JPS5921557A - Cement dry shrinkage preventing agent - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメント、コンクリートの凝結硬化に伴う乾
燥収縮現象を防止するための混和剤に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an admixture for preventing drying shrinkage caused by setting and hardening of cement and concrete.

一般に、セメント、コンクリートの凝結硬化する際、顕
著に収縮する傾向があり、これはセメントモルタル、コ
ンクリートの最大の欠点であり、ひびわれ発生の原因と
なっている。従来からこのセメント硬化体の乾燥収縮を
低減するために、セメント膨張剤も使用されているが、
セメント硬化体がセメント膨張剤により膨張した後、乾
燥条件下においての収縮を大巾に減少させることは困難
であった。Generally, when cement and concrete harden, they tend to shrink significantly, which is the biggest drawback of cement mortar and concrete and causes cracks. Cement swelling agents have traditionally been used to reduce drying shrinkage of hardened cement.
It has been difficult to significantly reduce shrinkage under drying conditions after the hardened cement body is expanded by the cement swelling agent.

又、セメント分散剤として各種界面活性剤が用いられ、
セメントの練り混ぜ水を減少させ、セメント硬化体の乾
燥収縮を若干少なくすることは可能であるが、大幅な収
縮低減は望めなかった。In addition, various surfactants are used as cement dispersants.
Although it is possible to slightly reduce the drying shrinkage of the hardened cement by reducing the amount of mixing water in the cement, a significant reduction in shrinkage could not be expected.

また、特公昭５６−５１１４８号にはポリオキシアルキ
レンアルキルエーテルが開示されているが、これらの化
合物は末端にアルキル基が存在することにより、セメン
トとの混練時に空気を連行しがちであり、また至適使用
量がかなり多く、未だ充分な乾燥収縮防止剤とはいい得
なかった。Furthermore, although polyoxyalkylene alkyl ethers are disclosed in Japanese Patent Publication No. 56-51148, these compounds tend to entrain air when kneaded with cement due to the presence of alkyl groups at the ends. The optimum amount used was quite large, and it could not yet be said to be a sufficient drying shrinkage inhibitor.

本発明者らはセメント硬化体のより優れた乾燥収縮防止
剤を開発すべく研究を重ねた結果、特定の構造をもつポ
リオキシアルキレン誘導体がより優れた乾燥収縮防止効
果と空気連行防止効果を有することを見出して本発明を
完成するに至った。The present inventors have conducted repeated research to develop a better drying shrinkage inhibitor for hardened cement, and have found that a polyoxyalkylene derivative with a specific structure has a better drying shrinkage preventive effect and air entrainment preventive effect. This discovery led to the completion of the present invention.

以下、本発明について詳細に説明する。本発明に係る化
合物は一般式、 Ｒ〔｛（ＡＯ）ａ，（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｂ｝Ｈ〕ｎ　で表わ
されるものである。ここでＲはｎ個の活性水素をもつ化
合物の残基、ＡＯはオキシプロピレン基及び／又はオキ
シブチレン基を示し、ｎ×ａ＝１〜１０ｎ，ｎ×ｂ＝１
〜１０ｎ，ｎ＝２〜８であり、（ＡＯ）と（Ｃ２Ｈ４Ｏ
　）の付加方法はランダム付加でもブロック付加でも差
支えない。The present invention will be explained in detail below. The compound according to the present invention is represented by the general formula: R[{(AO)a, (C2H4O)b}H]n. Here, R is a residue of a compound having n active hydrogens, AO is an oxypropylene group and/or an oxybutylene group, n×a=1 to 10n, n×b=1
~10n, n=2~8, and (AO) and (C2H4O
) can be added by random addition or block addition.

具体的には２〜８個の活性水素を有する化合物にエチレ
ンオキシドとプロピレンオキシド及び／又はブチレンオ
キシドとをランダム状又はブロック状に付加させること
により容易に得ることができる。Specifically, it can be easily obtained by adding ethylene oxide, propylene oxide and/or butylene oxide to a compound having 2 to 8 active hydrogens in a random or block manner.

２〜８個の活性水素を有する化合物としてはエチレング
リコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ｌ，３，５ペンタントリオール、ソルビ
トール、ソルビタン、マンノース、キシロース、グルコ
ース、フラクトース、シュークロース、トレハロース等
の多価アルコール類、アンモニア、エチレンジアミン、
メチルアミン、エチルアミン等のアミン類などを挙げる
ことができる。Compounds having 2 to 8 active hydrogens include ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, hexylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, l,3,5 pentanetriol, sorbitol, sorbitan, mannose, xylose, glucose, Polyhydric alcohols such as fructose, sucrose, trehalose, ammonia, ethylenediamine,
Examples include amines such as methylamine and ethylamine.

本発明の乾燥収縮防止剤において、ＡＯで示されるオキ
シアルキレン基について、炭素数を３〜４に限定した理
由は、炭素数が５以上のものを用いると、セメント混練
水に溶けにくくなり、又、モルタル、コンクリートに気
泡が多く混入し、セメント硬化体の強度低下の原因とな
るためである。The reason why the number of carbon atoms in the oxyalkylene group represented by AO in the drying shrinkage inhibitor of the present invention is limited to 3 to 4 is that if an agent with 5 or more carbon atoms is used, it becomes difficult to dissolve in cement mixing water. This is because many air bubbles are mixed into mortar and concrete, causing a decrease in the strength of the hardened cement.

又、エチレンオキシドは活性水素をもつ化合物に１モル
以上、活性水素の１０倍モル以下に付加させる必要があ
り、炭素数３〜４のアルキレンオキシドも同様である。Further, ethylene oxide must be added to a compound having active hydrogen in an amount of 1 mole or more and 10 times the mole or less of active hydrogen, and the same applies to alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms.

ａ及びｂがこの範囲をはずれる場合はモルタル、コンク
リートの練り混ぜ時の混入気泡が多くなり、強度が低下
し、しかも乾燥収縮防止効果が小さい。If a and b are out of this range, more air bubbles will be mixed into the mortar and concrete during mixing, the strength will be lower, and the effect of preventing drying shrinkage will be small.

本発明にあっては活性水素を有する化合物としてエチレ
ングリコ−ルを用いれば、 ＨＯ｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｂ１，（ＡＯ）ａ１｝ＣＨ２・Ｃ
Ｈ２Ｏ｛（ＡＯ）ａ２，（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｂ２｝Ｈなる化
合物が得られる。ここでａ１＋ａ２＝１〜２０，ｂ１＋
ｂ２＝１〜２０であり、ａ１あるいはａ２の一方が０の
場合も含まれる。３個以上の活性水素を有する化合物、
例えばグリセリンを用いれば次式に示す化合物（以下化
合物Ｇとする）が得られる。In the present invention, if ethylene glycol is used as a compound having active hydrogen, HO{(C2H4O)b1, (AO)a1}CH2・C
A compound H2O{(AO)a2, (C2H4O)b2}H is obtained. Here a1+a2=1~20, b1+
b2=1 to 20, including the case where either a1 or a2 is 0. A compound having three or more active hydrogens,
For example, if glycerin is used, a compound represented by the following formula (hereinafter referred to as compound G) can be obtained.

ここで、ａ１＋ａ２＋ａ３＝１〜３０，ｂ１＋ｂ２＋ｂ
３＝１〜３０であり、ａ１，ａ２，ａ３のうち１個ある
いは２個が０、ｂ１，ｂ２，ｂ３のうち１個あるいは２
個が０の場合も含まれる。また、ペンタエリスリトール
を用いれば次式に示す化合物（以下化合物Ｐとする）が
得られる。ここで ここで、ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４＝１〜４０，ｂ１＋ｂ
２＋ｂ３＋ｂ４＝１〜４０であり、ａ１〜ａ４のうち１
〜３個が０、ｂ１〜ｂ４のうち１〜３個が０の場合も含
まれる。Here, a1+a2+a3=1~30, b1+b2+b
3 = 1 to 30, one or two of a1, a2, a3 is 0, one or two of b1, b2, b3
This also includes cases where the number is 0. Furthermore, if pentaerythritol is used, a compound represented by the following formula (hereinafter referred to as compound P) can be obtained. Here, a1+a2+a3+a4=1~40, b1+b
2+b3+b4=1 to 40, and 1 among a1 to a4
This also includes cases where ~3 are 0 and 1 to 3 of b1 to b4 are 0.

本発明に係る乾燥収縮防止剤はセメントモルタル又はコ
ンクリート等の配合に添加使用するに際し、セメント重
量に対し０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜５
重量％、より好ましくは０．５〜３重量％である。微量
に過ぎれば効果が発現せず、過大な量はセメント硬化体
の強度低下をきたす。When the drying shrinkage inhibitor according to the present invention is added to the formulation of cement mortar or concrete, it is 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight based on the weight of cement.
% by weight, more preferably 0.5-3% by weight. If the amount is too small, the effect will not be achieved, and if the amount is too large, the strength of the hardened cement will decrease.

本発明の乾燥収縮防止剤は普通ポルトランドセメント、
各種混合セメント、膨張セメント、急硬セメント、アル
ミナセメント等のすべての水硬性セメントに用いること
かできる。又、各種セメント混和剤、例えばナフタリン
スルホン酸のホルマリン縮合物等の減水剤、リグニンス
ルホン酸塩等のＡＥ減水剤、ＡＥ剤、各種消泡剤との併
用は乾燥収縮防止により効果的である。The drying shrinkage inhibitor of the present invention is ordinary portland cement,
It can be used for all hydraulic cements such as various mixed cements, expanding cements, rapid hardening cements, and alumina cements. Further, the combined use of various cement admixtures, such as water reducing agents such as formalin condensates of naphthalene sulfonic acid, AE water reducing agents such as lignin sulfonate, AE agents, and various antifoaming agents, is more effective in preventing drying shrinkage.

以下、実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例ｌ 普通ポルトランドセメント及び豊浦標準砂を使用し、セ
メント砂比＝１：２、水セメント比＝６：１０、表１の
実施例ｌに示す本発明乾燥収縮防止剤をセメントに対し
１重量％配合した。次いで、ＪＩＳＲ５２０１に準じて
モルタルミキサーを用いて混練し、４×４×１６ｃｍの
型枠中に流し込んだ。材令ｌ日で脱型し、材令７日迄２
０℃で水中養生し、以後２０℃、相対湿度５０％の条件
下に放置した。材令３５日の圧縮強度をＪＩＳ　Ｒ−５
２０１に準じて測定し、表１に示した。また乾燥材令７
日乃び２８日の乾燥収縮率をコンパレータ法を用いて長
さ変化として側定し、％で表し表１に示した。Example 1 Ordinary Portland cement and Toyoura standard sand were used, cement-sand ratio = 1:2, water-cement ratio = 6:10, and 1 weight of the drying shrinkage inhibitor of the present invention shown in Example 1 in Table 1 was added to the cement. % blended. Next, the mixture was kneaded using a mortar mixer according to JISR5201, and poured into a mold of 4 x 4 x 16 cm. Demoulding takes place on the 1st day of the material's age and continues until the 7th day of the material
It was cured in water at 0°C and then left under conditions of 20°C and 50% relative humidity. JIS R-5 compressive strength at 35 days old
The results are shown in Table 1. Also, dry lumber ordinance 7
The drying shrinkage rate from 1 day to 28 days was determined as a change in length using a comparator method, and is expressed in % and shown in Table 1.

実施例２〜９及び比較例１〜５ 乾燥収縮縮防止剤の種類を表１に示す化合物に変えた以
外は実施例１と同様にしてモルタルを作り、乾燥収縮率
及び圧縮強度を試験してその結果を表１に併記した。Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 Mortar was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of drying shrinkage inhibitor was changed to the compound shown in Table 1, and the drying shrinkage rate and compressive strength were tested. The results are also listed in Table 1.

実施例１０及び比較例６ ＨＯ｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）３，（Ｃ３Ｈ６Ｏ）｝Ｈの構造の
乾燥収縮防止剤をセメントに対し２重量％添加し、最大
寸法２５ｍｍの骨材を用い、表２に示す配合でコンクリ
ートを練り混ぜ、１０×１０×４０ｃｍの供試体を作成
し、材令１日で脱型し、材令７日まで２０℃で水中養生
し、以後２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置し、幹燥収
縮率を測定し、その結果を表３に示した。Example 10 and Comparative Example 6 A drying shrinkage inhibitor having a structure of HO{(C2H4O)3, (C3H6O)}H was added at 2% by weight to the cement, aggregate with a maximum dimension of 25 mm was used, and the composition shown in Table 2 was prepared. The concrete was mixed with a 10cm x 10cm x 40cm specimen, which was removed from the mold after 1 day of age, cured in water at 20℃ until 7 days of age, and then kept under conditions of 20℃ and 65% RH. The stem drying shrinkage rate was measured and the results are shown in Table 3.

別に、比較例６として乾燥収縮防止剤を加えない以外は
実施例９と同様にしてコンクリートを練り混ぜ、実施例
１０と同様にして供試体を作成、養生し、乾燥収縮率を
測定した。配合比を表２に、測定結果を表３に併記した
。Separately, as Comparative Example 6, concrete was mixed in the same manner as in Example 9 except that no drying shrinkage inhibitor was added, and a specimen was prepared and cured in the same manner as in Example 10, and the drying shrinkage rate was measured. The blending ratios are listed in Table 2, and the measurement results are listed in Table 3.

注）ＡＥ減水剤はポゾリスＮｏ．５Ｌ（商品名）を用い
た。Note) AE water reducing agent is Pozolith No. 5L (trade name) was used.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一般式、 Ｒ〔｛（ＡＯ）ａ，（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｂ｝Ｈ〕ｎ（ただし
、Ｒはｎ個の活性水素をもつ化合物の残基、ＡＯは炭素
数３〜４のオキシアルキレン基で、ｎ×ａ＝１〜１０ｎ
，ｎ×ｂ＝１〜１０ｎ，ｎ＝２〜８であり、ランダノム
付加物でもブロック付加物でもよい）で示される化合物
からなるセメントの乾燥収縮防止剤。[Claims] General formula, R[{(AO)a, (C2H4O)b}H]n (wherein, R is a residue of a compound having n active hydrogens, and AO is a residue of a compound having 3 to 4 carbon atoms. Oxyalkylene group, n×a=1 to 10n
, n×b=1 to 10n, n=2 to 8, and may be a random adduct or a block adduct).