(57)【要約】【課題】グラウト材中に混入される気泡の消泡を抑制でき、軽量化の設計密度を容易にすることができる、グラウト材の軽量化方法を提供する。【解決手段】グラウト材の軽量化方法は、セメントミルクと粘土泥水とを混合するにあたり、少なくとも、粘土泥水に予め気泡を混入させて当該気泡が混入した粘土泥水を調製し、当該気泡混入粘土泥水とセメントミルクとを混合するものである。また、更に必要に応じて、セメントミルクに予め気泡を混入させ、気泡混入粘土泥水と、気泡混入セメントミルクとを混合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントミルクと粘土泥水とを混合するにあたり、少なくとも、粘土泥水に予め気泡を混入させて当該気泡が混入した粘土泥水を調製し、当該気泡混入粘土泥水とセメントミルクとを混合することを特徴とするグラウト材の軽量化方法。
【請求項２】
請求項１記載のグラウト材の軽量化方法において、さらに、セメントミルクに予め気泡を混入させ、気泡混入粘土泥水と、気泡混入セメントミルクとを混合することを特徴とするグラウト材の軽量化方法。
【請求項３】
請求項２記載のグラウト材の軽量化方法において、セメントミルク中に混入される気泡の体積：粘土泥水に混入される気泡の体積の比率は、５０：５０〜０：１００であることを特徴とするグラウト材の軽量化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラウト材の軽量化方法に関し、特に、土木建築物の空洞充填、裏込め、軽量盛土及び埋め立て等に利用できるグラウト材の軽量化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネルや橋梁等の土木構造物や埋立てや盛り土等に充填されるグラウト材としては、無収縮モルタルや通常の生コンプラントより出荷されるモルタル、気泡が混入されているエアモルタル、建設発生土、浚渫土にセメントを混合した流動化処理土、さらに気泡を混合した気泡混合土等のセメント系グラウト材が知られており、これらのグラウト材は、例えば空洞部や空隙部等の充填を所望する箇所に充填されて固化して使用される。
【０００３】
しかし、無収縮モルタルにあっては、配合材料である砂が下部に沈殿し、均一な材料を得ることが難しく、下部の比重が大きくなってしまうため、下部に大きな負担がかかってしまうという問題がある。
また、生コンプラントより出荷される通常のモルタルは、材料分離を起こしやすく、配管等が閉塞することにより、ポンプ圧送が困難となり施工に手間がかかってしまう。
【０００４】
そこで、グラウト材の軽量化及びポンプ圧送性の向上を図るため、気泡が混入されているエアモルタル等が注目されている。
例えば、特開平９−３６８０４３号には、セメントと鉱物質フィラーと水と気泡とから成るグラウト材が、特開平１１−３１０７７９号公報には、可塑性注入材をセメントミルク又はセメントエアミルクと、ベントナイト泥水とを攪拌混合して得られる可塑性注入材が開示されており、また、特開２０００−５４７９４号公報には、セメント、ベントナイト及び水又はセメント、ベントナイト、水に、気泡を含有する注入材料が開示されている。
【０００５】
これらの二液を混合させて得られるグラウト材を軽量化する場合、一般的には、セメントミルクに気泡、発泡ビーズ又は軽量骨材等を混入して圧送した後、他方の液、例えば粘土泥水等と混合させて、グラウト材を調製している。
【０００６】
しかし、従来のエアが混入されているグラウト材は、グラウト材を所望する箇所に充填・注入するに従い、またはセメントミルクに気泡を混入し、これに粘土泥水等を混合すると粒子間の凝集反応が起こることで消泡現象が発生しやすく、最終的に得られるグラウト材の設計密度を達成することが困難となっているのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決し、グラウト材中に混入される気泡の消泡を抑制でき、軽量化の設計密度を満足することができる、グラウト材の軽量化方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のグラウト材の軽量化方法は、セメントミルクと粘土泥水とを混合するにあたり、少なくとも、粘土泥水に予め気泡を混入させて当該気泡が混入した粘土泥水を調製し、当該気泡混入粘土泥水とセメントミルクとを混合することを特徴とする。
【０００９】
好適には、上記本発明のグラウト材の軽量化方法において、さらに、セメントミルクに予め気泡を混入させ、気泡混入粘土泥水と、気泡混入セメントミルクとを混合することを特徴とする。
【００１０】
さらに好適には、前記グラウト材の軽量化方法において、セメントミルク中に混入される気泡の体積：粘土泥水に混入される気泡の体積の比率を５０：５０〜０：１００とすることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を好適例をあげて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のグラウト材の軽量化方法は、セメントミルクと粘土泥水とを混合するにあたり、粘土泥水に予め気泡を混入させて当該気泡が混入した粘土泥水を調製し、当該気泡混入粘土泥水とセメントミルクとを混練するものである。
【００１２】
また、上記軽量化方法において、気泡を粘土泥水に混入させて気泡混入粘土泥水を調製するのみならず、粘土泥水とは別個に調製するセメントミルクにも気泡を混入して気泡混入セメントミルクを調製し、気泡混入粘土泥水と気泡混入セメントミルクとを混練する。
【００１３】
このように、必ず粘土泥水に気泡を混入させて気泡混入粘土泥水を調製し、この気泡混入粘土泥水にセメントミルクあるいはセメントエアミルクを混練する方法を用いることにより、グラウト材中に混入された気泡が消失することなく、所望する軽量化が図られたグラウト材を得ることができる。
【００１４】
本発明に用いるセメントミルクに含有されるセメントとしては、普通、早強、白色、耐硫酸、中庸熱、低熱等の各種ポルトランドセメント、前記ポルトランドセメントの少なくとも１種と高炉スラグ、フライアッシュ等の少なくとも１種が混合された混合セメント、速硬セメント、超速硬セメント、アルミナセメント等の特殊セメント、及びセメント系固化材等がある。
セメントミルクに含まれるセメントと水との重量比は、セメント１００重量部に対し、水が２０〜１２０重量部であることが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量部で、さらにはセメントミルク自身の材料分離が起こらないものが好ましい。
【００１５】
セメントミルクには、必要に応じて、各種セメント混和剤を併用することも可能である。これらのセメント混和剤は、得られるグラウト材の気泡の消失、材料分離、強度発現等に影響を及ぼすことがないものであれば任意の通常の混和剤を使用することができる。
具体的には、公知のセメント分散剤（リグニン系、メラミン系、ナフタリン系、ポリカルボン酸系等）、硬化遅延剤（ポリリン酸塩、クエン酸塩等）、硬化促進剤（塩化カルシウム等）、収縮低減剤（低級アルコール等）、撥水剤（高級脂肪酸等）、急結剤（アルミン酸カルシウム等）等を挙げることができる。
【００１６】
例えば、減水剤等の混和剤の添加によって、セメントミルク中の単位水量を減らすことや、含有されるセメント量の調整が可能となることにより、高強度及び軽量化の配合設定の範囲を拡大することが可能である。
さらに混和材として、高炉スラグ、シリカフューム、石膏、石灰石等の種々のものを挙げることができる。また、建設発生土、浚渫土等も使用することが可能である。
【００１７】
また、本発明に用いる粘土泥水中の固形分は、現地発生土でも、市販の埋め立て用土、埋め戻し土であってもよく、土の種類はこだわらない。
また、粘土の種類としては特に限定されず、例えばベントナイト、メタカオリン、アタパルジャイト等の種々の粘土を含むことができ、これらは、現地発生土と混合して用いることもできる。
さらにまた、現地発生土をそのまま泥水として用いることも可能である。
【００１８】
また、本発明に用いる起泡剤は、公知の起泡剤を使用でき、例えば界面活性剤系（アニオン界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤）起泡剤や、蛋白質系起泡剤も使用でき、これらの界面活性剤を１種あるいは２種以上で用いることができる。
【００１９】
さらに、本発明の起泡剤には必要に応じて、公知の水溶性無機金属塩、水溶性有機溶媒、減水剤、分散剤などを併用しても良い。特に水溶性有機溶媒は気泡を滑らかにし、セメントミルク中の粗泡の発生を抑制する作用がある。
【００２０】
次いで、上記起泡剤を発泡させる気泡処理の方法としては、起泡剤を予め粘土泥水、更に必要に応じてセメントミルクに混入し、これを発泡させる方法や、予め気泡を製造し、かかる気泡を粘土泥水、更に必要に応じてセメントミルクに混入するような方法のいずれの方法であってもよい。
かかる気泡の混入量は、所望するグラウト材の種類等によって、変化させることができる。
【００２１】
また、発泡は、例えば、起泡剤希釈液を発泡処理装置の中に圧縮空気と同様に強制的に吹き込んで気泡を発生させ、これを粘土泥水と混合するような、既知の発泡処理が適用される。
かかる起泡処理により、粘土泥水中に微細気泡が導入される。
粘土泥水中に混入される気泡の混入率（容積％）は、好適には３０〜８０容量％が好ましく、また、混入時の気泡操作の温度範囲は、低温過ぎると起泡剤成分の変質が起こるので、外気、水温等起泡剤希釈液作製時の温度を５℃以上とすることがより好ましい。
【００２２】
また、必要に応じて、セメントミルクに気泡を混入させてセメントエアミルクを調製する場合にも、上記気泡混入粘土泥水の際と同様の気泡処理が適用できる。
【００２３】
このようにして得られた気泡混入粘土泥水と、セメントミルクを混練して、グラウト材を調製するが、その混練方法としては公知の方法を用いることができ、例えば通常の混練用ミキサープラント、ハンドミキサー等の攪拌装置あるいは、動力を使用することなく管内部の邪魔板等の抵抗で二液を混合するミキサー等で混練することができる。
【００２４】
または、上記で得られた気泡混入粘土泥水と、気泡混入セメントミルク（セメントエアミルク）とを前記と同様にして混練して、グラウト材を製造することもできる。
【００２５】
このような製造方法によりグラウト材を調製することで、混入させた気泡が消失することなく、所望する密度のグラウト材を得ることが可能となり、特に、セメントミルク中に混入される気泡の体積：粘土泥水に混入される気泡の体積の比率は、５０：５０〜０：１００であることが、所望する密度のグラウト材を得るためには特に好適である。
但し、蛋白質系起泡剤を使用した場合には、発泡した気泡の消失を抑制する点から、セメントミルク中には気泡を混入させず、粘土泥水中にのみ、混入させることが望ましい。
【００２６】
【実施例】
本発明を次の実施例、比較例により説明する。
実施例１〜１０、比較例１〜６
セメントミルクを調製するにあたり、セメントには住友大阪セメント株式会社製高炉セメントＢ種を、また混和剤としてＪＥＴＭＳ  Ａ材用分散剤（住友大阪セメント株式会社製）を、混練水として水道水を用いた。
【００２７】
また、粘土泥水を調製するにあたり、粘土鉱物として表１に示すものを、混和剤としてＪＥＴＭＳ  Ｂ材用分散剤（住友大阪セメント株式会社製）を、混練水として水道水を用いて、調製した。
【００２８】
【表１】
2004190273.tif 000002
【００２９】
また、気泡を発生させるための起泡剤として表２に示すものを用い、その気泡処理は、起泡剤原液を水道水で２０倍に希釈し、発泡装置により２５倍発泡させて作製した。
【００３０】
【表２】
2004190273.tif 000003
【００３１】
セメントミルク（Ａ液）及び粘土泥水（Ｂ液）を調製するにあたり、それぞれ表３に示す割合で各原料を混合した。セメントミルクは、上記セメントと混和剤と水道水を混合して調製した。更に必要に応じて、気泡を混入させる場合には、予め前記気泡処理で発泡させた気泡を更に混入した。
また、粘土泥水は、粘土等の固形分に水道水を混合し、これに予め発泡させた気泡を混入させた。セメントミルク、粘土泥水の原料の配合割合と、気泡の混入割合及びグラウト材の目標密度を表３に示す。
【００３２】
【表３】
2004190273.tif 000004
【００３３】
表１で示す粘土鉱物、表２で示す起泡剤、表３で示すセメントミルク（Ａ液）と粘土泥水（Ｂ液）との配合割合及び各液への気泡混入割合を、表４で示す組み合わせにより、前記セメントミルク（Ａ液）と粘土泥水（Ｂ液）を現場で均一混練して、グラウト材を得た。
【００３４】
上記実施例１〜１０、比較例１〜６で得られたグラウト材の密度を、内容量１０００ｃｍ３の計量用カップにグラウト材を充填して、１０００ｃｍ３当りの重量を計測し、密度を算出した。
その結果も表４に示す。
【００３５】
【表４】
2004190273.tif 000005
但し、表中、○は目標密度±０．０５内
△は目標密度±０．１内
×は目標密度±０．１１以上
【００３６】
【発明の効果】
本発明のグラウト材の軽量化方法は、混入させた気泡が消失することなく、得られるグラウト材の軽量化の設計を極めて容易とすることが可能となる。