(57)【要約】【課題】即時に、強い固結強度を発現する地盤改良注入材とする。【解決手段】セメントが配合された主材と、シリカヒュームが配合された添加材と、を混合する。この際、添加材には、シリカヒュームとともに、アルカリ金属炭酸塩を配合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント又はセメント及びスラグが配合された主材と、シリカヒュームが配合された添加材と、が混合された地盤改良注入材であって、
前記添加材には、シリカヒュームとともに、アルカリ金属炭酸塩が配合されている、ことを特徴とする地盤改良注入材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良注入材に関するものである。特に、トンネル工事等で用いる場合に好適な地盤改良注入材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事等で用いる地盤改良注入材は、落盤防止等の観点から、強い固結強度を発現することが求められ、加えて、工事日数短縮等の観点から、注入後、即時に固結強度を発現することが求められている。また、一般に、固結強度という観点からは、水ガラスの配合された溶液系の地盤改良注入材よりも、セメントの配合された懸濁系の地盤改良注入材の方が、好まれている。
【０００３】
そして、懸濁系の地盤改良注入材としては、例えば、主材であるセメントと、添加材である急結材、凝結遅延材及びシリカヒュームと、が混合されたものが、従来からある（例えば、特許文献１参照。）。この従来の地盤改良注入材は、ゲル化特性という観点で、優れたものとされている。
【０００４】
しかしながら、近年では、特にトンネル工事等においては、即時に、よりいっそう強い固結強度を発現する地盤改良注入材が求められるようになっている。
【特許文献１】特開昭６３−２７３６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主たる課題は、即時に、強い固結強度を発現する地盤改良注入材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
セメント又はセメント及びスラグが配合された主材と、シリカヒュームが配合された添加材と、が混合された地盤改良注入材であって、
前記添加材には、シリカヒュームとともに、アルカリ金属炭酸塩が配合されている、ことを特徴とする地盤改良注入材。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、即時に、強い固結強度を発現する地盤改良注入材となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔配合〕
本形態の地盤改良注入材は、懸濁系であり、従来の地盤改良注入材と同様に、セメントが配合された主材と、シリカヒュームが配合された添加材と、が混合されてなる。
【０００９】
ただし、本形態の地盤改良注入材において、添加材には、二酸化ケイ素であるシリカヒュームとともに、アルカリ金属炭酸塩が配合されている。これにより、シリカフュームとアルカリ金属炭酸塩とが化学反応し、反応生成物である活性な微粒子二酸化ケイ素及び炭酸イオンが、セメント中のカルシウムと反応して、固結強度が向上する。具体的には、例えば、アルカリ金属炭酸塩として、炭酸ナトリウムを使用した場合は、次記（１）式に示すように、炭酸ナトリウムによって、シリカヒューム（二酸化ケイ素）表面に荷電が付与される。
［ＳｉＯ2］n  ＋  Ｎａ2ＣＯ3  →  Ｎａ+ -Ｏ−［ＳｉＯ2］n−Ｏ-  Ｎａ+  ＋  ＣＯ32-    …（１）
そして、荷電性シリカは、次記（２）式に示すように、カルシウムと反応して、不溶物が生成される。
Ｎａ+ -Ｏ−［ＳｉＯ2］n−Ｏ- Ｎａ+  ＋  Ｃａ2+  →  ＣａＯ［ＳｉＯ2］n↓  ＋  ２Ｎａ+    …（２）
また、同時に炭酸イオンも、次記（３）式に示すように、カルシウムと反応して、不溶物が生成される。
Ｃａ2+  ＋  ＣＯ32-  →  ＣａＣＯ3↓    …（３）
また、炭酸ナトリウムの塩析効果による強度の上昇も期待できる。
【００１０】
〔セメント〕
本形態の地盤改良注入材において使用することができるセメントは、その種類が特に限定されない。例えば、普通ポルトランドセメント 、早強セメント 、中庸熱セメント 、高炉セメント 、フライアッシュセメント 、シリカセメント 、微粒子セメント等を例示することができる。
【００１１】
ただし、これらの中でも、微粒子セメントを使用するのが好ましい。微粒子セメントは、普通ポルトランドセメント等と比較して、粒子が細かく、クラック等の微細な間隙にも浸透し、地盤を強化することができる。
【００１２】
以上、本形態で使用するセメントには、例えば、減水剤や流動化剤などが配合されていてもよい。
【００１３】
〔スラグ〕
本形態の地盤改良注入材において使用することができるスラグは、その種類が特に限定されない。例えば、硫化物、アルミニウム、鉄系化合物等からなる高炉スラグ、下水汚泥溶融スラグ、都市ゴミ溶融スラグ等を例示することができる。
【００１４】
ただし、例えば、急冷した高炉水砕スラグ等の高ガラス化率のスラグを使用するのが好ましい。
【００１５】
〔アルカリ金属炭酸塩〕
本形態の地盤改良注入材において使用することができるアルカリ金属炭酸塩のアルカリ金属は、その種類が特に限定されない。例えば、周期表第Ｉ族に属するリチウム、ナトリウム、カリウム、等を例示することができる。
【００１６】
〔混合方法〕
本形態の地盤改良注入材において、主材と添加材との混合方法としては、例えば、主材と添加材とを注入管の入口付近で衝突させて混合する１．５ショット方式、主材と添加材とを二重管等からなる注入管によって別々に搬送し、注入管の先端部で衝突させて混合する２ショット方式等を例示することができる。また、この他に、主材と添加材とをあらかじめ混合し、この混合液を注入管で注入する１ショット方式も例示することができる。
【実施例１】
【００１７】
次に、本発明の実施例を説明する。
セメント、分散剤及び水からなる主材と、シリカヒューム、アルカリ金属炭酸塩及び水からなる添加材と、を混合して得た注入材について、各成分の配合割合を変化させて、材令１日（σ１）及び７日（σ７）における一軸強度（ｋＮ／ｍ2）並びにゲルタイム（分）を調べた。結果を、表１に示した。なお、セメントとしては、微粒子セメント（ＳＫＵＡ・宇部三菱セメント製）を、分散剤としては、マイティ１５０（花王製）を、アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウムを、それぞれ使用した。
【００１８】
【表１】
2006117887.tif 000002
【００１９】
表１から、添加材に、シリカヒュームとともに、アルカリ金属炭酸塩が配合されていると、著しく固結強度が向上することがわかる。
【実施例２】
【００２０】
次に、試験例１又は試験例２と同様の配合からなる添加材を、２日間練り混ぜたものについて、３日間放置した際の、沈殿量を測定した。結果を、表２に示した。
【００２１】
【表２】
2006117887.tif 000003
【００２２】
表２に示すように、アルカリ金属炭酸塩を添加した場合（試験例４）は、沈降しづらく、シリカヒュームとナトリウムとが結合していることがわかる。また、アルカリ金属炭酸塩を添加した場合（試験例４）は、上澄みの溶解性シリカ分が増大しており、このことからもナトリウムとシリカの反応が認められる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、トンネル工事等で用いる地盤改良注入材として、適用可能である。