| 【発明の名称】 |
ソイルセメント地中連続壁工法 |
| 【発明者】 |
【氏名】河野 克之
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| 【要約】 |
【課題】掘削を行う地質の違い、例えば、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違いなどに影響を受けることなく、また、粘度を必要以上に上げなくても、安定的に施工を行うことができる、ソイルセメント地中連続壁工法を提供する。
【解決手段】本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法は、セメントミルクを用いてソイルセメント連続壁を造成する工法において、前記セメントミルクが酸型エマルションを含有することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】セメントミルクを用いてソイルセメント連続壁を造成する工法において、前記セメントミルクが酸型エマルションを含有することを特徴とする、ソイルセメント地中連続壁工法。
【請求項２】前記セメントミルクが、さらに粘土鉱物を含有する、請求項１に記載のソイルセメント地中連続壁工法。
【請求項３】前記酸型エマルションがカルボキシル基を有するポリマーを含む、請求項１または２に記載のソイルセメント地中連続壁工法。
【請求項４】前記セメントミルクの濾水量が５０ｍｌ以下で、かつ、ファンネル粘度が１２０秒以下である、請求項１から３までのいずれかに記載のソイルセメント地中連続壁工法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソイルセメント連続壁を造成する工法に関する。さらに詳しくは、特定のセメントミルクを用いてソイルセメント連続壁を造成する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ソイルセメント地中連続壁工法は、オーガー等の掘削機を用い、セメントミルクを掘削機先端から注入しながら地盤を掘削する工法であり、掘削土とセメントミルクとが混ざり合ってソイルセメントを形成し、これが掘削終了後に硬化して壁面となる。そしてこの掘削を部分的にオーバーラップさせながら連続的に行うことにより、連続壁が造成される。このソイルセメント地中連続壁工法は、掘削土を壁面造成に利用するので、廃土処理量が少なく、また施工コストも低いという点で、近年広く採用されている工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来においてソイルセメント地中連続壁工法を行う際、掘削を行う地質によって、連続壁の強度、止水性、溝壁の安定性が異なり、安定的な施工に支障を起こしている。また、従来、上記の問題点を解消するために、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）などの増粘剤を添加してセメントミルクの粘度を上昇させることが検討されている（特開昭６１−１９１７１４号公報、特開昭６４−１８１９号公報等）。しかしながら、ソイルセメント地中連続壁工法においては、掘削機先端のドリル部において掘削土とセメントミルクが混合された状態で掘削されていくため、必要以上に粘度が上がると掘削効率が悪くなり、先端部が破損するおそれもある。
【０００４】したがって、本発明の課題は、掘削を行う地質の違い、例えば、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違いなどに影響を受けることなく、また、粘度を必要以上に上げなくても、安定的に施工を行うことができる、ソイルセメント地中連続壁工法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討した。その結果、酸型エマルション（酸基含有ポリマーや加水分解により酸基が生成するポリマーを含むエマルション）を含有するセメントミルクを用いれば、対象とする地質の種類に左右されずに、すなわち、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違い等にかかわらず、また、粘度を必要以上に上げなくても、ソイルセメント地中連続壁工法を安定的に実施でき、上記課題が一挙に解決されることを見いだした。本発明はこのようにして完成された。
【０００６】すなわち、本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法は、セメントミルクを用いてソイルセメント連続壁を造成する工法において、前記セメントミルクが酸型エマルションを含有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明する。ソイルセメント地中連続壁工法は、オーガー等の掘削機を用い、セメントミルクを掘削機先端から注入しながら地盤を掘削する工法であり、掘削土とセメントミルクとが混ざり合って形成するソイルセメントが硬化して連続壁となる。掘削の方法により、ＭＩＰ工法、ＳＭＷ工法、ＲＳＷ工法、ＭＳＰ工法、ＴＳＷ工法、ＴＲＤ工法、ＳＭＳ工法等があり、特に限定されないが、通常はＳＭＷ工法がよく用いられる。なお、セメントミルクとは、基本的に、水にセメントを分散したもので、特にｗ／ｃ（水の重量÷セメントの重量×１００）値が６０以上の、比較的水が多く、流動性の高いセメント分散体をいう。
【０００８】本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法は、セメントミルクを用いてソイルセメント連続壁を造成する工法において、前記セメントミルクが酸型エマルションを含有することを特徴とする。この特定のセメントミルクを用いることにより、本発明の効果、すなわち、掘削を行う地質の違い、例えば、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違いなどに影響を受けることなく、また、粘度を必要以上に上げなくても、安定的に施工を行うことができる。本発明で用いられる酸型エマルションは、酸基含有ポリマーや加水分解により酸基が生成するポリマーを含むエマルションである。このエマルションは、水媒体中に酸基含有ポリマーや加水分解により酸基が生成するポリマーが分散されているエマルション、すなわち、水性エマルションであり、油中水型重合体エマルションと比較して、引火しにくく、安全性が高い。
【０００９】本発明で用いられる酸型エマルションは、例えば、単量体成分を水中で乳化重合して得ることができる。乳化重合で得られたエマルションに含まれるポリマーは、分子量が大きく、セメント粒子をフロック状に凝集させやすい。したがって、セメントミルクに混ぜた場合に、濾水性が高いという特長を有する。単量体成分としては、アルカリ性物質により親水性が高まる基を含有する重合性単量体（Ａ）を必須とし、その他の重合性単量体を含有することがある成分を挙げることができる。アルカリ性物質により親水性が高まる基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等の酸性基、容易に加水分解して酸基が生成するカルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、リン酸エステル基等をあげることができる。
【００１０】重合性単量体（Ａ）としては、たとえば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有重合性単量体；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート等のスルホン酸基含有重合性単量体；ｐＨ１０のアルカリ水溶液中でアクリル酸ブチルより加水分解性の高い重合性単量体、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ヒドロキシエチル等の比較的容易に加水分解して酸基が生成するカルボン酸エステル基含有重合性単量体；２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−３−クロロプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート等の酸性リン酸エステル基含有重合性単量体等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。
【００１１】その他の重合性単量体としては、たとえば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系重合性単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−モノメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−モノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド系重合性単量体；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸と炭素数１〜１８のアルコール（環式アルコールを除く）とのエステルや、アクリル酸と炭素数４〜１８のアルコール（環式アルコールを除く）とのエステルである（メタ）アクリル酸エステル系重合性単量体；（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等のシクロヘキシル基含有重合性単量体；メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル等の（メタ）アクリル酸とポリプロピレングリコールとのモノエステルであるヒドロキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル系重合性単量体；ポリエチレングリコール（メタ）アクリルエステル等のポリエチレングリコール鎖含有重合性単量体（ただし、アクリル酸２−ヒドロキシエチルを除く）；酢酸ビニル；（メタ）アクリロニトリル；Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基性重合性単量体；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等の架橋性（メタ）アクリルアミド系重合性単量体；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン等のケイ素原子に直結する加水分解性ケイ素基含有重合性単量体；（メタ）アクリル酸グリシジル、アクリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性単量体；２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−ビニルオキサゾリン等のオキサゾリン基含有重合性単量体；（メタ）アクリル酸−２−アジリジニルエチル、（メタ）アクロイルアジリジン等のアジリジン基含有重合性単量体；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン含有重合性単量体；（メタ）アクリル酸と、エチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステル化物等の分子内に重合性不飽和基を２個以上有する多官能（メタ）アクリル酸エステル系重合性単量体；メチレン（メタ）アクリルアミド等の分子内に重合性不飽和基を２個以上有する多官能（メタ）アクリル酸アミド系重合性単量体；ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルフマレート等の分子内に重合性不飽和基を２個以上有する多官能アリル系重合性単量体；（メタ）アクリル酸アリル、ジビニルベンゼン等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。
【００１２】単量体成分としては、（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステルを必須成分とする単量体成分が好ましく、メタクリル酸およびアクリル酸エステルを必須成分とする単量体成分が最も好ましい。また、アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチルが最も好ましい。これらを用いた場合に、本発明の効果が十分に発揮できる。重合性単量体の乳化重合は、乳化剤や重合開始剤を用いて行うのが好ましい。乳化剤としては、特に限定はなく、たとえば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤や、これらの反応性界面活性剤等を挙げることができる。
【００１３】アニオン系界面活性剤としては、たとえば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート、アンモニウムアルキルサルフェート等のアルキルサルフェート塩；ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート；ナトリウムスルホリシノエート、スルホン化パラフィン塩等のアルキルスルホネート；ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルスルホネート；高アルキルナフタレンスルホン酸塩；ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物；ナトリウムラウレート、トリエタノールアミンオレエート、トリエタノールアミンアビエテート等の脂肪酸塩；ポリオキシアルキルエーテル硫酸エステル塩；ポリオキシエチレンカルボン酸エステル硫酸エステル塩；ポリオキシエチレンフェニルエーテル硫酸エステル塩；コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸塩；ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等の２重結合を有した反応性アニオン乳化剤等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。
【００１４】ノニオン系界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル；ソルビタン脂肪族エステル；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル；グリセロールのモノラウレート等の脂肪族モノグリセライド；ポリオキシエチレンオキシプロピレン共重合体；エチレンオキサイドと脂肪族アミン、アミドまたは酸との縮合生成物等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。高分子界面活性剤としては、たとえば、ポリビニルアルコールおよびその変性物；（メタ）アクリル酸系水溶性高分子；ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸系水溶性高分子；ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸系水溶性高分子；ポリビニルピロリドン等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。
【００１５】重合開始剤は、熱または酸化還元反応によって分解し、ラジカル分子を発生させる物質であり、たとえば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）等の水溶性アゾ化合物；過酸化水素等の熱分解系開始剤；過酸化水素とアスコルビン酸、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイドとロンガリット、過硫酸カリウムと金属塩、過硫酸アンモニウムと亜硫酸水素ナトリウム等のレドックス系重合開始剤等を挙げることができ、これらが１種または２種以上使用される。
【００１６】重合性単量体を乳化重合する際の重合温度については、特に限定はなく、好ましくは０〜１００℃、さらに好ましくは４０〜９５℃である。重合性単量体を乳化重合する際の重合時間については、特に限定はなく、好ましくは、３〜１５時間である。乳化重合する際に、得られるポリマーの物性に悪影響を及ぼさない範囲で、親水性溶媒や添加剤等を加えることができる。重合性単量体を乳化重合反応系に添加する方法としては、特に限定はなく、一括添加法、重合性単量体滴下法、プレエマルション法、パワーフィード法、シード法、多段添加法等を用いることができる。
【００１７】乳化重合反応後に得られるエマルション中の不揮発分は、６０％以下であるのが好ましい。不揮発分が６０％を超えると、エマルションの粘度が高すぎたり、分散安定性が保てず、凝集するおそれがある。本発明で用いる酸型エマルションは、酸基含有ポリマーや加水分解により酸基が生成するポリマーを含むエマルションであるので、アルカリ性物質を存在させると、エマルション中のポリマーの親水性が高まり、水中に一部または全部が溶解するか、エマルション粒子が膨潤するか、または、その両方が起こることにより、この広がったポリマー分子がセメント粒子に作用し、セメント粒子を微細なフロック状に凝集させると推定される。エマルション中のポリマーが全部溶解する場合、その重量平均分子量は１０万以上が好ましい。ポリマーの重量平均分子量が１０万未満であると、フロックの大きさや量が十分でなく、濾水性が低下するおそれがある。架橋性の重合性単量体を用いて得られたエマルションでは、架橋構造をとるために分子量の測定ができない場合があるが、エマルション粒子の膨潤によってセメント粒子をフロック状に凝集させる。
【００１８】本発明で用いる酸型エマルションに含まれるポリマーの平均粒径については特に限定はないが、好ましくは４０ｎｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５０μｍである。ポリマーの平均粒径が４０ｎｍ未満であると、ポリマー製造時の重合安定性が低下したり、ポリマーの粘度が高くなりすぎるおそれがある。他方、１００μｍを超えると、アルカリ性物質を添加しても速やかに溶解または膨潤しにくく、安定した物性のエマルションが得られなくなるおそれがある。本発明の酸型エマルションに含まれるポリマー、すなわち、酸基含有ポリマーや加水分解により酸基が生成するポリマーとしては、より具体的には、分子内にカルボキシル基を有するポリマーや、分子内に、カルボン酸エステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基等の容易に加水分解して、酸基が生成する基を有するポリマー等を挙げることができる。これらのうちでも、カルボキシル基を有するポリマーは、入手し易く、アルカリ性物質の添加により速やかに中和反応が進行し、親水性の高いカルボキシルイオンとなるため、好ましい。
【００１９】上記カルボキシル基を有するポリマーとしては、カルボキシル基を有する単量体単位が全繰り返し単位の３〜８０モル％占めるポリマーが好ましく、１０〜６０モル％占めるポリマーがさらに好ましい。カルボキシル基を有する単量体単位が全繰り返し単位の３モル％未満であると、本発明の効果が十分に発揮できないおそれがある。他方、カルボキシル基を有する単量体単位が全繰り返し単位の８０モル％超であると、重合安定性が低下して、凝集したり、凝集物が多くなるおそれがある。本発明で用いられるエマルションは、上記乳化重合で得られたもの以外に、たとえば、マイクロサスペンション重合や溶液重合したものを再分散したもの等であってもよい。
【００２０】エマルションとしては、これを希釈してその固形分が１重量％に調整された水溶液の粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１〜５００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１〜１００ｍＰａ・ｓであり、前記水溶液にアルカリ性物質を添加してｐＨを９に調整した時の粘度が、添加前の２〜１００００倍、好ましくは２〜８０００倍、さらに好ましくは２〜５０００倍となる増粘特性を有するエマルションを挙げることができる。上記粘度特性を有するエマルションとしては、アルカリ性物質と中和反応や加水分解反応をして、親水性が高まり、エマルション粒子が水により膨潤したり、溶解するポリマーを含むエマルションを挙げることができる。
【００２１】本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法おいて用いるセメントミルクは、上記で説明した特定の酸型エマルションを必須成分として含んでいるので、掘削を行う地質の違い、例えば、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違いなどに影響を受けることなく、安定的に施工を行うことができる。すなわち、掘削を行う地質の違いによらずに、濾水性、粘度が良好なセメントミルクを与える。具体的には、好ましい性能として、濾水量が５０ｍｌ以下で、かつ、ファンネル粘度が１７〜１２０秒であり、より好ましい性能として、濾水量が４５ｍｌ以下で、かつ、ファンネル粘度が２０〜１００秒である。
【００２２】本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法おいて用いるセメントミルクは、上記で説明した特定の酸型エマルションを必須成分として含み、エマルション調製時や施工直前等の任意の時点で、アルカリ性物質や粘土鉱物、増粘剤や、消泡剤等のその他の添加剤をさらに配合してもよい。また、水なども同様に配合しても良い。本発明で用いることができる粘土鉱物は、例えば、ソイルセメント地中連続壁工法において出来上がった連続壁の透水性の低減、セメントミルクの比重増加、壁の崩れ防止等のために付与するものである。粘土鉱物としては、例えば、セピオライト、アタパルジャイト、エントリガイド、ベントナイト、カオリンクレー、モンモリロナイト、エクトライト、サポナイト、バイデライト、ゼオライト、パリゴルスカライト、雲母等を挙げることができ、１種または２種以上使用される。これらのうちでも、上記目的を十分に達成するためには、セピオライト、アタパルジャイト、エントリガイド、ベントナイトおよびカオリンクレーから選ばれた少なくとも１種が好ましく、ベントナイトが特に好ましい。
【００２３】本発明で用いることができる増粘剤は、例えば、セメントミルクのかなりの量が逸脱してしまうような砂地盤や、オーガーの掘削抵抗が上がってしまう場合に付与するものである。具体的には、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース、アルキルヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルヒドロキシアルキルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体；グアガム、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、トラガントガムなどの水溶性天然ゴム類およびその誘導体；α化デンプン、カルボキシメチル化デンプンなどの水溶性デンプンおよびその誘導体；ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、スチレン／無水マレイン酸共重合体などの水溶性合成高分子など、各種のものを用いることができる。
【００２４】本発明で用いることのできる消泡剤等のその他の添加剤は、例えば、シリコーン系消泡剤や、プロルニック型消泡剤、鉱物系消泡剤等の消泡剤；セメント分散剤；リグニンスルホン酸等の減水剤；ポリカルボン酸系やナフタレンスルホン酸系等の高性能セメント減水剤；土壌分散剤；硬化遅延剤；硬化促進剤；止水性向上剤を挙げることができ、これらの１種または２種以上使用される。これらのうちでも、消泡剤を配合すると取扱いやすくなるため、消泡剤の使用が好ましく、消泡剤がシリコーン系消泡剤およびプロルニック型消泡剤から選ばれた少なくとも１種であると、セメントミルクの製造時や使用時に発泡が抑制されるので、より好ましい。
【００２５】本発明において用いるセメントミルク中の酸型エマルションの含有割合は、特に限定されないが、好ましくは、セメントミルク１００重量％中、酸型エマルションの固形分が０．０１〜１０重量％、より好ましくは、０．０５〜５重量％、特に好ましくは０．１〜１重量％である。これらの範囲外であると、酸型エマルションが存在することによる本発明の効果が十分に発揮できないおそれがある。本発明において用いることができる粘土鉱物の含有割合は、特に限定されず、粘土鉱物なしでも優れた効果を発揮することができるが、好ましくは、セメントミルク１００重量％中、粘土鉱物が０〜２０重量％、より好ましくは、０．１〜１５重量％、特に好ましくは０．５〜１０重量％である。２０重量％より多いと、セメントミルクの粘度が高すぎる等のために、本発明の効果が十分に発揮できないおそれがある。
【００２６】本発明において必要に応じて用いてもよい消泡剤の配合量については、特に限定はないが、好ましくは、セメントミルク１００重量％中、０．００１〜１重量％、さらに好ましくは０．０１〜０．５重量％である。これらの範囲外で用いると、消泡剤の効果が十分に発揮できないおそれがある。セメントミルクに含まれる水の量については、特に限定はないが、セメントミルク１００重量％中、好ましくは４０〜８５重量％、さらに好ましくは５０〜７５重量％である。水の量が４０重量％未満であると、セメントミルクの粘度が高くなり過ぎるおそれがある。他方、８５重量％を超えると、セメントミルクのセメント量が少なくなるため、連続壁の強度が得られなくなる。
【００２７】本発明で用いるセメントミルクの製造方法については、特に限定はなく、たとえば、セメントミルクに、必須成分である酸型エマルション、さらに、必要に応じ、上記で挙げたアルカリ性物質や、粘土鉱物、水、消泡剤、セメント分散剤、土壌分散剤等の各成分を任意の順番で配合する方法等を挙げることができる。
【００２８】
【実施例】以下に、本発明の実施例と比較例とを示すが、本発明は下記実施例に限定されない。以下では、「％」は「重量％」、「部」は「重量部」のことである。実施例に用いられるエマルション（１）を製造例１にしたがって製造した。
−製造例１−滴下ロート２基、攪拌機、窒素導入管、温度系および冷却器を備えたフラスコに、イオン交換水３２７部およびハイテノールＮ−０８（第一工業製薬（株）製）４部を仕込み、７２℃で攪拌しながらハイテノールＮ−０８を完全に溶解させた。ハイテノールＮ−０８を含む水溶液を７２℃に保ちながら、フラスコ内を窒素置換した後、滴下ロートより、メタアクリル酸１０５部、アクリル酸メチル１９５部および１．６％ハイテノールＮ−０８水溶液３００部を強攪拌して得たプレエマルションのうちの３０部を滴下し、５分間攪拌した。ついで、５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液１部および１％過硫酸アンモニウム水溶液４部を投入し、７２℃に保ちながら２０分間攪拌を続け、初期重合を行った。上記プレエマルションの残り５７０部と１％過硫酸アンモニウム水溶液６４部とをフラスコ内の反応混合物に２時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を８０℃に上げ、１時間攪拌を続け、反応混合物を冷却して、重合を終了し、不揮発分濃度３０．８％のポリマーを含有したエマルション（１）を得た。エマルション（１）に含まれるポリマーの重量平均分子量は、約１４０万であった。
【００２９】−実施例１−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）４９５部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、回転数２０００ｍｉｎ-1に上げて５分間攪拌した。次いで、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部、上記製造例１で得たエマルション（１）５部（対セメント０．６％）を添加し、回転数１２００ｍｉｎ-1で１０分間攪拌し、セメント混合物（ａ１）を得た。
【００３０】このセメント混合物（ａ１）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表１に示す。
ファンネル粘度漏斗型のファンネル粘度計に上記の掘削安定液を５００ｍｌ採り、その全量が流出するまでの時間を測定する。
濾水量濾水量測定装置のシリンダー（内径７６．２ｍｍ）内にセメント混合物を４００ｍｌ入れ、直径９ｃｍの東洋濾紙Ｎｏ．４を置き、ドレン付きの蓋をセットする。シリンダーを所定位置に固定し、メスシリンダーをセットした後に窒素ボンベを用いてシリンダー内に圧力（３ｋｇ／ｃｍ2 ：３０００ｈＰａ）をかけ、３０分間に流出する水の量（ｍｌ）をメスシリンダーで測定した。
【００３１】−実施例２−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）４９３．３部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、次いで、ベントナイト（テルナイト（株）製Ｖ−１）７．５部（対セメント３％）を添加して、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて５分間攪拌した。消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部、上記製造例１で得たエマルション（１）６．７部（対セメント０．８％）を添加し、回転数１２００ｍｉｎ-1で１０分間攪拌し、セメント混合物（ａ２）を得た。
【００３２】このセメント混合物（ａ２）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表１に示す。
−比較例１−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）２００部、前日に水に溶解しておいた１％ヒドロキシエチルセルロース（以下、ＨＥＣと略すことがある）水溶液３００部（対セメント１．２％）、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて２０分間攪拌し、セメント混合物（ｂ１）を得た。
【００３３】このセメント混合物（ｂ１）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表１に示す。
−比較例２−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）３００部、前日に水に溶解しておいた１％ヒドロキシエチルセルロース水溶液２００部（対セメント０．８％）、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）、ベントナイト（テルナイト（株）製Ｖ−１）７．５部（対セメント３％）を徐々に添加し、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて２０分間攪拌し、セメント混合物（ｂ２）を得た。
【００３４】このセメント混合物（ｂ２）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示した結果より、本発明に係る酸型エマルションを用いると、従来からのＨＥＣを用いる場合に比べて、粘度を必要以上に上げなくても、濾水性に優れ、特にベントナイトを併用しない場合には、少量の酸型エマルションの添加で良好な濾水性を示すことがわかった。これに対し、従来のＨＥＣ併用の場合は、ベントナイトを用いない場合、ＨＥＣを酸型エマルションの２倍量用いても、濾水性が極めて悪いものであった。
−実施例３〜５−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）４８８．３部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、回転数２０００ｍｉｎ-1に上げて５分間攪拌した。次いで、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部、上記製造例１で得たエマルション（１）１１．７部（対セメント１．４％）を添加し、回転数１２００ｍｉｎ-1で１０分間攪拌し、これに人工海水（商品名：アクアマリン、八島薬品（株）製）０部（対総水量０％、実施例３）、または、５０部（対総水量１０％、実施例４）、または、１５０部（対総水量３０％、実施例５）を添加し、更に回転数１２００ｍｉｎ-1で５分間攪拌して、セメント混合物（ａ３）（実施例３）、セメント混合物（ａ４）（実施例４）、セメント混合物（ａ５）（実施例５）を得た。
【００３７】これらセメント混合物（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表２に示す。
−実施例６〜８−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）４９３．３部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、次いで、ベントナイト（テルナイト（株）製Ｖ−１）７．５部（対セメント３％）を添加して、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて５分間攪拌した。次いで、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部、上記製造例１で得たエマルション（１）６．７部（対セメント０．８％）を添加し、回転数１２００ｍｉｎ-1で１０分間攪拌し、これに人工海水（商品名：アクアマリン、八島薬品（株）製）０部（対総水量０％、実施例６）、または、５０部（対総水量１０％、実施例７）、または、１５０部（対総水量３０％、実施例８）を添加し、更に回転数１２００ｍｉｎ-1で５分間攪拌して、セメント混合物（ａ６）（実施例６）、セメント混合物（ａ７）（実施例７）、セメント混合物（ａ８）（実施例８）を得た。
【００３８】これらセメント混合物（ａ６）、（ａ７）、（ａ８）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表２に示す。
−比較例３〜５−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）１５０部、前日に水に溶解しておいた１％ヒドロキシエチルセルロース水溶液３５０部（対セメント１．４％）、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）を徐々に添加し、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて２０分間攪拌し、これに人工海水（商品名：アクアマリン、八島薬品（株）製）０部（対総水量０％、比較例３）、または、５０部（対総水量１０％、比較例４）、または、１５０部（対総水量３０％、比較例５）を添加し、更に回転数１２００ｍｉｎ-1で５分間攪拌して、セメント混合物（ｂ３）（比較例３）、セメント混合物（ｂ４）（比較例４）、セメント混合物（ｂ５）（比較例５）を得た。
【００３９】これらセメント混合物（ｂ３）、（ｂ４）、（ｂ５）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表２に示す。
−比較例６〜８−２Ｌのステンレスカップに、水道水（塩素イオン濃度０．５ｐｐｍ、カルシウムイオン濃度４０ｐｐｍ、電気伝導度１８０μｓ／ｃｍ）２５０部、前日に水に溶解しておいた１％ヒドロキシエチルセルロース水溶液２５０部（対セメント１．０％）、消泡剤のノプコ８０３４Ｌ（サンノプコ（株）製）０．５部を入れ、直径６ｃｍの風車型の攪拌羽根を持つホモミキサーにセットした。回転数１０００ｍｉｎ-1で攪拌しながらセメント（普通ポルトランドセメント）２５０部（ｗ／ｃ＝２００；ただし、ｗ／ｃ＝水の重量÷セメントの重量×１００）、ベントナイト（テルナイト（株）製Ｖ−１）７．５部（対セメント３％）を徐々に添加し、回転数３０００ｍｉｎ-1に上げて２０分間攪拌し、これに人工海水（商品名：アクアマリン、八島薬品（株）製）０部（対総水量０％、比較例６）、または、５０部（対総水量１０％、比較例７）、または、１５０部（対総水量３０％、比較例８）を添加し、更に回転数１２００ｍｉｎ-1で５分間攪拌して、セメント混合物（ｂ６）（比較例６）、セメント混合物（ｂ７）（比較例７）、セメント混合物（ｂ８）（比較例８）を得た。
【００４０】これらセメント混合物（ｂ６）、（ｂ７）、（ｂ８）について、ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＡＰＩ）の試験方法に準じて、ファンネル粘度および濾水量を以下の方法で測定した。結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】表２に示した結果より、本発明に係る酸型エマルションを用いると、人工海水量の含有割合を変えた場合のファンネル粘度および濾水量の変動が少なく、特に、ベントナイト併用の場合には、その変動は非常に少ない。したがって、本発明に係る酸型エマルションを用いたソイルセメント地中連続壁工法によれば、掘削する地質の塩分含有量の違いに影響を受けることなく、安定的に施工を行うことができることがわかった。このことは、例えば、海岸線近くにおけるソイルセメント地中連続壁工法において非常に優れた効果を発揮できることを示している。これに対し、従来のＨＥＣ併用の場合には、人工海水量の含有割合を変えた場合のファンネル粘度および濾水量の変動が大きく、地質の違いにより大きく影響をうけることがわかった。
【００４３】また、表１に示した結果と同様に、本発明に係る酸型エマルションを用いると、従来からのＨＥＣを用いる場合に比べて、粘度を必要以上に上げなくても、濾水性に優れることがわかった。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係るソイルセメント地中連続壁工法によれば、掘削を行う地質の違い、例えば、粘土質、砂質の違いや、塩分含有量の違いなどに影響を受けることなく、また、粘度を必要以上に上げなくても、安定的に施工を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４６２８
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
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| 【出願日】 |
平成１２年５月２２日（２０００．５．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３４６１
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 武彦
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９５３０（Ｐ２００１−３２９５３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５０２６８（Ｐ２０００−１５０２６８） |
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