JPS6321248A - 自硬性泥水 - 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〕 この発明は、場所打杭、地盤改良または地中泥水固化壁
等を築造する場合の掘削泥水として用いられる自硬性泥
水に関するものである。

〔従来技術〕

従来、地中壁を築造する場合の掘削泥水として用いられ
る自硬性泥水としては、（１）粘土モルタル泥水および
（２）ベントナイトセメントスラリーが知られている。

（１）の粘土モルタル泥水は、粘土を水中に分散させて
得た粘土スラリーにセメント等の固化剤を添加・混練し
て、チキントロピー性を付与したものであり、その粘土
モルタル泥水に、用途に応じて砂を混合することもある
。

また前記（２）のベントナイトセメントスラリーは。

ベントナイトを水中に分散させて得たベントナイトスラ
リーにセメント等の固化剤を添加・混練して、チキント
ロピー性を付与したものである。

前記（１）　（２１の自硬性泥水を作る場合、粘土また
はベントナイトの粒子が水中で負に帯電して、粒子相互
が電気的に反発し合って膨潤し、懸濁状態を保っている
スラリーに５セメント等の固化剤を添加混合すると、固
化剤に起因するＣａ”＋　などの陽イオンが粘土粒子ま
たはベントナイト粒子を中和して、その電気的反発力を
弱める作用をするため、粒子は凝集・グル化して、ブリ
ージングの発生および脱水量の増大をひき起すことが避
は難かった。

混練水に海水を使用する場合には５海水中のＮａ”、　
Ｃａ”、Ｍｇ”などが、上記の作用を持つため、ブリー
ジングと脱水はなお一層増大する。

例えば粘土モルタル泥水のブリージングは８〜１２％、
ベントナイトセメントスラリーのブリーソングは５〜８
チで何れも相当多く、また粘土モルタル泥水およびベン
トナイトセメントスラリーの何れも脱水量が多い（Ｑｓ
ｏ　＝　２５０〜３００（ＩＣ）、。

自硬性泥水のマントフィルム形成性（造壁性）ｐ過試験
によって判断できる。壕だ脱水量が少なく、薄くて強い
ケーキを作る自硬性泥水はど優れている。脱水量の測定
方法を第８図によって説明すると、底蓋（ドレンチュー
ブ）１にバッキング２、金網ＩＦ紙４およびバッキング
５を順次重ねて載置し、さらにその上にシリンダーセル
６を締め込み、次にシリンダーセル６内に自硬性安定液
を５００ＣＧ注入したのち、シリンダーセル６内の上部
に上蓋７を密閉状態で嵌入し、押えスクリュウ８を有す
る加圧器具により上蓋７を押圧して。

シリンダーセル６内の自硬性泥水に６ｋｇｆ／ｃｒｒ？
の動を６０分間かける。この場合シリンダーセル６の下
端から流出する脱水量Ｑ、。（ＣＣ）を測定する。

従来、地中壁を築造する際に掘削泥水として粘土モルタ
ル泥水を使用する粘土モルタル工法およびベントナイト
セメントスラリーを掘削泥水として使用する自硬性安定
液による先行造壁工法が知られている。この工法は、築
造しようとする地中壁の厚よシ片側について２００〜２
５０ＩｕＬ大きい厚さで、予めベントナイトセメントス
ラリーを掘削泥水として使用して掘削することにより、
その掘削部分の土をベントナイトセメントスラリー硬化
体で完全に置換して地盤を改良し、その後で、通常の泥
水工法により掘削を行なう工法である。

自硬性泥水を掘削泥水として使用して掘削を行なうと、
掘削中に掘削泥水が孔壁崩落防止の役割りを果たし、掘
削終了後に、地中の孔内に充満した状態で放置しておく
と、硬化していくという性質を有し、硬化の度合は配合
によって調整できる。

地中の孔内で硬化した粘土モルタルあるいはベントナイ
トセメントスラリー等の自硬性泥水は、洪積粘土状の不
透水性の壁になシ、その壁は、孔壁が崩落しないように
防護し、かつ後続の連続地中壁の孔を掘削する際に、自
硬性泥水の逸出を防止する。

一６＝ 〔発明が解決しようさする問題点〕 場所打杭、地盤改良または地中泥水固化壁等を築造する
場合の掘削泥水として前記粘土モルタル泥水ｔたはベン
トナイトセメントスラリー等ノ自硬性泥水を使用する場
合、それらの自硬性泥水は、ブリーソングが多くかつ地
山への脱水が多く、シかも造壁性が無いため次のような
欠点がある。

（イ）　自硬性泥水の再打設を繰シ返し行なわねばなら
ないので、材料使用量および作業工数の点で無駄がある
。

（ロ）深さ方向の強度のばらつき。

０う　ブリーソングにより発生するレイタンス部分の強
度、不透水性カ征下する。第１図において、１１は自硬
性泥水の固化体、１２はレイクンヌ。

１５はブリージング水、１′４は再打設部である。

に）　ブリーソングにより先行壁面との間に生じるクラ
ック１５の発生（第２図参照） またベントナイトセメントスラリーの標準配合は表−１
に示されているが、この場合は、海水を混練水として用
いるので、ベントナイトの膨潤性・分散性が悪く、さら
に硬化後の品質（強度、不透水性等）にばらつきが発生
することが懸念される。

またこの場合は混練水として海水を用いているので前記
欠点（イ）〜に）は、さらに顕著になる。

また本発明者は前記標準配合のベントナイトセメントス
ラリーについて脱水試験（５ｋＷｆ／ｃｍ”　　。

６０分間）を行なった結果、脱水量”　Ｑｓｏ　”　３
　ＤＯＣＣ，試験終了後の試料を観察すると、フィルタ
ープレスにかけた如き性状、すなわち造壁膜が全くみら
れない状態を呈し、良好な泥水の脱水試験後に見られる
よう力造壁膜は全く見られず、造壁性が全くないことが
確認された。従って、自硬性泥水き地下水きの水頭差の
大きい現場等では大量の脱水およびそれに伴う減量、濃
縮並びに強度の制御不能が起きることが懸念され乙。

〔発明の目的、構成〕

この発明は、掘削泥水としての完全な性能と自硬性泥水
の性能とを合わせて持っている自硬性泥水を提供するこ
々を目的とするものであって、この発明の要旨とすると
ころは、ベントナイ）ｔたは粘土等のソリッドを水中に
分散させたスラリーとセメント、水ガラス等の固化剤き
非イオン性の水溶性セルロース・エーテルとを混合し７
たことを特徴とする自硬性泥水にある。

〔実施例〕

次にこの発明について詳細に説明する。

まず本発明者が開発目標にした自硬性泥水の粘性の履歴
性状の曲線を第６図に示す。

この履歴性状曲線は、（１）ブリージングの発生しない
粘性の下限値：■１になるまでの所要時間＝ｔ１を短か
＜Ｌｉ２＋流動性を保てる粘性の下限値：Ｖ２になるま
での所要時間：ｔ２を施工性を満足するように制御しく
例えば５〜６時間）　、　（３１硬化後に所要の強度と
不透水性をもつ自硬性泥水の履歴性状を宍わしている。

従来の自硬性泥水を作る場合、ソリッドとして。

ベントナイ）または粘土が用いられ、かつ固化剤として
、水ガラス、高炉Ｂ種、Ｃ種セメント等が用いられ、さ
らに添加剤としてＣＭＣＣカルボキシ・メチル・セルロ
ース）が用いられているが、この発明においては、第６
図に示すような粘性の履歴性状を持ち、かつ造壁性を持
つ自硬性泥水を得るために、前記ＣＭＣを添加剤として
使用しないで、ＨＥＣ（ヒドロキシ・エチル・セルロー
ス）ＨＰＭＣ（ヒドロキシ・プロピル・メチル・セルロ
ース）またはＭＣ（メチル・セルロース）等の非イオン
性の水溶性セルロース・エーテルを添加剤として使用し
、これを前記ソリッドおよび固化剤に添加混練する。

前記材料を組み合わせて、１００ケース以上の配合につ
いて自硬性泥水を製造し、その自硬性泥水についてブリ
ーシ゛ング試験、濾過試験、流動性試験を行ない、その
中で結果のよい配合については一軸圧縮試験、透水係数
測定試験を行なった。

その配合例（重量比）を以下に示す。

例１ 海水中　〇Ｌ　　十扁炉Ｂ　　土水ガラス１０００　７
５〜３００　１１０〜２００５〜６０例２ 海　水＋　ＢＴＮ十高中高十水土水ヌ 例６ 海　水中ＣＭＣ＋　ＢＴＮ十高中高十水ガラス例４ 海　水＋ＣＭＣ＋　ＣＬ　　　　中高　炉Ｂ十水ガラス
１０００　　３〜５７５〜３５０　　２０’０〜２５０
　３０例５ 海　水子ＣＭＣ十ＣＬ　　中高炉Ｂ十遅延剤例６ 海　水中〇ＭＣ＋ＣＬ　十炭酸ソーダ＋高炉Ｂ例７ 海　水中　〇Ｌ　　中高炉Ｂ １０００　３００〜４００２００〜２２６例８ 海　水中ＨＥＣ＋　ＣＬ中高炉Ｂ ｉｏｏｏ　　　ｉ　　　ｓｏｏ　　　２００例９ 海　水−１−ＨＰＭＣ＋ＣＬ　　＋高炉Ｂ１０００　１
〜２１５０〜３００　１６０〜２４０例１０ 海　水子ＨＰＭＣ十ＢＴＮ十高炉Ｃ １０００２７５〜１５０　２００ ここで、ＢＴＮ　　：ベントナイト ＣＬ　　：粘土 高炉Ｂ　：高炉８種セメント 高炉Ｃ：高炉０種セメント 水ガラス：水ガラス６号 遅延剤　ニオキシカルボン酸塩系コンクリート用凝結遅
延剤 ＣＭＣＳカルボキシ・メチル・セルロース ＨＥＣ：ヒドロキシ・エチル・セルロース ＨＰＭＣ：ヒドロキシ・ゾロピル・メチル・セルロース である。

前記例１〜４の水ガラスを配合したケースでは、ブリー
ジングは少ないが、ケ゛ルタイムが非常に短かく、かつ
流動性が悪く、さらに脱水量Ｑ３ｏ　が２００〜．１Ｓ
ＯＯＣＣと多く、しかも造壁性も悪い結果となった。

前記例７の粘土モルタルの配合では、流動性は良いが、
脱水量Ｑ３０が２５０〜３００ＣＧで造壁性が悪く、ま
た攪拌能力の低いミキサーで混練するとブリージングが
発生する不安定な性状であった。

前記例６〜乙の添加剤としてＣＭＣを配合したケースで
は、流動性は良かったが、ブリージングが若干発生した
（２〜５％）、また脱水量Ｑ３０については、ＣＭＣの
添加量を０．４係以上にすると良い結果を得たが、それ
以下では脱水量が急激に増え、極点がみられた。さらに
また、自硬性泥水製造後２．５時間を経過したときのＱ
３ｏｉ１″］：ＣＭＣ０，５％添加時でも１３３ｃｃと
なり、製造直後の２８ＣＣの４．７５倍にも達し、ＣＭ
Ｃが劣化する現象を示した（第４図参照）。

従って、ＣＭＣを使用する自硬性泥水は、施工上の安全
率が低く、かつ添加剤として有効に働かないＣＭＣも存
在し不経済である。

これに対し、ＨＥＣ，ＨＰＭＣを添加剤として使用した
例８〜１０のケースでは、０．２％程度の添加量でも流
動性が極めて良好であると共に、ブリージングも発生せ
ず、脱水量Ｑａｏが３０ｃｃ程度で造壁性にも優れてい
ることが確認された。またＣＭＣを使用する場合のよう
に添加量の極点および脱水量Ｑｓｏの経時変化はみられ
ず、安定した性状を確認した（第４図参照）。

以上が各ケースの定性的な結果であるが、次にこの発明
において添加剤として使用したＨＥＣ。

ＨＰＭＣと従来添加剤として使用しているＣＭＣとの相
違について簡単に述べる。

ＣＭＣはイオン性セルロース・エーテルであるため、セ
ルロースに導入された置換基がイオン性でＮａ＋などの
対イオン力で水溶する（第５図参照）。

このため電価の高い陽イオン（Ｃａ”　ｌ　Ｆｅ”等）
の混入や陽イオンの数の増加に伴ってコイリングを起こ
しく第６図参照）、ＣＭＣの性状（粘性、造壁性）が劣
化する。このため前述のようにＣＭ’Ｃを配合したケー
スでは、ＣＭＣの添加量に極点が存在するものと推定さ
れる。つまり、所定のセメント量に対しコイリングを起
こし、増粘・脱水防止効果を発揮しないＣＭＣの所定量
が存在し、それが極点として現われるものと推定される
。製造後に時間が経過すると脱水量Ｑ３ｏ−が増大する
のは、前述のコイリングが進行するためと推定される。

またセメント配合量を増やすと増粘・脱水防止効果を発
揮しないＣＭＣの量が増える傾向がある。

一方、ＭＣ、ＨＰＭＣ，ＨＥＣ等は、各種の非イオン性
の置換基をもち電解しないため、海水や固化剤に起因す
る神々の陽イオンの影響を受けず、粘性、造壁性が安定
している（第７図参照）。

さらに、これらのセルロース化合物は固化剤の凝結遅延
効果をもつため、自硬性泥水のグルタイムが延び流動性
を保つ（５〜６時間）ことが可能である。

従って、イオン性セルロース・ニーチクであるＣＭＣに
かわってＭＣ、ＨＰＭＣ，ＨＥＣ等の非イオン性セルロ
ース・エーテルを自硬性泥水の材料として使用し、流動
性、造壁性、ブリージングに対し優れ、所要の強度・不
透水性を発現する新しい自硬性泥水の配合が可能となっ
た（表−２参照）。

次にこの発明の自硬性泥水を使用した地中壁の施工法に
ついて説明する。

ペノトエ法によりケーシングを用いて精度の良い削孔を
行なったのち５表−２に示す配合の自硬性泥水を、孔内
にトレミー管を用いて打設し、次いでケーシングを引き
抜くという手順で施工する。

表−２に示す配合の自硬性泥水は、流動性、造壁性を持
つので、ケーシング引き抜き後の掘削孔壁面とのなじみ
が良く、地盤への脱水も少なく、かつブリーソングも発
生しないため、硬化後の品質（強度、不透水性）にばら
つきが少ない。また１箇所における自硬性泥水の打設が
１回で済むので、施工および管理が容易であると共に、
経済的である。

この発明は、（１）自硬性泥水を非自硬性泥水と置換す
る方式、（２）自硬性泥水を掘削当初から削孔中に安定
液として満たしつつ掘削し、掘削終了後に硬化させる方
式、（３）地中の削孔内の安定液を非イオン性セルロー
ス・エーテルと粘土またはベントナイトサにより構成し
ておき、掘削終了後に、前記安定液に固化剤を添加・混
合・攪拌して自硬性泥水を構成する方式の倒れにも実施
することができる。また混練水は、淡水はもちろん海水
であってもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ペントナイ）ｔたは粘土等のソリッ
ドを水中に分散させたスラリーとセメント、？にガラス
等の固化剤と非イオン性の水溶性セルロース・エーテル
とを混合したので、得られた自硬性泥水は、海水中の陽
イオン等に対して安定であり、そのため海水を混練水と
して使用する自硬性泥水に極めて有効であり、かつセメ
ント中の陽イオン（Ｃａ”、　Ｆｅ”＋等）に対して安
定であシ、流動性、造壁性、ブリージング防止等に優れ
ているので、従来の掘削泥水と自硬性泥水の性能を合わ
せ持つ自硬性泥水を得ることができると共に、海水およ
び淡水の何れをも混練水として使用することができ、さ
らに流動性、造壁性、ブリージング防止等の諸性状がセ
メント等の固化剤の配合量にほとんど影響されないので
、固化剤の配合量を調整するだけで、所要の強度を簡単
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自硬性泥水の固化体の上部におけるレイタンス
およびブリージング水の発生状態を示す縦断側面図、第
２図は自硬性泥水の固化体にクランクが発生した状態お
よびその固化体の上部にブリージング水が発生した状態
を示す縦断側面図、第６図はこの発明の自硬性泥水の粘
度履歴性状を示す図、第４図は添加剤配合量と脱水量と
の関係を示す図、第５図はイオン性セルロース・エーテ
ルの対イオン力による水溶性を示す図、第６図はイオン
性セルロース・エーテルのコイリング性ヲ示す図、第７
図は非イオン性セルロース・エーテルの水溶性を示す図
である。第８図は濾過試験器具を示す斜視図である。 １晶ミγ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベントナイトまたは粘土等のソリッドを水中に分散させ
   たスラリーとセメント、水ガラス等の固化剤と非イオン
   性の水溶性セルロース・エーテルとを混合したことを特
   徴とする自硬性泥水。