专利名称：使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法
技术领域：
本发明涉及使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法。近年来，对于二氧化碳排放量的降低、能源消耗效率的改善的要求日益增强。鉴于上述情况，在挡土(山留)工程、地下止水工程、松软地基的改良工程等中，将由炼铁厂副产生的粒状高炉渣(高炉水砕7 7々')，以高炉渣微粉的形式有效用作高炉渣水泥的原料。通常在进行上述地基改良时，将在地基中混合水泥系固化材料和水而成的水泥浆料(水泥乳状液(力^ >卜S >々))注入到地基中，使用钻孔混炼机械在原位置与土搅拌混合，其中，作为水泥系固化材料使用高炉渣水泥。对于高炉渣水泥，在普通波特兰水泥中混合高炉渣微粉来制造，在JIS-R5211的标准中，根据高炉渣微粉的分量，分为A种类(超过5%至30%)、B种类(超过30%至60%)和C种类(超过60%至70%)的3种，而在实际的进行地基改良的领域中，大多使用性能平衡性良好的高炉渣水泥B种类。在地基改良中，高炉渣水泥B种类通常以100 400kg的比率混入到Im3地基中，而为了在工厂中制造1吨高炉渣水泥B种类，需要排放约400kg的二氧化碳，因此为了使用高炉渣水泥B种类来改良Im3地基，除了由施工机械的运转、材料的搬运等产生的二氧化碳的排放之外，还要排放 40 160kg的二氧化碳。因此，在进行地基改良的领域中，要求有以确保施工性、同时所改良后的地基具有必要的强度作为前提，通过以更高的比率使用高炉渣微粉来抑制二氧化碳的产生的技术。本发明涉及顺应上述要求的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法。
背景技术：
以往，对于地基改良中使用波特兰水泥的情况的影响，有报告指出，波特兰水泥若与水接触则产生氢氧化钙，因此呈现出碱性，若将其用于地基改良则地基的PH上升至10左右而对植物的生长等有不良影响，此外若在壤土层这类含水比低的地基的改良中使用波特兰水泥，则波特兰水泥中含有的六价铬易溶出，对环境有不良影响等(例如参照非专利文献1)。另外，还有改善用于地基改良的水泥浆料的流动性的提案(例如参照专利文献1 3)、也可适用于地基改良的使用高炉渣等而成的水固性组合物的提案(例如参照专利文献 4 8)等，但是没有有助于降低二氧化碳的排放量的具体的报告、提案。专利文献1 日本特开平11-256161号公报专利文献2 日本特开2000-169209号公报
专利文献3 日本特开2006-2987 号公报专利文献4 日本特开昭62-158146号公报专利文献5 日本特开昭63-2842号公报专利文献6 日本特开平1-2083M号公报专利文献7 日本特开平10-114555号公报专利文献8 日本特开2002-241152号公报非专利文献1 《七 > > 卜系固化材(二 J 3地盘改良"^二 - 7 >》、七j >卜协会编、 1984 年、42-44 页。
发明内容
本发明所要解决的课题在于，提供一种地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法，所述地基改良用浆料组合物以确保地基改良工程的施工性、同时地基硬化体具有必要的强度作为前提，通过以高于以往的比率使用高炉渣微粉来抑制二氧化碳的产生。于是，本发明人为了解决上述问题而进行研究，结果发现，将以高比率含有高炉渣微粉、相应地以低比率含有波特兰水泥的特定的高炉渣水泥与混合剂一起使用而得到的地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法是恰好合适的。S卩，本发明涉及使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其为至少含有水泥、水和混合剂的地基改良用浆料组合物，其特征在于，使用下述高炉渣水泥作为水泥，将水/该高炉渣水泥的质量比调节为40 250%，并且相对于该高炉渣水泥100质量份以 0. 1 5质量份的比率含有混合剂。高炉渣水泥包含细度为3000 13000cm2/g的高炉渣微粉和波特兰水泥，且以 60 80质量％的比率含有该高炉渣微粉以及以20 40质量％的比率含有波特兰水泥(总计100质量％)。此外，本发明涉及掺土水泥浆料的制造方法，其特征在于，相对于土 lm3，以300 1200kg的比率使用本发明涉及的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物。本发明涉及的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物(以下称为本发明的浆料组合物)至少含有水泥、水和混合剂。本发明的浆料组合物使用特定的高炉渣水泥作为水泥，上述高炉渣水泥以60 80质量％的比率含有细度为3000 13000cm2/g的高炉渣微粉以及以20 40质量％的比率含有波特兰水泥(总计100质量％)，但是优选以64 76质量％的比率含有高炉渣微粉以及以M 36质量％的比率含有波特兰水泥(总计100 质量％)。上述高炉渣微粉使用细度为3000 13000cm7g的高炉渣微粉，优选使用3000 8000cm2/g的高炉渣微粉，更优选使用3500 6500cm2/g的高炉渣微粉。若使用细度在 3000 13000cm2/g的范围以外的高炉渣微粉，则所制造的浆料组合物的流动性变差或使用其的地基的强度表现降低。应予说明，本发明中，细度以通过布莱恩法(^ >一>法)得到的比表面积来表示。作为波特兰水泥，可以举出普通波特兰水泥、早强波特兰水泥、中热波特兰水泥等，但是优选为通用的普通波特兰水泥。本发明的浆料组合物中，将水/高炉渣水泥的质量比调节为40 250%，优选调节成45 230%。若上述质量比大于250%，则地基强度的降低增大，相反地若上述质量比小于 40%，则掺土水泥浆料的流动性降低。此外，本发明的浆料组合物中，相对于高炉渣水泥100 质量份，以0. 1 5质量份的比率含有混合剂来使用。应予说明，本发明中，水/高炉渣水泥的质量比通过(所使用的水的质量/所使用的高炉渣水泥的质量)X 100来求得。本发明的浆料组合物中，作为混合剂，可以举出以往公知的用于掺土水泥用的混
4合齐 。其中例如可以举出流动化剂、硬化促进剂、消泡剂等。作为流动化剂，不特别限定，优选为包含将α-烯烃与马来酸酐的共聚物碱性水解而得到的质均分子量(質量平均分子量)(GPC法、支链淀粉换算、下同)为2000 70000 的水溶性乙烯基共聚物的碱金属盐的流动化剂，其中，更优选为包含将碳原子数3 8的 α-烯烃与马来酸酐的共聚物碱性水解而得到的水溶性乙烯基共聚物的碱金属盐的流动化齐U，特别优选为包含将异丁烯与马来酸酐的共聚物碱性水解而得到的水溶性乙烯基共聚物的碱金属盐的流动化剂。作为流动化剂，优选为包含质均分子量为1500 50000的聚丙烯酸的碱金属盐的流动化剂，也可以将其与上述水溶性乙烯基共聚物的碱金属盐组合来使用。作为以上说明的流动化剂的用量，相对于高炉渣水泥100质量份，优选为0. 1 4质量份的比率，更优选为0.3 3质量份的比率。作为硬化促进剂，可以举出碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂等碳酸碱金属盐。其中，从经济性的观点考虑，优选为碳酸钠。上述硬化促进剂是为了提高将本发明的浆料组合物注入地基中并进行挖掘搅拌而得到的地基硬化体的强度表现性而使用的。作为硬化促进剂的用量，相对于高炉渣水泥100质量份，优选为0. 3 4质量份的比率，更优选为0. 5 3质量份的比率。作为消泡剂，不特别限定，可以举出聚烷撑二醇单烯基(或烷基)醚、改性聚二甲基硅氧烷、磷酸三烷基酯等消泡剂。其中，从经济性和效果的表现程度方面考虑，优选为包含聚烷撑二醇单烯基醚的消泡剂。消泡剂是为了消除制造本发明的浆料组合物时由于起泡所导致的问题，同时抑制将该浆料组合物注入到地基中并进行挖掘搅拌时的空气的卷入， 提高所得到的地基硬化体的强度表现性而使用的。作为消泡剂的用量，相对于高炉渣水泥 100质量份，优选为0. 001 0. 1质量份的比率，更优选为0. 002 0. 01质量份的比率。本发明的浆料组合物通过公知的方法来制造。例如可以通过将各规定量的高炉渣水泥、混合剂和水投入到混合机中并进行混炼的方法来制造。此时，在不损害本发明的效果的范围内，根据需要，还可以添加膨润土、纤维等添加材料，凝固延缓剂、硬化促进剂等添加剂。本发明涉及的掺土水泥浆料的流动化方法中，根据所要求的掺土水泥浆料的流动性、地基硬化体的强度，将以上说明的本发明的浆料组合物与土混合制成掺土水泥浆料。此时，本发明的浆料组合物相对于土 lm3，以300 1200kg的比率使用，优选以400 IlOOkg 的比率使用。根据本发明具有下述效果，在地基改良工程中，通过将作为水泥的特定的高炉渣水泥与混合剂一起使用，抑制二氧化碳的排放量的同时，抑制所制造的掺土水泥浆料的流动性随时间而降低，可以确保良好的施工性，同时可以使地基硬化体表现出必要的强度。以下，为了对本发明的构成和效果进行更具体地说明，举出实施例，但是本发明不被该实施例所限定。应予说明，在以下的实施例等中，只要不另外说明，则“％”是指“质量％”，此外“份”是指“质量份”。
实施例试验部分1 (作为混合剂的流动化剂的制造)向具备搅拌机的烧瓶中投入水145g和30%浓度的苛性钠470g后，将内温保持在60°C 的同时进行搅拌，并缓慢加入异丁烯与马来酸酐的共聚物(” 7 >社制、商品名4 V K > 600)395g，同时进行水解，得到共聚物的碱金属盐。对其用GPC进行分析后可知，其为质均分子量为23000、包含异丁烯与马来酸酐的共聚物的钠盐的水溶性乙烯基共聚物的钠盐 (P-I)。通过同样的方法，制造流动化剂(p-2)和(p-3)。包括上述流动化剂在内，作为本发明中使用的混合剂的流动化剂、硬化促进剂和消泡剂汇总如表1所示。[表 1]
权利要求
1.使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其为至少含有水泥、水和混合剂的地基改良用浆料组合物，其特征在于，使用下述高炉渣水泥作为水泥，将水/该高炉渣水泥的质量比调节为40 250%，并且相对于该高炉渣水泥100质量份以0. 1 5质量份的比率含有混合剂，高炉渣水泥包含细度为3000 13000cm2/g的高炉渣微粉和波特兰水泥，且以60 80质量％的比率含有该高炉渣微粉以及以20 40质量％的比率含有波特兰水泥(总计 100质量％)。
2.如权利要求1所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，高炉渣微粉为其细度为3500 6500cm7g的高炉渣微粉。
3.如权利要求1或2所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，波特兰水泥为普通波特兰水泥。
4.如权利要求1 3中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，高炉渣水泥以64 76质量％的比率含有高炉渣微粉以及以M 36质量％的比率含有波特兰水泥(总计100质量％)。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，作为混合剂的至少一部分含有流动化剂，所述流动化剂包含将α -烯烃与马来酸酐的共聚物碱性水解而得到的质均分子量为2000 70000的水溶性乙烯基共聚物的碱金^Tt. ο
6.如权利要求1 5中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，作为混合剂的至少一部分含有流动化剂，所述流动化剂包含质均分子量为 1500 50000的聚丙烯酸的碱金属盐。
7.如权利要求1 6中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，作为混合剂的至少一部分，含有包含碳酸碱金属盐的硬化促进剂。
8.如权利要求1 7中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，作为混合剂的至少一部分，含有包含聚烷撑二醇单烯基醚的消泡剂。
9.如权利要求1 8中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物，其中，将水/高炉渣水泥的质量比调节为45 230%。
10.掺土水泥浆料的制造方法，其特征在于，相对于土lm3，以300 1200kg的比率使用权利要求1 9中任意一项所述的使用高炉渣水泥而得的地基改良用浆料组合物。
全文摘要
本发明提供一种地基改良用浆料组合物以及使用其的掺土水泥浆料的制造方法，所述地基改良用浆料组合物可以以确保地基改良工程中良好的施工性、同时所得的地基硬化体具有必要的强度作为前提，通过以高于以往的比率使用高炉渣微粉来抑制二氧化碳的产生。使用下述高炉渣水泥作为水泥，将水/该高炉渣水泥的质量比调节为40～250%，并且相对于该高炉渣水泥100质量份以0.1～5质量份的比率含有混合剂，由此制成地基改良用浆料组合物。高炉渣水泥包含细度为3000～13000cm2/g的高炉渣微粉和波特兰水泥，且以60～80质量%的比率含有该高炉渣微粉以及以20～40质量%的比率含有波特兰水泥(总计100质量%)。
文档编号C04B28/08GK102459510SQ201080025728
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年6月9日
发明者佐藤英二, 吉田智宪, 木之下光男, 河野贵穗, 玉木伸二, 米泽敏男 申请人:竹本油脂株式会社