弾性組成物およびそれを用いた補修工法
【課題】地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入することにより構造物の耐久性を向上させる弾性組成物およびそれを用いた補修工法を提供する。
【解決手段】ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物である。カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５であることが好ましく、ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示すことが好ましい。さらに、前記弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法である。
【解決手段】ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物である。カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５であることが好ましく、ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示すことが好ましい。さらに、前記弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木・建築分野において使用される弾性組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルや下水管などの地下構造物の周囲には、地下水の移動によって空洞が生じる。空洞は構造物内への地下水侵入の経路となるほか、地震や地山の圧力による応力集中の要因となり、構造物が破壊されやすくなるため、対策としてトンネルや下水管などの周囲の空洞に裏込材を注入することが有効である。
従来、セメント系材料や水ガラス系材料が主に使用されており、コンクリートポンプ等でトンネルや下水管背面に充填されている（特許文献１）。また、地下水の移動によって充填した材料が施工中に流されるのを防止するため、急結性を付与した材料の開発が進められている（特許文献２）。さらに、高分子系材料を注入することも検討されている（特許文献３、４、５）。一方、弾力性を有する組成物としてポリビニルアルコールを用いたゲル組成物に関する検討も行われている（特許文献６、７、８）。
【特許文献１】特開平１１−６１１２３号公報
【特許文献２】特許第３６００１５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４０１４号公報
【特許文献４】特開２００２−３７１２７８号公報
【特許文献５】特開平１１−２５６１３８号公報
【特許文献６】特開平０６−２０７０７１号公報
【特許文献７】特開平０５−１１７００３号公報
【特許文献８】特開２００５−１６２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に従来の材料を注入する場合、セメント系材料や水ガラス系材料では弾性がないためひび割れが生じやすく、再び地下水が侵入することがある。また、高分子系材料では物理的強度が小さいため、地下における特有の応力に対して充分とは言えない。さらにポリビニルアルコール系材料では、ポリビニルアルコールを架橋する目的で使用される架橋剤がアルデヒドやホルマリンなど環境負荷の大きい成分を含んでいるという課題があった。また、高分子系材料と無機系材料を複合させたものについても耐水性などが充分とは言えなかった。
また、一般細菌や大腸菌はｐＨが５〜９の中性領域で繁殖しやすいこと、アルカリ性領域では繁殖し難いことが知られているが、従来、ゲル化後のｐＨが酸性〜中性領域のものが多かった。
本発明は、適度な遮水性、弾力性、物理的強度（圧縮強度）、耐水性を有する弾性組成物およびそれを用いた補修工法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、本発明は、（１）ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物、（２）カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５である（１）の弾性組成物、（３）ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示す（１）または（２）の弾性組成物、（４）（１）〜（３）のいずれかの弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法、である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の弾性組成物をトンネルおよび下水管などの地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入することで、構造物の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明で使用するポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記）は、完全ケン化型ＰＶＡ、部分ケン化型ＰＶＡをはじめとして、水酸基を有し実質的に水溶性を保持しているものであればアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、アクリルアミドなどを付加した各種変性ＰＶＡを用いることもできる。
本発明に使用するＰＶＡの平均重合度は、５００〜３０００が好ましく、１０００〜２０００がより好ましい。また、ＰＶＡの鹸化度は８０ｍｏｌ％以上のものが好ましく、９０ｍｏｌ％以上がより好ましい。ＰＶＡの重合度や鹸化度が前記範囲外の場合には、硬化前の流動性、硬化後の物理的強度、弾力性、遮水性、耐水性に影響する場合がある。
【０００７】
本発明で使用されるＰＶＡは、あらかじめ水溶液として調製しておくことが好ましい。その固形分濃度は用途によって適宜決定されるものであり、特に限定されるものではないが、通常、３〜２０質量％程度とすることが好ましい。３質量％未満では硬化体の弾性が不足する場合があり、２０質量％を超えると水溶液の粘性が高くなる。
【０００８】
本発明で使用するチタンペルオキソ化合物の合成方法は、特開平２０００-１５９７８６号公報や特開２００４-４３３５３公報などに示されている。チタンの配位子としてクエン酸、リンゴ酸、グリコール酸など種々のタイプが知られており、水に安定に溶けることが明らかとなっている。またアンモニウム塩やナトリウム塩などの粉体のものも知られている。本発明ではこれら種々の形態のチタンペルオキソ化合物を利用することが可能である。
【０００９】
本発明で使用するカルシウムアルミネート化合物は、石灰石や石灰や消石灰などのカルシウム原料、ボーキサイトやアルミ残灰などのアルミニウム原料を所定の割合で配合し、熱処理した後、粉砕したものである。
熱処理温度は、１２００〜２０００℃が好ましく、１４００〜１６００℃の範囲がより好ましい。１２００℃未満では、所定の化合物が得られない場合があり、２０００℃を超えると不経済になる場合がある。焼成中の雰囲気は酸化雰囲気でも還元雰囲気でも構わない。また、焼成設備はロータリーキルンや電気炉などが使用可能である。原料としては、主成分であるＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３のほかにＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、フッ素、塩素、重金属類等の不純物を含む場合があるが、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。
【００１０】
本発明で使用するカルシウムアルミネート化合物のＣａＯ/Ａｌ２Ｏ３モル比は、特に限定されるものでは無いが、０．４〜２．５であることが好ましい。０．４未満では弾性体の圧縮強度が低くなる場合があり、２．５を超えるとゲル化時間が短くなる場合がある。なお、本発明の弾性組成物は、ゲル化後にアルカリ性を呈する。
【００１１】
カルシウムアルミネート化合物の粉末度は、ブレーン比表面積で１５００〜８０００ｃｍ２／ｇが好ましく３０００〜６０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。１５００ｃｍ２／ｇ未満の粗粒では充分な強度が得られない場合があり、８０００ｃｍ２／ｇを超える微粉末では反応性が高くなるため充分な可使時間を確保できない場合がある。ただし、有機酸などを併用して可使時間を調整する場合はこの限りではない。
【００１２】
カルシウムアルミネート化合物のガラス化率は、特に限定されるものではなく、結晶質でも非晶質でも本発明には使用可能である。結晶質のカルシウムアルミネート化合物としては、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、３ＣａＯ・５Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。これらのうち２種以上を併用することも可能である。
なお、本発明では、次に示すＸ線回折リートベルト法によってガラス化率の測定を行った。粉砕した試料に酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの内部標準物質を所定量添加し、めのう乳鉢で充分混合したのち、粉末Ｘ線回折測定を実施する。測定結果を定量ソフトで解析し、ガラス化率を求める。定量ソフトには、Sietronics社の「SIROQUANT」を用いた。
【００１３】
本発明におけるＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合は、用途によって異なるため特に限定されるものではないが、ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物の合計１００質量部中、ＰＶＡは２〜１５質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。水は４５〜８０質量部が好ましく、５５〜７０質量部がより好ましい。チタンペルオキソ化合物は、２〜３０質量部が好ましく、６〜１５質量部がより好ましい。カルシウムアルミネート化合物は、２〜４０質量部が好ましく、１０〜２０質量部がより好ましい。これら範囲外では硬化前の流動性や、硬化後の弾力性、強度、耐水性に影響する場合がある。
本発明の弾性組成物は、弾力性を確保するために、硬化体の弾性係数が０．０１〜１０Ｎ／ｍｍ２程度の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
本発明の弾性組成物は、水酸基やカルボキシル基の架橋剤として従来から使用されているものを、本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。
従来の架橋剤としては、脂肪族アルデヒド類、芳香族アルデヒド類、トリメチロールメラミンなどのメチロール基を有する化合物、ホウ砂やホウ酸などのホウ素化合物、Ｚｒ、Ａｌなどが有機物質と結合した金属アルコキシド類、イソシアネート基を有する化合物などが挙げられる。
【００１５】
本発明の弾性組成物の硬化速度を制御する目的で、クエン酸、酢酸、グルコン酸、シュウ酸、ギ酸、乳酸などの有機酸を用いることもできる。施工条件によって最適な硬化速度が異なるため有機酸の使用量は、特に限定されるものではないが、弾性組成物１００質量部に対して０．２５〜２質量部が好ましく、０．５〜１質量部がより好ましい。２質量部を超えると硬化体の強度が低下する場合がある。
【００１６】
本発明の弾性組成物は、硬化体の強度や弾性率、密度をコントロールする目的でフィラーを併用することができる。フィラーは、特に限定されることはなく、無機系や有機系のものが使用可能である。無機系としては、珪石、石灰石などの骨材、ベントナイトなどの粘土鉱物、ゼオライトなどのイオン交換体などが挙げられ、有機系材料としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維などの繊維状物質、イオン交換樹脂、吸水性ポリマーなどが挙げられる。これらを本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。
【００１７】
本発明における弾性組成物の混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、ナウタミキサなどが挙げられる。
混合順序は特に限定されるものではなく、ＰＶＡ水溶液にチタンペルオキソ化合物を添加して混合し、その後カルシウムアルミネート化合物を添加しても良いし、ＰＶＡ水溶液にカルシウムアルミネートを混合しておき、注入の直前にチタンペルオキソ化合物を添加することも可能である。
【００１８】
本発明の弾性組成物は、カルシウムアルミネート化合物の水和反応に伴って酸性領域からアルカリ性領域へと変化しゲル化する。チタンペルオキソ化合物は、カルシウムアルミネート化合物の水和遅延剤として働き、混合からしばらくの間ｐＨ８未満に保つことができる。弾性組成物は、その粘度および作業の安全性の観点から、酸性〜中性領域、具体的にはｐＨで５〜８程度であることが好ましい。ｐＨが８以上では皮膚に付着した際アルカリ薬傷を起す場合がある。カルシウムアルミネート化合物の代わりに普通セメントを使用した場合は、混合直後にｐＨが９を超える。
【００１９】
本発明のゲル化前の弾性組成物の粘度は、１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。ゲル化前の弾性組成物の粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、地盤への注入や土砂との混合が難しくなる場合がある。また、弾性組成物の粘度が１００００ｍＰａ・ｓ未満から５００００ｍＰａ・ｓ以上に変化する時間は短いことが好ましい。長すぎると地下水によって弾性組成物が拡散され地盤を改良できない場合がある。
ゲル化前の弾性組成物の粘度測定方法は種々あるが、本発明では、東機産業社製、ＴＶ−１０型粘度計を用いた。ローターはＨ６を使用し、ローター回転速度は２０ｒｐｍで評価した。混合した組成物５００ｍｌを容量５００ｍｌのビーカーに入れ、ローターが浸漬マーク（ローター軸が細くなっている部分）まで浸漬するように高さを調整した。環境温度は２０℃とし、測定粘度の単位はｍＰａ・ｓで表示した。
【００２０】
本発明の弾性組成物を用いて、トンネルおよび下水管などの地下構造物周囲の空洞や土壌中に注入して補修する工法は、特に限定されるものではない。例えば、空洞や漏水が見られるコンクリート壁にドリルで穴を開け、注入プラグをセットした後、本発明の弾性組成物を各種ポンプを用いて注入し、空洞部を充填しコンクリート背面に遮水層を形成する。また、地上から空洞部や構造物周囲に注入管を挿入して、各種注入ポンプを用いて注入することも可能である。
【００２１】
以下、実施例で詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
「実施例１」
重合度１７００、鹸化度９８．７ｍｏｌ％のＰＶＡと水道水を表１に示す割合となるように配合して８０℃に加温し、種々の固形分濃度のＰＶＡ水溶液を調製した。このＰＶＡ水溶液に表1に示す割合となるようにチタンペルオキソ化合物を混合し、その後カルシウムアルミネート化合物（a）をさらに配合して、ゲル化時間、ｐＨ、圧縮強度、弾性係数、弾力性、遮水性、耐水性を評価した。結果を表1に示す。
【００２３】
「使用材料」
ポリビニルアルコール：電気化学工業社製、商品名「Ｋ１７」、重合度１７００、鹸化度９８．７ｍｏｌ％
チタンペルオキソ化合物：チタンペルオキソクエン酸アンモニウム（化学式（ＮＨ４）４［Ｔｉ２（Ｃ６Ｈ４Ｏ７）２（Ｏ２）２］・４Ｈ２Ｏ、フルウチ化学社製、商品名「ＴＡＳ−ｆｉｎｅ」）を５０質量％水溶液となるように純水で溶解し、チタン濃度を７．１質量％とした。
カルシウムアルミネート化合物（ａ）：試作品、ＣａＯ３６質量％、Ａｌ２Ｏ３５７質量％、ＳｉＯ２４質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．１、ガラス化率３０％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ、密度３．００ｇ／ｃｍ３
水：水道水
【００２４】
「測定方法」
ゲル化時間：混合した弾性組成物を透明なスチロール瓶に流し込み、容器を傾けても液面が変動しなくなるまでの時間を計測した。
ｐＨ：弾性組成物１００ｍｌにｐＨ電極を差しこみ、混合終了時と１日後に測定を行った。弾性組成物がゲル化している場合は、弾性組成物に穴を開け電極を差し込んだ。圧縮強度：混合した弾性組成物を４×４×４ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で脱型後、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して測定を行った。荷重をかけても供試体が降伏しない場合には、供試体が５０％変位した時の荷重から圧縮強度を算出した。
弾性係数：混合した弾性組成物を３×３×３ｃｍの型枠に流し込み、７日間２０℃の環境下で養生して供試体を作製した。測定は市販の万能試験機（オートグラフ）を用い、供試体に載荷した時の応力とひずみの関係を測定し、５ｍｍ変位させた時の応力と変位から弾性係数を算出した。
弾力性：混合した弾性組成物を５×５×５ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で脱型し、市販の耐圧試験機を用いて上部から１ｃｍ裁荷した後除荷した。除荷後の供試体の高さ（ｘｃｍ）を測定して復元率を測定した。復元率は［１−（５−ｘ）］×１００（％）で算出し、弾力性の指標とした。
遮水性：模擬試験体に弾性組成物を注入し、注入から２４ｈｒ後の模擬試験体重量を測定して、漏水量を算出することで遮水性を評価した。模擬試験体は、容量３Ｌの直方体状ポリプロピレン製容器の側面の下部に直径２ｍｍの穴を開け、川砂２．７ｋｇを充填し、さらに漏水させるため、上部より水道水６００ｍｌを加えた。その直後、容量１０ｍｌのシリンジを用いて、模擬試験体の穴から弾性組成物を毎秒１ｍｌの速度で合計１０ｍｌ注入を行った。注入穴はテープで塞ぎ、注入から３ｈｒ後に取り外した。
耐水性：圧縮強度用のサンプルと同じ条件で作製した弾性組成物２０ｇを純水１００ｍｌに１ヶ月間浸漬し、浸漬水中の有機態炭素濃度を測定した。弾性組成物２０ｇ中の有機態炭素量をｘｇ、浸漬水に溶け出した有機態炭素量をｙｇとした場合、不溶化率（％）＝（1-ｙ/ｘ）×１００と定義する。不溶化率が高いほど耐水性に優れるといえる。測定には市販の全有機体炭素自動測定装置を用い、測定値から浸漬水に溶け出した有機態炭素量を算出した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、本発明の弾性組成物は、適度な圧縮強度、弾性係数、弾力性、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００２７】
「実施例２」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、カルシウムアルミネートの種類を変えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００２８】
「使用材料」
カルシウムアルミネート化合物（ｂ）：試作品、ブレーン比表面積８０００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（Ｃ）：試作品、ブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（ｄ)：試作品、ブレーン比表面積：１５００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（ｅ）：試作品、ＣａＯ５２質量％、Ａｌ２Ｏ３３８質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．５、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９２ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｆ）：試作品、ＣａＯ４６質量％、Ａｌ２Ｏ３４４質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．９、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９１ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｇ）：試作品、ＣａＯ５０．０質量％、Ａｌ２Ｏ３４０質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．３、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９２ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｈ）：試作品、ＣａＯ２９質量％、Ａｌ２Ｏ３６５質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比０．８、ガラス化率３０％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ、密度３．０５ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｉ）：試作品、ＣａＯ４５質量％、Ａｌ２Ｏ３３８質量％、ＳｉＯ２１３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．２、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９５ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｊ）：試作品、ＣａＯ５０質量％、Ａｌ２Ｏ３４０質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．３、ガラス化率０％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９３ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｋ）：試作品、ＣａＯ１８質量％、Ａｌ２Ｏ３７９質量％、ＳｉＯ２１質量％、ＴｉＯ２０質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比０．４、ガラス化率０％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度３．３０ｇ／ｃｍ３
普通ポルトランドセメント：市販品
消石灰：市販品
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２に示すように、本発明の弾性組成物は適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。また、カルシウムアルミネート化合物の代わりに、普通セメントなどの水硬性物質を加えると、組成物の強度は低く、弾性体が得られない。また、耐水性も充分ではない。
【００３１】
「実施例３」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、ＰＶＡの重合度とケン化度を変えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】
表３に示すように、本発明の弾性組成物は適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００３４】
「実施例４」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、有機酸をＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の合計１００質量部に対し、表４に示すように配合した以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に示す。なお、有機酸はＰＶＡ水溶液にあらかじめ混合し、その後チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物を配合した。
【００３５】
「使用材料」
有機酸：昭和化工社製、商品名「クエン酸（無水）」
【００３６】
【表４】
【００３７】
表４に示すように、本発明の弾性組成物はゲル化時間が調整可能であり、適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００３８】
「実施例５」
実施例１と同様に、ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物（ａ）を表５に示すように配合して弾性組成物を調製し、ｐＨ、ゲル化時間、圧縮強度を測定した。さらに、調製した弾性組成物を４×４×１６ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で１００ｇの質量となるようにカットして供試体とした。この供試体を２０℃環境下で水中に浸漬して弾性組成物の質量を継続的に測定した。なお、比較例として、有機チタン化合物（イ）または有機チタン化合物（ロ）を用い、カルシウムアルミネートを配合せずに調製したゲル組成物についても検討を行った。結果を表５に示す。
【００３９】
「使用材料」
有機チタン化合物（イ）：乳酸チタン化合物、化学式ＴｉＣ６Ｈ１０Ｏ７、松本製薬工業社製、商品名「ＴＣ−３１５」、チタン濃度８．２質量％の水溶液
有機チタン化合物（ロ）：ジイソプロポキシチタンビス（トリエタノールアミネート）、松本製薬工業社製、商品名「ＴＣ−４００」、チタン濃度８．３質量％の３倍希釈品
【００４０】
【表５】
【００４１】
表５に示すように、本発明の弾性組成物は混合直後ｐＨ６〜７を示し作業性の観点から安全である。また、弾性組成物を水中養生しても吸水膨潤による質量増加が少ないことから、水分を取り込み難く遮水性能に優れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の弾性組成物をトンネルおよび下水管などの地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入することで、適度な遮水性、弾力性、物理的強度を発現させ、構造物の耐久性を向上させることができるため、土木・建築分野などで幅広く適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木・建築分野において使用される弾性組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルや下水管などの地下構造物の周囲には、地下水の移動によって空洞が生じる。空洞は構造物内への地下水侵入の経路となるほか、地震や地山の圧力による応力集中の要因となり、構造物が破壊されやすくなるため、対策としてトンネルや下水管などの周囲の空洞に裏込材を注入することが有効である。
従来、セメント系材料や水ガラス系材料が主に使用されており、コンクリートポンプ等でトンネルや下水管背面に充填されている（特許文献１）。また、地下水の移動によって充填した材料が施工中に流されるのを防止するため、急結性を付与した材料の開発が進められている（特許文献２）。さらに、高分子系材料を注入することも検討されている（特許文献３、４、５）。一方、弾力性を有する組成物としてポリビニルアルコールを用いたゲル組成物に関する検討も行われている（特許文献６、７、８）。
【特許文献１】特開平１１−６１１２３号公報
【特許文献２】特許第３６００１５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４０１４号公報
【特許文献４】特開２００２−３７１２７８号公報
【特許文献５】特開平１１−２５６１３８号公報
【特許文献６】特開平０６−２０７０７１号公報
【特許文献７】特開平０５−１１７００３号公報
【特許文献８】特開２００５−１６２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に従来の材料を注入する場合、セメント系材料や水ガラス系材料では弾性がないためひび割れが生じやすく、再び地下水が侵入することがある。また、高分子系材料では物理的強度が小さいため、地下における特有の応力に対して充分とは言えない。さらにポリビニルアルコール系材料では、ポリビニルアルコールを架橋する目的で使用される架橋剤がアルデヒドやホルマリンなど環境負荷の大きい成分を含んでいるという課題があった。また、高分子系材料と無機系材料を複合させたものについても耐水性などが充分とは言えなかった。
また、一般細菌や大腸菌はｐＨが５〜９の中性領域で繁殖しやすいこと、アルカリ性領域では繁殖し難いことが知られているが、従来、ゲル化後のｐＨが酸性〜中性領域のものが多かった。
本発明は、適度な遮水性、弾力性、物理的強度（圧縮強度）、耐水性を有する弾性組成物およびそれを用いた補修工法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、本発明は、（１）ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物、（２）カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５である（１）の弾性組成物、（３）ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示す（１）または（２）の弾性組成物、（４）（１）〜（３）のいずれかの弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法、である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の弾性組成物をトンネルおよび下水管などの地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入することで、構造物の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明で使用するポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記）は、完全ケン化型ＰＶＡ、部分ケン化型ＰＶＡをはじめとして、水酸基を有し実質的に水溶性を保持しているものであればアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、アクリルアミドなどを付加した各種変性ＰＶＡを用いることもできる。
本発明に使用するＰＶＡの平均重合度は、５００〜３０００が好ましく、１０００〜２０００がより好ましい。また、ＰＶＡの鹸化度は８０ｍｏｌ％以上のものが好ましく、９０ｍｏｌ％以上がより好ましい。ＰＶＡの重合度や鹸化度が前記範囲外の場合には、硬化前の流動性、硬化後の物理的強度、弾力性、遮水性、耐水性に影響する場合がある。
【０００７】
本発明で使用されるＰＶＡは、あらかじめ水溶液として調製しておくことが好ましい。その固形分濃度は用途によって適宜決定されるものであり、特に限定されるものではないが、通常、３〜２０質量％程度とすることが好ましい。３質量％未満では硬化体の弾性が不足する場合があり、２０質量％を超えると水溶液の粘性が高くなる。
【０００８】
本発明で使用するチタンペルオキソ化合物の合成方法は、特開平２０００-１５９７８６号公報や特開２００４-４３３５３公報などに示されている。チタンの配位子としてクエン酸、リンゴ酸、グリコール酸など種々のタイプが知られており、水に安定に溶けることが明らかとなっている。またアンモニウム塩やナトリウム塩などの粉体のものも知られている。本発明ではこれら種々の形態のチタンペルオキソ化合物を利用することが可能である。
【０００９】
本発明で使用するカルシウムアルミネート化合物は、石灰石や石灰や消石灰などのカルシウム原料、ボーキサイトやアルミ残灰などのアルミニウム原料を所定の割合で配合し、熱処理した後、粉砕したものである。
熱処理温度は、１２００〜２０００℃が好ましく、１４００〜１６００℃の範囲がより好ましい。１２００℃未満では、所定の化合物が得られない場合があり、２０００℃を超えると不経済になる場合がある。焼成中の雰囲気は酸化雰囲気でも還元雰囲気でも構わない。また、焼成設備はロータリーキルンや電気炉などが使用可能である。原料としては、主成分であるＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３のほかにＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、フッ素、塩素、重金属類等の不純物を含む場合があるが、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。
【００１０】
本発明で使用するカルシウムアルミネート化合物のＣａＯ/Ａｌ２Ｏ３モル比は、特に限定されるものでは無いが、０．４〜２．５であることが好ましい。０．４未満では弾性体の圧縮強度が低くなる場合があり、２．５を超えるとゲル化時間が短くなる場合がある。なお、本発明の弾性組成物は、ゲル化後にアルカリ性を呈する。
【００１１】
カルシウムアルミネート化合物の粉末度は、ブレーン比表面積で１５００〜８０００ｃｍ２／ｇが好ましく３０００〜６０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。１５００ｃｍ２／ｇ未満の粗粒では充分な強度が得られない場合があり、８０００ｃｍ２／ｇを超える微粉末では反応性が高くなるため充分な可使時間を確保できない場合がある。ただし、有機酸などを併用して可使時間を調整する場合はこの限りではない。
【００１２】
カルシウムアルミネート化合物のガラス化率は、特に限定されるものではなく、結晶質でも非晶質でも本発明には使用可能である。結晶質のカルシウムアルミネート化合物としては、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、３ＣａＯ・５Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。これらのうち２種以上を併用することも可能である。
なお、本発明では、次に示すＸ線回折リートベルト法によってガラス化率の測定を行った。粉砕した試料に酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの内部標準物質を所定量添加し、めのう乳鉢で充分混合したのち、粉末Ｘ線回折測定を実施する。測定結果を定量ソフトで解析し、ガラス化率を求める。定量ソフトには、Sietronics社の「SIROQUANT」を用いた。
【００１３】
本発明におけるＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合は、用途によって異なるため特に限定されるものではないが、ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物の合計１００質量部中、ＰＶＡは２〜１５質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。水は４５〜８０質量部が好ましく、５５〜７０質量部がより好ましい。チタンペルオキソ化合物は、２〜３０質量部が好ましく、６〜１５質量部がより好ましい。カルシウムアルミネート化合物は、２〜４０質量部が好ましく、１０〜２０質量部がより好ましい。これら範囲外では硬化前の流動性や、硬化後の弾力性、強度、耐水性に影響する場合がある。
本発明の弾性組成物は、弾力性を確保するために、硬化体の弾性係数が０．０１〜１０Ｎ／ｍｍ２程度の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
本発明の弾性組成物は、水酸基やカルボキシル基の架橋剤として従来から使用されているものを、本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。
従来の架橋剤としては、脂肪族アルデヒド類、芳香族アルデヒド類、トリメチロールメラミンなどのメチロール基を有する化合物、ホウ砂やホウ酸などのホウ素化合物、Ｚｒ、Ａｌなどが有機物質と結合した金属アルコキシド類、イソシアネート基を有する化合物などが挙げられる。
【００１５】
本発明の弾性組成物の硬化速度を制御する目的で、クエン酸、酢酸、グルコン酸、シュウ酸、ギ酸、乳酸などの有機酸を用いることもできる。施工条件によって最適な硬化速度が異なるため有機酸の使用量は、特に限定されるものではないが、弾性組成物１００質量部に対して０．２５〜２質量部が好ましく、０．５〜１質量部がより好ましい。２質量部を超えると硬化体の強度が低下する場合がある。
【００１６】
本発明の弾性組成物は、硬化体の強度や弾性率、密度をコントロールする目的でフィラーを併用することができる。フィラーは、特に限定されることはなく、無機系や有機系のものが使用可能である。無機系としては、珪石、石灰石などの骨材、ベントナイトなどの粘土鉱物、ゼオライトなどのイオン交換体などが挙げられ、有機系材料としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維などの繊維状物質、イオン交換樹脂、吸水性ポリマーなどが挙げられる。これらを本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。
【００１７】
本発明における弾性組成物の混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、ナウタミキサなどが挙げられる。
混合順序は特に限定されるものではなく、ＰＶＡ水溶液にチタンペルオキソ化合物を添加して混合し、その後カルシウムアルミネート化合物を添加しても良いし、ＰＶＡ水溶液にカルシウムアルミネートを混合しておき、注入の直前にチタンペルオキソ化合物を添加することも可能である。
【００１８】
本発明の弾性組成物は、カルシウムアルミネート化合物の水和反応に伴って酸性領域からアルカリ性領域へと変化しゲル化する。チタンペルオキソ化合物は、カルシウムアルミネート化合物の水和遅延剤として働き、混合からしばらくの間ｐＨ８未満に保つことができる。弾性組成物は、その粘度および作業の安全性の観点から、酸性〜中性領域、具体的にはｐＨで５〜８程度であることが好ましい。ｐＨが８以上では皮膚に付着した際アルカリ薬傷を起す場合がある。カルシウムアルミネート化合物の代わりに普通セメントを使用した場合は、混合直後にｐＨが９を超える。
【００１９】
本発明のゲル化前の弾性組成物の粘度は、１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。ゲル化前の弾性組成物の粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、地盤への注入や土砂との混合が難しくなる場合がある。また、弾性組成物の粘度が１００００ｍＰａ・ｓ未満から５００００ｍＰａ・ｓ以上に変化する時間は短いことが好ましい。長すぎると地下水によって弾性組成物が拡散され地盤を改良できない場合がある。
ゲル化前の弾性組成物の粘度測定方法は種々あるが、本発明では、東機産業社製、ＴＶ−１０型粘度計を用いた。ローターはＨ６を使用し、ローター回転速度は２０ｒｐｍで評価した。混合した組成物５００ｍｌを容量５００ｍｌのビーカーに入れ、ローターが浸漬マーク（ローター軸が細くなっている部分）まで浸漬するように高さを調整した。環境温度は２０℃とし、測定粘度の単位はｍＰａ・ｓで表示した。
【００２０】
本発明の弾性組成物を用いて、トンネルおよび下水管などの地下構造物周囲の空洞や土壌中に注入して補修する工法は、特に限定されるものではない。例えば、空洞や漏水が見られるコンクリート壁にドリルで穴を開け、注入プラグをセットした後、本発明の弾性組成物を各種ポンプを用いて注入し、空洞部を充填しコンクリート背面に遮水層を形成する。また、地上から空洞部や構造物周囲に注入管を挿入して、各種注入ポンプを用いて注入することも可能である。
【００２１】
以下、実施例で詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
「実施例１」
重合度１７００、鹸化度９８．７ｍｏｌ％のＰＶＡと水道水を表１に示す割合となるように配合して８０℃に加温し、種々の固形分濃度のＰＶＡ水溶液を調製した。このＰＶＡ水溶液に表1に示す割合となるようにチタンペルオキソ化合物を混合し、その後カルシウムアルミネート化合物（a）をさらに配合して、ゲル化時間、ｐＨ、圧縮強度、弾性係数、弾力性、遮水性、耐水性を評価した。結果を表1に示す。
【００２３】
「使用材料」
ポリビニルアルコール：電気化学工業社製、商品名「Ｋ１７」、重合度１７００、鹸化度９８．７ｍｏｌ％
チタンペルオキソ化合物：チタンペルオキソクエン酸アンモニウム（化学式（ＮＨ４）４［Ｔｉ２（Ｃ６Ｈ４Ｏ７）２（Ｏ２）２］・４Ｈ２Ｏ、フルウチ化学社製、商品名「ＴＡＳ−ｆｉｎｅ」）を５０質量％水溶液となるように純水で溶解し、チタン濃度を７．１質量％とした。
カルシウムアルミネート化合物（ａ）：試作品、ＣａＯ３６質量％、Ａｌ２Ｏ３５７質量％、ＳｉＯ２４質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．１、ガラス化率３０％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ、密度３．００ｇ／ｃｍ３
水：水道水
【００２４】
「測定方法」
ゲル化時間：混合した弾性組成物を透明なスチロール瓶に流し込み、容器を傾けても液面が変動しなくなるまでの時間を計測した。
ｐＨ：弾性組成物１００ｍｌにｐＨ電極を差しこみ、混合終了時と１日後に測定を行った。弾性組成物がゲル化している場合は、弾性組成物に穴を開け電極を差し込んだ。圧縮強度：混合した弾性組成物を４×４×４ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で脱型後、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して測定を行った。荷重をかけても供試体が降伏しない場合には、供試体が５０％変位した時の荷重から圧縮強度を算出した。
弾性係数：混合した弾性組成物を３×３×３ｃｍの型枠に流し込み、７日間２０℃の環境下で養生して供試体を作製した。測定は市販の万能試験機（オートグラフ）を用い、供試体に載荷した時の応力とひずみの関係を測定し、５ｍｍ変位させた時の応力と変位から弾性係数を算出した。
弾力性：混合した弾性組成物を５×５×５ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で脱型し、市販の耐圧試験機を用いて上部から１ｃｍ裁荷した後除荷した。除荷後の供試体の高さ（ｘｃｍ）を測定して復元率を測定した。復元率は［１−（５−ｘ）］×１００（％）で算出し、弾力性の指標とした。
遮水性：模擬試験体に弾性組成物を注入し、注入から２４ｈｒ後の模擬試験体重量を測定して、漏水量を算出することで遮水性を評価した。模擬試験体は、容量３Ｌの直方体状ポリプロピレン製容器の側面の下部に直径２ｍｍの穴を開け、川砂２．７ｋｇを充填し、さらに漏水させるため、上部より水道水６００ｍｌを加えた。その直後、容量１０ｍｌのシリンジを用いて、模擬試験体の穴から弾性組成物を毎秒１ｍｌの速度で合計１０ｍｌ注入を行った。注入穴はテープで塞ぎ、注入から３ｈｒ後に取り外した。
耐水性：圧縮強度用のサンプルと同じ条件で作製した弾性組成物２０ｇを純水１００ｍｌに１ヶ月間浸漬し、浸漬水中の有機態炭素濃度を測定した。弾性組成物２０ｇ中の有機態炭素量をｘｇ、浸漬水に溶け出した有機態炭素量をｙｇとした場合、不溶化率（％）＝（1-ｙ/ｘ）×１００と定義する。不溶化率が高いほど耐水性に優れるといえる。測定には市販の全有機体炭素自動測定装置を用い、測定値から浸漬水に溶け出した有機態炭素量を算出した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、本発明の弾性組成物は、適度な圧縮強度、弾性係数、弾力性、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００２７】
「実施例２」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、カルシウムアルミネートの種類を変えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００２８】
「使用材料」
カルシウムアルミネート化合物（ｂ）：試作品、ブレーン比表面積８０００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（Ｃ）：試作品、ブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（ｄ)：試作品、ブレーン比表面積：１５００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネート化合物（ａ）
カルシウムアルミネート化合物（ｅ）：試作品、ＣａＯ５２質量％、Ａｌ２Ｏ３３８質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．５、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９２ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｆ）：試作品、ＣａＯ４６質量％、Ａｌ２Ｏ３４４質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．９、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９１ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｇ）：試作品、ＣａＯ５０．０質量％、Ａｌ２Ｏ３４０質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．３、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９２ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｈ）：試作品、ＣａＯ２９質量％、Ａｌ２Ｏ３６５質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比０．８、ガラス化率３０％、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ、密度３．０５ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｉ）：試作品、ＣａＯ４５質量％、Ａｌ２Ｏ３３８質量％、ＳｉＯ２１３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．２、ガラス化率９８％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９５ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｊ）：試作品、ＣａＯ５０質量％、Ａｌ２Ｏ３４０質量％、ＳｉＯ２３質量％、ＴｉＯ２３質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．３、ガラス化率０％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度２．９３ｇ／ｃｍ３
カルシウムアルミネート化合物（ｋ）：試作品、ＣａＯ１８質量％、Ａｌ２Ｏ３７９質量％、ＳｉＯ２１質量％、ＴｉＯ２０質量％、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比０．４、ガラス化率０％、ブレーン比表面積６０００ｃｍ２／ｇ、密度３．３０ｇ／ｃｍ３
普通ポルトランドセメント：市販品
消石灰：市販品
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２に示すように、本発明の弾性組成物は適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。また、カルシウムアルミネート化合物の代わりに、普通セメントなどの水硬性物質を加えると、組成物の強度は低く、弾性体が得られない。また、耐水性も充分ではない。
【００３１】
「実施例３」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、ＰＶＡの重合度とケン化度を変えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】
表３に示すように、本発明の弾性組成物は適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００３４】
「実施例４」
ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の配合割合を、それぞれ７．２質量部、６４．４質量部、８．４質量部、２０．０質量部に固定し、有機酸をＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物の合計１００質量部に対し、表４に示すように配合した以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に示す。なお、有機酸はＰＶＡ水溶液にあらかじめ混合し、その後チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物を配合した。
【００３５】
「使用材料」
有機酸：昭和化工社製、商品名「クエン酸（無水）」
【００３６】
【表４】
【００３７】
表４に示すように、本発明の弾性組成物はゲル化時間が調整可能であり、適度な圧縮強度、弾性係数、遮水性を有し耐水性に優れることが分かる。
【００３８】
「実施例５」
実施例１と同様に、ＰＶＡ、水、チタンペルオキソ化合物、カルシウムアルミネート化合物（ａ）を表５に示すように配合して弾性組成物を調製し、ｐＨ、ゲル化時間、圧縮強度を測定した。さらに、調製した弾性組成物を４×４×１６ｃｍの型枠に流し込み、材齢１日で１００ｇの質量となるようにカットして供試体とした。この供試体を２０℃環境下で水中に浸漬して弾性組成物の質量を継続的に測定した。なお、比較例として、有機チタン化合物（イ）または有機チタン化合物（ロ）を用い、カルシウムアルミネートを配合せずに調製したゲル組成物についても検討を行った。結果を表５に示す。
【００３９】
「使用材料」
有機チタン化合物（イ）：乳酸チタン化合物、化学式ＴｉＣ６Ｈ１０Ｏ７、松本製薬工業社製、商品名「ＴＣ−３１５」、チタン濃度８．２質量％の水溶液
有機チタン化合物（ロ）：ジイソプロポキシチタンビス（トリエタノールアミネート）、松本製薬工業社製、商品名「ＴＣ−４００」、チタン濃度８．３質量％の３倍希釈品
【００４０】
【表５】
【００４１】
表５に示すように、本発明の弾性組成物は混合直後ｐＨ６〜７を示し作業性の観点から安全である。また、弾性組成物を水中養生しても吸水膨潤による質量増加が少ないことから、水分を取り込み難く遮水性能に優れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の弾性組成物をトンネルおよび下水管などの地下構造物周囲に存在する空洞や土壌中に注入することで、適度な遮水性、弾力性、物理的強度を発現させ、構造物の耐久性を向上させることができるため、土木・建築分野などで幅広く適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物。
【請求項２】
カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５であることを特徴とする請求項１記載の弾性組成物。
【請求項３】
ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示す請求項１または２記載の弾性組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法。
【請求項１】
ポリビニルアルコール、水、チタンペルオキソ化合物、およびカルシウムアルミネート化合物を含有してなる弾性組成物。
【請求項２】
カルシウムアルミネート化合物のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．４〜２．５であることを特徴とする請求項１記載の弾性組成物。
【請求項３】
ゲル化前のｐＨが８未満で、ゲル化後のｐＨが９以上を示す請求項１または２記載の弾性組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性組成物を地下構造物周囲に注入することを特徴とする補修工法。
【公開番号】特開２００７−１７７２１２（Ｐ２００７−１７７２１２Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８９３６６（Ｐ２００６−２８９３６６）
【出願日】平成１８年１０月２５日（２００６．１０．２５）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２５日（２００６．１０．２５）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]