JPH0326784A - 水ガラス―セメント系グラウト材 - 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〕 本発明はセメントー水ガラス系グラウトの改良に係り、
詳細には、低モル比水ガラスを使用することによって起
こる揺変現象を利用して長時間後に地盤中で確実に固結
せしめ、かつ長期固結強度に優れたセメントー水ガラス
系のグラウト材に関する。

〔従来の技術〕

セメントー水ガラス系グラウトとして従来、モル比３前
後の３号水ガラスを用い、凝固時間が１〜数分のグラウ
トがＬＷ工法として実用化されている。このグラウトは
凝固時間を数秒〜１０数秒に短縮するためには消石灰ま
たは生石灰の添加がはかられている。

また、このグラウトは凝固時間を延長せしめるためには
、水ガラスやセメントの濃度を低下させるが、強度の劣
化が激しい。その改良法としてモル比１．４〜２．５、
濃度（Ｓ　ｔ　０２　＋Ｎ　ａ　２０重量％）３３〜４
５％の水ガラスとセメント懸濁液を合流混合して数分程
度を要して凝固せしめる工法が考案されている。

また、水ガラス−セメント系グラウトにおいて、低モル
比水ガラス水溶液とセメント懸濁液の未固結流動性ゲル
を粘性土に混合、またはこのグラウトに水酸化アルミニ
ウム膠状沈殿物等を添加して砂地地盤に混合する考案が
なされている。しかしこの工法は水ガラスの同一濃度に
対してモル比が低下するに従って強度劣化をきたしてい
る。

水ガラスと硫酸を主とした酸性剤との強制混合によって
得た酸性シリカゾルとセメント懸濁液からなる系に溶解
性アルカリ剤を加えて凝固時間を数１０秒から数分程度
に調整する工法も考案されている。

この工法においても凝固時間を数時間持続せしめること
は不可能で、かつ好ましからざる硫酸イオン流出の懸念
を生ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

凝固時間を数時間まで長びかせて均等混合による１ショ
ット注入を可能にし、しかもそれ自体で長期固結強度と
恒久性に優れた水ガラス−セメント系グラウトは現在の
ところ未だに開発されていない。

そこで、本発明の目的は数時間の凝固時間を持続し、し
かも均一な固結体と強固な固結強度を示す水ガラス−セ
メント系グラウト材を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達戒するため、本発明によれば、水ガラス
とセメントを有効戊分とする水ガラス−セメント系グラ
ウトにおいて、前記水ガラスが水ガラスに水酸化アルカ
リを混合してモル比を１．０〜２．４に調整された低モ
ル比水ガラスであることを特徴とし、さらに必要に応じ
て前記水ガラス−セメント系グラウトに石灰（消石灰、
生石灰）を混合してなることを特徴とする。

〔作用〕

水ガラス−セメント系グラウトでは、使用する水ガラス
のモル比を低下させていくと、凝固時間が徐々に長びき
、モル比が２近辺以下のところで急に流動性を保ったま
ま、長時間ゲル化することなく、放置しておけば上澄液
を生じて沈殿し、凝固する。

このような配合液を、注入に用いた場合、水密性も不充
分でまた強度的にも軟弱であるため、注入材としては不
適当である。

本発明者は低モル比の水ガラスの使用にあたり、低モル
比の調製を水ガラスに水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウム（ＮａｓＯと化学的当量のκ２０）の水溶液を添
加混合して製造される低モル比水ガラス液を使用するこ
とにより、モル比２．４近辺から揺変現象を呈し、離漿
現象は減少し、数時間後に配合液全体が固化し、強度的
にも優れた固結体をうることを発見し、さらに消石灰、
生石灰を添加することにより、強度強化やゲル化時を明
確にし得ることを発見し、本発明を完或するに至った。

以下本発明を実施例により具体的に詳述する。

〔実施例〕

１．使用水ガラス モル比の異なった表−１に示す５種類の水ガラスを使用
した。（水ガラスは所定のモル比のカレットを溶融した
ものである。） 表−１ ２．水ガラス−セメント系グラウト 表一Ｉの各種モル比の水ガラス水溶液をＡ液とし、Ｂ液
としてセメントの水懸濁液を用い、Ａ液とＢ液の混合に
よる結果を表−２に示す。

表−２から次のことがわかる。

（１）使用水ガラスのモル比が３．１、２．５、１．９
７と低下するにつれて凝固時間は徐々に長びき、それ以
下に低下すると流動性を持続し、放置すると、上澄液を
生じて沈澱し、明白なゲル化を示さなくなる。

（２）使用水ガラスのモル比が３．１、２．５、１．９
７と低下するに従って強度は低下の傾向をたどり、さら
にモル比が低下すると強度は極端に低下している。

３．水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを用いた低
モル比水ガラス溶液の調製 モル比３．１の市販３号水ガラス（表−１の（１））を
基準として、これに水酸化ナ｝　ＩＪウムまたは水酸化
カリウムの水溶液を添加混合して低モル比水ガラス溶液
を調製した。調製した低モル比水ガラス液の配合（１０
０ｍｊ！当り）を表−３に示す。

４．ｍ製低モル比水ガラス溶液とセメント懸濁液とから
なる系のグラウト モル比３．１の市販３号水ガラス（表−１の（１））に
水酸化ナ｝　ＩＪウムまたは水酸化カリウムの水溶液を
添加溶解し調製した表−３に示された調製低モル比水ガ
ラス液をＡ液とし、Ｂ液としてセメント懸濁液を用いて
、Ａ液とＢ液の混合による結果を表−４に示す。

表 ４ （温度２０±２℃） 表−４から次のことがわかる。

（１）表−２のモル比１．９７の水ガラスでは数分の凝
固時間を要しているがこれに相当する表−４のモル比２
．０の調製水ガラスを用いた場合は、揺変現象を起こし
て流動性の高い状態で数時間持続し、明白なゲル化に至
って全体が固化する。しかも強度も著しく増加している
。この状態はモル比２．４の調製水ガラスを使用した場
合も同様である。

（２）モル比１，５の調製水ガラスを使用した場合は表
−２のモル比１．５１の水ガラス使用の場合に比べて強
度的にはるかにに優れている。

（３）モル比２、５の調製水ガラスを使用した場合も表
−２のモル比２．５の水ガラス使用の場合に比べて強度
が増加している。ただし、この場合は揺変現象はみられ
ない。

（４）このように水ガラスのモル比２、４近辺以下に水
酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムで調製した低モル
比水ガラスを使用することにより揺変現象を起こして流
動性の高い状態を数時間保持しつづけて配合液全体が凝
固に至り、しかも高強度の固結体が得られる。

５．調製低モル比水ガラス溶液とセメント・消石灰、ま
たはセメント・生石灰とからなる系のグラウト 表−４の系においてＢ液に消石灰、または生石灰を添加
した系であり、その結果を表−５に示す。

表−５の結果は表−４の結果とほぼ同様の傾向を示すが
強度的には一段と優れ、所定の時間に明白なゲル化が生
じ、流動性がなくなる。

ただ、モル比２．５の調製低モル比水ガラスの場合は揺
変現象を起こさず、短時間で凝固するため、ミキサー中
における均質混合は不可能であって短いゲル化時間にお
ける適用にしか用いることができない。

本発明は水ガラス、セメント、石灰類の量を変えること
により、また塩化カルシウムその他の塩類を併用するこ
とによりゲル化時間を調製できるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は水ガラスに水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムの水溶液を混合してモル比を１．０〜２．４に調製
した低モル比調製水ガラス液とセメントまたはセメント
とさらに消石灰（または生石灰）の懸濁液を混合してな
る水ガラス−セメント系グラウト材で次に示す効果を発
揮する。

（１）低モル比調製水ガラスは、セメント懸濁液との混
合により揺変現象を起こして流動性の高い状態を持続し
、数時間後には配合液全体が固化する。

（２）単なる低モル比水ガラスでは、モル比の低下に従
って固結強度の低下をきたすが、低モル比調製水ガラス
を使用した場合は強度の低下をきたすことなく、特に長
期固結強度の強化に期待がもてる。

（３）消石灰、生石灰の添加により、さらに強度的に増
強の傾向を示す。

（４）以上からセメントー水ガラス系グラウトとしてミ
キサー中で均質混合して注入することにより、強固で恒
久性に優れたグラウトを注入することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水ガラスとセメントを有効成分とする水ガラス−
   セメント系グラウトにおいて、前記水ガラスが水ガラス
   に水酸化アルカリを混合してモル比を１．０〜２．４に
   調製された低モル比水ガラスであることを特徴とする水
   ガラス−セメント系グラウト材。
2. （２）請求項第１項に記載のグラウト材において、前記
   水ガラス−セメント系グラウトに、さらに石灰を混合し
   てなる水ガラス−セメント系グラウト材。