JP6009366B2 - Filling void filling material and filling method - Google Patents
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Description
本発明は、各種土木工事における盛土部、特にトンネル工事で発生したズリ等を盛土に使用した地盤改良工事に用いられる、盛土空隙部用充填材及び充填工法に関する。 The present invention relates to a filling material and a filling method for embankment gaps used for embankment improvement in various embankment works, in particular, ground improvement work using a gap or the like generated in tunnel construction.
従来、盛土部を補強・補修するためにセメントを用いた注入工法で、地盤の補強や止水効果を得るため、微粉スラグを主成分とした注入材やセメントとカルシウムアルミネ−ト等を含む急硬材を用いた注入材が用いられている(特許文献1、2、3参照)。 Conventionally, an injection method using cement to reinforce and repair the embankment part, in order to reinforce the ground and to obtain a water-stopping effect, an injection material containing fine powder slag as a main component, and an emergency containing cement and calcium aluminate, etc. An injection material using a hard material is used (see Patent Documents 1, 2, and 3).
しかしながら、微粉スラグを使用した注入材は凝結が非常に遅く、注入したミルクが盛土部より漏れ、地下水に流され、または、所定の注入位置から流れて逸脱する場合があった。 However, the injection material using fine powder slag has a very slow setting, and the injected milk may leak from the embankment, flow into the ground water, or flow away from a predetermined injection position.
カルシウムアルミネートを使用した注入材は、セメントミルクと急硬材スラリーを別々に混練りし、注入直前に混合するので、ミキサやポンプが各2台必要とし、2材型(1.5ショット,2ショット方式)であるため施工性が煩雑という課題があった。施工性を簡便にすべく、セメントと急硬材を混合し同時練りした場合、硬化時間の制御が難しく、ミキサやポンプを固めてしまうトラブルが発生する場合があった。
また、地盤がトンネル掘削時のズリの場合は充填材の浸透性が大きいため、充填材の盛土部周辺への逸脱が大きく、道路や河川を汚したり、所定量の何倍もの注入が必要となる場合があった。
The injection material using calcium aluminate is a mixture of cement milk and quick hard material slurry, which are mixed immediately before injection, so two mixers and pumps are required, and two types (1.5 shots, There is a problem that workability is complicated because of the two-shot method. When cement and a rapid hardening material are mixed and kneaded at the same time in order to simplify the workability, it is difficult to control the setting time, and there may be a problem that the mixer and the pump are hardened.
In addition, when the ground is a gap during tunnel excavation, the permeability of the filler is large, so the deviation of the filler to the embankment area is large, roads and rivers are polluted, and many times the prescribed amount of injection is required There was a case.
また、注入の際、地盤からの逸脱を防ぐ目的で水量を減らす場合があるが、その結果、硬化が早くなり過ぎ、ミキサやポンプを固めてしまうトラブル等のおそれがあるばかりか、単位水量の減少により単位セメント量が増し、経済的ではなかった。 In addition, the amount of water may be reduced at the time of injection in order to prevent deviation from the ground, but as a result, there is a risk of hardening too quickly, causing problems such as solidifying the mixer and pump, and the unit water volume The amount of unit cement increased due to the decrease, which was not economical.
本発明は、上記課題を解決すべく種々検討した結果、特定の充填材を使用することにより、従来、問題の多かった盛土部への充填を可能とすることを見出し、さらに、充填材の1ショット方式での注入が可能となるという知見を得て本発明を完成するに至った。 As a result of various investigations to solve the above-mentioned problems, the present invention has found that the use of a specific filler enables filling of a conventionally-filled embankment part. The present invention has been completed upon obtaining the knowledge that injection by a shot method is possible.
すなわち、本発明は、(1)セメント、ベントナイト、カルシウムアルミネート、石膏、セルロース誘導体、凝結調整剤、及び水を含有してなり、混練り時から30分までの流動性がPロート値で9〜12秒、粘度が150〜1000mPa・s、硬化時間が40〜90分である1ショット方式の盛土空隙部用充填材、(2)凝結調整剤が、有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類を含有してなる(1)の盛土空隙部用充填材、(3)ベントナイトが、セメント90〜98質量部に対して10〜2質量部である(1)又は(2)の盛土空隙部用充填材、(4)石膏が、カルシウムアルミネート100質量部に対して50〜200質量部である(1)〜(3)のいずれかの盛土空隙部用充填材、(5)セメントとベントナイトの合計量90〜97質量部に対して、カルシウムアルミネートと石膏の合計量が10〜3質量部である(1)〜(4)のいずれかの盛土空隙部用充填材、(6)セルロース誘導体が、セメント、ベントナイト、カルシウムアルミネートと石膏の合計100質量部に対して0.2〜0.7質量部である(1)〜(5)のいずれかの盛土空隙部用充填材、(7)盛土部の空隙部へ、セメント、ベントナイト、カルシウムアルミネート、石膏、セルロース誘導体、凝結調整剤の合計100質量部に対して、水が100〜150質量部を含有してなる(1)〜(6)のいずれかの盛土空隙部用充填材を1ショット方式で充填するに際し、混練り時から30分までの流動性がPロート値で9〜12秒、粘度が150〜1000mPa・s、硬化時間が40〜90分である盛土空隙部の充填工法、である。 That is, the present invention comprises (1) cement, bentonite, calcium aluminate, gypsum, a cellulose derivative, a setting modifier, and water, and the fluidity from kneading to 30 minutes is 9 in terms of P funnel value. ~ 12 seconds, 1-shot fill material for embankment voids with a viscosity of 150-1000 mPa · s and a curing time of 40-90 minutes, (2) Condensation regulator contains organic acids and alkali metal carbonates (1) Filling void filler, (3) Bentonite is 10 to 2 parts by mass with respect to 90 to 98 parts by mass of cement (1) or (2) Filling void filler, (4) The filler for embankment voids according to any one of (1) to (3), wherein the gypsum is 50 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of calcium aluminate, (5) the total amount of cement and bentonite 90 ~ 97 mass On the other hand, the filler for embankment voids according to any one of (1) to (4), wherein the total amount of calcium aluminate and gypsum is 10 to 3 parts by mass, (6) the cellulose derivative is cement, bentonite, calcium The filler for embankment voids according to any one of (1) to (5), which is 0.2 to 0.7 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of aluminate and gypsum, (7) to the cavity of the embankment part The embankment according to any one of (1) to (6), wherein water contains 100 to 150 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of cement, bentonite, calcium aluminate, gypsum, cellulose derivative and setting modifier When filling the gap filling material by a one-shot method, the flowability from the time of kneading to 30 minutes is 9-12 seconds in P funnel value, the viscosity is 150-1000 mPa · s, and the curing time is 40-90 minutes. A certain embankment sky Part filling method, and is a.
本発明の盛土空隙部用充填材を用いることにより、盛土部への充填材の1ショット方式での充填が可能という効果が得られる。 By using the filling material for embankment voids according to the present invention, an effect is obtained that it is possible to fill the embedding part with a one-shot method.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で使用する部、%は、特に規定しない限り質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The parts and% used in the present invention are based on mass unless otherwise specified.
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、及びこれらポルトランドセメントに高炉スラグ又はフライアッシュ等を混合した各種混合セメント、並びに、通常市販されている各種微粒子セメント、エコセメント等が挙げられる。これらの中では、経済性や作業性が良く、スランプロスが少ない点で、普通ポルトランドセメントを使用することが好ましい。 As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strong and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing blast furnace slag or fly ash with these portland cements, and various commercially available fine particle cements And eco-cement. Among these, it is preferable to use ordinary Portland cement in terms of economy and workability and low slump loss.
本発明で使用するベントナイトとは、例えば、モンモリロナイト粘土鉱物の一種で膨潤性を有するものである。そして、ベントナイトの膨潤性は産地や鉱床により異なるが、ACC法(American colloid Company規格)による膨潤度が5以上であり、この膨潤度が大きければ大きいほど好ましく、通常、10以上が好ましく、15〜40程度がより好ましい。膨潤度が5未満では所定のPロート値や粘度が得られなく、盛土部周辺への逸脱を防ぐ効果が得にくい場合がある。 The bentonite used in the present invention is, for example, a kind of montmorillonite clay mineral having swelling properties. The swelling property of bentonite varies depending on the production area and the ore deposit, but the degree of swelling according to the ACC method (American colloid Company standard) is 5 or more, and the larger the degree of swelling, the more usually 10 or more, preferably 15 to 15 About 40 is more preferable. When the degree of swelling is less than 5, a predetermined P funnel value and viscosity cannot be obtained, and it may be difficult to obtain an effect of preventing deviation to the surroundings of the embankment.
ベントナイトの使用量は、セメントとベントナイトの割合が、セメント90〜98部:ベントナイト10〜2部である。ベントナイトの使用量が10部を超えると、粘度が1000mPa・s以上となり盛土部への充填が悪くなり、2部未満では流動性が高くなり、盛土部周辺への逸脱を防ぐ効果が得にくい場合がある。 The amount of bentonite used is such that the ratio of cement to bentonite is 90 to 98 parts of cement: 10 to 2 parts of bentonite. When the amount of bentonite used exceeds 10 parts, the viscosity becomes 1000 mPa · s or more, and the filling of the embankment part becomes worse. When it is less than 2 parts, the fluidity becomes high, and it is difficult to obtain the effect of preventing the deviation to the periphery of the embankment part. There is.
本発明で使用するカルシウムアルミネート(以下、CAという)は、CaO、Al2O3、及びSiO2を含有するものであり、石膏との併用により主として短期強度の発現に寄与するものである。
CAの組成は、CaO含有率20〜60%、Al2O3含有率20〜70%が好ましく、CaO含有率30〜55%、Al2O3含有率30〜60%、及びSiO2含有率0〜20%がより好ましい。この範囲外では短期強度が小さくなる場合がある。
CAは、石灰石等のカルシア原料、アルミナ、ボーキサイト、長石、及び粘土等のアルミナ原料に、更には、ケイ石、ケイ砂、石英、及びケイ藻土等のシリカ原料等を配合した後、ロータリーキルンなどで焼成、又は、電気炉や高周波炉等で溶融することにより製造される。
CAとしては、12CaO・7Al2O3、CaO・Al2O3、3CaO・Al2O3、2CaO・Al2O3・SiO2やCaO・Al2O3・2SiO2などの結晶性化合物を使用することも可能であるが、短期強度が大きい点で、溶融物を急冷して得られるガラス質のものが好ましい。
CAのガラス化率は、CAを1,400℃で2時間加熱後、5℃/分の冷却速度で徐冷し、粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピークの面積S0を求め、CAの結晶のメインピークSから、X(%)=100×(1−S/S0)として求められるもので、短期強度の点から50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が最も好ましい。50%未満では短期強度が小さい場合がある。
CAの粉末度は、ブレーン比表面積で3000cm2/g以上、好ましくは4000〜7000m2/gで、3000cm2/g未満では、初期の強度発現性の向上を十分示さないので好ましくない。
The calcium aluminate (hereinafter referred to as CA) used in the present invention contains CaO, Al 2 O 3 , and SiO 2 , and contributes mainly to the expression of short-term strength when used in combination with gypsum.
The composition of CA is preferably CaO content 20 to 60%, Al 2 O 3 content 20 to 70%, CaO content 30 to 55%, Al 2 O 3 content 30 to 60%, and SiO 2 content. 0 to 20% is more preferable. Outside this range, the short-term strength may be small.
CA is blended with calcia raw materials such as limestone, alumina raw materials such as alumina, bauxite, feldspar, and clay, and further silica raw materials such as quartzite, silica sand, quartz, and diatomaceous earth, and then rotary kilns, etc. It is manufactured by firing with or melting in an electric furnace or a high-frequency furnace.
The CA, the 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, 3CaO · Al 2 O 3, 2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 and crystalline compounds such as CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2 Although it can be used, a vitreous material obtained by quenching the melt is preferred from the viewpoint of high short-term strength.
The vitrification rate of CA is as follows: CA is heated at 1,400 ° C. for 2 hours, then slowly cooled at a cooling rate of 5 ° C./min, and the area S 0 of the main peak of the crystalline mineral is determined by powder X-ray diffraction method. From the main peak S of the crystal, X (%) = 100 × (1−S / S 0 ), 50% or more is preferable from the viewpoint of short-term strength, 80% or more is more preferable, and 90% or more Is most preferred. If it is less than 50%, the short-term strength may be small.
The fineness of CA is 3000 cm 2 / g or more in terms of Blaine specific surface area, preferably 4000 to 7000 m 2 / g, and less than 3000 cm 2 / g is not preferable because the initial strength development is not sufficiently improved.
本発明で使用する石膏は、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏が挙げられ、さらに天然石膏や、リン酸副生石膏、排脱石膏、及びフッ酸副生石膏等の化学石膏、又はこれらを熱処理して得られる石膏等が含まれる。これらの中で強度発現性が大きい点で無水石膏が好ましい。
使用する石膏の粉末度は、ブレーン比表面積で3000cm2/g以上、好ましくは4000〜7000cm2/gで、3000cm2/g未満では、初期の強度発現性の向上を十分示さないので好ましくない。
CAと石膏の使用量は、CA100部に対して、50〜200部が好ましく、70〜150部がより好ましい。50部未満では短期強度が小さく、特に低温時に強度発現不良の場合があり、200部を超えても短期強度が小さい場合がある。
Examples of the gypsum used in the present invention include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum, and natural gypsum, phosphate gypsum, waste gypsum, and chemical gypsum such as hydrofluoric acid gypsum, or Gypsum obtained by heat treatment is included. Of these, anhydrous gypsum is preferred because of its high strength development.
Fineness of gypsum to be used, 3000 cm 2 / g or more in Blaine specific surface area, preferably 4000~7000cm 2 / g, is less than 3000 cm 2 / g, since not exhibit sufficient improvement in initial strength development is not preferable.
The amount of CA and gypsum used is preferably 50 to 200 parts, more preferably 70 to 150 parts with respect to 100 parts of CA. If the amount is less than 50 parts, the short-term strength is small, especially when the strength is poor at low temperatures, and if it exceeds 200 parts, the short-term strength may be small.
セメントとベントナイトの合計量とCAと石膏の合計量(以下、急硬材という)の配合割合は、セメントとベントナイトと急硬材の合計100部中、セメントとベントナイトが合計90〜97部、急硬材が10〜3部が好ましく、セメントとベントナイトの合計が92〜96部、急硬材8〜4部がより好ましい。急硬材が10部を超えると、硬化開始から硬化までの時間が短すぎて、充填性が悪くなる場合があり、急硬材が3部未満であると、初期の硬化不良の原因となる場合がある。 The blending ratio of the total amount of cement and bentonite and the total amount of CA and gypsum (hereinafter referred to as “quick hardwood”) is a total of 90 to 97 parts of cement and bentonite out of a total of 100 parts of cement, bentonite and quick hardwood. The hard material is preferably 10 to 3 parts, and the total of cement and bentonite is 92 to 96 parts, and the rapid hard material 8 to 4 parts is more preferable. If the hardened material exceeds 10 parts, the time from the start of hardening to hardening may be too short, and the filling property may deteriorate, and if the hardened material is less than 3 parts, it may cause initial hardening failure. There is a case.
本発明では、セルロース誘導体を少量添加することにより、粘性度の上昇を少なくしてPロート値が上がる知見を得てセルロース誘導体を使用するものである。
セルロース誘導体としては、盛土部の骨材等にセメントミルクが絡み易くなるために寄与するものであり、特に限定されるものではないが、一般に水溶性高分子物質と呼ばれているもので、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、カルシウムメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられ、高水比のセメントミルクの分離抵抗性の面から、メチルセルロースやヒドロキシエチルメチルセルロースやヒドロキシプロピルメチルセルロースが好ましい。これらのうち、水には難溶性か不溶性でアルカリ性に溶解するものが特に好ましく、これらの一種又は二種以上を使用することが可能である。
In the present invention, by adding a small amount of a cellulose derivative, knowledge is obtained that the increase in viscosity is reduced and the P funnel value is increased, and the cellulose derivative is used.
The cellulose derivative contributes to the fact that cement milk is easily entangled with the aggregate of the embankment and the like, and is not particularly limited, but is generally called a water-soluble polymer substance. Carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, calcium methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, and the like, and methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose are preferable from the viewpoint of separation resistance of cement milk with a high water ratio. Of these, those which are hardly soluble or insoluble in water and are soluble in alkali are particularly preferred, and one or more of these can be used.
セルロース誘導体の使用量は、セメント、ベントナイト、急硬材の合計100部に対して0.2〜0.7部である。セルロース誘導体の使用量が0.2部未満であると、Pロート値が9秒以下となり盛土部周辺への逸脱を防ぐ効果が得にくく、0.7部を超えると、Pロート値が12秒以上、粘度が1000mPa・s以上となり盛土部への充填が悪くなる。 The usage-amount of a cellulose derivative is 0.2-0.7 part with respect to a total of 100 parts of a cement, a bentonite, and a quick-hardening material. When the amount of the cellulose derivative used is less than 0.2 parts, the P funnel value is 9 seconds or less, and it is difficult to obtain an effect of preventing the deviation to the embankment area. When it exceeds 0.7 parts, the P funnel value is 12 seconds. As described above, the viscosity becomes 1000 mPa · s or more, and the filling of the embankment portion becomes worse.
本発明では、所要の硬化時間が得られるように、凝結調整剤を使用する。
凝結調整剤としては、有機酸類やアルカリ金属炭酸塩類等が挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、ホース等の閉塞がなく、硬化後の強度発現性が良好な点で、有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用することが好ましい。
In the present invention, a setting modifier is used so that a required curing time can be obtained.
Examples of the setting modifier include organic acids and alkali metal carbonates. In these, it is preferable to use together organic acids and alkali metal carbonates from the point which can control hardening time, there is no obstruction | occlusion of a hose etc., and the strength development property after hardening is favorable.
有機酸類としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、及びグルコン酸等のオキシカルボン酸又はこれらの塩(ナトリウム塩やカリウム塩等)等が挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、ホース等の閉塞がない点で、オキシカルボン酸及び/又はこれらの塩が好ましく、クエン酸ナトリウムがより好ましい。 Examples of the organic acids include oxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, malic acid, and gluconic acid, or salts thereof (sodium salt, potassium salt, etc.). Among these, oxycarboxylic acid and / or a salt thereof are preferable, and sodium citrate is more preferable because the curing time can be controlled and there is no blockage of a hose or the like.
アルカリ金属炭酸塩類としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウム等の炭酸塩や、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウム等の重炭酸塩が挙げられる。これらの中では、硬化後の強度発現性が良好な点で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、炭酸カリウムがより好ましい。 Examples of alkali metal carbonates include carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate, and bicarbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. Among these, alkali metal carbonates are preferable and potassium carbonate is more preferable in terms of good strength development after curing.
有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用した場合の両者の混合割合は、アルカリ金属炭酸塩類100部に対して、有機酸類5〜200部が好ましく、10〜100部がより好ましい。5部未満だと硬化時間をコントロールできず、ホース等の閉塞が発生するおそれがあり、200部を越えると初期強度発現性が低下するおそれがある。 When the organic acid and the alkali metal carbonate are used in combination, the mixing ratio of the two is preferably 5 to 200 parts, more preferably 10 to 100 parts, with respect to 100 parts of the alkali metal carbonate. If it is less than 5 parts, the curing time cannot be controlled and there is a possibility that a hose or the like may be blocked, and if it exceeds 200 parts, the initial strength development may be reduced.
凝結調整剤の使用量は、温度と練置き時間に応じて調整するため特に限定されるものではないが、セメントとベントナイトと急硬材の合計100部に対して0.1〜3部が好ましく、0.3〜2部がより好ましい。0.1部未満では、練置き時間が確保しにくい場合があり、3部を超えると硬化時間が異常に長くなり、不均一な固化状態となる場合がある。本発明では、硬化時間は40〜90分であることが好ましい。 The amount of the setting modifier is not particularly limited because it is adjusted according to the temperature and the kneading time, but is preferably 0.1 to 3 parts with respect to 100 parts in total of cement, bentonite, and rapid hardening material. 0.3 to 2 parts is more preferable. If it is less than 0.1 part, it may be difficult to secure the kneading time, and if it exceeds 3 parts, the curing time may become abnormally long, resulting in a non-uniform solidified state. In the present invention, the curing time is preferably 40 to 90 minutes.
充填材を作製する場合の水の使用量は、盛土部への充填が可能であり、かつ、盛土部周辺への逸脱を防ぐ効果が得られる混練り時から30分までの流動性がPロート値で9〜12秒、粘度が150〜1000mPa・sであり、その製造方法は、充填材100部に対して、水量は100〜150部で、110〜140部がより好ましい。100部未満では充填材の粘度が高くPロート値で12秒以上、粘度で1000mPa・s以上となり、充填性が小さくなる場合があり、150部を超えると流動性が高くPロート値で9秒以下、粘度が150mPa・s以下となり、盛土部周辺への逸脱の原因となる場合がある。 The amount of water used in the preparation of the filler can be filled into the embankment part, and the flowability from the time of kneading to the effect of preventing deviation to the periphery of the embankment part is 30 minutes from the P funnel. The value is 9 to 12 seconds, the viscosity is 150 to 1000 mPa · s, and the production method thereof is preferably 100 to 150 parts and more preferably 110 to 140 parts with respect to 100 parts of the filler. If it is less than 100 parts, the viscosity of the filler is high, the P funnel value is 12 seconds or more, the viscosity is 1000 mPa · s or more, and the filling property may be reduced. If it exceeds 150 parts, the fluidity is high and the P funnel value is 9 seconds. Hereinafter, the viscosity is 150 mPa · s or less, which may cause a deviation to the periphery of the embankment.
充填材の練り混ぜ方法や充填方法は、特に限定されるものではないが、練り混ぜ方法としては、ハンドミキサやグラウトミキサ等の高速ミキサが好ましく、充填方法は、1ショット方式で盛土部上部より流し込むか単管等で盛土部中に圧充填等、現在使用されている工法に適用可能である。 The mixing method and filling method of the filler are not particularly limited, but the mixing method is preferably a high-speed mixer such as a hand mixer or a grout mixer, and the filling method is a one-shot method from the top of the embankment part. It can be applied to currently used methods such as pouring or filling the embankment with a single pipe.
以下実験例により本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by experimental examples.
実験例1
セメント92部とベントナイト3部と、CA2.5部と石膏2.5部からなる急硬材5部、セルロース誘導体0.4部および凝結調整剤0.6部を混合し、表1に示す水量の充填材を作製した。
充填材を作製後、試験型枠中に模擬粗骨材層を用い、充填率の測定を行った。結果を表1に示した。
Experimental example 1
A mixture of 92 parts of cement, 3 parts of bentonite, 5 parts of hardened material consisting of 2.5 parts of CA and 2.5 parts of gypsum, 0.4 part of cellulose derivative and 0.6 part of a coagulation modifier, the amount of water shown in Table 1 A filler was prepared.
After producing the filler, the filling rate was measured using a simulated coarse aggregate layer in the test mold. The results are shown in Table 1.
<使用材料>
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
ベントナイト:メーカー公称ACC法による膨潤度20、200メッシュパス90%
CA:CaO45%、Al2O340%、及びSiO215%の組成、ブレーン比表面積5750m2/g
石膏:無水石膏、ブレーン比表面積6250m2/g
セルロース誘導体(A):メチルセルロースSM10000(信越化学社製)
凝結調整剤:クエン酸100部と炭酸カリウム300部からなる混合物
水:水道水
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercially available bentonite: Manufacturer's nominal ACC method swelling degree 20, 200 mesh pass 90%
CA: composition of CaO 45%, Al 2 O 3 40%, and SiO 2 15%, Blaine specific surface area 5750 m 2 / g
Gypsum: anhydrous gypsum, Blaine specific surface area 6250 m 2 / g
Cellulose derivative (A): Methylcellulose SM10000 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Setting controller: Mixture consisting of 100 parts of citric acid and 300 parts of potassium carbonate Water: tap water
<使用装置>
試験型枠:断面が200mm×200mmで高さ800mmの直方形の型枠(底面はφ20mmの円形の穴が等間隔で縦横5カ所の計25カ所開いている)に、5〜25mmの砕石と25〜40mmの砕石を等量混合した盛土を空隙率38%になるように充填した。
盛土(別名ズリ):トンネルの掘削によって掘り出される土石、岩石
のくずは、通常、5〜40mm程度であり、これを模擬したもの。
<Device used>
Test form: A rectangular form with a cross-section of 200 mm x 200 mm and a height of 800 mm (the bottom has a total of 25 round holes with a diameter of 20 mm and 5 vertical and horizontal openings), and a crushed stone of 5 to 25 mm The embankment mixed with an equal amount of crushed stone of 25 to 40 mm was filled so as to have a porosity of 38%.
Embankment (aka debris): The debris and rock debris excavated by tunnel excavation is usually about 5 to 40 mm, and this is simulated.
<測定方法>
硬化時間:充填材の温度測定により、混練りから1℃上昇した時を硬化時間とした。
Pロート値:JSCE−F 521「P漏斗による方法」に準拠し、混練りから30分経過した時の流動性を評価した。
粘度:B型粘度計により、混練りから30分経過した時の粘性値を評価した。
充填性試験:前記骨材が充填された型枠に12リットル(空隙率38%に相当)の充填材を上部から流し込み、充填せず上部に残留した充填材の量と、下部より流れ出た充填材の量から、型枠内に留まった量(充填率)を測定した。
<Measurement method>
Curing time: The time when the temperature rose by 1 ° C. from the kneading by measuring the temperature of the filler was taken as the curing time.
P funnel value: Based on JSCE-F 521 “Method with P funnel”, the fluidity was evaluated after 30 minutes from kneading.
Viscosity: The viscosity value when 30 minutes passed after kneading was evaluated with a B-type viscometer.
Fillability test: 12 liters (corresponding to a porosity of 38%) of filler is poured from the upper part into the mold filled with the aggregate, the amount of filler remaining in the upper part without filling, and the filling that flows out from the lower part From the amount of the material, the amount remaining in the mold (filling rate) was measured.
表1の結果から、水比、Pロート値及び粘度の範囲内の充填率は良好であるが、水比の低いPロート値が高い充填材は下部へ充填されなく、水比の高いPロート値が低い場合は、充填材が骨材中に留まらず、底面の穴より漏れ出る量が多い。 From the results of Table 1, the filling ratio within the range of water ratio, P funnel value and viscosity is good, but the filler with a high P funnel value with a low water ratio is not filled in the lower part, and the P funnel with a high water ratio. When the value is low, the filler does not stay in the aggregate, and there is a large amount of leakage from the bottom hole.
実験例2
表2に示すセメントとベントナイトの割合を変え、水量を125部一定とした以外は、実験例1(実験No.1-3)と同様に充填材を作製し、試験を実施した。結果を表2に示した。
Experimental example 2
A filler was prepared and tested in the same manner as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-3), except that the ratio of cement and bentonite shown in Table 2 was changed and the amount of water was kept constant at 125 parts. The results are shown in Table 2.
表2より、セメントとベントナイトの配合割合が適量な場合、高い充填性が得られることが判った。 From Table 2, it was found that when the mixing ratio of cement and bentonite is an appropriate amount, high filling properties can be obtained.
実験例3
CA100部と石膏100部からなる急硬材を、セメントとベントナイトと急硬材の合計100部中、表3に示す部を使用し、充填材を作製したこと以外は、実験例1(実験No.1-3)と同様に充填材を作製し、試験を実施した。結果を表3に示した。
Experimental example 3
Experimental Example 1 (Experiment No. 1) except that a quick-hardening material consisting of 100 parts of CA and 100 parts of gypsum was used as a filler by using the parts shown in Table 3 in a total of 100 parts of cement, bentonite and quick-hardening material. A filler was prepared and tested as in .1-3). The results are shown in Table 3.
表3より、急硬材が適量な場合、高い充填性が得られることが判った。また、充填材の1材状態のゲル化時間を確保できるので、一定の作業時間を有することができ、充填後は速やかに硬化することが判った。 From Table 3, it was found that a high filling property can be obtained when an appropriate amount of the hardened material is used. Moreover, since the gelation time of the one material state of a filler can be ensured, it can have a fixed working time and it turns out that it hardens | cures rapidly after filling.
実験例4
セメントとベントナイトと急硬材の合計100部に対して表4に示すセルロース誘導体を使用し、充填材を作製したこと以外は、実験例1(実験No.1-3)と同様に充填材を作製し、試験を実施した。結果を表4に示した。
Experimental Example 4
The filler was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-3), except that the cellulose derivative shown in Table 4 was used for 100 parts of cement, bentonite, and rapid hardening material, and the filler was prepared. Fabricated and tested. The results are shown in Table 4.
<使用材料>
セルロース誘導体(B):ヒドロキシプロピルメチルセルロース(第一工業製薬社製)
<Materials used>
Cellulose derivative (B): Hydroxypropyl methylcellulose (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
表4より、セルロース誘導体が適量な場合、高い充填性が得られることが判った。 From Table 4, it was found that when the cellulose derivative was in an appropriate amount, high filling properties were obtained.
実験例5
セメントとベントナイトと急硬材の合計100部に対して表4に示す凝結調整剤を使用し、充填材を作製したこと以外は、実験例1(実験No.1-3)と同様に充填材を作製し、試験を実施した。結果を表4に示した。
Experimental Example 5
The filler was the same as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-3) except that the setting modifier shown in Table 4 was used for a total of 100 parts of cement, bentonite, and rapid-hardening material. Were made and tested. The results are shown in Table 4.
表5より、凝結調整剤が適量な場合、高い充填性が得られることが判った。充填材の1材状態のゲル化時間を確保できるので、一定の作業時間を有することができ、充填後は速やかに硬化することが判った。 From Table 5, it was found that when the setting modifier is in an appropriate amount, a high filling property can be obtained. It has been found that the gelation time of the single material state of the filler can be secured, so that it can have a certain working time and is cured quickly after filling.
本発明の充填材を盛土部の充填に用いることにより、充填性が良好で、充填材の盛土部からの逸脱を極端に減ずることができ、1ショット方式での充填が可能となる。充填材の1材状態のゲル化時間を確保した場合にも、充填後速やかに硬化し、高い強度発現性か得られる。 By using the filling material of the present invention for filling the embankment portion, the filling property is good, the deviation of the filling material from the embankment portion can be extremely reduced, and filling by a one-shot method is possible. Even when the gelation time in one material state of the filler is ensured, it is cured quickly after filling, and high strength development is obtained.
各種土木工事における、地盤改良工事の盛土部で用いられる地盤充填材に本充填材を使用した場合、十分な施工時間が取れ、充填性に優れているため、充填性が向上し、従来空隙率の過多や逸脱等で適応困難だった地質の地盤への充填が可能となる。充填後の硬化が速やかで、充填個所の移動が速やかで施工性が大幅に改善される。 When this filler is used as the ground filling material used in the embankment of ground improvement work in various civil engineering works, it takes sufficient construction time and has excellent filling properties, so the filling property is improved and the conventional porosity is increased. It becomes possible to fill the geological ground that was difficult to adapt due to excessive or deviation. Curing after filling is quick, moving the filling point is quick, and workability is greatly improved.
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