JPH07331234A - 固結型滑材 - Google Patents
固結型滑材Info
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- JPH07331234A JPH07331234A JP6122167A JP12216794A JPH07331234A JP H07331234 A JPH07331234 A JP H07331234A JP 6122167 A JP6122167 A JP 6122167A JP 12216794 A JP12216794 A JP 12216794A JP H07331234 A JPH07331234 A JP H07331234A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 推進工法で使用される滑材および裏込め材の
両者に要求される性質を兼ね備え、裏込め材としての強
度発現の時期を調節できる固結型滑材を提供する。 【構成】 水、水100重量部に対して25〜35重量
部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量部の
多糖類、水100重量部に対して1.5〜2重量部の珪
酸ナトリウム、および必要に応じて0.5重量部以上の
親水性潤滑剤からなる懸濁液に、水100重量部に対し
て0.4〜0.9重量部のカルボン酸系遅延剤を添加し
てなる推進工法用固結型滑材。
両者に要求される性質を兼ね備え、裏込め材としての強
度発現の時期を調節できる固結型滑材を提供する。 【構成】 水、水100重量部に対して25〜35重量
部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量部の
多糖類、水100重量部に対して1.5〜2重量部の珪
酸ナトリウム、および必要に応じて0.5重量部以上の
親水性潤滑剤からなる懸濁液に、水100重量部に対し
て0.4〜0.9重量部のカルボン酸系遅延剤を添加し
てなる推進工法用固結型滑材。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水道等を布設する推
進(押管)工法に使用される滑材兼用裏込め材(固結型
滑材)に関するものである。
進(押管)工法に使用される滑材兼用裏込め材(固結型
滑材)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の推進工法では、地山の掘削に伴い
推進管を布設し、その布設背面部の空隙部分(テールボ
イド)に滑材を一次注入する。滑材は、推進管の減摩作
用を有する。この滑材の一次注入は、基本的に推進布設
管の先端が到達坑に達するまで注入される。この滑材の
材料としては、一般にベントナイト、ポリマー、吸水性
樹脂の混合懸濁液が広く使用されている。そのため、滑
材は基本的に強度発現性を有しない。このような強度発
現性のない滑材で充填されたテールボイドは、土圧に耐
えることができず、地盤沈下を引き起こし、建造物等に
悪影響を及ぼす。そのため、二次注入として、布設管全
背面部に裏込め材を注入する。裏込め材としては、主
に、セメント、ベントナイト、フライアッシュ、砂等の
混合懸濁液が使用され、これら混合懸濁液は、一般に地
山相当の強度を発現する。
推進管を布設し、その布設背面部の空隙部分(テールボ
イド)に滑材を一次注入する。滑材は、推進管の減摩作
用を有する。この滑材の一次注入は、基本的に推進布設
管の先端が到達坑に達するまで注入される。この滑材の
材料としては、一般にベントナイト、ポリマー、吸水性
樹脂の混合懸濁液が広く使用されている。そのため、滑
材は基本的に強度発現性を有しない。このような強度発
現性のない滑材で充填されたテールボイドは、土圧に耐
えることができず、地盤沈下を引き起こし、建造物等に
悪影響を及ぼす。そのため、二次注入として、布設管全
背面部に裏込め材を注入する。裏込め材としては、主
に、セメント、ベントナイト、フライアッシュ、砂等の
混合懸濁液が使用され、これら混合懸濁液は、一般に地
山相当の強度を発現する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の推進
工法では、二度の注入が行われており、工期の延長や注
入工事コストの増大を招いたりしている。また、裏込め
材と滑材とが空隙部分で混合して、目的とする強度が発
現されなかったり、滑材と裏込め材の置き換えが十分に
なされなかったりする問題も生じている。したがって、
本発明の目的は、注入から工事終了までは滑材としての
性質をもち、工事終了後は裏込め材としての性質をもつ
ような材料(固結型滑材)を提供することにある。
工法では、二度の注入が行われており、工期の延長や注
入工事コストの増大を招いたりしている。また、裏込め
材と滑材とが空隙部分で混合して、目的とする強度が発
現されなかったり、滑材と裏込め材の置き換えが十分に
なされなかったりする問題も生じている。したがって、
本発明の目的は、注入から工事終了までは滑材としての
性質をもち、工事終了後は裏込め材としての性質をもつ
ような材料(固結型滑材)を提供することにある。
【0004】ここで、本発明の目的とする固結型滑材
は、以下のような性質をもつことが望まれる。 1)約1ヶ月にわたり、強度を発現せずに滑材効果(減
摩効果)を有することが望まれる。一般に、推進工法に
おける推進工事期間は、管径や推進距離等によっても異
なるが、概ね2〜3週間程度である。工事中のトラブル
などを考慮すれば、約1ヶ月程を見込むのが妥当であ
る。また、現在一般に使用されている滑材と同程度か、
それ以上の減摩力の低下が望まれる。 2)強度は、推進工事終了後、速やかに発現することが
望ましい。工事終了間近に、1ヶ月の硬化期間を要する
ものを充填すれば、硬化までに地盤沈下が発生する危険
性を伴う。そのため、充填後の強度発現時期の自由な調
整を可能とすることが望まれる。それが可能であれば、
推進工事の初期は、硬化時間の長い材料を用い、工事の
進行につれて、硬化時間が短くなるように調整した材料
を用いることによって、地盤沈下等を防ぐことができ
る。硬化後の強度は、地山相当の強度であれば良い。一
般的に1〜10kgf/cm2 の強度が必要である。 3)作液時に材料分離(ブリージング)を生じないもの
が好ましい。地盤沈下の誘発を防ぐためである。仮に材
料分離が生じた場合、5%までが許容範囲である。 4)流動性は、空隙部分(テールボイド)へのポンプ圧
送の可否を判断するものである。作液時の懸濁液の粘性
は、現在一般的に使用されている滑材の粘性から大きく
逸脱せず、ビスコテスターによる粘性で3000cp以
下であることが望まれる。 5)空隙部分へ充填後、硬化するまでに、地山に浸透し
て初期充填量が減少することのないように、充填後にゲ
ル化状態を呈することが望まれる。作液時の懸濁液の脱
水量に関しては、3kg/cm2 の圧力下における30
分間の脱水量が10ml以下であることが望まれる。
は、以下のような性質をもつことが望まれる。 1)約1ヶ月にわたり、強度を発現せずに滑材効果(減
摩効果)を有することが望まれる。一般に、推進工法に
おける推進工事期間は、管径や推進距離等によっても異
なるが、概ね2〜3週間程度である。工事中のトラブル
などを考慮すれば、約1ヶ月程を見込むのが妥当であ
る。また、現在一般に使用されている滑材と同程度か、
それ以上の減摩力の低下が望まれる。 2)強度は、推進工事終了後、速やかに発現することが
望ましい。工事終了間近に、1ヶ月の硬化期間を要する
ものを充填すれば、硬化までに地盤沈下が発生する危険
性を伴う。そのため、充填後の強度発現時期の自由な調
整を可能とすることが望まれる。それが可能であれば、
推進工事の初期は、硬化時間の長い材料を用い、工事の
進行につれて、硬化時間が短くなるように調整した材料
を用いることによって、地盤沈下等を防ぐことができ
る。硬化後の強度は、地山相当の強度であれば良い。一
般的に1〜10kgf/cm2 の強度が必要である。 3)作液時に材料分離(ブリージング)を生じないもの
が好ましい。地盤沈下の誘発を防ぐためである。仮に材
料分離が生じた場合、5%までが許容範囲である。 4)流動性は、空隙部分(テールボイド)へのポンプ圧
送の可否を判断するものである。作液時の懸濁液の粘性
は、現在一般的に使用されている滑材の粘性から大きく
逸脱せず、ビスコテスターによる粘性で3000cp以
下であることが望まれる。 5)空隙部分へ充填後、硬化するまでに、地山に浸透し
て初期充填量が減少することのないように、充填後にゲ
ル化状態を呈することが望まれる。作液時の懸濁液の脱
水量に関しては、3kg/cm2 の圧力下における30
分間の脱水量が10ml以下であることが望まれる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を進めた結果、次の固結型滑材によって、上記問題点が
解決されることを見いだした。すなわち、請求項1の固
結型滑材は、水、水100重量部に対して25〜35重
量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量部
の多糖類、および水100重量部に対して1.5〜2重
量部の珪酸ナトリウムからなる懸濁液に、水100重量
部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン酸系遅延剤
を添加してなる推進工法用固結型滑材である。請求項2
の固結型滑材は、水、水100重量部に対して25〜3
5重量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重
量部の多糖類、水100重量部に対して1.5〜2重量
部の珪酸ナトリウム、および水100重量部に対して
0.5重量部以上の親水性潤滑剤からなる懸濁液に、水
100重量部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン
酸系遅延剤を添加してなる推進工法用固結型滑材であ
る。請求項3の推進工事の方法は、請求項1または請求
項2のいずれかに記載の滑材を用い、かつ、上記カルボ
ン酸系遅延剤の含有量を水100重量部に対して0.4
〜0.9重量部の範囲内で順次減少させる推進工事の方
法である。
を進めた結果、次の固結型滑材によって、上記問題点が
解決されることを見いだした。すなわち、請求項1の固
結型滑材は、水、水100重量部に対して25〜35重
量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量部
の多糖類、および水100重量部に対して1.5〜2重
量部の珪酸ナトリウムからなる懸濁液に、水100重量
部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン酸系遅延剤
を添加してなる推進工法用固結型滑材である。請求項2
の固結型滑材は、水、水100重量部に対して25〜3
5重量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重
量部の多糖類、水100重量部に対して1.5〜2重量
部の珪酸ナトリウム、および水100重量部に対して
0.5重量部以上の親水性潤滑剤からなる懸濁液に、水
100重量部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン
酸系遅延剤を添加してなる推進工法用固結型滑材であ
る。請求項3の推進工事の方法は、請求項1または請求
項2のいずれかに記載の滑材を用い、かつ、上記カルボ
ン酸系遅延剤の含有量を水100重量部に対して0.4
〜0.9重量部の範囲内で順次減少させる推進工事の方
法である。
【0006】請求項1および請求項2の発明に係る固結
型滑材は、セメントと珪酸ナトリウムによって、地山相
当の強度を発現させる。珪酸ナトリウムは、セメントの
速硬作用も有する。多糖類の増粘作用によって、分離
(ブリージング)および脱水量を抑制し、かつ充填後に
ゲル化状態を生ぜしめる。また、カルボン酸系遅延剤
は、凝結遅延作用と分散作用を有し、添加量次第でセメ
ントの凝結効果を段階的に抑制し得る。請求項2の固結
型滑材は、親水性潤滑剤によって、より一層高い減摩効
果を有する。これらの成分の相互関係を説明する。固結
型滑材をミキサーで混練りすることにより、多糖類の粘
性は、セメントの影響で増加する。しかし、カルボン酸
系遅延剤の添加によって、多糖類は分散された状態とな
り、固結型滑材の粘性は、ポンプ圧送可能なものとな
る。流動状態にある間、セメントの水和反応は、ある程
度抑制されている。テールボイドに充填されて静置後
は、セメント水和反応がやや活発になり、セメントから
の二価金属イオンと多糖類の架橋反応が進行し、次第に
粘性が増加して、およそ1日後にはゲル化状態となり、
地山への浸透が抑制される。このゲル化状態は硬化する
まで継続する。また増粘作用により、材料分離(ブリー
ジング)が抑制される。
型滑材は、セメントと珪酸ナトリウムによって、地山相
当の強度を発現させる。珪酸ナトリウムは、セメントの
速硬作用も有する。多糖類の増粘作用によって、分離
(ブリージング)および脱水量を抑制し、かつ充填後に
ゲル化状態を生ぜしめる。また、カルボン酸系遅延剤
は、凝結遅延作用と分散作用を有し、添加量次第でセメ
ントの凝結効果を段階的に抑制し得る。請求項2の固結
型滑材は、親水性潤滑剤によって、より一層高い減摩効
果を有する。これらの成分の相互関係を説明する。固結
型滑材をミキサーで混練りすることにより、多糖類の粘
性は、セメントの影響で増加する。しかし、カルボン酸
系遅延剤の添加によって、多糖類は分散された状態とな
り、固結型滑材の粘性は、ポンプ圧送可能なものとな
る。流動状態にある間、セメントの水和反応は、ある程
度抑制されている。テールボイドに充填されて静置後
は、セメント水和反応がやや活発になり、セメントから
の二価金属イオンと多糖類の架橋反応が進行し、次第に
粘性が増加して、およそ1日後にはゲル化状態となり、
地山への浸透が抑制される。このゲル化状態は硬化する
まで継続する。また増粘作用により、材料分離(ブリー
ジング)が抑制される。
【0007】主材となるセメントとしては、ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、
シリカセメントが使用可能であり、中でも普通ポルトラ
ンドセメントが最も好ましい。セメントの添加量は、水
100重量部に対して25〜35重量部である。多糖類
としては、ヘテログリカン、ペントグリカン、ガラクタ
ン、フリクタン、マンナン、デンプン、セルロース、ポ
リウロン酸の使用が可能である。中でもヘテログリカン
の使用が好ましく、特にヘテログリカン類のガラクトマ
ンナンが最適である。多糖類の添加量は、水100重量
部に対して2〜3重量部である。2重量部未満である
と、遊離水を発生しやすく、3重量部を超えると、増粘
作用が大きくなる。珪酸ナトリウムの添加量は、水10
0重量部に対して1.5〜2重量部である。1.5重量
部未満であると、遊離水を発生しやすく、2重量部を超
えると、増粘作用が大きくなる。
ドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、
シリカセメントが使用可能であり、中でも普通ポルトラ
ンドセメントが最も好ましい。セメントの添加量は、水
100重量部に対して25〜35重量部である。多糖類
としては、ヘテログリカン、ペントグリカン、ガラクタ
ン、フリクタン、マンナン、デンプン、セルロース、ポ
リウロン酸の使用が可能である。中でもヘテログリカン
の使用が好ましく、特にヘテログリカン類のガラクトマ
ンナンが最適である。多糖類の添加量は、水100重量
部に対して2〜3重量部である。2重量部未満である
と、遊離水を発生しやすく、3重量部を超えると、増粘
作用が大きくなる。珪酸ナトリウムの添加量は、水10
0重量部に対して1.5〜2重量部である。1.5重量
部未満であると、遊離水を発生しやすく、2重量部を超
えると、増粘作用が大きくなる。
【0008】カルボン酸系遅延剤としては、分散作用を
有するものが好ましく、リグニン系、アクリル系、フミ
ン酸系、タンニン系の使用が可能であり、中でもアクリ
ル酸系カルボン酸が好適である。カルボン酸系遅延剤の
添加量は、固形分として、作液水100重量部に対して
0.4〜0.9重量部である。添加量が0.4重量部未
満であると、分散性が損なわれ、ブリージングを生じ
る。添加量が0.9重量部を超えると、強度の発現が起
こらない結果となる。添加量を0.4〜0.9重量部ま
で段階的に増加することによって、強度発現は、1日か
ら70日までの範囲で調整が可能となる。請求項2の発
明における親水性潤滑剤としては、液体潤滑剤、鉱物性
粉末潤滑剤、または半固体潤滑剤が適当である。中でも
鉱物性粉末潤滑剤の二硫化モリブデンまたはグラファイ
ト等が良好である。親水性潤滑剤の添加量は、0.5重
量部以上である。0.5重量部未満であると、潤滑性が
やや低下する。請求項3の発明における推進工事の方法
は、滑材中のカルボン酸系遅延剤の含有量を順次減少さ
せていくものであり、それによって、滑材の強度を、推
進工事の終了後、速やかに発現させることができる。以
下に、実施例を挙げて本発明を説明する。
有するものが好ましく、リグニン系、アクリル系、フミ
ン酸系、タンニン系の使用が可能であり、中でもアクリ
ル酸系カルボン酸が好適である。カルボン酸系遅延剤の
添加量は、固形分として、作液水100重量部に対して
0.4〜0.9重量部である。添加量が0.4重量部未
満であると、分散性が損なわれ、ブリージングを生じ
る。添加量が0.9重量部を超えると、強度の発現が起
こらない結果となる。添加量を0.4〜0.9重量部ま
で段階的に増加することによって、強度発現は、1日か
ら70日までの範囲で調整が可能となる。請求項2の発
明における親水性潤滑剤としては、液体潤滑剤、鉱物性
粉末潤滑剤、または半固体潤滑剤が適当である。中でも
鉱物性粉末潤滑剤の二硫化モリブデンまたはグラファイ
ト等が良好である。親水性潤滑剤の添加量は、0.5重
量部以上である。0.5重量部未満であると、潤滑性が
やや低下する。請求項3の発明における推進工事の方法
は、滑材中のカルボン酸系遅延剤の含有量を順次減少さ
せていくものであり、それによって、滑材の強度を、推
進工事の終了後、速やかに発現させることができる。以
下に、実施例を挙げて本発明を説明する。
【0009】
〈固結型滑材の調製〉表1の配合割合によって、固結型
滑材を調製した。
滑材を調製した。
【表1】
【0010】〈固結型滑材の物性〉固結型滑材の作液時
における圧送粘性、脱水量、およびブリージング率を測
定した。その結果を表2に示す。
における圧送粘性、脱水量、およびブリージング率を測
定した。その結果を表2に示す。
【表2】
【0011】表1に示す配合の固結型滑材が、時間の経
過に従って増粘しゲル化状態(流動不能になる状態)に
至るまでの粘性を測定した。その結果を図1に示す。
過に従って増粘しゲル化状態(流動不能になる状態)に
至るまでの粘性を測定した。その結果を図1に示す。
【図1】
【0012】〈固結型滑材の摩擦力〉本発明における固
結型滑材と市販されている滑材の摩擦力を、経日変化を
追って比較測定した。その結果を表3に示す。
結型滑材と市販されている滑材の摩擦力を、経日変化を
追って比較測定した。その結果を表3に示す。
【表3】
【0013】鉱物性粉末潤滑剤を添加した組成物と無添
加の組成物の摩擦力を、経日変化を追って比較測定し
た。その結果を表4に示す。
加の組成物の摩擦力を、経日変化を追って比較測定し
た。その結果を表4に示す。
【表4】
【0014】〈カルボン酸系遅延剤の添加量と強度発現
との関係〉カルボン酸系遅延剤の添加量を変えたときの
強度発現日を調べた。その結果を表5に示す。
との関係〉カルボン酸系遅延剤の添加量を変えたときの
強度発現日を調べた。その結果を表5に示す。
【表5】
【0015】〈カルボン酸系遅延剤の添加量と一軸圧縮
強度の関係〉カルボン酸系遅延剤の添加量を変えたとき
の一軸圧縮強度を、経日変化を追って測定した。その結
果を表6に示す。
強度の関係〉カルボン酸系遅延剤の添加量を変えたとき
の一軸圧縮強度を、経日変化を追って測定した。その結
果を表6に示す。
【表6】
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、従来、推進工法におい
て、二度の注入、すなわち滑材の注入と裏込め材の注入
を行なっていたものを、滑材と裏込め材を兼用する固結
型滑材を一度に注入することで済むようになるため、経
費や労力等を大幅に削減することができる。また、本発
明の固結型滑材は、従来の滑材と同程度か、それ以上の
減摩力の低下を示し、材料分離が少なく、適度な粘性と
脱水量を示す。さらに、カルボン酸系遅延剤の添加量を
変えることにより、滑材の強度を、推進工事の終了後、
速やかに発現させることが可能である。
て、二度の注入、すなわち滑材の注入と裏込め材の注入
を行なっていたものを、滑材と裏込め材を兼用する固結
型滑材を一度に注入することで済むようになるため、経
費や労力等を大幅に削減することができる。また、本発
明の固結型滑材は、従来の滑材と同程度か、それ以上の
減摩力の低下を示し、材料分離が少なく、適度な粘性と
脱水量を示す。さらに、カルボン酸系遅延剤の添加量を
変えることにより、滑材の強度を、推進工事の終了後、
速やかに発現させることが可能である。
【図1】図1は、表1に示す圧送された固結型滑材懸濁
液が、時間の経過に従って増粘しゲル化状態に至るまで
の粘性を示す図である。
液が、時間の経過に従って増粘しゲル化状態に至るまで
の粘性を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 水、水100重量部に対して25〜35
重量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量
部の多糖類、および水100重量部に対して1.5〜2
重量部の珪酸ナトリウムからなる懸濁液に、水100重
量部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン酸系遅延
剤を添加してなることを特徴とする推進工法用固結型滑
材。 - 【請求項2】 水、水100重量部に対して25〜35
重量部のセメント、水100重量部に対して2〜3重量
部の多糖類、水100重量部に対して1.5〜2重量部
の珪酸ナトリウム、および水100重量部に対して0.
5重量部以上の親水性潤滑剤からなる懸濁液に、水10
0重量部に対して0.4〜0.9重量部のカルボン酸系
遅延剤を添加してなることを特徴とする推進工法用固結
型滑材。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2のいずれかに記
載の滑材を用い、かつ、上記カルボン酸系遅延剤の含有
量を水100重量部に対して0.4〜0.9重量部の範
囲内で順次減少させることを特徴とする推進工事の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122167A JPH07331234A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 固結型滑材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122167A JPH07331234A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 固結型滑材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331234A true JPH07331234A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=14829244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122167A Pending JPH07331234A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 固結型滑材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07331234A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008069246A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Kajima Corp | 凍結用材料および地盤凍結工法 |
| JP2008169683A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-07-24 | Ohbayashi Corp | 地山の安定化方法、地山の安定化構造、充填材、地山に空間を形成する方法、推進工法を用いたトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、掘進機によるトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸 |
| JP2013087603A (ja) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | Fukuda Corp | ケーソンの沈設方法 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6122167A patent/JPH07331234A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008169683A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-07-24 | Ohbayashi Corp | 地山の安定化方法、地山の安定化構造、充填材、地山に空間を形成する方法、推進工法を用いたトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、掘進機によるトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸 |
| JP2008069246A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Kajima Corp | 凍結用材料および地盤凍結工法 |
| JP2013087603A (ja) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | Fukuda Corp | ケーソンの沈設方法 |
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