JPH01239043A - 固結用材料 - Google Patents
固結用材料Info
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- JPH01239043A JPH01239043A JP63061996A JP6199688A JPH01239043A JP H01239043 A JPH01239043 A JP H01239043A JP 63061996 A JP63061996 A JP 63061996A JP 6199688 A JP6199688 A JP 6199688A JP H01239043 A JPH01239043 A JP H01239043A
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- JP
- Japan
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- water glass
- molar ratio
- pozzolan
- silica
- gelation time
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシリカ分として水ガラスのほかに、非晶質の微
粒子シリカであるポゾランを含有し、主として地盤注入
材料として利用される固結用材に係り、特に高固結強度
を呈するのみならず、長期間固結強度も大きく、さらに
ゲル化時間の調節が容易であって、特に、ゲル化時間を
長く調節して高固結強度を得、さらに浸透性にも優れた
固結用材料に関する。
粒子シリカであるポゾランを含有し、主として地盤注入
材料として利用される固結用材に係り、特に高固結強度
を呈するのみならず、長期間固結強度も大きく、さらに
ゲル化時間の調節が容易であって、特に、ゲル化時間を
長く調節して高固結強度を得、さらに浸透性にも優れた
固結用材料に関する。
地盤注入用藁材として、従来、水ガラスにセメントのよ
うな懸濁性反応剤を加えてなる水ガラスグラウト(懸濁
型グラウト)、あるいは水ガラスに有機系反応剤や、無
機塩のような溶液性反応剤を加えてなる水ガラスグラウ
トが知られている。
うな懸濁性反応剤を加えてなる水ガラスグラウト(懸濁
型グラウト)、あるいは水ガラスに有機系反応剤や、無
機塩のような溶液性反応剤を加えてなる水ガラスグラウ
トが知られている。
このうち、溶液性反応剤を用いた水ガラスグラウトは懸
濁性反応剤を用いたものよりも浸透性に優れているとい
う利点を有するが、強度が低く、特にゲル化時間を長く
調整する場合には反応剤を少な(することになり、した
がって水ガラス中に未反応のSin、分が多く残存し、
このため強度が一層低くなり、かつ長期固結用強度も得
られないという問題があった。
濁性反応剤を用いたものよりも浸透性に優れているとい
う利点を有するが、強度が低く、特にゲル化時間を長く
調整する場合には反応剤を少な(することになり、した
がって水ガラス中に未反応のSin、分が多く残存し、
このため強度が一層低くなり、かつ長期固結用強度も得
られないという問題があった。
さらに、セメントを用いる懸濁型グラウトもまた、ゲル
化時間を長く調整した場合には前述と同様の問題が生し
た。
化時間を長く調整した場合には前述と同様の問題が生し
た。
そこで、ゲル化時間を長く調整する水ガラスグラウトと
して、低モル比の水ガラスを用いるセメント水ガラスグ
ラウトが提案されている。(特公昭51−8486号公
報)。しかし、この場合でも、ゲル化時間はせいぜい数
分からIO分程度しか長くならず、これでは水ガラスと
反応剤をミキサー中で充分に攪拌混合してから注入する
という事はできず、両者を注入管で合流してそのまま注
入するという手段をとらざるを得なかった。したがって
、このような合流注入では、充分な浸透効果が得られな
いのみならず、注入剤の混合が不充分であって反応が不
完全となり、このため地盤中の固結物は長期間安定した
ものとはならなかった。
して、低モル比の水ガラスを用いるセメント水ガラスグ
ラウトが提案されている。(特公昭51−8486号公
報)。しかし、この場合でも、ゲル化時間はせいぜい数
分からIO分程度しか長くならず、これでは水ガラスと
反応剤をミキサー中で充分に攪拌混合してから注入する
という事はできず、両者を注入管で合流してそのまま注
入するという手段をとらざるを得なかった。したがって
、このような合流注入では、充分な浸透効果が得られな
いのみならず、注入剤の混合が不充分であって反応が不
完全となり、このため地盤中の固結物は長期間安定した
ものとはならなかった。
また、ゲル化時間を長く設定するために、まず水ガラス
と少量のセメントを混合し、この上ずみ液を地盤中に注
入する工法、あるいはカルシウム化合物を水と混合して
静置し、その上ずみ液を低モル比の水ガラスと混合して
極めて少量の水溶性カルシウム化合物を含む水ガラスグ
ラウトを地盤中に注入する工法が知られている。
と少量のセメントを混合し、この上ずみ液を地盤中に注
入する工法、あるいはカルシウム化合物を水と混合して
静置し、その上ずみ液を低モル比の水ガラスと混合して
極めて少量の水溶性カルシウム化合物を含む水ガラスグ
ラウトを地盤中に注入する工法が知られている。
しかし、これらの工法に用いられるグラウトは10ミク
ロン程度のカルシウム化合物の微粒子を含むものの、実
質的には溶液型水ガラスグラウトと同じであり、水ガラ
ス中に含まれるSigh分に対するカルシウム分が極め
て少なく、このため未反応のSiO□が多く残存し、固
結強度が低くなるとともに耐久性にも劣るものである。
ロン程度のカルシウム化合物の微粒子を含むものの、実
質的には溶液型水ガラスグラウトと同じであり、水ガラ
ス中に含まれるSigh分に対するカルシウム分が極め
て少なく、このため未反応のSiO□が多く残存し、固
結強度が低くなるとともに耐久性にも劣るものである。
さらに、イオン交換樹脂を用いて水ガラスからアルカリ
金属を除去して得られる超微粒子シリカ溶液と、塩とを
含む注入材が提示されているが、超微粒子シリカは殆ど
中性領域にあって、石灰等の多価金属イオンを含む化合
物と瞬間的に反応してしまい、長いゲル化時間は得られ
ない。
金属を除去して得られる超微粒子シリカ溶液と、塩とを
含む注入材が提示されているが、超微粒子シリカは殆ど
中性領域にあって、石灰等の多価金属イオンを含む化合
物と瞬間的に反応してしまい、長いゲル化時間は得られ
ない。
また、生石灰の消化作用を利用して高含水地盤を固結す
る方法として、生石灰と水滓に水ガラスを添加してなる
注入材も知られているが、水滓は結晶性珪酸カルシウム
を主成分とし、粒径が大きく、また、反応性も極めて低
く、したがって、浸透性に劣るのみならず、ゲル化時間
の調整もほとんど不可能である。
る方法として、生石灰と水滓に水ガラスを添加してなる
注入材も知られているが、水滓は結晶性珪酸カルシウム
を主成分とし、粒径が大きく、また、反応性も極めて低
く、したがって、浸透性に劣るのみならず、ゲル化時間
の調整もほとんど不可能である。
さらに、非コロイド性シリカの苛性ソーダ溶液とカルシ
ウム塩を反応剤として含存した注入材も知られているが
、これは素材の反応が不充分であるのみならず、ゲル化
時間が不明確で、注入対象外に逸脱漏出しやすく、また
、アルカリ分も溶出しやすい。
ウム塩を反応剤として含存した注入材も知られているが
、これは素材の反応が不充分であるのみならず、ゲル化
時間が不明確で、注入対象外に逸脱漏出しやすく、また
、アルカリ分も溶出しやすい。
また、水ガラスに苛性ソーダを添加して水ガラスのモル
比を低下させた後、これにアルミン酸ソーダを添加混合
してなる注入材も知られているが、アルミン酸ソーダは
易溶性であるため、ゲル化時間が短く、実用上ゲル化時
間を10分以上に調節することが困難である。
比を低下させた後、これにアルミン酸ソーダを添加混合
してなる注入材も知られているが、アルミン酸ソーダは
易溶性であるため、ゲル化時間が短く、実用上ゲル化時
間を10分以上に調節することが困難である。
また、地盤中にあらかじめ反応剤を注入しておき、その
後、この注入個所に低モル比の水ガラスを注入する工法
も提案されているが、この工法では地盤中において両液
を一定の比率で反応させることが事実上不可能であり、
このため充分な固結効果あるいは長期固結効果を期待す
ることは困難である。
後、この注入個所に低モル比の水ガラスを注入する工法
も提案されているが、この工法では地盤中において両液
を一定の比率で反応させることが事実上不可能であり、
このため充分な固結効果あるいは長期固結効果を期待す
ることは困難である。
上述の従来工法における各種水ガラスグラウトはさらに
上述の欠点の他に、いずれも固結物の耐久性すなわち長
期間固結強度に劣るものである。
上述の欠点の他に、いずれも固結物の耐久性すなわち長
期間固結強度に劣るものである。
この理由は固結物の主成分が水ガラスに起因するシリカ
のみであり、この水ガラスは殆ど完全な溶液であるため
、水ガラス中に含まれているシリカ分の分子量が極めて
小さく、これによって生じるゲルも不安定なシリカ分を
多く含み、このため、長期間のうちにシリカ分が固結物
から溶出してしまい、長期強度が低下するためである。
のみであり、この水ガラスは殆ど完全な溶液であるため
、水ガラス中に含まれているシリカ分の分子量が極めて
小さく、これによって生じるゲルも不安定なシリカ分を
多く含み、このため、長期間のうちにシリカ分が固結物
から溶出してしまい、長期強度が低下するためである。
そこで、本発明の目的はシリカ分として水ガラスに加え
て、さらに非晶質シリカの微粒子であるポゾランを用い
、かつ、混合系のS i Ox/ Me2Oをモル比で
2.5以下に定め、これによりシリカ分の固結物が安定
化して高固結強度を呈するのみならず、長期間固結強度
をも増大せしめ、さらには浸透性を向上せしめ、また、
ゲル化時間の調整をも容易とし、特にゲル化時間を長く
調節して高固結強度を得、前述の公知技術に存する欠点
を改良した固結用材料を提供することにある。
て、さらに非晶質シリカの微粒子であるポゾランを用い
、かつ、混合系のS i Ox/ Me2Oをモル比で
2.5以下に定め、これによりシリカ分の固結物が安定
化して高固結強度を呈するのみならず、長期間固結強度
をも増大せしめ、さらには浸透性を向上せしめ、また、
ゲル化時間の調整をも容易とし、特にゲル化時間を長く
調節して高固結強度を得、前述の公知技術に存する欠点
を改良した固結用材料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、水ガラス
と、ポゾランと、石灰類とを含有してなり、これら混合
系のS i L/ Met Oが、モル比テ2.5以下
であることを特徴とする。ただし、ここで5if2は水
ガラスに起因するシリカ分であり、Me、Oは水ガラス
に起因する物質であり、Meはアルカリ金属である。
と、ポゾランと、石灰類とを含有してなり、これら混合
系のS i L/ Met Oが、モル比テ2.5以下
であることを特徴とする。ただし、ここで5if2は水
ガラスに起因するシリカ分であり、Me、Oは水ガラス
に起因する物質であり、Meはアルカリ金属である。
さらに、上述の本発明は前記三成分系に加えてさらに苛
性アルカリ等のアルカリ剤を含有してもよい。この場合
も、これら混合系のSiO□/ M e tOがモル比
で2.5以下であって、SiO,は水ガラスに起因する
シリカ分であり、MezOは水ガラスとアルカリ剤に起
因する物質の合計量である。
性アルカリ等のアルカリ剤を含有してもよい。この場合
も、これら混合系のSiO□/ M e tOがモル比
で2.5以下であって、SiO,は水ガラスに起因する
シリカ分であり、MezOは水ガラスとアルカリ剤に起
因する物質の合計量である。
本発明に用いられる水ガラスはオルソ珪酸ソーダ、メタ
珪酸ソーダ等の液状ないしは粉状水ガラスであって、特
にモル比(S i Ox/ Mete)が2.5以下の
ものが用いられるが、混合系にアルカリ剤を含有する場
合には、水ガラスのモル比は2.5以下に限定されない
。しかし、この場合、アルカリ剤の使用量は混合系にお
ける水ガラスに起因するシリカ分と、アルカリ分く水ガ
ラス中のアルカリ分とアルカリ剤の合計量)の比率がモ
ル比(SiQ z / M ez O)で2.5以下、
好ましくは2.5〜0.5である。ここで用いられるア
ルカリ剤は苛性ソーダのような苛性アルカリや、炭酸の
アルカリ金属塩ような水溶性アルカリ剤が適しているが
、特に苛性アルカリが最適である。このアルカリ剤はあ
らかじめ水ガラスと混合して用いてもよく、あるいは現
場で水ガラスと混合して用いてもよく、さらにポゾラン
と混合して用いてもよい。一般に水ガラス水溶液は通常
溶融法と湿式法によって製造され、前者は珪酸とソーダ
灰を溶融し、冷却して得られる珪酸ソーダガラスを水に
溶解して製造され、後者は原料として液体苛性ソーダお
よび珪酸粉末を用い、珪酸ソーダガラスとして取り出す
ことなく、直接珪酸ソーダ溶液を得ることにより製造さ
れる。
珪酸ソーダ等の液状ないしは粉状水ガラスであって、特
にモル比(S i Ox/ Mete)が2.5以下の
ものが用いられるが、混合系にアルカリ剤を含有する場
合には、水ガラスのモル比は2.5以下に限定されない
。しかし、この場合、アルカリ剤の使用量は混合系にお
ける水ガラスに起因するシリカ分と、アルカリ分く水ガ
ラス中のアルカリ分とアルカリ剤の合計量)の比率がモ
ル比(SiQ z / M ez O)で2.5以下、
好ましくは2.5〜0.5である。ここで用いられるア
ルカリ剤は苛性ソーダのような苛性アルカリや、炭酸の
アルカリ金属塩ような水溶性アルカリ剤が適しているが
、特に苛性アルカリが最適である。このアルカリ剤はあ
らかじめ水ガラスと混合して用いてもよく、あるいは現
場で水ガラスと混合して用いてもよく、さらにポゾラン
と混合して用いてもよい。一般に水ガラス水溶液は通常
溶融法と湿式法によって製造され、前者は珪酸とソーダ
灰を溶融し、冷却して得られる珪酸ソーダガラスを水に
溶解して製造され、後者は原料として液体苛性ソーダお
よび珪酸粉末を用い、珪酸ソーダガラスとして取り出す
ことなく、直接珪酸ソーダ溶液を得ることにより製造さ
れる。
さらに、本発明に用いられるポゾランは非晶質の5in
tを含有し、比表面積の大きな、反応性に富む微粉末で
あって、アルカリで溶出しゃすいSiO□を含み、アル
カリの作用により常温では完全には溶けないが、粒子の
表面のSin、が反応しやすい状態となり、石灰類と反
応して珪酸カルシウム等、不溶性の珪酸塩をつくり、結
晶となる。すなわち、ポゾランはそれ自体は水ガラスと
反応して固まることはないが、水酸化カルシウムと常温
で徐々に反応して不溶性の化合物をつくる、いわゆるポ
ゾラン反応する非晶質の鉱物質微粉末である。具体的に
は酸性白土、けいそう土、珪華、火山灰、合成シリカ、
フライアッシュ、製紙スラッジの焼成粉末等があげられ
る。
tを含有し、比表面積の大きな、反応性に富む微粉末で
あって、アルカリで溶出しゃすいSiO□を含み、アル
カリの作用により常温では完全には溶けないが、粒子の
表面のSin、が反応しやすい状態となり、石灰類と反
応して珪酸カルシウム等、不溶性の珪酸塩をつくり、結
晶となる。すなわち、ポゾランはそれ自体は水ガラスと
反応して固まることはないが、水酸化カルシウムと常温
で徐々に反応して不溶性の化合物をつくる、いわゆるポ
ゾラン反応する非晶質の鉱物質微粉末である。具体的に
は酸性白土、けいそう土、珪華、火山灰、合成シリカ、
フライアッシュ、製紙スラッジの焼成粉末等があげられ
る。
また、本発明に用いられる石灰類は生石灰、消石灰、石
灰石、ドロマイト等の天然カルシウム化合物粉体、ある
いはこれらの主成分の合成カルシウム化合物粉体であり
、このうち、特に、生石灰、消石灰が好ましい。この使
用量は混合系における水ガラスとポゾランに起因するシ
リカ分の合計量に対してモル比で0.2以上、すなわち
、石灰類/Stowがモル比で0,2以上となるような
量が好ましい。
灰石、ドロマイト等の天然カルシウム化合物粉体、ある
いはこれらの主成分の合成カルシウム化合物粉体であり
、このうち、特に、生石灰、消石灰が好ましい。この使
用量は混合系における水ガラスとポゾランに起因するシ
リカ分の合計量に対してモル比で0.2以上、すなわち
、石灰類/Stowがモル比で0,2以上となるような
量が好ましい。
上述の本発明固結用材料は地盤注入のほかに、土や砂等
と混合し、攪拌したり、土に吹き付けたり、土と置き換
えたりして、土構造物の構築や構造物そのもの等にも利
用される。特に、本発明は有機買上のように、従来セメ
ントや石灰では効果が得られない土の改良にもきわめて
優れている。
と混合し、攪拌したり、土に吹き付けたり、土と置き換
えたりして、土構造物の構築や構造物そのもの等にも利
用される。特に、本発明は有機買上のように、従来セメ
ントや石灰では効果が得られない土の改良にもきわめて
優れている。
通常、モル比が2.5以上の水ガラスに石灰類を添加し
た場合、この水ガラスが溶融法によるものであれ、湿式
法であれ、水ガラスのSiO□に対し、当世に近い石灰
を加えるとゲル化が数秒で生じてしまい、数十分とか、
60分以上というゲル化時間の延長は不可能である。こ
の理由は溶融法あるいは湿式法で製造されている市販水
ガラスが分子量の大きいコロイド珪酸を多く含有するた
め、ゲル化しやすい状態にあるためであり、したがって
、反応剤(石灰類)のわずかな量でゲル化してしまい、
そのゲル化物の結合も弱く、強度も小さい。
た場合、この水ガラスが溶融法によるものであれ、湿式
法であれ、水ガラスのSiO□に対し、当世に近い石灰
を加えるとゲル化が数秒で生じてしまい、数十分とか、
60分以上というゲル化時間の延長は不可能である。こ
の理由は溶融法あるいは湿式法で製造されている市販水
ガラスが分子量の大きいコロイド珪酸を多く含有するた
め、ゲル化しやすい状態にあるためであり、したがって
、反応剤(石灰類)のわずかな量でゲル化してしまい、
そのゲル化物の結合も弱く、強度も小さい。
しかるに、上述のモル比が2.5以下の水ガラスにポゾ
ランからのシリカ分を併用すると、シリカ分が同一濃度
であるにもかかわらず、ゲル化時間が長くなり、ゲル化
物も強固となる。さらに、上述の低モル比の水ガラスの
代わりに、任意のモル比の水ガラスにアルカリ剤を併用
することによりアルカリ剤が水ガラスとポゾランに作用
して混合系のモル比(水ガラスに起因するシリカ分/水
ガラスに起因するアルカリ+アルカリ剤(モル比))が
上述の水ガラスと同一であるにもかかわらず、ゲル化時
間は長くなり、ゲル化物も強固となる。
ランからのシリカ分を併用すると、シリカ分が同一濃度
であるにもかかわらず、ゲル化時間が長くなり、ゲル化
物も強固となる。さらに、上述の低モル比の水ガラスの
代わりに、任意のモル比の水ガラスにアルカリ剤を併用
することによりアルカリ剤が水ガラスとポゾランに作用
して混合系のモル比(水ガラスに起因するシリカ分/水
ガラスに起因するアルカリ+アルカリ剤(モル比))が
上述の水ガラスと同一であるにもかかわらず、ゲル化時
間は長くなり、ゲル化物も強固となる。
すなわち、水ガラスと、ポゾランと、石灰類の混合系に
さらにアルカリ剤を併用すると、水ガラスおよびポゾラ
ンのシリカ分と充分に反応し得る石灰類を加えたにもか
かわらず、数十分〜数時間の極めて長いゲル化時間をも
って強固に固結する。
さらにアルカリ剤を併用すると、水ガラスおよびポゾラ
ンのシリカ分と充分に反応し得る石灰類を加えたにもか
かわらず、数十分〜数時間の極めて長いゲル化時間をも
って強固に固結する。
また、一般に、ポゾランは常温でモル比が2.5以下の
低アルカリ水ガラス水溶液と混合すると、一部がアルカ
リにより溶解し、その周辺に溶解したシリカと水ガラス
中のシリカとがとりまいた状態となって懸濁状態を示す
。これはポゾランの比表面積が非常に大きくて、しかも
アルカリの作用で表面が界面活性に優れた状態となって
いるためと推定される。したがって、ここに石灰類が存
在すると、通常のポゾラン化作用(数ケ月〜数年)にく
らべて短期間のうちに、しかも水分の多い状態下でポゾ
ラン作用が生じる。(石灰類とポゾランのみを水分の多
い状態、すなわち溶液状態にすると沈澱してしまい、全
体は固結硬化も殆どないか、あるとしても短期間のうち
に進行することはない。)石灰類は高アルカリ下で水ガ
ラスに起因するSiO□と反応してのち、表面が活性化
されたポゾランと反応して不活性の強固な多価金属の珪
酸塩をつくるものと思われる。しかも石灰類は難溶性粉
末であるため、充分な添加量を配合してもゲル化時間は
短(ならず、しかも長期間にわたってポゾランにCa
”を供給して長期強度を発現させる。
低アルカリ水ガラス水溶液と混合すると、一部がアルカ
リにより溶解し、その周辺に溶解したシリカと水ガラス
中のシリカとがとりまいた状態となって懸濁状態を示す
。これはポゾランの比表面積が非常に大きくて、しかも
アルカリの作用で表面が界面活性に優れた状態となって
いるためと推定される。したがって、ここに石灰類が存
在すると、通常のポゾラン化作用(数ケ月〜数年)にく
らべて短期間のうちに、しかも水分の多い状態下でポゾ
ラン作用が生じる。(石灰類とポゾランのみを水分の多
い状態、すなわち溶液状態にすると沈澱してしまい、全
体は固結硬化も殆どないか、あるとしても短期間のうち
に進行することはない。)石灰類は高アルカリ下で水ガ
ラスに起因するSiO□と反応してのち、表面が活性化
されたポゾランと反応して不活性の強固な多価金属の珪
酸塩をつくるものと思われる。しかも石灰類は難溶性粉
末であるため、充分な添加量を配合してもゲル化時間は
短(ならず、しかも長期間にわたってポゾランにCa
”を供給して長期強度を発現させる。
さらに、本発明において、シリカ分は水ガラスとポゾラ
ンのシリカ分とからなるので、水ガラスのシリカ分にポ
ゾランのシリカ分が加わって水ガラス単独よりシリカ濃
度が濃くなり、しかもポゾランのシリカ分は懸濁状態で
あるため直ちに反応せず、したがって、固結材の濃度を
大きくしても、シリカ分として水ガラス単独で用いる場
合に比べてゲル化時間が短縮されず、長いゲル化時間を
保持しながら高強度ならびに長期固結強度を得ることが
できる。
ンのシリカ分とからなるので、水ガラスのシリカ分にポ
ゾランのシリカ分が加わって水ガラス単独よりシリカ濃
度が濃くなり、しかもポゾランのシリカ分は懸濁状態で
あるため直ちに反応せず、したがって、固結材の濃度を
大きくしても、シリカ分として水ガラス単独で用いる場
合に比べてゲル化時間が短縮されず、長いゲル化時間を
保持しながら高強度ならびに長期固結強度を得ることが
できる。
しかも、ポゾランはアルカリ分が多くなるにつれて表面
の反応性が活性化され、水ガラス水溶液のモル比5iO
z/MezOの値が2.5以下の場合には、あるいは水
ガラスにアルカリを添加してSiO□/MezOのモル
比を低下させた場合には、長いゲル化時間で高強度を得
、かつ経口的強度増加(耐久性)が容易に得られる。特
に、水ガラス(モル比は2.5よりも高くてもよい)と
、ポゾランと、石灰と、アルカリ剤を用いた場合は配合
液における5iOt/MetOのモル比が、モル比の低
い水ガラスを用いた場合(アルカリ剤を使用しない)の
配合と同一モル比であってもより長いゲル化時間と長期
固結強度を得ることができる。
の反応性が活性化され、水ガラス水溶液のモル比5iO
z/MezOの値が2.5以下の場合には、あるいは水
ガラスにアルカリを添加してSiO□/MezOのモル
比を低下させた場合には、長いゲル化時間で高強度を得
、かつ経口的強度増加(耐久性)が容易に得られる。特
に、水ガラス(モル比は2.5よりも高くてもよい)と
、ポゾランと、石灰と、アルカリ剤を用いた場合は配合
液における5iOt/MetOのモル比が、モル比の低
い水ガラスを用いた場合(アルカリ剤を使用しない)の
配合と同一モル比であってもより長いゲル化時間と長期
固結強度を得ることができる。
以下、本発明を実験例により具体的に説明する。
〔実験−1〕
市販3号水ガラス(モル比2.94、SiO□: 28
.29%、NazO: 9.94%、比重1.4溶融法
によって製造)と消石灰系のゲル化時間を測定し、結果
を表−1に示す。
.29%、NazO: 9.94%、比重1.4溶融法
によって製造)と消石灰系のゲル化時間を測定し、結果
を表−1に示す。
表−1
Si(h : 0.165モル/混合液100cc表−
1より、3号水ガラスではCa(OH)zのいずれの量
でもゲル化時間が短いことがわかる。
1より、3号水ガラスではCa(OH)zのいずれの量
でもゲル化時間が短いことがわかる。
また、強度も小さ(、例えば試料隘3の場合、固結標準
砂は30日後で1.5kg/cj、1ケ月水中養生後で
0.8kg/cd程度である。
砂は30日後で1.5kg/cj、1ケ月水中養生後で
0.8kg/cd程度である。
〔実験−2〕
水ガラス−セメント−アルカリ剤系の実験結果を表−2
に示す。
に示す。
水ガラスは実験−1のものを用い、アルカリ剤として苛
性ソーダを用いた。水ガラスとアルカリ剤の混合比率は
表−2中のモル比になるように定めた。混合液(A液と
B液) 100cc当たり、SiO□含有量は0.1
65モルである。
性ソーダを用いた。水ガラスとアルカリ剤の混合比率は
表−2中のモル比になるように定めた。混合液(A液と
B液) 100cc当たり、SiO□含有量は0.1
65モルである。
表−2
表−2よりモル比が低くなれば、水ガラス−セメント系
はゲル化時間が長くなるが、固結性が極めて悪く、ゲル
化が不安定になることがわかる。
はゲル化時間が長くなるが、固結性が極めて悪く、ゲル
化が不安定になることがわかる。
〔実験−3〕
水ガラス−セメントあるいは石灰の上ずみ液−アルカリ
剤系の実験結果を表−3に示す。
剤系の実験結果を表−3に示す。
なお、A液は実験−1の水ガラス25ccとアルカリ剤
(苛性ソーダ)と水との混合液であり、このモル比を表
−3に示した。また、B液は水100ccにセメントあ
るいは石灰をそれぞれ20gづつ混合し、1時間静止し
てのち、上ずみ液を50ccとった。
(苛性ソーダ)と水との混合液であり、このモル比を表
−3に示した。また、B液は水100ccにセメントあ
るいは石灰をそれぞれ20gづつ混合し、1時間静止し
てのち、上ずみ液を50ccとった。
表−3
表−3における固結標準砂の一軸圧縮強度(kg/C!
I+)は3日後で、それぞれ、試料阻順に、0.8.0
.7、−10.5.1ケ月で0.5.0.4、−10.
3を示し、注入目的のための強度としては弱すぎること
がわかった。
I+)は3日後で、それぞれ、試料阻順に、0.8.0
.7、−10.5.1ケ月で0.5.0.4、−10.
3を示し、注入目的のための強度としては弱すぎること
がわかった。
〔実験−4〕
各種ポゾランと、S i、 ox/ Naz O(モル
比)2.0の市販水ガラスに、消石灰をCab/Σ±b
(モル比)1.0となる量添加し、各配合液についてゲ
ル化時間ならびに固結強度を測定した。結果を表−4に
示す。
比)2.0の市販水ガラスに、消石灰をCab/Σ±b
(モル比)1.0となる量添加し、各配合液についてゲ
ル化時間ならびに固結強度を測定した。結果を表−4に
示す。
また、Sing/Nag○(モル比’) 2.94の市
販水ガラスに苛性ソーダを添加混合し、水ガラス−ポゾ
ラン−消石灰−苛性ソーダ系の配合液についてもゲル化
実験を行った。この場合のモル比は2,0とし、SiO
□は水ガラスに起因するSjO□とし、Na2Oは水ガ
ラス中のアルカリと苛性ソーダの合計量に起因するもの
とした。(水ガラスに起因するアルカリをNanoと表
現するのに対し、水ガラスに起因するアルカリとアルカ
リ剤の合計にかかわるアルカリをNanoと表現する。
販水ガラスに苛性ソーダを添加混合し、水ガラス−ポゾ
ラン−消石灰−苛性ソーダ系の配合液についてもゲル化
実験を行った。この場合のモル比は2,0とし、SiO
□は水ガラスに起因するSjO□とし、Na2Oは水ガ
ラス中のアルカリと苛性ソーダの合計量に起因するもの
とした。(水ガラスに起因するアルカリをNanoと表
現するのに対し、水ガラスに起因するアルカリとアルカ
リ剤の合計にかかわるアルカリをNanoと表現する。
)また、Ca○/SiO□(モル比)は1.0とした。
この場合、3i0.は水ガラスとポゾランに起因するシ
リカ分である。(水ガラスに起因するシリカ分をSin
gと表現するのに対し、水ガラスに起因するシリカ分を
ポゾランに起因するシリカ分の合計にかかわるシリカ分
を1±九と表現する。) 表−4において、ゲル化時間ならびに固結標準砂の一軸
圧縮強度の各欄の左上欄数字はアルカリ剤を含まない場
合の測定結果、右下欄の数字はアルカリ剤を含む場合の
測定結果を示す。
リカ分である。(水ガラスに起因するシリカ分をSin
gと表現するのに対し、水ガラスに起因するシリカ分を
ポゾランに起因するシリカ分の合計にかかわるシリカ分
を1±九と表現する。) 表−4において、ゲル化時間ならびに固結標準砂の一軸
圧縮強度の各欄の左上欄数字はアルカリ剤を含まない場
合の測定結果、右下欄の数字はアルカリ剤を含む場合の
測定結果を示す。
なお、実験に用いた上記モル比2.94の市販水ガラス
はS i Ox : 28.29%、Nag O: 9
.94%、比重1.4であって、溶融法により製造され
たものである。
はS i Ox : 28.29%、Nag O: 9
.94%、比重1.4であって、溶融法により製造され
たものである。
なお、以下の実験に用いたポゾラン中に含有されている
Singの含有量(重量%)と粒径を以下に示す。
Singの含有量(重量%)と粒径を以下に示す。
珪華;97%(5〜10μ)、珪藻土−8】%(11μ
)フライアッシュ=55%〔44μ以上(25%以下)
、44μ以下(75%以上)〕、酸性白土:69%(2
5μ) / / / 、/ / / / 2Q 表−4より、5iO21度を高くした場合、水ガラスの
みの5i02に依存するとゲル化時間が短くなるが、ポ
ゾランからのSiO□にも依存した場合、充分に長いゲ
ル化時間を保持し得ることがわかる。
)フライアッシュ=55%〔44μ以上(25%以下)
、44μ以下(75%以上)〕、酸性白土:69%(2
5μ) / / / 、/ / / / 2Q 表−4より、5iO21度を高くした場合、水ガラスの
みの5i02に依存するとゲル化時間が短くなるが、ポ
ゾランからのSiO□にも依存した場合、充分に長いゲ
ル化時間を保持し得ることがわかる。
また、水ガラスからの5totのみの場合はゲル化を早
く進行させるか、初期強度増加に役立ち、長期強度増加
に対してはポゾランのSin、に依存することがわかる
。また、ポゾランに依存し過ぎ、水ガラスのSiO□が
少なくなり過ぎると、初期強度、長期強度の両方が低下
する傾向にあり、SiO□は水ガラスとポゾランの両方
に依存してはじめて優れた効果を呈し、いずれかのみの
場合には、長いゲル化時間、優れた初期強度、長期強度
を保持し得ないことがわかる。
く進行させるか、初期強度増加に役立ち、長期強度増加
に対してはポゾランのSin、に依存することがわかる
。また、ポゾランに依存し過ぎ、水ガラスのSiO□が
少なくなり過ぎると、初期強度、長期強度の両方が低下
する傾向にあり、SiO□は水ガラスとポゾランの両方
に依存してはじめて優れた効果を呈し、いずれかのみの
場合には、長いゲル化時間、優れた初期強度、長期強度
を保持し得ないことがわかる。
なお、表−4においてシリカ分を水ガラスとポゾランの
両方に依存したものは固結強度ならびに長期固結強度は
いずれも大きいが、これはポゾランからの5iftがア
ルカリ溶液中でもQi状の安定した粒径を保ち、水ガラ
スのSin、のように不安定で小さな分子ではないので
、固結物が安定した構造を形成するためである。
両方に依存したものは固結強度ならびに長期固結強度は
いずれも大きいが、これはポゾランからの5iftがア
ルカリ溶液中でもQi状の安定した粒径を保ち、水ガラ
スのSin、のように不安定で小さな分子ではないので
、固結物が安定した構造を形成するためである。
〔実に*−53
S i at/ NazO(またはS i(h/Naz
O) (モル比)を変化させ、これらについてゲル化
時間ならびに固結強度を測定し、結果を表−5に示した
。
O) (モル比)を変化させ、これらについてゲル化
時間ならびに固結強度を測定し、結果を表−5に示した
。
ポゾランとしてはフライアッシュを用い、シリカ分は配
合液1(1(lcc当たり水ガラスから0.1モル、ポ
ゾランから0.1モルとし、合計0.2モルとした。
合液1(1(lcc当たり水ガラスから0.1モル、ポ
ゾランから0.1モルとし、合計0.2モルとした。
また、モル比が2.94.2.5.2.2の配合ではア
ルカリ剤を併用せずに市販水ガラスのみを用い、モル比
が2.0〜0.5の配合ではモル比が2.94の市販水
ガラスに苛性ソーダを併用したものを用いた。
ルカリ剤を併用せずに市販水ガラスのみを用い、モル比
が2.0〜0.5の配合ではモル比が2.94の市販水
ガラスに苛性ソーダを併用したものを用いた。
表−5
互1oz二0.2モル/配合液100cc表−5より、
5i02/Na2Oのモル比が2.5以下で長期強度と
長いゲル化時間を得ることがわかる。
5i02/Na2Oのモル比が2.5以下で長期強度と
長いゲル化時間を得ることがわかる。
〔実験−6〕
実験−5と同様にして、Cab/Sin、(モル比)を
変化させ、これらについて固結強度を測定し、結果を表
−6に示した。
変化させ、これらについて固結強度を測定し、結果を表
−6に示した。
ここで、StO□/ N a20 (モル比)は1.5
とした。
とした。
表−6
510! : 0.2モル/配合液100cc表−6よ
り、Cab/且土りのモル比が0.2以上で高固結強度
を呈して望ましいことがわかる。
り、Cab/且土りのモル比が0.2以上で高固結強度
を呈して望ましいことがわかる。
〔実験−7〕
実験−5と同様にして、CaO/SiO□のモル比1.
0、S i ox/ Na2Oのモル比2.0とし、S
iO2濃度を変化させて、それぞれについてゲル化時間
ならびに固結強度を測定し、結果を表−7に示した。
0、S i ox/ Na2Oのモル比2.0とし、S
iO2濃度を変化させて、それぞれについてゲル化時間
ならびに固結強度を測定し、結果を表−7に示した。
表−7から、SiO□濃度が配合液100cc当たり0
.10モル以上であれば高固結強度を得て、望ましいこ
とがわかる。
.10モル以上であれば高固結強度を得て、望ましいこ
とがわかる。
〔実験−8〕に示す各種配合系のゲル化時間ならびに固
結強度を測定し、結果を表−8に示した。
結強度を測定し、結果を表−8に示した。
ここで、水ガラスはモル比2.94のものを用い、苛性
ソーダの添加によりモル比1.0.1.5.2.0各種
モル比に調整した。(A?&欄中に記載)また、SiO
2は配合液100cc中のモル数を示し、水ガラスに起
因するSiQ□とポゾランに起因する3102の比率は
1:1 (モル比)である。
ソーダの添加によりモル比1.0.1.5.2.0各種
モル比に調整した。(A?&欄中に記載)また、SiO
2は配合液100cc中のモル数を示し、水ガラスに起
因するSiQ□とポゾランに起因する3102の比率は
1:1 (モル比)である。
表−8から、本発明において、各種反応剤を併用するこ
とができ、また、水溶性多価金属塩は水ガラス−ポゾラ
ン系と反応して瞬結してしまうが、石灰類は難溶性であ
るため、シリカ分と当量の石灰類を混合しても直ちに反
応せず、ゲル化後も石灰からのカルシウムが長期間にわ
たってその周辺のシリカにCaイオンを供給し、ゲル化
時には未反応のシリカ分が最終的には珪酸カルシウムを
形成するため、長期間強度を呈することがわかる。
とができ、また、水溶性多価金属塩は水ガラス−ポゾラ
ン系と反応して瞬結してしまうが、石灰類は難溶性であ
るため、シリカ分と当量の石灰類を混合しても直ちに反
応せず、ゲル化後も石灰からのカルシウムが長期間にわ
たってその周辺のシリカにCaイオンを供給し、ゲル化
時には未反応のシリカ分が最終的には珪酸カルシウムを
形成するため、長期間強度を呈することがわかる。
〔実験−9〕
水ガラス−ポゾラン(フライアンシュ)−アルカリ剤(
苛性ソーダ)−消石灰系のゲル化時間の長い配合液を基
本素材(A液)とし、これにゲル化促進剤、強度増強剤
等(B液)を合流あるいは添加して任意のグラウトを調
整し、これらについてゲル化時間を測定し、結果を表−
9に示した。
苛性ソーダ)−消石灰系のゲル化時間の長い配合液を基
本素材(A液)とし、これにゲル化促進剤、強度増強剤
等(B液)を合流あるいは添加して任意のグラウトを調
整し、これらについてゲル化時間を測定し、結果を表−
9に示した。
前記基本素材(実験−2、表−2に記載のもの)はS
i Ox : 0.2モル(水ガラスからの3i0.:
0.1モル、フライアッシュからの3i0z:0.1モ
ル)、S i Ox/ N a 20 : 2.0、
Ca O/ S ioz : 1.0、ゲル化時間1
30分である。
i Ox : 0.2モル(水ガラスからの3i0.:
0.1モル、フライアッシュからの3i0z:0.1モ
ル)、S i Ox/ N a 20 : 2.0、
Ca O/ S ioz : 1.0、ゲル化時間1
30分である。
表−9
前記AB混合液は実際の地盤注入に際して1台のミキサ
ー中で混合して注入してもよく、これらを合流しても注
入される。なお、本発明は表−9のB液成分のほかにポ
ゾラン、アルカリ金属塩、多価金属塩、酸性水ガラス水
溶液、モル比の高い(例えばモル比3〜4)水ガラス水
溶液等、任意の反応剤を併用し、ゲル化時間を数秒〜数
十分に調整することができる。また、本発明は前記基本
素材(A液)に急結性ゲル化促進剤(B液)を合流注入
してのち、ゲル化時間の長い基本素材を注入するという
複合注入にも応用できる。注入に使用される注入管は多
重管、単管等であり、本発明はこれらの注入管を用いて
二重管ダブルバンカー工法、二重管ロンド複合注入工法
、ストレーナ注入工法、二重管瞬結工法等、広範囲の注
入工法に利用される。なお、本発明は地盤注入以外に、
土との噴射混合、攪拌混合等による地盤改良にも利用さ
れる。
ー中で混合して注入してもよく、これらを合流しても注
入される。なお、本発明は表−9のB液成分のほかにポ
ゾラン、アルカリ金属塩、多価金属塩、酸性水ガラス水
溶液、モル比の高い(例えばモル比3〜4)水ガラス水
溶液等、任意の反応剤を併用し、ゲル化時間を数秒〜数
十分に調整することができる。また、本発明は前記基本
素材(A液)に急結性ゲル化促進剤(B液)を合流注入
してのち、ゲル化時間の長い基本素材を注入するという
複合注入にも応用できる。注入に使用される注入管は多
重管、単管等であり、本発明はこれらの注入管を用いて
二重管ダブルバンカー工法、二重管ロンド複合注入工法
、ストレーナ注入工法、二重管瞬結工法等、広範囲の注
入工法に利用される。なお、本発明は地盤注入以外に、
土との噴射混合、攪拌混合等による地盤改良にも利用さ
れる。
この場合、本発明固結材料はゲル化時間を長く調整する
ことにより、土との混合、転圧を完了してから固結を開
始するため、作業性に優れている〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明にがかる固結用材料はゲル化時間
を長くしても固結強度を得るとともに長期耐久性にも優
れ、地盤固結用の薬液として最適な固結用材料である。
ことにより、土との混合、転圧を完了してから固結を開
始するため、作業性に優れている〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明にがかる固結用材料はゲル化時間
を長くしても固結強度を得るとともに長期耐久性にも優
れ、地盤固結用の薬液として最適な固結用材料である。
Claims (3)
- (1)水ガラスと、ポゾランと、石灰類とを含有してな
り、これら混合系のSiO_2/Me_2Oがモル比で
2.5以下である固結用材料。ただし、SiO_2は水
ガラスに起因するシリカ分であり、Meはアルカリ金属
である。 - (2)請求項第1項に記載の固結材料において、さらに
アルカリ剤を含有してなり、これらの混合系のSiO_
2/Me_2Oがモル比で2.5以下である固結用材料
。 - (3)請求項第1項または第2項に記載の固結用材料に
おいて、石灰類の含有量は石灰類/SiO_2がモル比
で0.2以上となるような量である固結用材料、ただし
、SiO_2は水ガラスとポゾランに起因するシリカ分
の合計量である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061996A JPH01239043A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固結用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061996A JPH01239043A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固結用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239043A true JPH01239043A (ja) | 1989-09-25 |
| JPH0580426B2 JPH0580426B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=13187325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061996A Granted JPH01239043A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固結用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239043A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349162A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トンネル用裏込め注入材 |
| JPH0598257A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-20 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入用薬液 |
| WO2010084555A1 (ja) * | 2009-01-26 | 2010-07-29 | トリオ・セラミックス株式会社 | 硬化性無機組成物 |
| JP2011088823A (ja) * | 2007-02-23 | 2011-05-06 | Doboku Chishitsu Kk | 水硬性固化材の製造方法および耐酸性コンクリート |
| CN106747165A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 西南科技大学 | 一种钙华地质用防渗材料及其应用 |
| CN106746947A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 西南科技大学 | 一种钙华地质用补缝剂及其应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61141657A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-28 | 大成建設株式会社 | 裏込め注入材 |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP63061996A patent/JPH01239043A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61141657A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-28 | 大成建設株式会社 | 裏込め注入材 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349162A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トンネル用裏込め注入材 |
| JPH0598257A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-20 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入用薬液 |
| JP2011088823A (ja) * | 2007-02-23 | 2011-05-06 | Doboku Chishitsu Kk | 水硬性固化材の製造方法および耐酸性コンクリート |
| WO2010084555A1 (ja) * | 2009-01-26 | 2010-07-29 | トリオ・セラミックス株式会社 | 硬化性無機組成物 |
| CN106747165A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 西南科技大学 | 一种钙华地质用防渗材料及其应用 |
| CN106746947A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 西南科技大学 | 一种钙华地质用补缝剂及其应用 |
| CN106747165B (zh) * | 2016-11-22 | 2018-04-03 | 西南科技大学 | 一种钙华地质用防渗材料及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0580426B2 (ja) | 1993-11-09 |
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Legal Events
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