JP2000247705A - セメント混和剤及びこれを含むセメント組成物 - Google Patents

セメント混和剤及びこれを含むセメント組成物

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JP2000247705A JP4741299A JP4741299A JP2000247705A JP 2000247705 A JP2000247705 A JP 2000247705A JP 4741299 A JP4741299 A JP 4741299A JP 4741299 A JP4741299 A JP 4741299A JP 2000247705 A JP2000247705 A JP 2000247705A
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meth
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浩志 林
Kazuhisa Tsukada
和久 塚田
Masaki Ishimori
正樹 石森
Hirotaka Isomura
弘隆 磯村
Koichi Toriinami
康一 鳥居南
Masaki Takimoto
雅樹 瀧本
Koichi Soeda
孝一 副田
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Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 (A)分子内に少なくとも下記式
(1)、(2)及び(3) 【化1】 〔式中、R1 、R2 、及びR3 は同一又は異なってH又
はメチル基を示し、R4は炭素数1〜3のアルキル基を
示し、M1 はH、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ア
ンモニウム又は有機アミンを示し、Yは−CH2O−又
は−COO−を示し、Xは−SO32又は−O−Ph−
SO32(ここでM2 はH、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、ここでP
hはフェニレン基を示す)を示し、nは15〜109の
整数を示す〕で表される構成単位を有する(メタ)アク
リレート系水溶性高分子化合物と、(B)トリアジン誘
導体のホルムアルデヒド縮合物とを含有するセメント混
和剤、並びにこれを含むセメント組成物。 【効果】 低温でも安定した流動性を長時間保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木・建築分野に
おいて、特に高流動性を有するモルタルやコンクリート
等を製造するために使用されるセメント混和剤、及びこ
れを用いたセメント組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、減水性能及び分散性保持効果の高
い(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合物を主成分
とするセメント分散剤が使用されるようになり、高い流
動性を長時間保持できる高充填性モルタル・コンクリー
トの製造が可能となった。この(メタ)アクリレート系
水溶性高分子化合物を主成分とするセメント分散剤は、
常温では安定した分散性を長時間保持することが知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高温環境下で
は、これを用いたセメント組成物の分散性は低下し、低
温環境下では経時的に分散性が増進し、流動性が過大と
なり、作業性の低下、モルタル、コンクリートの強度や
耐久性等の性能の低下等の問題を生じていた。
【0004】この(メタ)アクリレート系水溶性高分子
化合物を主成分とするセメント分散剤を用いたセメント
組成物の流動性(保持性能)を保持するためには、環境
温度が高いときにはセメント分散剤添加量を増し流動
性(保持性能)の低下を防止する、冷水を用いて混練
し、セメント組成物の温度を下げることにより流動性
(保持性能)の低下を防止する、セメントの水和反応
を遅延させる物質を添加し流動性の低下を防止する、と
いう方策がとられている。
【0005】しかしながら、環境温度が低いときに流動
性が経時的に増進するという現象には抜本的な防止策が
なく、セメント分散剤添加量を低減し流動性(保持性
能)の経時的増進を防止する、温水を用いて混練し、
セメント組成物の温度を上げることにより流動性の経時
的増進を防止する、という方法も考えられるが、の方
法は混練直後の流動性が不足するという問題があり、
の方法は不経済且つ作業が煩雑化するという問題があっ
た。そこで、低温環境下におけるセメント組成物の流動
性を長時間安定的に保持する方策が望まれている。従っ
て本発明の目的は、低温環境下で流動性を長時間安定に
保持するためのセメント混和剤及びこれを用いたセメン
ト組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】斯かる実情に鑑み本発明
者は鋭意研究を行った結果、特定の構成単位を含む(メ
タ)アクリレート系水溶性高分子化合物とトリアジン誘
導体のホルムアルデヒド縮合物を併用することにより、
(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合物に特有の低
温での経時的な分散性の増進が防止できることを見出し
本発明を完成した。
【0007】すなわち、本発明は、(A)分子内に少な
くとも下記式(1)、(2)及び(3)
【0008】
【化2】
【0009】〔式中、R1 、R2 、及びR3 は同一又は
異なって水素原子又はメチル基を示し、R4 は炭素数1
〜3のアルキル基を示し、M1 は水素原子、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを
示し、Yは−CH2O−又は−COO−を示し、Xは−
SO32又は−O−Ph−SO32(ここでM2 は水素
原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム
又は有機アミンを示し、ここでPhはフェニレン基を示
す)を示し、nは15〜109の整数を示す〕で表され
る構成単位を有する(メタ)アクリレート系水溶性高分
子化合物と、(B)トリアジン誘導体のホルムアルデヒ
ド縮合物とを含有するセメント混和剤、並びにこれとセ
メントを含有するセメント組成物を提供するものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に用いる(A)(メタ)ア
クリレート系水溶性高分子化合物は式(1)、(2)及
び(3)の構成単位を含むものであり、構成単位(1)
は40〜80モル%であることが好ましく、特に45〜
75モル%であることが好ましく、構成単位(2)は1
種類の場合1〜45モル%であることが好ましく、特に
3〜40モル%であることが好ましく、構成単位(3)
は2〜25モル%であることが好ましく、特に5〜20
モル%であることが好ましい。構成単位(1)及び
(3)中のM1 及びM2 は、水素原子;ナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属原子;カルシウム、マグネシウ
ム等のアルカリ土類金属;アンモニウム及びエタノール
アミン等のアルカノールアミン等の有機アミンが挙げら
れる。また構成単位(2)中のnは15〜109の数を
示すが、nが15未満あるいは109を超えると分散力
が低下しセメント組成物の流動性が低下するため好まし
くない。特に好ましいnの範囲は20〜109である。
【0011】ここで(A)(メタ)アクリレート系水溶
性高分子化合物を乾燥粉末化して用いる場合には、構成
単位(2)中のnは20〜109の範囲が好ましく、n
が20未満であると、乾燥粉末化の過程で(メタ)アク
リレート系水溶性高分子化合物がガム状となり分散性が
低下することがあるため好ましくない。特に好ましいn
の範囲は30〜109である。R4 で示されるアルキル
基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i
−プロピル基が挙げられる。
【0012】尚、構成単位(2)は、Yが−CH2O−
のものと−COO−のものの2種類が存在するが、これ
らは、いずれか一方でも両方が存在するものであっても
良い。両方が存在する場合は、Yが−COO−である
(2)が1〜30モル%でYが−CH2O−である
(2)が1〜30モル%であるものが好ましく、特にY
が−COO−である(2)が5〜25モル%であり、Y
が−CH2O−である(2)が3〜25モル%であるも
のが好ましい。また、(2)が混在する場合、いずれか
一方の構成単位のnが15〜109の範囲((メタ)ア
クリレート系水溶性高分子化合物を乾燥粉末化して用い
る場合にはnは20〜109の範囲)であれば良い。
【0013】本発明に用いる(メタ)アクリレート系水
溶性高分子化合物は、更に次に示す構成単位を有するも
のであっても良い。
【0014】
【化3】
【0015】〔式中、R5 は水素原子又はメチル基を示
し、R6 は炭素数1〜3のアルキル基を示す〕
【0016】上記構成単位(4)において、R6 で示さ
れる炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、i−プロピル基が挙げられ
る。構成単位(4)は3〜20モル%であることが好ま
しく、特に5〜15モル%であることが好ましい。尚、
構成単位のモル%は(1)〜(4)の全構成単位の合計
を100モル%とした場合の夫々の構成単位のモル%を
示す。
【0017】構成単位(1)〜(4)においてR1 〜R
6 はメチル基が特に好ましく、M1及びM2 としては特
にナトリウムが好ましく、Xとしては−SO3Naが好
ましい。
【0018】また、(メタ)アクリレート系水溶性高分
子化合物としては、構成単位(1)〜(4)のすべてを
含むものが好ましく、この際構成単位(2)は1種でも
2種でもよい。(メタ)アクリレート系水溶性高分子化
合物の数平均分子量は2000〜50000の範囲内の
ものが好ましく、特に3500〜30000のものが好
ましい(GPC法、ポリエチレングリコール換算)。
【0019】上記(A)(メタ)アクリレート系水溶性
高分子化合物を乾燥粉末化して用いる場合に用いる乾燥
機としては、スプレードライヤー、流動層乾燥機等の熱
風乾燥機、攪拌型乾燥機、及びバンド型連続真空乾燥機
等の伝導伝熱乾燥機が好ましい。
【0020】しかしながら、構成単位(2)中のnが3
0未満の場合は、単に加熱乾燥したのみでは、ガム状の
ものが得られ良好な性状の粉末とすることができないた
め、混合物を混練攪拌しながら乾燥粉末化することが好
ましい。混練攪拌の温度は40〜120℃程度が好まし
く、特に60〜100℃程度が好ましい。また混練攪拌
は減圧下又は乾燥ガス雰囲気下で行うことが分散剤の変
質防止の観点から好ましい。
【0021】更に好ましくは、上記混合物の硬度(ゴム
硬度計(テクロック(株)製GS−701、JIS K
6301準拠品)で測定した)を予め30°以上になる
まで濃縮した後、0.5kw/m3/rpm以上の馬力で混練
攪拌しながら乾燥粉末化する方法が挙げられる。ここで
用いる混練攪拌乾燥機としては馬力0.5kw/m3/rpm
以上のニーダー型混練攪拌乾燥機が好ましい。
【0022】本発明で用いる(B)トリアジン誘導体の
ホルムアルデヒド縮合物としては、ベンゾグアナミン、
メチルグアナミンなどのグアナミン類やメラミンなどの
ホルムアルデヒド縮合物が挙げられ、特にメラミンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物が好適に使用できる。メ
ラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物としては、例
えば市販品の粉末状高性能減水剤メルメントF10M
(SKW製)や液状流動化剤レオビルド NP20(エ
ヌエムビー製)等を用いることができる。
【0023】本発明で用いる(A)(メタ)アクリレー
ト系水溶性高分子化合物と(B)トリアジン誘導体のホ
ルムアルデヒド縮合物の配合比率は重量比(固形分)で
20/80〜80/20が好ましい。(メタ)アクリレ
ート系水溶性高分子化合物の配合比率が20%未満であ
ると分散力が低下し、必要な流動性を得るためのセメン
ト混和剤添加量が増大し不経済である。また、メラミン
スルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩の配合比率が20
%未満であると低温での分散性の経時的変動が大きくな
るため好ましくない。特に好ましい配合比率は40/6
0〜60/40である。
【0024】本発明では、乾燥粉末化した(メタ)アク
リレート系水溶性高分子化合物と粉末状のトリアジン誘
導体のホルムアルデヒド縮合物からなるセメント混和剤
に、更に無機粉体を添加してもよい。本発明で用いられ
る無機粉体としては、炭酸カルシウムや珪酸カルシウム
等の無機塩類の粉末やカオリナイト、ベントナイト等の
粘土鉱物粉末、又は高炉スラグやフライアッシュなどの
微粉末が使用できる。
【0025】これら無機粉体は、粉末状セメント混和剤
のブロッキング等を防止するのに効果的であるが、無機
粉体の使用量は該セメント混和剤の固形分100重量部
に対し、0.5〜500重量部とすることが好ましく、
特に5〜200重量部とすることが好ましい。
【0026】粉末状セメント混和剤の平均粒径は、5〜
2000μmの範囲とすることが好ましく、特に10〜
1000μmとすることが好ましい。平均粒径が5μm
未満になるとセメント混和剤が凝集しやすくなり、20
00μmを超えると水に対する溶解性が低下し、セメン
トに対する分散性の経時的な変動が大きくなるため好ま
しくない。尚、平均粒径を上記範囲に調整するには、従
来の粉砕・分級方法を用いればよい。
【0027】本発明のセメント組成物中の本発明セメン
ト混和剤の使用量は、セメント100重量部に対して有
効成分である(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物とトリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物の固形
分が0.01〜3重量部となるような量とすることが好
ましく、特に0.05〜1重量部となるようにすること
が好ましい。この量が0.01重量部未満では分散効果
が十分でなく、5重量部を超えると凝結遅延や強度低下
の原因となるため好ましくない。
【0028】本発明のセメント組成物で用いるセメント
としては、セメントはポルトランドセメントとして普通
セメント、早強セメント、超早強セメント、中庸熱セメ
ント、耐硫酸塩セメント等、また混合セメントとして高
炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント
等を挙げることができる。更にカルシウムアルミネート
相を多く含むアルミナセメントや、都市ゴミ焼却灰及び
下水汚泥焼却灰の1種以上を原料としてなる焼成物であ
るエコセメントを用いることもできる。
【0029】本発明のセメント組成物には物性に悪影響
を及ぼすものでない限り上記材料以外に、増量材、膨張
材及び各種混和剤等を使用することもできる。
【0030】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
尚、実施例及び比較例に使用した材料は以下の通りであ
る。
【0031】〔使用材料〕 (1)セメント混和剤 (メタ)アクリレート系水溶性高分子化合物水溶液
【0032】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L1)(固形分30%水溶液)表1に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0033】
【表1】
【0034】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L2)(固形分45%水溶液)表2に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0035】
【表2】
【0036】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L3)(固形分30%水溶液)表3に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0037】
【表3】
【0038】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L4)(固形分45%水溶液)表4に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0039】
【表4】
【0040】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L5)(固形分30%水溶液)表5に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0041】
【表5】
【0042】(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合
物水溶液(L6)(固形分30%水溶液)表6に構成単位
及びその反応比(モル%)を示す。
【0043】
【表6】
【0044】粉末状(メタ)アクリレート系水溶性高
分子化合物 〔粉末状(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合物の
製造方法〕表2記載の分散剤水溶液800gを容量1L
の混練攪拌乾燥機(入江商会社製卓上式ニーダーPNV
−1)に仕込み、90℃30torrの条件で混練攪拌しな
がら濃縮し乾燥粉末化した。得られた粉粒体を粉砕機
(マツバラ社製MCG180)で粉砕して、粒径50〜
500μmとし、表7に示す粉末状セメント分散剤(A
1)を得た。同様にして、表4記載の分散剤水溶液を乾
燥粉末化し表7に示す粉末状セメント分散剤(A2)を
得た。
【0045】
【表7】
【0046】水溶液状トリアジン誘導体のホルムアル
デヒド縮合物 (メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩水溶
液) 市販品:液状流動化剤レオビルドNP20(固形分22
%)(エヌエムビー製)を用いた(M1) 粉末状トリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物 (メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩粉末) 市販品:粉末状高性能減水剤メルメントF10M(SK
W製)を用いた(M2) (2)セメント 普通ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製) (3)細骨材 石灰石砕砂F.M=2.5(太平洋セメント(株)製)
【0047】実施例1 表8に示す組成のセメント混和剤を常法により混合し製
造した。
【0048】
【表8】
【0049】実施例2 表8の混和剤を用いて表9の組成のセメント組成物を常
法により製造した。表9に実施例及び比較例のセメント
組成物の配合を示す。
【0050】
【表9】
【0051】〔試験例〕表9に示すセメント組成物の性
能試験を以下のように行った。環境温度5℃の条件下
で、表9に示す配合の材料をホバートミキサーを用いて
3分間混練した後、得られたスラリーに対して流動性の
評価としてフロー値、セメント組成物硬化体の品質評価
として材齢7、28日の圧縮強度を測定した。試験結果
を表10及び表11に示す。 〔フロー値測定方法〕JIS R5201「セメントの
物理試験方法」を準用し、無打振でフロー値を測定し
た。 〔圧縮強度測定方法〕JIS R5201「セメントの
物理試験方法」に準じて材齢7、28日で測定した。
【0052】
【表10】
【0053】
【表11】
【0054】表10及び表11より、本発明のセメント
混和剤及びこれを使用したセメント組成物は、低温環境
下でも安定した流動性を長時間保持でき、しかも強度低
下が生じないことが確認された。
【0055】
【発明の効果】本発明のセメント混和剤を使用したセメ
ント組成物は、強度の低下等のセメント組成物の品質の
低下がなく低温環境下でも安定した流動性を長時間保持
できることから、施工性の向上が図れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 33/02 C08L 33/02 61/26 61/26 C04B 103:30 (72)発明者 石森 正樹 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社佐倉研究所内 (72)発明者 磯村 弘隆 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社佐倉研究所内 (72)発明者 鳥居南 康一 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社佐倉研究所内 (72)発明者 瀧本 雅樹 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社佐倉研究所内 (72)発明者 副田 孝一 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社佐倉研究所内 Fターム(参考) 4J002 BE04W BG01W BG07W CC17X CC18X CC19X DM006 GL00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)分子内に少なくとも下記式
    (1)、(2)及び(3) 【化1】 〔式中、R1 、R2 、及びR3 は同一又は異なって水素
    原子又はメチル基を示し、R4 は炭素数1〜3のアルキ
    ル基を示し、M1 は水素原子、アルカリ金属、アルカリ
    土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Yは−
    CH2O−又は−COO−を示し、Xは−SO32又は
    −O−Ph−SO32(ここでM2 は水素原子、アルカ
    リ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミ
    ンを示し、ここでPhはフェニレン基を示す)を示し、
    nは15〜109の整数を示す〕で表される構成単位を
    有する(メタ)アクリレート系水溶性高分子化合物と、
    (B)トリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物とを
    含有するセメント混和剤。
  2. 【請求項2】 (A)(メタ)アクリレート系水溶性高
    分子化合物と(B)トリアジン誘導体のホルムアルデヒ
    ド縮合物とが乾燥粉末化されたものである請求項1記載
    のセメント混和剤。
  3. 【請求項3】 平均粒子径が5〜2000μmである請
    求項1又は2記載のセメント混和剤。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3記載のセメント混和
    剤及びセメントを含有するセメント組成物。
JP4741299A 1999-02-25 1999-02-25 セメント混和剤及びこれを含むセメント組成物 Pending JP2000247705A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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