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公開番号2024165292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081372
出願日2023-05-17
発明の名称環境配慮型地盤改良材
出願人株式会社鴻池組,東曹産業株式会社
代理人個人,個人
主分類C09K 17/02 20060101AFI20241121BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】瞬時に増粘させて圧送時のブリーディングや材料分離を低減しつつ、可使時間を長時間持続できるとともに、ポンプ圧送時の圧力が5MPa以上(5～7MPa)に上昇し、加圧脱水量が増加しても、配管が閉塞を起こすことのない環境配慮型地盤改良材を提供すること。
【解決手段】骨材、高炉スラグ微粉末、珪酸ソーダ及び水を少なくとも含有し、セメントを含有せず、5MPa以上の圧力でポンプ圧送して使用される、以下(1)～(2)の条件を満たす環境配慮型地盤改良材。
(1)初期配合の骨材ペースト比が100vol%未満かつ7MPa加圧脱水後の骨材ペースト比が80vol%未満であること
(2)7MPa加圧ブリーディング試験の最終脱水率が15%未満であること
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
骨材、高炉スラグ微粉末、珪酸ソーダ及び水を少なくとも含有し、セメントを含有せず、５ＭＰａ以上の圧力でポンプ圧送して使用される環境配慮型地盤改良材であって、以下（１）～（２）の条件を満たす環境配慮型地盤改良材。
（１）初期配合の骨材ペースト比が１００ｖｏｌ％未満かつ７ＭＰａ加圧脱水後の骨材ペースト比が８０ｖｏｌ％未満であること
（２）７ＭＰａ加圧ブリーディング試験の最終脱水率が１５％未満であること
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
さらに、以下（３）の条件を満たす請求項１に記載の環境配慮型地盤改良材。
（３）０．５時間後ベーンせん断強さが６．８ｋＮ／ｍ
２
未満であること
【請求項３】
前記環境配慮型地盤改良材１ｍ
３
当たりのＣＯ
２
排出量が－３５０～１００ｋｇである請求項１又は２に記載の環境配慮型地盤改良材。
【請求項４】
前記環境配慮型地盤改良材が、さらに、不活性フィラーを含有してなり、該不活性フィラーが、水酸化カルシウム水溶液と二酸化炭素とを原料に製造された軽質炭酸カルシウムからなる請求項１又は２に記載の環境配慮型地盤改良材。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の環境配慮型地盤改良材が、さらにポンプ圧送性の改善のための混和剤を含有する請求項１又は２に記載の環境配慮型地盤改良材。
【請求項６】
前記高炉スラグ微粉末の粉末度が、３５００～５０００ｃｍ
２
／ｇである請求項１又は２に記載の環境配慮型地盤改良材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ
２
排出量が少なく、環境負荷が小さい環境配慮型地盤改良材に関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良を目的として、打設時には十分な流動性を有し、脱水できる土壌又は脱水できない土壌中であっても、打設後、掘削や矢板の打込みなどに支障のない適度な強度を発現するために種々の材料が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１～６参照。）。
【０００３】
しかしながら、現在実用化されている材料には、以下の問題があった。
・セメントスラリー、水ガラスとセメントを主剤とするケミカルグラウト材（ＬＷ液：Labiles Wasserglas）は、ブリーディングや材料分離が大きいため、配管圧送時に配管が閉塞するリスクがあり、使用時には体積、密度などの物性が変化するため目的物の性能が確保しにくい。
・セメントベントナイト液は、高い材料分離抵抗性を得るために多量のベントナイトを添加する必要があり、費用がかさむ。
・ブリーディングや材料分離を抑制するために単位セメント量を多くすると、可使時間が短くなり、また、強度が必要以上に大きくなる。
・ブロック式改良、壁状改良、格子状改良を行う機械撹拌工法において、数日後にラップ施工を行う場合は、セメント系固化材に遅延剤を添加する。しかしながら、遅延剤添加量が過剰の場合は硬化不良が生じる。他方、遅延剤の添加量不足や、天候不順や施工トラブル等によってラップ施工の時期が大幅に遅れる場合は、先行改良部の強度増加により接合箇所が施工不良となる。
・セメントを使用する材料は、ＣＯ
２
排出量が多いため、環境負荷が大きい。
・スラグ粉末は潜在水硬性を有するため、セメントの一部又は全てをスラグ粉末に置き換えることによって、化学抵抗性や耐海水性を高めたり、ＣＯ
２
排出量の抑制を図ることができる。しかしながら、スラグ粉末の比率が多くなると、ブリーディングや材料分離の増加、硬化遅延、強度発現遅延が顕著になる。強度発現促進のためのアルカリ刺激剤として水ガラスが用いられているが、従来の使用方法では、フロック状の不均一ゲルが生成されないため、ブリーディングや材料分離を抑制することができない。また、セメントの全てをスラグ粉末に置き換えても、カーボンニュートラル達成への寄与度は小さい。
【０００４】
ちなみに、上記特許文献１～６に開示された発明には、以下の問題があった。
特許文献１の粘着性グラウトは、セメントを使用するため、可使時間を長時間持続できない。
特許文献２の地盤改良用固化材は、添加順序や添加撹拌方法が明確でなく、粘度調整もできない。
特許文献３の流動化砂は、消石灰を多量に混合するため、ＣＯ
２
排出量が多い。また、砂は天然資源を使用するため、サステナビリティに課題がある。
特許文献４のジオポリマーは、アルカリ溶液を２０～６０体積％の水で予め希釈しており、フロック状の不均一ゲルが生成されないため、圧送時のブリーディングや材料分離が大きくなる。
特許文献５～６のスラリーは、セメントを混合するため、ＣＯ
２
排出量が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６０３４５３０号公報
特許第６９６８１３２号公報
特開２０２１－２５２８９号公報
特許第６００５４０８号公報
特許第５５９０７０２号公報
特許第６９５５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の地盤改良を目的とした材料が有する問題点に鑑み、本件出願人らは、先に、瞬時に増粘させて圧送時のブリーディングや材料分離を低減しつつ、可使時間を長時間持続できる増粘性スラグモルタル及びその製造方法を提案している（特願２０２３－２０７１参照。）。
【０００７】
本件出願人らの提案に係る増粘性スラグモルタルは、上記従来の地盤改良を目的とした材料が有する問題点を解消できるものであるが、その用途である種々の地盤改良工法のうち、例えば、流動材を地中に圧入する静的締固め工法（流動材圧入静的締固め工法）の施工時において、（１）圧送距離が長い場合、（２）吐出量を増大させた場合、（３）地盤に圧入して締め固める場合等には、流動材の吐出圧力が上昇することで凝集や加圧脱水が促進され、その結果、配管が閉塞して圧送不可となるおそれがあった。
この場合、混和剤を加えることによってポンパビリティを改善することができるが、ポンプ圧送時の圧力が５ＭＰａ以上（５～７ＭＰａ）に上昇すると加圧脱水量が増加することで、依然として、配管が閉塞して圧送不可となるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記本件出願人らの提案に係る増粘性スラグモルタルが有する、従来の地盤改良を目的とした材料が有する問題点を解決するための、瞬時に増粘させて圧送時のブリーディングや材料分離を低減しつつ、可使時間を長時間持続できるという利点を享有しながら、ポンプ圧送時の圧力が５ＭＰａ以上（５～７ＭＰａ）に上昇し、加圧脱水量が増加しても、配管が閉塞を起こすことのない環境配慮型地盤改良材を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ＣＯ
２
排出量の抑制を図ることができる環境配慮型地盤改良材を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の目的を達成するため、本発明の環境配慮型地盤改良材は、骨材、高炉スラグ微粉末、珪酸ソーダ及び水を少なくとも含有し、セメントを含有せず、５ＭＰａ以上の圧力でポンプ圧送して使用される環境配慮型地盤改良材であって、以下（１）～（２）の条件を満たす環境配慮型地盤改良材。
（１）初期配合の骨材ペースト比が１００ｖｏｌ％未満かつ７ＭＰａ加圧脱水後の骨材ペースト比が８０ｖｏｌ％未満であること
（２）７ＭＰａ加圧ブリーディング試験の最終脱水率が１５％未満であること
（【００１１】以降は省略されています）

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