ベントナイトとは?粘土の一種【ナトリウム系とカルシウム系があります。】

建築士

ベントナイトとは?粘土の一種【ナトリウム系とカルシウム系があります。】

ベントナイトの使われ方と名前の由来

杭孔をオーガーで掘った後、孔壁が崩れないように「ベントナイト」で置換します。

ベントナイトは、アメリカのワイオミング州にあるフォートベントン(Fort Benton)にある岩層に由来し、命名されました。

ベントナイトの主成分は「モンモリロナイト」

ベントナイトの主成分は「モンモリロナイト」です。

モンモリロナイト(モンモリロン石)は、フランスのヴィエンヌ県にあるモンモリヨンという、モンモリロン石の産地に由来し、命名されました。

モンモリロナイトの性質

モンモリロナイトは、水を吸収・膨張する性質があります。元の体積の何倍にも膨らむこの性質を「膨潤性」と呼びます。

この膨潤性は、モンモリロナイトの結晶構造内に、水の分子が取り込まれることで生じます。
また、結晶構造内に含まれる陽イオン(Na+、Ca2+の電気的引力とのバランスが吸水・膨張性能などに影響します。

ナトリウム型とカルシウム型の特徴

ナトリウム系:膨潤性、増粘性や懸濁安定性に優れています。

カルシウム系:ナトリウム型に比べて膨潤性、懸濁安定性で劣りますが、吸水性に優れています。

※塩化ナトリウム(塩)が含まれている地下水のある場所や、海岸近くではナトリウム型は水に含まれる塩化ナトリウムに反応して、ベントナイトが吸着している水分を吐出してしまうため、沿岸部などではカルシウム型が用いられます。

ベントナイトに添加されるCMCとは?

CMC(Carboxy Methyl Cellulose)カルボキシメチルセルロースは、パルプを人工的に処理した人工のりです。これをベントナイ液に添加すると、掘削孔壁表面の膜(マッドケーキ)を強化し、孔壁崩壊防止に役立ちます。CMCは顆粒または粉末状で、水に溶かすと高粘度~低粘度まで様々な粘度を示すものがあります。

マッドケーキとは?

安定液(粘土)に含まれる粘土粒子が水頭圧、比重差により孔壁へ押し込まれ、水を通しにくい不透水層(マッドケーキ)を形成します。

SMW(Soil Mixing Wall)工法で使われる「セメントスラリー」との違いは?

セメントスラリー(Cement Slurry)
スラリー(英語):懸濁液、ドロッとしたかゆ上のもの。水溶き片栗粉など。

SMW工法に使われるセメントスラリーの主成分は以下のとおりです。
・セメント
・ベントナイト
・水

SMW工法は土(Soil)とセメントスラリーを掘削した土と混ぜる(Mixing)ことで、高い遮水性と強度を有する壁(Wall)を構築する工法です。

主成分にベントナイトが含まれており、ベントナイトはセメントが固まるまで、孔壁の安定液としてはたらくことが分かります。

以上、ベントナイトから、杭工事に関する用語についてまとめました。現場でご活用ください。

タイトルとURLをコピーしました