[发明专利]地基改良材料用组合物、使用了该组合物的灌浆材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉灰(blast-furnace fume)的有效利用方法及可在土木·建筑业的地基改良工程或截水工程等中广泛使用的地基改良材料用组合物、该组合物的调制方法及用其形成的灌浆材料。

背景技术

近年来，环境问题受到极度关注，特别是对工业副产物的有效利用进行了各种尝试。其中，高炉水渣、粉煤灰或硅粉等已经确立了多种有效利用方法，例如被大量混合在硅酸盐水泥中后使用，在JIS中也制定了相应的标准。

但是，仍有许多尚未确立有效利用法的工业副产物，而为了构建循环型社会迫切需要确立它们的利用方法。高炉灰就是其中之一。

高炉灰是钢铁制造过程中所产生的副产物，是将制铁时从高炉产生的烟尘收集起来所得的粉体。到目前为止，就高炉灰的有效利用法提出过作为用于玻璃纤维增强水泥复合体的掺合料的技术方案(参见专利文献1、专利文献2)。但是，高炉灰的成分中含有碱金属，因此现状是由于担心碱-骨料反应而难以应用于混凝土，希望找到其利用方法。

另一方面，地基改良材料被广泛应用于地基改良工程及截水工程等。

地基改良工程是指通过在软弱地基等的大坝或发电厂等大型特殊构筑物的基础地基加强的帷幕灌浆及隧道、石油或LPG储备基地等地下构筑物施工时注入化学药剂等来改良地基的工程。截水工程是指通过注入灌浆材料防止在低于地下水位的场所、海底下及含水地基处的地下构筑物的挖掘工程时发生的涌水，或者注入地基改良材料以提高地基的水密性的工程。除此以外，还有排水性差的地基及液状化地基等处的普通住宅或大厦的地基改良，以及上下水道等的基础结构维护中的防止地基塌落的工程等。

地基改良材料被广泛应用于这些工程中，是用于通过使地基固结或压密脱水来实现地基的强化等的材料。

以下，例举具体例对上述地基改良材料和使用该材料的工程进行说明。

例如，在隧道的衬砌中，有时会在施工时或施工后，于衬砌混凝土背面产生空洞。如果留着该空洞不管的话，则斜坡会向空洞部塌落，引起地表面下沉。斜坡塌落剧烈时，存在发生衬砌混凝土的变形或损坏，特别是隧道的塌落；地下水流入空洞造成衬砌混凝土劣化，以及由此所引发的劣化混凝土一侧向车行道落下及在冬季由于来自裂缝部的漏水引起车行道结冻等问题。

此外，近年来在施工量不断增加的隧道修缮工程中，有一种在衬砌混凝土背面的空洞中填充灌浆材料，实现隧道的稳固化的回填灌浆施工法。其中所使用的灌浆材料称为砌体填充材料，以往一般使用水泥-膨润土。但是，存在流动性过大，砌体填充材料不必要地逸流到远处，以及如果有涌水的话，则砌体填充材料流出或被稀释造成物性下降等问题。

为此，提出了在水泥和膨润土主材中添加高吸水性树脂，增大其粘度的方法及添加水玻璃促进固化的方法(参见专利文献3、专利文献4)。

但是，无论哪一种方法粘度上升均需要时间，而且添加高吸水性树脂的方法中高吸水性树脂本身价格昂贵。另外还存在如下问题，即如果从一开始就投入灌浆材料中拌合，则由于主材的粘度增大，致使压送距离缩短，灌浆部位受到限制。

另一方面，添加水玻璃的方法由于水玻璃的pH在13以上为强碱性，因此存在作业受到相当大的限制、从固化物溶出的水对环境造成负担及固化物的长期强度下降等问题。

最近，作为解决砌体填充材料所存在的问题的方法，提出了如下的技术方案：在水泥-膨润土或水泥-煤灰(粉煤灰)主材中添加作为增塑剂的聚合物，藉此瞬时塑化，改善水中不分离性及安全性(参见专利文献3、专利文献5及专利文献6)。

另一方面，为了获得地基的加强或截水效果，采用使用了水泥的灌浆材料(参见专利文献7)。但是，当地质为细砂、淤泥或者粘土时，存在向地基的渗透性小，灌浆困难等问题。

专利文献1：日本专利特开2002-47037号公报

专利文献2：日本专利特开2004-67477号公报

专利文献3：日本专利特开平10-237446号公报

专利文献4：日本专利特开平11-61123号公报

专利文献5：日本专利特开平10-238289号公报

专利文献6：日本专利特开2000-280231号公报

专利文献7：日本专利特开2004-149685号公报

发明的揭示