(57)【要約】【課題】内陸及び海成地盤を適度な速度で硬化し、土壌の水中拡散を抑制できる地盤改良方法、それに用いるセメント組成物及びそのための添加剤の提供。【解決手段】（イ）エチレン性不飽和カルボン酸の（共）重合体の水溶性塩、（ロ）水溶性重炭酸塩、必要により（ハ）有機酸（塩）、ポリ燐酸（塩）及び（ニ）消泡剤を含む添加剤を、セメント含有硬化材に、０．１〜２５／１００質量比において混合し、得られたセメント組成物の水性スラリーを、地盤中に、体積比が０．１〜１．５になるように注入し、硬化させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）エチレン性不飽和モノカルボン酸及びエチレン性不飽和ジカルボン酸から選ばれた少なくとも１種の重合体及び共重合体及びそれらの水溶性塩の少なくとも１種を含む重合体成分と、及び（ロ）水溶性重炭酸塩の少なくとも１種を含む重炭酸塩成分とを含む、ことを特徴とする地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項２】
前記重合体成分と、前記重炭酸塩成分との質量比が、１００：５００〜１００：５，０００である、請求項１に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項３】
前記重合体成分（イ）が、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸の重合体及び共重合体及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び低級アルキルアンモニウム塩から選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項４】
前記重合体成分（イ）に含まれる前記共重合体及び／又は共重合体の平均分子量が１，０００〜５０，０００の範囲内にある、請求項１又は２に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項５】
前記重炭酸塩成分（ロ）に含まれる水溶性重炭酸塩が、１価金属の重炭酸塩から選ばれる、請求項１又は２に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項６】
追加成分として、（ハ）有機酸及びその塩、ポリリン酸及びその塩、並びに糖、及び糖アルコールから選ばれた少なくとも１種からなる硬化遅延剤、並びに、（ニ）オキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも１種からなる消泡剤から選ばれた少なくとも１員を更に含む、請求項１又は２に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項７】
前記硬化遅延剤（ハ）および前記消泡剤（ニ）の含有量が、前記重合体成分１００質量部に対して、それぞれ５０〜１，０００質量部、及び１〜７０質量部である、請求項６に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤。
【請求項８】
少なくとも５０質量％のセメントを含むセメント系固化材と、このセメント系固化材１００質量部に対し、０．１〜２５質量部の、請求項１〜７のいずれか１項に記載の地盤改良セメント組成物用添加剤とを含む、地盤改良セメント組成物。
【請求項９】
追加添加材料として、高炉スラグ、石灰石粉、フライアッシニ、シリカ微粉末、炭酸カルシウム及び石膏から選ばれた少なくとも１種からなる添加材を更に含む、請求項８に記載の地盤改良セメント組成物。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の地盤改良セメント組成物を、その質量の５０〜２００％の混練水に混合して地盤改良セメント組成物スラリーを調製し、この地盤改良セメント組成物スラリーを、改良すべき地盤中に、改良対象土の容積の０．１〜１．５倍の容積をもって打設・混合し、硬化させることを特徴とする地盤改良方法。
【請求項１１】
前記地盤が、土粒子径７５μｍ以下の細粒分を５０質量％以上の含有率で含むか、又は５μｍ以下の土粒子径を有する粘土分を２０質量％以上の含有率で含み、前記地盤改良セメント組成物スラリーにおける混練水の質量Ｗの地盤改良セメント組成物の質量Ｃに対する質量比Ｗ／Ｃが１：０．５〜１：２である、請求項１０に記載の地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良セメント組成物用添加剤、それを含む地盤改良セメント組成物及び地盤改良方法に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明は、地盤改良に用いられるセメント組成物の地盤改良性能を著しく向上させる地盤改良セメント用添加剤、それを含む地盤改良セメント組成物、及びそれを用いる地盤改良方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、セメントスラリーと改良対象土を混合した混合土の特性として、なるべく粘性が低く、削孔する際のスライムの排出が容易になるような混合土が望まれる。しかし混合土に粘性土が多く含まれていると、混合土の粘度が高くなり、スライムの排出が困難になる。これは、混合土中の土粒子とセメント粒子が凝集して、流動性を失うためである。
【０００３】
従来、この対策として、加水する方法と、混合土中の土粒子とセメント粒子の凝集を抑える（分散）方法がある。しかし、加水する方法では、硬化後の強度低下の要因になり、さらに、スライム量が多くなりすぎると、経済的な悪化の要因となる。混合土中の土粒子とセメント粒子の凝集を抑える（分散）方法では、スライムの粘性を低下させる目的のために、地盤改良用セメント組成物中に、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、又はメラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物を添加し、これをセメント粒子及び土粒子に吸着させることにより、電気的反発力により土壌の粒子が互いに反発し、スライムの粘性を低下させることが可能であることが知られている。グラウト工法などの地盤改良材に使用される添加剤としてポリアクリル酸が提案されている（特許文献１：特許第３２５３２８２号）。
しかしこの添加剤は、内陸部などの粘性土（ミネラル分が少ない）に用いると、顕著な粘性低下の効果が得られるが、海成粘土などのようにミネラル分（特に多価金属イオン）を含む粘性土に用いると、多価金属イオンが、電気二重層を圧縮し、分散メカニズムを阻害するために充分な粘性低下の効果が得られないという問題点がある。
【０００４】
さらに、土の種類の内、海成粘土については、凝集の原因と考えられる分散を阻害する多価金属イオンを除去する目的のために、重炭酸塩を添加することが知られている（特許文献２：特開平７−２０６４９５、特許文献３：特開平１０−２１２４８２）。しかし、この方法によればその土のミネラル分を除去することによる凝集防止は可能であるが、海成粘土以外の、ミネラル分が少ない粘性土の分散（粘性低下）には、充分な効果がないことが判明している。
【０００５】
また分散剤としては、ナフタレンスルホン酸やメラミンスルホン酸のホルマリン縮合物（特許文献４：特開昭６１−１４６７４７、特許文献５：特開平６−１２７９９３）では、スライムの粘性低下効果が充分ではなく、分散補助剤（ビルダー）として用いられる、炭酸塩及び硫酸塩（特許文献２：特開平７−２０６４９５、特許文献３：特開平１０−２１２４８２）には多価金属イオンの除去効果がなく、またリン酸塩は特定の化合物以外その効果は得られない。
【０００６】
また上記と類似の添加剤を使用した水硬性組成物も提案されているが、それに適用される工法が異なり、或は、使用される目的が異なるものである。その一例として、水溶性高分子（ポリアクリル酸）と重炭酸塩とを含む水硬性組成物（特許文献６：特許２６６８５９８号）は、高炉スラグをベースに、アルカリの存在下で高強度複合材料を得るものであって、本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤とは異なるものである。
高性能減水剤と重炭酸塩を含むセメント混和材（特許文献７：特開平１１−７１１４７、特許文献８：特開平１１−１１６３０６）は、高強度コンクリート（モルタル）を目的とするセメント組成物であり、また高性能減水剤は、ナフタレンスルホン酸、メラミンスルホン酸などのホルマリン縮合物であり、さらに重炭酸塩は、凝結促進剤または急結剤として使用されている。コンクリートのワーカビリティ改良方法（特許文献９：特公平１−５２３４２）としても使用されているが、地盤改良に用いられることについては全く教示も示唆もされていない。（実施例１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２５３２８２号公報（第１〜３頁）
【特許文献２】
特開平７−２０６４９２号公報（第１〜３頁、実施例〜１０）
【特許文献３】
特開平１０−２１２４８２号公報（第１〜３頁）
【特許文献４】
特開昭６１−１４６７４７号公報（第１〜８頁）
【特許文献５】
特開平６−１２７９９３号公報（第１〜４頁）
【特許文献６】
特許第２６６８５９８号公報（第１〜８頁）
【特許文献７】
特開平１１−７１１４７号公報（第１〜３頁）
【特許文献８】
特開平１１−１１６３０６号公報（第１〜３頁）
【特許文献９】
特公平１−５２３４２号公報（第１〜６頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、地盤改良セメント組成物を改良すべき地盤に打設したとき、地盤改良セメント組成物の、この改良対象土中への拡散及び混合を促進し、地盤改良セメント組成物の打設により地盤から排出されるべきスライムの排出を円滑に行うことができ、かつ排出されたスライムが海水中に流入したとき、その周辺海域の汚濁を防止乃至減少させることを可能にする地盤改良セメント組成物用添加剤、とそれを用いる地盤改良セメント組成物、及びこれを用いる地盤改良方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の地盤改良セメント組成物は、（イ）エチレン性不飽和モノカルボン酸及びエチレン性不飽和ジカルボン酸から選ばれた少なくとも１種の重合体及び共重合体及びそれらの水溶性塩の少なくとも１種を含む重合体成分と、及び（ロ）水溶性重炭酸塩の少なくとも１種を含む重炭酸塩成分とを含むことを特徴とするものである。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、前記重合体成分と、前記重炭酸塩成分との質量比が、１００：５００〜１００：５，０００であることが好ましい。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、前記重合体成分（イ）が、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸の重合体及び共重合体及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び低級アルキルアンモニウム塩から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、前記重合体成分（イ）に含まれる前記共重合体及び共重合体の平均分子量が１，０００〜５０，０００の範囲内にあることが好ましい。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、前記重炭酸塩成分（ロ）に含まれる水溶性重炭酸塩が、１価金属の重炭酸塩から選ばれることが好ましい。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、追加成分として、（ハ）有機酸及びその塩、ポリリン酸及びその塩、並びに糖、及び糖アルコールから選ばれた少なくとも１種からなる硬化遅延剤、並びに、（ニ）オキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも１種からなる消泡剤から選ばれた少なくとも１員が更に含まれていてもよい。
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤において、前記硬化遅延剤（ハ）および前記消泡剤（ニ）の含有量が、前記重合体成分１００質量部に対して、それぞれ５０〜１，０００質量部、及び１〜７０質量部であることが好ましい。
本発明の地盤改良セメント組成物は、少なくとも５０質量％のセメントを含むセメント系固化材と、このセメント系固化材１００質量部に対し、０．１〜２５質量部の、前記本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤とを含むものである。
本発明の地盤改良セメント組成物は、追加添加材料として、高炉スラグ、石灰石粉、フライアッシニ、シリカ微粉末、炭酸カルシウム及び石膏から選ばれた少なくとも１種からなる添加材を更に含んでいてもよい。
本発明の地盤改良方法は、前記本発明の地盤改良セメント組成物を、その質量の５０〜２００％の混練水に混合して地盤改良セメント組成物スラリーを調製し、この地盤改良セメント組成物スラリーを、改良すべき地盤中に、改良対象土の容積の０．１〜１．５倍の容積をもって打設・混合し、硬化させることを特徴とするものである。
本発明の地盤改良方法において、前記地盤が、土粒子径７５μｍ以下の細粒分を５０質量％以上の含有率で含むか、又は５μｍ以下の土粒子径を有する粘土分を２０質量％以上の含有率で含む場合、前記地盤改良セメント組成物スラリーにおける混練水の質量Ｗの地盤改良セメント組成物の質量Ｃに対する質量比Ｗ／Ｃが１：０．５〜１：２であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る地盤改良セメント組成物用添加剤は、
（イ）エチレン性不飽和モノカルボン酸及びエチレン性不飽和ジカルボン酸から選ばれた少なくとも１種の重合体及び共重合体及びそれらの水溶性塩の少なくとも１種を含む重合体成分と、及び
（ロ）水溶性重炭酸塩の少なくとも１種を含む重炭酸塩成分を含み、必要により、さらに
（ハ）有機酸及びその塩、ポリリン酸及びその塩、並びに糖、及び糖アルコールから選ばれた少なくとも１種からなる硬化遅延剤、及び
（ニ）オキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも１種からなる消泡剤
の１種以上を含むものである。
上記成分（イ）及び（ロ）並びに必要により成分（ハ）及び（ニ）の少なくとも１種を含む本発明の添加剤を、地盤改良セメント組成物に含有させることにより、あらゆる地盤に対し、地盤改良セメント組成物の硬化性能を低下させることなく、スライムの粘性を低下させ（流動性を向上させ）ることができ、地盤改良工事の効率を高め、その効果を向上させることができる。
【００１１】
本発明の添加剤に用いられる重合体成分（イ）は、アクリル酸、メタアクリル酸、などの不飽和モノカルボン酸及びマレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸などの不飽和ジカルボン酸の重合体及びその少なくとも１種を含む共重合体及び／又はそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び低級アルキルアンモニウム塩から選ばれた少なくとも１種を含むものであることが好ましく、特に、ポリアクリル酸のナトリウム塩及び／又はアンモニウム塩を含むことがより好ましい。これらの重合体成分（イ）を構成する重合体又は共重合体の質量平均分子量は１，０００〜５０，０００の範囲内にあることが好ましく、５，０００〜１０，０００の範囲内にあることがさらに好ましい。平均分子量が上記範囲内にあるとき、重合体成分（イ）は高い粘性低下の効果を示すことができる。上記質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法（標準物質：ポリスチレンスルホン酸ナトリウム／水系）により測定することができる。
すなわち、重合体成分（イ）の平均分子量が１，０００未満の場合十分な、粘性低下の効果が得られないことがあり、またそれが、５０，０００をこえると、凝集作用が働き、粘性低下の効果がほとんど得られないことがある。
【００１２】
本発明の添加剤に用いられる重炭酸塩成分（ロ）は、好ましくは、炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウムなどの炭酸水素１価金属塩から選ばれることが好ましい。成分（ロ）は、地盤改良に及ぼす土壌中の多価金属イオンの悪影響を防止する効果を有する。
【００１３】
重炭酸塩成分（ロ）の配合量は、重合体成分（イ）の質量、１００質量部に対し、５００〜５，０００質量部であることが好ましく、改良土の強度をさらに高めるためには、５００〜２，０００質量部であることがより好ましい。この質量比（ロ）／（イ）が、５００／１００未満であるときは、地盤中の土壌の多価金属イオンの影響により、混合土の、粘性低下の効果が不十分になることがあり、またそれが５０００／１００をこえると、地盤改良セメント組成物スラリーが短時間内に凝結することがあり、このため、地盤改良セメント組成物スラリーを深層地盤に打設・混合するときに、配管を閉塞させることがある。
【００１４】
本発明の添加剤に必要により含まれる追加成分（ハ）は、有機酸及びその塩、ポリリン酸及びその塩、並びに糖及び糖アルコールから選ばれた少なくとも１種からなるものであって、地盤改良セメント組成物スラリーの分散性を高め、硬化時間を長くする硬化遅延剤として作用するものである。
【００１５】
追加成分（ハ）に用いられる有機酸及びその塩は、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸並びにこれらのナトリウム塩及びカリウム塩などの水溶性塩から選ばれることが好ましい。
追加成分（ハ）に用いられるポリリン酸及びその塩は、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ヘキサメタリン酸並びにこれらのナトリウム塩及びカリウム塩などの水溶性塩から選ばれることが好ましい。
追加成分（ハ）に用いられる糖及び糖アルコールは、グルコース、フラクトース、ガラクトース、サッカロース、キシロース、アビトース、リポーズ、マルトース、異性化糖等の単糖類、二糖、三糖等のオリゴ糖、デキストリン等の多糖類およびこれらを含む糖蜜類、並びに、ソルビトール等の糖アルコールから選ばれることが好ましい。
【００１６】
追加成分（ハ）は、硬化時間のコントロールの観点から、クエン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、及びサッカロースから選ばれた１種以上を含むことが好ましい。
追加成分（ハ）の配合量は、重合体成分（イ）１００質量部に対し、５０〜１，０００質量部であることが好ましく、２００〜８００質量部であることがより好ましい。追加成分（ハ）の配合量が、５０質量部以下では、地盤改良工事における硬化時間の遅延効果が不十分になることがあり、またそれが１，０００質量部をこえると、十分な強度が得られないことがある。
【００１７】
本発明において、追加消泡剤成分（ニ）としてオキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも１種が用いられる。これらの化合物は、下記一般式（１）により表される。
Ｒ−Ｏ（ＰＯ）ｍ  （ＥＯ）ｎ  Ｈ            （１）
〔但し、式（１）中、Ｒは水素原子、または、６〜２４個の炭素原子を含むアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、ＰＯはオキシプロピレン基を表し、ＥＯはオキシエチレン基を表し、ｍは１〜５０の整数を表し、ｎは０〜５０の整数を表す〕。
式（１）の化合物において、Ｒが水素原子であるか、或はＣ６  −Ｃ１８アルキル基であることが好ましい。Ｒが水素原子の場合、式（１）の化合物はオキシプロピレン、ポリオキシプロピレン、エチレン、ポリオキシエチレンなどのオキシアルキレン及びポリオキシアルキレンを包含する。
【００１８】
本発明の追加成分（ニ）として好ましい消泡剤化合物としては、Ｒがラウリル基でありｍが３、ｎが０のポリオキシプロピレン（ｍ＝３）ラウリルエーテル、Ｒがラウリル基でありｍが０、ｎが１のオキシエチレンラウリルエーテルなどが用いられる。
本発明の添加剤において、追加成分（ニ）の配合量は、重合体成分（イ）１００質量部に対し、追加成分（ニ）が１〜７０質量部であることが好ましく、より好ましくは１０〜５０質量部であることがより好ましい。
【００１９】
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤には、必要により、前記成分（イ）、（ロ）及び追加成分（ハ）、（ニ）に加えて、従来の地盤改良セメント組成物に用いられているＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡剤、増粘剤、防水剤等の公知の添加剤が配合されていてもよい。
【００２０】
本発明の地盤改良セメント組成物は、少なくとも５０質量％のセメントを含むセメント系固化材と、このセメント系固化材１００質量部に対し、０．１〜２５質量部の、前記本発明の地盤改良用セメント組成物用添加剤とを含むものである。
本発明に使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどＪＩＳに規定されているものを包含し、本発明の課題解決に支障がない限り、その種類には、格別の制限はない。
【００２１】
本発明の地盤改良セメント組成物には、追加添加材料が５０質量％以下の含有量で含まれていてもよく、特に高粘性を有する土質に対しては、本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤の配合量に応じて、３０〜５０質量％の追加添加材料が含まれていることが好ましい。この追加添加材料としては、高炉スラグ、石灰石粉、フライアッシュ、シリカ微粉末、炭酸カルシウム及び石膏から選ばれた少なくとも１種が用いられ、必要によりさらに石炭灰、溶融スラグ、ガラスカレットなどが含まれていてもよく、シリカ微粉末は、フュームドシリカを包含する。
高炉スラグ、フライアッシュ及びヒュームドシリカはいわゆるポゾラン反応やマイクロフィラー効果を奏する添加材であり、長期強度を増大させる効果がある。
さらに、これらの追加添加材料は、セメント粒子と添加材の粒子が均一に分散し、凝集を防止するため、材料分離を抑制する効果を発揮することができる。またフライアッシュは球状の粉末で、そのベアリング効果により、セメント組成物の流動性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の地盤改良セメント組成物において、セメント系固化材と、前記地盤改良セメント組成物用添加剤との配合質量比は、１００：０．１〜１００：２５であることが好ましく、１００：０．５〜１００：１０であることがより好ましく、１００：１〜１００：５であることがさらに好ましい。またセメント系固化材１００質量部に対し、添加剤の各成分の配合量は、
重合体成分（イ）：０．０１〜２．０質量部、
重炭酸塩成分（ロ）：０．１〜１０．０質量部、
追加硬化遅延剤成分（ハ）：０〜１０質量部、
追加消泡剤成分（ニ）：０〜１．０質量部、
であることが好ましい。
セメント系固化材１００質量部に対して、本発明の添加剤の配合量が０．１質量部未満であると本発明の、添加剤の効果が不十分になることがあり、またそれが２５質量部をこえると、セメント系固化材の地盤改良効果が不十分になることがある。
【００２３】
本発明の地盤改良方法において、本発明の地盤改良セメント組成物を、その質量の５０〜２００％、好ましくは６０〜１５０％の混練水に混合して地盤改良セメント組成物スラリーを調製し、この地盤改良セメント組成物スラリーを、改良すべき地盤中に、改良対象土の容積の０．１〜１．５倍の容積、をもって打設・混合し、硬化させる。
地盤改良セメント組成物スラリー中の混練水の量が、地盤改良セメント組成物の質量の５０％未満のときは、得られるスラリーの粘性が増大しポンプ圧送が困難になりワーカビリティの悪化を生ずることがあり、またそれが２００％をこえると、材料分離が懸念され、改良土の、強度低下やバラツキを生ずることがある。
また、地盤改良セメント組成物スラリーの打設量が、改良対象土の容量の０．１倍以下であると、地盤改良セメント組成物スラリーと、改良対象土の混合不良が生じ品質が悪化することがある。
【００２４】
硬化した改良土の品質を悪くする因子のうち、第一の因子として、改良対象土の特性と使用するセメント組成物の相性があることが、本発明に伴う試験で明らかとなった。土の土粒子径が７５μｍ以下の細粒土の含有率が３０％を超える地盤（参考文献あり）では、強度発現効果が悪くなる。その要因として混ざり具合が重要である。混ざり具合は、土の土粒子径が５μｍ以下の粘土分の含有率が４０％を超える地盤では、コロイドの電荷作用と凝集により偽凝結を生じ（流動性を失った状態）になり、攪拌する施工機械の攪拌機構の能力を十分に発揮できないまま硬化してしまい、セメント組成物スラリーの混練不足を招くことがある。
このような場合には、本発明の地盤改良セメント組成物を使用することにより、混練直後から３０分までの固まらない状態の流体、いわゆるビンガム流体のせん断力を軽減することが可能になり、混ざり具合を改善することができる。従って、設備能力を十分に発揮でき、工程の遅延や改良物の悪化を防止できる。発明では海成粘土を用いた試験および内陸型粘性土を用いた試験において、本発明の地盤改良セメント組成物スラリー、および従来の固化材スラリーとを比較すると、本発明の地盤改良セメント組成物スラリーによるものが、より良好な成果が得られ、混合後３０分程度まではスライムの低粘性が確保でき、ワーカビリティが著しく改善できることが確認された。（後記実施例１１参照）
【００２５】
地盤改良方法において、地盤が、土粒子径７５μｍ以下の細粒分を５０質量％以上の含有率で含むか、又は５μｍ以下の土粒子径を有する粘土分を２０質量％以上の含有率で含む場合、地盤改良セメント組成物スラリーにおける混練水の質量Ｗの、地盤改良セメント組成物の質量Ｃに対する質量比Ｗ／Ｃを１：０．５〜１：２にコントロールすることが好ましい。
また、上記の場合、地盤改良セメント組成物スラリーの体積Ｖｍの、改良すべき地盤の土壌体積Ｖに対する比Ｖｍ／Ｖは、０．１〜１．５にコントロールすることが好ましい。
【００２６】
本発明の地盤改良方法は、上記のように、粒径が７５μｍ以下の細粒土分の含有率が重量比で３０％以上を超える土質、好ましくは、粒径が７５μｍ以下の細粒土分の含有率が重量比で５０％以上を超える土質または、土粒子径が５μｍ以下の粘土分の含有率が２０％以上を超える土質、最も好ましくは７５μｍ以下の細粒土分の含有率が重量比で７０％以上を超える土質または、土粒子径が５μｍ以下の粘土分の含有率が４０％以上を超える土質に対し、最も有効に用いられる。
【００２７】
本発明の地盤改良方法が用いられる環境には、地表から直接もしくは所定の深さの施工深度からセメント組成物スラリーと土とを混合攪拌する陸上施工で用いられる場合と、海面上で海底から直接もしくは所定の深さの施工深度からセメント組成物スラリーと土とを混合攪拌する海上施工で使用される場合とがある。これらのうち、海上施工においては、セメント組成物スラリーと土とが混合されたスライムは海水中に排出されるため、周辺海域の汚濁が懸念される。特に海底地盤で多く見られる海成粘土では、前述のように、スライムの性状において、改良土の品質やワーカビリティーを確保する上で粘性を低く抑える必要があり、このため排出されたスライムによる周辺海域の汚濁が生ずる可能性がある。本発明の地盤改良セメント組成物スラリーと土（海成粘土）とを用いた実験では、混合土の粘性は、前述のよう低く抑えることができた。この混合土を海水中に投入し、濁度測定を行ったところ、海水中に海成粘土のみを投入した場合と比較しても大幅に濁度の低下、すなわち混合土の拡散を抑制し得ることが明らかになった。（後記実施例１２参照）
【００２８】
【実施例】
本発明を下記実施例によりさらに説明する。
【００２９】
実施例１〜９及び比較例１〜１２
実施例１〜９及び比較例１〜１２の各々において、下記成分（イ）〜（ニ）を用いて、地盤改良セメント組成物用添加剤を調製し、これを、下記セメント系固化材に混合して地盤改良セメント組成物を調製し、この地盤改良セメント組成物から調製された地盤改良セメント組成物スラリーを下記記載の試料土に混合して水硬性セメント混合物を調製した。
【００３０】
地盤改良セメント組成物用添加剤の成分
〔成分（イ）〕
・（イ−１）：「ポリアクリル酸」（質量平均分子量：８０００）
・（イ−２）：「ポリアクリル酸ナトリウム塩」（質量平均分子量：８０００）
〔成分（ロ）〕
・（ロ−１）：炭酸水素ナトリウム
・（ロ−２）：炭酸水素カリウム
〔成分（ハ）〕
・（ハ−１）：クエン酸三ナトリウム
・（ハ−２）：トリポリリン酸ナトリウム
〔成分（ニ）〕
・（ニ−１）：オキシアルキレンアルキルエーテル（商標：ＳＮデフォーマー
１５−Ｐ、サンノプコ社製）・（ニ−２）：ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（商標：消泡剤Ｎｏ．
８、花王製）
【００３１】
セメント系固化材
・セメント：普通ポルトランドセメント
添加材
・高炉スラグ：エスメント４０００（新日本化学製）
【００３２】
実験対象の土
・内陸部粘性土：茨城県つくば地方の工事現場で採取（湿潤密度ρｔ＝１．６６ｇ／ｃｍ３  、含水比ωｎ＝４９．０％）
・海成粘土    ：東京都江東区砂町の工事現場で採取（湿潤密度ρｔ＝１．５６ｇ／ｃｍ３  、含水比ωｎ＝７２．４％）
【００３３】
実施例１〜９及び比較例１〜１２の各々において、表１又は２に記載のセメント系固化材と、添加剤成分（イ）〜（ニ）とを、表１又は２に記載の配合量（質量部）で調合し、得られたセメント組成物（合計１００質量部）と水とを、質量比２００／３００の配合比で、家庭用ハンドミキサーで混合し、セメント組成物スラリー（以下セメントミルクと記す）を調製した。得られたセメントミルクと、土とを配合重量比２００／３００（容積比１４５〜１４７／１８８〜１９２）で、家庭用ハンドミキサーにより混合し、水硬性セメント混合物を調製した。
【００３４】
上記水硬性セメント混合物を、下記試験に供した。
（１）分散性／粘性試験
水硬性セメント混合物をフローコーン（φ５０×高さ５１ｍｍ）に入れ、フローコーンを持ち上げ水硬性セメント混合物の拡がりをもって分散性／粘性の指標とした。結果を、拡がりの径１６０ｍｍ以上を「Ｓ」、１４０〜１６０ｍｍを「Ａ」、１２０〜１４０ｍｍを「Ｂ」、１００〜１２０ｍｍを「Ｃ」、７０〜１００ｍｍを「Ｄ」、７０ｍｍ以下を「Ｅ」と６段階に判定し、表記した。
（２）硬化性試験
水硬性セメント混合物を、その調製から４８時間静置した後、水硬性セメント混合物に５ｋｇ／ｃｍ２  の荷重をかけ、変形の有無を目視により観察し、変形しないものを「○」、変形するものを「×」と判定表記した。
実施例１〜９の試験結果を表１に示し、比較例１〜１２の試験結果を表２に示す。
【００３５】
【表１】
2004175989.tif 000003
【００３６】
【表２】
2004175989.tif 000004
【００３７】
表１及び２の註
＊ＮＳＦ：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Ｎａ塩
＊Ｎａ２  ＣＯ３  ：炭酸ナトリウム
＊Ｎａ２  ＳＯ４  ：硫酸ナトリウム
【００３８】
実施例１０及び１１並びに比較例１３
実施例１０，１１及び比較例１３の各々において、下記成分材料を用い、表３に記載の配合量で配合して、セメント組成物を調製した。
【００３９】
添加剤成分
（イ）：「ポリアクリル酸ナトリウム塩」（質量平均分子量：８０００）
（ロ）：炭酸水素ナトリウム
（ハ）：クエン酸三ナトリウム
（ニ）：オキシアルキレンアルキルエーテル（商標：アデカネート、旭電化工
業製）
セメント系固化材成分
セメント：普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント製）
石膏：無水石膏（日本軽金属製）
【００４０】
【表３】
2004175989.tif 000005
【００４１】
セメント組成物スラリー配合及び投入量
硬化材スラリー配合：Ｗ／Ｃ＝１００％（質量比）Ｗ：混練水（イオン交換水）、Ｃ：硬化材
硬化材スラリー投入量：上記硬化材配合の硬化材スラリー（Ｖｍ）を下記供試土（Ｖ）に体積比でＶｍ／Ｖ＝０．５となるよう計量し投入した。
【００４２】
試料土
内陸粘土：埼玉県所沢粘性土
湿潤密度ρｔ＝１．８３ｇ／ｃｍ３  、含水比ωｎ＝３７．３％
７５μｍ以下含有率Ｆｓ＝６６％、５μｍ以下含有率Ｆｓ＝４９％
海成粘土：東京都江東区砂町粘性土
湿潤密度ρｔ＝１．５４ｇ／ｃｍ３  、含水比ωｎ＝７１．２％
７５μｍ以下含有率Ｆｓ＝９９％、５μｍ以下含有率Ｆｓ＝５３％
【００４３】
改良土の作製
改良土の作製に当たっては、所定量の試料土とセメント組成物スラリーを計量混合し、ホバート型ミキサーで６分間混合攪拌を行った。
【００４４】
改良土の粘性試験
改良土の粘性試験において、簡易ベーン試験装置を用いて混合攪拌直後からの改良土のベーンせん断強さの経時変化を測定した。
測定結果を図１及び図２に示す。
実施例１０において内陸粘土に対し、優れた改良結果が得られ、実施例１０及び１１において、特に実施例１１において、海成粘土に対し、優れた改良結果が得られた。
【００４５】
実施例１２
（１）下記組成のセメント組成物を調製した。
セメント：普通ポルトランドセメント                        ９７．４５％
添加剤
（イ）：「ポリアクリル酸」（質量平均分子量：８０００）    ０．１５％
（ロ）：炭酸水素ナトリウム                                １．５５％
（ハ）：クエン酸三ナトリウム                              ０．７５％
（ニ）：ポリオキシアルキレンアルキルエーテル              ０．１０％
（商標：ＳＮデフォーマー１５−Ｐ、サンノプコ社製）
（２）供試土は下記のとおりであった。
・海成粘土：東京都江東区砂町の工事現場で採取（湿潤密度ρｔ＝１．５６ｇ
／ｃｍ３  、含水比ωｎ＝７２．４％）
【００４６】
（３）試験
改良土の水中（海水中）での拡散状態を確認するため、下記方法による濁度測定試験を実施した。セメント組成物２００質量部と水３００質量部とを家庭用ハンドミキサーで混合し、セメント組成物スラリーを調製した。上記セメント組成物スラリー２００質量部と粘性土２００質量部（容積比１４５／１２８）を家庭用ハンドミキサーで混合し、改良土を調製した。この改良土２０ｇを１リットルビーカーに取り、このビーカーにイオン交換水又は海水９８０ｇを静かに投入し、その上層液を５０ｇ採取し、投入直後（攪拌前）の濁度を測定した。更にビーカー内を攪拌装置で攪拌（３００ｒｐｍ  ×１ｍｉｎ  ）し、その上層液５０ｇを採取し３００ｒｐｍ  攪拌後の濁度を測定した。
（濁度）
濁度の測定は、島津製作所製  紫外分光光度計「ＵＶ−１６０Ａ」を用いて行った。
濁度の指標として、海成粘土を水に分散させた状態の濁度を指標とした。
＜検量線＞
５００ｐｐｍ  ：海成粘土０．０５％／イオン交換水
１０００ｐｐｍ  ：海成粘土０．１０％／イオン交換水
２０００ｐｐｍ  ：海成粘土０．２０％／イオン交換水
供試海成粘土の濁度の指標を表４に示し、海水中の海成粘土の濁度と吸光度との関係図を図３に示し、試験結果を表５に示す。
【００４７】
【表４】
2004175989.tif 000006
【００４８】
【表５】
2004175989.tif 000007
【００４９】
表５及び図３から明らかなように、本発明方法による実施例１２の海成粘土の改良土は、海水中への拡散が少なく、本発明方法が海底における海成地盤の改良に有効であることが確認された。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の地盤改良セメント組成物用添加剤は、地盤（内陸及び多価金属イオンを多く含む粘土地盤）の改良に用いられる地盤改良セメント組成物の地盤改良効果を向上させ、特に多価金属イオンを多く含む（例えば海成粘土）地盤に対し、地盤改良工事を施すときにも、排出スライムの海水中拡散を抑制し、海中環境の悪化を防止乃至抑制することができるものであって、その実用上有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る地盤改良方法を内陸粘土に施したときの粘性低減効果を示す、実施例１０及び比較例１３のベーン剪断力−経過時間の関係図。
【図２】本願発明に係る地盤改良方法を海成粘土に施したときの粘性低減効果を示す、実施例１０、１１、比較例１３のベーン剪断力−経過時間の関係図。
【図３】本願発明に係る地盤改良方法を海成粘土に施したときの、土壌拡散防止効果判定用海水中海成粘土濃度−吸光度の関係図。
【図１】
2004175989.tif 000008
【図２】
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【図３】
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