粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物
【課題】１）生成するスライムの粘度が低く、流動性に優れていること、２）スライムの硬化体が発現する早期強度に優れていること、３）建設汚泥として地上へ排出されるスライムの量が少なく、経済的に優れていること等を同時に充足することができる粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を提供する。
【解決手段】粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、リグニンスルホン酸ナトリウムを２〜８９．９質量％、炭酸アルカリ金属塩を１０〜９０質量％及び特定のポリエーテル消泡剤を０．１〜８質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成る粉状の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成るものとした。
【解決手段】粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、リグニンスルホン酸ナトリウムを２〜８９．９質量％、炭酸アルカリ金属塩を１０〜９０質量％及び特定のポリエーテル消泡剤を０．１〜８質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成る粉状の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成るものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に関する。軟弱な地盤の強度の向上、透水性地盤の止水や遮水等を図るため、地盤改良工事が行なわれている。なかでも、セメントミルクを地中に高圧噴射し、土壌と混合するジェットグラウト工法が注目されている。この工法は、地中に多重管を挿入して回転させながら、その先端付近からセメントミルクを高圧噴射して、地中の土壌を切削すると同時に切削した土壌とセメントミルクとの混合物であるソイルセメントスラリー（以下、単にスライムという）の一部を地上に排出し、その一方で地中の該スライムを硬化させ、地盤を改良する工法である。かかるジェットグラウト工法をはじめとして、セメントミルクを地中に注入する地盤改良工事では、生成するスライムの粘度を低くして流動性を良くすると共に、該スライムが充分な強度を有する硬化体となり、しかもこれらが経済的に達成されることが要求される。生成するスライムの粘度が高くて流動性が悪いと、セメントミルクの注入不良やスライムの地上への排出不良等を引き起こして地盤改良工事それ自体に支障をきたし、かかる支障が生じるのを避けるためにセメントミルクの加水量や注入率等を高くすると、それだけ建設汚泥となる地上へ排出されるスライムの量が増加し、その処理費用が嵩むのである。本発明は、前記のような要求に応える粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生成するスライムの粘度を低下させ、流動性を高める手段として、各種の添加剤を用いることが知られている（例えば特許文献１〜９参照）。しかし、これら従来の手段では、前記した要求に充分に応えることができないという問題がある。
【特許文献１】特開平５−３２０６４２号公報
【特許文献２】特開平１０−９５９７６号公報
【特許文献３】特開平１０−２１２４８２号公報
【特許文献４】特開平１０−２５１６４１号公報
【特許文献５】特開平１１−２５４４２５号公報
【特許文献６】特開２０００−１６９２０９号公報
【特許文献７】特開２００４−１４３０４１号公報
【特許文献８】特開２００４−１７５９８９号公報
【特許文献９】特開２００７−２１７２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、１）生成するスライムの粘度が低く、流動性に優れていること、２）スライムの硬化体が発現する早期強度に優れていること、３）建設汚泥として地上へ排出されるスライムの量が少なく、経済的に優れていること等を同時に充足することができる粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
しかして本発明者らは、前記の課題を解決すべく研究した結果、粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物としては、粉状のセメント系固化材に、リグニンスルホン酸ナトリウム、炭酸アルカリ金属塩及び特定のポリエーテル系消泡剤から成る粉状の地盤改良用添加剤を所定割合で含有させたものが正しく好適であることを見出した。
【０００５】
すなわち本発明は、粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の下記の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成ることを特徴とする粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に係る。
【０００６】
地盤改良用添加剤：下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つ該Ａ成分を２〜８９．９質量％、該Ｂ成分を１０〜９０質量％及び該Ｃ成分を０．１〜８質量％の割合で含有して成る地盤改良用添加剤
Ａ成分：リグニンスルホン酸ナトリウム
Ｂ成分：炭酸アルカリ金属塩
Ｃ成分：下記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤
【０００７】
Ｄ成分：下記の化１で示されるブロック共重合体
Ｅ成分：多孔質シリカ微粉末
【０００８】
【化１】
【０００９】
化１において、
Ｒ１：炭素数１２〜２０の脂肪族炭化水素基
Ａ１：オキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
Ａ２：オキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
【００１０】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる地盤改良用添加剤は、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成るものである。Ａ成分は、リグニンスルホン酸ナトリウムであるが、粉状のリグニンスルホン酸ナトリウムが好ましい。一般に、リグニンスルホン酸は、木材の主要成分であるリグニンをスルホン化したものに含まれる水溶性の天然高分子であり、アルカリで脱糖処理したものがコンクリート用セメント分散剤として使用されている。コンクリート用セメント分散剤に使用されるリグニンスルホン酸塩としては、リグニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸マグネシウム等がよく知られているが、本発明においては、リグニンスルホン酸ナトリウムを使用することが重要である。カルシウム塩やマグネシウム塩は、スライムの流動性を低下させると共に、凝結遅延性を示し、スライムから得られる硬化体の初期強度の低下を招くので好ましくない。またアルカリによる脱糖処理後の還元糖類の残存量は１０％未満の範囲内であってより少ないものが好ましい。更に粉状のリグニンスルホン酸ナトリウムとしては、粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１１】
Ｂ成分は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸アルカリ金属塩であるが、なかでも炭酸ナトリウムが好ましい。Ｂ成分は一般に、粉状又は顆粒状で供給されるが、粉状のものが好ましく、なかでも粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１２】
Ｃ成分は、前記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤であるが、Ｄ成分を５５〜６５質量％及びＥ成分を３５〜４５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤が好ましい。
【００１３】
Ｄ成分は、化１で示されるブロック共重合体である。化１中のＲ１は、１）ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等の炭素数１２〜２０の飽和脂肪族炭化水素基、２）８−ヘキサデセニル基、９−オクタデセニル基、１０−エイコセニル基等の炭素数１２〜２０の不飽和脂肪族炭化水素基である。なかでもＲ１としては、不飽和脂肪族炭化水素基が好ましく、９−オクタデセニル基がより好ましい。また化１中のＡ１はオキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基であるが、オキシエチレン単位の繰り返し数５〜９のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基が好ましい。更に化１中のＡ２はオキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基であるが、オキシプロピレン単位の繰り返し数３５〜４５のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基が好ましい。
【００１４】
Ｅ成分は、多孔質シリカ微粉末である。かかる多孔質シリカ微粉末は、一般に水ガラスを塩酸等の酸で中和し、析出した沈殿物を水洗した後、乾燥して粉末状としたもので、ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏの組成で示される非晶質の珪酸であり、それ自体としては公知のものを使用できるが、なかでも比表面積が５０〜４５０ｍ２／ｇであって、且つ平均粒子径が０．１〜５００μｍの範囲のものが好ましく、更に吸油量（ＪＩＳ−Ｋ５１０１−１３による吸油量）が１００ml／１００ｇを超えるものがより好ましい。
【００１５】
Ｃ成分として用いるポリエーテル系消泡剤は、公知の方法（例えば、特開２００４−０４９１２８８号公報に記載の方法）で製造できる。かかるポリエーテル系消泡剤としては、粉状のものが好ましく、なかでも粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１６】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる地盤改良用添加剤は、以上説明したＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つＡ成分を２〜８９．９質量％、Ｂ成分を１０〜９０質量％及びＣ成分を０．１〜８質量％（合計１００質量％）含有して成るものであるが、Ａ成分を１５〜７９.７質量％、Ｂ成分を２０〜８０質量％及びＣ成分を０．３〜５質量％（合計１００質量％）含有して成るものが好ましい。
【００１７】
以上説明した地盤改良用添加剤は、公知の方法で製造できる。Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分がいずれも粉状である場合、攪拌羽根を備えたミキサーを用いて、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分を室温で混合するだけで、乾燥や粉砕をすることなく、ブロッキングのない、粉状の地盤改良用添加剤を得ることができる。かかる粉状の地盤改良用添加剤のなかでも、粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１８】
本発明に係る地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる粉状のセメント系固化材としては、１）普通セメント、早強セメント、超早強セメント、中庸熱セメント等の各種ポルトランドセメント、２）高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種混合セメント等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を適宜使用できる。なかでも、粉状のセメント系固化材としては、各種ポルトランドセメントと、その７０質量％以下の範囲内で高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカヒューム微粉末、石灰石微粉末、石膏等の微粉末混和材料とを混合したものが好ましく、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントＢ種から成り、且つ普通ポルトランドセメントを１０〜４０質量％及び高炉セメントＢ種を６０〜９０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものがより好ましい。
【００１９】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の前記した地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有するものとするが、２〜１０質量部の割合で含有するものとするのが好ましい。粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の前記した地盤改良用添加剤の含有割合が０．５質量部未満であると、生成するスライムの流動性が不充分となり、逆に１５質量部超であると、スライムの凝結遅延性が大きくなって得られる硬化体の初期強度の発現が不充分となる。
【００２０】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、スライムを生成させて硬化させる各種の地盤改良工事、なかでもジェットグラウト工法に有用である。通常、本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を、ミキサーを用いて、その質量の１００〜３００％、好ましくは１２５〜２７５％の混練水と混合してセメントミルクを調製し、該セメントミルクを改良すべき地盤中に注入し、混合して、硬化させる。ジェットグラウト工法では通常、改良すべき対象土壌容積の０．３〜１．５倍の容積、好ましくは０．５〜１．２倍の容積のセメントミルクを高圧ポンプを用いて地盤中に注入し、混合する。
【００２１】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、各種の土壌で構成された地盤の改良に有用である。なかでも、粒子径７５μｍ以下のシルト分を５０質量％以上含有する土壌、又は粒子径５μｍ以下の粘土分を２０質量％以上含有する土壌の地盤改良に用いる場合に効果の発現が高い。かかる高粘性の土壌に対しても、地中へのセメントミルクの注入率を上げることなく、したがって建設汚泥となる地上へ排出されるスライムの発生量を抑えつつ、生成するスライムに充分な流動性を付与することができ、また該スライムから得られる硬化体に充分な初期強度を発現させることができる。
【００２２】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物の使用に際しては、合目的的に他の剤を併用することができる。かかる他の剤としては、防腐剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防水剤等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物によると、地盤を構成する各種の土壌に対して生成するスライムに充分な流動性を付与することができ、また該スライムから得られる硬化体に充分な初期強度を発現させることができ、しかもこれらを経済的に行なうことができるという効果がある。
【００２４】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【実施例】
【００２５】
試験区分１（ブロック共重合体の合成）
・Ｄ成分としてのブロック共重合体（Ｄ−１）の合成
オレイルアルコール２６９ｇ（１モル）をオートクレーブに仕込み、触媒として水酸化カリウム０．７ｇを加えた後、オートクレーブ内を窒素置換した。撹拌しながら、反応温度を１１５〜１２５℃に保ち、エチレンオキサイド２６４ｇ（６モル）を圧入して付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で１時間熟成した後、反応温度を１２５〜１３５℃に保ち、プロピレンオキサイド２３２０ｇ（４０モル）を圧入して付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で２時間熟成して反応を終了し、生成物を得た。この生成物を、吸着材を用いて濾別精製し、分析したところ、化１中のＲ１が９−オクタデセニル基、Ａ１がオキシエチレン単位の繰り返し数６のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基、Ａ２がオキシプロピレン単位の繰り返し数４０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である場合の化１で示されるブロック共重合体（Ｄ−１）であった。
【００２６】
・ブロック共重合体（Ｄ−２）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）の合成
ブロック共重合体（Ｄ−１）の合成と同様にして、ブロック共重合体（Ｄ−２）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）を合成した。以上で合成したブロック共重合体（Ｄ−１）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）の内容を表１にまとめて示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
試験区分２（Ｃ成分の調製）
・Ｃ成分としてのポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）の調製
Ｅ成分として多孔質シリカ微粉末（Ｅ−１）（株式会社トクヤマ社製の商品名トクシールＮＲ、比表面積１８０ｍ２／ｇ、平均粒子径８５μｍ）８kgをリボンミキサーに仕込み、次いでブロック共重合体（Ｄ−１）１２kgをリボンミキサーに撹拌しながら少しずつ分割添加して充分に混合した後、篩を用いて分級し、粒子径が１〜５００μｍの範囲内の粉状のポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）２０kgを得た。
【００２９】
・ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−２）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の調製
ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）の調製と同様にして、ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−２）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の調製をした。以上で調製したポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の内容を表２にまとめて示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】
試験区分３（粉状の地盤改良用添加剤の調製）
・粉状の地盤改良用添加剤（Ｍ−１）の調製
Ａ成分として、粉状のリグニンスルホン酸ナトリウム（ノルウェーのボレガード社製の商品名ボレスパースＮＡ）７．４kgをリボンミキサーに仕込み、次いでＢ成分として炭酸ナトリウム１２kg及びＣ成分として試験区分２で調製したポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）０．６kgをリボンミキサーに撹拌しながら少しずつ分割添加して充分に混合した後、篩を用いて分級し、粒子径が１〜５００μｍの範囲内の粉状の地盤改良用添加剤２０kgを得た。
【００３２】
・地盤改良用添加剤（Ｍ−２）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の製造
地盤改良用添加剤（Ｍ−１）の製造と同様にして、地盤改良用添加剤（Ｍ−２）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）を調製した。以上で調製した地盤改良用添加剤（Ｍ−１）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の内容を表３にまとめて示した。
【００３３】
【表３】
【００３４】
表３において、
Ａ−１：粉状のリグニンスルホン酸ナトリウム
ＡＲ−１：粉状のリグニンスルホン酸カルシウム
ＡＲ−２：粉状のリグニンスルホン酸マグネシウム
Ｂ−１：粉状の炭酸ナトリウム
Ｂ−２：粉状の炭酸カリウム
Ｂ−３：粉状の炭酸リチウム
ＢＲ−１：粉状の炭酸カルシウム
Ｃ−１〜Ｃ−６及びＣＲ−１〜ＣＲ−６：試験区分２で調製したポリエーテル系消泡剤
【００３５】
試験区分４（粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物の調製）
２Ｌのホバートミキサーに粉状のセメント系固化材１０００部を投入し、次に試験区分３で調製した粉状の地盤改良用添加剤を所定部添加して混合し、表４及び表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を製造した。内容を表４及び表５にまとめて示した。
【００３６】
【表４】
【００３７】
表４において、
粉状の地盤改良用添加剤の割合：粉状のセメント系固化材１００部に対する部数
Ｎ−１：普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物
Ｎ−２：普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）
これらは以下同じ
【００３８】
【表５】
【００３９】
試験区分５（セメントミルク及びスライムの調製並びに評価）
・試験例１〜１０及び比較試験例１〜１６
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．１の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表８にまとめて示した。
【００４０】
・試験例１１〜１４及び比較試験例１７〜２１
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．２の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４１】
・試験例１５〜１８及び比較試験例２２〜２５
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．３の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４２】
・試験例１９〜２２及び比較試験例２６〜２９
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．４の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４３】
・参考試験例１
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．５の条件にしたがい、計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４４】
・参考試験例２
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．６の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４５】
・参考試験例３
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．７の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４６】
・参考試験例４
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．８の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４７】
・参考試験例５
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．９の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４８】
・参考試験例６
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．１０の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４９】
【表６】
【００５０】
表６において、
注入率：掘削土１ｍ３当たりの注入（混合）したセメントミルクの容量（ｍ３）の割合（％）
【００５１】
【表７】
【００５２】
表７において、
粘土分：粒子径５μｍ未満の粘土粒子
シルト分：粒子径５μｍ〜７５μｍ未満のシルト粒子
砂分：粒子径７５μｍ〜２mmの砂粒子
【００５３】
試験区分５で調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度は下記のように測定した。
・単位容積質量：ＪＩＳ−Ａ１１７１に準拠し、単位容積質量（kg／Ｌ）を測定した。測定値が大きいほど、掘削時の巻き込み空気量が少なく、硬化物の組織が緻密であることを示す。
・粘度：Ｂ型粘度計を用い、練り混ぜ直後と３０分後に、２０℃にて粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。測定値が小さいほど粘度が小さく、流動性が優れていることを示す。施工現場で注入・噴射・混合が可能な流動性を有するスライムとするには、調製したスライムの粘度の値が１００００ｍＰａ・ｓ以下であることが望まれる。
・一軸圧縮強度試験：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、直径５０mm×高さ１００mmの型枠を用いて成形したスライムの成型品について、材齢１日、７日及び２８日の圧縮強度（ｋＮ／ｍ２）を測定した。
【００５４】
【表８】
【００５５】
【表９】
【００５６】
表９において、
＊６：固化せず
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に関する。軟弱な地盤の強度の向上、透水性地盤の止水や遮水等を図るため、地盤改良工事が行なわれている。なかでも、セメントミルクを地中に高圧噴射し、土壌と混合するジェットグラウト工法が注目されている。この工法は、地中に多重管を挿入して回転させながら、その先端付近からセメントミルクを高圧噴射して、地中の土壌を切削すると同時に切削した土壌とセメントミルクとの混合物であるソイルセメントスラリー（以下、単にスライムという）の一部を地上に排出し、その一方で地中の該スライムを硬化させ、地盤を改良する工法である。かかるジェットグラウト工法をはじめとして、セメントミルクを地中に注入する地盤改良工事では、生成するスライムの粘度を低くして流動性を良くすると共に、該スライムが充分な強度を有する硬化体となり、しかもこれらが経済的に達成されることが要求される。生成するスライムの粘度が高くて流動性が悪いと、セメントミルクの注入不良やスライムの地上への排出不良等を引き起こして地盤改良工事それ自体に支障をきたし、かかる支障が生じるのを避けるためにセメントミルクの加水量や注入率等を高くすると、それだけ建設汚泥となる地上へ排出されるスライムの量が増加し、その処理費用が嵩むのである。本発明は、前記のような要求に応える粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生成するスライムの粘度を低下させ、流動性を高める手段として、各種の添加剤を用いることが知られている（例えば特許文献１〜９参照）。しかし、これら従来の手段では、前記した要求に充分に応えることができないという問題がある。
【特許文献１】特開平５−３２０６４２号公報
【特許文献２】特開平１０−９５９７６号公報
【特許文献３】特開平１０−２１２４８２号公報
【特許文献４】特開平１０−２５１６４１号公報
【特許文献５】特開平１１−２５４４２５号公報
【特許文献６】特開２０００−１６９２０９号公報
【特許文献７】特開２００４−１４３０４１号公報
【特許文献８】特開２００４−１７５９８９号公報
【特許文献９】特開２００７−２１７２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、１）生成するスライムの粘度が低く、流動性に優れていること、２）スライムの硬化体が発現する早期強度に優れていること、３）建設汚泥として地上へ排出されるスライムの量が少なく、経済的に優れていること等を同時に充足することができる粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
しかして本発明者らは、前記の課題を解決すべく研究した結果、粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物としては、粉状のセメント系固化材に、リグニンスルホン酸ナトリウム、炭酸アルカリ金属塩及び特定のポリエーテル系消泡剤から成る粉状の地盤改良用添加剤を所定割合で含有させたものが正しく好適であることを見出した。
【０００５】
すなわち本発明は、粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の下記の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成ることを特徴とする粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に係る。
【０００６】
地盤改良用添加剤：下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つ該Ａ成分を２〜８９．９質量％、該Ｂ成分を１０〜９０質量％及び該Ｃ成分を０．１〜８質量％の割合で含有して成る地盤改良用添加剤
Ａ成分：リグニンスルホン酸ナトリウム
Ｂ成分：炭酸アルカリ金属塩
Ｃ成分：下記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤
【０００７】
Ｄ成分：下記の化１で示されるブロック共重合体
Ｅ成分：多孔質シリカ微粉末
【０００８】
【化１】
【０００９】
化１において、
Ｒ１：炭素数１２〜２０の脂肪族炭化水素基
Ａ１：オキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
Ａ２：オキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
【００１０】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる地盤改良用添加剤は、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成るものである。Ａ成分は、リグニンスルホン酸ナトリウムであるが、粉状のリグニンスルホン酸ナトリウムが好ましい。一般に、リグニンスルホン酸は、木材の主要成分であるリグニンをスルホン化したものに含まれる水溶性の天然高分子であり、アルカリで脱糖処理したものがコンクリート用セメント分散剤として使用されている。コンクリート用セメント分散剤に使用されるリグニンスルホン酸塩としては、リグニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸マグネシウム等がよく知られているが、本発明においては、リグニンスルホン酸ナトリウムを使用することが重要である。カルシウム塩やマグネシウム塩は、スライムの流動性を低下させると共に、凝結遅延性を示し、スライムから得られる硬化体の初期強度の低下を招くので好ましくない。またアルカリによる脱糖処理後の還元糖類の残存量は１０％未満の範囲内であってより少ないものが好ましい。更に粉状のリグニンスルホン酸ナトリウムとしては、粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１１】
Ｂ成分は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸アルカリ金属塩であるが、なかでも炭酸ナトリウムが好ましい。Ｂ成分は一般に、粉状又は顆粒状で供給されるが、粉状のものが好ましく、なかでも粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１２】
Ｃ成分は、前記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤であるが、Ｄ成分を５５〜６５質量％及びＥ成分を３５〜４５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤が好ましい。
【００１３】
Ｄ成分は、化１で示されるブロック共重合体である。化１中のＲ１は、１）ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等の炭素数１２〜２０の飽和脂肪族炭化水素基、２）８−ヘキサデセニル基、９−オクタデセニル基、１０−エイコセニル基等の炭素数１２〜２０の不飽和脂肪族炭化水素基である。なかでもＲ１としては、不飽和脂肪族炭化水素基が好ましく、９−オクタデセニル基がより好ましい。また化１中のＡ１はオキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基であるが、オキシエチレン単位の繰り返し数５〜９のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基が好ましい。更に化１中のＡ２はオキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基であるが、オキシプロピレン単位の繰り返し数３５〜４５のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基が好ましい。
【００１４】
Ｅ成分は、多孔質シリカ微粉末である。かかる多孔質シリカ微粉末は、一般に水ガラスを塩酸等の酸で中和し、析出した沈殿物を水洗した後、乾燥して粉末状としたもので、ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏの組成で示される非晶質の珪酸であり、それ自体としては公知のものを使用できるが、なかでも比表面積が５０〜４５０ｍ２／ｇであって、且つ平均粒子径が０．１〜５００μｍの範囲のものが好ましく、更に吸油量（ＪＩＳ−Ｋ５１０１−１３による吸油量）が１００ml／１００ｇを超えるものがより好ましい。
【００１５】
Ｃ成分として用いるポリエーテル系消泡剤は、公知の方法（例えば、特開２００４−０４９１２８８号公報に記載の方法）で製造できる。かかるポリエーテル系消泡剤としては、粉状のものが好ましく、なかでも粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１６】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる地盤改良用添加剤は、以上説明したＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つＡ成分を２〜８９．９質量％、Ｂ成分を１０〜９０質量％及びＣ成分を０．１〜８質量％（合計１００質量％）含有して成るものであるが、Ａ成分を１５〜７９.７質量％、Ｂ成分を２０〜８０質量％及びＣ成分を０．３〜５質量％（合計１００質量％）含有して成るものが好ましい。
【００１７】
以上説明した地盤改良用添加剤は、公知の方法で製造できる。Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分がいずれも粉状である場合、攪拌羽根を備えたミキサーを用いて、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分を室温で混合するだけで、乾燥や粉砕をすることなく、ブロッキングのない、粉状の地盤改良用添加剤を得ることができる。かかる粉状の地盤改良用添加剤のなかでも、粒子径が１〜２０００μｍの範囲内のものが好ましい。
【００１８】
本発明に係る地盤改良用プレミックスセメント組成物に用いる粉状のセメント系固化材としては、１）普通セメント、早強セメント、超早強セメント、中庸熱セメント等の各種ポルトランドセメント、２）高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種混合セメント等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を適宜使用できる。なかでも、粉状のセメント系固化材としては、各種ポルトランドセメントと、その７０質量％以下の範囲内で高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカヒューム微粉末、石灰石微粉末、石膏等の微粉末混和材料とを混合したものが好ましく、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントＢ種から成り、且つ普通ポルトランドセメントを１０〜４０質量％及び高炉セメントＢ種を６０〜９０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものがより好ましい。
【００１９】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の前記した地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有するものとするが、２〜１０質量部の割合で含有するものとするのが好ましい。粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の前記した地盤改良用添加剤の含有割合が０．５質量部未満であると、生成するスライムの流動性が不充分となり、逆に１５質量部超であると、スライムの凝結遅延性が大きくなって得られる硬化体の初期強度の発現が不充分となる。
【００２０】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、スライムを生成させて硬化させる各種の地盤改良工事、なかでもジェットグラウト工法に有用である。通常、本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を、ミキサーを用いて、その質量の１００〜３００％、好ましくは１２５〜２７５％の混練水と混合してセメントミルクを調製し、該セメントミルクを改良すべき地盤中に注入し、混合して、硬化させる。ジェットグラウト工法では通常、改良すべき対象土壌容積の０．３〜１．５倍の容積、好ましくは０．５〜１．２倍の容積のセメントミルクを高圧ポンプを用いて地盤中に注入し、混合する。
【００２１】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物は、各種の土壌で構成された地盤の改良に有用である。なかでも、粒子径７５μｍ以下のシルト分を５０質量％以上含有する土壌、又は粒子径５μｍ以下の粘土分を２０質量％以上含有する土壌の地盤改良に用いる場合に効果の発現が高い。かかる高粘性の土壌に対しても、地中へのセメントミルクの注入率を上げることなく、したがって建設汚泥となる地上へ排出されるスライムの発生量を抑えつつ、生成するスライムに充分な流動性を付与することができ、また該スライムから得られる硬化体に充分な初期強度を発現させることができる。
【００２２】
本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物の使用に際しては、合目的的に他の剤を併用することができる。かかる他の剤としては、防腐剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防水剤等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した本発明に係る粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物によると、地盤を構成する各種の土壌に対して生成するスライムに充分な流動性を付与することができ、また該スライムから得られる硬化体に充分な初期強度を発現させることができ、しかもこれらを経済的に行なうことができるという効果がある。
【００２４】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【実施例】
【００２５】
試験区分１（ブロック共重合体の合成）
・Ｄ成分としてのブロック共重合体（Ｄ−１）の合成
オレイルアルコール２６９ｇ（１モル）をオートクレーブに仕込み、触媒として水酸化カリウム０．７ｇを加えた後、オートクレーブ内を窒素置換した。撹拌しながら、反応温度を１１５〜１２５℃に保ち、エチレンオキサイド２６４ｇ（６モル）を圧入して付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で１時間熟成した後、反応温度を１２５〜１３５℃に保ち、プロピレンオキサイド２３２０ｇ（４０モル）を圧入して付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で２時間熟成して反応を終了し、生成物を得た。この生成物を、吸着材を用いて濾別精製し、分析したところ、化１中のＲ１が９−オクタデセニル基、Ａ１がオキシエチレン単位の繰り返し数６のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基、Ａ２がオキシプロピレン単位の繰り返し数４０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である場合の化１で示されるブロック共重合体（Ｄ−１）であった。
【００２６】
・ブロック共重合体（Ｄ−２）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）の合成
ブロック共重合体（Ｄ−１）の合成と同様にして、ブロック共重合体（Ｄ−２）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）を合成した。以上で合成したブロック共重合体（Ｄ−１）〜（Ｄ−４）及び（ＤＲ−１）〜（ＤＲ−４）の内容を表１にまとめて示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
試験区分２（Ｃ成分の調製）
・Ｃ成分としてのポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）の調製
Ｅ成分として多孔質シリカ微粉末（Ｅ−１）（株式会社トクヤマ社製の商品名トクシールＮＲ、比表面積１８０ｍ２／ｇ、平均粒子径８５μｍ）８kgをリボンミキサーに仕込み、次いでブロック共重合体（Ｄ−１）１２kgをリボンミキサーに撹拌しながら少しずつ分割添加して充分に混合した後、篩を用いて分級し、粒子径が１〜５００μｍの範囲内の粉状のポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）２０kgを得た。
【００２９】
・ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−２）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の調製
ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）の調製と同様にして、ポリエーテル系消泡剤（Ｃ−２）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の調製をした。以上で調製したポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）及び（ＣＲ−１）〜（ＣＲ−６）の内容を表２にまとめて示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】
試験区分３（粉状の地盤改良用添加剤の調製）
・粉状の地盤改良用添加剤（Ｍ−１）の調製
Ａ成分として、粉状のリグニンスルホン酸ナトリウム（ノルウェーのボレガード社製の商品名ボレスパースＮＡ）７．４kgをリボンミキサーに仕込み、次いでＢ成分として炭酸ナトリウム１２kg及びＣ成分として試験区分２で調製したポリエーテル系消泡剤（Ｃ−１）０．６kgをリボンミキサーに撹拌しながら少しずつ分割添加して充分に混合した後、篩を用いて分級し、粒子径が１〜５００μｍの範囲内の粉状の地盤改良用添加剤２０kgを得た。
【００３２】
・地盤改良用添加剤（Ｍ−２）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の製造
地盤改良用添加剤（Ｍ−１）の製造と同様にして、地盤改良用添加剤（Ｍ−２）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）を調製した。以上で調製した地盤改良用添加剤（Ｍ−１）〜（Ｍ−１３）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１６）の内容を表３にまとめて示した。
【００３３】
【表３】
【００３４】
表３において、
Ａ−１：粉状のリグニンスルホン酸ナトリウム
ＡＲ−１：粉状のリグニンスルホン酸カルシウム
ＡＲ−２：粉状のリグニンスルホン酸マグネシウム
Ｂ−１：粉状の炭酸ナトリウム
Ｂ−２：粉状の炭酸カリウム
Ｂ−３：粉状の炭酸リチウム
ＢＲ−１：粉状の炭酸カルシウム
Ｃ−１〜Ｃ−６及びＣＲ−１〜ＣＲ−６：試験区分２で調製したポリエーテル系消泡剤
【００３５】
試験区分４（粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物の調製）
２Ｌのホバートミキサーに粉状のセメント系固化材１０００部を投入し、次に試験区分３で調製した粉状の地盤改良用添加剤を所定部添加して混合し、表４及び表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物を製造した。内容を表４及び表５にまとめて示した。
【００３６】
【表４】
【００３７】
表４において、
粉状の地盤改良用添加剤の割合：粉状のセメント系固化材１００部に対する部数
Ｎ−１：普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物
Ｎ−２：普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）
これらは以下同じ
【００３８】
【表５】
【００３９】
試験区分５（セメントミルク及びスライムの調製並びに評価）
・試験例１〜１０及び比較試験例１〜１６
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．１の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表８にまとめて示した。
【００４０】
・試験例１１〜１４及び比較試験例１７〜２１
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．２の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４１】
・試験例１５〜１８及び比較試験例２２〜２５
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．３の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４２】
・試験例１９〜２２及び比較試験例２６〜２９
表４又は表５に記載した粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物及び水を、表６に記載した配合Ｎｏ．４の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９にまとめて示した。
【００４３】
・参考試験例１
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．５の条件にしたがい、計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４４】
・参考試験例２
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．６の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４５】
・参考試験例３
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）３０質量％及び高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３）７０質量％の混合物と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．７の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４６】
・参考試験例４
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．８の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４７】
・参考試験例５
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．９の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク１ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４８】
・参考試験例６
普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３）と水とを、表６に記載した配合Ｎｏ．１０の条件にしたがい計量してホバートミキサーに入れ、均一に混合してセメントミルクを調製した。このセメントミルク０．７ｍ３に表７に記載の物性値を有する掘削土（大阪海成粘土）１ｍ３（１６２９ｇ）を加えて混合し、スライムを調製した。調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度を測定した。結果を表９に示した。
【００４９】
【表６】
【００５０】
表６において、
注入率：掘削土１ｍ３当たりの注入（混合）したセメントミルクの容量（ｍ３）の割合（％）
【００５１】
【表７】
【００５２】
表７において、
粘土分：粒子径５μｍ未満の粘土粒子
シルト分：粒子径５μｍ〜７５μｍ未満のシルト粒子
砂分：粒子径７５μｍ〜２mmの砂粒子
【００５３】
試験区分５で調製したスライムの単位容積質量、粘度及び該スライムを硬化させた硬化体の一軸圧縮強度は下記のように測定した。
・単位容積質量：ＪＩＳ−Ａ１１７１に準拠し、単位容積質量（kg／Ｌ）を測定した。測定値が大きいほど、掘削時の巻き込み空気量が少なく、硬化物の組織が緻密であることを示す。
・粘度：Ｂ型粘度計を用い、練り混ぜ直後と３０分後に、２０℃にて粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。測定値が小さいほど粘度が小さく、流動性が優れていることを示す。施工現場で注入・噴射・混合が可能な流動性を有するスライムとするには、調製したスライムの粘度の値が１００００ｍＰａ・ｓ以下であることが望まれる。
・一軸圧縮強度試験：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、直径５０mm×高さ１００mmの型枠を用いて成形したスライムの成型品について、材齢１日、７日及び２８日の圧縮強度（ｋＮ／ｍ２）を測定した。
【００５４】
【表８】
【００５５】
【表９】
【００５６】
表９において、
＊６：固化せず
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の下記の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成ることを特徴とする粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
地盤改良用添加剤：下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つ該Ａ成分を２〜８９．９質量％、該Ｂ成分を１０〜９０質量％及び該Ｃ成分を０．１〜８質量％の割合で含有して成る地盤改良用添加剤
Ａ成分：リグニンスルホン酸ナトリウム
Ｂ成分：炭酸アルカリ金属塩
Ｃ成分：下記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤
Ｄ成分：下記の化１で示されるブロック共重合体
【化１】
（化１において、
Ｒ１：炭素数１２〜２０の脂肪族炭化水素基
Ａ１：オキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
Ａ２：オキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基）
Ｅ成分：多孔質シリカ微粉末
【請求項２】
Ｂ成分が、炭酸ナトリウムである請求項１記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項３】
地盤改良用添加剤が、Ａ成分を１５〜７９.７質量％、Ｂ成分を２０〜８０質量％及びＣ成分を０．３〜５質量％の割合で含有して成るものである請求項１又は２記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項４】
粉状の地盤改良用添加剤が、粒子径１〜２０００μｍの範囲内のものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項５】
粉状のセメント系固化材が、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントＢ種から成り、且つ該普通ポルトランドセメントを１０〜４０質量％及び該高炉セメントＢ種を６０〜９０質量％の割合で含有して成るものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項６】
ジェットグラウト工法に用いるものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項７】
粒子径７５μｍ以下のシルト分を５０質量％以上含有する土壌又は粒子径５μｍ以下の粘土分を２０質量％以上含有する土壌の地盤改良に用いるものである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項１】
粉状のセメント系固化材１００質量部当たり、粉状の下記の地盤改良用添加剤を０．５〜１５質量部の割合で含有して成ることを特徴とする粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
地盤改良用添加剤：下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分から成り、且つ該Ａ成分を２〜８９．９質量％、該Ｂ成分を１０〜９０質量％及び該Ｃ成分を０．１〜８質量％の割合で含有して成る地盤改良用添加剤
Ａ成分：リグニンスルホン酸ナトリウム
Ｂ成分：炭酸アルカリ金属塩
Ｃ成分：下記のＤ成分及びＥ成分から成り、且つ該Ｄ成分を５０〜７０質量％及び該Ｅ成分を３０〜５０質量％の割合で含有して成るポリエーテル系消泡剤
Ｄ成分：下記の化１で示されるブロック共重合体
【化１】
（化１において、
Ｒ１：炭素数１２〜２０の脂肪族炭化水素基
Ａ１：オキシエチレン単位の繰り返し数４〜１０のポリエチレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
Ａ２：オキシプロピレン単位の繰り返し数２０〜５０のポリプロピレングリコールから全ての水酸基を除いた残基）
Ｅ成分：多孔質シリカ微粉末
【請求項２】
Ｂ成分が、炭酸ナトリウムである請求項１記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項３】
地盤改良用添加剤が、Ａ成分を１５〜７９.７質量％、Ｂ成分を２０〜８０質量％及びＣ成分を０．３〜５質量％の割合で含有して成るものである請求項１又は２記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項４】
粉状の地盤改良用添加剤が、粒子径１〜２０００μｍの範囲内のものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項５】
粉状のセメント系固化材が、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントＢ種から成り、且つ該普通ポルトランドセメントを１０〜４０質量％及び該高炉セメントＢ種を６０〜９０質量％の割合で含有して成るものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項６】
ジェットグラウト工法に用いるものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【請求項７】
粒子径７５μｍ以下のシルト分を５０質量％以上含有する土壌又は粒子径５μｍ以下の粘土分を２０質量％以上含有する土壌の地盤改良に用いるものである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の粉状の地盤改良用プレミックスセメント組成物。
【公開番号】特開２００９−２８６６５５（Ｐ２００９−２８６６５５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０３８１（Ｐ２００８−１４０３８１）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
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