JPH0559060B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0559060B2 JPH0559060B2 JP59262534A JP26253484A JPH0559060B2 JP H0559060 B2 JPH0559060 B2 JP H0559060B2 JP 59262534 A JP59262534 A JP 59262534A JP 26253484 A JP26253484 A JP 26253484A JP H0559060 B2 JPH0559060 B2 JP H0559060B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- slaked lime
- coal ash
- slurry
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
「発明の利用分野」
この発明は、シールド工法等に用いる裏込め注
入材に関するものである。 「従来の技術」 一般に裏込め注入材は、コストが低廉で、作業
性及び注入特性が良く、しかも注入後早期に強度
が発現するものが好ましい。 即ち、第３図に示すように必要な可使時間があ
つて、その後の強度発現が良いことが必要であ
る。 特に、最近のシールド工法においては第１図に
示すように、掘進と同時に生じるテールボイド中
にリアルタイムで裏込め注入材を注入する同時注
入工法を採用する例が多く、この工法に必要な裏
込め材としては注入後の強度発現性が良いことが
必要である。 また、シールド工法の場合は、地中での片押し
であることから材料、機械の搬入が一箇所に限定
されること、そして掘削断面が限定されているこ
となどから、切羽に注入マシン等を持込み難い状
況にあり、通常第２図に示すように陸上プラント
で混練した後、切羽までポンプによりパイプ輸送
してテールボイドに注入しており、そのため長距
離圧送が可能な性質を持つた裏込め注入材が要求
されている。 ところで出願人は先に、セメントと水ガラスと
添加剤の１つとしてベントナイトとからなる裏込
めグラウトであつて、固結せずに流動性を持つゲ
ルを生成し、ブリージングを少なくすることがで
きる軟練りグラウトを開発した（特開昭50−
41314号公報）。 「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら上記従来のグラウトは、現在産業
廃棄物としてその廃棄場所が問題化され、かつそ
の排出量が増大している火力発電所から排出する
フライアツシユと呼ばれる石炭灰を利用するもの
ではなく、しかもセメントを使うために水和反応
が早い（可使時間は２−３時間程度）ことから、
裏込め材として長距離圧送する場合において、長
い時間圧送管内に留めることはできないという欠
点がある。 「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記裏込め注入材としての要望に
対処するために、現在産業廃棄物としてその廃棄
処理が問題化され、安価に入手できる石炭灰を主
材として利用し、これに消石灰と粘土鉱物微粉末
等の粘着剤と水を加えて混練することにより、長
距離圧送可能なチキソトロピカルな性質を保持し
た安価で強度発現性の良い裏込め注入材を提案す
るものである。 「実施例」 以下この発明を説明すると、この発明の裏込め
注入材は石炭灰を主剤とし、これに消石灰、粘土
鉱物微粉末及び水を加えて混練し、長距離圧送可
能なスラリーとしてこれに水ガラスを添加混合
し、チキソトロピカル（可塑状ゲル）な性質を保
持させたものである。 本発明に用いる主材である石炭灰と消石灰およ
び水ガラスは次のように反応する。 すなわち、石炭灰は潜在性自硬性を有してお
り、これに消石灰を加えるとポゾラン反応を起こ
す。 しかし、この反応は非常に緩慢あり、裏込め材
として必要な固結強度を得るには数10日以上とな
り、実用的には不適である。 しかしながら、これに水ガラスを加えることに
よりポゾラン反応が促進される効果がある。 一方、消石灰と水ガラスを混合すると、ゲル化
反応が急激に起こり、短時分でゲル化を起こし、
チキソトロピカル状を呈する。 また、本発明の裏込め材のスラリーは、可使時
間が長いことから、長距離圧送に非常に適してい
る。 これに対して、セメントは消石灰と同様な反応
を起こすが、消石灰に比べて固結強度は大である
が、ゲル化能力が劣り、またスラリーの可使時間
が短く、長距離圧送が困難となるので本発明より
除外した。 しかし、石炭灰のポゾラン反応と同様、可使時
間が長い水さいスラグは併用することができる。 また、粘土鉱物としては、石炭灰と消石灰及び
水との混合スラリーの材料分離を阻止し、ブリー
ジングを生ずることなく長距離圧送を可能とする
骨材として機能するものであればどのようなもの
でもよいが（砂分を含有するものでも可）、特に
粘土鉱物としての特性が優れ、入手が容易なモン
モリナイト粘土鉱物であるベントナイトが好まし
い。 上記チキソトロピカルな性質とは、本発明者等
が先に出願した特願昭54−152229号及び特願昭56
−135292号に述べたような性質（静止した状態で
は自立しているが、加圧（注入）すれば容易に流
動する性質を持つたグラウトをいう）を意味し、
この性質は石炭灰と上記消石灰、粘土鉱物微粉末
及び水との混合スラリーに水ガラスを混合してゲ
ル化させることにより生起するものである。 本発明の裏込め材の施工は、Ａ液とＢ液を別個
に圧送し、グラウトホールの手前でＡ，Ｂ両液を
合流させることを基本とするが、場合によつては
ミキサー等でＡ，Ｂ両液を混合し、圧送すること
もできる。 次に、石炭灰、消石灰及びベントナイトを水と
混練したスラリー（以下Ａ液という）に、水ガラ
ス（以下Ｂ液という）を混合して種々実験したと
ころ、第４〜６図に示す結果を得た。 第４図は、Ａ液における消石灰の添加率とベン
トナイトの添加量に対するブリージング率の関係
を示したもので、消石灰の添加率及びベントナイ
ト量を増す程ブリージングが生じ難くなり、総じ
てブリージング率が小さいことが分かつた。 また、このＡ液は約20時間以上も固結せず、流
動性に富んでいることも分かつた。 従つて、このような結果からＡ液は長距離圧送
性に極めて優れていることが分かつた。 第５図は、Ａ液にＢ液を混合することによる消
石灰添加量に対するゲルタイムと一軸圧縮強度の
関係を示したもので、消石灰量が増す程ゲルタイ
ムは短くなり、それにつれて一軸圧縮強度が増大
することが分かつた。 また第６図は、ゲル化後の一軸圧縮強度の経時
変化の関係を示したもので、初期に急激な強度の
増加が見られたが、その後の増加は緩やかである
ことが分かつた。 そして、このように初期強度の伸びが大きいこ
とは、シールド等の掘削時における応力開放初期
の地山変位が大きいことに対して、その変位を抑
えるのに充分な効果を期待できる。 更に第７図は、石炭灰濃度と一軸圧縮強度の関
係を示したもので、この図から明らかなように石
炭灰濃度が増大するにつれて強度が著しく増大
し、特にCa（OH）2／水の比が0.1を越えた場合に
顕著となる。 そして、この比が0.1未満であると最終強度の
伸びがないため、固化強度の期待が薄いことが判
明した。 一般に裏込め材は、強度として５Kg／cm2以下の
地山強度でよく、かつその材料の透水係数は低い
ほどよいが、この発明の裏込め材は水ガラスのシ
ロキサンゲルを主体としているため、透水関数は
極めて小さく、その値は10-6cm／ｓ程度であつ
た。 実施例 下表の配合によるＡ材及びＢ材を管路ミキサー
により混合して所定の型内に充填したところ、第
８図に示す材令に対する一軸圧縮強度が得られ
た。 この結果、いずれも早期に強度が発現し、石炭
灰の量を増す程強度が増大することが判明した。
入材に関するものである。 「従来の技術」 一般に裏込め注入材は、コストが低廉で、作業
性及び注入特性が良く、しかも注入後早期に強度
が発現するものが好ましい。 即ち、第３図に示すように必要な可使時間があ
つて、その後の強度発現が良いことが必要であ
る。 特に、最近のシールド工法においては第１図に
示すように、掘進と同時に生じるテールボイド中
にリアルタイムで裏込め注入材を注入する同時注
入工法を採用する例が多く、この工法に必要な裏
込め材としては注入後の強度発現性が良いことが
必要である。 また、シールド工法の場合は、地中での片押し
であることから材料、機械の搬入が一箇所に限定
されること、そして掘削断面が限定されているこ
となどから、切羽に注入マシン等を持込み難い状
況にあり、通常第２図に示すように陸上プラント
で混練した後、切羽までポンプによりパイプ輸送
してテールボイドに注入しており、そのため長距
離圧送が可能な性質を持つた裏込め注入材が要求
されている。 ところで出願人は先に、セメントと水ガラスと
添加剤の１つとしてベントナイトとからなる裏込
めグラウトであつて、固結せずに流動性を持つゲ
ルを生成し、ブリージングを少なくすることがで
きる軟練りグラウトを開発した（特開昭50−
41314号公報）。 「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら上記従来のグラウトは、現在産業
廃棄物としてその廃棄場所が問題化され、かつそ
の排出量が増大している火力発電所から排出する
フライアツシユと呼ばれる石炭灰を利用するもの
ではなく、しかもセメントを使うために水和反応
が早い（可使時間は２−３時間程度）ことから、
裏込め材として長距離圧送する場合において、長
い時間圧送管内に留めることはできないという欠
点がある。 「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記裏込め注入材としての要望に
対処するために、現在産業廃棄物としてその廃棄
処理が問題化され、安価に入手できる石炭灰を主
材として利用し、これに消石灰と粘土鉱物微粉末
等の粘着剤と水を加えて混練することにより、長
距離圧送可能なチキソトロピカルな性質を保持し
た安価で強度発現性の良い裏込め注入材を提案す
るものである。 「実施例」 以下この発明を説明すると、この発明の裏込め
注入材は石炭灰を主剤とし、これに消石灰、粘土
鉱物微粉末及び水を加えて混練し、長距離圧送可
能なスラリーとしてこれに水ガラスを添加混合
し、チキソトロピカル（可塑状ゲル）な性質を保
持させたものである。 本発明に用いる主材である石炭灰と消石灰およ
び水ガラスは次のように反応する。 すなわち、石炭灰は潜在性自硬性を有してお
り、これに消石灰を加えるとポゾラン反応を起こ
す。 しかし、この反応は非常に緩慢あり、裏込め材
として必要な固結強度を得るには数10日以上とな
り、実用的には不適である。 しかしながら、これに水ガラスを加えることに
よりポゾラン反応が促進される効果がある。 一方、消石灰と水ガラスを混合すると、ゲル化
反応が急激に起こり、短時分でゲル化を起こし、
チキソトロピカル状を呈する。 また、本発明の裏込め材のスラリーは、可使時
間が長いことから、長距離圧送に非常に適してい
る。 これに対して、セメントは消石灰と同様な反応
を起こすが、消石灰に比べて固結強度は大である
が、ゲル化能力が劣り、またスラリーの可使時間
が短く、長距離圧送が困難となるので本発明より
除外した。 しかし、石炭灰のポゾラン反応と同様、可使時
間が長い水さいスラグは併用することができる。 また、粘土鉱物としては、石炭灰と消石灰及び
水との混合スラリーの材料分離を阻止し、ブリー
ジングを生ずることなく長距離圧送を可能とする
骨材として機能するものであればどのようなもの
でもよいが（砂分を含有するものでも可）、特に
粘土鉱物としての特性が優れ、入手が容易なモン
モリナイト粘土鉱物であるベントナイトが好まし
い。 上記チキソトロピカルな性質とは、本発明者等
が先に出願した特願昭54−152229号及び特願昭56
−135292号に述べたような性質（静止した状態で
は自立しているが、加圧（注入）すれば容易に流
動する性質を持つたグラウトをいう）を意味し、
この性質は石炭灰と上記消石灰、粘土鉱物微粉末
及び水との混合スラリーに水ガラスを混合してゲ
ル化させることにより生起するものである。 本発明の裏込め材の施工は、Ａ液とＢ液を別個
に圧送し、グラウトホールの手前でＡ，Ｂ両液を
合流させることを基本とするが、場合によつては
ミキサー等でＡ，Ｂ両液を混合し、圧送すること
もできる。 次に、石炭灰、消石灰及びベントナイトを水と
混練したスラリー（以下Ａ液という）に、水ガラ
ス（以下Ｂ液という）を混合して種々実験したと
ころ、第４〜６図に示す結果を得た。 第４図は、Ａ液における消石灰の添加率とベン
トナイトの添加量に対するブリージング率の関係
を示したもので、消石灰の添加率及びベントナイ
ト量を増す程ブリージングが生じ難くなり、総じ
てブリージング率が小さいことが分かつた。 また、このＡ液は約20時間以上も固結せず、流
動性に富んでいることも分かつた。 従つて、このような結果からＡ液は長距離圧送
性に極めて優れていることが分かつた。 第５図は、Ａ液にＢ液を混合することによる消
石灰添加量に対するゲルタイムと一軸圧縮強度の
関係を示したもので、消石灰量が増す程ゲルタイ
ムは短くなり、それにつれて一軸圧縮強度が増大
することが分かつた。 また第６図は、ゲル化後の一軸圧縮強度の経時
変化の関係を示したもので、初期に急激な強度の
増加が見られたが、その後の増加は緩やかである
ことが分かつた。 そして、このように初期強度の伸びが大きいこ
とは、シールド等の掘削時における応力開放初期
の地山変位が大きいことに対して、その変位を抑
えるのに充分な効果を期待できる。 更に第７図は、石炭灰濃度と一軸圧縮強度の関
係を示したもので、この図から明らかなように石
炭灰濃度が増大するにつれて強度が著しく増大
し、特にCa（OH）2／水の比が0.1を越えた場合に
顕著となる。 そして、この比が0.1未満であると最終強度の
伸びがないため、固化強度の期待が薄いことが判
明した。 一般に裏込め材は、強度として５Kg／cm2以下の
地山強度でよく、かつその材料の透水係数は低い
ほどよいが、この発明の裏込め材は水ガラスのシ
ロキサンゲルを主体としているため、透水関数は
極めて小さく、その値は10-6cm／ｓ程度であつ
た。 実施例 下表の配合によるＡ材及びＢ材を管路ミキサー
により混合して所定の型内に充填したところ、第
８図に示す材令に対する一軸圧縮強度が得られ
た。 この結果、いずれも早期に強度が発現し、石炭
灰の量を増す程強度が増大することが判明した。
【表】
本発明の裏込め材は、シールド工法を初めと
し、その他の裏込め材、あるいは空洞充填等の注
入材として拡範囲に渡つて使用できることは言う
までもない。
し、その他の裏込め材、あるいは空洞充填等の注
入材として拡範囲に渡つて使用できることは言う
までもない。
第１図はシールド工法における同時注入施工の
状態を示す縦断側面図、第２図は同要部の部分縦
断側面図、第３図は裏込め注入材に要求される強
度特性を示す線図、第４図はこの発明の裏込め材
のブリージング試験の結果を示す線図、第５図は
同ゲルタイムと一軸圧縮強度の実験結果を示す線
図、第６図は同一軸圧縮強度の経時変化の実験結
果を示す線図、第７図は石炭灰濃度と強度の関係
を示す線図、第８図は実施例に示す注入材におけ
る強度特性を示す線図である。
状態を示す縦断側面図、第２図は同要部の部分縦
断側面図、第３図は裏込め注入材に要求される強
度特性を示す線図、第４図はこの発明の裏込め材
のブリージング試験の結果を示す線図、第５図は
同ゲルタイムと一軸圧縮強度の実験結果を示す線
図、第６図は同一軸圧縮強度の経時変化の実験結
果を示す線図、第７図は石炭灰濃度と強度の関係
を示す線図、第８図は実施例に示す注入材におけ
る強度特性を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭灰を主材とし、これに消石灰、粘土鉱物
及び水を添加混練して長距離圧送可能なスラリー
として、これに水ガラスを添加混合し、チキソト
ロピカル状としてなることを特徴とする裏込め
材。 ２ 水１に対して重量比で石炭灰を0.1〜0.8、消
石灰を0.1〜0.4及びベントナイトを0.05〜0.4混練
したスラリー１に対して、水ガラスを重量比で
0.05〜0.4混合してなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の裏込め材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26253484A JPS61141657A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 裏込め注入材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26253484A JPS61141657A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 裏込め注入材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141657A JPS61141657A (ja) | 1986-06-28 |
| JPH0559060B2 true JPH0559060B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=17377133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26253484A Granted JPS61141657A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 裏込め注入材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61141657A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01239043A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Kyokado Eng Co Ltd | 固結用材料 |
| FR2631954B1 (fr) * | 1988-05-31 | 1992-10-23 | Sif Entreprise Bachy | Procede de realisation dans le sol d'une coupure d'etancheite resistant aux acides et beton utile a cet effet |
| JP3607383B2 (ja) * | 1995-10-25 | 2005-01-05 | 太平洋セメント株式会社 | スラリー添加材及びスラリーの製造方法 |
| JPH09118557A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-05-06 | Chichibu Onoda Cement Corp | 裏込め材料 |
| JP3366617B2 (ja) * | 2000-04-17 | 2003-01-14 | 住友大阪セメント株式会社 | 可塑性注入材 |
| JP2009008327A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Eco Power:Kk | 液中熱交換器及び熱利用システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594471B2 (ja) * | 1973-08-09 | 1984-01-30 | 中西 渉 | セメントトミズガラスノコンワブツオモチイルチユウニユウコウホウ |
| JPS51148227A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-20 | Three Bond Co Ltd | Segment backkfilling material for shield construction work |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP26253484A patent/JPS61141657A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61141657A (ja) | 1986-06-28 |
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