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課題

水セメント比を確実に小さくでき、改良体の強度を向上させ得るセメント深層混合処理改良体の造成方法の提供。

解決手段

オキシカルボン酸塩およびポリカルボン酸塩を含み、全重量を1とした場合、前記オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とする前記ポリカルボン酸塩として、該アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物からなるセメント系深層混合処理用添加剤であり、セメント系改良材と水を地盤注入して撹拌混合する改良体の造成方法。

概要

背景

この種のセメント深層混合処理添加剤、およびセメント系深層混合処理改良体造成方法が、下記特許文献1に提案されている。特許文献1に記載のセメント系深層混合処理用添加剤は、添加剤の全重量を1として、アルカリ金属炭酸塩を10〜40重量%、無機塩化物を1〜60重量%、高分子系分散剤を20〜65重量%含む混合物である。

概要

水セメント比を確実に小さくでき、改良体の強度を向上させ得るセメント系深層混合処理改良体の造成方法の提供。オキシカルボン酸塩およびポリカルボン酸塩を含み、全重量を1とした場合、前記オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とする前記ポリカルボン酸塩として、該アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物からなるセメント系深層混合処理用添加剤であり、セメント系改良材と水を地盤注入して撹拌混合する改良体の造成方法。 なし

目的

このように、水セメント比を小さくして、改良体の強度を向上させることを課題とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

セメント系改良材と水を地盤注入して撹拌混合するセメント深層混合処理に付加混合される添加剤であって、オキシカルボン酸塩およびポリカルボン酸塩を含み、全重量を1とした場合、前記オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とする前記ポリカルボン酸塩として、該アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物からなるセメント系深層混合処理用添加剤を、セメント系改良材と水に混合して得たセメントスラリーを地盤に注入して、該地盤に撹拌混合することを特徴とするセメント系深層混合処理改良体造成方法

請求項2

オキシカルボン酸塩としてグルコン酸を配合した添加剤をセメント系改良材と水に混合してなるセメントスラリーが用いられる請求項1に記載のセメント系深層混合処理改良体の造成方法。

技術分野

0001

本発明は、地盤中にセメント系改良材による改良体造成する際に、添加剤をセメント系改良材に混合させるようにした改良体の造成方法に関する。

背景技術

0002

この種のセメント深層混合処理用添加剤、およびセメント系深層混合処理改良体の造成方法が、下記特許文献1に提案されている。特許文献1に記載のセメント系深層混合処理用添加剤は、添加剤の全重量を1として、アルカリ金属炭酸塩を10〜40重量%、無機塩化物を1〜60重量%、高分子系分散剤を20〜65重量%含む混合物である。

先行技術

0003

特許第5399573号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載の添加剤は、セメント系改良材とこれに混合する水との比である水セメント比を小さくして、改良体の強度を向上させることを課題としている。このように、水セメント比を小さくして、改良体の強度を向上させることを課題とした提案は他にも種々なされているが、いまだ改良の余地があった。

0005

そこで本発明は、水セメント比を確実に小さくでき、改良体の強度を向上させ得るセメント系深層混合処理改良体の造成方法の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のセメント系深層混合処理改良体の造成方法は、セメント系改良材と水を地盤に注入して撹拌混合するセメント系深層混合処理に付加混合される添加剤であって、オキシカルボン酸塩およびポリカルボン酸塩を含み、全重量を1とした場合、前記オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とする前記ポリカルボン酸塩として、該アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物からなるセメント系深層混合処理用添加剤を、セメント系改良材と水に混合して得たセメントスラリーを地盤に注入して、該地盤に撹拌混合することを特徴とする。

0007

減水剤としての添加剤は、界面活性作用のうちセメント粒子に対する分散作用が特に顕著で、これによりワーカビリティーが向上し、所要コンシステンシーおよび強度を得るのに必要な単位水量および単位セメント量を減少させることができる。そして、本発明のように、水に、オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とするポリカルボン酸塩として、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物である添加剤を混合させ、セメント系改良材をさらに混合させてこれを地盤改良材として用いることで、水セメント比を小さくしても、改良体の強度を向上させることができる。

0008

本発明の造成方法では、オキシカルボン酸塩としてグルコン酸を配合した添加剤をセメント系改良材と水に混合してなるセメントスラリーが用いられてもよい。この方法では、グルコン酸が遅延成分として発現することで、グラウト固化遅延されるから、グラウトの処理がし易い。

発明の効果

0009

本発明のセメント系深層混合処理改良体の造成方法によれば、水セメント比を確実に小さくでき、改良体の強度を向上させることができる。

実施例

0010

本発明のセメント系深層混合処理用添加剤(以下単に「添加剤」と称する)の一実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る添加剤は、セメント系深層混合処理改良体(以下単に「改良体」と称する)の造成方法において、セメント系改良材であるセメントスラリーに混合して用いられる。この場合の深層とは、地盤の表面から所定の深さに亘る領域を意味し、一般的な改良機器を用いて該深層に改良体が造成される。

0011

ここで、改良機器を用いた改良体の造成方法の概略を説明する。改良機器は、回転軸(「オーガロッド」とも称される)回りに回転する掘削翼および撹拌翼を備えており、回転軸を回転させつつ掘削翼および撹拌翼を地盤に貫入する。そして、例えば撹拌翼に設けられた吐出口から添加剤を混合したセメントスラリーを吐出させ、セメントスラリーの供給量に応じて地盤下の撹拌域深層域)の余剰のグラウト(泥土)を地上へ押し上げるように排出させつつ、地盤下に改良体を造成する。なお、この種の工法として、用いる改良機器の相違によって、エスコラム工法、エスミックスラリー工法、ESJ工法と称される工法等が知られている。

0012

一般に、地盤中にセメント系改良材による改良体を造成する際に、改良体の強度向上を図るには、(1)地盤に注入するセメント量、あるいはセメントミルク(「グラウト」とも称される)量を多くする、(2)地盤に注入するセメントミルクの水セメント比を低下させる、という方法が知られている。

0013

しかしながら、(1)の方法では排泥量が多くなる。(2)の方法では、セメントミルクの粘度が高くなる結果、高圧仕様グラウトポンプが必要になり、また、流動性の低下が生じることから、オーガロッドが地盤から引抜き不能になる懸念がある。よって改良体の造成には、低粘度で流動性が持続する、水セメント比の小さいセメントミルクを用いることが好ましく、本発明の実施形態では、これを実現する添加剤を用いて改良体を造成した。

0014

本実施形態における造成方法に用いられるセメントミルクは、高流動性および充分な保持性を有する。セメントミルクの高流動性のために、添加剤に(ポリ)アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物が用いられ、充分な保持性のために、添加剤にグルコン酸塩(オキシカルボン酸塩の代表化合物)が用いられている。

0015

添加剤は、オキシカルボン酸塩およびポリカルボン酸塩を成分としている。添加剤の全重量を1とした場合、オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とするポリカルボン酸塩として、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物からなる。任意成分としての水が78〜90重量%である。この添加剤の比重は20°Cにおいて1.06〜1.14であり、PH値は5.0〜8.0である。

0016

減水剤としての添加剤は、界面活性作用のうちセメント粒子に対する分散作用が特に顕著で、これによりワーカビリティーが向上し、所要のコンシステンシーおよび強度を得るのに必要な単位水量および単位セメント量を減少させることができる。

0017

本実施形態のように、添加剤の全重量を1とした場合、オキシカルボン酸塩を6〜12重量%、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を主成分とするポリカルボン酸塩として、アクリル酸系ポリエチレンオキサイド化合物を4〜10重量%含む混合物である添加剤を、セメントスラリーに混合させてこれを地盤改良材とすることで、従来に比べて水セメント比を小さくしても、改良体の強度を向上させることができることが明らかになった。

0018

ここで、本実施形態の添加剤をセメントスラリーに添加してなる地盤改良材を用い、前述の工法を用いて、異なる2種類の土質に対して改良体を造成する場合の実験結果における、改良体の強度の相違を述べる。

0019

下記図表1は、黒ボク土(腐植土ロームとも称され、「黒ボク」とも略される)の土質における試験結果であり、図2の図表は、シルト(「暗灰」とも称される)の土質における試験結果である。なお、黒ボク土は母材である火山灰土腐植で構成されている。シルトは、砂より小さく粘土より粗い砕屑物である。なお、これら試験は、試験者守秘義務が課されたもとで行われた。

0020

0021

0022

表1(配合事例1)、表2(配合事例2)において、異なるセメント系固化材を用いて、それぞれ比較例として、セメントスラリーに添加剤を加えない添加剤無しの場合を併せて試験した結果を記載し、添加剤を加えた場合とで、造成された改良体の強度を比較している。なお、添加剤は本実施形態における添加剤であり、その添加量はセメントスラリーにおけるセメント重量に対する重量%であって、何れも1%とした。また、添加剤の比重は1.09であり、PH値は6.3である。表1、表2において、TL−4(タフロック4型)、TL−3E(タフロック3E型)は、住友大阪セメント株式会社製造のセメント系固化材であり、商品名である。

0023

配合事例1では、(1)〜(3)の、3パターンでの試験結果を示し、配合事例2では(1)〜(2)の、2パターンでの試験結果を示している。ここで、
配合量:セメントスラリーの重量(kg/m3)、
γt:土の単位体積重量
wt:含水率
W/C:水セメント比、
である。

0024

表1の配合事例1において、(1)で示す添加剤無しとし、W/C=60%として造成された改良体の強度、
0.266
0.604
0.829
と、(2)で示す添加剤1%とし、W/C=50%として造成された改良体の強度、
2.60
4.30
5.25
とをそれぞれ比較すると、(2)のパターンの改良体の強度は(1)のパターンの改良体の強度の、それぞれ9.8倍、7.1倍、6.3倍と、顕著な結果となっている。

0025

表1の配合事例1において、(1)で示す添加剤無しとし、W/C=60%として造成された改良体の強度と、(3)で示す添加剤1%とし、W/C=45%として造成された改良体の強度とを比較しても、同様の結果となる。

0026

表2の配合事例2において、(1)で示す添加剤無しとし、W/C=70%として造成された改良体の強度、
3.06
3.55
4.44
と、(2)で示す添加剤1%とし、W/C=50%として造成された改良体の強度、
3.38
4.59
6.67
とをそれぞれ比較すると、(2)のパターンの改良体の強度は(1)のパターンの改良体の強度の、それぞれ1.1倍、1.3倍、1.5倍となっている。

0027

このように、本実施形態に係る添加剤をセメントスラリーに混合させてこれを地盤改良材とすることで、水セメント比を小さくしても、改良体の強度を向上させることができる。好ましい水セメント比としては、45%〜50%である。

0028

また、水セメント比を小さくした本実施形態の添加剤を用いて上記造成方法により改良体を造成する際には、水セメント比が小さい分だけ、改良体の造成途中に地盤地表面へ排出されるグラウトの量を減少させられる。また、改良体の強度の向上ばかりでなく、セメントミルクの粘度の上昇が抑えられ、その結果、オーガロッドを地盤から円滑に引抜くことができることが明確になり、施工性が著しく向上した。

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