JPH04367548A - 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 - Google Patents
超高圧噴流注入工法用セメント添加剤Info
- Publication number
- JPH04367548A JPH04367548A JP14450891A JP14450891A JPH04367548A JP H04367548 A JPH04367548 A JP H04367548A JP 14450891 A JP14450891 A JP 14450891A JP 14450891 A JP14450891 A JP 14450891A JP H04367548 A JPH04367548 A JP H04367548A
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- JP
- Japan
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- cement additive
- acid
- pressure jet
- additive
- component
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- Pending
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軟弱地盤改良の地下工法
における超高圧噴流注入工法用のセメント添加剤に関す
るものである。
における超高圧噴流注入工法用のセメント添加剤に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超高圧噴流工法とは、地上から地中深く
まで１５ｃｍ程度の小さな孔を開け、その中の管（２な
いし３重の管）を通してセメント系硬化材を超高圧（２
００〜７００ｋｇ ／ｃｍ２）でジェット噴流体として
送り、回りの土砂を削り取り、土砂を地上に排出しなが
ら、硬化材との置換によって地中に柱体や壁体を構築す
る軟弱地盤の改良工法である。この工法には高流動性の
セメント系硬化材（以下、硬化材と称す）が要求される
ことから、従来この目的の剤としてセメント・水比によ
る強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ／ｃｍ２ 以上）
を満足し、流動効果のあるナフタリンスルホン酸塩ホル
マリン縮合物（以下、ナフタリン系と称す）が添加剤と
して使用されている。
まで１５ｃｍ程度の小さな孔を開け、その中の管（２な
いし３重の管）を通してセメント系硬化材を超高圧（２
００〜７００ｋｇ ／ｃｍ２）でジェット噴流体として
送り、回りの土砂を削り取り、土砂を地上に排出しなが
ら、硬化材との置換によって地中に柱体や壁体を構築す
る軟弱地盤の改良工法である。この工法には高流動性の
セメント系硬化材（以下、硬化材と称す）が要求される
ことから、従来この目的の剤としてセメント・水比によ
る強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ／ｃｍ２ 以上）
を満足し、流動効果のあるナフタリンスルホン酸塩ホル
マリン縮合物（以下、ナフタリン系と称す）が添加剤と
して使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さらに、この工法では
ジェット噴流体として注入する硬化材の一部は、切
削した土砂を混合して管を通し地上へ排出する必要があ
り、硬化材の特性としては排泥液の粘性を下げる作用も
要求される。しかしながら、従来のナフタリン系の添加
剤では注入時の硬化材の粘性低下能は大きいものの、粘
土質に対する減粘効果は小さいことから排泥液の粘性が
下がらずに排出が困難な状況である。その結果、硬化材
の注入効率が低下するばかりではなく、硬化材が土中に
おいて設計外への拡散や、それにともなう表層部への突
起などの現象が生じ、問題となっている。
ジェット噴流体として注入する硬化材の一部は、切
削した土砂を混合して管を通し地上へ排出する必要があ
り、硬化材の特性としては排泥液の粘性を下げる作用も
要求される。しかしながら、従来のナフタリン系の添加
剤では注入時の硬化材の粘性低下能は大きいものの、粘
土質に対する減粘効果は小さいことから排泥液の粘性が
下がらずに排出が困難な状況である。その結果、硬化材
の注入効率が低下するばかりではなく、硬化材が土中に
おいて設計外への拡散や、それにともなう表層部への突
起などの現象が生じ、問題となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を鑑み、本発
明者らは硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の両
性能を併せもち、基準強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ
／ｃｍ２ 以上） を満足する添加剤を目標に鋭意検討
の結果、本発明を完成するに到ったものである。即ち、
本発明は、下記（ａ） と（ｂ） の二成分からなるこ
とを特徴とする超高圧噴流注入工法用セメント添加剤に
関する。
明者らは硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の両
性能を併せもち、基準強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ
／ｃｍ２ 以上） を満足する添加剤を目標に鋭意検討
の結果、本発明を完成するに到ったものである。即ち、
本発明は、下記（ａ） と（ｂ） の二成分からなるこ
とを特徴とする超高圧噴流注入工法用セメント添加剤に
関する。
【０００５】（ａ） 成分；ナフタリンスルホン酸ホル
マリン縮合物の水溶性塩 （ｂ） 成分；不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカ
ルボン酸から選ばれた不飽和カルボン酸の単重合物又は
二種以上の共重合物の水溶性塩。 又、本発明の添加剤は硬化材の高流動性に優れ、しかも
この硬化材は粘土質の減粘性も優れた効果を与えるもの
である。上記（ｂ） 成分の不飽和モノカルボンとして
は、アクリル酸、メタクリル酸等が、不飽和ジカルボン
酸としては、マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸等が
挙げられる。
マリン縮合物の水溶性塩 （ｂ） 成分；不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカ
ルボン酸から選ばれた不飽和カルボン酸の単重合物又は
二種以上の共重合物の水溶性塩。 又、本発明の添加剤は硬化材の高流動性に優れ、しかも
この硬化材は粘土質の減粘性も優れた効果を与えるもの
である。上記（ｂ） 成分の不飽和モノカルボンとして
は、アクリル酸、メタクリル酸等が、不飽和ジカルボン
酸としては、マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸等が
挙げられる。
【０００６】一般に水系におけるセメント粒子や無機粒
子の流動性や減粘性の現象は分散作用によるもので、そ
の分散メカニズムは粒子表面の荷電力による電気的反発
によって決まるものと説明されている。本発明者らはセ
メント粒子と粘土粒子に対し分散性を与え、且つセメン
トを分散させた後に、さらに粘土物質を分散させる効果
のある添加剤の検討を行い、本発明を完成したものであ
り、ナフタレン系や一般分散剤では得られない性能を示
すものである。前述の分散理論で説明するならば、本発
明の二成分系添加剤は粒子表面に荷電を与え、分散させ
ているものであるが、硬化材中のセメントと地中粘土の
両物質に対して、吸着速度や吸着形態が一般の分散剤と
は異なっているものと推察される。即ち、本発明の添加
剤は、まず硬化材中のセメントに吸着して流動性を与え
、この時点で粘土に吸着する成分を残し、粘土物質との
接触時点で残成分が吸着して減粘性を示すもので、本発
明の添加剤の二成分が両物質に対して経時的吸着と分散
が有効に作用しているものと推定される。
子の流動性や減粘性の現象は分散作用によるもので、そ
の分散メカニズムは粒子表面の荷電力による電気的反発
によって決まるものと説明されている。本発明者らはセ
メント粒子と粘土粒子に対し分散性を与え、且つセメン
トを分散させた後に、さらに粘土物質を分散させる効果
のある添加剤の検討を行い、本発明を完成したものであ
り、ナフタレン系や一般分散剤では得られない性能を示
すものである。前述の分散理論で説明するならば、本発
明の二成分系添加剤は粒子表面に荷電を与え、分散させ
ているものであるが、硬化材中のセメントと地中粘土の
両物質に対して、吸着速度や吸着形態が一般の分散剤と
は異なっているものと推察される。即ち、本発明の添加
剤は、まず硬化材中のセメントに吸着して流動性を与え
、この時点で粘土に吸着する成分を残し、粘土物質との
接触時点で残成分が吸着して減粘性を示すもので、本発
明の添加剤の二成分が両物質に対して経時的吸着と分散
が有効に作用しているものと推定される。
【０００７】本発明の超高圧噴流注入工法用添加剤の（
ａ） 成分としては、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリ
ン縮合物で、例えば、花王（株）製の商品名「マイティ
１５０ 」、山陽国策パルプ（株）製の「サンフローＰ
Ｓ」等が用いられる。塩類としては、水溶性のアルカリ
金属塩であり特に限定するものではない。また、（ｂ）
成分としては、アクリル酸、メタクリル酸等から選ば
れる不飽和モノカルボン酸およびマレイン酸、フマール
酸、イタコン酸等から選ばれる不飽和ジカルボン酸の単
重合物または二種以上の共重合物の水溶性アルカリ塩で
、一例を挙げれば、単重合物のポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリマレイン酸ナト
リウム、共重合物のアクリル酸／マレイン酸ナトリウム
等が用いられる。本発明の（ｂ） 成分は重合体の平均
分子量が ５００〜４００００ の範囲であれば良く、
１０００〜２００００ の範囲が特に優れた性能を示す
。
ａ） 成分としては、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリ
ン縮合物で、例えば、花王（株）製の商品名「マイティ
１５０ 」、山陽国策パルプ（株）製の「サンフローＰ
Ｓ」等が用いられる。塩類としては、水溶性のアルカリ
金属塩であり特に限定するものではない。また、（ｂ）
成分としては、アクリル酸、メタクリル酸等から選ば
れる不飽和モノカルボン酸およびマレイン酸、フマール
酸、イタコン酸等から選ばれる不飽和ジカルボン酸の単
重合物または二種以上の共重合物の水溶性アルカリ塩で
、一例を挙げれば、単重合物のポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリマレイン酸ナト
リウム、共重合物のアクリル酸／マレイン酸ナトリウム
等が用いられる。本発明の（ｂ） 成分は重合体の平均
分子量が ５００〜４００００ の範囲であれば良く、
１０００〜２００００ の範囲が特に優れた性能を示す
。
【０００８】合成法としては公知のラジカル重合法を用
いることができ、どのような方法で合成しても性能上、
大きな差はみられない。合成法の一例を挙げれば、不飽
和モノカルボン酸及び／又は不飽和ジカルボン酸を水媒
体中で過硫酸塩の如き水溶解性重合開始剤を用いて重合
せしめ、中和によりナトリウム塩等の水溶性塩にする方
法である。本発明の添加剤の添加量は硬化材中のセメン
トに対して有効成分換算で ０．２重量％〜 ４．０重
量％の範囲が好ましく、 ０．５重量％〜 ２．０重量
％がさらに好ましい。 ０．２重量％未満では粘土に対
する減粘性の効果は充分ではなく、 ４．０重量％を超
えて添加すると硬化時間の遅延や強度低下をもたらし好
ましくない。
いることができ、どのような方法で合成しても性能上、
大きな差はみられない。合成法の一例を挙げれば、不飽
和モノカルボン酸及び／又は不飽和ジカルボン酸を水媒
体中で過硫酸塩の如き水溶解性重合開始剤を用いて重合
せしめ、中和によりナトリウム塩等の水溶性塩にする方
法である。本発明の添加剤の添加量は硬化材中のセメン
トに対して有効成分換算で ０．２重量％〜 ４．０重
量％の範囲が好ましく、 ０．５重量％〜 ２．０重量
％がさらに好ましい。 ０．２重量％未満では粘土に対
する減粘性の効果は充分ではなく、 ４．０重量％を超
えて添加すると硬化時間の遅延や強度低下をもたらし好
ましくない。
【０００９】また、二成分系の組成比が（ａ） 成分３
０〜９５重量％と（ｂ） 成分７０〜５重量％の範囲が
、硬化材の流動性、粘土の減粘性が大きく強度低下も少
なく、極めて顕著な効果を発現することを見出した。
０〜９５重量％と（ｂ） 成分７０〜５重量％の範囲が
、硬化材の流動性、粘土の減粘性が大きく強度低下も少
なく、極めて顕著な効果を発現することを見出した。
【００１０】本発明の添加材はセメント系硬化材に添加
するものであり、セメント類としては、普通ポルトラン
ドセメントの他、高炉セメント、フライアッシュセメン
ト、早強セメント等のセメント類が対象となる。また、
セメントの他に各種の混和材、例えばフライアッシュ、
シリカヒューム高炉スラグ、膨張材等を含む硬化材も本
発明の範疇であり、限定されるものではない。更に、本
発明の添加剤は、他の公知の添加剤、例えば減水剤、Ａ
Ｅ剤（空気連行剤）、ＡＥ減水剤、起泡剤、保水剤、増
粘剤、高分子エマルジョン、水溶性高分子等との併用も
可能である。
するものであり、セメント類としては、普通ポルトラン
ドセメントの他、高炉セメント、フライアッシュセメン
ト、早強セメント等のセメント類が対象となる。また、
セメントの他に各種の混和材、例えばフライアッシュ、
シリカヒューム高炉スラグ、膨張材等を含む硬化材も本
発明の範疇であり、限定されるものではない。更に、本
発明の添加剤は、他の公知の添加剤、例えば減水剤、Ａ
Ｅ剤（空気連行剤）、ＡＥ減水剤、起泡剤、保水剤、増
粘剤、高分子エマルジョン、水溶性高分子等との併用も
可能である。
【００１１】本発明の添加剤の対象となる超高圧噴流注
入工法は、上記の如く超高圧（吐出圧力２００ 〜７０
０ ｋｇ／ｃｍ２）でセメント硬化材によって切削と地
中土砂との置換を目的に注入するものであるが、本発明
の添加剤は水のみで切削し、別ノズルで硬化材を注入す
る方法においても使用することができる。この場合、本
発明の添加剤を水、或は硬化材、若しくは水と硬化材の
両方に添加する、いずれの方法でも使用することができ
る。また、添加剤のみを別経路で注入する方法において
も同様である。
入工法は、上記の如く超高圧（吐出圧力２００ 〜７０
０ ｋｇ／ｃｍ２）でセメント硬化材によって切削と地
中土砂との置換を目的に注入するものであるが、本発明
の添加剤は水のみで切削し、別ノズルで硬化材を注入す
る方法においても使用することができる。この場合、本
発明の添加剤を水、或は硬化材、若しくは水と硬化材の
両方に添加する、いずれの方法でも使用することができ
る。また、添加剤のみを別経路で注入する方法において
も同様である。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例 下記に示す配合組成で硬化材と粘土物質を調製し、本発
明の添加剤および比較の添加剤を加えて流動性を測定し
た。さらに、添加剤を含む硬化材を粘土物質に加えて粘
度と圧縮強度を測定した。圧縮強度は粘土物質と硬化材
の混合された土中状態での強度を想定し、本実施例では
硬化材と粘土物質の比率を１対２重量比に設定して実施
した。 硬化材調整組成
粘土調整組成セメント；１００ 重量部
蛙目粘土；２４０ 重量部水
； ８０ 重量部 水
；１２０ 重量部添加剤 ；０．２ 〜５．０
％ （セメントに対する重量％） 測定は下記に示す方法で実施した。 ・硬化材の流動性；土木学会制定試験法「プレパックド
コンクリートの注入モルタル流動性試験」に基づき、Ｊ
ロート滴下時間（秒）で表わした。 ・硬化材と粘土物質を混合した粘土；Ｂ型粘度計を用い
、ｃｐｓ で求めた。 ・圧縮強度；直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状供試体
を作製し、２８日後の強度をＪＩＳＡ １１０８法にて
測定した。 実施例での添加剤の配合比と添加量及び評価結果を表１
に示す。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例 下記に示す配合組成で硬化材と粘土物質を調製し、本発
明の添加剤および比較の添加剤を加えて流動性を測定し
た。さらに、添加剤を含む硬化材を粘土物質に加えて粘
度と圧縮強度を測定した。圧縮強度は粘土物質と硬化材
の混合された土中状態での強度を想定し、本実施例では
硬化材と粘土物質の比率を１対２重量比に設定して実施
した。 硬化材調整組成
粘土調整組成セメント；１００ 重量部
蛙目粘土；２４０ 重量部水
； ８０ 重量部 水
；１２０ 重量部添加剤 ；０．２ 〜５．０
％ （セメントに対する重量％） 測定は下記に示す方法で実施した。 ・硬化材の流動性；土木学会制定試験法「プレパックド
コンクリートの注入モルタル流動性試験」に基づき、Ｊ
ロート滴下時間（秒）で表わした。 ・硬化材と粘土物質を混合した粘土；Ｂ型粘度計を用い
、ｃｐｓ で求めた。 ・圧縮強度；直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状供試体
を作製し、２８日後の強度をＪＩＳＡ １１０８法にて
測定した。 実施例での添加剤の配合比と添加量及び評価結果を表１
に示す。
【００１３】表１での添加剤記号の内容を下記に示す。
ＮＳ；ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物 Ａ
；ポリアクリル酸Ｎａ塩
（分子量
４０００） Ｂ；ポリマレイン酸Ｎａ塩
（分子量 ２２００） Ｃ；アクリル酸／マレ
イン酸共重合体Ｎａ塩（モル比＝８０／２０）（分子量
３０００） Ｄ：アクリル酸／メタクリル酸共重合体Ｎａ塩（モ
ル比＝９０／１０）（分子量 ４５００） Ｅ；アクリル酸／フマール酸共重合体Ｎａ塩（モル
比＝９０／１０）（分子量 ４０００） ・硬化材の流動性 １８秒以下・硬化材
＋粘土の粘度 ５０００ｃｐｓ 以下・圧縮強度
３０ｋｇ／ｃｍ２ 以上
；ポリアクリル酸Ｎａ塩
（分子量
４０００） Ｂ；ポリマレイン酸Ｎａ塩
（分子量 ２２００） Ｃ；アクリル酸／マレ
イン酸共重合体Ｎａ塩（モル比＝８０／２０）（分子量
３０００） Ｄ：アクリル酸／メタクリル酸共重合体Ｎａ塩（モ
ル比＝９０／１０）（分子量 ４５００） Ｅ；アクリル酸／フマール酸共重合体Ｎａ塩（モル
比＝９０／１０）（分子量 ４０００） ・硬化材の流動性 １８秒以下・硬化材
＋粘土の粘度 ５０００ｃｐｓ 以下・圧縮強度
３０ｋｇ／ｃｍ２ 以上
【００１４】
【表１】
【００１５】表１の結果より、比較品と比べてに本発明
の添加剤は粘土物質の粘度低下が著しく、基準強度（２
８日後の強度＝３０ｋｇ／ｃｍ２以上） を満足してい
ることが判る。
の添加剤は粘土物質の粘度低下が著しく、基準強度（２
８日後の強度＝３０ｋｇ／ｃｍ２以上） を満足してい
ることが判る。
【００１６】
【発明の効果】本発明のセメント添加剤を用いることに
より、硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の両性
能を併せもち、基準強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ／
ｃｍ２ 以上） を満足する添加剤を得ることが可能と
なる。また、注入作業の向上が可能となったことから、
今後超高圧噴流注入工法による地盤改良工法の発展に寄
与できる。
より、硬化材の高流動性と粘土質に対する減粘性の両性
能を併せもち、基準強度（２８日後の強度＝３０ｋｇ／
ｃｍ２ 以上） を満足する添加剤を得ることが可能と
なる。また、注入作業の向上が可能となったことから、
今後超高圧噴流注入工法による地盤改良工法の発展に寄
与できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 下記（ａ） と（ｂ） の二成分から
なることを特徴とする超高圧噴流注入工法用セメント添
加剤。 （ａ） 成分；ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物
の水溶性塩 （ｂ） 成分；不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカ
ルボン酸から選ばれた不飽和カルボン酸の単重合物又は
二種以上の共重合物の水溶性塩。 - 【請求項２】 不飽和モノカルボン酸がアクリル酸及
びメタクリル酸から選ばれるものであり、不飽和ジカル
ボン酸がマレイン酸、フマール酸及びイタコン酸から選
ばれるものである請求項１記載のセメント添加剤。 - 【請求項３】 （ａ） 成分と（ｂ） 成分の割合が
（ａ） ：（ｂ） ＝３０〜９５：７０〜５重量比であ
る請求項１又は２記載のセメント添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14450891A JPH04367548A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14450891A JPH04367548A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367548A true JPH04367548A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15363995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14450891A Pending JPH04367548A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 超高圧噴流注入工法用セメント添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367548A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015174773A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
| JP2015174774A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
| WO2018147266A1 (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 花王株式会社 | 水硬性組成物用分散剤組成物 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP14450891A patent/JPH04367548A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015174773A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
| JP2015174774A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
| WO2018147266A1 (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 花王株式会社 | 水硬性組成物用分散剤組成物 |
| JP2018127394A (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 花王株式会社 | 水硬性組成物用分散剤組成物 |
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