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課題

圧送及び充填時に、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性を有し、充填後に、大きな固化強度発現することのできるグラウトを提供する。

解決手段

酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質補助材増粘剤及び水を含むグラウト。酸もしくはその塩は、例えば、硫酸アルミニウムと、硝酸等の酸の組み合わせである。増粘剤は、例えば、グリコール系増粘剤、エステル系増粘剤等である。

概要

背景

従来から、地盤や、建設構造物や、地盤と建設構造物の境界面等における空洞または空隙に充填するためのグラウト材として、ベントナイトセメントを混合してなるセメントベントナイト溶液や、セメントスラリー及び気泡剤を用いてなる発泡セメントミルクや、発泡セメントミルクと砂とからなる発泡セメントモルタルや、セメントベントナイト溶液にメチルセルロース系等の材料分離防止剤を加えたものなどが、使用されている。なお、セメントスラリーの材料分離を防止するために、特殊な界面活性剤を用いることもある。
しかし、これらセメント系のグラウトは、高アルカリ性である。このため、例えば、内部に水が溜まった空洞に、当該グラウトを充填した場合、グラウトと接触した水が、pH12〜14程度のアルカリ性になる。その結果、この高pHの水が浸み込んだ地盤が、植生に悪影響を及ぼしたり、あるいは、この高pHの水が、河川、海等に流れ込んで魚介類等に悪影響を及ぼす可能性がある。
このため、中性域(例えば、5.8〜8.6)のpHを有するグラウトが求められてきた。

中性域のpHを有しうるグラウトとして、例えば、硫酸アルミニウムおよびアルカリ性アルカリ土類金属化合物を両者の混合物の1%水稀釈液がpH4.0〜8.0となるごとき配合比においてセメントと配合して得られるセメント組成物が、提案されている(特許文献1)。この文献には、前記の硫酸アルミニウムとアルカリ性アルカリ土類金属化合物の配合比は、セメント組成物のスラリーのpHが約7.0〜10.5の範囲となるごとく設定するのが好ましいと記載されている。例えば、この文献中の実施例1では、硫酸アルミニウムに水酸化マグネシウムを加えて微粉砕した後、得られた粉末ポルトランドセメントを混合してセメント組成物を調製し、次いで、該セメント組成物に水を撹拌しながら徐々に加えて、pH7.0〜7.5の均一なスラリーを得ている。
しかし、この特許文献1の技術は実用化されておらず、また、実際に再現試験を行なったところ、得られるスラリーのpHには非常にばらつきがあり、かつ材齢7日の一軸圧縮強さが0.1N/mm2以下となるため、実用上の使用が困難であることがわかった。

上述の事情下において、近年、硫酸塩、マグネシウム化合物及び水を含むことを特徴とするグラウトが提案されている(特許文献2)。このグラウトは、圧送及び充填時に、中性域のpHを示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性(適度なフロー値)を有し、充填後に、大きな固化強度発現しうるものである。

概要

圧送及び充填時に、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性を有し、充填後に、大きな固化強度を発現することのできるグラウトを提供する。酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質補助材増粘剤及び水を含むグラウト。酸もしくはその塩は、例えば、硫酸アルミニウムと、硝酸等の酸の組み合わせである。増粘剤は、例えば、グリコール系増粘剤、エステル系増粘剤等である。なし

目的

本発明は、圧送及び充填時に、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性(流動性;適度なフロー値)を有し、充填後に、大きな固化強度を発現することのできるグラウトを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

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請求項1

酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質補助材増粘剤及び水を含むことを特徴とするグラウト

請求項2

上記酸もしくはその塩が、硫酸アルミニウム、または、硫酸アルミニウムと酸もしくは硫酸アルミニウム以外の酸の塩の組み合わせである請求項1に記載のグラウト。

請求項3

上記補助材が、炭酸カルシウム粉末珪石粉末または頁岩粉末である請求項1又は請求項2に記載のグラウト。

請求項4

上記増粘剤が、グアガムグリコール系増粘剤またはエステル系増粘剤である請求項1〜3のいずれか1項に記載のグラウト。

請求項5

請求項1〜4のいずれか1項に記載のグラウトを製造するための方法であって、酸もしくはその塩及び水を含む材料Aと、マグネシウム含有物質、補助材及び水を含む材料B(ただし、材料A、Bのいずれか一方または両方が、増粘剤を含む。)を混合して、上記グラウトを製造するものであり、上記グラウトの練り上がり時の温度が13℃以上になるように、上記材料A及び上記材料Bを構成する各材料の温度を調整することを特徴とするグラウトの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、地盤中の空洞または空隙に充填して固化物を形成するためのグラウトに関する。

背景技術

0002

従来から、地盤や、建設構造物や、地盤と建設構造物の境界面等における空洞または空隙に充填するためのグラウト材として、ベントナイトセメントを混合してなるセメントベントナイト溶液や、セメントスラリー及び気泡剤を用いてなる発泡セメントミルクや、発泡セメントミルクと砂とからなる発泡セメントモルタルや、セメントベントナイト溶液にメチルセルロース系等の材料分離防止剤を加えたものなどが、使用されている。なお、セメントスラリーの材料分離を防止するために、特殊な界面活性剤を用いることもある。
しかし、これらセメント系のグラウトは、高アルカリ性である。このため、例えば、内部に水が溜まった空洞に、当該グラウトを充填した場合、グラウトと接触した水が、pH12〜14程度のアルカリ性になる。その結果、この高pHの水が浸み込んだ地盤が、植生に悪影響を及ぼしたり、あるいは、この高pHの水が、河川、海等に流れ込んで魚介類等に悪影響を及ぼす可能性がある。
このため、中性域(例えば、5.8〜8.6)のpHを有するグラウトが求められてきた。

0003

中性域のpHを有しうるグラウトとして、例えば、硫酸アルミニウムおよびアルカリ性アルカリ土類金属化合物を両者の混合物の1%水稀釈液がpH4.0〜8.0となるごとき配合比においてセメントと配合して得られるセメント組成物が、提案されている(特許文献1)。この文献には、前記の硫酸アルミニウムとアルカリ性アルカリ土類金属化合物の配合比は、セメント組成物のスラリーのpHが約7.0〜10.5の範囲となるごとく設定するのが好ましいと記載されている。例えば、この文献中の実施例1では、硫酸アルミニウムに水酸化マグネシウムを加えて微粉砕した後、得られた粉末ポルトランドセメントを混合してセメント組成物を調製し、次いで、該セメント組成物に水を撹拌しながら徐々に加えて、pH7.0〜7.5の均一なスラリーを得ている。
しかし、この特許文献1の技術は実用化されておらず、また、実際に再現試験を行なったところ、得られるスラリーのpHには非常にばらつきがあり、かつ材齢7日の一軸圧縮強さが0.1N/mm2以下となるため、実用上の使用が困難であることがわかった。

0004

上述の事情下において、近年、硫酸塩、マグネシウム化合物及び水を含むことを特徴とするグラウトが提案されている(特許文献2)。このグラウトは、圧送及び充填時に、中性域のpHを示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性(適度なフロー値)を有し、充填後に、大きな固化強度発現しうるものである。

先行技術

0005

特開昭52−150437号公報
特開2012−82306号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献2には、硫酸塩として硫酸アルミニウムを用い、かつ、増粘剤としてグアガムを用いた実施例のみが記載されている。
この点、特許文献2に実施例として記載された実施形態以外の実施形態を採用することによって、固化強度等の物性をさらに向上させることができるか否かについて、検討の余地が残っている。
本発明は、圧送及び充填時に、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を示し、水中での材料分離が生じず、良好な可塑性(流動性;適度なフロー値)を有し、充填後に、大きな固化強度を発現することのできるグラウトを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質補助材、増粘剤及び水を含むグラウトによれば、前記本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。

0008

本発明は、以下の[1]〜[5]を提供する。
[1] 酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質、補助材、増粘剤及び水を含むことを特徴とするグラウト。
[2] 上記酸もしくはその塩が、硫酸アルミニウム、または、硫酸アルミニウムと酸もしくは硫酸アルミニウム以外の酸の塩の組み合わせである前記[1]に記載のグラウト。
[3] 上記補助材が、炭酸カルシウム粉末珪石粉末または頁岩粉末である前記[1]又は[2]に記載のグラウト。
[4] 上記増粘剤が、グアガム、グリコール系増粘剤またはエステル系増粘剤である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のグラウト。
[5] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のグラウトを製造するための方法であって、酸もしくはその塩及び水を含む材料Aと、マグネシウム含有物質、補助材及び水を含む材料B(ただし、材料A、Bのいずれか一方または両方が、増粘剤を含む。)を混合して、上記グラウトを製造するものであり、上記グラウトの練り上がり時の温度が13℃以上になるように、上記材料A及び上記材料Bを構成する各材料の温度を調整することを特徴とするグラウトの製造方法。

発明の効果

0009

本発明によれば、本発明のグラウトを構成する酸もしくはその塩として、例えば、硫酸アルミニウムと、硝酸等の酸の組み合わせを採用することによって、強度発現性を向上させることができる。
また、本発明によれば、本発明のグラウトを構成する補助材として、例えば、炭酸カルシウム粉末と珪石粉末の組み合わせを採用することによって、強度発現性を向上させることができる。
また、本発明によれば、本発明のグラウトを構成する増粘剤として、例えば、エステル系増粘剤を採用することによって、増粘剤の溶解性等を向上させることができる。
さらに、本発明によれば、グラウトの練り上がり時の温度を特定の値(13℃)以上に調整することによって、グラウトの養生温度が低くても、良好な強度発現性を得ることができる。

0010

本発明のグラウトは、酸もしくはその塩、マグネシウム含有物質、補助材、増粘剤及び水を含むものである。
本発明において、酸もしくはその塩は、圧送及び充填時に、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有するスラリーを調製し、かつ、充填後に、大きな固化強度を有する固化物を形成するために用いられる。
本発明で用いられる酸としては、硫酸、硝酸、塩酸酢酸等が挙げられる。
本発明で用いられる酸の塩としては、硫酸塩、硝酸塩塩化物等が挙げられる。
硫酸塩としては、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄硫酸鉄(II))、硫酸カリウムアルミニウムカリウムミョウバン)、硫酸ナトリウムアルミニウムナトリウムミョウバン)等の水溶性硫酸塩等が挙げられる。中でも、硫酸アルミニウムは、pHを調整する能力に優れ、かつ水溶液として安価に一般販売されている点で、性能的にも経済的にも好ましい。
硝酸塩としては、硝酸鉄等が挙げられる。
塩化物としては、塩化鉄(III)、塩化鉄(II)、ポリ塩化アルミニウム等が挙げられる。
酸の塩は、粉末と水溶液のいずれの形態で用いてもよい。

0011

マグネシウム含有物質は、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有し、かつ大きな固化強度を発現しうるスラリーを得るために用いられる。マグネシウム含有物質に代えて、カルシウム化合物(例えば、水酸化カルシウム酸化カルシウム等)、ナトリウム化合物(例えば、水酸化ナトリウム酸化ナトリウム等)等の、他のアルカリ土類金属もしくはアルカリ金属化合物を含有する物質を用いた場合には、0.1N/mm2以上の一軸圧縮強さを有するスラリー(グラウト)を得ることが困難である。
マグネシウム含有物質としては、酸化マグネシウム含有物質や、酸化マグネシウム含有物質の部分水和物等が挙げられる。
なお、マグネシウム含有物質は、粉末とスラリーのいずれの形態で用いてもよい。

0012

酸化マグネシウム含有物質としては、軽焼マグネシア重焼マグネシア酸化マグネシウム試薬等が挙げられる。中でも、軽焼マグネシアは、本発明のグラウトの他の成分と反応し易く、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有するスラリーを容易に得ることができる点で、好ましい。
軽焼マグネシアは、例えば、炭酸マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムを主成分とする物質(例えば、鉱物海水成分等の天然資源)を600〜1,300℃で焼成することによって得ることができる。
ここで、炭酸マグネシウムを主成分とする鉱物としては、マグネサイトドロマイト等が挙げられる。水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物等としては、ブルーサイトや、海水から製造される水酸化マグネシウム等が挙げられる。

0013

酸化マグネシウム含有物質の部分水和物としては、軽焼マグネシアの部分水和物が挙げられる。軽焼マグネシアの部分水和物は、例えば、(i)軽焼マグネシアに水を添加して混合する方法、(ii)軽焼マグネシアを相対湿度80%以上の環境下に、1週間以上保持する方法、等によって得ることができる。本発明で用いられる軽焼マグネシアまたはその部分水和物のブレーン比表面積は、他の成分との反応性等の観点から、好ましくは4,000〜20,000cm2/g、より好ましくは4,500〜10,000cm2/g、特に好ましくは5,000〜7,000cm2/gである。
本発明で用いられる軽焼マグネシアの部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率は、好ましくは65〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、特に好ましくは75〜100質量%である。軽焼マグネシアの部分水和物中、水酸化マグネシウムの含有率は、好ましくは3.5〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%、特に好ましくは7〜10質量%である。酸化マグネシウムの含有率が65質量%未満、あるいは水酸化マグネシウムの含有率が30質量%を超えると、強度発現性が低下することがある。

0014

マグネシウム含有物質の量は、酸もしくはその塩(無水物換算)100質量部に対して、マグネシウム酸化物(MgO)換算で、好ましくは100〜500質量部、より好ましくは130〜400質量部、特に好ましくは160〜300質量部である。該量が100質量部未満では、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有するスラリーを得ることが困難な場合がある。該量が500質量部を超えると、pHがアルカリ領域となる。

0015

本発明において、補助材は、固化強度や水中不分離性等の向上のために用いられる。
補助材としては、炭酸カルシウム粉末、珪石粉末または頁岩粉末を使用することができる。これら3種の粉末は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、炭酸カルシウム粉末としては、石灰石貝殻粉砕物等を使用することができる。また、本明細書中、「炭酸カルシウム粉末」は、炭酸カルシウム以外の不純物を含有することができる。炭酸カルシウム粉末中の不純物の含有率は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
補助材のブレーン比表面積は、固化強度や水中不分離性等の観点から、好ましくは2,000〜10,000cm2/g、より好ましくは2,500〜7,000cm2/g、特に好ましくは3,000〜6,000cm2/gである。
補助材の量は、酸もしくはその塩(無水物換算)100質量部に対して、好ましくは200質量部以下、より好ましくは30〜200質量部、特に好ましくは40〜100質量部である。該量が200質量部を超えると、固化強度、水中不分離性等の向上の効果が頭打ちまたは低下することがある。
補助材は、粉末とスラリーのいずれの形態で用いてもよい。
なお、本発明のグラウトを、後述するA材とB材を混合して製造する場合には、補助材は、B材に含ませることが好ましい。補助材をA材に含ませた場合には、発泡によって練混ぜ(製造)が困難となる場合がある。

0016

増粘剤は、内部に水が溜まった空洞等に充填する場合の水中不分離性等の向上のために用いられる。
増粘剤としては、天然多糖類(例えば、ガラクトマンナン)、カルボキシメチルセルロースCMC)、メチルセルロース(MC)、エステル系増粘剤、グリコール系増粘剤等が挙げられる。
中でも、ガラクトマンナン、エステル系増粘剤、グリコール系増粘剤は、可塑性及び水中不分離性の観点から、好ましい。また、エステル系増粘剤、グリコール系増粘剤は、混練水への溶解性、及び、強度発現性の観点から、好ましい。
ガラクトマンナンとは、D−マンノース主鎖及びD−ガラクトース側鎖を有する多糖類であり、例えば、グアガム、ローカストビーンガムタラガムカシアガム等が挙げられる。中でも、グアガムは、可塑性、水中不分離性等の観点から、好ましい。
増粘剤に代えて界面活性剤を用いた場合、数分間しか水中不分離性を発揮できないことがある。
増粘剤の量は、酸もしくはその塩100質量部(無水物換算)に対して、好ましくは40質量部以下、より好ましくは0.2〜20質量部、特に好ましくは0.5〜10質量部である。該量が40質量部を超えると、水中不分離性等の向上の効果が頭打ちになるため、増粘剤のコストの点で不利であり、また、過剰添加により流動性が低下するので、充填性の点でも不利である。

0017

水は、水道水等を使用することができる。
水のpHは、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有するスラリーを容易に得る観点から、好ましくは5.0〜9.0、より好ましくは6.5〜7.5である。
水の量は、酸もしくはその塩100質量部(無水物換算)に対して、好ましくは200〜1,800質量部、より好ましくは400〜1,400質量部、特に好ましくは500〜1,000質量部である。該量が200質量部未満では、水量が少ないために流動性が小さくなり、圧送が困難になることがあり、また、充填対象箇所である空洞等に水がない場合に、空洞等の隅々までグラウト材を充填することが困難になることがある。該量が1,800質量部を超えると、固化強度が低下する傾向がある。

0018

本発明のグラウトは、(a)全ての材料を一括混合して製造する方法、(b)酸もしくはその塩、及び水を含むA材と、マグネシウム含有物質及び水を含むB材とを、予め調製しておき、使用時にA材とB材を混合して製造する方法、のいずれによっても製造することができる。中でも、前記(b)の方法は、中性域のpH(例えば、5.8〜8.6)を有するグラウトを容易にかつ安定して得ることができること、及び、グラウトの圧送性、充填性及び水中不分離性の観点から、好ましい。

0019

上記A材において、水の量は、該A材の流動性等の観点から、酸もしくはその塩(無水物換算)100質量部に対して、好ましくは50〜1,400質量部、より好ましくは75〜1,200質量部、特に好ましくは100〜800質量部である。
上記B材において、水の量は、該B材の流動性等の観点から、マグネシウム含有物質100質量部に対して、好ましくは75〜900質量部、より好ましくは100〜700質量部、特に好ましくは150〜500質量部である。

0020

A材とB材中の水の合計量が、酸もしくはその塩100質量部(無水物換算)に対して、200質量部未満である場合は、水量が、酸もしくはその塩100質量部(無水物換算)に対して200質量部以上となるように、A材とB材を混合する際に水を添加することが好ましい。
A材とB材を混合して本発明のグラウトを調製する場合は、A材とB材を混合して攪拌し、ゲル化を生じさせた後、さらに撹拌を継続して、流動性を生じさせることによって、グラウトを得ることができるのであるが、水量が少ない場合には、流動性を生じさせることが困難となるので、前記の水量(200質量部以上)が好ましいのである。
なお、A材とB材中の水の合計量は、グラウトの強度発現性の観点から、酸もしくはその塩100質量部(無水物換算)に対して、好ましくは1,800質量部以下である。

0021

本発明のグラウトを、A材とB材を混合して製造する場合は、増粘剤は、増粘剤の種類に応じて、A材とB材のいずれか一方もしくは両方に含ませる。
なお、増粘剤を含む場合のA材もしくはB材の調製方法は、特に限定されるものではなく、例えば、(i)酸もしくはその塩と、水を混合して、酸もしくはその塩の水溶液を調製した後、該水溶液と増粘剤を混合して、A材を調製する方法、(ii)酸もしくはその塩、増粘剤及び水を同時に混合して、A材を調製する方法、(iii)マグネシウム含有物質、補助材及び水を混合して、マグネシウム含有物質等の水溶液を調製した後、該水溶液と増粘剤を混合して、B材を調製する方法、(iv)マグネシウム含有物質、補助材、増粘剤及び水を同時に混合して、B材を調製する方法、等が挙げられる。

0022

本発明のグラウトは、固化強度の向上のために、細骨材を含むことができる。
細骨材としては、硫酸塩等と反応しない不活性なものである限りにおいて特に限定されず、例えば、珪砂川砂海砂山砂等が挙げられる。
細骨材の量は、固化強度、可塑性等の観点から、酸もしくはその塩(無水物換算)100質量部に対して、好ましくは2,000質量部以下である。
なお、本発明のグラウトを、A材とB材を混合して製造する場合は、細骨材はA材とB材のどちらにでも含ませることができる。この場合、A材とB材の各々における細骨材の量は、A材とB材中の細骨材の合計量が上記範囲内であれば特に限定されるものではない。

0023

本発明において、グラウトの練り上がり時の温度が13℃以上になるように、材料A及び材料Bを構成する各材料の温度を調整することが好ましい。例えば、外気温5℃の環境においては、水の温度を20℃以上とすることで、グラウトの練り上がり時の温度が13℃以上となる。
グラウトの練り上がり時の温度は、強度発現性の観点から、好ましくは13℃以上、より好ましくは15℃以上、特に好ましくは17℃以上である。
グラウトの練り上がり時の温度の上限値は、強度発現性の観点から、好ましくは40℃である。
本発明において、本発明のグラウトを充填対象物の空隙内に充填して硬化体を形成させる際、養生の温度は、練り混ぜ時に温度を高くしておけば、養生時に温度を低くしても、優れた強度発現性が得られる、という発明の効果を発揮させる観点から、好ましくは0〜35℃、より好ましくは5〜30℃、特に好ましくは10〜25℃である。
本発明において、A材とB材の混合時に、酸塩基反応によってガスが発生する場合がある。その場合は、混合物の脱気操作を行うことで、より密実なグラウトを得ることができる。

0024

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1〜8]
(A)材料
以下の材料を用いた。
(1)硫酸塩:硫酸アルミニウム(無水物換算の濃度:27質量%、三恵化成社製)
(2)硝酸:特級、関東化学社製
(3)硫酸:特級、関東化学社製
(4)塩酸:特級、関東化学社製
(5)酢酸:特級、関東化学社製
(6)硫酸カリウムアルミニウム(カリウムミョウバン):1級、関東化学社製
(7)塩化鉄(III):40%水溶液、1級、和光純薬工業社
(8)マグネシウム含有物質:軽焼マグネシア粉末(酸化マグネシウムの含有率:95質量%、マグネサイトを850℃で焼成して粉砕したもの、ブレーン比表面積:5,500cm2/g)
(9)炭酸カルシウム粉末(石灰石粉末、炭酸カルシウムの含有率:98.4質量%、ブレーン比表面積:4,000cm2/g、太平洋セメント社製)
(10)珪石粉末(ブレーン比表面積:4,500cm2/g、関西太平洋鉱産社製)
(11)頁岩粉末(ブレーン比表面積:5,000cm2/g、関西太平洋鉱産社製)
(12)増粘剤:グアガム(商品名:GUAR GUM GU/F;ソマール社製)
(13)水:水道水(pH:7.4)

0025

(B)グラウトの調製
硫酸アルミニウム(無水物換算の量:92.8g/リットル分母の「リットル」は、グラウトの単位体積を示す。以下、同じ。)及び表1に示す追加の酸もしくは酸の塩と、水(232g/リットル)を混合した後、得られた混合物にグアガム(2.6g/リットル)を添加して撹拌し、A材を得た。
一方、水(412g/リットル)、軽焼マグネシア粉末(240g/リットル)、炭酸カルシウム粉末(35g/リットル)及び珪石粉末(35g/リットル)をホバートミキサ(容量:5リットル)内に収容した後、低速で1分間撹拌して、B材を得た。
次いで、ホバートミキサ内のB材に、A材を一気に加えて、発泡させた。発泡は、30秒間程度持続した。発泡の終了後、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌した。その後、掻き落としを30秒間行い、次いで、再度、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌し、混合物(グラウト)を得た。
(C)グラウトの物性の測定
得られた混合物(グラウト)のpH、フロー、及び、調製後7日間経過後の一軸圧縮強度を、次のようにして測定した。
pH:ガラス電極pH計を用いて、練り混ぜ直後のpHを測定した。
フロー:JHS A 313(日本道路公団規格)「エアモルタルおよびエアミルク試験方法」に準拠して、フローを測定した。
一軸圧縮強度:JIS A 1216「土の一軸圧縮試験」に準拠して、一軸圧縮強度を測定した。
結果を表1に示す。表1から、硫酸アルミニウムと、酸(硝酸、硫酸、塩酸、酢酸;実施例1〜5)を組み合わせることによって、強度発現性(調製後7日間経過後の一軸圧縮強度)が向上することがわかる。
表1中、評価結果は、以下を意味する。
フロー:
◎ 120mm以上
○ 100mm以上、120mm未満
△ 80mm以上、100mm未満
日強度
◎ 1.80N/mm2以上
○ 1.40N/mm2以上、1.80N/mm2未満
△ 1.00N/mm2以上、1.40N/mm2未満

0026

0027

[実施例9〜12]
[グラウトの調製]
実施例9、10、12については、硫酸アルミニウム(無水物換算の量:88.3g/リットル)、水(345g/リットル)を混合した後、得られた混合物に、表2に示す増粘剤(実施例9、10、12)を添加して撹拌し、A材を得た。一方、水(328g/リットル)、軽焼マグネシア粉末(190g/リットル)、炭酸カルシウム粉末(30g/リットル)及び頁岩粉末(25g/リットル)を混合した後、得られた混合物をホバートミキサ(容量:5リットル)内に収容した後、低速で1分間撹拌して、B材を得た。
実施例11については、硫酸アルミニウム(無水物換算の量:88.3g/リットル)、水(345g/リットル)を混合し、A材を得た。一方、水(328g/リットル)、軽焼マグネシア粉末(190g/リットル)、炭酸カルシウム粉末(30g/リットル)及び頁岩粉末(25g/リットル)を混合した後、得られた混合物に、表2に示す増粘剤(実施例11)を添加して撹拌し、得られた混合物をホバートミキサ(容量:5リットル)内に収容した後、低速で1分間撹拌して、B材を得た。
次いで、実施例9〜12について、ホバートミキサ内のB材に、A材を一気に加えて、発泡させた。発泡は、30秒間程度持続した。発泡の終了後、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌した。その後、掻き落としを30秒間行い、次いで、再度、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌した。
得られた混合物(グラウト)の水への溶解性、フロー、及び、調製後7日間経過後の一軸圧縮強度を評価もしくは測定した。
結果を表2に示す。表2から、エステル系増粘剤(実施例9〜10)またはグリコール系増粘剤(実施例11)を用いると、グアガムを用いる場合(実施例12)に比べて、混練水への溶解性、及び、強度発現性が向上することがわかる。
表2中、溶解性の評価結果は、以下を意味する。
溶解性:
◎ グアガムを用いた場合(実施例12)に比べて、溶解性がより優れている。
○ グアガムを用いた場合(実施例12)と同程度である。

0028

0029

[練り上がり時の温度と、養生時の温度の関係の評価]
硫酸アルミニウム(無水物換算の量:92.3g/リットル)と、水(232g/リットル;水温を表3に示す。)を混合した後、得られた混合物にグアガム(2.6g/リットル)を添加して撹拌し、A材を得た。
一方、水(412g/リットル;水温を表3に示す。)、酸化マグネシウム(240g/リットル)及び炭酸カルシウム粉末(70/リットル)をホバートミキサ(容量:5リットル)内に収容した後、低速で1分間撹拌して、B材を得た。
次いで、ホバートミキサ内のB材に、A材を一気に加えて、発泡させた。発泡は、30秒間程度持続した。発泡の終了後、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌した。その後、掻き落としを30秒間行い、次いで、再度、ホバートミキサ内のA材とB材の混合物を、中速で1分間撹拌した。
その後、得られた混合物(グラウト)を表3に示す養生温度で養生した。
得られた混合物(グラウト)の練り上がり時の温度、表3に示す各養生温度における一軸圧縮強度(7日、28日)を、表3に示す。表3中、「7日強度」、「28日強度」は、各々、材齢7日の一軸圧縮強度、材齢28日の一軸圧縮強度を表す。表3から、練り上がり時の温度が13℃以上であると、養生温度が5℃等の低温であっても、良好な強度発現性が得られることがわかる。

実施例

0030

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