JPS5819618B2 - Aeコンクリ−トまたはaeモルタル用混和剤 - Google Patents

Aeコンクリ−トまたはaeモルタル用混和剤

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JPS5819618B2
JPS5819618B2 JP53117682A JP11768278A JPS5819618B2 JP S5819618 B2 JPS5819618 B2 JP S5819618B2 JP 53117682 A JP53117682 A JP 53117682A JP 11768278 A JP11768278 A JP 11768278A JP S5819618 B2 JPS5819618 B2 JP S5819618B2
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16Sulfur-containing compounds

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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はα−オレフィンスルホン酸塩を含有するAEコ
ンクリートまたはAEモルタル用混和剤に関する。
コンクリートあるいはモルタルに空気連行性を与える混
和剤(以下AE剤と称す)を用いることにより、1)ワ
ーカビリティの改善およびそれに伴う水セメント比の低
減・細骨材量の減少、2)空気泡の保水力増加によるブ
リージング減少、3)ポンパビリテイの改善、4)耐凍
結融解抵抗性の向上管の効果が期待できる。
最も一般的なAE剤としては主成分に、高酸化樹脂酸塩
、蛋白性物質の塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ア
ルキルスルホン酸のトリエタノールアミン塩、ポリオキ
シエチレンアルキルスルホン酸塩等のアニオン性界面活
性剤あるいはポリオキシエチレンアルキルアリールエー
テル等の非イオン性界面活性剤がある。
また空気連行型の減水剤(以下AE減水剤と称す)とし
ては、リグニン□スルホン酸塩、アルキルナフタレンス
ルホン酸ホルマリン縮合物塩に代表される空気連行型の
芳香族炭化水素ホルマリン縮合物スルホン酸塩等がある
本発明においてAEコンクリートまたはAEモルタルと
はAE剤もしくはAE減水剤を使用したコンクリートも
しくはモルタルをいう。
一方コンクリート用高性能減水剤としてはβ−ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、クレオソート油石
油分解物のスルホン化物のホルマリン縮合物およびメラ
ミンホルマリン重合体スルホン酸塩が代表的な混和剤で
ありいずれも非遅延性且つ低気泡性である。
ここで、非遅延性とはコンクリートに当該減水剤を添加
したとき、コンクリートが24時間後には硬化すること
を意味する。
又、低気泡性とはコンクリートに当該減水剤を添加した
とき、コンクリート中への空気連行量が3係(容量で)
以下であることを意味する。
従来非空気連行型高性能減水剤はいわゆる高強度コンク
リートの領域で用いられ、AE剤あるいはAE減水剤は
主として建築用コンクリートあるいは比較的強度の低い
コンクリートに用いられる事が多かった。
したがって非空気連行型高性能減水剤とAE剤を併用す
る場合は殆んどなかった。
近年ドイツにおいて高性能減水剤であるメラミンホルマ
リン重合体スルホン酸塩が流動化コンクリート(FLI
SSBETON)の流動化剤として用いられるようにな
った。
また高性能減水剤であるβ−ナフタリンスルホン酸ホル
マリン高縮合物塩も流動化剤として極めて優れた性能を
持つことが解ってきた。
しかしながら流動化コンクリート調製ノ際に、流動化コ
ンクリートのベースコンクリート(流動化剤を添加する
前のコンクリート)にAE剤・AE減水剤を用いて連行
した空気が、上記の高性能減水剤系の流動化剤を添加す
ることにより消泡されAEコンクリートに期待される効
果が達せられなくなることが明らかになった。
また高強度プレストレストコンクリート製品、例えば鉄
道用マクラギ、軌道スラブあるいは橋桁のように外気に
曝露され凍結融解を受けるコンクリート製品においても
高性能減水剤とAE剤を併用する場合が多くなり、その
場合にも連行空気が消泡される。
すなわち従来用いられてきた市販の高性能減水剤と市販
のAE剤をただ単に組合せても、まだ固まらないコンク
リートにおいては極めて流動性が大きくかつ硬化したコ
ンクリートにおいては空気連行性能を十分に発揮しつる
という、双方の混和剤の機能を十分に生かしたコンクリ
ートが調製できない。
ACI (American Concrete In
5titute)はAEコンクリートの重要な性能であ
る凍結融解抵抗性について、気泡間隔係数が250μ以
下望むらくは200μ以下になるように提言し、凍結融
解試験における耐久性指数と共にAEコンクリート製造
上の重要な目安として&)=。
市販のAE剤・AE減水剤を単独で使用したコンクリー
トの気泡間隔係数は200μ以下あるいは200μを僅
かに越える程度であり、凍結融解に対する抵抗性も十分
である。
しかし同じAE剤・AE減水剤を使用し、しかも多くの
場合は通常使用量より多く用いても高性能減水剤(流動
化剤)を併用すれば気泡間隔係数は250μ以上となり
、凍結融解抵抗性も低下してくる。
本発明者らはかかる実情において、高性能減水剤と併用
しても、一般のAEコンクリート同様の凍結融解抵抗性
を有し気泡間隔係数が200μ以下となるAE剤を見い
出すべく鋭意研究した結果、ある種のアニオン性の界面
活性剤が良い性能を示すことを見い出し本発明に到達し
た。
即ち、本発明はα−オレフィンスルホン酸塩を含有する
ことを特徴とするAEコンクリートまたはAEモルタル
用混和剤である。
本発明に係るα−オレフィンスルホン酸塩を得るための
α−オレフィンは末端に二重結合を持つものであり、石
油留分のクラッキングにより、又はエチレンの低重合に
より一般的には得られているものである。
このd−オレフィンを803ガス、濃硫酸又はクロルス
ルホン酸等によりスルホン化し、続いて加水分解すれば
、本発明のα−オレフィンスルホン酸塩を得ることがで
きる。
本発明のα−オレフィンスルホン酸塩として好ましいも
の・は炭素数12〜18のα−オレフィンスルホン酸の
ナトリウム塩である。
このものが、AE剤の役を果たし、且つ、その効果をお
とさずに高性能減水剤との併用を可能にするきわめてす
ぐれた界面活性剤である。
即ち、本発明のα−オレフィンスルホン酸塩は単独で用
いても良好なAE剤となるが、高性能減水剤と併用して
もAE効果を十分に発揮するものであり、コンクリート
またはモルタルを調整する際、すぐれた空気連行性を有
し、且つ、打設前のコンクリートもしくはモルタルの流
1動性を太きくシ、且つ、成形後のコンク11− トの
凍結融解サイクルに対する耐性を大きくすることを可能
にしたのである。
本発明に係るコンクIJ −ト用高性能減水剤に好まし
く用いられるものはβ−ナフタリンスルホン・酸ホルマ
リン高縮合物、クレオソート油石油分解物のスルホン化
物のホルマリン縮合物又はメラミンホルマリン縮合物の
スルホン化物である。
本発明においてβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン高
縮合物とはナフタリンスルホン酸とホルマIJ 7ンの
縮合反応を高度にすすめて未反応ナフタリンスルホン酸
の残存量が8CI)以下になる迄縮合せしめた高重合物
であり、又、本発明においてメラミンホルマリン縮合物
のスルホン化物とは、スルホン化メラミンとホルマリン
を縮合反応せしめ、その生成物の固体物質の20重量パ
ーセント水溶液が8〜180センチポイズを示す程度に
まで縮合せしめたものをいうのである。
本発明の混和剤め使用方法はコンクリートまたはモルタ
ルを調製する際に■あらかじめ高性能減水剤とα−オレ
フィンスルホン酸塩を一緒に練り混ぜ水中に溶解して添
加する、■高性能減水剤とα−オレフィンスルホン酸塩
を別々に練り混ぜ水中に溶解して添加するかまたは混和
剤の高濃度水溶液で添加する、■高性能減水剤とα−オ
レフィンスルホン酸塩の乾燥固形物をあらかじめ水以外
のセメント配合物に混合する等いずれの方法によっても
可能である。
本発明の混和剤の好ましい配合割合は、β−ナフタリン
スルホン酸ホルマリン縮合物またはクレオソート油石油
分解物のスルホン化物のホルマリン縮合物を含有する場
合、この100重量部に対して、α−オレフィンスルホ
ン酸塩10〜0.19重量部であり、メラミンホルマリ
ン縮合物のスルホン化物を含有する場合、この100重
量部に対して、α−オレフィンスルホン酸塩5〜0.0
95重量部である。
本発明の混和剤の使用量は必要とする空気量、所要スラ
ンプ、使用するセメント・骨材の種類、各材料の配合比
、練り混ぜ順序、練り混ぜ機械、温度等によって異り一
様に定められないが、建築学会JASS5T−401コ
ンクリート用表面活性剤の品質規準によるコンクリート
の空気量4.0±0.5係、土木学会規準によるAE剤
規格のコンクリート空気量4〜4.5係とするには、高
性能減水剤をセメントに対してβ−ナフタリンスルホン
酸ホルマリン高縮合物又はクレオソート油石油分解物の
スルホン化物のホルマリン縮合物の場合は0.15〜1
.055重量部メラミンホルマリン縮合物のスルホン化
物の場合は0.3〜2.1重量%と、α−オレフィンス
ルホン酸塩をセメントに対して0.002〜0.015
15重量部添加ば良い。
α−オレフィンスルホン酸塩の使用量を増減することに
より、建築学会JASS5鉄筋コンクリート工事(解説
)による所要空気量3〜6係、あるいは土木学会規準示
方書によるAEコンクIJ−トの空気量3〜6係を容易
に得ることが出来る。
本発明によれば調製したコンクリートあるいはモルタル
においては、高性能減水剤の性能を十分に生かし、得ら
れたAEコンクリートも凍結融解300サイクルで相対
動弾性係数が95係以上の十分な凍結融解抵抗性を持ち
、気泡間隔係数も多くは200μ以下が大きい場合にも
230μ以下でありACIが望まない250μを越える
ことがない。
次に本発明の混和剤を用いたAEコンクリートの性能を
実施例によって更に詳しく説明する。
実施例におけるまだ固まらないコンクリートのスランプ
、空気量測定はそれぞれJIS A 1101゜JI
S A 1128により行った。
凍結融解抵抗性試験、気泡間隔係数の測定はそれぞれA
STMC666八項、ASTM C457修正ポイント
カウント法により行った。
凍結融解抵抗試験用供試体は110X10X40としJ
ISA1132により調製した。
本発明者らがコンクリートの耐凍結融解性を重点に置い
て実験を実施したのは、耐凍結融解性を満足するコンク
リートは自ずと先に記載したAEコンクリートあるいは
AEモルタルに期待される効果の1)、2) 、3)を
満足すると考えたからである。
使用材料は普通ポルトランドセメント(小野出社)、細
骨材(紀の用産砂、比重2.60、FM2.72)、粗
骨材(宝塚産砕石、比重2.62、最大寸法2.Oyn
mXFM6.84 )、高性能減水剤として市販品のマ
イティ150(β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン高
縮合物塩、花王石鹸KK製)またはメルメントF10(
メラミンホルマリン重合体スルホン酸塩、昭和電工KK
製)を用いた。
実施例 コンクリートの配合は表1に示す。
練り混ぜは501強制練りミキサにて3分間練り混ぜた
表中 Wは水をあられし Cはセメントをあられし Sは細骨材をあられし Gは粗骨材をあられし Aは(S十G)である。
表2にコンクリートの性能試験結果を示す。
凍結融解抵抗性テスト コンクリート供試体を実験室用の水中において凍結融解
の急速反復サイクル(+5°Cと一18°Cの間)にか
け〔本実験では1サイクル3時間〕コンクl−トの品質
変化の状態を、1次撓み振動周波数試験によって観察す
る。
通常は次式の相対動弾性係数によって凍結融解抵抗性が
示され100に近いもの程良い。
P (2=(ne /n2)X 100 P、。
:凍結融解Cサイクル後の相対動弁、性係数輪 nl:凍結融解Cサイクルにおける1次撓み振動周波数 n:凍結融解Cサイクルにおける1次撓み振動周波数 気泡間隔係数 コンクリートに連行された気泡の平均的な分布状態を表
わす指標として気泡間隔係数が用いられる。
測定には種々な方法があるが、本実験は修正ポイントカ
ウント法によった。
すなわち良く研磨されたコンクリート表面を顕微鏡にて
直線的にトラバースしてゆき、気泡の数を測定すること
により、次の計算式にて気泡間隔係数(ト)を求める。
ただし L:気泡間隔係数 P:コンクリート中ペースト量〔配合より計算〕 A:硬化体中空気量 A=100S8/5t S8:指標点が気泡断面と一致した停 止数の総計〔実測値〕 St:トラバース中の全停止数〔実測 値〕 α:気泡の表面積 ■ T:気泡の平均弦長 l =A/100 n A:(上記の数値) n:トラバースで横切った単位長当 たりの平均気泡数 n = N / T T:トラバースの横切った気泡断面 の総数〔実施例〕 N:トラバースの全長〔実測値〕 比較例1〜3は混和剤無添加および高性能減水剤単独添
加コンクリートが全く凍結融解抵抗性がないことを示し
ている。
比較例4〜6および8.9は市販AE剤単独使用した場
合であり、おのおのの市販AE剤にマイティ150を添
加すると、AEコンクリートとしての性能が落ちること
が比較例10〜12および14.15に示されている。
実施例2.4.5は、本発明に係るα−オレフィンスル
ホン酸塩は高性能減水剤と併用しても気泡間隔係数が2
00μ前後、300サイクル時相対動弾性係数が95係
以上となり極めて優れた、AEコンクリートが調製でき
ることを示している。
なお実施例1.3は本発明に係るα−オレフィンスルホ
ン酸塩は単独で使用しても良いAEコンクリートが調製
可能であることを示している。
比較例7.13は界面活性剤りは有効なAE剤でないこ
とを示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素数12〜18のα−オレフィンスルホン酸塩と
    クレオソート油石油分解物のスルホン化物のホルマリン
    縮合物、β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物及
    びメラミンホルマリン縮合物のスルホン化物からなる群
    から選ばれた化合物を含有することを特徴とするAEコ
    ンクリートまたはAEモルタル用混和剤。 2 α−オレフィンスルホン酸塩がナトリウム塩である
    特許請求の範囲第1項記載の混和剤。 3 β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物または
    クレオソート油石油分解物のスルホン化物のホルマリン
    縮合物100重量部とα−オレフィンスルホン酸塩10
    〜0.19重量部とからなる特許請求の範囲第1項記載
    の混和剤。 4 メラミンホルマリン縮合物のスルホン化物100重
    量部とα−オレフィンスルホン酸塩5〜0.095重量
    部とからなる特許請求の範囲第1項記載の混和剤。
JP53117682A 1978-09-25 1978-09-25 Aeコンクリ−トまたはaeモルタル用混和剤 Expired JPS5819618B2 (ja)

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