JPH0465027B2 - - Google Patents

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JPH0465027B2
JPH0465027B2 JP58112439A JP11243983A JPH0465027B2 JP H0465027 B2 JPH0465027 B2 JP H0465027B2 JP 58112439 A JP58112439 A JP 58112439A JP 11243983 A JP11243983 A JP 11243983A JP H0465027 B2 JPH0465027 B2 JP H0465027B2
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JP
Japan
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cement
component
formalin
present
sulfonic acid
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JP58112439A
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JPS605052A (ja
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Masaaki Yamamura
Tadashi Doi
Eizaburo Okada
Norio Matsukura
Hideki Fujiwara
Junko Oda
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Kao Corp
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Kao Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、セメント分散剤、さらに詳しくは、
セメント組成物であるセメントペースト、モルタ
ル及びコンクリートに使用する減水剤並びにスラ
ンプロス防止剤に関するものである。 セメント分散剤としては、各種のものが知られ
ているが、代表的なものとしては、β−ナフタレ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(以下β−
NSFと略す)塩、メラミンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物塩、リグニンスルホン酸(以下
LSと略す)塩が知られている。これらはセメン
ト組成物を混練する際に使用され、これにより使
用水量の減少や作業性の向上が計られている。と
ころが、これらの公知の分散剤はいずれも共通の
欠点として経時的に流動性の低下(以下スランプ
ロスと称す)が著しく大きいことが知られてい
る。 一般に、水硬化セメント組成物は、練りまぜ
後、時間の経過とともにセメント粒子の化学的お
よび物理的凝集が進み、流動性を次第に失い施工
上ワーカビリチーに問題が生ずる。特にβ−
NSFに代表される高性能減水剤を添加したコン
クリートは、コンクリート用混和剤を用いない時
や、AE剤、減水剤、AE減水剤などの従来の混和
剤を用いた時に比較して、その減水率が高度とな
るためにスランプロスが著しい。この様なスラン
プロスが生ずると、例えばコンクリート2次製品
工場などにおいてセメント組成物のポンプ圧送を
行つている際、昼休みやトラブルによつて圧送を
一時中断し、その後圧送を再開した時に、圧送圧
が急激に増大したり、ポンプが閉塞するなどの事
故となるし、また型枠にセメント組成物を打ち込
んだのち何れかの理由で締め固めなどの成型が遅
れた場合未充填などの問題を生ずる。 レデイミクストコンクリートについても、コン
クリート製造プラントから打設現場に到る期間中
にスランプロスが起こり、作業性が著しく低下し
たり、ポンプの閉塞、成型時の未充填等の問題を
引き起こすことがある。このようなスランプロス
の原因は明確にはなつていないが、セメントペー
スト中のセメント粒子が水と接触後、化学的な水
和反応による凝結、および(又は)粒子間引力に
よる物理的凝集が進行し、セメントペーストひい
ては水硬化セメント組成物の流動性が経時的に低
下するためと考えられている。特にβ−NSFや
LSなどのコンクリート用減水剤(セメント分散
剤)を添加すると、減水剤がセメント粒子に吸着
し、セメント粒子のジータ電位を上げ、その電気
的な反撥力により、セメント粒子を分散させ、水
硬性セメント組成物の流動性を向上させることが
できるが(服部、コンクリート工学14巻3号、12
〜19頁、1976年3月号参照)、時間とともにセメ
ントの水和析出鉱物中に減水剤が収蔵され、その
電気的反撥力が期待できなくなり流動性が低下し
てくると考えられる。したがつて、セメント粒子
を分散する減水剤を何らかの方法で供給し続ける
ことができると、セメント粒子を常に一次粒子の
形態のまま分散させることができ、水硬化セメン
ト組成物のスランプロスを防止することができる
と考えられる。 このような考え方によりスランプロスの対策と
して見い出された方法としては、次のようなもの
がある。すなわち (i) コンクリート用混和剤を粉末あるいは粒状に
するか、担体に封じ込めて有効成分を徐々に系
に放出してその効果を持続する(例えば特開昭
54−139929号公報)。 (ii) コンクリート用混和剤を機械力によつて繰返
し水硬化セメント組成物に添加する(例えば特
公昭51−15856号公報)。 などである。 しかしながら(i)においては、スランプロス防止
効果は十分に認められているが、スランプ維持の
目的を終了したのちにもセメント分散剤がセメン
ト配合物中に局在的に残存し、局部的なブリージ
ングの発生、ひいては強度低下などの悪影響を残
す。(ii)においても、スランプロス防止効果が認め
られるが、ミキサー排出後のコンクリートが圧送
配管中あるいは型枠中にあるとコンクリート用混
和剤の添加は困難となる。又スランプロス防止対
策として、セメント粒子の化学的凝集を抑制する
ために、オキシカルボン酸塩やリグニンスルホン
酸塩などの物質を添加あるいは併用してセメント
の初期水和反応を遅延させる方法(例えば特公昭
52−24533号公報、特公昭52−13853号公報、特開
昭54−17918号公報)も見い出されているが、こ
の方法によりセメント粒子の化学的凝結はある程
度抑制されるが、その効果は十分でない。又効果
を高めるために添加量を大きくすると、初期スラ
ンプが大きくなり過ぎ、骨材分離を引き起こす危
険があり、凝結時間の増大を引き起こしブリージ
ングや初期強度に大きな支障となる。 このように、何れの方法も各々欠点を有してお
り、実用上問題がある。 本発明者らは上記(i)の方法におけるように分散
剤が粉末あるいは粒状のような固型ではなく、ま
た(ii)の方法におけるように機械力によるのではな
く、通常の形態のコンクリート用混和剤によるス
ランプロス防止方法を研究し本発明を完成するに
到つた。 即ち本発明は次に示す(a)成分と(b)成分のホルマ
リン共縮合物を酸性又は中性下、酸素又は過酸化
物のいずれか1種又は2種以上による酸化反応、
或いは酸性又は中性下、金属酸化物による酸化反
応により高分子化して得られ、20%固形分濃度の
粘度が温度20℃において25センチポイズ以上であ
り、(a)成分と(b)成分の重量比率が95/5〜20/80
である高分子化反応物を必須成分とする、スラン
プロス防止後セメント分散剤を提供するものであ
る。 (a) 次の化合物(1)、(2)及び(3)から選ばれる1種又
は2種以上。 (1) ナフタレンスルホン酸又はアルキルナフタ
レンスルホン酸。 (2) 前記(1)の1種又は2種以上のホルマリン縮
合物又は共縮合物。 (3) 前記(1)又は(2)の塩。 (b) リグニンスルホン酸又はその塩 本発明の(a)成分のナフタレンスルホン酸やアル
キルナフタレンスルホン酸としては、これらの成
分を含有するクレオソート油、ナフタレン油、石
炭のコークス化の過程で生ずるピツチ等の成分又
は石炭液化油等のスルホン化物も使用される。又
ナフタレンスルホン酸やアルキルナフタレンスル
ホン酸として一部スルホン化されていない化合物
が含まれていても良い。又、(b)成分とホルマリン
共縮合させる前に、予め(a)成分自身にてホルマリ
ン縮合又はホルマリン共縮合させておいても良
い。 本発明の(b)成分のリグニンスルホン酸として
は、一般にセメント分散剤として使用されている
ものが用いられるが、その中でも、空気連行性が
少なく、凝結遅延性の少ないものが良い。このた
め、限外濾過等により、糖分及び低分子量成分を
除去したものが好ましい。これらのリグニンスル
ホン酸としては、Chemical Admixtures for
Conorete(M.R.RIXOM,E&F.N.Spon Ltd)
の5ページ〜9ページに記載されているような分
析値、分子量分布に近い性状のPure
lignosulphonateの酸が代表的である。又、部分
的に脱スルホン化のように改善されたものも用い
られる。 本発明の(a)成分と(b)成分のホルマリン共縮合反
応と類似の反応は、特公昭52−24533号公報に記
載されており、同様の方法で共縮合物を得ること
が出来る。但し特公昭52−24533号公報では(b)成
分として、リグニンスルホン酸をアルカリ性で空
気酸化等の処理を行つて得た脱スルホン化リグニ
ンスルホン酸を使用しているが、本発明では(b)成
分のリグニンスルホン酸又はリグニンスルホン酸
塩は限定されずに用いられる。特に(b)成分の比率
が大きい場合には、不溶性の沈澱が出来やすいの
で、この防止のためには(b)成分として限外濾過等
により低分子量成分を除去したものが好ましい。
この理由は、低分子量成分がホルマリン共縮合反
応の反応点が多いために、3次元的に架橋し、不
溶性の沈澱を生ずるためと思われる。 本発明の(a)成分と(b)成分のホルマリン共縮合反
応物の高分子化反応物は公知の方法により得る事
が出来る。例えば、酸性又は中性下、過マンガン
酸塩等の金属酸化物による酸化反応、バナジウム
化合物やパラジウム化合物等の遷移金属又は金属
塩又は金属錯体を触媒とする酸素による酸化、過
酸化水素又は過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩等
の水溶性過酸化物による高分子化反応等が有る。
これらの高分子化反応生成物の構造は明確では無
く、高分子化反応の条件により、色々な結合が形
成される。本発明の化合物は高分子化される事に
より、極めて顕著なスランプロス防止効果を発揮
するため、分子量が極めて重要となる。分子量の
測定方法は粘度測定法、ゲルパーミシヨンクロマ
トグラフ等種々あるが、B型回転粘度計による測
定法で温度20℃において20%固形分濃度の粘度が
25センチポイズ以上である事が必要である。 本発明の化合物がスランプロス防止型セメント
分散剤として極めて効果が高い理由は明白では無
いが、次のように考えられる。 即ち本発明の化合物の構成成分の(a)成分のホル
マリン縮合物或はホルマリン共縮合物が高い分散
性を示す事は知られているが、本発明の化合物は
高分子化されているためセメント粒子に有効に吸
着し、荷電と立体反発により、セメント粒子の凝
集を防止するものと考えられる。又、高分子化の
ため電荷の収蔵を抑制し、スランプロスを防止す
るものと考えられる。 (a)成分と(b)成分の比率は、95/5〜20/80、好
ましくは、90/10〜25/75である。この比率が大
き過ぎると高分子化反応率が低く、又この比率が
小さ過ぎると凝結遅延を引き起こす。 本発明のセメント分散剤は、酸のままでも使用
されるが、一般的には塩の形で使用するのが好ま
しい。塩を形成するカチオンとしては、Na,K,
Ca,NH4、アルカノールアミン、N−アルキル
置換ポリアミン、エチレンジアミン、ポリエチレ
ンポリアミン、ポリエチレンイミン、又はこれら
のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。 本発明のセメント分散剤の添加量は、水硬性セ
メント組成物のセメントに対して、固形分重量%
として0.25〜2.5が良い。0.25%以下であれば、セ
メント粒子に対して十分な分散効果とスランプロ
ス防止効果が得られない。又2.5%以上になると
経済的に不利であつたり、セメント粒子の分散が
過度となつてブリージングやペースト分離を引き
起こしたりする。 本発明によるセメント分散剤配合物の水硬性セ
メント組成物への添加形態は、水溶液状において
実施させることが最も望ましいが、粉末あるいは
粒状においてもスランプロス防止効果は得られ
る。又、その添加時期は、配合物を練り混ぜ水に
溶解する、練り混ぜ水と同時に添加する、練り上
がつた水硬化セメント組成物に添加する、粉末に
てセメント組成物に添加する等が可能である。更
に本発明の分散剤を各段階で分割して添加するこ
とも可能である。 又、本発明のセメント分散剤の他に、他のセメ
ント分散剤や、水溶性高分子化合物等を併用する
ことも出来る。他のセメント分散剤としてはナフ
タレンスルホン酸のホルマリン縮合物、リグニン
スルホン酸塩、メラミンスルホン酸のホルマリン
縮合物、ポリカルボン酸塩等が有り、これらの
内、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、
リグニンスルホン酸塩が特に好適である。なおリ
グニンスルホン酸塩としては、Chemical
Admixtures for Concrete(M.R.RIXOM,E&
F.N.Spon Ltd)の5ページ〜9ページに記載さ
れているような分析値、分子量分布に近い性状の
Pure lignosulphonateが良い。 以下に本発明の実施例を挙げ本発明を説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 尚実施例及び比較例に於けるコンクリートの配
合および使用材料は次の第1表の通りである。
【表】
【表】 又セメント分散剤の添加方法及びコンクリート
の練り混ぜ方法は次の方法1及び方法2の何れか
で行なつた。 方法1:セメント分散剤をあらかじめ練り混ぜ水
に溶解し25℃にて可傾式ミキサーにおいて
40練り混ぜ第1表のコンクリートを得、
さらにその回転数を2rpmにて所定時間練
り続け、スランプと空気量の経時変化を測
定した。スランプ、空気量、圧縮強度の測
定および強度供試体の採取などは全てJIS
に準拠して行なつた。 方法2:セメント分散剤を練り混ぜ水と同時に添
加すること以外は方法1と同様に行つた。 参考例 ナフタレンスルホン酸(208g)、98%濃硫酸
(75g)及び水(45g)を80〜90℃に加熱し、37
%ホルマリン(135g)をフラスコに入れ、80℃
に加温する。次に80〜90℃にて、37%ホルマリン
(140g)を0.5時間かけて滴下し、その後同温度
で1時間反応させ、次いで限外濾過して得たリグ
ニンスルホン酸(45g)と37%ホルマリン(85
g)の混合物を1時間おきに4回に分けて添加
し、95〜100℃で18時間撹拌しながら反応を行つ
た。このようにして、得られたホルマリン共縮合
物を水酸化ナトリウムでPH2の溶液にし、60〜70
℃にて30%過酸化水素水(15g)により高分子化
した。その後水酸化ナトリウムでPH7に調整し
た。得られた生成物の20%固形分濃度の粘度は
260センチポイズ(20℃)であつた。同様にして
得た本発明品及び比較品の組成及び粘度を第2表
に示す。
【表】 実施例1〜8及び比較例1〜5 上記参考例で得た本発明品及び比較品並びに市
販のセメント分散剤を分散剤として用いてコンク
リートへの練り混ぜ試験を行なつた。試験条件を
第3表に示す。
【表】 又コンクリートへの練り混ぜ試験結果を第4表
及び第5表に示す。
【表】
【表】 第4表及び第5表の結果から本発明品がスラン
プ残存率の点で極めて優れた効果を与えている事
が明白である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次に示す(a)成分と(b)成分とのホルマリン共縮
    合物を酸性又は中性下、酸素又は過酸化物のいず
    れか1種又は2種以上による酸化反応、或いは酸
    性又は中性下、金属酸化物による酸化反応により
    高分子化して得られ、20%固形分濃度の粘度が温
    度20℃において25センチポイズ以上であり、(a)成
    分と(b)成分の重量比率が95/5〜20/80である高
    分子化反応物を必須成分とするセメント分散剤。 (a) 次の化合物(1)、(2)及び(3)から選ばれる1種又
    は2種以上。 (1) ナフタレンスルホン酸又はアルキルナフタ
    レンスルホン酸。 (2) 前記(1)の1種又は2種以上のホルマリン縮
    合物又は共縮合物。 (3) 前記(1)又は(2)の塩。 (b) リグニンスルホン酸又はその塩。 2 過酸化物が過酸化水素又は水溶性過酸化物で
    ある特許請求の範囲第1項記載のセメント分散
    剤。
JP11243983A 1983-06-22 1983-06-22 セメント分散剤 Granted JPS605052A (ja)

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