JP4128041B2

JP4128041B2 - 粉体流動性に優れたセメント系低発塵固化材及び該固化材の供給システム

Info

Publication number: JP4128041B2
Application number: JP2002210644A
Authority: JP
Inventors: 行雄田坂; 英二丸屋; 修米田; 茂生岡林
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Ube Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Ube Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004051768A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良等に使用される、セメント系固化材に関する。具体的には、発塵性が抑制され、粉体流動性も優れたセメント系固化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント系固化材による浅層地盤改良では、通常、固化材をフレコンで供給するが、この場合、供給側、ユーザー側ともにフレコン関連費用（処理費も含む）がかかる。フレコンを使用しない方法として、ジェットパック（以下ＪＰと称す）車で輸送し、スプレッダー等で散布することも行なわれているが、やはりスプレッダーによる撒布費用がかかるため、その適用は、大規模工事に限られている。
理想的な固化材供給方法としてはＪＰ車等の輸送・圧送機能をもった装置を活用して、そのまま固化材を散布する方法があるが、これらの固化材は微粉体で構成されていることから、撒布時に多量の発塵が起こるという問題がある。また、混合処理作業中においても、空気中に飛散し、作業環境の悪化を招くだけでなく、作業現場近隣の構築物や植物上に堆積したり、時には民家まで侵入し、迷惑を及ぼす場合がある。これを回避する方法として、発塵抑制型固化材を使用する方法が在るが、従来の発塵抑制型固化材を使用すると、コストアップになる他、粉体流動性が悪いため、ＪＰ車等からの直接散布ができないという状況にある。
すなわち、フレコンを使用しない供給方式に適し、且つ、混合処理作業中に発塵が少ない固化材であるためには、低発塵かつ粉体流動性が高いことが必須条件であるが、従来品では両者の性質は相反するものであり、両特性を備えた固化材は存在していなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低発塵性は勿論のこと、ＪＰ車等の使用に適した粉体流動性も具備する固化材の提供及び、フレコンを使用しないで該固化材を現場に供給するシステムの提供を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するべく鋭意検討した結果、セメント系固化材に、水、凝結遅延剤、更に必要に応じて滑剤、界面活性剤を添加してなり、粉体流動性指数で２０以上、且つ、落下式発塵試験による平均発塵量が０．１ｍｇ／ｍ³以下の固化材がＪＰ車等で圧送可能で、且つ、現場撒布時や固化材混合処理時に問題とならない作業性を有することから、フレコンを使用しない固化材の供給が可能であることを見出して本発明を完成した。
すなわち本発明は、セメント系固化材１００質量部、水１〜３質量％、凝結遅延剤０．０５〜０．２質量％、滑剤０〜０．５質量％、界面活性剤０〜０．５質量％より成り、粉体流動性指数で２０以上、且つ、落下式発塵試験による発塵量が０．１ｍｇ／ｍ³以下である粉体流動性に優れたセメント系低発塵固化材に関する。
又、本発明は、上記発明のセメント系低発塵固化材を、空気圧送及び機械圧送から選ばれるどちらか一種の車載型圧送装置により施工現場まで輸送し、直接散布することを特徴とする、フレコンを使用しない固化材の供給システムに関する。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で使用されるセメント系固化材は、セメントにせっこう、高炉スラグ、生石灰や消石灰等を添加して混合したものである。特に、普通セメント２０〜６０質量％、高炉スラグ３０〜７０質量％、無水せっこう５〜２０質量％よりなる固化材は遅延剤の効果が長く持続し、可使時間が長くなるため有利である。
本発明では、最も安価かつ安全な発塵抑制剤として、水を使用する。水の添加量はセメント系固化材当たり１〜３質量％とする。水の量が１質量％より少ないと、十分な発塵抑制効果が発現しないかあるいは、発塵抑制時間が非実用的なレベルにまで低下する。一方、３質量％より大であると、粉体流動性の低下が大きくなりすぎる。
【０００６】
固化材の可使時間は、固化材製造から現場撒布まで、生コン事業と同様に最低３時間程度が必要となることから、水の添加に伴うセメントの水和を抑え、発塵抑制効果を長期間持続させるため、凝結遅延剤を添加する。凝結遅延剤には、固化材の初期水和を適度に調整し、粉体流動性を向上させる効果もあり、遅延剤の種類、水および遅延剤の添加量を適正化することで、長時間の可使時間を有する、粉体流動性に優れた低発塵固化材をつくることができる。
凝結遅延剤の添加量は、０．０５〜０．２質量％とする。量が少ないと、遅延効果が十分に発現せず、多すぎると逆に水和が速くなり十分な可使時間の確保が困難となるだけでなく、不経済である。該凝結遅延剤の添加で、水硬性の面では最長１０時間の可使時間を確保できる。
尚、本発明において可使時間とは、後述の実施例に示す落下式発塵試験による平均発塵量が０．１ｍｇ／ｍ³以下を持続できる時間を意味しており、この発塵量は通常の汎用セメント系固化材の約１／１０であり、実質的に現場での作業性に支障がないレベルである。
【０００７】
凝結遅延剤としてはグルコン酸、グルコン酸ナトリウム、クエン酸、デキストリン等の使用が好ましい。少量添加で効果があるからである。
本発明の固化材は、セメント系固化材粉末に、所定量の水および凝結遅延剤を添加・混合して調製され、水と凝結遅延剤の添加方法は、特に制限されないが、水全量の１／３〜２／３量を添加・混合した後、残りの水と凝結遅延剤を添加することにより、同一水量、同一凝結遅延剤量であれば、水を分割添加しなかった場合に比較して、遅延剤の効果を数時間伸ばすことも可能となる。これは、最初に添加された水によりセメントが予備水和することで、セメント化合物への遅延剤の過剰な吸着が抑制されるためであると考えられる。
【０００８】
また、ステアリン酸カルシウムやホワイトカーボン等の滑剤や、陰イオン系、非イオン系等の界面活性剤は、粉体流動性の改良効果を有することから、凝結遅延剤と併用することが好ましい。
陰イオン系としては、ラウリル硫酸塩系、アルキル硫酸塩系、非イオン系としてはポリエオキシエチレン・フェニルエーテル系、ポリエオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・グリコール系等が好適に使用できる。
滑剤や界面活性剤の添加量は、多すぎると、発塵量が増加するため、セメント系固化材当たり０．５質量％以下とする。
【０００９】
本発明の固化材は、従来公知の固化材同様、粉体状態で、処理対象物に添加混合して使用することができる。
発塵が抑制されていることから、車載型空気圧送、もしくは車載型機械圧送装置で現場まで輸送し、直接散布する方法が採用できる。車載型空気圧送装置の最も好適な例として、固化材圧送距離の大きなＪＰ車を挙げることができるが、このほか生コンアジテーターミキサー車等を使用しても構わない。これらの装置は粉体の流動性指数が２０以上、好ましくは３０以上であれば問題なく取扱うことができるものである。
以下では、具体例を示し、本発明を更に詳しく説明する。
【００１０】
【実施例】
（１）固化材
セメント系固化材は、宇部三菱セメント製の一般軟弱土用固化材および高炉セメント９２重量部にフッ酸無水せっこうを８重量部混合した試製固化材を使用した。遅延剤は、グルコン酸(試薬特級)、クエン酸(試薬特級)、グルコン酸ナトリウム（試薬特級）日本コーンスターチ（株）製のデキストリン(ＨＩＤＥＸ９０)を用いた。水は水道水を使用した。
セメント系固化材に所定量の水に遅延剤を溶解した水溶液を噴霧しながら、パドル翼式粉体混合機で５分間混合して発塵抑制型固化材を調製した。
【００１１】
（２）発塵試験
図１に発塵試験装置を示す。固化材１００gを固化材投入部より自然落下させ発塵箱内の浮遊粉塵量(単位：ｍｇ／ｍ^３)を柴田科学機械工業（株）製の光散乱式デジタル粉塵計を用いて測定した。この浮遊粉塵量は固化材落下後１５分継続して計測し、その平均値を平均発塵量とした。
（３）粉体流動性試験
ホソカワミクロン(株)製のパウダーテスターを用い、安息角、圧縮度、スパチュラ角、均一度、凝集度を測定し、それぞれを指数化して粉体流動性指数を求めた。
（４）固化材撒布試験
極東開発工業(株)製のエアーレーションブロウ式のＪＰ車を用い、固化材の撒布状況を目視により確認した。
結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
本発明の固化材は、可使時間は、目標とする３時間をクリアしている。一方、流動性については、表中「条件付き」と表示された、発塵抑制処理直後には、無処理品が持つ流動性が発現しないものが存在するが、何れも処理後一時間以内には、無処理品の流動性を上回る流動性が発現している。一時間以内のタイムラグは、製造から撒布場所までの運搬時間等に相当し、実用面では全く問題ないものである。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の固化材では、安価な材料コストで、低発塵タイプの固化材の粉体流動性が、JP車で運搬可能な値に向上している。これにより、フレコンを使用することなく、使用現場へ供給することが可能となり、固化材供給コストが低減されるとともに産業廃棄物となる使用済みフレコンも削減されるメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】固化材の発塵試験に使用した装置を示す。
【符号の簡単な説明】
１固化材投入部
２発塵箱（透明アクリル製）
３デジタル粉塵計

Claims

セメント系固化材１００質量部、水１〜３質量％、凝結遅延剤０．０５〜０．２質量％、滑剤０〜０．５質量％、界面活性剤０〜０．５質量％より成り、粉体流動性指数で２０以上、且つ、落下式発塵試験による発塵量が０．１ｍｇ／ｍ³以下である粉体流動性に優れたセメント系低発塵固化材。
請求項１記載のセメント系低発塵固化材を、空気圧送及び機械圧送から選ばれるどちらか一種の車載型圧送装置により施工現場まで輸送し、直接散布することを特徴とする、フレコンを使用しない固化材の供給システム。