(57)【要約】【目的】土の固結方法およびコンクリート躯体の処理方法であって、高強度に土を固定することはもちろん、広範囲に、かつ高強度に地盤をも改良し、さらに、均一地盤を改良しても、その透水性の程度を調整することができて地下水の流れを大きく変更させることがなく、しかも、コンクリートの比較的表面で緻密な層を形成し、さらにまた、コンクリート構造物の劣化部や亀裂部を補修して中性化を防止し得る。【構成】土の固結方法はアルカリ土金属化合物を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを、土中に浸透または注入し、または土と混合して不溶性塩を形成させて構成され、また、コンクリート躯体の処理方法は上述Ａ液およびＢ液をコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成することから構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ土金属化合物と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種の化合物とを有効成分として土中に浸透または注入し、または、土と混合して不溶性塩を形成することを特徴とする土の固結方法。
【請求項２】
アルカリ土金属化合物を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の化合物群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを、土中に浸透または注入し、または土と混合して不溶性塩を形成することを特徴とする土の固結方法。
【請求項３】
請求項１または２において、アルカリ土金属化合物はアルカリ土金属の塩化物、微粒子石灰、および微粒子セメントの群から選択される一種または複数種である請求項１または２に記載の土の固結方法。
【請求項４】
請求項１または２の化合物はいずれも水溶性化合物である請求項１または２に記載の土の固結方法。
【請求項５】
請求項１または２において、前記化合物またはＡ液およびＢ液を以下の（１）〜（５）のいずれかの方式で土中に浸透または注入し、または土と混合する請求項１または２に記載の土の固結方法。
（１）前記化合物、またはＡ液およびＢ液を別々に、または交互に土中に浸透または注入し、または土と混合する。
（２）前記化合物の混合液、またはＡ液およびＢ液の混合液を土中に浸透または注入し、または土と混合する。
（３）前記化合物、またはＡ液およびＢ液を別々の注入管を通して土中に浸透または注入し、または土と混合する。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかを繰り返す。
（５）前記（１）〜（３）のうちの二つ以上を併用し、または併用を繰り返す。
【請求項６】
請求項１または２において、前記化合物、または前記Ａ液およびＢ液は注入管を通じて所定の圧力範囲になるまで、または注入圧が上昇して注入困難になるまで、または所定の注入量に達するまで、繰り返して土中に浸透または注入され、または土と混合される請求項１または２に記載の土の固結方法。
【請求項７】
請求項１または２において、以下の（１）〜（６）に示される組成物の一種または複数種を併用する請求項１または２に記載の土の固結方法。
（１）水ガラスを有効成分とする組成物。
（２）水ガラス以外の硬化性組成物。
（３）難溶性カルシウム化合物を有効成分とする組成物。
（４）微粒子スラグまたは微粒子セメントを有効成分とする組成物。
（５）アルカリ剤を有効成分とする組成物。
（６）活性シリカまたはコロイダルシリカを有効成分とする組成物。
【請求項８】
請求項１または２において、前記化合物、またはＡ液および／またはＢ液を加温してなる請求項１または２に記載の土の固結方法。
【請求項９】
アルカリ土金属化合物と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種の化合物とを有効成分としてコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成することを特徴とするコンクリート躯体の処理方法。
【請求項１０】
アルカリ土金属化合物を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを、コンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成することを特徴とするコンクリート躯体の処理方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、アルカリ土金属化合物はアルカリ土金属の塩化物、微粒子石灰、および微粒子セメントの群から選択される一種または複数種である請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
【請求項１２】
請求項９または１０の化合物はいずれも水溶性化合物である請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
【請求項１３】
請求項９または１０において、前記化合物またはＡ液およびＢ液を以下の（１）〜（５）のいずれかの方式でコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入する請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
（１）前記化合物または前記Ａ液およびＢ液を別々に、または交互に土中に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
（２）前記化合物の混合液またはＡ液およびＢ液の混合液を土中に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
（３）前記化合物、または前記Ａ液およびＢ液を別々の注入管を通して土中に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかを繰り返す。
（５）前記（１）〜（３）のうちの二つ以上を併用し、または併用を繰り返す。
【請求項１４】
請求項９または１０において、前記化合物、または前記Ａ液およびＢ液は注入管を通じて所定の圧力になるまで、または注入圧が上昇して注入困難になるまで、または所定の注入量に達するまで、繰り返してコンクリート躯体に注入される請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
【請求項１５】
請求項９または１０において、以下の（１）〜（６）に示される組成物の一種または複数種を併用する請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
（１）水ガラスを有効成分とする組成物。
（２）水ガラス以外の硬化性組成物。
（３）難溶性カルシウム化合物を有効成分とする組成物。
（４）微粒子スラグまたは微粒子セメントを有効成分とする組成物。
（５）アルカリ剤を有効成分とする組成物。
（６）活性シリカまたはコロイダルシリカを有効成分とする組成物。
【請求項１６】
請求項９または１０において、Ａ液および／またはＢ液を加温してなる請求項９または１０に記載のコンクリート躯体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤を改良し、あるいは排出土等を固結する土の固結方法およびコンクリート構造物の劣化部や亀裂部等を補修するコンクリート躯体の処理方法に関する。ここで、コンクリート躯体とはコンクリート構造物のみならず、石積やブロック積構造物をも含む。
【０００２】
【従来の技術】
土を固結し地盤を改良するに際して、従来、主成分が水ガラスあるいはセメント系の注入材が多く用いられている。これら注入材はいずれも、強アルカリあるいは強酸を使用する場合が多く、このため、取り扱いに注意が要求され、また、地盤中の地下水がアルカリや酸によって汚染される危険があり、環境上からも好ましいものではない。さらに、セメント系注入材の場合、地盤への浸透性に限界があった。
【０００３】
さらに、コンクリート構造物等のコンクリート躯体の劣化部や亀裂部の補修に際して、従来、有機系あるいは無機系の塗料をこれら劣化部や亀裂部に塗布することにより、耐酸性、水密性、耐海水性を改良している。特に、コンクリートは酸と接触すると、中性化される。例えば、空気中の炭酸ガスによっても比較的短期間に中性化される。また、コンクリート躯体に鉄筋が内蔵されている場合には、鉄筋のさびによる膨脹のためにコンクリート構造物が破壊されてしまう。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
本発明者らは注入材として、浸透性の優れた成分を用い、この注入液を土中に浸透または注入し、または土と混合し、あるいはこの注入液をコンクリート躯体に吹きつけ、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成し、アルカリ汚染を生じることなく、また、シリカ分を溶出することなく、このため水質汚染を生じることのない本発明を完成するに至った。
【０００５】
従来の水ガラス系注入材は地盤中でシリカの含水ゲルを生成して止水性を向上させるものであるが、そのために高濃度にすることができず、地盤の改良強度に限界があった。また、水ガラスと塩化カルシウムを用いる注入材の場合には、これらの水溶液を混合すると、瞬時に、ほぼ全部がゲル化してしまうため、注入管の周辺しか固結できなかった。さらに、懸濁型注入材の場合には、高強度に固結するが、注入材の浸透距離に限界があり、地盤の改良範囲を広くすることができない。
【０００６】
また、水ガラス系注入材で改良された地盤では、透水係数が１０−４〜１０−６（ｃｍ／ｓ）になって地下水の流れを遮断したり、地上の樹木等に影響を与える。さらにまた、溶液型注入材で改良された地盤の場合には、止水性の高い地盤となったり、地盤が不均一に改良されて透水性のほとんど改良されない部分と、止水性の高い部分とが混在したり、等の問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は高強度に土を固結することはもちろん、広範囲に、かつ高強度に地盤をも改良し、さらに、均一地盤を改良しても、その透水性の程度を調整することができて地下水の流れを大きく変更させることがなく、しかも、コンクリートの比較的表面で緻密な層を形成し、さらにまた、コンクリート構造物の劣化部や亀裂部を補修して中性化を防止し、前述の公知技術に存する欠点を改良した土の固結方法およびコンクリート躯体の処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の土の固結方法によれば、アルカリ土金属化合物と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種の化合物とを有効成分として、または、アルカリ土金属化合物を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを、土中に浸透または注入し、または土と混合して不溶性塩を形成させ、土を固結することを特徴とする。
【０００９】
さらに、上述の目的を達成するため、本発明のコンクリート躯体の処理方法によれば、アルカリ土金属化合物と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種の化合物とを有効成分として、または、アルカリ土金属化合物を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを、コンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成することを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明を具体的に詳述する。
【００１１】
本発明にかかる土の固結方法およびコンクリート躯体の処理方法はいずれも、注入材として、アルカリ土金属を有効成分とするＡ液と、炭酸、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩の群から選択される一種または複数種を有効成分とするＢ液とを使用する。コンクリート躯体を処理する場合、Ａ液およびＢ液はいずれも水溶性化合物が好ましい。
【００１２】
従来の水ガラスグラウト等による注入では、注入中、注入材がゲル化時間に達すれば、流動性が失われて急激に圧力が上昇する。さらに、それ以上注入すれば、地盤が破壊して地盤の弱体化あるいは地盤変位を来す。また、水ガラスは硬化剤の塩化カルシウムと接触すると、瞬時に両液のカルシウム分とシリカ分の全量が反応して流動性のないゲルを生じる。このため、水ガラス系では注入範囲がせまく、また、繰り返して注入しても破壊や地盤隆起を起こしてしまう。
【００１３】
これに対して、本発明では、Ａ液およびＢ液はこれらが接触しても、直ちに白濁を生じるものの、極めてゆるやかに反応し、液全体がゲル化しないので流動性がそこなわれることはない。このため、Ａ、Ｂ混合液をそのまま注入しても全量が直ちに反応せず、地盤中の粒子表面に白濁分が付着する程度であって、そのまま地盤中に浸透する。しかし、そのまま注入し続けると、どこまでも流出してしまうので、ある程度注入した時点で注入を中断し、加圧をやめれば、その領域の土粒子間隙に注入液が保持されたまま反応が進行する。したがって、この工程を繰り返せば、土粒子表面に付着する反応生成物が徐々に厚くなり、最終的には土粒子間隙が反応生成物で填充され、しかも必要以上の範囲まで注入液が逸脱しないですむ。
【００１４】
本発明者らは炭酸塩水溶液とカルシウム塩水溶液との反応の挙動が従来の水ガラス系グラウトのゲル化と極めて異なる点に着目し、この特性を利用して地盤中で炭酸カルシウムを形成し、本発明を完成した。
【００１５】
上述Ａ、Ｂ液を土中、地盤中ないしはコンクリート躯体中で反応させれば、カルシウムの炭酸塩、鉱物、方解石、しょう乳石等に類似した沈殿物を人工的に生ぜしめることが可能である。
【００１６】
このようにして得られた炭酸カルシウムを主成分とする硬化物はアルカリ分や酸類を溶出せず、全く公害性のない硬化物である。これはほぼ中性でありながら、長期的にしょう乳洞にみられる結晶構造を人工的に形成している。したがって、配合や施工法を工夫することによって、強度や、結晶構造の形成速度を促進させることができる。この現象は他の硫酸や燐酸の化合物と、アルカリ土金属化合物との反応においても同様である。なお、本発明では上述Ａ液およびＢ液の両方またはいずれか一方を加温することにより、結晶構造の形成が一層促進され、強度増加が早くなる。
【００１７】
Ａ液を構成する化合物はアルカリ土金属化合物であって、具体的には、カルシウムやマグネシウムの酸化物、水酸化物、塩化物等が挙げられ、この中で特に、塩化カルシウムや塩化マグネシウム等のアルカリ土金属塩化物が好ましい。さらに、カルシウム塩やカルシウムの水酸化物等を含む微粒子石灰、微粒子セメント等も挙げられる。これら微粒子石灰や微粒子セメントとしては、平均粒径が１０μｍ以下、比表面積が５０００ｃｍ２／ｇ以上のものが好ましい。これらのアルカリ土金属化合物は単独で、または複数種を組み合わせて用いられる。Ａ液中のアルカリ土金属化合物の濃度は特に限定されないが、１〜３０重量％が好ましい。
【００１８】
さらに、Ｂ液を構成する化合物は炭酸（炭酸水を含む）、重炭酸、硫酸、燐酸およびこれらのアルカリ金属塩から選択される一種または複数種であって、特に、炭酸ならびに重炭酸のアルカリ金属塩等が好ましい例として挙げられる。
【００１９】
Ｂ液中の化合物の濃度はＡ液のアルカリ土金属化合物との反応が十分に行われる濃度であって、Ａ液の濃度およびＡ、Ｂ液の使用割合にも関係するが、好ましくは３〜７０重量％である。また、コンクリート躯体の表面処理の際に、Ｂ液として酸を使用する場合には、Ａ液とＢ液を混合したものを使用するか、先にＡ液で処理した後、Ｂ液で処理するのが好ましい。特に、コンクリート躯体の表面処理の際に、出来るだけコンクリート内部まで処理する場合には、低濃度液を用い、繰り返して吹き付け、浸透、塗布または注入を行う。また、透水性の悪い地盤を固結する際に、出来るだけ地盤内部まで固結する場合には、やはり低濃度液を用い、繰り返して土中に浸透または注入し、または土と混合する。
【００２０】
上述のＡ液およびＢ液の配合比率は容量比で１：１が好ましいが、特に、Ａ液中のモル数に対し、Ｂ液中のモル数が２価の酸に換算して０．５〜２．０倍量が好ましい。例えば、塩化カルシウム１モルに対して、燐酸の３分の２モルの０．５〜２．０倍量である。
【００２１】
本発明にかかる上述のＡ液およびＢ液は地盤注入等、土の固結の場合には、これらを土中に浸透または注入し、または土と混合して不溶性塩を形成させ、土を固結する。さらに、上述のＡ液およびＢ液はコンクリート躯体の処理の場合には、これらをコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入して不溶性塩を形成する。これらの浸透、注入または混合、あるいは吹き付け、浸透、塗布、または注入は繰り返して行う。
【００２２】
これらのＡ液およびＢ液は土の固結の場合、次の（１）〜（５）のいずれかの方式で土中に浸透または注入され、または土と混合され、さらに、コンクリート躯体の処理の場合もまた、以下の（１）〜（５）のいずれかの方式でコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入され、いずれも不溶性塩を形成する。
【００２３】
（１）Ａ液およびＢ液を別々に、または交互に土中に浸透または注入し、または土と混合し、あるいはコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
【００２４】
（２）Ａ液およびＢ液の混合液を土中に浸透または注入し、または土と混合し、あるいはコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
【００２５】
（３）Ａ液およびＢ液を別々に注入管を通して土中に浸透または注入し、または土と混合し、あるいはコンクリート躯体に吹き付け、浸透、塗布または注入する。
【００２６】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかを繰り返す。
【００２７】
（５）前記（１）〜（３）のうちの二つ以上を併用し、または併用を繰り返す。
【００２８】
さらに、上述のＡ液およびＢ液は地盤注入による土の固結の場合、またはコンクリート躯体の処理の場合、地盤中に、注入管を埋設し、またはコンクリート躯体に注入管を挿入し、これら注入管を通じて所定の圧力範囲になるまで、または注入圧が上昇して注入困難になるまで、または所定の注入量に達するまで、繰り返して土中に浸透または注入され、または土と混合され、あるいはコンクリート躯体に注入される。なお、本発明にかかるコンクリート躯体としては、トンネルの内壁面、コンクリート建造物の内外壁面、橋脚、高速道路側面、コンクリート擁壁、岩盤や斜面のモルタルやコンクリート吹付層等が挙げられる。
【００２９】
上述Ａ液およびＢ液からなる本発明にかかる注入材はさらに、次の（１）〜（６）に示される組成物の一種または複数種を併用することもでき、これにより強度や止水性が一層向上する。
【００３０】
（１）水ガラスを有効成分とする組成物
これは例えば、水ガラスと、硬化剤とを有効成分とする組成物である。水ガラスはＳｉＯ２　／Ｎａ２　Ｏ＝２〜６のモル比を呈し、工業的に製造されているもの、あるいはこれに苛性アルカリを添加したものである。使用に際しては水で稀釈される。硬化剤としては、重炭酸塩、塩化カルシウム、重硫酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、硫酸バンド、みょうばん等の無機塩、炭酸、炭酸ガス、硫酸、燐酸、塩酸等の無機酸類、酢酸等の有機酸類、ジアセチン、トリアセチン、エチレンカーボネート等のエステル類、グリオキザール、微粒子セメント等のセメント類、微粒子スラグ等のスラグ類、消石灰や苛性アルカリ等のアルカリ剤等が挙げられる。この組成物の併用方法としては、いかなる方法でもよいが、本発明にかかるＡ、Ｂ液を注入する前後に浸透させて併用する。
【００３１】
（２）水ガラス以外の硬化性組成物
具体的には、ポリエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の硬化性樹脂組成物が挙げられる。
【００３２】
（３）難溶性カルシウム化合物を有効成分とする組成物
本発明において、難溶性カルシウム化合物とは水に対する溶解度（２０℃）が５重量％以下のカルシウムであって、具体的には炭酸カルシウム、セメント類、スラグ類、石灰類等が挙げられる。この併用方法としては、地盤が不均一のために本発明にかかるＡ、Ｂ液が逸脱するような場合に、この逸脱を防止することを主目的として併用することが好ましく、具体的には、本発明にかかるＡ、Ｂ液を注入する前に一次注入材として併用する。
【００３３】
（４）微粒子スラグまたは微粒子セメントを有効成分とする組成物
これら微粒子スラグや微粒子セメントとしては平均粒径が１０μｍ以下、比表面積が５０００ｃｍ２／ｇ以上のものが用いられる。
【００３４】
（５）アルカリ剤を有効成分とする組成物
アルカリ剤としては、消石灰、苛性アルカリ等が用いられる。
【００３５】
（６）活性シリカまたはコロイダルシリカを有効成分とする組成物
水ガラスをイオン交換樹脂またはイオン交換膜を用いて、水ガラス中のアルカリ分を除去して得られる活性シリカ、酸性水ガラスの酸根やアルカリ金属をイオン交換樹脂、イオン交換膜で除去して得られる活性シリカ、活性シリカを濃縮して造粒したコロイダルシリカ等が挙げられる。硬化剤としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩および硬化速度の調整のために酸類あるいはアルカリ類が使用される。これらはアルカリを含まないため、本発明において、併用してもアルカリ公害を引き起こすことがない。
【００３６】
以下、添付の図１および図２を用いて上述の本発明を説明する。図１および図２において、注入対象地盤に設けられた複数の注入孔を注入材送液管にバルブ介してそれぞれ連結し、これらバルブの開閉を管理することにより注入材を前記送液管を通して所望の注入孔に選択し、Ａ液およびＢ液を別々に、あるいは混合して繰り返して注入し、これにより、土粒子表面の固結膜を重ねながら成長させることができる。これらバルブはそれぞれコントローラにつないで、該コントローラからの指示によりバルブの開閉を管理し、注入孔の選定管理を行うことができる。
【００３７】
図１および図２はいずれも本発明にかかる注入材の連続注入装置の一具体例の説明図である。図１および図２において、破線で囲まれた領域Ｘは注入系統、Ｙは供給系統である。Ｎ１　、Ｎ２　・・・Ｎｉ　、Ｎｎ　は注入孔であって、注入対象１（地盤またはコンクリート躯体）に複数設けられる。
【００３８】
これら注入孔Ｎ１　、Ｎ２　・・・Ｎｉ　、Ｎｎ　はそれぞれバルブＶ１　、Ｖ２　・・・Ｖｉ　、Ｖｎ　を介して、かつ送液管２を通して供給系統Ｙの注入材貯蔵槽Ｔと連結され、貯蔵槽Ｔから注入材が送液管２を通って各注入孔Ｎ１　、Ｎ２　・・・Ｎｉ　、Ｎｎ　に注入される。
【００３９】
送液管２には注入ポンプＰが配置され、かつ、バルブＶ１　、Ｖ２　・・・Ｖｉ　、Ｖｎ　は注入ポンプＰよりも下流であって、注入孔Ｎと送液管２との間にそれぞれ、配置される。そして、貯蔵槽Ｔ中の注入材は注入ポンプＰの作動およびバルブＶの開閉管理により、送液管２を通して所望の単一または複数の注入孔Ｎに選択的に、繰り返して注入される。バルブＶは例えば、電磁バルブ、エアバルブ等である。なお、後述のように、本発明では、注入材を複数の注入孔の任意の注入深度（土層、コンクリート深さ）においてバルブＶの開閉管理により各注入深度毎に繰り返して注入することも可能である。
【００４０】
送液管２は図１に示されるように一本、あるいは図２に示されるように二本有する。図１では、注入材として、Ａ液およびＢ液の混合液を一本の送液管２で送液する例である。送液管が二本の場合は、図２に示されるように、これら二本のの送液管２、２はバルブＶを介して各注入孔Ｎに連結される。このうちの一本の送液管２はＡ液を装填した貯蔵タンクＴＡと連結され、他の一本の送液管２はＢ液を装填した貯蔵タンクＴＢと連結され、それぞれの送液管２、２に配設された注入ポンプＰＡ、ＰＢの作動により、Ａ液およびＢ液のそれぞれの送液管２、２を通し、かつ各バルブＶを通して各注入孔Ｎに導入し、ここで両液を合流して注入対象１に注入する。
【００４１】
図１および図２はさらに、コントローラ３を設置することもでき、このコントローラ３と各バルブＶがそれぞれ連絡され、コントローラ３からの指示によりバルブＶの開閉を管理して注入孔Ｎの選定管理を行う。さらに、コントローラ３と注入ポンプＰないしはＰＡ、ＰＢが連絡され、コントローラ３からの指示により注入ポンプＰないしはＰＡ、ＰＢの作動を管理して注入材の送液管理を行ってもよい。さらにまた、必要に応じて、コントローラ３と流量測定装置ＦないしＦＡ、ＦＢが連絡され、流量測定装置ＦないしはＦＡ、ＦＢからの注入材の流量測定情報をコントローラ３に伝達して流量管理を行い、所定量の注入が行われた後に、コントローラ３からの指示によりバルブを閉束すると同時に、他の注入孔のバルブを開き、次の注入孔への注入に連続的に移向せしめることもできる。
【００４２】
なお、本発明にかかるＡ、Ｂ液は反応生成物が土粒子間あるいはコンクリート間に填充したときに地盤隆起あるいはコンクリート隆起を起こす。すなわち、隆起は注入材が充分に填充されたことを示し、これ以上注入すると地盤やコンクリート躯体が破壊されることを意味する。この隆起による注入対象の変位状態を後述するように変位測定装置で計測し、この変位の情報を図１および図２に示されるようにコントローラ３に伝達して変位管理する。すなわち、コントローラ３には、注入系統Ｘからの注入状況の情報と、変位測定装置からの変位状況の情報とが伝達され、これらの情報にもとづいて注入すべき注入孔を選定し、注入を行う。
【００４３】
さらに、図１および図２では、各注入孔Ｎに、図示しない注入管がそれぞれ挿入され、これら注入管はそれぞれ、送液管２、２を介して注入材貯蔵槽ＴないしはＴＡ、ＴＢと連結される。しかも、これら注入管にはそれぞれ注入管引上機構Ｄ１　、Ｄ２　・・・Ｄｉ　、Ｄｎ　が備えられ、これら注入管引上機構Ｄをそれぞれコントローラ３につないで、このコントローラ３からの指示により各注入管の引上管理を行うこともできる。
【００４４】
具体的には、まず、所定の注入孔に所定量の注入材が注入されると、バルブが閉束してその注入孔への注入が停止される。次いで、この停止時点に先行して所定の注入孔の注入管が所定深度に引き上げられ、かつ、バルブが開いて、この注入孔に注入材が連続的に注入され、このような工程が連続して繰り返される。このような連続工程をあらかじめコントローラ３に入力しておけば、大規模な工事の際に、注入材を自動的に、かつ連続的に、ほとんど無人で注入することが可能になる。
【００４５】
【発明の実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に詳述する。
【００４６】
１．使用材料
水ガラス　　比重１．４０、ＳｉＯ２　：２９％、Ｎａ２　Ｏ：９．５％
炭酸カルシウム粉末　　比表面積：１５，０００ｃｍ２　／ｇ
水酸化カルシウム　　比表面積：１０，０００ｃｍ２　／ｇ
塩化カルシウム２水塩　　試薬１級
塩化マグネシウム６水塩　　試薬１級
ぼうしょう１０水塩　　試薬１級
炭酸ソーダ　　試薬１級
硫酸　　７５％　工業用
リン酸　　７５％　工業用
重炭酸ソーダ　　試薬１級
水溶性ウレタンＣ−５０（旭電化工業（株）製　ＮＣＯ含量２．０％の水膨潤性ウレタンプレポリマー）５％水溶液。
【００４７】
２．試験方法
（１）土中への浸透試験
ａ）１ｍのプラスチック製モールドに豊浦標準砂を９０ｃｍ充填した。（相対密度６０％、透水係数＝１．５×１０−２　ｃｍ／ｓ）。次いで、１０００ｍｌの水を自然流下させた。つぎに、Ａ液５００ｍｌを自然流下させ、ほぼ終了した時点で、Ｂ液５００ｍｌを同様に自然流下させた。Ａ液およびＢ液の自然流下を１サイクルとした。各作業において、流出した液のＰＨ、比重を測定した。このサイクルを所定回数行い、終了後モールドの上下をラップで密封し、室内養生した。
【００４８】
ｂ）モールドへの砂の充填はａ）と同じであり、充填長は１００ｃｍとした。また、自然流下法に代えて注入圧０．０５Ｍｐａで各液をモールドの下部より注入した。Ａ液、Ｂ液を別々に注入する場合には、各液７００ｍｌとした。また、Ａ液＋Ｂ液を使用する場合には、１４００ｍｌとした。
【００４９】
（２）圧縮強度の測定
上記の実験（浸透試験）で得られた固結体（サンドゲル）の下部５ｃｍを切断し、その後、各１０ｃｍ間隔で切断した。注入口から近い方からＮＯ．１、ＮＯ．２、ＮＯ．３・・・とした。固結体をモールドから脱型し、所定日数に養生した後、一軸圧縮強度を測定した。
【００５０】
（３）透水試験
固結物をモールドから脱型し、定法（土質工学会基準）に準じた加圧透水試験を行った。水圧は０．１Ｍｐａとした。
【００５１】
（４）コンクリート浸漬試験
モルタル供試体（５Φ×１０ｃｍ）を前記Ａ液１５０ｍｌに所定時間浸漬後、モルタル供試体を液から取りだし、軽く拭いた後、前記Ｂ液１５０ｍｌに所定時間浸漬した。Ａ液およびＢ液への浸漬試験を１サイクルとした。浸漬後、液から取りだし、供試体をラップで包み、室内養生した。
【００５２】
（５）コンクリート塗布試験
モルタル供試体（５Φ×１０ｃｍ）の全面にＡ液を幅４ｃｍのハケで塗布した。塗布量は、塗布後のモルタル供試体の重量変化でチエックした。塗布後、室温に３０分以上放置し、モルタル表面の吸収されていない水分がなくなってから、Ａ液と同様にして次の液（Ｂ液）を塗布した。Ａ液−Ｂ液の塗布操作を１サイクルとした。
【００５３】
（６）コンクリート吹付け試験
モルタル板（５×１０ｃｍ、厚さ１ｃｍ）の片面に塗装機により、Ａ液を吹付け、３０分以上放置後、Ｂ液を吹付けた。Ａ液−Ｂ液の吹付けを１サイクルとした。
【００５４】
液の調製
塩化カルシウム（２水塩）を水に溶解して２０（重量）％の溶液を調製した。同様に他のアルカリ土金属化合物についても調製してそれぞれＡ液とし、これらを表１に示した。また、炭酸ソーダを水に溶解して２０（重量）％の溶液を調製した。同様に他の炭酸（塩）、硫酸（塩）についても調製してそれぞれＢ液とし、これらを表２に示した。
【００５５】
【表１】
2004067819.tif 000002
【００５６】
【表２】
2004067819.tif 000003
【００５７】
実施例１〜９
上記方法で調製したＡ液（表１）およびＢ液（表２）を、表３に記載の割合で混合して２液を調製し、「土中への浸透試験法」に従って浸透試験を行った。なお、表３において、Ａ液とＢ液の混合液のＰＨが酸性の場合にさらにＣ液をＰＨが中性になるまで流下させた。得られ固結体について強度を測定した。強度測定は実施例ＮＯ．１４　、９について行った。なお、塩化カルシウムと炭酸ソーダの反応生成物を炭酸カルシウムと略称した（他の化合物についても同じ）。結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
2004067819.tif 000004
【００５９】
実施例１０〜１３
実施例１の浸透試験で得られた固結体（実施例ＮＯ．２）について、透水試験を行った。同様に他の固結体についても実施例ＮＯ．２の透水試験を行った。結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
2004067819.tif 000005
【００６１】
実施例１４〜２１
Ａ液およびＢ液の配合液にさらに併用組成物として（２）水ガラス以外の硬化性組成物および（３）難溶性カルシウム化合物を有効成分とする組成物を併用し、土中への浸透試験法ｂ）にしたがって、浸透注入を行い、得られた供試体の強度を測定した。Ａ液およびＢ液の流下量は、１サイクルとし、ＡおよびＢ配合液：（２）〜（３）の組成物の使用割合は、２：１とした。ＡおよびＢ配合液注入後、直ちに（２）〜（３）の組成物を注入した。
【００６２】
なお、難溶性カルシウム化合物の懸濁液の調製は、所定量の水を攪拌しながら、所定量の難溶性カルシウム化合物を徐々に添加して、難溶性カルシウム化合物の５（重量）％懸濁液とした。結果を表５に示す。
【００６３】
【表５】
2004067819.tif 000006
【００６４】
実施例２２〜２６
表６記載の配合液を用い、コンクリート浸漬、吹き付け、塗布試験法にしたがて、コンクリートを処理した。浸漬条件は表６の通りである。得られた処理済コンクリートについて透水試験を行った。その結果を表６に示す。
【００６５】
【表６】
2004067819.tif 000007
【００６６】
実施例２７
使用する液を加温した例については以下のとおりである。
実施例１の浸透試験において、Ａ液およびＢ液を４０℃に加温した液を用いて浸透させた。生成した沈殿は直後はほぼ透明であり、その大きさも目視によると、加温しない場合より小さかった。実施例１と同様に強度を測定したところ、ＮＯ．１は１．５３、ＮＯ．４は１．４８、ＮＯ．９は１．４５（ＭＮ／ｍ２）となり、加温しない場合より強度が大きかった。
【００６７】
実施例２２のコンクリート処理試験において、Ａ液およびＢ液を６０℃に加温した液を用いて処理した。その結果、配合液のコンクリートへの浸透性がよく、サイクル数を４回にしたが、透水係数は１０−８のオーダーが得られた。
【００６８】
【発明の効果】
１．土を固結させることにより、地盤を改良することができる。
【００６９】
２．排出土を固結させることにより、産廃土を処理しやすくすることができる。
【００７０】
３．地盤の透水性を必要以上に低下させることなく、止水することができる。
【００７１】
４．コンクリート表面の耐酸性、耐海水性、対汚染性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる注入材の連続注入装置の一具体例の説明図である。
【図２】本発明にかかる注入材の連続注入装置の他の具体例の説明図である。
【符号の説明】
１　注入対象
２　送液管
３　コントローラ
Ｘ　注入系統
Ｙ　供給系統
Ｔ　注入材貯蔵槽
Ｆ　流量測定装置
Ｎ　注入孔
Ｄ　注入管引上機構
Ｖ　バルブ
【図１】
2004067819.tif 000008
【図２】
2004067819.tif 000009