(57)【要約】【課題】  土壌のｐＨ等の影響を受けにくく、地盤を安定して固定できる地盤固定用組成物を得る。【解決手段】  ビニルアルコール単位とカルボキシル基含有ビニル単位及び脂肪族ビニルエステル単位を有するカルボキシル基含有ポリビニルアルコール１００質量部と、ポリエチレンイミンとポリアミドポリアミンを有するカチオン性基含有ポリマー１０〜２５０質量部とからなる地盤固定用組成物。カルボキシル基含有ポリビニルアルコールが、重合度３００〜３３００、ケン化度８０モル％以上、カルボキシル基含有ビニル単位含有量０．２〜２０モル％のものであることが好ましく、カルボキシル基含有ポリビニルアルコールのカルボキシル基含有ビニル単位が、イタコン酸単位であることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシル基含有ポリビニルアルコール１００質量部に対して、ポリエチレンイミンとポリアミドポリアミンとを有するカチオン性基含有ポリマー１０〜２５０質量部を添加した地盤固定用組成物。
【請求項２】
カチオン性基含有ポリマーが、ポリエチレンイミン１００質量部に対してポリアミドポリアミン４０〜２５０質量部を有するものであることを特徴とする請求項１に記載した地盤固定用組成物。
【請求項３】
カチオン性基含有ポリマーの全アミン価が、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した地盤固定用組成物。
【請求項４】
カルボキシル基含有ポリビニルアルコールが、重合度３００〜３３００、ケン化度８０モル％以上、カルボキシル基含有ビニル単位含有量０．２〜２０モル％のものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載した地盤固定用組成物。
【請求項５】
カルボキシル基含有ポリビニルアルコールのカルボキシル基含有ビニル単位が、イタコン酸単位であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載した地盤固定用組成物。
【請求項６】
地盤の空隙部分に充填して地盤を固定する請求項１〜５のいずれか一項に記載した地盤固定用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤固定用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川堤防等の取水口付近は、流水による浸食で地盤に空隙が発生する場合がある。また、トンネル施工においても、施工時や施工後にトンネル壁と地盤との間に空洞が発生する場合がある。その際、その空洞に裏込め材を充填して河川堤防の遮水やトンネル壁を固定する必要がある。従来の裏込め材としては、例えば、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）に重合性α，β−不飽和化合物や共役ジエン化合物をグラフト重合させ、これに銅、カルシウム、亜鉛等を添加させたもの（例えば特許文献１参照）、アルカリ及びグリコール類の存在下でＰＶＡと硼酸化合物を含有させたもの（例えば特許文献２参照）、ＰＶＡとメチロール基を有する化合物をゲル化させたもの（例えば特許文献３参照）等が知られている。また、カルボキシル基含有ＰＶＡとカチオン性基含有ポリマーを有するもの（特願２００３−２８９８４４号）も提案されている。
【特許文献１】特開昭５１−６８９１８号公報
【特許文献２】特開昭５２−１９４１号公報
【特許文献３】特開２００２−３７１２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、地盤の固定に用いられる組成物であって、土壌のｐＨが極端に高くても極端に低くても安定して地盤を固定することができる地盤固定用組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
カルボキシル基含有ＰＶＡ１００質量部と、ポリエチレンイミンとポリアミドポリアミンを有するカチオン性基含有ポリマー１０〜２５０質量部とからなる地盤固定用組成物によって、上記課題を解決することができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の地盤固定用組成物は、土壌のｐＨの影響を受けることなく、安定して地盤を固定できるという効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
地盤固定用組成物は、カルボキシル基含有ＰＶＡとカチオン性基含有ポリマーとを有し、カルボキシル基含有ＰＶＡのカルボキシル基とカチオン性基含有ポリマーのカチオン性基が架橋反応してゲル化するものである。
【０００７】
カルボキシル基含有ＰＶＡは、その構造中にビニルアルコール単位とカルボキシル基含有ビニル単位及び脂肪族ビニルエステル単位を有するものである。カルボキシル基含有ＰＶＡは、カルボキシル基含有不飽和ビニル化合物と脂肪族ビニルエステルを溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合等の重合方法により共重合し、得られた重合体をケン化、乾燥して得られるものである。
【０００８】
カルボキシル基含有不飽和ビニル化合物としては、共重合後にケン化を行うことでカルボキシル基となりうるものであればよく、特に限定するものではないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸モノアルキル等の不飽和カルボン酸或いはこれら不飽和カルボン酸のアルキルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド等がある。
これらの中でも、ポリカチオンとの架橋性を向上させるという観点から、イタコン酸を用いることが好ましい。
【０００９】
脂肪族ビニルエステルとしては、特に限定するものではないが、例えば、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、トリフロロ酢酸ビニル等の脂肪族ビニルエステルを溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合等の公知の重合方法によりカルボキシル基含有不飽和ビニル化合物と共重合し、得られた重合体をメタノール等のアルコールに溶解しアルカリ触媒を添加してケン化し、乾燥して得られものである。
【００１０】
カルボキシル基含有ＰＶＡの重合度は、特に限定するものではないが、地盤固定用組成物の水への溶解性を低減させるという観点から、３００〜３３００の範囲が好ましく、５００〜２４００の範囲がより好ましい。
なお、カルボキシル基含有ＰＶＡの重合度があまりにも高くなってしまうと、地盤固定用組成物をポンプで輸送しにくくなり施工性が低下する場合がある。
【００１１】
カルボキシル基含有ＰＶＡのケン化度は、特に限定するものではないが、地盤固定用組成物の水への溶解性を低減させるという観点から８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましい。
【００１２】
カルボキシル基含有ＰＶＡのカルボキシル基含有ビニル単位含有量は、特に限定するものではないが、地盤固定用組成物の水への溶解性を低減させる、工業的な生産性を向上させるという観点から、０．２〜２０モル％が好ましく、１〜１５モル％がより好ましい。
【００１３】
カチオン性基含有ポリマーは、ポリエチレンイミンとポリアミドポリアミンを有するものである。
【００１４】
カチオン性基含有ポリマー中のポリアミドポリアミンの含有量は、特に限定するものではないが、土壌のｐＨが変化しても安定して地盤を固定できるという観点から、ポリエリレンイミン１００質量部に対して、４０〜２５０質量部が好ましく、６０〜１５０質量部がより好ましい。
【００１５】
カチオン性基含有ポリマーの全アミン価は、特に限定するものではないが、地盤固定用組成物の水への溶解性を低減させるという観点から、１００（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以上が好ましく、２００（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以上がより好ましい。
【００１６】
カチオン性基含有ポリマーの含有量は、カルボキシル基含有ＰＶＡ１００質量部に対して、１０〜２５０質量部がよく、２０〜１５０がより好ましい。
カチオン性基含有ポリマーの含有量がこの範囲を外れると、カルボキシル基含有ＰＶＡのカルボキシル基と、カチオン性基含有ポリマーのカチオン性基の反応点が少なくなるため地盤固定用組成物がゲル化しにくくなり、水へ溶解し易くなってしまう。
【００１７】
地盤固定用組成物は、カルボキシル基含有ＰＶＡとカチオン性基含有ポリマーの混合物を地盤の空隙部分へ隙間無く充填された後、カルボキシル基含有ＰＶＡのカルボキシル基とカチオン性基含有ポリマーのカチオン性基が架橋反応してゲル化し、地盤を安定的に固定できるものである。
【００１８】
地盤固定用組成物を地盤の空隙部分へ注入するには、従来公知のポンプを使用して行えば良い。ポンプの形式は、特に限定するものではないが、スクイーズ式圧送ポンプが高粘度スラリの輸送に適しており、好適に使用される。
【００１９】
地盤固定用組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、硬化剤としてのチタン、ジルコニウム、バナジウム等の金属のキレート化合物を配合してもよい。
【実施例】
【００２０】
「実施例１」
アクリルアミド２０質量部と酢酸ビニル２０質量部を共重合させてケン化させ、カルボキシル基含有ビニル単位含有量１０モル％、ケン化度９９％、重合度１２００のカルボキシル基含有ＰＶＡ４０質量部を得た。得られたカルボキシル基含有ＰＶＡを、９０℃に加熱した純水３６０質量部中に添加、溶解させ、固形分１０％のＰＶＡ水溶液４００質量部を得た。このＰＶＡ水溶液に、ポリエチレンイミン２０質量部とポリアミドポリアミン２０質量部からなるカチオン性基含有ポリマーを混合し地盤固定用組成物を得た。
得られた地盤固定用組成物について、ポンプ輸送性、ゲル化時間、およびゲル化後のｐＨ安定性を測定した。結果を表１の特性の欄に示した。
なお、表１中、アクリルアミド、ジメチルマレイン酸、モノメチルマレイン酸、イタコン酸、酢酸ビニル、トリフロロ酢酸ビニルはそれぞれ市販品である。また、ポリエチレンイミンはアミン価１００８ｍｇＫＯＨ／ｇの市販品、ポリアミドポリアミンはアミン価６００ｍｇＫＯＨ／ｇの市販品である。
【００２１】
「実施例２〜７」「比較例１〜４」
表１に示したカルボキシル基含有ＰＶＡ、およびカチオン性基含有ポリマーを用いて、実施例１と同様に地盤固定用組成物を作成し、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１の特性の欄に示す。
【００２２】
「測定方法及び評価」
ポンプ輸送性：スクイーズ式ポンプを用いて、地盤固定用組成物の輸送可能性を確認したものである。問題なく輸送できたものを優、輸送可能であったものを良とした。
ゲル化時間：純水２００ｍｌを入れたビーカーに地盤固定用組成物５０ｇを滴下して静置し、分離しなくなるまでの時間を測定したものである。
ｐＨ安定性：地盤固定用組成物５０ｇを、ｐＨを調整した各種の水溶液２００ｍｌを入れたビーカー内へ投入して、２時間静置させた後のゲルの状態を目視で観察したものである。溶解しなかったものを良、若干溶解したものを可、完全に溶解してしまったものを不良とした。
【００２３】
【表１】
2007154030.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の地盤固定用組成物は、土壌のｐＨ等の影響を受けにくく、地盤を安定して固定できるものである。このため、地山の空洞や空隙部分の裏込め材やシールドセグメントの充填材として用いられる。