JPH0153217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、セメントペースト、モルタル、コン
クリートなどの水硬性材料のセメント分散剤、さ
らに詳しくはアルキルナフタレンスルホン酸を縮
合成分とした共縮合物と低分子量体の含有率を減
少させたリグニンスルホン酸塩とを主成分とする
か、またはさらにこれらの成分にフミン酸類を加
えたものを主成分として含有してなる、高減水性
と持続性のあるワーカビリチーと高強度をもたら
すセメント分散剤に関する。 一般に、セメントを使用するペーストやモルタ
ル、コンクリートなどを製造する際にその流動性
を改善するために分散剤を使用するが、その分散
剤としては、例えばリグニンスルホン酸塩を主体
とするもの、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマ
リン縮合物を主体とするもの、スルホン酸残基を
有するメラミンのホルマリン高縮合物を主体とす
るものなどがあるが、これらは次のような欠点が
ある。 すなわち、リグニンスルホン酸塩を主体とする
ものは、短期強度の発現が悪いので、塩化カルシ
ウム、硫酸ソーダ、アミン類などと併用してこれ
を改善しているが、その反面、鉄筋が腐食したり
冬期においては結晶が析出したり、さらには空気
連行性、硬化遅延性、偽凝結などがあるので、こ
れを多量に使用して水量を減少させることはでき
ない。 また、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン
縮合物やスルホン酸残基を有するメラミンのホル
マリン高縮合物を主体とするものは、低い単位水
量で良好なワーカビリチーをもたらすことができ
るが、それには添加量を多くしなければならず、
しかもワーカビリチーは短時間のうちに大きく低
下してしまうので、その使用に際しては十分な注
意が必要である。たとえば、これらの添加剤を用
いる場合には混練後のコンクリートは急速にワー
カビリチーが低下するので、きわめて短時間のう
ちに取扱い作業を完了する必要がある。通常の生
コンクリートの製造において、この添加剤を用い
た場合コンクリートミキサー車などによる運搬が
できない。さらには、工場においてコンクリート
製品を製造する場合でも混練後のコンクリートの
ワーカビリチーの低下に十分注意する必要があ
る。 本発明は、これらの欠点を解決することを目的
とするものであつて、第１発明は、アルキルナフ
タレンスルホン酸とそれと共縮合可能な化合物と
のホルマリン共縮合物の塩類及び全固形分中分子
量2000以下の成分の含有率が30％以下であるリグ
ニンスルホン酸塩を主成分としてなるパルプ排液
処理物とを主成分として含有してなるセメント分
散剤であり、第２発明は、さらにこれらにフミン
酸類を加えたものを主成分として含有してなるセ
メント分散剤である。 以下、詳しく本発明について説明する。 先ず、本発明に係るアルキルナフタレンスルホ
ン酸とそれと共縮合可能な化合物とのホルマリン
共縮合物（以下、単に共縮合物という。）の塩類
について説明する。アルキルナフタレンスルホン
酸とはアルキル基の炭素数が１〜４の範囲のもの
が好ましい。その理由は、炭素数が増加するにつ
れて空気連行性が大となり強度発現に悪影響を与
えるからである。アルキル基としては、例えばメ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チルなどがある。 このアルキルナフタレンスルホン酸と共縮合可
能な化合物としては、ナフタレン、アントラセン
などの多環芳香族化合物およびそのスルホン化
物、ベンゼン、トルエン、フエノール、安息香酸
などのベンゼン誘導体およびそのスルホン化物な
どから選ばれた１種以上である。 アルキルナフタレンスルホン酸の量は、共縮合
物中の全芳香族化合物１モルあたり0.05〜0.5モ
ル、特に0.1〜0.3モルの割合とするのが好まし
い。アルキルナフタレンスルホン酸の量が全芳香
族化合物１モルあたり0.05モルよりも著しく少量
ではワーカビリチー等の改善効果は小さく、また
0.5モルをこえては空気連行性が必要以上に大と
なつて強度発現に悪影響を及ぼす。 また、共縮合物の塩類とは、アルカリ塩及び／
又はアルカリ土類塩であり、具体的にはナトリウ
ム塩、カリウム塩、カルシウム塩およびこれらの
混合塩である。 本発明に係る共縮合物の塩類の製法としては、
例えば、アルキルナフタレンとナフタレン混合物
のスルホン化物、あるいはアルコールとナフタレ
ンを硫酸中で反応させて得られたスルホン化物を
ホルマリンで縮合し塩基で中和することによつて
製造することができる。 次に、全固形分中分子量2000以下の成分の含有
率を30％以下に減少させたリグニンスルホン酸塩
を主成分としてなるパルプ排液処理物（以下、単
にパルプ排液処理物という）について説明する。 本発明において、パルプ排液処理物に含まれる
分子量2000以下の成分の含有率を30％以下に限定
した理由は、分子量2000以下の成分の含有率が30
％を越えるものをセメント分散剤として使用した
場合は硬化遅延性が大きく、低分散性となること
にもとづくものである。なお、リグニンスルホン
酸塩の分子量は分子量既知の標準ポリスチレンス
ルホン酸を基準に用いて親水性処理したシリカゲ
ルによるゲルパーミエイシヨンクロマトグラフに
より測定することができる。 このようなパルプ排液処理物を得るには、パル
プ排液を原料とし、これに種々の化学的または物
理的処理をして低分子成分を除去すればよい。そ
の原料としては亜硫酸パルプ排液が好ましく、か
つ針葉樹系パルプ排液が好ましい。また、低分子
成分を除去する方法としては、実験室的にはセル
ロース膜を用いた透析法などを採用できるが工業
的には限外過法などの方法が好ましい。特に限
外過法によつてパルプ排液を処理する場合は任
意の成分をその分子の大きさにより分取できるの
で有利である。 共縮合物の塩類とパルプ排液処理物の割合は、
高減水性と持続性のあるワーカビリチーすなわち
流動性の経時低下防止、および強度発現性の向上
の点から、前者に対する後者の重量比を95対５か
ら５対95とするのが望ましい。その理由は、共縮
合物の塩類の割合がこれよりも多くなるとワーカ
ビリチーの持続性が悪く流動性の経時低下が顕著
となり、また、パルプ排液処理物の割合がこれよ
りも多くなると減水性が低下し空気連行量が大と
なつたり硬化遅延して強度発現が不十分となるか
らである。 以上の共縮合物の塩類とパルプ排液処理物を主
成分として含有してなるセメント分散剤を用いれ
ば、水硬性材料に高減水性と持続性のあるワーカ
ビリチーを付与し、空気連行性が小さく硬化遅延
もほとんどない高強度な水硬性材料を製造するこ
とができるという効果がある。 第２発明は、第１発明のセメント分散剤にさら
にフミン酸類を含有させたものであり、それによ
つて第１発明のセメント分散剤の特性を保持した
ままでさらにワーカビリチーの持続性を良好とす
ることができる。 本発明で用いられるフミン酸類とは天然フミン
酸類、ニトロフミン酸類などである。天然フミン
酸類とは天然に存在している腐食酸に代表される
物質であり若年炭や土壌中に存在する物質であ
る。また、ニトロフミン酸類とは石炭類を硝酸に
て低度に酸分解して低分子化と官能基の増加をは
かつたフミン酸類似物質である。これらいずれの
フミン酸類とも効果があるが、水に不溶性の物質
は効果が小さい。フミン酸類の割合は、共縮合物
の塩類とパルプ排液処理物との合計量に対し多く
ても1.5重量倍程度とするのが望ましい。 本発明のセメント分散剤のセメントに対する添
加率は通常0.01〜３％程度である。また、本発明
のセメント分散剤は従来からセメント用混和剤と
して一般に用いられている減水剤、遅延剤、硬化
促進剤、AE剤、AE減水剤、膨張剤などと併用し
ても何ら差支えはない。 本発明のセメント分散剤の添加時期は、前添加
法、後添加法、分割添加法のいずれでもよく、特
に前添加法により使用する場合はワーカビリチー
の経時変化が小さいので従来の分散剤と比べて有
利である。なお、前添加法とは水硬性材料の混練
前または混練中にセメント分散剤を添加する方
法、後添加法とは水硬性材料を短時間混練した後
セメント分散剤を添加する方法、分割添加法とは
セメント分散剤を一定時間ごとに分割して水硬性
材料に添加する方法である。 水硬性材料を調合するセメントとしては、普
通、早強、超早強、中庸熱、白色のポルトランド
セメント、シリカ、フライフツシユ、高炉水砕ス
ラグなどを配合した混合セメント、膨張セメン
ト、カルシウムアルミネートと石コウを存在させ
た急硬セメント、アルミナセメント、さらには高
炉水砕スラグとアルカリ金属又はアルカリ土類金
属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩などのア
ルカリ刺激剤からなるセメントなどがあげられ
る。 本発明のセメント分散剤を添加した水硬性材料
は、土木用建築用などの場所打ちコンクリート、
並びにつき固め、振動締め固めもしくは遠心力締
め固め成形したのち常温養生又は蒸気養生もしく
はオートクレーブ養生などの加熱養生を行なつて
生産される、例えば、パイル、ポール、コンクリ
ート管、ボツクスカルバート、Ｕ字溝、鋼管コン
クリート複合体、ブロツクなどの工場製品製造用
コンクリートとして使用される。 以下、実施例をあげて本発明を説明する。な
お、本明細書記載の部及び％はいずれも重量基準
で示した。 実施例 １ 第１表に示した添加剤を第２表に示す割合で所
定量の水に溶解し、これに普通ポルトランドセメ
ント2.0Kg、相模川産川砂6.0Kgを加えハンドミキ
サーを用いて30℃で１分間混合しモルタルを混練
した。このモルタルの練り上り直後のミニスラン
プフローを測定し、フロー値が260mmとなるまで
水量を変化させてモルタルを再混練し、このとき
の所要水量から水セメント比Ｗ／Ｃを求めて第２
表に示した。混練直後のフロー値が260mmとなつ
たモルタルはフロー測定後静置し、15分毎にハン
ドミキサーにより15秒間混練しミニスランプフロ
ーを測定した。ミニスランプフローは高さ15cm
（上開口部直経５cm、下開口部直径10cm）のスラ
ンプコーンにモルタルを充てんした後すみやかに
スランプコーンを引き上げ、このときのモルタル
の広がりを測定して求めた。その結果を第２表に
示す。 第２表から明かな通り、実施例は比較例に比べ
て減水性、フローの経時変化、強度発現性の性能
のバランスにおいてすぐれていることが明かであ
る。

【表】 β−メチルナフタレン100ｇとナフタレン400ｇ
を98％濃硫酸600ｇに加え160℃で１時間スルホン
化し、次いで100℃で37％ホルマリン310ｇを滴下
し５時間縮合を行つた。この際、粘度上昇時に少
量の水を添加して粘度を低下させ縮合を続けた。
得られた共縮合物を常法によりライミングソーデ
ーシヨンしナトリウム塩とした。

【表】 実施例 ２ 第３表に示す配合の添加剤を水6.24Kgに溶解
し、普通ポルトランドセメント12.0Kg、相模川産
川砂31.7Kg、相模川産川砂利（25mm以下）42.0Kg
を用いてコンクリートを混練し、混練直後のスラ
ンプを測定した。次いで、コンクリートを静置し
20分毎に練り直しを行つてスランプを再測定しそ
の経時変化を60分間にわたり測定した。その結果
を第４表に示す 第４表より、実施例は初期スランプ、スランプ
の経時変化、強度発現性の性能のバランスにおい
て比較例よりすぐれていることが明かである。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルキルナフタレンスルホン酸とそれと共縮
   可能な化合物とのホルマリン共縮合物の塩類及び
   全固形分中分子量2000以下の成分の含有率が30重
   量％以下であるリグニンスルホン酸塩を主成分と
   してなるパルプ排液処理物とを主成分として含有
   してなるセメント分散剤。 ２ アルキルナフタレンスルホン酸とそれと共縮
   合可能な化合物とのホルマリン共縮合物の塩類、
   全固形分中分子量2000以下の成分の含有率が30重
   量％以下であるリグニンスルホン酸塩を主成分と
   してなるパルプ排液処理物、及びフミン酸類とを
   主成分として含有してなるセメント分散剤。