JPS6234977A - 止水剤 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地盤の安定化、トンネルや地下工事等於ける湧
水、漏水の妨止、地下埋設管渠の継手部、クラック等か
らの漏水の防止を目的とする止水剤に関する。

〔従来の技術〕

従来、地盤の安定及び湧水、漏水の防止等を目的として
、無機系の止水剤としてセメント系及び水ガラス系等の
止水剤が、高分子系の止水剤として、尿素系、ウレタン
系及び水溶性のビニール化合物であるアクリルアミド、
アクリル酸塩等の止水剤が用いられてきた。

しかしながら、これらの止水剤にはそれぞれ次の様な問
題点がある。

高分子系止水剤である尿素系、ウレタン系、アクリルア
ミド系の止水剤はその安全性の面から使用が難しい状況
にある。又、アクリル酸塩系の止水剤はゲル化が開始す
る迄の時間（以下ゲル化時間と称す）が早くて、ゲル化
時間の調節が困難であると共に、硬化時に均一なゲルを
生成せず、部分ゲル化する傾向があるほか、硬化したゲ
ルは弾性が大きいため又粘着性があるために、硬化土壌
を掘削したり、硬化ゲルを切削したり、平滑にする場合
に、通常の用具では極めて作業が難かしく、場合によっ
ては掘削、切削の目的以外の部分まで取り除き、再漏水
の原因となる等の問題がある。

無機系止水剤である水ガラス系は耐久性に問題があり、
一般に仮設的止水を目的としてのみ使われている。

一方セメント系の止水剤としては、水ガラス溶液をセメ
ント懸濁液で固結させるＬＷ工法、又セメント系の急硬
剤を添加してゲル化時間を短かくする方法等が行われて
いる。

セメント／水ガラス系のＬＷ工法の場合は強度とゲル化
時間がセメントの量によって決まり、両方を任意に決め
る事ができない。従ってこれを改良したものとして、セ
メント量を増加させずに、ゲル化時間を適度に保持しな
がら、高強度の固結物をえる事ができる〆 高炉スラグセメント／水ガラス系、微粒子化したスラグ
系コロイドセメント／水ガラス系からなる止水剤が使わ
れている。

又セメント／急硬剤系の止水剤としては、急硬剤として
、カルシウム・アルミネート、硫酸カルシウム等の混合
物（石灰石、ボーキカイト、石膏の溶融混合物）が使わ
れている。上記の高炉スラグセメント／水ガラス系、微
粒子スラグ系コロイドセメント／水ガラス系、セメント
／急硬剤系の止水剤はいずれもゲル化時間が短かすぎる
ので、遅延剤の量でゲル化時間を調整する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、セメント系の止水剤は止水剤として、次
の様な問題がある。

１）ゲル化時間の調節が困難である。即ちゲル化時間の
調節には、無機塩、有機酸塩等の遅延剤を添加して調整
するが、適当なゲル化時間の設定が難しい。

２）ゲル化速度が緩慢であるので、湧水が激しい場合、
ゲル化しないで流出する事がある。

３）硬化したゲルを切削する場合特殊な道具を必要とす
る。例えば地下埋設管渠の継手部、クラック等の漏水防
止を行う場合、不要の硬化物除去する必要があるが、硬
化物は、固くて、しかももろいので、特殊な道具を使わ
ないと、切削の目的以外の部分まで取り除き、再漏水の
原因となる。

４）地下水で希釈されて甚しい場合は固結しない事があ
る。湧水が激しい場合、ゲル化速度が緩慢であると同時
に希釈されてゲル化時間が遅延するので、場合によって
は全くゲル化しない事がある。

５）従来、セメントミルクとアクリルアマイド、アクリ
ル酸塩と併用する止水法は行われてい・　だが、アクリ
ルアマイドの場合は、安全性の上から使用が制限されて
おり、アクリル酸塩の場合は単独使用の場合の問題と同
じく、ゲル化時間の調整が難しい事、ゲル化物の切削が
困難であるという作業性の問題がある。

本発明は前述の従来のセメント系止水剤の問題を全て解
決しアクリルアマイド、アクリル酸塩との併用工法での
問題もなく、更に下記の特長をもつ止水剤を提供する事
にある。

１）硬化物の強度が大であると同時に弾力性がある。特
に地下埋設管渠の継手部、クラック等の漏水防止を目的
とした止水剤の場合は、強度が犬であると同時に弾力性
がある事が必要であるが、従来のセメント系の止水剤の
場合は強度は犬であるが、弾力性がなく、補修部分の硬
化物にクラックが入り、再漏水する事がある。

２）硬化物は収縮せず、むしろ若干膨張する事が望まし
いが、従来のセメント系の止水剤の場合は通常収縮する
か、又は膨張しても膨張率は０．１チと非常に小さい。

特に地下埋設管渠の継手部、クラック等の漏水防止を目
的とする場合は、硬化後の収縮又膨張率が小さい事は再
漏水の原因となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は ａ、水硬性セメント ｂ、一般式 （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基でｍは２以上の整
数） で表わされる化合物の単独もしくは混合物Ｃ０一般式 で表わされる化合物の単独もしくは混合物ｄ０重合触媒 を含有してなる止水剤である。

本発明に用いるＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステル類に
はポリエチレングリコールモノアクリレート又はポリエ
チレングリコールモノメタクリレートが用いられる。

ポリエチレングリコールモノアクリレートには、例えば
ジエチレングリコールモノアクリレート、トリエチレン
グリコールモノアクリレート、テトラエチレングリコー
ルモノアクリレート、ＰＥＧ＋６５０モノアクリレート
（一般式（ａ）中の（ＣＨ２−ＣＨ２−０＋ｍの平均分
子量が３５０の略記。以下同じ。）、ＰＥＧ≠６００モ
ノアクリレート、ＰＥＧ≠１０００モノアクリレート、
ＰＥＧ≠２０００モノアクリレート、ＰＫ０４６０００
モノアクリレート等があげられ、ポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートには、例えばジエチレングリコー
ルモノメタクリレート、トリエチレングリコールモノメ
タクリレート、テトラエチレングリコールモノメタクリ
レート、ＰＥＧ４３５０モノメタクリレート、ＰＥＧ１
＃＋６００モノメタクリレート、ｐＥａ４１ｏｏＯモノ
メタクリレート、ＰＦｉＧす２０００モノメタクリレー
ト、ＰＥＧ＋６０００モノメタクリレート等があげられ
る。

本発明に用いるＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステル類は
エチレンオキサイド付加モル数として２個以上のものが
用いられるが、水溶性を低下させない範囲及び臭気が作
業性に悪影響を与えない程度でエチレンオキサイド付加
モル数１個のものが夾雑されていても差し支えない。同
時に、水溶性を低下させない程度であれば、ポリプロピ
レングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレ
ングリコールモノメタクリレート、エチルジエチレング
リコールアクリレート、メチルトリエチレングリコール
アクリレート等を添加しても差し支えない。

また、本発明の特徴を失わない程度で、架橋成分として
、メチレンビスアクリルアミド、１．３−ジ（アクリル
アミドメチル）−２−イミダゾリトン、ヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアクリロイル−ｓ　−トリアジン、エ
チレン尿素ビスアクリルアミドあるいはグリセロールジ
アクリレート等の一種又は二種以上を混合併用すること
も可能である。

本発明に用いるＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エステル類
にはポリエチレングリコールジアクリレート又はポリエ
チレングリコールジメタクリレートが用いられる。

ポリエチレングリコールジアクリレートには、例えばジ
エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリ
コールジアクリレート、テトラエチレングリコールジア
クリレート、ＰＥＧ＋３５０ジアクリレート〔一般式（
ｂ）中の＋ＣＨ２−ＣＨ２−０すｎの平均分子量が３５
０の略記、以下同じ。〕、ＰＥＧ＋６００ジアクリレー
ト、ＰＥＧ＋１０００ジアクリレート、ＰＦｉＧ≠２０
００ジアクリレート等があげられ、ポリエチレングリコ
ールジメタクリレートには、例えばジエチレングリコー
ルジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタク
リレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート
、ＰＥＧ≠３５０ジメタクリレート、ＰＥＧ＋６００ジ
メタクリレート、ＰＥＧ≠１０００ジメタクリレート、
ＰＥＧ＋２０００ジメタクリレート等があげられる。

本発明のＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エステル類のエチ
レンオキサイド平均付加モル数は２〜５０の範囲のもの
が用いられる。この値が２未満になるとゲルの強度が低
下すると共に、止水剤としての安全性の面から好ましく
なくなり、逆にこの値が５０以上になると、混合物の粘
度が低下し、かつ重合物が架橋密度が低下するために良
好な弾性ゲルを得ることが困難になる。

本発明で用いるＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エステル類
はＰＥＧ　（メタ）アクリル酸エステル類１００重量部
に対して０．１〜５００重量部、好ましくは０．１〜３
００重量部用いる事が止水剤として好ましい。

又Ｐ’ＥＧ　（メタ）アクリル酸エステル類とＰＥＧジ
（メタ）アクリル酸エステル類との混合物は通常本発明
の水溶液系止水剤から水硬性セメントを除いた水溶液に
対して３〜９０係の濃度で用いる。

一方、本発明の止水剤の硬化物がコンクＩＪ−ト、鋼矢
板等に固着することが要求される場合には、本発明の特
徴を失なわない程度、すなわち掘削性、切削性を悪化さ
せない範囲でアクリル酸塩類を添加することも可能であ
る。例えば、ＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステル類とＰ
ＦｉＧジ（メタ）アクリル酸エステル類の混合物に、必
要に応じてアクリル酸マグネシウム、アクリル酸ソーダ
、アクリル酸カリウム、アクリル酸アンモニウム、アク
リル酸カルシウム、アクリル酸亜鉛、アクリル酸バリウ
ム、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ニッケル、ア
クリル酸クロム、アクリル酸ストロンチウム等のアクリ
ル酸塩類又はこれらのメタクリル酸塩類を添加した重合
性化合物を硬化成分とすることも可能である。

本発明に用いる重合触媒は通常レドックス触媒が使用さ
れ、酸化剤としては過硫酸すｌ−ＩＪウム、過酸化水素
、：ｉ綾塩素酸アンモニウム、過塩素酸の一方、還元剤
としては、亜硫酸水素すトリウム、亜硫酸ナトリウム、
亜硫酸カリウム、チオ硫酸ソーダ、硫酸第一鉄、ホルム
アルデヒドーソジウムースルホキシレート、ジメチルア
ミノプロピオニトリル、トリエチルアミン、トリエタノ
ールアミン、Ｎ−メチルモルフォリン、ニトリロｉ・リ
スプロピオンアミドあるいはナトリウム又はカリウムの
メタ重亜硫酸塩等である。

適当なレドックス触媒の組み合せの例としては、過硫酸
すトリウムとトリエタノールアミン、過硫酸ナトリウム
とチオ硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムと亜硫酸ナトリ
ウム、過硫酸カリウムとトリエタノールアミン等がある
。

上記触媒の使用量は、ＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステ
ル類とＰＥＧ（メタ）ジアクリル酸エステル類との合計
重量に対して０．１〜１５０％の範囲、好ましくは１〜
１００チの範囲である。

本発明による重合に際しては、上記レドックス触媒に更
に還元性金属イオン、例えば５ｎ（ＩＩ）、Ｆｅ（■）
、Ｍｎ（■）、Ｃａ（ＩＩ）、Ｚ　ｎ’（■）、Ｎ１（
１）、ｐｂ（Ｉ）、Ａｇ（１）、及びＣｏ（ＩＴ）イオ
ンの併用又はレドックス触媒として第三級アミンを使用
する場合は、第三級アミンと上記還元性金属イオンの混
合物に、更に還元性金属イオンと第三級アミンの存在下
で安定な錯体を形成するキレート剤、例えば酒石酸、ク
エン酸、リンゴ酸、乳酸等のオキシ酸、コハク酸、エチ
レンジアミン四酢酸又はその水溶性塩、蓚酸、蓚酸アン
モニウム、ニトリロ三酢酸又はその水溶性塩及びアンモ
ニウムアセトン等を適宜添加使用することも可能である
。

本発明において用いられる水硬性セメントとしては、普
通ボルトラコドセメント、アルミナセメント、混合セメ
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）及び微粒子高炉スラグセメント等があげら
れる。

本発明で使用する水硬性セメントの量は必要とする止水
剤としての特性に応じて変えることができるが、一般に
はＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステル類、ＰＥＧジ（メ
タ）アクリル酸エステル類及び重合触媒からなる水溶液
１００ｍ１に対して１０〜２００ｇ１好ましくは４０〜
１５０ｇの割合で用いるのが、止水剤として好ましい。

又重合触媒の酸化剤として、過硫酸すトリウム、過硫酸
カリウム、等を用いる場合は、水硬性セメントの量はこ
れらの過硫酸化合物ｉｏｏ重量部に対して２５００重量
部以上で用いる。

又必要に応じてセメントの分散安定性を増すために、減
水剤又はベントナイト、水溶性高分子を添加しても良い
。

減水剤としてはポリアルキルアリルスルホン酸塩系（ナ
フタレンスルホン酸塩等）メラミンホルマリン樹脂スル
ホン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系等がある。

水溶性高分子としては、水溶性セルロースエーテル、ポ
リアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニー
ルアルコール等の分散剤がある。

〔作用〕

本出願人は前述の問題の解決された止水剤さして、ＰＥ
Ｇ（メタ）アクリル酸エステル類とＰＥＧジ（メタ）ア
クリル酸エステル類からなる組成の混合物に重合触媒を
添加して水溶液系で用いる止水剤について先に昭和５１
年特許願第０９３１２１号（特公昭５７−１５６３１）
及び昭和５７年持重願第０８７８３８号（特開昭５８−
２０６６８０　）を出願しているがセメント系薬液を用
いる止水工法に於て、水硬性セメントにＰＥＧ（メタ）
アクリル酸エステル類とＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エ
ステル類からなる組成の混合物と重合触媒を添加する事
により、得られるゲルは離漿性がなく、不透水性で、耐
久性があり、薬剤の安全性が極めて高く、従来のＰＥＧ
（メタ）アクリル酸エステル類とＰＥＧジ（メタ）アク
リル酸エステル類からなる組成の混合物に、重合触媒を
添加して水溶液系で用いる止水剤に比して強度が高く、
又適度の浸透性を有するので、空洞光てん剤としても優
れている。

更にセメント系の止水剤に比して、本発明の止水剤はＰ
ＥＧ（メタ）アクリル酸エステル類とＰＥＧジ（メタ）
アクリル酸エステル類のラジカル重合反応によってゲル
化し、その後で徐々にセメントの水利反応が起り、硬化
して行くので、ゲル化時間の調節も容易で、ゲル化速度
（ゲル化の立ち上り）も急速である。

又本発明の止水剤はＰＥＧ（メタ）アクリル酸エステル
類及びＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エステル類に含まれ
るポリエチレングリコール鎖の親水性により地下水等で
希釈されても固結性に優れて、形成される硬化物はゴム
状を示さず、適度の硬さであるので、止水後の掘削、切
削等が容易で、特別の用具を用いる必要もなく、作業性
が極めて向上する。

更に七メント系の止水剤とＰＥＧ（メタ）アクリル酸エ
ステル類及びＰＥＧジ（メタ）アクリル酸エステル類か
らなる組み合せでは考えられない新たな止水剤としての
特性として、 （１）上水剤は特に地下埋設管渠の継手部、クラック等
の漏水防止の用途の場合は、強度が大であると共に、弾
力性が必要であるが、本発明の場合は強度が犬であると
共に、弾力性を有する。

従って補修部分からのクラックが入る事による再漏水は
ない。

（２）又硬化物は収縮せず、硬化の初期段階で膨張し、
その後膨張率は一定で変化しないので、止水剤として優
れている。

〔実施例〕

以下実施例、比較例をあげ、本発明について説明するが
、本発明はこれに限定されるものではな−１７−＋＋＋ い。

実施例については、セメントの添加量はＰＥＧ（メタ）
アクリル酸エステル類（Ａ）、ＰＥＧジ（メタ）アクリ
ル酸エステル類（Ｂ）及び重合触媒からなる水溶液ＩＱ
Ｑｒｎｌに添加した量（ｙ数）で表わした。

尚圧縮強度及び弾力性の測定は、内径３５ｍ／ｍ。

高さ７０ｍ／ｍのモールドに実施例及び比較例の配合に
従って調整した薬液を充たし、固結さぜ、１時間後に脱
型後得られたゲル化物を所定の時間水中養生後、−軸圧
縮強度及び圧縮ひずみ（弾力性）を測定した。

寸法安定性については硬化後水中養生７日後の体積変化
について測定した。

ゲル化時間は温度２０℃に於ける各配合例でのゲル化ま
での時間を測定した。

表−１に実施例について、表−２についてはセメント系
の止水剤について比較例を示す。

表−１及び表−２より明らかな如く、本発明は硬化物の
圧縮強度が大であると同時に、弾力性に優れ、又寸法安
定性についても収縮する事なく、膨張率もセメント系止
水剤の中で、膨張性のあるセメントを使った場合に比べ
ても、著しく大きく、上水剤として極めてすぐれている
。

＝１９− 一６Ｉｌ１１ｎ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ、水硬性セメント ｂ、一般式▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１は水素原子又はメチル基でｍは２以上の
   整数） で表わされる化合物の単独もしくは混合物 ｃ、一般式▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿２、Ｒ＿３はそれぞれ水素原子又はメチル
   基でｎが２以上で５０以下の整数） で表わされる化合物の単独もしくは混合物 ｄ、重合触媒 を含有してなる止水剤。