JPH08109378A - 地盤固結材 - Google Patents
地盤固結材Info
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- JPH08109378A JPH08109378A JP24747994A JP24747994A JPH08109378A JP H08109378 A JPH08109378 A JP H08109378A JP 24747994 A JP24747994 A JP 24747994A JP 24747994 A JP24747994 A JP 24747994A JP H08109378 A JPH08109378 A JP H08109378A
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- 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
- C04B28/24—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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゲル化時間を長く調整して浸透性に優れ、し
かも固結強度を大きくし、かつアルカリの溶脱が少ない
シリカゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント系の懸濁型
地盤固結材の提供。 【構成】 水ガラスのアルカリの大部分をイオン交換樹
脂で除去して得られたシリカゾルと、微粒子スラグまた
は微粒子セメントまたは微粒子スラグと微粒子セメント
のそれぞれの併用または微粒子スラグと微粒子セメント
の混合物とを主成分とする地盤固結材であって、上記微
粒子セメントまたは微粒子スラグまたはこの両者の混合
物の少なくともいずれかがブレーン比表面積約9000 cm2
／ｇ以上である地盤固結材。
かも固結強度を大きくし、かつアルカリの溶脱が少ない
シリカゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント系の懸濁型
地盤固結材の提供。 【構成】 水ガラスのアルカリの大部分をイオン交換樹
脂で除去して得られたシリカゾルと、微粒子スラグまた
は微粒子セメントまたは微粒子スラグと微粒子セメント
のそれぞれの併用または微粒子スラグと微粒子セメント
の混合物とを主成分とする地盤固結材であって、上記微
粒子セメントまたは微粒子スラグまたはこの両者の混合
物の少なくともいずれかがブレーン比表面積約9000 cm2
／ｇ以上である地盤固結材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスラグ・セメント系の地
盤固結材の改良に係り、具体的には水ガラスのアルカリ
の大部分をイオン交換樹脂で除去して得られた中性〜弱
アルカリ性のシリカゾル（以下中性シリカゾルと称す
る）と、特定の条件範囲にある微粒子スラグ、微粒子セ
メントを使用することにより、高い固結強度が得られる
と共に、ゲル化時間が長くてかつゲル化時間の調整が容
易で、懸濁型地盤固結材としては浸透性にも優れ、かつ
通常の水ガラス系懸濁型よりもアルカリの溶脱が少ない
スラグ・セメント系の地盤固結材に関する。
盤固結材の改良に係り、具体的には水ガラスのアルカリ
の大部分をイオン交換樹脂で除去して得られた中性〜弱
アルカリ性のシリカゾル（以下中性シリカゾルと称す
る）と、特定の条件範囲にある微粒子スラグ、微粒子セ
メントを使用することにより、高い固結強度が得られる
と共に、ゲル化時間が長くてかつゲル化時間の調整が容
易で、懸濁型地盤固結材としては浸透性にも優れ、かつ
通常の水ガラス系懸濁型よりもアルカリの溶脱が少ない
スラグ・セメント系の地盤固結材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地盤を
固結するための地盤注入用のグラウトが種々知られてい
る。例えば、スラグ系の水ガラスグラウトとして、従来
モル比が小さくアルカリ度の高い水ガラスを用いること
が知られている。このグラウトは固結強度が大きいがア
ルカリの溶脱が懸念される。また水ガラスと酸を混合し
て得られる酸性シリカゾルとセメント系からなるグラウ
トではゲル化時間が短く、フロック状の沈澱が出来易い
ため浸透性が悪い。また普通スラグ（ブレーン比表面積
3500〜4400 cm2／ｇ）では、上記酸性シリカゾルに対し
ては中和剤として作用してゲル化時間の促進剤にはなり
うるが、強度的にはほとんど効果はなく、中性シリカゾ
ルに対しては反応性をほとんど示さず強度発現もない。
中性シリカゾルとポルトランドセメントを1.5 ショット
で合流して注入する方法も知られている。しかしこのグ
ラウトはゲル化時間がせいぜい１分以内と短く浸透性が
悪い。また中性シリカゾルに多価金属塩またはアルカリ
金属塩を加えたグラウトは強度が低いという欠点があっ
た。この強度の問題を解決するために近年、中性シリカ
ゾルに高炉スラグ粉末75〜90重量部及びポルトランドセ
メントクリンカー粉末25〜10重量部からなりブレーン比
表面積が7000〜8500 cm2／ｇの範囲内にある混合高炉ス
ラグ粉末のスラリーを加えた注入材も開示されている
（特開平６−145662号）。しかしこのグラウトは細粒土
への浸透が悪く、土粒子間で目づまりをおこしてしま
い、また、ゲル化時間も、長いゲル化時間での調整がむ
ずかしいという欠点を有する。
固結するための地盤注入用のグラウトが種々知られてい
る。例えば、スラグ系の水ガラスグラウトとして、従来
モル比が小さくアルカリ度の高い水ガラスを用いること
が知られている。このグラウトは固結強度が大きいがア
ルカリの溶脱が懸念される。また水ガラスと酸を混合し
て得られる酸性シリカゾルとセメント系からなるグラウ
トではゲル化時間が短く、フロック状の沈澱が出来易い
ため浸透性が悪い。また普通スラグ（ブレーン比表面積
3500〜4400 cm2／ｇ）では、上記酸性シリカゾルに対し
ては中和剤として作用してゲル化時間の促進剤にはなり
うるが、強度的にはほとんど効果はなく、中性シリカゾ
ルに対しては反応性をほとんど示さず強度発現もない。
中性シリカゾルとポルトランドセメントを1.5 ショット
で合流して注入する方法も知られている。しかしこのグ
ラウトはゲル化時間がせいぜい１分以内と短く浸透性が
悪い。また中性シリカゾルに多価金属塩またはアルカリ
金属塩を加えたグラウトは強度が低いという欠点があっ
た。この強度の問題を解決するために近年、中性シリカ
ゾルに高炉スラグ粉末75〜90重量部及びポルトランドセ
メントクリンカー粉末25〜10重量部からなりブレーン比
表面積が7000〜8500 cm2／ｇの範囲内にある混合高炉ス
ラグ粉末のスラリーを加えた注入材も開示されている
（特開平６−145662号）。しかしこのグラウトは細粒土
への浸透が悪く、土粒子間で目づまりをおこしてしま
い、また、ゲル化時間も、長いゲル化時間での調整がむ
ずかしいという欠点を有する。
【０００３】このように懸濁型の地盤注入材として用い
られている水ガラス−スラグ系、シリカゾル−セメント
またはスラグ系および中性シリカゾル−セメントまたは
スラグ系にはそれぞれの欠点がある。従って、本発明の
目的は、ゲル化時間を長く調整して浸透性に優れ、しか
も固結強度を大きくし、かつアルカリの溶脱が少ないシ
リカゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント系の懸濁型地
盤固結材を提供することにある。
られている水ガラス−スラグ系、シリカゾル−セメント
またはスラグ系および中性シリカゾル−セメントまたは
スラグ系にはそれぞれの欠点がある。従って、本発明の
目的は、ゲル化時間を長く調整して浸透性に優れ、しか
も固結強度を大きくし、かつアルカリの溶脱が少ないシ
リカゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント系の懸濁型地
盤固結材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意研究の結果、中性シリカゾルと微粒
子スラグ、微粒子セメントを主成分とする地盤固結材、
あるいはさらにゲル化調整剤を配合した地盤固結材を見
出し、本発明を完成するに到った。即ち、本発明は、中
性シリカゾルと、微粒子スラグまたは微粒子セメントま
たは微粒子スラグと微粒子セメントのそれぞれの併用ま
たは微粒子スラグと微粒子セメントの混合物とを主成分
とする地盤固結材であって、上記微粒子セメントまたは
微粒子スラグまたはこの両者の混合物の少なくともいず
れかがブレーン比表面積約9000 cm2／ｇ以上であること
を特徴とする地盤固結材、及びこれらに更にゲル化調整
剤を配合してなる地盤固結材を提供するものである。
解決するために鋭意研究の結果、中性シリカゾルと微粒
子スラグ、微粒子セメントを主成分とする地盤固結材、
あるいはさらにゲル化調整剤を配合した地盤固結材を見
出し、本発明を完成するに到った。即ち、本発明は、中
性シリカゾルと、微粒子スラグまたは微粒子セメントま
たは微粒子スラグと微粒子セメントのそれぞれの併用ま
たは微粒子スラグと微粒子セメントの混合物とを主成分
とする地盤固結材であって、上記微粒子セメントまたは
微粒子スラグまたはこの両者の混合物の少なくともいず
れかがブレーン比表面積約9000 cm2／ｇ以上であること
を特徴とする地盤固結材、及びこれらに更にゲル化調整
剤を配合してなる地盤固結材を提供するものである。
【０００５】本発明で用いられる中性シリカゾルは、水
ガラスをイオン交換樹脂で処理してNa+ イオン等のアル
カリをほとんど分離除去し、中性〜弱アルカリ性、好ま
しくはpHが 8.0〜10.5の弱アルカリ性に調整し、比重が
1.16〜1.24で、おおよそSiO2が10〜60重量％、Na2Oが0.
01〜４重量％の範囲にあるものである。従って通常の強
アルカリの水ガラスを使用した固結材に比べるとアルカ
リの溶脱が非常に少なくなることが期待できる。
ガラスをイオン交換樹脂で処理してNa+ イオン等のアル
カリをほとんど分離除去し、中性〜弱アルカリ性、好ま
しくはpHが 8.0〜10.5の弱アルカリ性に調整し、比重が
1.16〜1.24で、おおよそSiO2が10〜60重量％、Na2Oが0.
01〜４重量％の範囲にあるものである。従って通常の強
アルカリの水ガラスを使用した固結材に比べるとアルカ
リの溶脱が非常に少なくなることが期待できる。
【０００６】本発明において、中性シリカゾルに配合す
る微粒子スラグや微粒子セメントおよびこれらそれぞれ
の併用あるいは混合物は、微粒子スラグ、微粒子セメン
ト又はこの両者の混合物の少なくともいずれかがブレー
ン比表面積約9000 cm2／ｇ以上であることが必要である
が、微粉化を極端に行うと懸濁液中で再凝集を起こすこ
ともあって、それほどの効果は期待できず、また粉砕費
用も高価につく。このような点を考慮すれば、ブレーン
比表面積は9000〜20000cm2／ｇ程度の範囲のものが好ま
しい。また微粒子スラグ、微粒子スラグ・微粒子セメン
トの併用あるいは微粒子スラグ・微粒子セメントの混合
物を使用する場合、これらの水硬率は 0.9〜2.0 、塩基
度は 1.9〜2.9 の範囲にあることが望ましい場合が多
い。ここで水硬率とは微粒子スラグ・微粒子セメントの
CaO／（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3)、塩基度とは(CaO＋MgO＋
Al2O3)／SiO2を表す（尚、CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, M
gOはセメント・スラグ中のそれぞれの含有百分率を示
す）。
る微粒子スラグや微粒子セメントおよびこれらそれぞれ
の併用あるいは混合物は、微粒子スラグ、微粒子セメン
ト又はこの両者の混合物の少なくともいずれかがブレー
ン比表面積約9000 cm2／ｇ以上であることが必要である
が、微粉化を極端に行うと懸濁液中で再凝集を起こすこ
ともあって、それほどの効果は期待できず、また粉砕費
用も高価につく。このような点を考慮すれば、ブレーン
比表面積は9000〜20000cm2／ｇ程度の範囲のものが好ま
しい。また微粒子スラグ、微粒子スラグ・微粒子セメン
トの併用あるいは微粒子スラグ・微粒子セメントの混合
物を使用する場合、これらの水硬率は 0.9〜2.0 、塩基
度は 1.9〜2.9 の範囲にあることが望ましい場合が多
い。ここで水硬率とは微粒子スラグ・微粒子セメントの
CaO／（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3)、塩基度とは(CaO＋MgO＋
Al2O3)／SiO2を表す（尚、CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, M
gOはセメント・スラグ中のそれぞれの含有百分率を示
す）。
【０００７】この中性シリカゾル−微粒子スラグ、微粒
子セメントの系では一般にゲル化時間が短い（数秒〜２
分ぐらい）のでゲル化調整剤によってゲル化時間を遅延
せしめて浸透性の向上をはかることができる。この場
合、微粒子スラグ、微粒子セメントのブレーン比表面積
が約9000 cm2／ｇ近辺を境としてこれ以下でも遅延効果
を示すもののゲル化調整剤の添加量を増やしてもせいぜ
い10分程度までである。これに対して約9000 cm2／ｇ以
上に超微粒子化することによりゲル化調整剤の遅延効果
が著しく発揮されるようになり、ゲル化時間を60分程度
にまで遅延せしめることができ、その間の粘性上昇も少
ないことがわかった。しかも地盤固結材の強度は劣化す
ることなく増大することがわかった。
子セメントの系では一般にゲル化時間が短い（数秒〜２
分ぐらい）のでゲル化調整剤によってゲル化時間を遅延
せしめて浸透性の向上をはかることができる。この場
合、微粒子スラグ、微粒子セメントのブレーン比表面積
が約9000 cm2／ｇ近辺を境としてこれ以下でも遅延効果
を示すもののゲル化調整剤の添加量を増やしてもせいぜ
い10分程度までである。これに対して約9000 cm2／ｇ以
上に超微粒子化することによりゲル化調整剤の遅延効果
が著しく発揮されるようになり、ゲル化時間を60分程度
にまで遅延せしめることができ、その間の粘性上昇も少
ないことがわかった。しかも地盤固結材の強度は劣化す
ることなく増大することがわかった。
【０００８】本発明に用いられるゲル化調整剤として
は、アルカリ金属やアルカリ土類金属の重炭酸塩、炭酸
塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、ピロリン酸塩等があげら
れるが、中でも水に易溶性のものが好ましい。これらゲ
ル化調整剤は予め水に混合溶解し、その後に微粒子スラ
グ、微粒子セメントや中性シリカゾルを添加することも
できるし、微粒子スラグや微粒子セメントと同時に水に
添加することもできるが、効果を充分発揮させるには、
予め水に溶解しておくのが好ましい。
は、アルカリ金属やアルカリ土類金属の重炭酸塩、炭酸
塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、ピロリン酸塩等があげら
れるが、中でも水に易溶性のものが好ましい。これらゲ
ル化調整剤は予め水に混合溶解し、その後に微粒子スラ
グ、微粒子セメントや中性シリカゾルを添加することも
できるし、微粒子スラグや微粒子セメントと同時に水に
添加することもできるが、効果を充分発揮させるには、
予め水に溶解しておくのが好ましい。
【０００９】本発明に用いられる微粒子セメントとして
はポルトランドセメントや高炉セメント等や、これらの
クリンカーの粉砕物でも、これに石膏等を混合したセメ
ントの微粒子でもよい。さらにこれらと微粒子スラグの
混合物は混合前にブレーン比表面積が約9000 cm2／ｇ以
上となるように粉砕されたものを混合しても、ある程度
粉砕されたものを混合し、さらにブレーン比表面積が約
9000 cm2／ｇ以上になるまで粉砕したものでもよい。さ
らに懸濁液状として微粒子状のものを分級して微粒子懸
濁液として使用することもできる。
はポルトランドセメントや高炉セメント等や、これらの
クリンカーの粉砕物でも、これに石膏等を混合したセメ
ントの微粒子でもよい。さらにこれらと微粒子スラグの
混合物は混合前にブレーン比表面積が約9000 cm2／ｇ以
上となるように粉砕されたものを混合しても、ある程度
粉砕されたものを混合し、さらにブレーン比表面積が約
9000 cm2／ｇ以上になるまで粉砕したものでもよい。さ
らに懸濁液状として微粒子状のものを分級して微粒子懸
濁液として使用することもできる。
【００１０】本発明の地盤固結材において、中性シリカ
ゾルの配合量は地盤固結材（グラウト）1000ｇ当たり50
〜300 ｇが好ましく、これ以上多くすると溶液型グラウ
トのホモゲルに近い弾力性を有するゲルとなり、強度上
昇はほとんどみられない。また微粒子スラグ、微粒子セ
メントあるいはこれらの混合物の配合量はグラウト1000
ｇ当たり20〜400 ｇが好ましく、これより少ないと固結
材の強度が小さく、これ以上多くなると液の粘性が高く
なり、凝固時間も長くすることができなくなる。また本
発明の地盤固結材において、ゲル化調整剤を配合する場
合には、その配合量は、ゲル化調整剤の種類、他の成分
組成等により一概に規定することは難しいが、一般には
全配合液中の10重量％以下が好ましい。
ゾルの配合量は地盤固結材（グラウト）1000ｇ当たり50
〜300 ｇが好ましく、これ以上多くすると溶液型グラウ
トのホモゲルに近い弾力性を有するゲルとなり、強度上
昇はほとんどみられない。また微粒子スラグ、微粒子セ
メントあるいはこれらの混合物の配合量はグラウト1000
ｇ当たり20〜400 ｇが好ましく、これより少ないと固結
材の強度が小さく、これ以上多くなると液の粘性が高く
なり、凝固時間も長くすることができなくなる。また本
発明の地盤固結材において、ゲル化調整剤を配合する場
合には、その配合量は、ゲル化調整剤の種類、他の成分
組成等により一概に規定することは難しいが、一般には
全配合液中の10重量％以下が好ましい。
【００１１】
【作用】本発明はブレーン比表面積が約9000 cm2／ｇ以
上の微粒子スラグ、微粒子セメントを使用するので土中
への浸透性がよく、硬化反応が活性化し、固結物の強度
発現が優れ、高強度となる。またゲル化調整剤との反応
性も活性化され、ゲル化調整剤としての本来の機能、即
ちゲル化時間の遅延効果が著しく発揮されるものと思わ
れる。また本発明においては、シリカゾルとして水ガラ
スからNa+ イオン等のアルカリの大部分を除去し加熱重
合してつくられた中性〜弱アルカリ性のコロイダルシリ
カを使用するので、硬化時間が長く、しかもフロック状
の沈澱を生成することなく均質にして浸透性の向上をよ
り助長するものと思われる。又、一般にセメント中の遊
離しやすい硬分あるいは石膏分は溶液中で懸濁液の分散
性を阻害し、粒子を微粒子化してもそれを懸濁液中で電
気的に凝集せしめ粘度を上げ浸透性を阻害するが、ブレ
ーン比表面積が約9000 cm2／ｇ以上でゲル化調整剤を使
用するとこのような成分による性質が妨げられ、浸透性
が向上するものと思われる。
上の微粒子スラグ、微粒子セメントを使用するので土中
への浸透性がよく、硬化反応が活性化し、固結物の強度
発現が優れ、高強度となる。またゲル化調整剤との反応
性も活性化され、ゲル化調整剤としての本来の機能、即
ちゲル化時間の遅延効果が著しく発揮されるものと思わ
れる。また本発明においては、シリカゾルとして水ガラ
スからNa+ イオン等のアルカリの大部分を除去し加熱重
合してつくられた中性〜弱アルカリ性のコロイダルシリ
カを使用するので、硬化時間が長く、しかもフロック状
の沈澱を生成することなく均質にして浸透性の向上をよ
り助長するものと思われる。又、一般にセメント中の遊
離しやすい硬分あるいは石膏分は溶液中で懸濁液の分散
性を阻害し、粒子を微粒子化してもそれを懸濁液中で電
気的に凝集せしめ粘度を上げ浸透性を阻害するが、ブレ
ーン比表面積が約9000 cm2／ｇ以上でゲル化調整剤を使
用するとこのような成分による性質が妨げられ、浸透性
が向上するものと思われる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、これらの実施例は本発明の一例にすぎず、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、以
下の実施例及び比較例に用いた中性シリカゾル、スラ
グ、セメント、スラグ−セメント混合物及びゲル化調整
剤を以下にまとめて示す。
するが、これらの実施例は本発明の一例にすぎず、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、以
下の実施例及び比較例に用いた中性シリカゾル、スラ
グ、セメント、スラグ−セメント混合物及びゲル化調整
剤を以下にまとめて示す。
【００１３】(1) 中性シリカゾル 水ガラスを陽イオン交換樹脂で処理することによりアル
カリの大部分を除去して得られた、表１に示す組成の中
性シリカゾルを使用した。
カリの大部分を除去して得られた、表１に示す組成の中
性シリカゾルを使用した。
【００１４】
【表１】
【００１５】(2) スラグ 表２に示す２種類のスラグをそれぞれ粉砕度を異にして
使用した。
使用した。
【００１６】
【表２】
【００１７】(3) セメント 表３に示す粉砕度を異にしたポルトランドセメントと高
炉セメントを使用した。
炉セメントを使用した。
【００１８】
【表３】
【００１９】(4) スラグ−セメント混合物 グラウトの配合にあたり表２のスラグと表３のセメント
を予め混合した表４に示す混合物を使用した。
を予め混合した表４に示す混合物を使用した。
【００２０】
【表４】
【００２１】(5) ゲル化調整剤 代表的なゲル化調整剤として炭酸水素ナトリウム（試薬
一級：NaHCO3) を使用した。他のゲル化調整剤は添加量
の差はあるがゲル化遅延効果を示すものの、重炭酸のア
ルカリ金属塩又は炭酸のアルカリ金属塩が特に優れた効
果が得られた。又、重炭酸のアルカリ金属塩と炭酸のア
ルカリ金属塩は殆ど同じ効果を示した。
一級：NaHCO3) を使用した。他のゲル化調整剤は添加量
の差はあるがゲル化遅延効果を示すものの、重炭酸のア
ルカリ金属塩又は炭酸のアルカリ金属塩が特に優れた効
果が得られた。又、重炭酸のアルカリ金属塩と炭酸のア
ルカリ金属塩は殆ど同じ効果を示した。
【００２２】実施例１〜６及び比較例１〜４（中性シリ
カゾル−スラグ系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表２のスラグと炭酸水素ナトリウムとの水懸濁液を用
い、Ａ液とＢ液を表５に示す割合で混合し各種の地盤固
結材を調製した。得られた地盤固結材について、カップ
倒立法によりゲル化時間を測定し、また土質工学会基準
「土の一軸圧縮試験方法」により一軸圧縮強度を測定し
た。結果を表５に示す。
カゾル−スラグ系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表２のスラグと炭酸水素ナトリウムとの水懸濁液を用
い、Ａ液とＢ液を表５に示す割合で混合し各種の地盤固
結材を調製した。得られた地盤固結材について、カップ
倒立法によりゲル化時間を測定し、また土質工学会基準
「土の一軸圧縮試験方法」により一軸圧縮強度を測定し
た。結果を表５に示す。
【００２３】
【表５】
【００２４】表５において比較例１及び実施例１〜２の
スラグは塩基度が1.78、水硬率が0.82と何れも低く、ゲ
ル化時間は極めて長く、固結強度は弱いが、スラグのブ
レーン比表面積が本発明の範囲内にある実施例１及び２
は比較例１に比べてゲル化時間は短縮し、固結強度は上
昇している。比較例２及び実施例３〜４のスラグの塩基
度、水硬率は共に上記の好ましい範囲にあるが、このう
ち比較例２はブレーン比表面積が本発明範囲外の粒子で
他の実施例３及び４に比べると、ゲル化時間は速くな
り、強度は明らかに見劣りする。実施例４〜６及び比較
例２〜４ではゲル化調整剤としての炭酸水素ナトリウム
の添加量の効果を試験した。実施例５、４及び６は本発
明の微粒子スラグで炭酸水素ナトリウムの添加量を変化
させた例である。これに対して比較例３、２及び４はブ
レーン比表面積が本発明の範囲外の粒子のスラグを使用
したもので明らかに実施例５、４及び６ではゲル化調整
剤の添加量が多くなるに従いゲル化時間の遅延効果は著
しく、これに反して比較例３、２及び４ではゲル化調整
剤の添加量が多くなってもゲル化時間の遅延効果は著し
くない。さらに実施例５、４及び６ではゲル化調整剤の
添加量が多くなるに従い明らかに強度も向上している。
スラグは塩基度が1.78、水硬率が0.82と何れも低く、ゲ
ル化時間は極めて長く、固結強度は弱いが、スラグのブ
レーン比表面積が本発明の範囲内にある実施例１及び２
は比較例１に比べてゲル化時間は短縮し、固結強度は上
昇している。比較例２及び実施例３〜４のスラグの塩基
度、水硬率は共に上記の好ましい範囲にあるが、このう
ち比較例２はブレーン比表面積が本発明範囲外の粒子で
他の実施例３及び４に比べると、ゲル化時間は速くな
り、強度は明らかに見劣りする。実施例４〜６及び比較
例２〜４ではゲル化調整剤としての炭酸水素ナトリウム
の添加量の効果を試験した。実施例５、４及び６は本発
明の微粒子スラグで炭酸水素ナトリウムの添加量を変化
させた例である。これに対して比較例３、２及び４はブ
レーン比表面積が本発明の範囲外の粒子のスラグを使用
したもので明らかに実施例５、４及び６ではゲル化調整
剤の添加量が多くなるに従いゲル化時間の遅延効果は著
しく、これに反して比較例３、２及び４ではゲル化調整
剤の添加量が多くなってもゲル化時間の遅延効果は著し
くない。さらに実施例５、４及び６ではゲル化調整剤の
添加量が多くなるに従い明らかに強度も向上している。
【００２５】実施例７〜10及び比較例５〜８（中性シリ
カゾル−セメント系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表３のセメントと炭酸水素ナトリウムの水懸濁液を用
い、Ａ液とＢ液を表６に示す割合で混合し各種の地盤固
結材を調製した。得られた地盤固結材について、実施例
１と同様にゲル化時間及び一軸圧縮強度を測定した。結
果を表６に示す。
カゾル−セメント系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表３のセメントと炭酸水素ナトリウムの水懸濁液を用
い、Ａ液とＢ液を表６に示す割合で混合し各種の地盤固
結材を調製した。得られた地盤固結材について、実施例
１と同様にゲル化時間及び一軸圧縮強度を測定した。結
果を表６に示す。
【００２６】
【表６】
【００２７】表６において、固結強度は一般に表５のス
ラグの場合に比べて高い。これに反してゲル化時間は全
般に速く、かつ粘性的には高いようである。しかし、ブ
レーン比表面積が本発明の範囲内にある実施例７及び８
は比較的ゲル化時間が長く、固結強度は優れている。炭
酸水素ナトリウムはスラグの場合と同様にゲル化時間の
遅延と強度増強に効果がみられる。即ち実施例９, ７及
び10はブレーン比表面積が本発明の範囲内にある微粒子
セメントを使用した例で、比較例７, ５及び８はブレー
ン比表面積が本発明の範囲外の粒子のセメントを使用し
た例で、前者の方が明らかにゲル化時間の遅延効果、強
度の増強共に優れていることがわかる。
ラグの場合に比べて高い。これに反してゲル化時間は全
般に速く、かつ粘性的には高いようである。しかし、ブ
レーン比表面積が本発明の範囲内にある実施例７及び８
は比較的ゲル化時間が長く、固結強度は優れている。炭
酸水素ナトリウムはスラグの場合と同様にゲル化時間の
遅延と強度増強に効果がみられる。即ち実施例９, ７及
び10はブレーン比表面積が本発明の範囲内にある微粒子
セメントを使用した例で、比較例７, ５及び８はブレー
ン比表面積が本発明の範囲外の粒子のセメントを使用し
た例で、前者の方が明らかにゲル化時間の遅延効果、強
度の増強共に優れていることがわかる。
【００２８】実施例11〜18及び比較例９〜10（中性シリ
カゾル−スラグ・セメント併用系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表２のスラグと表３のセメントをそれぞれ併用し、更に
炭酸水素ナトリウムを添加した水懸濁液を用い、Ａ液と
Ｂ液を表７に示す割合で混合し各種の地盤固結材を調製
した。得られた地盤固結材について、実施例１と同様に
ゲル化時間及び一軸圧縮強度を測定した。結果を表７に
示す。
カゾル−スラグ・セメント併用系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液として
表２のスラグと表３のセメントをそれぞれ併用し、更に
炭酸水素ナトリウムを添加した水懸濁液を用い、Ａ液と
Ｂ液を表７に示す割合で混合し各種の地盤固結材を調製
した。得られた地盤固結材について、実施例１と同様に
ゲル化時間及び一軸圧縮強度を測定した。結果を表７に
示す。
【００２９】
【表７】
【００３０】表７において、比較例９及び10はスラグ、
セメント共にブレーン比表面積が本発明の範囲外の粒子
を用いた例で、比較的粘性が高く、強度的にも見劣りが
する。実施例11〜14はスラグまたはセメントの一方のみ
がブレーン比表面積が本発明の範囲内の微粒子である
が、実施例11と13はスラグ・セメント併用の塩基度、水
硬率が本発明の好ましい範囲からはずれており、実施例
11は固結強度が弱く、実施例13ではゲル化時間が速すぎ
る。スラグまたはセメントの一方のみのブレーン比表面
積が本発明の範囲内にある実施例12及び14、特にスラ
グ、セメント共ブレーン比表面積が本発明の範囲内にあ
る実施例15及び16ではゲル化時間が長くそのわりに固結
強度も優れている。実施例17、16及び18はブレーン比表
面積が本発明の範囲内にある配合で炭酸水素ナトリウム
の添加量を変化させた場合で、添加量が増えるに従って
明らかにゲル化時間は遅延し、固結強度は増強してい
る。
セメント共にブレーン比表面積が本発明の範囲外の粒子
を用いた例で、比較的粘性が高く、強度的にも見劣りが
する。実施例11〜14はスラグまたはセメントの一方のみ
がブレーン比表面積が本発明の範囲内の微粒子である
が、実施例11と13はスラグ・セメント併用の塩基度、水
硬率が本発明の好ましい範囲からはずれており、実施例
11は固結強度が弱く、実施例13ではゲル化時間が速すぎ
る。スラグまたはセメントの一方のみのブレーン比表面
積が本発明の範囲内にある実施例12及び14、特にスラ
グ、セメント共ブレーン比表面積が本発明の範囲内にあ
る実施例15及び16ではゲル化時間が長くそのわりに固結
強度も優れている。実施例17、16及び18はブレーン比表
面積が本発明の範囲内にある配合で炭酸水素ナトリウム
の添加量を変化させた場合で、添加量が増えるに従って
明らかにゲル化時間は遅延し、固結強度は増強してい
る。
【００３１】実施例19〜24及び比較例11〜12（中性シリ
カゾル−スラグ・セメント混合物系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液とし
て、表４のスラグ−セメント混合物と炭酸水素ナトリウ
ムの水懸濁液を用い、Ａ液とＢ液を表８に示す割合で混
合し各種の地盤固結材を調製した。得られた地盤固結材
について、実施例１と同様にゲル化時間及び一軸圧縮強
度を測定した。結果を表８に示す。
カゾル−スラグ・セメント混合物系） 表１の中性シリカゾルの水溶液をＡ液とし、Ｂ液とし
て、表４のスラグ−セメント混合物と炭酸水素ナトリウ
ムの水懸濁液を用い、Ａ液とＢ液を表８に示す割合で混
合し各種の地盤固結材を調製した。得られた地盤固結材
について、実施例１と同様にゲル化時間及び一軸圧縮強
度を測定した。結果を表８に示す。
【００３２】
【表８】
【００３３】表８におけるスラグ・セメント混合物の比
率は表７の比較例９〜10及び実施例11〜16が表８の比較
例11〜12及び実施例19〜24に全く比適したものである。
結果は表７とほとんど対応したものが得られ、スラグ、
セメントはそれぞれ別個に併用しても、また予め混合物
としたものを配合しても大差のないことを示している。
しかし、細かく観察すると30日後強度は誤差範囲で変化
はみられないが、表８では表７の場合より７日後強度は
若干高いようで、ゲル化時間は相対的に若干短縮してい
るようである。
率は表７の比較例９〜10及び実施例11〜16が表８の比較
例11〜12及び実施例19〜24に全く比適したものである。
結果は表７とほとんど対応したものが得られ、スラグ、
セメントはそれぞれ別個に併用しても、また予め混合物
としたものを配合しても大差のないことを示している。
しかし、細かく観察すると30日後強度は誤差範囲で変化
はみられないが、表８では表７の場合より７日後強度は
若干高いようで、ゲル化時間は相対的に若干短縮してい
るようである。
【００３４】実施例25〜30及び比較例13〜15（浸透試
験） 上記実施例１〜24及び比較例１〜12の結果から中性シリ
カゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント−ゲル化調整剤
の系において本発明の条件を満たせば高い固結強度と比
較的長いゲル化時間が得られ、また中性シリカゾルの使
用で通常の水ガラスの場合に比べて粘性的にも一般に低
いことが観察され、従って浸透性にも優れることが期待
される。そこで実際に浸透性を確かめるために次のよう
な浸透試験を実施した。結果を表10に示す。
験） 上記実施例１〜24及び比較例１〜12の結果から中性シリ
カゾル−微粒子スラグ・微粒子セメント−ゲル化調整剤
の系において本発明の条件を満たせば高い固結強度と比
較的長いゲル化時間が得られ、また中性シリカゾルの使
用で通常の水ガラスの場合に比べて粘性的にも一般に低
いことが観察され、従って浸透性にも優れることが期待
される。そこで実際に浸透性を確かめるために次のよう
な浸透試験を実施した。結果を表10に示す。
【００３５】＜浸透試験＞５φ×100cm のアクリルパイ
プに90cmの豊浦標準砂の層（上下に５cmずつ細砂の層）
をつくり、上記の代表的な実施例及び比較例の配合液を
注入圧0.5kgf/cm2で注入し、浸透の程度を測定した。豊
浦標準砂の充填は所定量を数回に分けて行い、その都度
パイプの側面をハンマーで叩いた。配合液の調製はミキ
サー中に炭酸水素ナトリウムを溶解した水溶液とスラ
グ、セメントを入れて30秒間攪拌後、中性シリカゾルの
水溶液を入れ10秒間攪拌することにより行った。浸透性
の評価は、固結材注入１日後に脱型し固結の長さを測定
し、表９に示す基準で評価した。
プに90cmの豊浦標準砂の層（上下に５cmずつ細砂の層）
をつくり、上記の代表的な実施例及び比較例の配合液を
注入圧0.5kgf/cm2で注入し、浸透の程度を測定した。豊
浦標準砂の充填は所定量を数回に分けて行い、その都度
パイプの側面をハンマーで叩いた。配合液の調製はミキ
サー中に炭酸水素ナトリウムを溶解した水溶液とスラ
グ、セメントを入れて30秒間攪拌後、中性シリカゾルの
水溶液を入れ10秒間攪拌することにより行った。浸透性
の評価は、固結材注入１日後に脱型し固結の長さを測定
し、表９に示す基準で評価した。
【００３６】
【表９】
【００３７】
【表１０】
【００３８】表10において、実施例25、29及び30はブレ
ーン比表面積が総て本発明の範囲内にある微粒子のスラ
グまたは微粒子のスラグと微粒子のセメントを使用した
例で優れた浸透性を示した。実施例26は微粒子セメント
の例で微粒子スラグの実施例25に比べると浸透性は幾分
劣っている。実施例27及び28は、スラグ、セメントのい
ずれか一方のブレーン比表面積が本発明の範囲内である
例で浸透性はよいが双方ともブレーン比表面積が本発明
の範囲内にある実施例29及び30に比べると幾分劣ってい
る。比較例13のブレーン比表面積が本発明範囲内にない
粒子のスラグの場合は浸透性に劣るが、比較例14のブレ
ーン比表面積が本発明の範囲内ではない粒子のセメント
に比べると幾分良好である。比較例14のブレーン比表面
積が本発明の範囲内ではない粒子のセメント、比較例15
のブレーン比表面積が本発明の範囲内ではない粒子のス
ラグとセメントの併用系では殆ど浸透性はみられなかっ
た。以上からブレーン比表面積が本発明の範囲内にある
地盤固結材は懸濁型としては優れた浸透性を示すことが
確認された。
ーン比表面積が総て本発明の範囲内にある微粒子のスラ
グまたは微粒子のスラグと微粒子のセメントを使用した
例で優れた浸透性を示した。実施例26は微粒子セメント
の例で微粒子スラグの実施例25に比べると浸透性は幾分
劣っている。実施例27及び28は、スラグ、セメントのい
ずれか一方のブレーン比表面積が本発明の範囲内である
例で浸透性はよいが双方ともブレーン比表面積が本発明
の範囲内にある実施例29及び30に比べると幾分劣ってい
る。比較例13のブレーン比表面積が本発明範囲内にない
粒子のスラグの場合は浸透性に劣るが、比較例14のブレ
ーン比表面積が本発明の範囲内ではない粒子のセメント
に比べると幾分良好である。比較例14のブレーン比表面
積が本発明の範囲内ではない粒子のセメント、比較例15
のブレーン比表面積が本発明の範囲内ではない粒子のス
ラグとセメントの併用系では殆ど浸透性はみられなかっ
た。以上からブレーン比表面積が本発明の範囲内にある
地盤固結材は懸濁型としては優れた浸透性を示すことが
確認された。
【００３９】
【発明の効果】中性シリカゾルと、上記特定のブレーン
比表面積を有する微粒子スラグ、微粒子セメントを配合
した本発明の懸濁型地盤固結材、更にゲル化調整剤を配
合した本発明の地盤固結材は次のような効果を発揮す
る。 比較的長いゲル化時間の調整が可能で、懸濁型とし
ては極めて優れた浸透性を示す。 溶液型ではみられない高い固結強度が得られる。 中性シリカゾルは通常の水ガラスのような高アルカ
リを示さないため、アルカリの溶脱が少ない期待がもて
る。
比表面積を有する微粒子スラグ、微粒子セメントを配合
した本発明の懸濁型地盤固結材、更にゲル化調整剤を配
合した本発明の地盤固結材は次のような効果を発揮す
る。 比較的長いゲル化時間の調整が可能で、懸濁型とし
ては極めて優れた浸透性を示す。 溶液型ではみられない高い固結強度が得られる。 中性シリカゾルは通常の水ガラスのような高アルカ
リを示さないため、アルカリの溶脱が少ない期待がもて
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 水ガラスのアルカリの大部分をイオン交
換樹脂で除去して得られたシリカゾルと、微粒子スラグ
または微粒子セメントまたは微粒子スラグと微粒子セメ
ントのそれぞれの併用または微粒子スラグと微粒子セメ
ントの混合物とを主成分とする地盤固結材であって、上
記微粒子セメントまたは微粒子スラグまたはこの両者の
混合物の少なくともいずれかがブレーン比表面積約9000
cm2／ｇ以上であることを特徴とする地盤固結材。 - 【請求項２】 ゲル化調整剤を含有する請求項１記載の
地盤固結材。 - 【請求項３】 微粒子スラグ、微粒子スラグ・微粒子セ
メントの併用あるいは微粒子スラグ・微粒子セメントの
混合物を使用する場合、これらの水硬率が0.9 〜2.0 、
塩基度が 1.9〜2.9 である請求項１又は２記載の地盤固
結材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24747994A JP3575561B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 地盤固結材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24747994A JP3575561B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 地盤固結材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109378A true JPH08109378A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3575561B2 JP3575561B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=17164076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24747994A Expired - Fee Related JP3575561B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 地盤固結材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575561B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100654094B1 (ko) * | 1999-09-21 | 2006-12-05 | 쌍용양회공업(주) | 초미립자 시멘트를 사용한 연속섬유보강 시멘트 |
| JP2007314724A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Raito Kogyo Co Ltd | 地盤改良材 |
| JP2008169262A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 土質安定用薬液 |
| JP2024037096A (ja) * | 2022-09-06 | 2024-03-18 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤固結材およびそれを用いた地盤注入工法 |
| JP2024074595A (ja) * | 2022-11-21 | 2024-05-31 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤固結材およびそれを用いた地盤注入工法 |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP24747994A patent/JP3575561B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100654094B1 (ko) * | 1999-09-21 | 2006-12-05 | 쌍용양회공업(주) | 초미립자 시멘트를 사용한 연속섬유보강 시멘트 |
| JP2007314724A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Raito Kogyo Co Ltd | 地盤改良材 |
| JP2008169262A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 土質安定用薬液 |
| JP2024037096A (ja) * | 2022-09-06 | 2024-03-18 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤固結材およびそれを用いた地盤注入工法 |
| JP2024074595A (ja) * | 2022-11-21 | 2024-05-31 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤固結材およびそれを用いた地盤注入工法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3575561B2 (ja) | 2004-10-13 |
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