JP4958030B2 - セメント混和剤 - Google Patents
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Description
このため、コンクリート中の空気の状態を常に一定に保つように働くセメント混和剤への根強い要求があり、具体的には製造してから長時間経過後も空気量の調整能に優れたセ
メント混和剤、特に、多様化する高性能AE減水剤に適した空気調整機能が付与されたセメント混和剤の登場が待望されていた。
さらに本発明は、該空気量調整用セメント混和剤に好適な高性能AE減水剤を組み合わせることによって、空気量調整能力に優れるセメント混和剤を提供することを課題とする。
より好ましくは、本発明は、前記第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)及び第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)が各々下記一般式(1)
R1―(AO)n―O―R2 一般式(1)
(式中R1及びR2は互いに独立して水素、各々炭素数1〜22のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアルカノイル基を表す。AOは炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を表す。nはアルキレンオキサイド基の平均付加モル数を表し、1〜200の数を表す。)
で表される異なる種類の化合物であることを特徴とする前記空気量調整用セメント混和剤であって、前記第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)及び第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)の配合比A:Bが質量%比で5:95〜95:5で配合されたものを必須成分とする空気量調整用セメント混和剤に関する。
また本発明は前記空気量調整用セメント混和剤と、ポリアルキレンポリアミン基又はポリアマイドポリアミン基を有するポリカルボン酸系セメント分散剤との組合せよりなるセメント混和剤に関する。
また、上記空気量調整用セメント混和剤と高性能AE減水剤と組み合わせて本発明のセメント混和剤とした場合においても、優れた空気量調整能を発現し、生コンクリート中の空気量を一定量に保つことができる。
したがって、本発明により、空気量が調整された生コンクリートを、コンクリート製造から長時間経過後もその好適な状態を保って施工現場へ供給することができる。
そして、施工現場において空気量が調整された生コンクリートが使用できることにより、コンクリート打設等の作業性が改善されるだけではなく、硬化後のコンクリートの表面美観や耐久性の向上をも可能にする。
なお、本発明において、一定量の空気量とは、空気量が物理的に一定の量である場合は勿論、コンクリートの仕上がり美観あるいは強度等の物性において良好な性能が得られる範囲・程度に実質一定の空気量が含有され続けている(すなわち、空気量の経時変化が上記性能に実質的な悪影響を与えない程度に小さい)場合も含まれる。
通常、空気量の調整は、起泡能力に優れるAE剤と曇点が5℃以下になる消泡剤との組み合わせにて行われる。本発明者等は従来のコンクリート消泡剤における前記問題点等を鑑み、曇点の異なる2種又はそれ以上のポリアルキレングリコール系化合物からなるセメント混和剤を用いてコンクリート中の空気量を調整することを試み、本発明を完成した。
2種以上のポリアルキレングリコール系化合物(A)又はポリアルキレングリコール系化合物(B)を組み合わせて用いる場合、組み合わせる化合物の種類に特に制限はなく、また、配合比率はポリアルキレングリコール系化合物(A)1部に対してポリアルキレングリコール系化合物(B)0.05〜19部、より好ましくは0.1〜9部を組み合わせて使用することが望ましい。
なおここで、本発明に用いる第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)及び前記第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)以外のその他のポリアルキレングリコール系化合物とは、曇点が5℃より大きく10℃より小さいポリアルキレングリコール系化合物、又は、曇点が50℃より大きいポリアルキレングリコール系化合物を指す。
また、その他のポリアルキレングリコール系化合物には、上記式(1)で表されるが曇点の条件を満たさないポリアルキレングリコール系化合物の他、飽和又は不飽和の、直鎖状、分岐鎖状、又は環状の炭化水素基、あるいは含窒素又は含酸素の官能基、含ヘテロ環状基、含ハロゲン(フッ素、臭素、ヨウ素)置換基などを末端基とする各種の置換又は非置換のポリアルキレングリコール系化合物を含み得る。
テル結合を介して形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有するポリアルキレングリコール(モノ又はジ)アルキルエステル類、炭素数1〜22の炭化水素基とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド又はブチレンオキサイドの1種以上とからエーテル結合及びエステル結合を介して形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有するポリアルキレングリコールアルキルエーテルアルキルエステル類、グリセリン又はソルビトール等の多価アルコールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド又はブチレンオキサイドの1種以上とから形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有する多価アルコールポリアルキレングリコールエーテル類、アルキルアミン、ポリアルキレンポリアミン等のアルキルアミンとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド又はブチレンオキサイドの1種以上とから形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有するアルキルアミンアルキレングリコール類、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド又はブチレンオキサイドの1種以上から形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有するリン酸エステル類及びこの中和塩、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド又はブチレンオキサイドの1種以上から形成されたポリアルキレングリコール構成単位を有するホウ酸エステル類及びこの中和塩などが挙げられる。これらポリアルキレングリコール化合物のうち、上記特定の曇点を有するものであればいずれでもよい。
R1―(AO)n―O―R2 一般式(1)
式中、R1及びR2は互いに独立して水素、炭素数1〜22のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルカノイル基であり、例えば炭素数1〜22の低級アルコール、環状アルコール、直鎖アルコール、分岐アルコール、高級飽和アルコール、高級不飽和アルコール、アルケニルアルコール、アルキルフェノール、脂肪酸、不飽和脂肪酸などから形成される基を表す。これらは単独であっても1種以上の混合物であっても良い。
適宜組み合わせて用いることもできる。これらAE剤の本発明のセメント混和剤への配合量は、目的とする空気量を得るために適宜調整されるものである。
本発明のセメント混和剤の添加量は一般に水硬性組成物粉体の合計質量に対して0.0001〜0.5質量%程度添加することが好ましく、更には0.001〜0.1質量%添加することが好ましい。ただし、空気の混入量はコンクリートの製造目的により異なるため、本発明のセメント混和剤の添加量はこの範囲に特定されるものではない。
不飽和アルコール又は不飽和脂肪酸等にエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを付加させるなどして以下に示す表1及び表2の組成を有するポリアルキレングリコール系化合物A1〜A5及びポリアルキレン化合物B1〜B6を得た。
本試験例ではセメント、骨材、高性能AE減水剤、AE剤の配合処方、材料及び薬剤の種類を固定した時の空気量の変化について、前記実施例及び比較例の空気量調整用セメント混和剤を用いて、比較試験を行った。高性能AE減水剤には含窒素ポリカルボン酸系化合物を主成分とするシーカメント1100NT(日本シーカ(株)製)を、そして細骨材には中国産の川砂を使用し試験を行った。以下の表4に使用材料及び配合処方を示す。
強制パン型(55L容量)ミキサーに、粗骨材、細骨材の一部、セメント、残りの細骨材の順に投入して10秒間練り混ぜ、これに高性能AE減水剤、AE剤、前記の配合にて得られた空気量調整用セメント混和剤(種類及び添加量を表5に示す)を添加した練り水を加え、90秒練り混ぜた。コンクリートを排出後、フレッシュコンクリート試験(スランプ JIS A1101、空気量 JIS A1128)を行った。その後、得られたコンクリートを可傾式ミキサーに移し、傾斜30度、回転速度3rpmでアジテートを行い、空気量の経時変化を測定した。空気量の経時変化は、強制パン型ミキサーから排出された時点を0分とし、そこを基点として15分、30分、45分、及び60分後の空気量を測定し、また、測定時間毎の空気量の変化を標準偏差の算出により評価した。
さらに、硬化後のコンクリートの表面外観(表面の気泡状態)を目視にて評価した。
一方、曇点が低いポリアルキレングリコール系化合物を単独で用いた比較例1においては、生コンクリート製造直後〜15分経過後の空気量はほぼ一定に抑えられたが、30分経過後からは空気量が大きく増加する結果を示した。また、曇点の高いポリアルキレングリコール系化合物を単独で用いた比較例2においても、比較例1と同様に30分経過後からは空気量が増加する傾向を示した。
さらに、曇点が5度以下のポリアルキレングリコール系化合物と、曇点が本発明の範囲を超え高いポリアルキレングリコール系化合物との配合である比較例3においては、45分経過後までの標準偏差をみると0.65であり、直後の空気量の値から多少変動した程度とみられる結果であったが、60分経過後には空気量が大きく上昇する結果となった。
そしてこれら比較例1乃至3を用いて得られた硬化コンクリートは表面に気泡跡がみられる結果となった。
量の経時変化を一定な状態に抑制することができるだけでなく、表面美観に優れる硬化コンクリートが得られた。
Claims (4)
- 2種以上のポリアルキレングリコール系化合物を配合したセメント混和剤であって、曇点が5℃以下である第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)と、曇点が10〜50℃の範囲にある第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)とを含有する空気量調整用セメント混和剤。
- 前記第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)及び第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)が各々下記一般式(1)で表される異なる種類の化合物であることを特徴とする請求項1記載の空気量調整用セメント混和剤。
R1―(AO)n―O―R2 一般式(1)
(式中R1及びR2は互いに独立して水素、各々炭素数1〜22のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアルカノイル基を表す。AOは炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を表す。nはアルキレンオキサイド基の平均付加モル数を表し、1〜200の数を表す。) - 前記第一のポリアルキレングリコール系化合物(A)及び第二のポリアルキレングリコール系化合物(B)の配合比A:Bが質量%比で5:95〜95:5である請求項1又は2記載の空気量調整用セメント混和剤。
- 請求項1〜3のうち何れか一項に記載の空気量調整用セメント混和剤とポリアルキレンポリアミン基又はポリアマイドポリアミン基を有するポリカルボン酸系セメント分散剤との組合せよりなるセメント混和剤。
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