JPS62265395A - 自硬性滑材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は下水道管等を布設するための推進工法に用いら
れる滑材に関するもので、さらに詳しくは、ベントナイ
トを主材料とした従来の滑材にセメント等を添加するこ
とにより、滑材と裏込材との双方の性能を兼備させた自
硬性滑材に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、下水道管渠等の布設に際しては、交通量の増大に
伴なう工事の安全性、市街地における工事公害の防除お
よび工期短縮の面より、推進工法あるいはシールド工法
等の特殊工法の採用が多くなっている。

上記推進工法においては、推進時に生じる摩擦抵抗力が
大きくなるとジヤツキ推進力により管が破損し、推進不
能となるので、滑材を注入して地山と推進管との間の摩
擦を減じてジヤツキ推進力が管の強度を上回らないよう
にしているのが通例である。

ここで注入される滑材には主としてベントナイトが使用
されており、その一般的な配合はベントナイト５０−１
５０ｋｇ／ｒｒｒ’、メチル−ｔ’　ルロ−ス０〜２ｋ
ｇ／ｌｎ’、高吸水樹脂０〜２ｋｇ／ｍ’、水残量で極
めて多量の水を含有する材料であり、かつ自硬性を持た
ない、そのため推進が完了した後、そのまま放置すると
、水分が周囲に散逸し空隙が生じる。この空隙部分は土
庄に耐えられないため、地表面の沈下を起こし建物や地
下埋設物に悪影響を与える。そこで推進後は速やかに強
度の高い裏込材を注入し、滑材と置換する必要がある。

このように推進工法においては滑材の注入およびその後
の裏込材の充填により、管の推進力を小さくし、推進終
了後は管と地山を密着させることにより周辺地盤に対す
る影響をできる限り少なくすることが重要である。

しかし、推進時に滑材を注入し終了後は裏込材とａ！！
換える工法では、滑材と裏込材の置き換えが十分でなか
ったり、裏込材と滑材が混合することにより強度が発現
しなかったりすることがある。またＭＳ換え工事による
コストの上昇や工期の延長も見のがせないものであり、
滑材と裏込材両方の性能を兼備した自硬性滑材の開発が
望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

推進工法における管の推進期間は最長とされる１５０ｍ
程度の推進距離で３週間であるが、工程上のトラブルで
推進期間が長くなることを考慮すると、摩擦抵抗を減じ
るために注入される滑材は１ケ月ちかくその機能を保持
する必要がある。推進終了後周辺の地盤に影響が及ばな
いようにするためには、裏込材は硬化して地山と同程度
の強度を発現する必要があり、また布設された管と地山
を一体化するとの要求性能よりブリージングはできる限
り小さい方が望ましい。

以上の点を要約すると滑材と裏込材両方の性能を兼備し
た上記自硬性滑材に要求される性能は次のようになる。

ｉ）流動性は現在一般的に使用されている滑材の流動性
から大きくは逸脱せず、ＪＡロートの流下時間が１２秒
以下である必要がある。

ｉｉ）　　滑り抵抗はできる限り小さい方が望ましく、
推進工事が完了するまでは、管と地山の摩擦抵抗を考慮
して０．０３　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃゴ以下の剪断強度を
保持する必要がある。

１ｉｉ）　　注入後９０日を経過すると地山と同程度の
強度、一般的には１〜２ｋｇｆ／ｃｍ″以上の強度とな
る必要がある。

ｉｉ）　管と地山の一体化のためブリージング率は５％
以下である必要がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するために、ベントナイ
トと、高吸水性樹脂および／またはメチルセルロースと
、水とよりなる従来の推進工法用滑材１ｔｎ”に、セメ
ント５０〜２５０ｋｇと、主な化学組成Ａｌ２Ｏ３　２
０〜４０重量％（以下％と記す）、ＣａＯ３０〜５０％
、Ｓ０３　　１０〜３０％を含有する水硬性物質２〜１
５ｋｇと。

凝結遅延材１〜１０ｋｇとを添加した自硬性滑材である
。

〔作用〕

本発明の自硬性滑材は、セメントの添加により強度を発
現させ、水硬性物質によりブリージングを減少させ、セ
メントの添加による早期硬化を凝結遅延剤の添加によっ
て抑制したものである。

本発明におけ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、シリカセメント。

フライアッシュセメント、土質安定用セメント等が使用
可能で、これ等のセメントはその特性、推進工事の状況
等を勘案して選択されるが、普通ポルトランドセメント
の入手が最も容易で好ましい。

セメントの添加量は、硬化後の滑材の強度が地山の強度
と同程度になるように、用いるセメントの特性、地山の
強度等を勘案して定めるが、５０ｋｇ未満では強度が不
十分であり、２５０ｋｇを越えて添加して特に高強度を
発現させる必要はない。

ベントナイトを含有する滑材に単にセメントのみを添加
すると、滑材は硬化して強度を発現するがブリージング
が大きく自硬性滑材としては不適当である。そこでブリ
ージングを防止するために速やかに水和して結晶水の多
いエトリンガイトを生成してブリージングを極めて小さ
くする水硬性物質を添加する。

本発明に用いる水硬性物質はエトリンガイトを生成させ
るために主な化学組成としてＡ２２０３２０〜４０％、
ＣａＯ　３０〜５０％、５ｏ３１０〜３０％をバランス
よく含有することが必要である。

すなわち、Ａｌ２Ｏ３２０〜４０％ ＣａＯ３０〜５０％ ３０３　　　　１０〜３０％ の範囲を外れるとエトリンガイトが速やかで効果的に生
成せず、ブリージングの抑制作用が不十分となる。水硬
性物質としては、アライン系焼成物、水酸化アルミニウ
ムおよび半水石膏の混合物、アルミナセメント、高アル
ミナスラグおよび石膏の混合物等が用いられ、これ等の
うちアライン系焼成物、水酸化アルミニウムおよび半水
石膏の混合物がエトリンガイドの生成が効果的なので好
ましい。

水硬性物質の添加量は、２ｋｇ未満ではブリージング抑
制効果が不十分で管と地山の間の空隙が大きく、１５ｋ
ｇを越えて添加するとエトリンガイトの生成量が過大と
なって滑材の流動性が不十分となる。

凝結遅延剤は、セメントの水和反応を遅延させることに
より管の推進中は滑材の硬化を抑制するもので、通常の
セメント系の遅延剤であるリグニンスルホン酸とその塩
、オキシカルボン酸とその塩、ポリアルコール類、セル
ロース類、糖類、りん酸、弗化物、塩化マグネシウムそ
の他のハロゲン化マグネシウム、硝酸マグネシウム等の
マグネシウム化合物を用いることでも可詣であるが、酸
化亜鉛が遅延剤としての効果が長く持続し、かつ添加の
多少による遅延時間の変動が小さく最も適している。

凝結遅延剤の添加量は、用いたセメントの特性および添
加量、工事域の地温、推進工事の期間等により影響を受
けるが、１ｋｇ未満では効果が不十分で、１０ｋｇを越
えて添加すると強度発現が著しく遅くなり推進完了後長
期間硬化しなくなる。

〔実施例〕

用いたベントナイトと高吸水性樹１１とメチルセルロー
スと水とより成る滑材の組成を第１表に、アライン系焼
成物と水酸化アルミニウムと半水石膏とを混合した水硬
性物質の組成を第２表に示した。

第１表に組成を示した従来の滑材に、普通ポルトランド
セメント、第２表に組成を示した水硬性物質および酸化
亜鉛を第３表の如く添加し、ホバートミキサで３分間混
練して本発明の自硬性滑材となし、その流動性、ブリー
ジング率および強度を測定して第３表に示した。

各測定方法は次の通りである。

流動性：土木学会「ＰＣグラウト試験方法」によるＪＡ
ロート ブリージング率：ＪＡＳＳ　　５Ｔ−７０１ｒプレパツ
クドコンクリ一ト用注入モルタ ルの試験方法」 強　度二流カ性があるものに対しては土質調査法による
ベーン試験を施し剪断強度を 求め、表中に記号τを付記して示し。

流動性がないもの対してはＪＩＳ　　Ａ１２１６Ｔｒ土
の一軸圧縮試験方法」 による−軸圧縮試験を施し１表中に記 号ｑｕを付して示した。試験材令は ３．７．２８．６３．９１日とした。

なお、ベントナイトのほかに高吸水性樹脂またはメチル
セルロースの何れかを用いた従来の滑材、普通ポルトラ
ンドセメント以外のセメント、アライン系以外の水硬性
物質、酸化亜鉛以外の凝結遅延剤を用いた場合にも、自
硬性滑材として使用し得る特性を示した。

〔発明の効果〕

本発明の自硬性滑材は注入時には粘性が小さく、２８日
材令までは滑材として摩擦減少剤としての性能を持ち、
推進終了後は十分に硬化して強度を発現し理想的な効果
を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ベントナイトと、高吸水性樹脂および／またはメチ
   ルセルロースと、水とよりなる推進工法用滑材１ｍ＾２
   に、セメント５０〜２５０ｋｇと、主な化学組成Ａｌ＿
   ２Ｏ＿３２０〜４０重量％、ＣａＯ３０〜５０重量％、 ＳＯ＿３１０〜３０重量％を含有する水硬性物質２〜１
   ５ｋｇと、凝結遅延材１〜１０ ｋｇとを添加してなることを特徴とする自硬性滑材。