【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は泥土スラリー組成物に関し、さらに詳
しくは、泥土と水硬性固化成分から成る水スラリ
ーに水溶性ポリカルボン酸塩を配合して作業性及
び固化物の品質を改良した泥土スラリー組成物に
関する。
地下連続壁、軟弱地盤改良、裏込め等の土木建
築工事において、泥土の固化が一般に行われてい
る。例えば地下連続壁工事では、ベントナイト泥
水安定液と掘削土砂から成る泥土にセメント、石
こう等の水硬性固化成分を配合して固化する方法
が行われているが、この場合にはセメントのカル
シウムイオンの影響でゲル化により急速な増粘が
生じ、作業性の悪化及び防水性等品質の低下をも
たらすという欠点がある。
また軟弱地盤改良工事の一つとして水硬性固化
成分を軟弱地盤に高圧噴射で注入し、泥土と混合
し固化させる方法も知られているが、この場合に
は地中における泥土と水硬性固化成分との分散が
困難で均一に分散混合しにくいという問題があ
る。
これらの問題を解決すべく、セメント分散剤と
して周知のリグニンスルホン酸塩やナフタリンス
ルホン酸塩ホルマリン縮合物を添加する場合もあ
るが、その効果は必ずしも満足のゆくものではな
い。
そこで本発明者らは従来技術のかかる欠点を改
良すべく鋭意検討を進めた結果、泥土と水硬性固
化成分とから成る水スラリーに特定の高分子化合
物を配合すると、スラリーの分散性、流動性が著
しく向上し、その結果として作業性及び固化物の
品質が向上することを見出し、本発明を完成する
に到つた。
かくして本発明によれば、泥水、水硬性固化成
分、水および水溶性ポリカルボン酸塩を含有して
成る泥土スラリー組成物が提供される。
本発明で用いられる泥土は、地下連続壁工事、
軟弱地盤改良工事、浦込め工事等の分野で一般に
使用されるものであればいずれでもよく、その具
体例として、ベンナイト、裏込め用粘土、土中に
存在する粘土、シルト、砂分などが挙げられ、こ
れらの混合物であつてもよい。
一方、水硬性固化成分は一般に使用されている
ものであればとくに制限はなく、その具体例とし
て普通ポルトランドセメント、生石灰、石こう、
高炉スラグ、フライアツシユ等があげられる。こ
れらは単独又は混合して使用される。
本発明で用いられる水溶性ポリカルボン酸塩
は、α，β−不飽和カルボン酸モノマーの重合体
またはこれと共重合可能なエチレン系不飽和モノ
マーとの共重合体の水溶酸塩であり、通常、数平
均分子両500〜50000、好ましくは1000〜25000を
有するものである。分子量が過度に大きくなると
分散性が低下し、逆に増粘、凝集効果が生ずるた
め好ましくない。
重合体中のα，β−不飽和カルボン酸モノマー
の比率は適宜選択しうるが、通常、10モル％以
上、好ましくは20モル％以上である。ここでα，
β−不飽和カルボン酸モノマーとはカルボキシル
基または酸無水物基を有する不飽和カルボン酸ま
たは無水物をさし、その具体例としては、アクリ
ル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、
無水シトラコン酸などが例示される。
また、共重合可能なエチレン系不飽和モノマー
は、前記α，β−不飽和カルボン酸系モノマーと
ラジカル重合可能なものであればいずれでもよ
く、その具体例として、例えばエチレン、プロピ
レン、ブテン、２−メチル−ブテン−１、２−メ
チル−ブテン−２、ヘキセン、オクテン、ジイソ
ブチレン、デセン、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン、クマロン、インデン、メチルビニルエー
テル、アクリル酸エチル、メタアクリル酸メチ
ル、酢酸ビニルなどのごとき極性または非極性ビ
ニル系モノマーが挙げられる。なかでも炭素数４
〜６のオレフインと無水マレイン酸との共重合体
が分散性の面から好ましい。
本発明で用いられる重合体はその製法によつて
制限されるものではないが、通常は常法に従つて
ラジカル重合により製造される。
本発明においては、前記重合体の水溶性塩が泥
土組成物の一成分として用いられる。重合体の塩
は重合体が水溶化しうる範囲内で分子中に存在す
るカルボキシル基、または酸無水物基の少なくと
も一部を塩にしたものであればよく、なかでも50
モル％以上が塩を形成しているものであることが
好ましい。
かかる塩の具体例として、例えばナトリウム、
カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム
などのごときアルカリ金属、またはアルカリ土類
金属の塩、アンモニウム塩、アミン塩などが例示
され、なかでも経済性の面からナトリウム塩が好
ましい。
これらの重合体塩の製法は格別制限されるもの
ではなく、モノマーを中和したのち重合する方
法、重合体を合成した後に常法に従つて塩基の存
在下で中和する方法のいずれを採用してもよい。
本発明の水溶性ポリカルボン酸塩は固形のもの
であつても水溶液であつてもよいが、通常は取り
扱いの容易さを考えて固形分濃度10〜50重合％の
水溶液の形で使用される。この際、本発明の効果
を本質的に損わない範囲であれば他の減水剤、分
散剤、凝結遅延剤、空気連行剤等の添加剤やその
他の配合剤を適宜混合することもできる。
本発明における水溶性ポリカルボン酸塩の添加
方法は何ら制限されるものではなく、その具体例
として泥土、水硬性固化成分及び水と同時に添
加混合する方法、水硬性固化成分及び水と同時
に混合したのち泥土と混合する方法、水硬性固
化成分と水の混合物に添加し、それを泥土と混合
する方法、泥土の水スラリーにセメントと共に
添加する方法等が掲げられる。
本発明における水溶性ポリカルボン酸塩の使用
の割合は、泥土や水硬性固化成分の種類、粒径、
粒度分布、濃度、他の添加剤の有無などの条件に
より必ずしも一様ではないが、固形分基準で水硬
性固化成分の100重量部当り通常0.01〜5.0重量
部、好ましくは0.05〜3.0重量部である。
かくして本発明によれば、泥土と水硬性固化成
分とから成る水スラリーの分散性を改善し、粘度
を大巾に低下させ、流動性の優れた混合物を調整
することができ、泥土スラリー組成物の固化反応
を確実なものとし、防水性、耐収縮性等を向上さ
せることができる。
次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明
する。なお実施例で用いたポリカルボン酸塩の性
状は第１表に示すとおりであり、試験方法は下記
のとおりである。また部、％及び比は断りのない
限り重量基準である。
The present invention relates to a mud slurry composition, and more particularly to a mud slurry composition in which a water-soluble polycarboxylic acid salt is blended into a water slurry consisting of mud and a hydraulic solidification component to improve workability and quality of the solidified product. Solidification of mud is commonly performed in civil engineering construction works such as underground continuous walls, soft ground improvement, and backfilling. For example, in underground continuous wall construction, a method is used in which hydraulic solidifying components such as cement and gypsum are mixed into mud made of bentonite mud stabilizer and excavated soil to solidify it. This has the disadvantage that rapid thickening occurs due to gelation, resulting in deterioration of workability and quality such as waterproofness. Another known method for improving soft ground is to inject hydraulic solidification components into soft ground using high-pressure injection, mix with mud, and solidify. There is a problem that it is difficult to disperse and mix uniformly. In order to solve these problems, well-known cement dispersants such as lignin sulfonate or naphthalene sulfonate formalin condensate are sometimes added, but the effects are not always satisfactory. Therefore, the present inventors conducted intensive studies to improve the drawbacks of the conventional technology, and found that when a specific polymer compound is added to a water slurry consisting of mud and hydraulic solidification components, the dispersibility and fluidity of the slurry improves. The present inventors have found that the workability and quality of the solidified product are improved significantly, and as a result, the workability and quality of the solidified product are improved, and the present invention has been completed. Thus, according to the present invention, there is provided a mud slurry composition comprising mud water, a hydraulic solidifying component, water, and a water-soluble polycarboxylic acid salt. The mud used in the present invention can be used for underground continuous wall construction,
Any material that is commonly used in fields such as soft ground improvement work and ura filling work may be used. Specific examples include bennite, backfilling clay, clay present in soil, silt, and sand. or a mixture thereof. On the other hand, there are no particular restrictions on the hydraulic solidifying component as long as it is commonly used, and specific examples include ordinary Portland cement, quicklime, gypsum,
Examples include blast furnace slag and fly ash. These may be used alone or in combination. The water-soluble polycarboxylic acid salt used in the present invention is a water-soluble salt of a polymer of α,β-unsaturated carboxylic acid monomer or a copolymer with an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the same, and is usually , a number average molecular weight of 500 to 50,000, preferably 1,000 to 25,000. If the molecular weight becomes too large, the dispersibility decreases, and conversely, thickening and aggregation effects occur, which is not preferable. The ratio of α,β-unsaturated carboxylic acid monomer in the polymer can be selected as appropriate, but is usually at least 10 mol%, preferably at least 20 mol%. Here α,
β-Unsaturated carboxylic acid monomer refers to an unsaturated carboxylic acid or anhydride having a carboxyl group or an acid anhydride group, and specific examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid,
itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride,
Examples include citraconic anhydride. The copolymerizable ethylenically unsaturated monomer may be any monomer that can be radically polymerized with the α,β-unsaturated carboxylic acid monomer, and specific examples thereof include ethylene, propylene, butene, -Methyl-butene-1,2-methyl-butene-2, hexene, octene, diisobutylene, decene, cyclopentene, cyclohexene, styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, coumaron, indene, methyl vinyl ether, ethyl acrylate, meth Examples include polar or non-polar vinyl monomers such as methyl acrylate, vinyl acetate, and the like. Especially carbon number 4
-6 copolymers of olefin and maleic anhydride are preferred from the viewpoint of dispersibility. The polymer used in the present invention is not limited in its production method, but is usually produced by radical polymerization according to a conventional method. In the present invention, a water-soluble salt of the polymer is used as a component of the mud composition. The salt of the polymer may be one in which at least a part of the carboxyl group or acid anhydride group present in the molecule is converted into a salt within the range where the polymer can be made water-soluble.
It is preferable that mol% or more of the salt forms a salt. Specific examples of such salts include sodium,
Examples include salts, ammonium salts, and amine salts of alkali metals or alkaline earth metals such as potassium, magnesium, calcium, barium, etc. Among them, sodium salts are preferred from the viewpoint of economy. The method for producing these polymer salts is not particularly limited, and either a method in which monomers are neutralized and then polymerized, or a method in which a polymer is synthesized and then neutralized in the presence of a base according to a conventional method can be adopted. You may. The water-soluble polycarboxylic acid salt of the present invention may be in the form of a solid or an aqueous solution, but it is usually used in the form of an aqueous solution with a solid content concentration of 10 to 50% polymerization for ease of handling. . At this time, other additives such as water reducing agents, dispersants, setting retarders, air entraining agents, and other additives may be appropriately mixed as long as they do not essentially impair the effects of the present invention. The method of adding the water-soluble polycarboxylic acid salt in the present invention is not limited in any way, and specific examples include a method of adding and mixing the water-soluble polycarboxylate at the same time as mud, a hydraulic solidifying component, and water; Methods include a method in which it is later mixed with mud, a method in which it is added to a mixture of a hydraulic solidification component and water and mixed with mud, and a method in which it is added together with cement into a water slurry of mud. The proportion of water-soluble polycarboxylate used in the present invention depends on the type of mud and hydraulic solidification component, particle size,
Although it is not necessarily uniform depending on conditions such as particle size distribution, concentration, and the presence or absence of other additives, it is usually 0.01 to 5.0 parts by weight, preferably 0.05 to 3.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the hydraulic solidifying component on a solid content basis. be. Thus, according to the present invention, it is possible to improve the dispersibility of a water slurry consisting of mud and a hydraulic solidification component, to greatly reduce the viscosity, and to prepare a mixture with excellent fluidity. The solidification reaction can be ensured, and waterproofness, shrinkage resistance, etc. can be improved. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. The properties of the polycarboxylic acid salts used in the Examples are shown in Table 1, and the test methods are as follows. Parts, percentages, and ratios are by weight unless otherwise specified.
【表】
試験方法
(1) 泥土スラリー組成物の調製
泥土、水硬性固化成分、ポリカルボン酸塩お
よび水を所定の割合で計量し、ホバートミキサ
ー（前川試験材社製）にて混合、混練しスラリ
ーを調製した。
(2) 流動性試験
みがきガラス板上に塩化ビニル製パイプ（内
径50mm、高さ51mm）を置き、パイプ内にスラリ
ーを充填した。その後、パイプを真上に引き上
げてスラリーを流動させた。その広がりが静止
したのち、直角２方向の直径を測定し、その平
均値をフロー値とし、流動性の尺度とした。
(3) 固化体の圧縮強度試験
JIS Ｒ−5201 セメントの物理試験方法に準
じて作つた。
実施例 １
泥土として粘土（笠岡産）、水硬性固化成分と
して普通ポルトランドセメントを用い、各種ポリ
カルボン酸塩を添加し、下記の配合に従つて泥土
スラリーを組成物を調製し、流動性試験を行つ
た。また比較のため、他のセメント分散剤につい
ても同様に試験した。結果を第２表に示す。
（配合）
粘土（笠岡産、立花(株)製） 315.5部
普通ポルトランドセメント（アサノ普通ポルトラ
ンドセメトント、日本セメント(株)製） 155部
水 329.5部
ポリカルボン酸塩（セメントに対し固形分基準）
変量[Table] Test method (1) Preparation of mud slurry composition Mud, hydraulic solidification component, polycarboxylic acid salt, and water were weighed in the prescribed proportions, and mixed and kneaded using a Hobart mixer (manufactured by Maekawa Test Materials Co., Ltd.). A slurry was prepared. (2) Fluidity test A vinyl chloride pipe (inner diameter 50 mm, height 51 mm) was placed on a polished glass plate, and the pipe was filled with slurry. Thereafter, the pipe was pulled straight up to allow the slurry to flow. After the spread had stopped, the diameters in two orthogonal directions were measured, and the average value was taken as the flow value, which was used as a measure of fluidity. (3) Compressive strength test of solidified material This was made according to JIS R-5201 physical test method for cement. Example 1 Using clay (produced in Kasaoka) as the mud and ordinary Portland cement as the hydraulic solidification component, various polycarboxylate salts were added, a mud slurry was prepared according to the following formulation, and a fluidity test was conducted. I went. For comparison, other cement dispersants were also tested in the same manner. The results are shown in Table 2. (Composition) Clay (produced in Kasaoka, manufactured by Tachibana Co., Ltd.) 315.5 parts Ordinary Portland cement (Asano Ordinary Portland Cemeton, manufactured by Nippon Cement Co., Ltd.) 155 parts Water 329.5 parts Polycarboxylate (solid content based on cement)
variable
【表】
この結果から、無添加及び既存のセメント分散
剤を用いた場合に比べ、本発明品は流動性に優れ
ていることが分る。また、圧縮強度については、
本発明品はやや凝結遅延性があり、添加量を増す
と初期強度が低くなるものの、長期強度は無添加
と同程度になり、固化に悪影響はおよぼさないこ
とが分る。さらに多少の凝結遅延性を示すことか
ら連続壁工事などにおける打継ぎ目発生防止効果
を期待しうる。
実施例 ２
泥土としてベントナイトと泥土、水硬性固化成
分として普通ポルトランドセメント、ポリカルボ
ン酸塩として試料−Ｉを用い、下記配合に従つて
泥土スラリー組成物を調整し、流動性試験を行つ
た。結果を第３表に示す。
（配合）
ベントナイト安定液＊ 100部
粘土（笠岡産、立花製） 80部
普通ポルトランドセメント（アサノ普通ポルトラ
ンドセメント、日本セメント(株)製） 200部
試料−Ｉ（セメントに対し固形分基準） 変量
＊ベントナイト（TB−250、立花(株)製）６％、
カルボキシメチルセルロース（TD−１、立花(株)
製）0.1％、分散剤（テルフローＣ、テルナイト
(株)製）0.1％、残部水から成る組成物。[Table] From the results, it can be seen that the product of the present invention has excellent fluidity compared to the case where no additive was used or the existing cement dispersant was used. Regarding compressive strength,
The product of the present invention has a slight setting retardation property, and although the initial strength decreases as the amount added is increased, the long-term strength is comparable to that without addition, indicating that there is no adverse effect on solidification. Furthermore, since it shows some retardation of setting, it can be expected to be effective in preventing the occurrence of seams in continuous wall construction, etc. Example 2 Using bentonite and mud as the mud, ordinary Portland cement as the hydraulic solidification component, and Sample-I as the polycarboxylate salt, a mud slurry composition was prepared according to the following formulation, and a fluidity test was conducted. The results are shown in Table 3. (Composition) Bentonite stabilizer* 100 parts Clay (from Kasaoka, manufactured by Tachibana) 80 parts Ordinary Portland cement (Asano Ordinary Portland Cement, manufactured by Nippon Cement Co., Ltd.) 200 parts Sample-I (solid content based on cement) Variable * Bentonite (TB-250, manufactured by Tachibana Corporation) 6%,
Carboxymethyl cellulose (TD-1, Tachibana Corporation)
) 0.1%, dispersant (Telflow C, Ternite)
Co., Ltd.) 0.1%, the balance being water.
【表】
この結果から、ベントナイト分を含む泥土にお
いても本発明の泥土スラリー組成物は優れた流動
性を示すことが分る。[Table] This result shows that the mud slurry composition of the present invention exhibits excellent fluidity even in mud containing bentonite.