JPH01153558A - セメント混和剤 - 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］ 本発明はセメントまた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
るモルタルまたはコンクリートの流動性を高めると共に
経時により流動性が低下するのを防止し、その施工性、
作業性を改善しうるセメント混和剤に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、セメント、水及び必要に応じて砂、砂利、混和材
、混和剤等を混合してなるセメント配合物は、経時によ
りセメント粒子が物理的、化学的凝集を起こすため、流
動性が次第に失なわれ、施工性、作業性の低下が見られ
る。このためセメント配合物は可使時間が比較的短かく
限定されるという欠点を有する。又セメント配合物は生
コンクリートミキサー車により生コンクリート製造工場
から打設現場まで運搬される場合が多いが、輸送距離あ
るいは交通事情によって現場到着までの時間は大きく変
動するため、打設現場では生コンクリートミキサー車毎
に流動性の異なるセメント配合物が届くことになり、一
定の施工性を得る事が困難となる。

又セメント配合物の施工に際しては、ポンプ圧送される
ケースが多いが、休憩時間や作業手順で圧送が一時中断
し、その後再開しようとする場合にセメント配合物の流
動性が低下し、圧送圧が急上昇したり甚しい場合は閉塞
などのトラブルを生じる。

このため、セメント配合物の流動性低下防止に関しては
、精力的な研究が行われており、いくつかの方法が提案
されている。

その一つは、セメント粒子の化学的凝集を防止するため
に、オキシカルボン酸等の硬化遅延剤を添加する方法で
ある。この方法はセメント粒子の物理的凝集を防ＩＦ、
することは難しく、スランプロスの完全な防止は不可能
であり、一方、コンクリート、モルタルの早期強度が低
くなる欠点を有する。

他の方法は、流動化剤を粒状にして、モルタル、コンク
リート等に添加し徐々に溶解させることにより、スラン
プロスを防止する方法である。この方法では、施工時間
によっては、粒状の流動化剤が溶解しないままで硬化後
のコンクリート中に局在的に残留する事があり、その場
合は耐久性等の面で欠点が生じる。

他の方法は流動化剤を分割或いは連続してセメント配合
物に添加する方法であり、スランプロス防止方法として
は有効であるが、流動化剤の添加に手間がかかることや
、前述のポンプ圧送中のセメント配合物には適用できな
い等の問題点があるため、実用化されている例は少ない
。

もう一つの方法はカルボン酸を分子中に含む水溶性高分
子を単独で或いは従来の流動化剤と併用して添加する方
法であり、この方法でもスランプロス防止にはある程度
効果は認められるが、反面空気混入量が増大し、モルタ
ルまたはコンクリート強度が大きく低下する他に、硬化
遅延の副作用があり、特に早期強度の著しい低下が見ら
れる。

［発明が解決しようとする問題点］ このように従来からの流動化剤は少なからぬ問題点を抱
えており、その解決が望まれている。

本発明は高性能のセメント分散能力を有すると共に作業
性の経時による低下の少ない流動化剤を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本件発明者は上記の目的を達成するため鋭意研究を進め
た結果、ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカルボン酸
無水物との共重合物の中和物に第４級化剤を反応させて
得られる第４級窒素含有物がセメント配合物の分散能力
のみならず、ワーカビリティの経時による低下を防止し
うること、およびこの第４級窒素含有物に減水剤を併用
することも、はぼ同様の効果のあることを発見して本件
発明を完成させた。

すなわち、本件第１の発明の要旨はビニル化合物とエチ
レン性不飽和ジカルボン酸無水物との分子量が５００〜
４０．０００の共重合物の中和物に第４級化剤を反応さ
せて得られる第４級窒素含有物を成分として含有するセ
メント混和剤にあり、本件束２の発明の要旨はビニル化
合物とエチレン性不飽和ジカルボン酸との分子量が５０
０〜４０．０００の共重合物の中和物に第４級化剤を反
応させて得られる第４級窒素含有物と減水剤とを含有す
るセメント混和剤にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明におけるビニル化合物としては例えばスチレン、
α−メチルスチレン、タロロスチレン、ビニルトルエン
、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、ｔ
ｅｒｔ−ブチル、２エチルヘキシル、ラウリル、ベンジ
ル、シクロヘキシ、テトラヒドロフルフリル等のアクリ
ル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、酢酸ビニル
、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、臭化ビニル、アク
リロニトリル及びこれらの混合物などが挙げられるが、
特にスチレンが好ましい。また不飽和ジカルボン酸無水
物としては例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無
水シトラコン酸などが挙げられるが、特に無水マレイン
酸が好ましい。ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカル
ボン酸無水物との重合物のモル比は４：６〜６：４の範
囲が好ましい。

本発明において、ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカ
ルボン酸無水物との共重合物の分子量は５００〜４０．
０００の範囲が最も好ましい。分子量が、この範囲より
小さくても、大きくてもセメント粒子に対する分散能力
が大きく低下する。

本発明において中和のための溶解剤はアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属を含有する化合物、アミン、アンモニウ
ム、又はこれらの混合物を用いるのがよく、又中和度は
完全中和が好ましいが中和度０．５以上の部分中和物で
あっても差し支えない。

本発明において第４級化剤として一般式〔式中Ｒ，Ｒ及
びＲ３は同−又は異なる炭素数１〜４の低級アルキル基
を示す。〕で表わされる２、３−エポキシプロピルトリ
アルキルアンモニウムクロライドを用いるのが好ましく
、このものはアルカリ性においてカルボン酸基と容易に
付加反応を起し、第４級窒素を分子内に導入することが
可能である。

第４級化度は全カルボン酸に対して０．００５〜０．５
が好ましく第４級化度がこの範囲より多くても少なくて
もセメント粒子に対する分散性、及びワーカビリティ保
持の能力が目的に対して不充分となる。

本発明者はかかるビニル化合物とエチレン性不飽和ジカ
ルボン酸無水物との共重合物の中和物に第４級化剤を反
応させて得られる第４級窒素含有物に更に減水剤を添加
混合すると、セメント配合物の施工性、作業性を更に改
善することができる事を見出した。

本発明に用いられる減水剤としてはβ−ナフタレンスル
ホン酸ホルムアルデヒド高縮合物もしくはその塩等のナ
フタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物系減水剤
、スルホン化メラミン樹脂の水溶性塩等のスルホン化メ
ラミン樹脂系減水剤、リグニンスルホン酸もしくはその
塩等のりゲニンスルホン酸系減水剤等が挙げられる。又
、ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカルボン酸無水物
との共重合物の中和物に第４級化剤を反応させて得られ
る第４級窒素含有物と減水剤との併用割合は０．０１　
：　９９．９９〜９０　：　１０　（重量比）が好まし
い。

本発明によるセメント混和剤のセメント配合物への添加
方法は、混練水への溶解、−旦練り上ったセメント配合
物への添加等の方法がある。また、減水剤を併用する場
合は両者を予め混合しておいてもよく、又、一方をセメ
ントに配合した後、或いは一方をセメントに配合して練
っておいてから他方を配合してもよい。

本発明の混和剤のセメント配合物への添加量はその配合
物の流動性保持時間により決定することができ、通常の
使用；はセメント重量に対し固型分で０．０５〜２％の
範囲が好ましい。

又、他のセメント添加剤、添加材例えば空気連行側、流
動化剤、防水剤、膨張剤、グラスファイバー、フライア
ッシュ、スラグ、パーライト等との併用も可能である。

本発明に、かかるセメント混和剤を配合したセメント配
合物は通常のモルタルやコンクリートを硬化せしめる方
法で硬化させることが可能であり、水蒸気養生やオート
クレーブ養生等の方法を用いても硬化させることができ
る。

本発明の両性高分子電解質がセメント粒子に対して高性
能の分散能力及びセメント配合物のワーカビリティの経
時による低下防止機能を有することは、これまで全く知
られておらず、従ってその作用も十分には明らかではな
い。しかし推論を記述すると、分散性能については分子
構造中に親水性部分と疎水性部分とが一定の比率で存在
している事が好ましいとされているが、カルボキシル基
とトリアルキルアンモニア基とは分子内及び分子間で部
分的に架橋構造をとり、大きな疎水的構造となるため、
セメント粒子の分散性の向上に寄与するものと思われる
。

また、セメント粒子は未水和時は陽荷電であるが、表面
が水和するに従い、陰荷電となるため、経時によるセメ
ント粒子の凝集の防止についてはトリアルキルアンモニ
ア基が有効となり、ワーカビリティの低下を防止するも
のと考えられる。

以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明する。

［実施例１．２、比較例１］ スチレンと無水マレイン酸を用いた共重合物（共重合モ
ル比１：１、平均分子ｆｆ１８，０００）を溶解剤とし
てＮａＯＨまたはＮＨ４ＯＨを用いて各々の共重合物の
中和度が０．７〜１．０となるように中和した。第４級
化剤としてはグリシジルトリメチルアンモニウムクロラ
イド を用いて第４級化度が０．１〜０，４となるように弱ア
ルカリ性にて反応を行ないそれぞれ対応する第４級窒素
含有物を得た。

次に下記材料及び調合のコンクリートを用い、ＪＩＳ　
Ａ　１１旧のスランプ試験によるコンクリートの流動性
の測定を行ないその結果を第１表に示す。

使用材料 セメント：普通ポルトランドセメント 細骨材：梗津産（比重２．６０　　粗粒率２．６９）粗
骨材：花園産（比重２．７９　　粗粒率６．７３最大寸
法２０ｍｍ） ＡＥ　剤：サンフローＫ （商品名、山場国策バル ブ■製） （以下余白） これに第２表に示す混和剤をセメント重量の０．２％添
加、混練し、それらのコンクリート性能を測定した結果
をやはり第２表に示す。また第２表の実施例１において
平均分子量が６０．０００である以外は実施例１と同様
の共重合物を用いて、コンクリートの性能試験を行った
結果を比較例１として第２表に示す。

（以下余白） 第２表に示す実験結果より明らかな如く、本発明品を用
いた実施例１．２ではコンクリートのスランプか２１〜
２２．５ｃｍと高い値を示すとともに、９０分経過後も
２０ｃｍ以上の高い値を保持し、流動化効果及びスラン
プロス防止効果が極めて優れている。

一方比較例１では流動化効果は低く、またスランプ防止
効果も不充分である。

［実施例３コ 実施例１で用いた混和剤を第１表に示すコンクリートに
セメント重量の０゜０５％添加し、更にβ−１ナフタレ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物　　１のナトリ
ウム塩をセメント重量の０．１５％添加し混　　ｊ練し
た。

［実施例４］ 実施例３においてβ−ナフタレンスルホン酸ホ　　（ル
ムアルデヒド縮合物のナトリウム塩にかえてスルホン化
メラミン樹脂のナトリウム塩を同量添加　　　□し混練
した。実施例３．４のコンクリートの性能　　１を第３
表に示す。

（以下余白） 第　　　３　　　表 ［発明の効果〕 本発明に係るセメント混和剤を用いたときの効製は、セ
メント配合物の流動性を高めると共に、流動性を一定に
保つことができる点がその最も特致的な点であり、本発
明による混和剤を生コンクリートプラントにおいて一定
量添加しておくだけで、工事現場に一定品質の流動化コ
ンクリートを共給することが可能となる。

本発明によりセメント配合物の流動性を高めると共に、
流動性を一定に保ち、また空気混入量や便化遅延の弊害
も少なくすることができることから、本発明に係るセメ
ント混和剤は前述の生コンクリートプラントだけでなく
、例えばコンクリ−トのポンプ圧送助剤や遠心力締固め
助剤として用いることができ、作業効率を著しく高める
だけでなく、コンクリートの性能を高めることが可能で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカルボン酸無水
   物との分子量が５００〜４０，０００の共重合物の中和
   物に第４級化剤を反応させて得られる第４級窒素含有物
   を成分として含有するセメント混和剤。 ２、中和のための溶解剤がアルカリ金属、アルカリ土類
   金属を含有する化合物、アミン、アンモニウム又はこれ
   らの混合物である特許請求の範囲第１項記載のセメント
   混和剤。 ３、第４級化剤として一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ｒ＿１、Ｒ＿２およびＲ＿３は同一または異なる
   炭素数１〜４の低級アルキル基を示す。〕で表わされる
   ２，３−エポキシプロピルトリアルキルアンモニウムク
   ロライドである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   セメント混和剤。 ４、第４級化度が全カルボン酸に対して０．００５〜０
   ．５である特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か１項に記載のセメント混和剤。 ５、ビニル化合物とエチレン性不飽和ジカルボン酸との
   分子量が５００〜４０，０００の共重合物の中和物に第
   ４級化剤を反応させて得られる第４級窒素含有物と減水
   剤とを含有するセメント混和剤。 ６、減水剤がナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高
   縮合物系、スルホン化メラミン樹脂系、リグニンスルホ
   ン酸系から選ばれる１種または２種以上の減水剤である
   特許請求の範囲第５項記載のセメント混和剤。 ７、第４級窒素含有物と減水剤の併用割合が０．０１：
   ９９．９９〜９０：１０（重量比）である特許請求の範
   囲第５項または第６項記載のセメント混和剤。