JPH04254459A - モルタルまたはコンクリート遠心力成形用添加剤及びこれを用いたモルタルまたはコンクリート遠心力成形体の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モルタルまたはコンク
リート遠心力成形用添加剤及びこれを用いたモルタルま
たはコンクリート遠心力成形体の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】モルタ
ルまたはコンクリートを遠心力成形して、ヒューム管や
パイル等のモルタルまたはコンクリート遠心力成形体を
成形する際には、モルタルまたはコンクリートに含まれ
る水と、比較的比重の小さいセメントペーストや微粒分
とから主としてなる、通常、ノロと呼ばれる廃液が生ず
る。

【０００３】このノロの廃棄処理には、多額の処理費用
がかかるため、その発生を抑制したり、低下させたりす
る技術が望まれている。一方、施工性の立場からは、モ
ルタルまたはコンクリートの流動性を維持しつつ、かつ
減水効果を有する添加剤が望まれている。

【０００４】このような技術の一つとして、例えば高性
能減水剤を用いる方法が知られている。この方法によれ
ば、モルタルまたはコンクリート中の水分含有量を低減
させることができるものの、ノロの発生を抑制したり、
低下させたりすることはできない。

【０００５】そこで高性能減水剤と、凝集剤とを併用す
る方法が提案されている（特開昭６１−１８３１５８　
号公報）　。 この方法によれば、ノロの発生をかなり抑制することが
できるものの、硬化速度が大きくなるので、実際に適用
するためには、凝集剤の練り込み時期や凝集剤の選択な
どにおいて、厳密な成形管理が必要となるという問題が
あった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点を解消
し、ノロの発生が少なく、かつ流動性に富んでいて、圧
縮強度の優れたモルタルまたはコンクリート遠心力成形
体を与えうる、モルタルまたはコンクリート遠心力成形
用添加剤及びこれを用いたモルタルまたはコンクリート
遠心力成形体の製法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、スル
ホン化スチレン−マレイン酸共重合体とナフタレンスル
ホン酸のホルマリン共縮合物塩からなるモルタルまたは
コンクリート遠心力成形用添加剤を提供するものである
。

【０００８】本発明において用いるスルホン化スチレン
−マレイン酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホルマ
リン共縮合物塩は、スルホン化スチレン−マレイン酸共
重合体とナフタレンスルホン酸とを、ホルマリンで共縮
合させた塩を意味するが、完全に共縮合したものばかり
でなく、一部に共縮合していない部分を含んでいてもよ
い。

【０００９】このようなスルホン化スチレン−マレイン
酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合
物塩は、具体的にはスチレン−マレイン酸共重合体とナ
フタレンとの混合物をスルホン化し、このスルホン化生
成物に、ホルマリンを加えて縮合し、次いで中和処理し
て得ることができる。

【００１０】なお、スルホン化するにあたっては、通常
、溶媒を用いることなく、スルホン化剤を添加して行な
う。スルホン化剤としては、硫酸，発煙硫酸等を使用す
ればよい。スルホン化は、例えば、まずスルホン化剤を
スチレン−マレイン酸共重合体に加えて、スルホン化し
、次いで、この反応物にナフタレンを加えた後、１５０
　℃以上の温度で、さらにスルホン化することにより行
なうとよい。この場合、１５０　℃以上の温度で行なう
のは、ナフタレンのβ位をスルホン化し、スルホン化さ
れていないα位を、次の縮合工程でホルマリンと反応さ
せるためであり、１５０　℃未満の温度で行なうと、ナ
フタレンのα位がスルホン化され、ホルマリンの縮合が
うまく進行しないので好ましくない。

【００１１】また、この場合のスチレン−マレイン酸共
重合体とナフタレンの混合割合は、前者１００重量部に
対して、後者１〜１０００重量部、好ましくは５０〜２
００重量部である。後者の配合割合が１重量部未満であ
っても、或いは１０００重量部を超えても、共に得られ
る共縮合物はノロの発生を抑制する効果が低下するため
、いずれも好ましくない。

【００１２】なお、ここで用いるスチレン−マレイン酸
共重合体は、ＧＰＣ（ゲルパーミェーションクロマトグ
ラフィー）分析法により得られる重量平均分子量が、１
，０００〜１００，０００　、特に５，０００　〜３０
，０００のものを使用することが好ましい。さらに、こ
こで用いるスチレン−マレイン酸共重合体は、スチレン
単位の含有割合が２０〜９５モル％、好ましくは４０〜
８０モル％のものである。

【００１３】また、スチレン−マレイン酸共重合体は、
ランダム共重合体，ブロック共重合体，交互共重合体の
いずれであってもよい。なお、上記スチレン−マレイン
酸共重合体中のマレイン酸単位は、その１０〜１００モ
ル％を、無水マレイン酸単位に置き換えたものであって
もよい。

【００１４】本発明において、硫酸，発煙硫酸等のスル
ホン化剤を上記の如きスチレン−マレイン酸共重合体に
加えて、スルホン化する場合（最初のスルホン化の場合
）には、０〜１８０℃、好ましくは８０〜１７０℃の温
度にて、常圧下、０．１　〜１０時間、好ましくは　１
．０〜５時間反応させればよい。

【００１５】次いで、前記した如く、この反応物にナフ
タレンを加えた後、通常、１５０　℃以上の温度、好ま
しくは　１６０〜　１７０℃の温度でさらにスルホン化
する。なおスルホン化剤は、スチレン−マレイン酸共重
合体１００重量部に対して、５０〜５００重量部、好ま
しくは１００〜２５０重量部の割合で用いる。ここでス
ルホン化剤の使用割合が５０重量部未満であると、スル
ホン化が不充分となるため水溶性を有する共縮合物が得
られにくくなり、一方、スルホン化剤の使用割合が５０
０重量部を超えると、スルホン化の中和処理が難しくな
るため、いずれも好ましくない。

【００１６】以上の如く、スチレン−マレイン酸共重合
体とナフタレンとの混合物をスルホン化して得られたス
ルホン化生成物に、ホルマリンを加えて縮合し、次いで
中和処理することにより、目的とするスルホン化スチレ
ン−マレイン酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホル
マリン共縮合物塩を得ることができる。

【００１７】縮合は、上記スルホン化生成物１００重量
部に対して、水を好ましくは５０〜３００重量部の割合
で加え、所望により濃硫酸を好ましくは１０〜６０重量
部の割合で添加し、これにホルマリンを好ましくは１０
〜６０重量部の割合で加えて行なう。なお縮合の条件と
しては、温度が、好ましくは８０〜１３０℃であり、圧
力が、好ましくは０〜５ｋｇ／ｃｍ２　Ｇであり、反応
時間が、好ましくは１〜５時間である。

【００１８】上記の如く、スルホン化生成物に、ホルマ
リンを加えて縮合し、得られた共縮合物を、さらに中和
処理する。ここで用いる中和処理剤としては、ナトリウ
ム，カリウム，カルシウム等の水酸化物、炭酸塩、重炭
酸塩、アンモニア、アミンなどが挙げられる。　　中和
処理の条件は、温度３０〜１００℃、好ましくは５０〜
８０℃にて、０．５　〜５時間、好ましくは１〜３時間
である。

【００１９】本発明のモルタルまたはコンクリート遠心
力成形用添加剤は、基本的には、このようにして得られ
るスルホン化スチレン−マレイン酸共重合体とナフタレ
ンスルホン酸のホルマリン共縮合物塩からなるものであ
るが、さらに高性能減水剤、または高性能減水剤と水和
酸化鉄を主成分とする無機系化合物とを併用したもので
あってもよい。このように、さらに高性能減水剤、また
は高性能減水剤と水和酸化鉄を主成分とする無機系化合
物とを併用することにより、ノロの発生をより効果的に
抑制することが可能となる。

【００２０】本発明において併用添加する高性能減水剤
としては、種々のものを用いることができる。具体的に
は例えば、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の
塩，アルキルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物
の塩，ナフタレンスルホン酸およびアルキルナフタレン
スルホン酸のホルマリン縮合物の塩，ナフタレンスルホ
ン酸およびリグニンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩
，リグニンスルホン酸の塩，メラミンのホルマリン縮合
物のスルホン化物，マレイン酸やアクリル酸系共重合体
塩よりなるポリカルボン酸塩，ポリスチレンスルホン酸
塩，スルホン化スチレン−マレイン酸共重合体の塩，ク
レオソート油のスルホン化物のホルマリン縮合物の塩，
重質芳香族炭化水素油のスルホン化物のホルマリン縮合
物の塩などを挙げることができる。なお、これら物質に
おける塩としては、ナトリウム塩，カリウム塩，カルシ
ウム塩，アンモニウム塩等が好ましい。

【００２１】これらの中でも、本発明において用いる高
性能減水剤としては、特にナフタレンスルホン酸のホル
マリン縮合物の塩，スルホン化スチレン−マレイン酸共
重合体の塩，ポリスチレンスルホン酸塩等が好適である
。

【００２２】一方、水和酸化鉄を主成分とする無機系化
合物としては、水和酸化鉄の他に、カルシウムなどのア
ルカリ土類金属の化合物やアルミニウム化合物を含んで
いるものであってもよい。特に、鉄塩溶液の内部電解処
理により製造された水和酸化鉄であって、カルシウム化
合物とアルミニウム化合物を含有する水和酸化鉄が好ま
しい。

【００２３】本発明において、前記の如きスルホン化ス
チレン−マレイン酸共重合体とナフタレンスルホン酸の
ホルマリン共縮合物塩と共に、上記した高性能減水剤、
または高性能減水剤と水和酸化鉄を主成分とする無機系
化合物とを併用する場合、これらを配合することにより
、目的とするモルタルまたはコンクリート遠心成形用添
加剤を得ることができる。

【００２４】この場合、前記の如きスルホン化スチレン
−マレイン酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホルマ
リン共縮合物塩１００重量部に対して、上記の如き高性
能減水剤を、通常は０〜１０００重量部、好ましくは３
０〜２００重量部の割合で使用する。　　ここで高性能
減水剤の配合割合が１０００重量部を超えた場合、モル
タルまたはコンクリートのスランプ値が高くなり、ノロ
の発生量が増加するため好ましくない。

【００２５】また、さらに水和酸化鉄を主成分とする無
機系化合物を併用する場合、前記の如きスルホン化スチ
レン−マレイン酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホ
ルマリン共縮合物塩１００重量部に対して、上記の如き
水和酸化鉄を主成分とする無機系化合物は、通常は０〜
５００重量部、好ましくは１００〜３００重量部の割合
で使用される。ここで水和酸化鉄を主成分とする無機系
化合物の配合割合が５００重量部を超えた場合には、配
合量に見合う効果が得られなくなるため好ましくない。 なお、この場合、高性能減水剤の配合割合は上記した通
りである。

【００２６】以上の如き本発明のモルタルまたはコンク
リート遠心力成形用添加剤は、モルタルまたはコンクリ
ート遠心力成形体を製造するに際し、モルタルまたはコ
ンクリートに添加されて、用いられる。ここでモルタル
とはセメント，砂および水よりなるものであり、コンク
リートとはセメント，砂，砂利および水よりなるもので
ある。

【００２７】本発明においては、これらモルタルまたは
コンクリートに、上記の如き添加剤を添加するが、２種
以上の添加剤を併用する場合、各成分を配合したものを
添加しても良いし、或いは各成分を、それぞれ別々に、
モルタルまたはコンクリートに添加しても良い。

【００２８】この場合、本発明のモルタルまたはコンク
リート遠心力成形用添加剤は、セメントに対し、固形分
換算で　０．１〜２．０　重量％、特に　０．２５　〜
０．７　重量％の割合で添加するのが好適である。ここ
で本発明の添加剤の添加量が　０．１重量％未満である
とモルタルまたはコンクリートのスランプ値が低く遠心
力成形が困難となるため好ましくない。一方、本発明の
添加剤の添加量が２．０　重量％を超えると添加量に見
合う効果が得られなくなり、却って過度な流動性のため
、骨材が分離したモルタルまたはコンクリートとなりや
すくなるため好ましくない。

【００２９】上記した如きモルタルまたはコンクリート
遠心力成形用添加剤を、モルタルまたはコンクリートに
添加し、これを遠心力成形することにより、モルタルま
たはコンクリート遠心力成形体を製造することができる
。

【００３０】本発明においては、上記した如きモルタル
またはコンクリート遠心力成形用添加剤を添加したモル
タルまたはコンクリートを用いて、モルタルまたはコン
クリート遠心力成形体を製造するため、ノロの発生が少
なく、かつ流動性に富んでいて、圧縮強度の優れたモル
タルまたはコンクリート遠心力成形体を製造することが
可能である。

【００３１】遠心力成形は常法により行なえばよい。通
常、モルタルまたはコンクリートを型枠に詰め、この型
枠を、遠心機の車輪に乗せて回転させ、回転数を次第に
上げる。モルタルまたはコンクリートは遠心力で型枠面
に押しつけられ、水は内方に絞られ、遠心力成形体が得
られるが、必要に応じてこれをさらに養生することによ
り、目的とする遠心力成形体が得られる。

【００３２】なお、遠心力の締め固め効果は、回転数を
上げれば大きくなるものの、あまりに高速回転すると悪
影響が生ずる。したがって、通常、初めは３〜１２Ｇ程
度で２〜１０分間行ない、その後の締め固め時には２５
〜３５Ｇ程度で５〜１０分間程度行なうことが好ましい
。

【００３３】また、遠心力成形を行なう際、本発明のモ
ルタルまたはコンクリート遠心力成形用添加剤と共に必
要により、さらに他の既知の添加剤、例えば遅延剤，硬
化促進剤，空気連行剤，空気連行減水剤等や他の補助的
成分を適宜加えることができる。

【００３４】

【実施例】次に、本発明を実施例により詳しく説明する
。

【００３５】製造例１（スチレン−マレイン酸共重合体
とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合物塩Ａの製
造） かく拌機，滴下用漏斗，還流冷却器および温度計を備え
たフラスコに、重量平均分子量が　６，０００、酸価　
４８０ｍｇＫＯＨ／ｇ　のスチレン−マレイン酸共重合
体２５ｇ　，１０％発煙硫酸４４ｇ　を加え、１００℃
にて１時間反応させた。 なお、重量平均分子量はポリスチレン基準によるＧＰＣ
（ゲルパーミェーションクロマトグラフィー）分析法に
よる値である。次いで、ナフタレン２５ｇ　を加え、１
６５℃まで昇温した後、１．５　時間反応させた。さら
に、内温を９０℃まで冷却し、水２５ｇ，ホルマリン１
５ｇ　及び硫酸２０ｇ　を加えた後、９５℃まで昇温し
、２時間縮合反応させた。反応終了後、水２００ｇ　を
加え、反応生成物を溶解した。次に、内容物を１リット
ル容ビーカーに移した後、水酸化カルシウム３４ｇおよ
び水２００ｇ　を加えて、５０℃で中和した。その後、
石コウを分離した濾液に対して、炭酸ソーダ１９ｇ　を
加え、５０℃にてｐＨを　９．０に調整した。次いで、
炭酸カルシウムを濾過した後、濾液をさらに３０重量％
濃度になるまで濃縮し、スルホン化スチレン−マレイン
酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合
物塩を得た。このものの水溶液粘度を、Ｂ型粘度計を用
いて測定したところ、２５℃において５３ｃｐｓ　であ
った。これをスルホン化スチレン−マレイン酸共重合体
とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合物塩Ａとし
た。

【００３６】製造例２（スルホン化スチレン−マレイン
酸共重合体とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合
物塩Ｂの製造） 製造例１において、重量平均分子量が７，０００、酸価
　３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ　のスチレン−マレイン酸共重
合体を用いたこと以外は、製造例１と同様にして、スル
ホン化スチレン−マレイン酸共重合体とナフタレンスル
ホン酸のホルマリン共縮合物塩Ｂを得た。このものの水
溶液粘度は、２５℃において５５ｃｐｓ　であった。共
重合体の重量平均分子量は６０，０００であり、酸価は
　４７８ｍｇＫＯＨ／ｇ　であった。

【００３７】実施例１〜４及び比較例１〜２５０リット
ル容の二軸強制かく拌式ミキサーに、下記の第１表に示
した所定量のセメント，細骨剤（砂），粗骨剤（砂利）
，水および添加剤を加え、２分間かく拌し、コンクリー
ト組成物　２０　リットルを調製した。なお、コンクリ
ート組成物の温度は　１８　〜　２０　℃に調整した。 このようにして得られたコンクリート組成物のスランプ
値を測定した後、このコンクリート組成物１５ｋｇを、
直径　２０　ｃｍ，　高さ　３０　ｃｍ，　厚さ　４ｃ
ｍの中空遠心力供試体に詰め、初速３Ｇで２分間、次い
で中速１０Ｇで１分間、更に高速２５Ｇで１．５分間の
条件で遠心成形した。なお、遠心成形は、コンクリート
組成物調製直後のものと、調製して２０分後のものの２
者について実施した。遠心成形後、排出されたノロ量を
、それぞれの遠心成形につき測定した。また遠心成形後
、３時間置いてから２０℃／ｈｒの昇温速度で７５℃ま
で上げ、そのまま５時間保持し、養生した。以後、自然
放冷して、翌日脱型し、それぞれの圧縮強度を測定した
。結果を第１表に示す。なお、粗骨材の最大寸法は２０
ｍｍであり、水／セメント比は　３２．９　％、細骨材
率（細骨材／細骨材＋粗骨材）は　４３．１　％とした
。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】＊１：普通ポルトランドセメント（秩父セ
メント社製） ＊２：茨城県岩瀬産（比重：　２．５９）＊３：栃木県
粟野産（比重：　２．６３）＊４：製造例１で得られた
もの（ｇ　）＊５：製造例２で得られたもの（ｇ　）＊
６：ＩＰＣ−５５０（出光石油化学株式会社製、ナフタ
リンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系組成物）（ｇ　）
＊７：マイティ　２００　（花王株式会社製、ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン縮合物塩系組成物）（ｇ　）＊
８：鉄塩溶液の内部電解処理により製造された水和酸化
鉄（　Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ，ｎ　≧３，カルシウム化
合物とアルミニウム化合物を含有）（ｇ　）

【００４１】

【発明の効果】本発明のモルタルまたはコンクリート遠
心力成形用添加剤によれば、ノロの発生が少なく、かつ
流動性に富んでいて、圧縮強度の優れたモルタルまたは
コンクリート遠心力成形体を与えることができる。

【００４２】また、本発明の方法においては、上記した
如きモルタルまたはコンクリート遠心力成形用添加剤を
添加したモルタルまたはコンクリートを用いてモルタル
またはコンクリート遠心力成形体を製造するため、ノロ
の発生が少なく、かつ流動性に富んでいて、圧縮強度の
優れたモルタルまたはコンクリート遠心力成形体を製造
することが可能である。

【００４３】従って、本発明はモルタルまたはコンクリ
ート二次製品の製造に有効に利用することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スルホン化スチレン−マレイン酸共重
   合体とナフタレンスルホン酸のホルマリン共縮合物塩か
   らなるモルタルまたはコンクリート遠心力成形用添加剤
   。
2. 【請求項２】　　高性能減水剤、または、高性能減水剤
   と水和酸化鉄を主成分とする無機系化合物とを併用して
   なる請求項１記載のモルタルまたはコンクリート遠心力
   成形用添加剤。
3. 【請求項３】　　モルタルまたはコンクリート遠心力成
   形体を製造するにあたり、請求項１記載のモルタルまた
   はコンクリート遠心力成形用添加剤を添加してなるモル
   タルまたはコンクリートを用いて遠心力成形することを
   特徴とする、モルタルまたはコンクリート遠心力成形体
   の製法。