JPS6128577A - 泥水調整剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土木工事および各種の鉱業の開発、探査、地熱
利用等における抗弁掘削用の水−粘土系泥水に用いる泥
水調整剤に関する。さらに詳しくは、泥水にすぐれた分
散安定性、耐熱性、耐塩性、耐セメント性を持たせる泥
水調整剤に関する。

一般に土木工事、石油ポーリング、地熱開発や各種の鉱
業における掘削用の泥水としてベントナイト泥水が用い
られている。この泥水工法は騒音防止、工事の容易さ、
安全性、経済性などの利点から広く行なわれているが、
ベントナイト泥水の、機能としては、地盤の崩壊の防止
、−地下水やガスなどの噴出防止、土庄の支え、掘削面
の維持、土砂の運搬や潤滑剤としての働きなどがある。

このようなベントナイト泥水の機能を良好に保つため、
ベントナイト泥水を調整するいわゆる泥水調整剤（以下
、調整剤という）として従来より種々のものが用いられ
てきた。すなわち、リグニンスルホン酸ナトリウム、フ
ミン酸ナトリウム、カルボキクメチルセルロース、ポリ
リン−ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムなどが用
いられてｈる０しかしながら、近年油井掘削技術の進歩
忙より掘削深度がますます大きくなる傾向にあることや
、地熱発電用の抗弁の掘削の必要性などから、高温高圧
下においても安定なベントナイト泥水が要望されてｈる
。また、油井掘削や土木工事罠おいて近年海水を利用し
た海水泥水が盛んに用いられるようになってきておシ、
また清水を用いる場合でも地下水中の金属イオンが混入
してくることが多いが、このような場合には金属イオン
の影響を受けＫくいべ／トナイト泥水が要望されて粘る
。、さら如一般の泥水工法においても、掘削終了後のコ
ンクリート打設の際にセメントとベントナイト泥水の混
合が避けられないが、へこのセメントの混入による泥水
の劣化を防止し、回収と再利用が可能で、何度も〈シ返
して使用することのできるベントナイト泥水が要望され
ている。

従来公知の調整剤を用いたベントナイト泥水は、熱、無
機塩、セメントなどによってゲル化したり、高粘度にな
ったりして、その性能は十分に満足できるものではない
。

本発明者らは安定性にすぐれたベントナイト泥水を得る
ために鋭意研究を重ねた結果、特定の重合体を調整剤と
して使用すると耐熱性、耐塩性および耐セメント性にす
ぐれたベントナイト泥水が得られることを見い出した。

すなわち、本発明はαβ不飽和カルボン酸重合体（ポリ
アクリル酸を除く）またはその中和度３０％以下のアル
カリ金属塩、アンモニウム塩もしくはアルカノールアミ
ン塩を有効成分とする調整剤である。

本発明で使用するαβ不飽和カルボン酸重合体は、アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイアｍ！、フ
マール酸、イタコン酸等の炭素数３〜５のαβ不飽和カ
ルボン酸から選ばれた１種からなる単独重合体および２
種以上からなる共重合体である。なお、ポリアクリル酸
については本出願人により既に出願されているために本
発明から除外した（特願昭５８−２３８９５３号）。

αβ不飽和カルボン酸の数平均分子量は１０００〜２０
０００であり、好ましくは２０００〜１５０００である
。この範囲外では効果が小さい。

αβ不飽和カルボン酸重合体の壇は中和度が３０係以下
のもので、３０％をこえると効果が低下す５、す る。アルカリ金属塩としてはナトリウム塩、カリウム塩
、リチウム塩があシ、アルカノールアミン塩としてはモ
ノエタノールアミン塩、ジェタノールアミン塩、トリエ
タノールアミン塩、モノイソグロバノールアミン塩、ジ
インプロパツールアミン塩、トリイソプロパツールアミ
ン塩などがある。。

αβ不飽和カルボン酸重合体は公知の方法で製造するこ
とができる。

たとえば、αβ不飽和カルボン酸の１種または２種以上
の混合物を水やアルコール系の溶媒中で過硫酸塩やアゾ
ビスイソブチロニトリルなどのラジカル重合触媒を用い
て重合′させることによシ得られる。

本発明の調整剤は泥水に対して０．０１〜５重量係、好
ましくは０．０２〜２重量係の範囲で使用される。

本発明の調整剤を用いてベントナイト泥水を得るには、
水にベントナイトと調整剤を加えて混合すればよい。

また、ベントナイト泥水のＰＨを調整する必要があると
きは、得られたベントナイト泥水に水酸化ナトリウムな
どのアルカリ水溶液を加えて調整する。

本発明の調整剤には、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ト
リポリリ／＃ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウ
ム、カルボキシメチルセルローズ、アルギ？酸ナトリウ
ム、その他既知の調整剤を併用することも可能である。

またベントナイトにセピオライトやアスベストなどを併
用した懸濁液に対しても適用できる。

本発明の調整剤を使用することによシ、耐熱性、耐塩性
および耐セメント性にすぐれ、利用範囲の広いベントナ
イト泥水を得ることができる。

以下、実施例によシ本発明を具体的に説明する。

部は重量部を示す。

実施例１ 水１００部にベントナイト（クニミネ工業■：クニゲル
Ｖ１）６部および調整剤０．０３部を添加し、ハミルト
ンビーチミキサー（ＡＰＩ規格）を用いて１１０００　
ｒｐｍ、　２０分間の攪拌を行なってベントナイト泥水
を得た。つぎに、ポルトランドセメント２部を加え、タ
ービン羽根によシ１ｌ１０００ｒｐで５分間攪拌を行な
ったのち静置した。

５分後および３０分後にセメント含有泥水のファンネル
粘度を測定した。

なお、随７はベントナイト泥水にカセイソーダ水溶液を
加えてｐＨを９．８に調整したのちボルトランドセメン
トを加え、泥水のファンネル粘度を測定した。

結果を表１に示す。

表１の結果より、本発明の調整剤を用いたポルトランド
セメント含有泥水はファンネル粘度が小さく、耐セメン
ト性が良好なことがわかる。

実施例　２ 水１００部に、ベントナイト（クニゲルｖ１）７部およ
び調整剤０．０５３部、さらにＮ［１３１〜３４につい
てはカルボキシメチルセルローズ０．０５部を加え、ハ
ミルトンピーチミキサーにより１１０’００ｒｐｍで２
０分間攪拌してベントナイト泥水を得、この物性をＡＰ
Ｉ規格に従って測定した。つぎに、クレー１０部とポル
トランドセメント０．３５部とを加え、ハミルトンビー
チミキサーにより１１０００　ｒｐｍで５分間攪拌し、
３５時間静置したのち、上部よシデカンテーションによ
シベントナイト泥水を分離回収し、その物性を測定した
。さらに再びクレーとポルトランドセメントを同量加え
、以下同様の操作をくシ返した。結果を表２に示す。

表２のＮ１２３〜３０の結果および随３工〜３４の結果
から、本発明の調整剤を用いた場合にはポルトランドセ
メントとクレーに対する安定性がすぐれ、ベントナイト
泥水のくシ返し使用回数を増加させることができる。ま
た、Ｎ１２３、Ｎ１１Ｌ２５と瀧３１、鳩３２の結果を
比較すると、本発明の調整剤とカルボキシメチルセルロ
ーズとを併用した場合には脱水量が低下し、良好な泥壁
形成性を示すことがわかる。

実施例　３ テミキサーにより１ｌ１０００ｒｐで２０分間攪拌を行
なってベントナイト泥水を得た。これに３０多塩化ナト
リウム水溶液０．５部を添加して５分間同じ条件で攪拌
したのち、Ｂ型粘度計により粘度を測定した。さらに３
０％塩化ナトリウム水溶液０．５部を添加し、５分間同
じ条件で攪拌後粘度を測定した。結果を表３に示す。

表３より本発明の調整剤を用いたベントナイト泥水は粘
度の上昇が小さく、塩化ナトリウムに対するゲル化防止
能力の大きいことがわかる。

実施例　４ 水１００部にベントナイト（クニゲルｖ１）７部と調整
剤２部とを加え、ハミ゛ルトンピーチミキサーによ、ｉ
２１１０００ｒｐｍで２０分間攪拌を行ない、ついでカ
セイソーダ水溶液を加えてｐＨ１０，５に調整した。こ
れにリグニン−フミン酸系調整剤３部を加え、さらに２
０分間攪拌を行なってベントナイト泥水を得た。この泥
水を２００℃で２０時間養生し、養生前後の物性（見か
け粘度、プラスチック粘度、降伏値、ゲル強度）および
養生後の脱水量を測定した（醜４２〜４６）。

また、水１００部にベントナイト（クニゲルＶ１）４部
と調整剤０．７部とを加え、ハルミトンビーチミキサー
により１ｌ１０００ｒｐで２０分間攪拌を行ない、つい
でカセイソーダ水溶液を加えてｐＨ１０，５に調整した
。これにフミン酸系調整剤３部とアスベスト２部とを加
え、さらに２０分間攪拌を行なってベントナイト泥水を
得た。この泥水を前記同様に養生し、養生前後の物性と
養生後の脱水量を測定した（Ｎａ３７〜４９）。

以上の結果を表４に示す。表４より、本発明の調整剤を
用いたペントチ・イト泥水は、養生後の見かけ粘度、プ
ラスチック粘度、降伏値、ゲル強度、脱水量のいずれも
小さく、加熱によるゲル化増粘に対する防止能力の大き
いことがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、数平均分子量１０００〜２００００のαβ不飽和カ
   ルボン酸重合体（ポリアクリル酸を除く）またはその中
   和度３０％以下のアルカリ金属塩、アンモニウム塩もし
   くはアルカノールアミン塩を有効成分とする泥水調整剤
   。