に換算した値
である。

〔実施例〕

実施例　Ｉ Ａ液として水ガラス水溶液、Ｂ液としてセメントと消石
灰の水懸濁液を表−１の各試料番号に示す条件下で合流
し、これらのゲル化時間ならびにＩ軸圧縮強度を測定し
、結果を表−１に示した。−軸圧縮強度は１０倍容量の
水中に固結体を養生したときの経口変化として表した。

試料番号１乃至７はＡ液中の水ガラス量およびＢ液中の
セメント量を同量とし、Ｂ液の消石灰量を変化させた例
である。このうち、試料番号ｌは消石灰が無添加であり
（ＬＷ工法）、ゲル化時間は１分以上と長く、強度も低
い値を示す。

試料番号２から７へと消石灰量を増加すると、ゲル化時
間は急激に短縮し、また、−軸圧縮強度も高くなる。こ
のうち試料番号２はＨ／Ｃ値が低く、試料番号１に比べ
るとゲル化時間はかなり短縮されてはいるが、４０秒程
度を要している。強度的にもＬＷ工法に近い。また、試
料番号７はＨ／Ｃ値がやや高く、そのわりには強度増加
が期待できない。

試料番号８．９はＡ液中の水ガラス濃度は実施番号１〜
７と同一であるが、Ｂ液中のセメント量が少なく、ＷＺ
Ｃ値またはＷ／ＣＨ値あるいはＨ／Ｃ値が本発明の範囲
外であって、ゲル化時間は長く、強度的にも劣っている
。

試料番号１０は逆にセメント量が多（、Ｂ液中のＷ／Ｃ
値、Ｗ／ＣＨ値が本発明の範囲外であって、Ｂ液の粘性
が高く、事実上Ｂ液のポンプ輸送が困難な状態である。

また、セメント量の多いねりには強度は増加していない
。

試料番号１１乃至］３は全量（Ａ液とＢ液の合流液量）
に対する水ガラス、セメント、消石灰の量は試料番号５
と同一であるが、Ａ液とＢ液の容量を変化せしめたもの
で、このうち、試料番号１２はＢ？＆中の水量が少ない
ため、Ｗ／Ｃ値、Ｗ／ＣＨ値が本発明の範囲外となり、
Ｂ液口体の粘性が増加して、Ｂ液の輸送が事実上不可能
な状態である。また、強度的にも実施番号５より劣る結
果となっている。

試料番号１４は水ガラス濃度が低くて、本発明範囲外で
あり、ゲル化時間は長く、強度も弱い。

試料番号１５は、逆に水ガラス濃度が濃厚で、そのわり
には強度増加は望めず、水ガラスが無駄に消費されてい
る。

試料番号１６乃至１８は水ガラス濃度を本発明の範囲内
において低くした例である。試料番号１６はセメン。

ト、消石灰量が本発明範囲内であって、水ガラス濃度の
低いわりには高い強度を示している。

試料番号１７．１８はＷ／Ｃ値、あるいはＷ／ＣＨ値が
本発明範囲外であって、ゲル化時間、強度ともに満足し
た値は得られていない。

試料番号１９乃至２１は、水ガラス濃度を本発明の範囲
で濃厚にした場合であって、セメント、消石灰等も本発
明の範囲内にある試料番号１９では、ゲル化時間、強度
ともに良好であるが、Ｗ／Ｈ値、Ｗ／ＣＨ値が本発明範
囲外にある試料番号２０．２１ではＢ液の粘性が高く、
輸送困難な状態である。

実施例　２ Ａｉとして水ガラス水溶液、Ｂ液としてセメントと生石
灰の水懸濁液または、セメントと石こうの水懸＠液を表
−２の各試料番号に示す条件下で合流し、これらのゲル
化時間、固結体の１０倍容量の水中に固結体を養生した
場合の一軸圧縮強度の経日変化を測定し、結果を表−２
に示した。

Δ液中の水ガラスの配合は表−１の試料番号ｌ乃至７と
同一である。試料番号２２乃至２７はＢ液をセメントと
生石灰の水懸濁液、試料番号２８乃至３１は、Ｂ液をセ
メントと石こうの水懸濁液とした。

試料番号２２乃至２７におけるセメント量ならびに生石
灰の消石灰換算量はそれぞれ表−１の次の試料番号に相
当する配合とした。

表−２の実施番号　　相当する表−１の実施番号いずれ
も表−１の消石灰を使用した場合に比べ、ぼぼ同様の傾
向と効果を示している。

したがって、生石灰の使用はこれを消石灰に換算すれば
、はぼ同一の効果が期待できる。

試料番号２８乃至３１では、石こうの量を少なくすれば
当然ＬＷ工法に近似している０石こうの量を増加してい
けば、ゲル化時間は短縮され、初期強度（１日目）は増
加してくるが、逆に日を追って強度は低下していく。

巣−２ ｒ＃１　ｒについて 時間的な強度の増減を表す指標として、強度増加率を次
のように定義し、試料について強度増加率を測定し、結
果をそれぞれ表−１、表−２に示した。

試料番号２乃至２１の水ガラス−セメント−消石灰から
なる系、および試料番１号２２乃至２７の水ガラス−セ
メント−生石灰からなる系における強度増加率は、略２
．５〜５．３の範囲を示しているが、実施番号２８乃至
３１の水ガラス−セメント−石こうからなる系では、初
期（１日）強度は一般に若干優れており、強度増加率は
０．７〜１．６の範囲に留まっている。試料番号１のＬ
ＷＩ法では強度増加率は６．３と高い値を示しているが
、本発明に係るものと比較すると相対的に強度は著しく
低い。

上記の実施例はいずれも２０±２℃の温度で行ったもの
である。水ガラスは３号水ガラスの例を示したが、他の
液状水ガラス（１号、２号、４号水ガラス）においても
ＳｉＯ！の濃度で規制すれば同じような結果が得られる セメントは汎用のポルトランドセメントの例を示したが
、他の高炉セメント、アルミナセメント等でも程度の差
はあるが同様の傾向をとる。

また、スラグ類、ベントナイト等を混用しても同署羨の
１頃向をとる。

さらに、Ａ液またはＢ液中に一般のアルカリ剤（苛性ソ
ーダ、炭酸ソーダ、炭酸水素ナトリウム、アルミン酸ソ
ーダ等）、金属塩類を併用しても同様の傾向をとる。

〔発明の効果〕

以上の実施例から、次の事項が明らかになる。

Ｉ）水ガラス−セメントからなる系では、ゲル化時間が
長く１分以上を要し、−軸圧縮強度は日を追って増加す
るが、相対的に高い強度は示さない。

２）水ガラス−セメント−石こうからなる系では、ゲル
化時間は短縮されて数ｌθ秒〜数秒となり、かつ初期強
度は優れているが、日を追って軟化の傾向をたどり耐久
性に欠ける。

３）水ガラス−セメント−消石灰（または生石灰）から
なる系においては、ゲル化時間の短縮をはかることが出
来、初期強度は、水ガラスルセメント−石こうからなる
系に茗干劣るにも殉ず、日を送って急速に硬化し高強度
を示すようになる。

特にこの系において、本発明の範囲内にあるものはゲル
化時間は３０秒乃至数秒と短縮され、強度的にも一段と
優れている。

特許出願人　　強化土エンジニャリング株式会社同　　
富士化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ液としての水ガラス水溶液およびＢ液としてのセメン
   トと、消石灰または生石灰との水懸濁液を合流してなり
   、前記Ａ、Ｂ合流液１ｌ中の水ガラス量がＳｉＯ＿２量
   として０．６乃至２．４モルであり、水（重量）／セメ
   ント（重量）×１００の値がＢ液中１００乃至４００で
   あって、かつＡＢ合流液中１５０乃至７５０であり、水
   （重量）／セメントと、消石灰または生石灰との合計量
   （重量）×１００の値がＢ液中９０乃至２００であって
   、かつＡＢ合流液中１００乃至６００であり、さらに消
   石灰または生石灰（重量）／セメント（重量）×１００
   の値が１０乃至１００であることを特徴とする地盤注入
   用薬材。 ただし、前記生石灰の量は消石灰に換算した量である。