JPS61281054A - コンクリ−ト混和剤 - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメント又はセ・メント配合物の混和剤に関す
るものであり、更に詳しくは、水硬性セメント配合物で
あるコンクリート、モルタル又はペーストの適切な空気
量を保持させ、ワーカビリチの経時による低下を防止し
、その施工性、作業性を改善することを可能ならしめる
セメント混和剤に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に使用されているセメント混和剤は、リグニ
ンスルホン酸（塩）、オキシカルボン酸、ナフタレンス
ルホン酸ホルマリンｍ合ｈ、メラミンスルホン酸ホルマ
リン縮合物、ポリカルボン酸等である。

セメント、水及び砂、砂利、混和材（剤）とを混合して
なるセメント配合物は、混線後、時間の経過と共にセメ
ント粒子の物理的・化学的凝集が進行すると共に、配合
物中の連行空気量が低下し、流動性を次第に失い、施工
性・作業性が経時的に低下する。このためセメント配合
物は、施工可能時間（可使時間）が限定されるという欠
点を有する。又、セメント配合物は混練後、アジテータ
−車（生コンクリートミキサー車）により打設現場まで
運搬される場合が多く、輸送距離あるいは交通渋滞など
により運搬に要する時間は大きく変動する。このため打
設現場では、アジテータ−車ごとに流動性が異なり、一
定の施工性を得ることは極めて困難である。

コンクリート工場製品（パイル・ポール・ヒユーム管等
）の製造に於いてもコンクリートの流動性の経時低下が
同様に問題となっている。

例えばセメント配合物のポンプ圧送に際し、昼休みある
いは段取り替えなどによりポンプ圧送を一時中断し、そ
の後圧送を再開しようとする場合、配管中のセメント配
合物の流動性が低下し、更に連行空気量が減少するため
にワーカビリチが著しく低下し、圧送再開時の圧送が急
激に上昇したりあるいは閉塞したりするなどの問題も多
い。

これらの問題を解決するために従来セメント配合物のワ
ーカビリチ低下防止方法が種々考案されている。例えば
、セメントの化学的凝集を防止する目的でポリカルボン
酸塩やオキシカルボン酸塩やリグニンスルホン酸塩等の
硬化遅延剤を多量に添加する方法や、高性能減水剤や流
動化剤を粒状化などの方法でセメント分散剤を過剰にて
添加しセメント粒子の物理凝集を防止しようとする方法
である。特にリグニンスルホン酸塩によるこれらの方法
は数多く試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の方法では、いずれもコンクリート
空気量が過剰になり、強度低下という欠点を生じる。こ
のため、例えば、リグニンスルホン酸塩では分画操作等
で低分子量体を少なくする方法や、空気酸化による変性
が種々試みられている。又、ポリカルボン酸塩でも分画
による分子量の調整や、製造条件の検討による低空気連
行性の試みもなされているが、十分に満足するものでは
ない。更に、シリコーン系、高級アルコール系、ホスフ
ェート系等の消泡剤による検討も数多くあるが、コンク
リート空気量の減少に関しては、殆ど満足すべき効果を
与えていない。特に従来の消泡剤の添加量を多くするな
どの方法により、無理に空気量を減少させた場合は、凍
結融解抵抗性に有効な微細空気の減少を伴い１．耐久性
が極めて低下する。

このように、従来技術では空気連行性のある分散剤を使
用した場合は、連行空気量や凍結融解抵抗性に多大の問
題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記した従来方法の欠点を改善すべく鋭意
研究の結果、下記の如き特定の配合物からなるコンクリ
ート混和剤を用いることにより、セメント配合物の流動
性を長時間保持し、更に過大連行空気を防止することに
より、セメント配合物の強度低下や耐久性を損なうこと
なく、施工性・作業性を改善しうろことを見出し本発明
を完成するに至った。

即ち、本発明は、次に示す（ａ）成分と（ｂ）成分を必
須成分として含有し、（ａ）成分／（ｂ）成分の固形分
電量比が９９．９９１０．０１〜９０／１０であること
を特徴とするコンクリート混和剤を提供するものである
。

（ａ）成分 セメント分散剤 （ｂ）成分 一般式（Ｉ）で示される化合物を１種又は２種以上含有
する非イオン界面活性剤。

Ｒ１−Ｃ−０−Ｒ２−Ｒ３−・（Ｉ） （式中、Ｒｉは炭素数１４〜２２の飽和又は不飽和の脂
肪族炭化水素基、Ｒ２は酸化プロピレンを必須とする酸
化アルキレン付加物、Ｒ８は水素又は炭素数１〜４のア
ルキル基である。）本発明は更に、上記（ａ）成分及び
（ｂｌ成分以外に下記（ｃ）成分を必須成分として含有
し、（（ａ）成分＋（ｂ）成分）／（ｃ）成分の固形分
重量比が９９．９９１０．０１〜９５１５であることを
特徴とするコンクリート混和剤をも提供するものである
。

（ｃ）成分 硫酸化物系の陰イオン界面活性剤 本発明の（ａ）成分としては、種々の公知のセメント分
散剤が使用され得る。一般的にはりゲニンスルホン酸（
塩）又はその変性物、ポリカルボンＭ　（塩）　、ナフ
タレンスルホン酸ホルマリン縮合物の一種又は２種以上
の混合物が好ましい。特にリグニンスルホン酸（塩）又
はその変性物、ポリカルボン酸（塩）を必須として含有
する分散剤の場合が好適である。リグニンスルホン酸（
塩）の変性としては、公知の各条件下における酸化反応
や高分子化や官能基の導入が挙げられる。

本発明のセメント分散剤は酸のままでも使用されるが、
一般的には塩の形で使用するのが好ましい、形成するカ
チオンとしては、Ｌｉ＋Ｎａ＋ＬＣａ　＋　Ｍ　ｇ　＋
　Ｎ　Ｈ＃　Ｉアルカノールアミン、Ｎ−アルキル置換
ポリアミン、エチレンジアミン、ポリエチレンポリアミ
ン、ポリエチレンイミン、又はこれらの酸化アルキレン
付加物等が挙げられる。

本発明の（ｂｌ成分は、前記一般式（Ｉ）で示される炭
素数１４〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸の酸化プロピレ
ンを必須とする酸化アルキレン付加物の１種又は２種以
上を含有する非イオン界面活性剤である。この酸化アル
キレン付加物としては酸化プロピレン５〜５０モル付加
を必須とする酸化アルキレン付加物が好ましい。前記一
般式（Ｉ）で示される化合物の代表的な製造法とては、
脂肪酸に酸化アルキレンを付加する方法があるが、この
とき酸化アルキレン付加物のジエステル型も少量含有す
ることができる。

又、（ｂ）成分には、前記一般式（Ｉ）で示される化合
物以外に下記一般式（ＩＩ）で示される炭素数１〜３の
アルコールの酸化エチレンを必須とする酸化アルキレン
付加物の１種又は２種以上を混合してもよい。

Ｒ４−０−Ｒｓ−Ｈ・−・・・（ＩＩ）（式中、Ｒ４は
炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ６は酸化エチレンンを必
須とする酸化アルキレン付加物である。） この時前記一般式（Ｉ）で示される化合物と前記一般式
（ＩＩ）で示される化合物との固形分重量比は９５１５
〜７０／３０が好ましい。前記一般式（ＩＩ）で示され
る化合物として好ましいものは、酸化エチレン１〜５０
モルを付加し、その末端に酸化プロピレンを１〜３モル
付加したものが挙げられる。

本発明の（ｃ）成分は、硫酸化物系の陰イオン界面活性
剤であり、具体的には、炭素数１４〜２２のα−オレフ
ィンの硫酸化物（塩）、炭素数５〜２１の脂肪族或いは
芳香族アルコールの酸化エチレン１〜５モル付加物の硫
酸化物（塩）等が挙げられ、これらの１種又は２種以上
の混合物を用いる。（ｃ）成分の比率が多すぎる、即ち
（ａ）成分と（ｂ）成分の和と（ｃ）成分の比率（（ａ
）　＋　（ｂ）　）　／　（ｃ）が９５７５より小さい
と、コンクリート空気量が増大したり、微細空気が少な
くなったりするので好ましくない。

本発明によるコンクリート混和剤のセメント配合物への
添加方法は、水溶液、水分散液又は粉末、粒状のいずれ
でも可能であり、その添加時期は、セメントとのトライ
ブレンド、混練水への溶解、又はセメント配合物の混練
開始、即ちセメントへの注水と同時もしくは注水直後か
らセメント配合物の混線終了までの間に添加することも
可能であり、一旦練り上がったセメント配合物への添加
も可能である。又、本発明の混和剤は一時に全量添加す
る方法あるいは数回に分割して添加する方法も可能であ
る。

又、（ａｌ成分と（ｂ）成分、更に必要により（ｃ１成
分を予め混合しておいても良く、又、一部をセメント又
はセメント配合物に配合した後あるいは一部をセメント
又はセメント配合物に配合して練っておいてから残りを
配合しても良い。

又、他のセメント添加剤（材）、例えば、流動化剤、高
性能減水剤、（超）遅延剤、早強剤、促進剤、保水剤、
増粘剤、セルフレベリング剤、防水剤、防錆剤、着色剤
、防（ふ）（かび）剤、ひび割れ低減剤、高分子エマル
ジョン、その他界面活性剤、水溶性高分子、膨張剤（材
）、グラスファイバー、フライアッシュ、シングーアッ
シュ、タリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、高炉スラ
グ、シリカヒユーム、シリカ粉末等との併用も可能であ
る。

これらのセメント添加剤（材）としては、丸安隆和、水
野俊−著「コンクリート工学」、コロナ社、昭和、５７
年版、山田順次編著「セメントコンクリートの知識」、
（財）経済調査会、昭和５８年版、又は服部健−１東俊
弘著「新界面活性剤総合資料集」、経営開発センター出
版、ページ９４１〜９５８等に記載されているものが一
般的に知られている。

一例を示すと次の通りである。

（超）遅延剤； リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、珪弗化マ
グネシウム、リン酸ならびにその塩又はエステル、ホウ
酸類、アミノカルボン酸とその塩、アルカリ可溶タンパ
ク質、ポリアクリル酸系化合物、フミン酸、タンニン酸
、フェノール、グリセリン等の多価アルコール早強剤・
促進剤； 塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マグネシウムなどの塩化
物、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸
塩、チオ硫酸塩、蟻酸及び蟻酸塩、アルカノールアミン
、アルミナセメント、仮焼アルナイト 防水剤： 脂肪酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコン、パラ
フィン、アスファルト、ワックスなど 防錆剤； 亜硝酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛など ひび割れ低減剤； ポリオキシアルキルエーテル 高分子エマルジョン； 水溶性高分子； カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、デン
プン、デンプンリン酸エステル、アルギン酸ナトリウム
、ゼラチン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル
アミド、ポリオキシエチレンあるいはポリオキシプロピ
レンのポリマー又はそれらのコポリマー、分子内にアミ
ノ基を有するアクリル酸のコポリマー及びその四級化合
物膨張材； エトリンガイト系、石灰系 又、凍結融解抵抗性を向上させる良質な空気を連行させ
るＡＨ剤を添加することも可能である。

このようなＡＵ剤としては、樹脂石鹸やアルケニルコハ
ク酸塩等が挙げられる。

尚、上記セメント添加剤（材）と本発明のコンクリート
混和剤との添加順序は特に限定されるものではなく、例
えば本発明の混和剤を添加した後に上記添加剤（材）を
添加するか或いは上記添加剤（材）を添加した後に本発
明の混和剤を添加することも可能であり、父上記添加剤
（材）と本発明混和剤を同時に添加する等の添加方法が
ある。

又、本発明で使用しうる水硬性セメント配合物の使用材
料の例は下記のもの等である。

セメント； ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュ
セメント、シリカセメント、シリカヒユーム配合セメン
ト、アルミナセメント、膨張セメント、レギュレーテッ
ドセットセメント、コロイドセメント、白色セメント、
油井セメント 骨材； 川砂（利）、陸砂（利）、海砂（利）、砕砂（利）スラ
グ砂（利）、人工（軽量）砂（利）、天然軽量骨材 本発明に使用しうる水硬性セメント配合物の配合（調合
）は浅倉書店刊「コンクリート工学ハンドブック」、技
報堂刊「コンクリート便覧」等に記載されている配合を
用いることができる。

本発明によるコンクリート混和剤の添加量はセメント重
量に対し固形分で０００５〜５重量％が適当である。０
．０５重量％未満であるとセメント配合物のワーカビリ
チ保持効果に乏しく、５重量％を越えると経済的に不利
であったり強度が低下したりして好ましくない。

〔発明の効果〕

本発明により空気連行性の大きな分散剤を使用しても、
凍結融解抵抗性に優れる適切な空気量を保持させ、コン
クリートのワーカビリチを長時間保つことが可能になっ
たことから本発明に係るコンクリート混和剤は種々の用
途に具体的に用いられる。

、　例えばコンクリートのポンプ圧送助剤として用いら
れる。セメント配合物はポンプ圧送により打設されるこ
とが多くなってきているが、前述の如く、作業の昼休み
、段取り替え、機械故障によるポンプ圧送の一時中断が
なされる場合、中断時間が長引くと圧送配管中のコンク
リートのワーカビリチが低下し、圧送再開時の圧送圧が
急激に上昇したり、閉塞するなどの問題が生じている。

しかし本発明に係るコンクリート混和剤を添加するとコ
ンクリートのワーカビリチは一定に保たれて、流動性の
低下は防止され、ポンプ圧送中断後、圧送再開時の圧送
の上昇を防止することが可能となって、ポンプ圧送作業
の効果を著しく高めることを可能ならしめるのである。

更に他の例としては、セメントミルク又はモルタルのグ
ラウト用助剤、トレミー管にヨリ打設されるセメント配
合物、水中コンクリート、連続地中壁用コンクリート、
吹き付はコンクリート、遠心成形コンクリート、振動締
め固めコンクリートなどの流動性保持と材料分離防止な
どの用途にも有効である。

又、安価な分散剤の多量添加も可能となった。

又、他の例として、分散剤の多量添加により、単位水量
を大幅に減じ、超高強度コンクリートを空気連行性を抑
制して製造することが可能となった。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳述するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜１１及び比較例１〜８ 第２表に示す（ａ）成分、第３表に示す（ｂ）成分、及
び第４表に示す（ｃ）成分から任意の化合物を選び、第
５表に示すコンクリート混和剤を調製して、コンクリー
トのワーカビリチ保持効果及び凍結融解抵抗性について
実験を行った。コンクリートは下記材料を用い、第１表
に示す調合とした。ワーカビリチの測定はＪＩＳ　Ａ　
１１０１のスランプ試験とＪＩＳ　Ａ　１１２８の空気
量試験によった。

又、圧縮強度試験はＪＩＳ　Ａ　１１０Ｂによった。

実験条件を第５表に、試験結果を第６表及び第７表に示
す。

細骨材　（Ｓ）：紀ノ用産（比重２．５７）粗骨材　（
Ｇ）：宝塚産砕石（比重２．５９）水　　　（！Ａ） 第　　　７　　　表 注＊１：標準養生 第６表及び第７表の結果から、本発明のコンクリート混
和剤がスランプ残存率、適正空気量の保持、対凍結融解
性の点で極めて優れた効果を与えていることが明白であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次に示す（ａ）成分と（ｂ）成分を必須成分として
   含有し、（ａ）成分／（ｂ）成分の固形分重量比が９９
   ．９９／０．０１〜９０／１０であることを特徴とする
   コンクリート混和剤。 （ａ）成分 セメント分散剤 （ｂ）成分 一般式（ I ）で示される化合物を１種又は ２種以上含有する非イオン界面活性剤。 Ｒ＿１−Ｃ−Ｏ−Ｒ＿２−Ｒ＿３・・・（ I ）（式中
   、Ｒ＿１は炭素数１４〜２２の飽和又は不飽和の脂肪族
   炭化水素基、Ｒ＿２は酸化プロピレンを必須とする酸化
   アルキレン付加物、 Ｒ＿３は水素又は炭素数１〜４のアルキル基である。） ２、（ｂ）成分の非イオン界面活性剤が、上記一般式（
   Ｉ）で示される化合物以外に下記一般式（II）で示され
   る化合物の１種又は２種以上を含有する特許請求の範囲
   第１項記載のコンクリート混和剤。 Ｒ＿４−Ｏ−Ｒ＿５−Ｈ・・・（II） （式中、Ｒ＿４は炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ＿５は
   酸化エチレンンを必須とする酸化アルキ レン付加物である。） ３、（ｂ）成分中の一般式（ I ）で示される化合物と
   一般式（II）で示される化合物の固形分重量比（ I ）
   ／（II）が９５／５〜７０／３０である特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載のコンクリート混和剤。 ４、（ａ）成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその変
   性物、ポリカルボン酸（塩）、ナフタレンスルホン酸ホ
   ルマリン縮合物の１種又は２種以上の混合物である特許
   請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載のコン
   クリート混和剤。 ５、（ａ）成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその変
   性物を必須として含む特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれか一項に記載のコンクリート混和剤。 ６、（ａ）成分がポリカルボン酸（塩）を必須として含
   む特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載
   のコンクリート混和剤。 ７、一般式（ I ）で示される化合物のＲ＿２が酸化プ
   ロピレン５〜５０モル付加を必須とする酸化アルキレン
   付加物である特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか
   一項に記載のコンクリート混和剤。 ８、一般式（II）で示される化合物のＲ＿５が酸化エチ
   レン１〜５０モル付加後酸化プロピレン１〜３モル付加
   した化合物である特許請求の範囲第１項〜第７項のいず
   れか一項に記載のコンクリート混和剤。 ９、次に示す（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分を
   必須成分として含有し、｛（ａ）成分＋（ｂ）成分｝／
   （ｃ）成分の固形分重量比が９９．９９／０．０１〜９
   ５／５であることを特徴とするコンクリート混和剤。 （ａ）成分 セメント分散剤 （ｂ）成分 一般式（ I ）で示される化合物を１種又は ２種以上含有する非イオン界面活性剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） （式中、Ｒ＿１は炭素数１４〜２２の飽和又は不飽和の
   脂肪族炭化水素基、Ｒ＿２は酸化プロピレンを必須とす
   る酸化アルキレン付加物、 Ｒ＿３は水素又は炭素数１〜４のアルキル基である。） （ｃ）成分 硫酸化物系の陰イオン界面活性剤 １０、（ｂ）成分の非イオン界面活性剤が、上記一般式
   （ I ）で示される化合物以外に下記一般式（II）で示
   される化合物の１種又は２種以上を含有する特許請求の
   範囲第９項記載のコンクリート混和剤。 Ｒ＿４−Ｏ−Ｒ＿５−Ｈ・・・（II） （式中、Ｒ＿４は炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ＿５は
   酸化エチレンンを必須とする酸化アルキ レン付加物である。） １１、（ｂ）成分中の一般式（ I ）で示される化合物
   と一般式（II）で示される化合物の固形分重量比（ I
   ）／（II）が９５／５〜７０／３０である特許請求の範
   囲第９項又は第１０項記載のコンクリート混和剤。 １２、（ａ）成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその
   変性物、ポリカルボン酸（塩）、ナフタレンスルホン酸
   ホルマリン縮合物の１種又は２種以上の混合物である特
   許請求の範囲第９項〜第１１項のいずれか一項に記載の
   コンクリート混和剤。 １３、（ａ）成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその
   変性物を必須として含む特許請求の範囲第９項〜第１１
   項のいずれか一項に記載のコンクリート混和剤。 １４、（ａ）成分がポリカルボン酸（塩）を必須として
   含む特許請求の範囲第９項〜第１１項のいずれか一項に
   記載のコンクリート混和剤。 １５、一般式（ I ）で示される化合物のＲ＿２が酸化
   プロピレン５〜５０モル付加を必須とする酸化アルキレ
   ン付加物である特許請求の範囲第９項〜第１４項のいず
   れか一項に記載のコンクリート混和剤。 １６、一般式（II）で示される化合物のＲ＿５が酸化エ
   チレン１〜５０モル付加後酸化プロピレン１〜３モル付
   加した化合物である特許請求の範囲第９項〜第１５項の
   いずれか一項に記載のコンクリート混和剤。 １７、（ｃ）成分が炭素数１４〜２２のα−オレフィン
   の硫酸化物（塩）、炭素数５〜２１の脂肪族或いは芳香
   族アルコールの酸化エチレン１〜５モル付加物の硫酸化
   物（塩）の１種又は２種以上の混合物である特許請求の
   範囲第９項〜第１６項のいずれか一項に記載のコンクリ
   ート混和剤。