JPH0643582B2 - 地盤注入用薬液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軟弱あるいは漏水地盤の固結あるいは止水に用
いられる酸性珪酸水溶液を用いた地盤注入用薬液に係
り、特にゲル化時間の調整が容易であって固結物が中性
で、かつ高強度を呈する地盤注入用薬液に関する。

〔従来の技術〕

酸性珪酸水溶液は水ガラスと酸を混合して水ガラス中の
アルカリを除去して得られるもので、通常は酸性液と水
ガラス水溶液を噴射あるいは強制的に撹拌混合すること
により調製され、pH１〜３の強酸性珪酸水溶液である。

この酸性珪酸水溶液を地盤注入用薬液として用いる場
合、これはゲル化時間が長いので、通常、この水溶液に
アルカリ性促進剤を添加混合し、ゲル化を促進せしめて
用いられる。このアルカリ性促進剤として従来、水ガラ
ス液、苛性アルカリ，炭酸塩，重炭酸塩等が用いられて
いる。

又、ゲル化時間をゆるやかにするために、炭酸カルシウ
ム，炭酸マグネシウム，水酸化カルシウム，水酸化マグ
ネシウム等の難溶性アルカリ剤を用いる方法も知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前者の方法では、このような従来のアルカリ性
促進剤の僅かな量的変化に対してゲル化時間が大幅に変
動するため、ゲル化時間の調整が非常に困難である。

また、後者の方法では、難溶性アルカリ剤の添加量が多
くなるとゲル化時間が大巾に短縮し、かつゲル化物はア
ルカリ性を呈するという欠点があった。又炭酸塩を用い
た場合、炭酸ガスを発生して固結物がポーラスになり、
強度が弱くなるという欠点があった。

本発明の目的は、前述の公知技術に存する欠点を改良し
たもので、特に長いゲル化時間の調整が容易であるとと
もに固結体が中性領域において高強度を呈するような地
盤注入用薬液を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するため、本発明によれば、水ガラス
を酸で処理して得られるｐＨ３以下の酸性珪酸水溶液
に、リン酸のカルシウム塩またはマグネシウム塩を混合
してなることを特徴とする。

本発明に用いられる酸性珪酸水溶液は水ガラス水溶液と
酸を混合して水ガラス中のアルカリを除去して得られる
ものであり、通常はpH１〜３の強酸性を呈するものであ
る。

本発明に用いるリン酸塩は、第一，第二，第三等のリン
酸のカルシウム塩、またはマグネシウム塩である事が必
要であって、その他の塩例えば、第一，第二，第三リン
酸塩ナトリウム等のリン酸アルカリ金属塩では本発明の
効果は得られない。

第三リン酸ナトリウム，第二リン酸ナトリウムはアルカ
リ性を呈し、添加量ゲル化時間曲線は他のアルカリ剤に
くらべればゆるやかであるが添加量が多くなればゲル化
時間が数十秒以内になってしまう。

又第一リン酸ナトリウムは酸性を呈し、これは酸性珪酸
水溶液中に加えてもゲル化促進作用はあまり生じない。

これに対し、本発明にかかるリン酸カルシウム、または
マグネシウム、特に第二リン酸カルシウム，第二リン酸
マグネシウムは僅かに水溶性で中性から微酸性を呈して
いるにもかかわらず酸性珪酸水溶液のゲル化促進効果を
有し、しかも多量に加えても、ゲル化時間は数十分ある
いは十数分以下よりも短縮しないという大きな特徴を有
している。

この理由はカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが
ゲル化促進作用を有し、かつその水溶液のpH値が中性か
ら微酸性であることからゲル化曲線の傾斜を極めてゆる
やかにし、しかもゲル化時間をある時間以内には短縮さ
せないという効果を生じ、さらにゲル化物のpH値を弱酸
性から中性に保ちアルカリ領域には達せしめないという
きわめて特異な効果を生じさせるものと思われ、このよ
うな効果は本出願人によってはじめて発見されたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明を第二リン酸カルシウムを用いて説明す
る。

実験−１ 表−１に示した配合により酸性珪酸水溶液を作製した。

実験−２ 実験−１の酸性珪酸水溶液(1)、(2)５０ccをそれぞれ用
意し、これらをＡ液とした。

さらに第二リン酸カルシウム量を変化させてそれぞれ水
で５０ccの懸濁液とし、これをＢ液とした。

これらＡ液およびＢ液を合流し、合流液についてゲル化
時間とpHを測定し、結果を第１図および第２図のグラフ
に示した。

図中、曲線Ａは合流直後のpHを、曲線Ｂはゲル化して１
日経過した後の固結体のpHを示す。

第１図および第２図から、注入に最も適したゲル化時間
である数十分から数分の範囲において、安定したゲル化
時間を得ることがわかる。また、合流液は合流直後、曲
線Ａのとおり酸性乃至弱酸性のpH値を呈するが、ゲル化
後は曲線Ｂのとおり、pH５乃至中性を呈し、本発明薬液
はほとんど無公害グラウトであることがわかる。

この結果より、本発明ではきわめて安定した長いゲル化
時間の調整が可能であり、またＡ液・Ｂ液の吐出量のば
らつきによる注入操作の誤差や配合誤差があってもゲル
化時間の変動の少い注入が可能となる事が判る。

実験−３ 比較のために種々の添加剤を用いた実験の例を表−２に
示す。

表−２の結果から本発明に係る第二リン酸カルシウム、
第二リン酸マグネシウムの場合（配合No.１５〜２０）
は他の添加剤に比べて、添加量によるゲル化時間の変動
が極めて少く安定化していることがわかる。

実験−４ 表−２の配合液を標準砂と混合して固結せしめた、固結
標準砂の一軸圧縮強度を表−３に示す。

表−３の結果から表−２の配合番号１６，１９（本発
明）の第二リン酸カルシウム，第二リン酸マグネシウム
の場合は他の場合に比べ高い強度を示していることがわ
かる。

なお、本発明にかかるリン酸のカルシウム塩，マグネシ
ウム塩は第二リン酸塩に限らず第一，第三リン酸塩にお
いてもほヾ同様な結果が得られる。

また、第一，第二および第三リン酸塩は互いに併用して
用いてもよい。

なお、本発明にかかる薬液を実際に地盤中に注入するに
当って、例えば水ガラスと酸を混合して得られた、pHが
３以下の酸性珪酸水溶液に前記リン酸塩を添加混合し、
この混合物を地盤中に注入することはもちろんのこと、
前記酸性珪酸水溶液にリン酸塩水溶液を合流して注入す
ることもできる。（合流液のpH値は酸性でも、アルカリ
性でも、中性でもよい。） さらに、例えば二重注入管を用い、一方の管路から酸性
珪酸水溶液あるいはこれにリン酸塩を含む混合物を送液
し、他方の管路から水ガラス，アルカリ性塩，セメン
ト，その他のアルカリ類を送液し、注入管先端部でこれ
らを合流して瞬結性グラウトとして注入し、その後リン
酸塩水溶液あるいはこれに塩やアルカリ性促進剤を配合
し、この配合液を前記酸性珪酸水溶液の注入系統の任意
の個所で合流して、ゲル化時間の長い浸透性グラウトと
して注入し、本発明薬液を複合注入工法の薬液として利
用することもできる。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明にかかる地盤注入用薬液はｐＨ３以
下の酸性珪酸水溶液と、リン酸のカルシウム塩又はマグ
ネシウム塩を含有してなるから長時間のゲル化時間領域
の調整が容易であるとともに固結強度が大きく、地下水
のpHも大きく変化せしめることなく実用上有用な薬液で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は酸性珪酸水溶液と対する第二リン
酸カルシウムの添加量と、それに対応したpHおよびゲル
化時間の変化を表わしたグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水ガラスを酸で処理して得られるｐＨ３以
   下の酸性珪酸水溶液に、リン酸のカルシウム塩またはマ
   グネシウム塩を混合してなる地盤注入用薬液。