JP2007077021A - 水硬性セメント組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】骨材のうちで細骨材の少なくとも一部として、高炉スラグ細骨材にアクリル酸重合体、アクリル酸共重合体及びこれらの塩から選ばれる一つ又は二つ以上のアクリル酸系重合体を付着したものを用いた。
【選択図】なし
Description
1)セメントとして普通ポルトランドセメント(比重3.16、ブレーン値3300)366kg、細骨材として大井川水系砂(比重2.63)245kg及び処理済高炉スラグ細骨材{鋼管鉱業社製福山産高炉水砕スラグ(比重2.74)をJIS−A5011(コンクリート用スラグ骨材)に準じて粒度分布5mmに調整した高炉スラグ細骨材100重量部当たり平均分子量300000のアクリル酸重合体を0.01重量部の割合で付着したもの}597kg、粗骨材として岡崎産砕石(比重2.68)925kg、水183kg及びセメント混和剤としてAE減水剤を前記の普通ポルトランドセメント100重量部当たり0.2重量部の割合で含有してなる水硬性セメント組成物。
・アクリル酸重合体(P−1)の合成及び水性液の調製
反応容器にアクリル酸72部、3−メルカプトプロピオン酸3.6部、イオン交換水1360部を仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。窒素雰囲気下に反応系の温度を60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液6部を滴下して重合を開始し、5時間重合反応を行なって、重合体を水性液として得た。この重合体を分析したところ、平均分子量6000のアクリル酸重合体(P−1)であった。アクリル酸重合体(P−1)の水性液に水を加え、固形分濃度5%の水性液を調製した。
アクリル酸重合体(P−1)の場合と同様にして、アクリル酸重合体(P−2)を合成し、固形分濃度5%の水性液を調製した。
反応容器にn−へキサン2600部を仕込み、攪拌しながら雰囲気を窒素置換し、反応系の温度を60℃に保った。次にアクリル酸350部、ポリプロピレングリコール3部、アセトン140部及び重合開始剤として2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.1部を添加した。白濁による反応が始まってからアクリル酸1200部及びアセトン360部の混合液1560部と前記の重合開始剤0.5部を分割して添加した。全量仕込みが終わった後、更に60℃の温度下で2時間熟成して、重合体の懸濁液を得た。この懸濁液を濾過し、濾別した固形分を乾燥して、重合体を得た。この重合体を分析したところ、平均分子量300000のアクリル酸重合体(P−3)であった。アクリル酸重合体(P−3)に水を加え、固形分濃度1%の水性液を調製した。
アクリル酸重合体(P−3)の場合と同様にして、アクリル酸重合体(P−4),(P−5)を合成し、それぞれ固形分濃度1%の水性液を調製した。
アクリル酸重合体(P−3)を水性液とした後、これに20%水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和し、アクリル酸重合体のナトリウム塩(P−6)を水性液として得た。この水性液に水を加え、固形分濃度1%の水性液を調製した。
アクリル酸重合体(P−4)を水性液とした後、これに20%水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和し、アクリル酸重合体のナトリウム塩(P−7)を水性液として得た。この水性液に水を加え、固形分濃度1%の水性液を調製した。
反応容器にアクリル酸63部、メタクリル酸10部、3−メルカプトプロピオン酸2.5部及びイオン交換水1360部を仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。窒素雰囲気下に反応系の温度を60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液6部を滴下して重合を開始し、5時間重合反応を行なって、共重合体を水性液として得た。この共重合体を分析したところ、平均分子量13000のアクリル酸共重合体{アクリル酸とメタクリル酸との共重合体であって、アクリル酸から形成された構成単位/メタクリル酸から形成された構成単位=88/12(モル比)の割合で有する共重合体}(P−8)であった。アクリル酸共重合体(P−8)の水性液に水を加え、固形分濃度5%の水性液を調製した。
アクリル酸共重合体(P−8)の水性液を20%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、アクリル酸共重合体のナトリウム塩(P−9)を水性液として得た。この水性液に水を加えて、固形分濃度5%の水性液を調製した。
反応容器にアクリル酸65部、アリルスルホン酸ナトリウム14部、3−メルカプトプロピオン酸0.3部及びイオン交換水1410部を仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。窒素雰囲気下に反応系の温度を60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液7部を滴下して重合を開始し、6時間重合反応を行なって、共重合体を水性液として得た。この共重合体を分析したところ、平均分子量23000のアクリル酸共重合体{アクリル酸とアリルスルホン酸ナトリウムとの共重合体であって、アクリル酸から形成された構成単位/アリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=90/10(モル比)の割合で有する共重合体}(P−10)であった。アクリル酸共重合体(P−10)の水性液に水を加え、固形分濃度5%の水性液を調製した。
アクリル酸共重合体(P−10)の場合と同様にして、アクリル酸共重合体(P−11)を合成し、固形分濃度5%の水性液を調製した。
反応容器にn−へキサン3100部を仕込み、攪拌しながら雰囲気を窒素置換し、反応系の温度を60℃に保った。次にアクリル酸315部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸100部、ポリプロピレングリコール1部、アセトン160部及び重合開始剤として2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.15部を添加した。白濁による反応が始まってから、アクリル酸945部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸300部及びアセトン400部の混合液1645部と前記の重合開始剤0.5部を分割して添加した。全量仕込みが終わった後、更に60℃の温度下で3時間熟成して、共重合体の懸濁液を得た。この懸濁液を濾過し、濾別した固形分を乾燥して、共重合体を得た。この共重合体を分析したところ、平均分子量350000のアクリル酸共重合体{アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体であって、アクリル酸から形成された構成単位/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸から形成された構成単位=90/10(モル比)の割合で有する共重合体}(P−12)であった。アクリル酸共重合体(P−12)に水を加え、固形分濃度1%の水性液を調製した。
アクリル酸共重合体(P−12)の水性液を20%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、アクリル酸共重合体のナトリウム塩(P−13)を水性液として得た。この水性液に水を加え、固形分濃度1%の水性液を調製した。
アクリル酸共重合体(P−12)の場合と同様にして、アクリル酸共重合体(P−14)及び(P−15)を合成し、粉体として得た。
アクリル酸共重合体(P−12)の場合と同様にして、アクリル酸共重合体(P−16)〜(P−18)を合成し、固形分濃度1%又は5%の水性液を調製した。以上で合成したアクリル酸系重合体の内容及び更に調製した水性液の内容を表1にまとめて示した。
バットに高炉スラグ細骨材{鋼管鉱業社製福山産高炉水砕スラグをJIS−A5011(コンクリート用スラグ骨材)に準じて粒度分布5mmに調整したもの}を広げ、試験区分1で調製したアクリル酸系重合体等の水性液又は粉体を表2に記載の付着量となるよう散布しながらハンドスコップで混合した後、高炉スラグ細骨材の含水比が10%となるよう水を加え、更にミキサーで5分間混合して処理済高炉スラグ細骨材を得た。ここで調製した処理済高炉スラグ細骨材の内容を表2にまとめて示した。
付着量:高炉スラグ細骨材100重量部当たりのアクリル酸系重合体等の付着量(部)
AM:ポリアクリルアミド
MC:メチルセルロース
HC:ヒドロキシプロピルメチルセルロース
AA−MA:アクリルアミドとアクリル酸メチルとの共重合体であって、アクリルアミドから形成された構成単位/アクリル酸メチルから形成された構成単位=70/30(モル比)の割合で有する平均分子量21000の共重合体
試験区分2で調製した処理済高炉スラグ細骨材を屋外に高さ3mの小山状にして8週間に亘り野積みし、野積み期間中に表3に記載した所定の期間でサンプリングした処理済高炉スラグ細骨材を、20kg×60分間の条件で遠心脱水し、遠心脱水後の処理済高炉スラグ細骨材の含水比(%)を測定した。結果を表3にまとめて示した。ここで遠心脱水後の含水比(%)の数値が大きいほど処理済高炉スラグ細骨材の保水性が高いことを意味する。
表4に記載の調合条件で、各例の水硬性セメント組成物(コンクリート)を次のように調製した。50Lのパン型強制練りミキサーに普通ポルトランドセメント(比重3.16、ブレーン値3300)、細骨材として大井川水系砂(比重2.63)及び試験区分3で8週間に亘り野積み状態で屋外放置試験した処理済高炉スラグ細骨材並びに粗骨材(岡崎産砕石、比重2.68)を順次投入して15秒間空練りした。次に各例いずれも目標スランプが18±1cmの範囲内に入るようAE減水剤(竹本油脂社製の商品名チューポールEX20)をセメント重量に対し0.2重量%となるよう練り混ぜ水と共に添加して2分間練り混ぜた。この際、目標空気量が4〜5%となるよう空気量調整剤(竹本油脂社製の商品名AE200)を添加した。
スランプ:JIS−A1101に準拠して測定した。
空気量:JIS−A1128に準拠して測定した。
圧縮強度:JIS−A1108に準拠して測定した。
ブリーディング率:JIS−A1123に準拠してブリーディング量を測定し、ブリーディング率を次の式を用いて求めた。
ブリーディング率(%)=(最大ブリーディング量/試料中の全水量)×100
尚、表5において、ブリーディング率(%)の数値が小さいほどブリーディングが少ないことを意味する。
比較例6:処理済高炉スラグ細骨材に代えて処理前の高炉スラグ細骨材を用い、またアクリル酸重合体(P−1)を0.18kg/m3の割合で水硬性セメント組成物(コンクリート)を調製する時に添加した。
比較例7:処理済高炉スラグ細骨材に代えて処理前の高炉スラグ細骨材を用い、またアクリル酸系重合体(P−2)を0.18kg/m3の割合で水硬性セメント組成物(コンクリート)を調製する時に添加した。
Claims (9)
- セメント、骨材、水及びセメント混和剤を含有してなる水硬性セメント組成物において、骨材のうちで細骨材の少なくとも一部として、高炉スラグ細骨材にアクリル酸重合体、アクリル酸共重合体及びこれらの塩から選ばれる一つ又は二つ以上のアクリル酸系重合体を付着したものを用いて成ることを特徴とする水硬性セメント組成物。
- 高炉スラグ細骨材にアクリル酸系重合体を付着したものが、高炉スラグ細骨材100重量部当たりアクリル酸系重合体を0.002〜0.3重量部の割合となるよう付着したものである請求項1記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸重合体が、平均分子量1000〜15000000のものである請求項1又は2記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸重合体が、平均分子量50000〜6000000のものである請求項1又は2記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸共重合体が、その全構成単位中にアクリル酸から形成された構成単位を70〜98モル%有する平均分子量1000〜15000000のものである請求項1〜4のいずれか一つの項記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸共重合体が、その全構成単位中にアクリル酸から形成された構成単位を80〜95モル%有する平均分子量50000〜6000000のものである請求項1〜4のいずれか一つの項記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸共重合体が、アクリル酸から形成された構成単位以外の他の構成単位として、メタクリル酸、メタクリル酸の塩、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アクリル酸ヒドロキシアルキル、メタクリル酸ヒドロキシアルキル、アクリルアミド、アリルスルホン酸、アリルスルホン酸の塩、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸の塩、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の塩から選ばれる一つ又は二つ以上の単量体から形成された構成単位を有するものである請求項1〜6のいずれか一つの項記載の水硬性セメント組成物。
- アクリル酸共重合体が、アクリル酸から形成された構成単位以外の他の構成単位として、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の塩から選ばれる一つ又は二つ以上の単量体から形成された構成単位を有するものである請求項1〜6のいずれか一つの項記載の水硬性セメント組成物。
- 塩がいずれもナトリウム塩である請求項1〜8のいずれか一つの項記載の水硬性セメント組成物。
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