JPH01270547A - コンクリート用混和剤 - 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、モルタノベコンクリート用の混和
剤、更に詳しく言えば、空気連行剤（以下ＡＥ剤と呼称
）に関するものであり、更に詳しくは、セメント、モル
タル及びコンクリート中の空気量の経時による低下を防
止し得るＡＥ剤に関するものである。

〔従来の技術〕

セメントスラリー、モルタル及びコンクリートに空気連
行性を与えるＡＥ剤を用いることにより、（１）凍結融
解に対する抵抗性の向上、（２）ワーカビリティーの改
善、（３）ポンプビリティ−の改善、（４）気泡の保水
力増加に伴うブリージングの減少、（５）単位水量の減
少等の効果がある。−船釣に使用れているＡＥ剤として
は、樹脂酸Ｎａ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硫酸塩等のアニオン界面活性剤或い
はポリオキシエチレンアルキルフェノール等のノニオン
活性剤等がある。また、空気連行型の減水剤としては、
リグニンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸
ホルマリン縮合物塩等がある。一方、低泡性減水剤、即
ち通常の使用量でコンクリート中の空気量が３％以下の
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、メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩等
がある。通常、ＡＥ剤及び減水剤の併用によりコンクリ
ートに連行される空気量は一定（日本建築学会の基準で
は４±１％）であって、経時による減少がないほうが好
ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のＡＥ剤により連行される空気量は
コンクリートの水セメント比、コンクリートの配合、コ
ンクリートの柔らかさ、セメントのフライアッンユ代替
率等の因子により、時間の経過とともに空気量の減少が
激しくなるという欠点があった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は上記した従来のＡＥ剤の欠点を改善すべくなさ
れたものである。通常、コンクリートはＡＥ剤を使用し
なくても１〜２％の空気泡を含んでいるが、これにＡＥ
剤を用いて積極的に気泡を連行させている。７へＥ剤と
してアニオン活性剤を使った場合、コンクリート中の水
の表面張力が下がっているので、界面活性剤が含まれて
いない水に比べて僅かな撹拌によって気泡が入りやすく
なる。そして、その周囲の水にはアニオン性活性剤の親
油基を気体側に、親水基を水側に向けて配向している。

活性剤の添加量が多くなればなるほど分子間の距離が接
近し、分子間引力が強くなり気泡が安定化する。し、か
じながら、これに低泡性の減水剤が添加されると、活性
剤の分子の間に入り分子間引力を弱め破泡しやすくなる
と言われている。勿論、セメント、骨材或いはミキサー
の羽根により消泡する場合もある。また、連行された気
泡の直径が２０μｍ以下になると急激に気泡の内圧が高
くなり、水に溶けて消泡する。

本発明者らは活性剤により連行されたコンクリート中の
気泡が消泡しても、次から次へと気泡を連行させ得る方
法について鋭意検討した結果、平均粒径０．０５〜１０
０μｍの水に難溶性又は水不溶性の樹脂酸もしくは樹脂
酸の金属コンブレンクスをコンクリートに添加すると、
目標とする空気量を長時間持続し得ることを見出し、本
発明を完成させるに至った。即ち、樹脂酸もしくは樹脂
酸の２価以上の金属コンプレックスの微粒子は普通の水
では水不溶性又は難溶性であるが、コンクリートに添加
されるとコンクリートより溶出するアルカリイオンと反
応し、可溶性となり徐々に溶出し、コンクリートの表面
張力を下げ、コンクリートミキサーの撹拌力により空気
を抱き込み気泡化し、前述した理由により消泡した気泡
量を補い、空気量の経時安定化を図るものである。

本発明において金属コンプレックスとは、樹脂酸中のカ
ルボキシル基と多価金属が分子内又は分子間結合して水
難溶性又は不溶性化合物を形成しているものを言う。ま
た、本発明において樹脂酸とは、天然樹脂中に遊離又は
ニスデルとして存在する有機酸の総称であり、樹脂酸も
しくはその金属コンブレンクス微粒子の粒径はコンクリ
ートの物性に悪影響を与えないために、できる限り小さ
い方が好ましい。しかしながら、余りに小さいと微粒子
の表面積が増大し、コンクリート混練中に殆ど溶解し、
空気量の経時安定性が劣る。一方、粒径が余り大きいと
微粒子の表面積が小さくなり、目標とする空気量を得る
ための添加量が多くなり、コンクリート打設時に全量が
溶解せず未溶解粒子が残り、コンクリートの強度低下を
起こし好ましくない。これらの面から平均粒径は０．０
５〜１００μｍであることが必要であり、好ましくは０
．０５〜５０μｍである。

本発明で使用する樹脂酸は平均粒径が所望のものであれ
ば、市販のものがそのまま使用できる。粒径が大きすぎ
る場合には粉砕して使用される。

樹脂酸の多価金属コンプレックスの製造に使用する多価
金属は、２価以上の金属であって、樹脂酸のカルボキシ
ル基と分子内又は分子間結合し水不溶性或いは水難溶性
を示す化合物を生成するものであれば何でも使用できる
。樹脂酸に対する添加量は樹脂酸の中和当量の５０〜５
００％が望ましい。実用的な化合物としては、Ｃａ。

Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｚｎ、　Ｆｅ、　Ａｌの水酸化化合物
が一般的であるが、炭酸、硫酸、硝酸などの塩、又は酸
化の形で使用してもよい。また、樹脂酸の多価金属コン
ブレンクスを生成させるには、樹脂酸の水サスペンショ
ン或いは樹脂酸のアルカリ金属塩の水溶液に上記の多価
金属化合物を混合することにより、容易に行うことがで
きる。この際、加熱処理することは反応促進の点から好
ましい方法である。樹脂酸と多価金属化合物との反応に
より、全てが多価金属コンプレックスになっていても、
また一部コンプレックスとなり残部が遊離の樹脂酸との
混合物の形になっていても、何れの場合でも効果上に大
きな差異はない。樹脂酸の微粒子は微粉体で保存する場
合は問題ないが、水サスペンションで保存する場合、徐
々に溶解し、ＡＥ剤として使用する場合の空気の長時間
保持性能が多価金属コンプレックスの場合より劣ること
になるので、本発明においては多価金属コンプレックス
とする方が好ましい。

本発明のコンクリート用混和剤は、市販の減水剤、スラ
ンプロス防止剤、早強剤、起泡剤、消泡剤等の他の混和
剤との併用も可能である。

本発明の混和剤の形態としては、粉粒体、水サスペンシ
ョンがあり、また予めセメントに配合しておくことも可
能である。コンクリートに対する添加時期は、コンクリ
ート打設時までなら何時でも添加することが可能であり
、その効果を十分発揮する。生コンクリートミキサー車
でコンクリートを搬送する場合には、適度な撹拌を与え
ることが望ましい。また練り置きコンクリートの場合に
も練りかえしが必要である。

セメントに対する添加量は、コンクリートの配合、柔ら
かさ、併用混和剤の種類により変わるが、通常対セメン
トｏ、　ｏｏｉ〜０．１％である。

〔実　施　例〕

以下実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例１ 炭化水素系化合物１４．６％、ロジン誘導体化合物２７
．３％、フェノール性化合物５８．１％よりなる樹脂酸
（米国バーキュレス社製；ＶＩＮ　ＳＱＬレジン）５０
ｇに表１に示す２価又は３価の金属化合物を添加し、こ
れに水９００ｇを加えジュースミキサーにて３０秒間撹
拌した。このサスペンショ７一 ン２００ｇをガラスピーズ（直径０．５ｍｍ）　５００
ｇと共にサンドグラインダー（五十嵐機械製造■製；Ｎ
ｏ、　ＴＳＧ−６Ｈ）の容器に入れ、冷却しなから１５
００ｒｐｍで粉砕し、粉砕後フィルターによりガラスピ
ーズを除去し粒径を測定（島津製作所■製；沈降式粒度
分布測定装置／５Ａ−ＣＰａ形）した。得られたサスペ
ンションをコンクリートに添加し、空気量の経時変化、
スランプ、圧縮強度を測定した。併用した減水剤はβ−
ナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物Ｃａ塩と低級
オレフィン（炭素数４）と無水マレイン酸共重合物の微
粒化物（平均粒径０．１０μｍ）を固形分比で９５対５
に配合したものであり、固形分換算で対セメント０．５
％添加した。尚、使用したミキサーは傾胴式でコンクリ
ート混練後１分間に４回転させて６０分まで撹拌した。

比較用ＡＥ剤として樹脂酸のＮａ塩であるビンソール（
山宗化学■販売品）を使用した。

くコンクリートの配合〉 Ｗ／Ｃ＝５５．５％ ＝８− ６／Ａ＝５（１，０％ Ｃ＝３２０ｋｇ／ｍ’ （中央ポルトランドセメント） 細骨材−紀の月産 粗骨材−宝塚産砕石 結果を表１に示す −１１〜 樹脂酸と多価金属化合物を配合し微粉砕した本発明品は
、表１から明らかな様にコンクリートの圧縮強度を低下
させることなく、目標とするコンクリート空気量（４±
１％）を長時間保持する効果のあることがわかる。これ
に比べ樹脂酸を原料として製造された１価の金属塩（Ｎ
ａ塩）水溶液であるビンソールは、目標とする空気量を
長時間保持することがてきず、本発明品は（憂れたＡＥ
剤であると言える。

実施例２ 実施例１により得られた各種樹脂酸と多価金属化合物の
配合物を９０℃で５時間加熱した。このものについて、
コンクリート試験により空気量の経時変化を測定した。

コンクリートの配合、試験法は実施例１と同じ方法で行
った。結果を表２に示す。

樹脂酸と多価金属化合物を配合し微粉砕し、更に加熱処
理してなる微粒子である本発明品は、コンクリートの圧
縮強度を低下させることなく、目標とするコンクリート
空気量（４±・１％）を長時間保持する優れたＡＥ剤で
あることがわかる。

実施例３ 実施例１と同じ樹・脂酸５０ｇに表３に示す２価又は３
価の金属化合物を所定量゛（樹脂酸のカルボキシル基の
中和当量の１．２倍量）添加し、８５℃で１０時間撹拌
し、冷却後、赤外線吸収スペクトルにて金属塩になった
ことを確認した。このものについて、コンクリート試験
により空気量の経時変化を測定した。コンクリートの配
合、試験法は実施例１と同じ方法で行った。結果を表３
に示す。

本発明品である加熱処理により得られた樹脂酸の多価金
属コンプレックスの微粒化物は、コンクリートの圧縮強
度を低下させることなく、目標とする空気量を長時間保
持する効果があることがわかる。

実施例４ 炭化水素系化合物１４．８％、ロジン誘導体化合物２７
４％、フェノール性化合物５８．０％よりなる樹脂酸（
米国バーキュレス社製；ＶＩＮＳＯＬ　レジン）５０ｇ
に水９００ｇを加えジュースミキサーにて３０秒間撹拌
した。このサスペンション２００ｇをガラスピーズ（直
径０．５ｍｍ）　５００ｇと共にサンドグラインダー（
五十嵐機械製造■製；Ｎｏ、ＴＳＧ−６Ｈ）の容器に入
れ、冷却しなから１５００ｒｐｍで粉砕し、粉砕後フィ
ルターによりガラスピーズを除去し粒径を測定（島津製
作所■製；沈降式粒度分布測定装置／５Ａ−ＣＦ２形）
した。得られたサスペンションをコンクリートに添加し
、空気量の経時変化、スランプ、圧縮強度を測定した。

併用した減水剤はβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン
高縮合物Ｃａ塩と低級オレフィン（炭素数４）と無水マ
レイン酸共重合物の微粒子（平均粒径０．１０μｍ）を
固形分比で９５対５に配合したものであり、固形分換算
で対セメント０．５％添加した。尚、使用したミキサー
は傾胴式でコンクリート混練後１分間に４回転させて６
０分まで撹拌した。

比較用ＡＥ剤として樹脂酸のＮａ塩であるビンソール（
山宗化学■販売品）を使用した。

〈コンクリートの配合〉 Ｗ／Ｃ＝５５．７％ Ｓ／Ａ＝５０．０％ Ｃ＝３２０ｋｇ／ｍ３ （中央ポルトランドセメント） 細骨材−紀の用度 粗骨材−宝塚産砕石 結果を表４に示す 表４に示す様に市販のＡＥ剤ビンソールは、混練直後の
空気量の経時低下が激しい。これに対し本発明品は経時
安定性が大てあり、４±１％を確保する優れたＡＥ剤で
あることがわかる。

樹脂酸の微粒子は初期の空気量が高くなるが、これに消
泡剤を少量添加すれば気泡の経時安定性が更によくなる
ことがわかる（実験Ｎｏ、　２．３）。

粒径が大になると（実験Ｎｏ、６）、時間と共に空気量
が少し減少するが、この場合には市販のＡＥ剤を少量添
加併用することにより（実験Ｎｏ、　７　）、空気量を
更に安定化することができることがわかる。

出願人代理人　　古　谷　　　馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　水不溶性又は難溶性である平均粒径０．０５〜１０
   ０μｍの微粒子状の樹脂酸もしくは樹脂酸の２価以上の
   金属コンプレックスを含有するコンクリート用混和剤。 ２　減水剤を含有する請求項１記載のコンクリート用混
   和剤。