JPH0749578B2

JPH0749578B2 - 水ガラス―セメント系グラウト材

Info

Publication number: JPH0749578B2
Application number: JP1160311A
Authority: JP
Inventors: 健二栢原; 俊介島田
Original assignee: 強化土エンジニヤリング株式会社
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0326784A

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−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−水ガラス
系のグラウト材に関する。

〔従来の技術〕

セメント−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
（SiO₂＋Na₂O重量％）33〜45％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〕

前述の目的を達成するため、本発明によれば、低モル比
水ガラスとセメントとを有効成分とする水ガラス−セメ
ント系グラウト材において、前記低モル比水ガラスが水
ガラスに水酸化アルカリを添加混合してモル比1.0〜2.4
の低モル比を呈し、かつ前記グラウト材に揺変現象を起
こさせるように製造されてなることを特徴とし、さらに
必要に応じて前記水ガラス−セメント系グラウト材に石
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
比の調整を水ガラスに水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウム（Na₂Oと化学的当量のK₂O）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、本発明を完成するに至った。

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。） 2.水ガラス−セメント系グラウト表−１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、1.97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、1.97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整モル比3.1の市販３号水ガラス（表−１の（１））を基
準として、これに水酸化ナトリ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整
した。調整した低モル比水ガラス液の配合（100ml当
り）を表−３に示す。

4.調整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
酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を添加溶
解し調整した表−３に示された調整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
調整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の調整水ガラスを使用した場合も同様
である。

（２）モル比1.5の調整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の調整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整した低モル比
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.調整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の調整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整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に調整した低
モル比調整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）低モル比調整水ガラスは、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、低モル比調整水ガラス
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−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

【特許請求の範囲】

【請求項１】低モル比水ガラスとセメントとを有効成分
とする水ガラス−セメント系グラウト材において、前記
低モル比水ガラスが水ガラスに水酸化アルカリを添加混
合してモル比1.0〜2.4の低モル比を呈し、かつ前記グラ
ウト材に揺変現象を起こさせるように製造されてなる水
ガラス−セメント系グラウト材。
【請求項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材に、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。