JP4863220B2

JP4863220B2 - Hollow filler

Info

Publication number: JP4863220B2
Application number: JP2007179930A
Authority: JP
Inventors: 文則佐藤; 兼司野田; 亨高木; 倫之田中; 英二末岡; 正雪安田; 寛竹中
Original assignee: Maeda Corp; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd; Maeda Corp
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2007297274A

Description

本発明は、パイプラインの空洞への充填材、シールドトンネルの裏込材、防空壕の充填材等として使用する空洞充填材に関する。 The present invention relates to a cavity filler used as a filler for a pipeline cavity, a backing material for a shield tunnel, a filler for an air defense fence, and the like.

石油や天然ガスを運ぶために地盤中に恒久的に埋設したパイプライン内に敷設されたガス管の周囲の空洞を充填する空洞充填材としては、エアミルクやエアモルタルが用いられている。近年、数百メートル〜数キロメートルのパイプラインの空洞を充填する工事が多く、エアミルク充填材を長距離の圧送管によりポンプ圧送している。エアモルタルの一例としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特開２００４−２３８２１４号公報 Air milk or air mortar is used as a cavity filler for filling a cavity around a gas pipe laid in a pipeline permanently embedded in the ground for carrying oil and natural gas. In recent years, there are many works for filling pipeline cavities of hundreds of meters to several kilometers, and air milk fillers are pumped by long-distance feeding pipes. As an example of an air mortar, the thing of patent document 1 is known, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-238214

ところが、長距離の圧送管によりポンプ圧送する場合、圧送中にエアミルク・エアモルタル充填材に含まれる気泡が破壊し、圧送後にはエアミルク・エアモルタル充填材に要求される軽量性や材料分離抵抗性能が発揮されないという課題を有している。
また、水と、固化材と、気泡を構成材料とするエアミルク充填材や、水と、固化材と、気泡と、ミクロサンドを構成材料とするエアモルタル充填材はコストが高くなるという課題を有している。 However, when pumping with a long-distance pumping tube, bubbles contained in the air milk / air mortar filler break down during the pumping, and after pumping, the lightweight and material separation resistance performance required for the air milk / air mortar filler Has the problem of not being demonstrated.
In addition, air milk fillers comprising water, solidifying material, and bubbles as constituent materials, and air mortar fillers comprising water, solidifying material, bubbles, and microsand as constituent materials have the problem of high costs. is doing.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、圧送中における気泡の破壊を抑制できるとともに、コストの軽減を図ることができる空洞充填材を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the cavity filler which can aim at reduction of a cost while being able to suppress destruction of the bubble in pumping.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、水と、固化材と、石炭灰と、増粘材と、気泡を含有する空洞充填材であって、
前記石炭灰が、１０．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュであり、
前記増粘材がベントナイトであり、
前記ベントナイトの量が、水に対し、２．５〜４．０重量％であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a hollow filler containing water, a solidifying material, coal ash, a thickening material, and bubbles,
The coal ash, Ri fly ash der showing the ignition loss of 10.0% or less,
The thickener is bentonite;
The amount of bentonite is 2.5 to 4.0% by weight based on water .

前記固化材としては、ポルトランドセメントが好ましいが、ポルトランドセメントに代えて、混合セメントである高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等を使用してもよい。
石炭灰は、１０．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュであるが、好ましくは、５．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュがよく、さらに好ましくは、３．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュがよい。フライアッシュの強熱減量が１０．０％を超えると、空洞充填材中の気泡の消泡率が１０％以上となり好ましくない。
また、石炭灰であるフライアッシュは、空洞充填材１m³あたり５０〜１００Kg含まれているのが好ましい。フライアッシュが５０Kg未満では、フライアッシュの含有量が少なすぎて、コスト減をあまり図ることができず、一方、１００Kgを超えると、気泡が壊れ易くなるからである。 As the solidification material, Portland cement is preferable, but instead of Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, or the like, which is a mixed cement, may be used.
Coal ash is a fly ash that exhibits a loss on ignition of 10.0% or less, preferably a fly ash that exhibits a loss on ignition of 5.0% or less, more preferably 3.0% or less. Fly ash showing loss on ignition is good. If the loss on ignition of fly ash exceeds 10.0%, the defoaming rate of bubbles in the hollow filler becomes 10% or more, which is not preferable.
Moreover, it is preferable that the fly ash which is coal ash is contained 50-100 kg per 1 m < ³ > of cavity fillers. This is because if the fly ash is less than 50 kg, the content of the fly ash is too small to reduce the cost so much, while if it exceeds 100 kg, the bubbles are easily broken.

気泡は、動物性蛋白質系起泡剤を水で希釈した水溶液を、発泡機により発泡させることで生成される。起泡剤は動物性タンパク質系のエアーボールＭＴ（株式会社立花マテリアル製）が好ましいが、代わりに界面活性剤系を用いてもよい。 The bubbles are generated by foaming an aqueous solution obtained by diluting an animal protein foaming agent with water using a foaming machine. The foaming agent is preferably an animal protein-based air ball MT (manufactured by Tachibana Material Co., Ltd.), but a surfactant system may be used instead.

前記増粘材は、気泡の破壊を抑制するために添加するものである。 The increase Nebazai is Ru der those added to inhibit the destruction of the bubbles.

ベントナイトとしては、クニゲルＶ１（クニミネ工業株式会社製）が好ましいが、その代わりに他のベントナイトを用いてもよく、ベントナイトのグレードについては格別の制限はない。
また、ベントナイトの量は、水に対し、２．５〜４．０重量％であることが望ましい。 As the bentonite, Kunigel V1 (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) is preferable, but other bentonite may be used instead, and the bentonite grade is not particularly limited.
The amount of bentonite is preferably 2.5 to 4.0% by weight with respect to water.

ベントナイトの量が、２．５重量％未満では、ブリーディングが発生し易くなり、一方、４．０重量％を超えると、空洞充填材の粘度が大きくなり、圧送時における内部圧力が大きくなって気泡が壊れ易くなる。 If the amount of bentonite is less than 2.5% by weight, bleeding tends to occur. On the other hand, if it exceeds 4.0% by weight, the viscosity of the cavity filler increases, and the internal pressure during pumping increases, resulting in bubbles. Becomes fragile.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空洞充填材において、前記石炭灰が空洞充填材１m³あたり５０〜１００Kg含まれていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that in the hollow filler according to claim 1, the coal ash is contained in an amount of 50 to 100 kg per 1 m ^{3 of the} hollow filler.

石炭灰が５０Kg未満では、石炭灰の含有量が少なすぎて、コスト減をあまり図ることができず、一方、１００Kgを超えると、気泡が壊れ易くなる。 If the coal ash is less than 50 kg, the content of the coal ash is too small and the cost cannot be reduced much. On the other hand, if the coal ash exceeds 100 kg, the bubbles are easily broken.

本発明によれば、水と、固化材と、石炭灰と、増粘材と、気泡を含有する空洞充填材であるので、石炭灰の分だけ固化材を少なくすることができ、その分、コストの軽減を図ることができる。特に石炭灰を、空洞充填材１m³あたり５０〜１００Kg含ませることによって、気泡を壊れ難くするとともに、コストの軽減を図ることができる。
また、本発明に係る空洞充填材をパイプラインの空洞充填材として用いる場合、セメントの増加による硬化しすぎを防止できる。
また、石炭灰が、１０．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュであるので、圧送中における気泡の破壊を抑制できる（消泡率を１０％以下にすることができる。）。
また、増粘材が、ベントナイトであり、このベントナイトの量が、水に対し、２．５〜４．０重量％であるので、ブリーディングが発生し難くなるとともに、圧送時における気泡の破壊も少なくなる。
したがって、材料分離抵抗性能、自己充填性能、長距離圧送性能に優れ、なおかつ施工コストの低減も可能となる。 According to the present invention, water, a solidifying material, coal ash, a thickening material, and a hollow filler containing bubbles, the amount of solidifying material can be reduced by the amount of coal ash. Cost can be reduced. In particular, by including 50 to 100 kg of coal ash per 1 m ^{3 of} the hollow filler, it is possible to make the bubbles difficult to break and to reduce the cost.
In addition, when the cavity filler according to the present invention is used as a pipeline cavity filler, it is possible to prevent excessive hardening due to an increase in cement.
Moreover, since coal ash is fly ash which shows the ignition loss of 10.0% or less, destruction of the bubble in a pumping can be suppressed (defoaming rate can be 10% or less).
Further, the thickener is bentonite, and the amount of bentonite is 2.5 to 4.0% by weight with respect to water, so that bleeding is difficult to occur and there is little destruction of bubbles during pumping. Become.
Therefore, the material separation resistance performance, the self-filling performance, and the long-distance pumping performance are excellent, and the construction cost can be reduced.

以下本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、空洞充填材を、水と、固化材と、石炭灰と、増粘材と、気泡を含有するものとした。
固化材としてはポルトランドセメントを使用し、石炭灰としては、５．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュを使用した。また、増粘材としては、ベントナイトを使用し、ベントナイトの量は、水に対し３．０重量％とした。
また、本実施の形態の空洞充填材の配合（配合１）としては、ポルトランドセメント２５０ｋｇ、石炭灰５０ｋｇ、水（練混ぜ水）３００ｋｇ、ベントナイト１０ｋｇとした。
比較例としての空洞充填材として、ポルトランドセメント２５０ｋｇ、石炭灰５０ｋｇ、水（練混ぜ水）３００ｋｇの配合（配合２）のものを用意した。石炭灰は上記と同様、５．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュを使用した。 Embodiments of the present invention will be described below.
In the present embodiment, the hollow filler contains water, a solidifying material, coal ash, a thickening material, and bubbles.
Portland cement was used as the solidifying material, and fly ash having an ignition loss of 5.0% or less was used as the coal ash. Further, bentonite was used as the thickener, and the amount of bentonite was 3.0% by weight with respect to water.
In addition, the composition (composition 1) of the cavity filler of the present embodiment was 250 kg of Portland cement, 50 kg of coal ash, 300 kg of water (mixed water), and 10 kg of bentonite.
As a cavity filling material as a comparative example, a mixture (mixing 2) of 250 kg of Portland cement, 50 kg of coal ash, and 300 kg of water (mixed water) was prepared. As the coal ash, fly ash having an ignition loss of 5.0% or less was used.

そして、パイプラインの空洞充填材の長距離圧送性能の確認を目的として、小型圧送試験装置を用いて圧送実験を行った。この小型圧送試験装置は、エアミルク、エアモルタル等の空洞充填材を長距離圧送する試験に使用される装置であって、空洞充填材を貯留する貯留タンクと、この貯留タンク内の空洞充填材を圧送するポンプと、このポンプに接続された圧送管とを備えており、前記圧送管の内径が１／４〜１／２インチであり、長さが２０〜１００メートルである。また、圧送に使用するポンプとしてはスクイズポンプを使用した。
なお、このような小型圧送試験装置による場合と、実際に現場で使用する、規模の大きな装置による場合とでは、圧送後の空洞充填材の性状はほぼ等しいことが確認できた。
表１に本実施の形態の空洞充填材の配合と、比較例の空洞充填材の配合を示し、表２に実験の結果を示す。

表２から明らかなように、配合１（本実施の形態）では、ブリーディング率は圧送前後共に、０％であった。
配合２（比較例）では、ブリーディング率は圧送前で１６．１％、圧送後で２９．４％と大きかった。
このように、ベントナイトを、水に対し３．０重量％含有させることによって、材料分離抵抗性に優れていることが分かる。 Then, for the purpose of confirming the long-distance pumping performance of the pipeline hollow filler, a pumping experiment was performed using a small pumping test apparatus. This compact pumping test device is a device used for a long-distance pumping of air fillers such as air milk and air mortar, and includes a storage tank for storing the cavity filler and a cavity filler in the storage tank. A pump for pumping and a pumping pipe connected to the pump are provided, and the inner diameter of the pumping pipe is 1/4 to 1/2 inch and the length is 20 to 100 meters. A squeeze pump was used as the pump used for pressure feeding.
It was confirmed that the properties of the cavity filling material after the pumping were almost equal between the case of using such a small pumping test device and the case of using a large-scale device actually used in the field.
Table 1 shows the composition of the cavity filler of this embodiment and the composition of the cavity filler of the comparative example, and Table 2 shows the results of the experiment.

As can be seen from Table 2, in Formulation 1 (the present embodiment), the bleeding rate was 0% both before and after pumping.
In Formulation 2 (Comparative Example), the bleeding rate was as large as 16.1% before pumping and 29.4% after pumping.
Thus, it turns out that it is excellent in material separation resistance by containing 3.0 weight% of bentonite with respect to water.

また、図１に石炭灰の強熱減量と圧送後の空洞充填材の消泡率の関係について示す。
この図に示すように、強熱減量の増加に伴って、消泡率が増加しているが、強熱減量が１０％以下の石炭灰（フライアッシュ）を用いることによって、消泡率を１０％以下に抑えることができる。
なお、消泡率は、次式で求める。
消泡率（％）＝｛１−圧送後の気泡量（％）／圧送前の気泡量（％）｝×１００ FIG. 1 shows the relationship between the loss of ignition of coal ash and the defoaming rate of the hollow filler after pumping.
As shown in this figure, the defoaming rate increases as the ignition loss increases, but by using coal ash (fly ash) with an ignition loss of 10% or less, the defoaming rate is 10%. % Or less.
In addition, a defoaming rate is calculated | required by following Formula.
Defoaming rate (%) = {1-bubble amount after pumping (%) / bubble amount before pumping (%)} × 100

以上のように本実施の形態によれば、パイプラインの空洞充填材として、水と、固化材と、石炭灰と、増粘材と、気泡を含有するものを使用し、固化材としてポルトランドセメント、石炭灰として、５．０％以下の強熱減量を示すフライアッシュを使用し、また、増粘材として、ベントナイトを使用し、ベントナイトの量を、水に対し３．０重量％としたので、ブリーディング率は０％となり、材料分離特性に優れ、シリンダーフローは１６０〜２５０ｍｍの範囲となり、自己充填性に優れ、長距離の圧送管によりポンプ圧送する場合であっても、圧送中にパイプラインの空洞充填材に含まれる気泡の破壊は少なくなり、また、これによる、気泡の破壊による単位体積重量の増加は少なくなり、圧送後におけるパイプラインの空洞充填材の品質の低下は抑制される。 As described above, according to the present embodiment, water, a solidifying material, coal ash, a thickening material, and a material containing bubbles are used as the hollow filler of the pipeline, and Portland cement is used as the solidifying material. Since fly ash showing a loss on ignition of 5.0% or less is used as coal ash, and bentonite is used as a thickener, the amount of bentonite is set to 3.0% by weight with respect to water. The bleeding rate is 0%, the material separation characteristics are excellent, the cylinder flow is in the range of 160 to 250 mm, the self-filling property is excellent, and even when pumping with a long distance pumping pipe, the pipeline is being pumped The voids contained in the hollow filler are less destroyed, and the increase in the unit volume weight due to the broken bubbles is reduced. Reduction of is suppressed.

石炭灰の強熱減量と圧送後の空洞充填材の消泡率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ignition loss of coal ash, and the defoaming rate of the cavity filler after pumping.

Claims

A hollow filler containing water, a solidifying material, coal ash, a thickening material, and bubbles,
The coal ash, Ri fly ash der showing the ignition loss of 10.0% or less,
The thickener is bentonite;
The amount of said bentonite is 2.5-4.0 weight% with respect to water, The cavity filler characterized by the above-mentioned .

The hollow filler according to claim 1, wherein the coal ash is contained in an amount of 50 to 100 kg per 1 m ³ of the hollow filler.