JP4374702B2 - セメント用添加剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセメント用添加剤に関するものである。さらに詳しくは、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント組成物に添加することにより、その流動性を高め、かつ適度な凝結遅延作用を有し、臭気の改善されたセメント用添加剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリ−トは、造形が自由である、耐火性、耐腐蝕性にすぐれている等の特徴のほか、大量生産ができ、安価で使いやすい、使用法が容易である等多くのすぐれた特徴をもっているため、建築資材として大量に使用されている。最近は、大型の構造物に対してコンクリートを打ち継ぎなしで打設する施工、スライディング工法などの打設サイクルが長時間となる施工、構真柱の建て入れ工法など作業者の労働条件の改善や打設周辺環境への配慮から夜間打設の回避、遠距離長時間輸送、暑中の早期硬化の防止、コールドジョイント防止等の目的で、セメントの凝結遅延作用をもつグルコン酸等のオキシカルボン酸類やその塩、糖類、ケイフッ化物ホウ酸類、リン酸塩などの各種遅延剤が使用されている。また、産業廃棄物再利用の面から、アジテータ中の付着コンクリートや積み残しコンクリート利用の要求も高まっており、凝結遅延剤を使用する機会が増えてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常のコンクリートの製造時には、強度の向上、耐久性、品質向上等の目的で、練り混ぜ時に用いる水を減らす場合が殆どである。しかしながら、上記の凝結遅延剤では、若干の減水性はあるもののその減水性では十分ではない。したがって、コンクリートに凝結遅延剤を用いた場合でもリグニンスルホン酸の塩、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩およびポリカルボン酸系化合物などの減水剤を併用している。これら減水剤は、化学反応によって得られたものが殆どであり、リグニンスルホン酸の塩は独特の不快な臭気をもち、またナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物も原料に用いるホルムアルデヒドなどの臭気があり、特に暑中のコンクリート組成物に用いた場合には、独特の不快な臭気のために作業者から敬遠されがちで、改善の要求が高まっている。
従って、セメント用添加剤として用いた場合、モルタルやコンクリートの凝結を遅らせることができ、モルタルやコンクリート組成物中の水の使用量を少なくしてもその流動性を高め、かつ臭気の改善された新たなセメント用添加剤が望まれている。
本発明の目的は、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント配合物中の水の使用量を少なくしても、その流動性を高めることができ、かつ適度の凝結遅延作用を有するため、暑中の早期硬化の防止、コールドジョイント防止に優れ、さらに不快な臭気がしないため暑中打設時の作業効率の向上をもたらすセメント用添加剤を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、タキシホリンおよびタキシホリンを含有するカラマツ抽出物が、モルタルやコンクリートの凝結を遅らせることができ、モルタルやコンクリート組成物中の水の使用量を少なくしてもその流動性を高め、かつ、従来の添加剤のような不快な臭気の少ないことを見いだし、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、タキシホリンを含有するセメント用添加剤およびタキシホリンを主成分とするカラマツ抽出物を含有するセメント用添加剤である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のセメント用添加剤の主成分はタキシホリン、またはカラマツから抽出して得られたタキシホリンを含有するカラマツ抽出物を主成分とするものである。
本発明のセメント用添加剤に含有されるタキシホリンは、試薬として市販されているものを用いてもよく、また、カラマツ、ダグラスファー、イスノキ、ヒザクラ等より抽出して得られるタキシホリンを含有する抽出物を用いても良い。その中でも入手性の点でカラマツ抽出物が好ましい。
【０００６】
本発明のセメント用添加剤に含有されるタキシホリンを主成分とするカラマツ抽出物は、カラマツを粉砕化した木粉やカラマツの製材時に発生する鋸屑状のものを６０〜１００℃の熱水、好ましくは７０〜８０℃の熱水により１〜１０時間、好ましくは１〜３時間抽出することにより容易に得ることができる。好ましくは熱水抽出後、エタノールなどのアルコール類などの溶媒に添加し、ろ過により沈殿物を濾別後、溶媒を除去することにより、主成分としてのタキシホリンの純度の高いカラマツ抽出物が得られる。カラマツ抽出物は、水溶液そのままの状態でセメント用添加剤として用いても良く、水分を濃縮したものを用いても良く、さらに水分を除去した状態で用いても良い。他の木材よりの抽出物も同様にして得ることができる。
【０００７】
本発明のセメント用添加剤は、普通、早強、中庸熱、ビーライトなどのポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石などの鉱物微粉体を添加した混合セメントなどの各種セメントの配合物であるセメントペースト、モルタル、コンクリートなどに加えて使用される。その使用方法は、モルタルやコンクリートに使用する水に予め分散させて使用したり、注水と同時に添加して使用したり、注水から練り上がりまでの間に添加して使用したり、一旦練り上がったセメント組成物に後から添加して使用することもできる。
【０００８】
本発明のセメント用添加剤の使用量は、各種セメントに対して０．０１〜５重量％で、好ましくは０．０５〜３重量％の割合で使用される。使用量が０．０１重量％よりも少ない場合、セメント配合物の流動性が不充分となるため発明の効果が発揮できない。また、５重量％よりも多いと材料分離を起こしたり、空気連行性が著しくなるために好ましくない。また、本発明のセメント用添加剤は、その効果を損なわない程度で、必要に応じて他のセメント用添加剤と併用して使用することも可能である。他のセメント用添加剤の例としては、減水剤、空気連行剤、消泡剤、分離低減剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、膨張剤、乾燥収縮低減剤、防錆剤などがある。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のセメント用添加剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント配合物中の水の使用量を少なくしても、その流動性を高めることができ、かつ適度の凝結遅延作用を有するため、暑中の早期硬化の防止、コールドジョイント防止に優れている。さらに、不快な臭気がしないため、暑中打設時の作業効率の向上をもたらす。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を説明する。
実施例１
５Ｌモルタルミキサ用の練り鉢に、セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］６００ｇ、細骨材［大井川産砂（比重２．６０）、表面水率＝０．４％］１５０６ｇを秤取り、ミキサにセットし１５秒間空練りを行った。次いで、タキシホリン０．８４ｇ（試薬、純度９８％以上）、水［川崎市水道水］２９４ｇを加え、３分間練り混ぜた。練り上がったモルタルは、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ、モルタルフロー試験機を用いてフローを測定したところ２３２であった。また、モルタルの温度は２３℃であった。さらに、練り上がったモルタルの臭気を確認したところ、下記の判定基準によりＡと判定した。
臭気判定基準
Ａ：不快な臭気がしない。
Ｂ：やや不快な臭気がする。
Ｃ：不快な臭気がする。
【００１１】
比較例１
５Ｌモルタルミキサ用の練り鉢に、セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］６００ｇ、細骨材［大井川産砂（比重２．６０）、表面水率＝０．４％］１５０６ｇを秤取り、ミキサにセットし１５秒間空練りを行った。次いで、リグニンスルホン酸系減水剤（ポゾリスＮｏ．７０、（株）ポゾリス物産製）１．８ｇを溶解させた水［川崎市水道水］２９４ｇを加え、３分間練り混ぜた。練り上がったモルタルは、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ、モルタルフロー試験機を用いてフローを測定したところ２３０であった。またモルタルの温度は、２４℃であった。さらに、練り上がったモルタルの臭気を確認したところ、実施例１と同様の判定基準によりＣと判定した。
【００１２】
比較例２
５Ｌモルタルミキサ用の練り鉢に、セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］６００ｇ、細骨材［大井川産砂（比重２．６０）、表面水率＝０．４％］１５０６ｇを秤取り、ミキサにセットし１５秒間空練りを行った。次いで、水［川崎市水道水］３４５ｇを加え、３分間練り混ぜた。練り上がったモルタルは、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ、モルタルフロー試験機を用いてフローを測定したところ２３３であった。またモルタルの温度は２４℃であった。さらに、練り上がったモルタルの臭気を確認したところ、実施例１と同様の判定基準によりＡと判定した。
【００１３】
比較例３
５Ｌモルタルミキサ用の練り鉢に、セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］６００ｇ、細骨材［大井川産砂（比重２．６０）、表面水率＝０．４％］１５０６ｇを秤取り、ミキサにセットし１５秒間空練りを行った。次いで、オキシカルボン酸系凝結遅延剤（パリックＴ、エフピーケー（株）製）４．８ｇを溶解させた水［川崎市水道水］３２４ｇを加え、３分間練り混ぜた。練り上がったモルタルは、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ、モルタルフロー試験機を用いてフローを測定したところ２３２であった。またモルタルの温度は２４℃であった。
【００１４】
実施例１および比較例１〜３はフローを合わせて、それぞれセメント用添加剤を変えたものである。実施例１と同様のフローを得るためには、比較例２のセメント用添加剤無添加のもの、比較例３のオキシカルボン酸系凝結遅延剤を加えたものは、添加する水の量が多く、減水性が悪いことが分かる。また、比較例１のリグニンスルホン酸系減水剤を用いた場合、添加する水の量は同じであるが、不快な臭気がすることが分かる。
【００１５】
実施例２
実施例１と同様の方法で練ったモルタルから２８８ｇを、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じたモルタル供試体成形用型枠を鉄板でふたをし縦置きにしたときのその上部より入れた。その９時間後、以下に示す方法で練り上げたモルタルから２８８ｇを打ち継ぎし、供試体を作成した。得られた供試体を２０℃の気中で７日間養生後、ＪＩＳ Ａ−１１０６に準じて曲げ強度試験を行ったところ、０．２１６Ｎ／ｍｍ²であった。
【００１６】
打ち継ぎ用モルタルの製造
５Ｌモルタルミキサ用の練り鉢に、セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］６００ｇ、細骨材［大井川産砂（比重２．６０）、表面水率＝０．４％］１５０６ｇを秤取り、ミキサにセットし１５秒間空練りを行った。次いで、ポリカルボン酸系減水剤（チューポールＨＰ−８、竹本油脂（株）製）４．８ｇを溶解させた水［川崎市水道水］２９４ｇを加え、３分間練り混ぜた。練り上がったモルタルは、ＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ、モルタルフロー試験機を用いてフローを測定したところ２３３であった。このモルタルを打ち継ぎ用モルタルとした。
【００１７】
比較例４
比較例１で練り上げたモルタルを使用した以外は実施例２と同様の方法で供試体を作成した。得られた供試体を２０℃の気中で７日間養生後、ＪＩＳ Ａ−１１０６に準じて曲げ強度を測定したところ、０．１８４Ｎ／ｍｍ²であった。
【００１８】
実施例２および比較例４はセメント用添加剤を変えて打ち継ぎした時の曲げ強度を測定したものである。比較例４のリグニンスルホン酸系減水剤を用いた時と比べて実施例２のほうが曲げ強度が高いことが分かる。
【００１９】
実施例３
本発明のセメント用添加剤を用いてコンクリート試験を行った。配合組成、試験条件を以下に示す。
５０Ｌ強制二軸練りミキサーを用い、 セメント［太平洋セメント（株）普通ポルトランドセメント］８．０ｋｇ、細骨材［大井川産川砂（比重２．６０）、表面水率＝０．３８］２１．７ｋｇおよび粗骨材［青梅産砕石（比重２．６６）、表面水率＝０．０１］２４．９ｋｇをミキサーにとり１５秒間空練りを行った。次に、以下の方法により得られたカラマツ抽出液３２ｇに水を加えて総量４．２ｋｇにした溶液を加え２分間練り混ぜた後、練り返し用バットに払い出し、練り上がり直後および３０分後の温度、スランプ（ＪＩＳ Ａ１１０１準拠）および空気量（ＪＩＳ Ａ１１２８準拠）の測定を行った。測定終了後のコンクリートは、直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱型枠を用いＪＩＳ Ａ１１３２に準拠して供試体を６本作成し、２０℃に設定した水中で７日および１４日養生後、供試体の圧縮強度を測定した。また、プロクター貫入試験機を用い凝結時間の測定も併せて行った。
試験結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
カラマツ抽出液
カラマツ木粉２ｋｇを７０〜８０℃に調整した熱水１０Ｌ中に仕込み、同温度範囲で２時間抽出した。抽出液を冷却した後、濾紙を用いて木粉を濾別した。濾液を１Ｌまで濃縮後、約１０倍容量のエタノール中に滴下し、生じた沈殿を濾紙により濾別した。濾液からエタノール分を除去するために濾液に水０．１Ｌを数回添加しながら減圧蒸留し、タキシホリン４７．５重量％含有したカラマツ抽出物の水溶液１４０ｇを得た。
【００２２】
比較例５
本発明のセメント用添加剤の代わりに、リグニンスルホン酸系減水剤（ポゾリスＮｏ．７０、（株）ポゾリス物産製）３２ｇを用いた以外は、実施例３と同様にコンクリート試験を行った。試験結果を表１に示す。
【００２３】
実施例３および比較例５はコンクリート試験により、本発明とリグニンスルホン酸系減水剤を比較したものである。実施例３は比較例５と比較して、適度な凝結時間の遅れがあることが分かる。

Claims (2)

1. タキシホリンを含有するセメント用添加剤。
2. タキシホリンを主成分とするカラマツ抽出物を含有するセメント用添加剤。