JPH0517186A

JPH0517186A - セメント混和剤

Info

Publication number: JPH0517186A
Application number: JP16963691A
Authority: JP
Inventors: Fujio Yamato; 富士桜倭; Shuichi Fujita; 修一藤田; Masanori Iizuka; 正則飯塚
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、セメントペースト、モルタル、及
びコンクリート等のセメント組成物の減水剤並びにスラ
ンプロス防止剤等に使用するセメント混和剤を提供す
る。【構成】平均分子量が3000〜13000 のナフタレンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物（プレポリマー）と下記
式(I) で示されるフェノール化合物(A) とのホルマリン
共縮合物の中和物を主成分とするセメント混和剤。【化１】【効果】本発明によるセメント混和剤をセメント組成
物に添加すれば、長時間にわたりスランプロスがないた
め、ポンプ圧送による輸送トラブルが解消される。又本
発明によるセメント混和剤はセメント組成物の流動性を
向上させることから、型枠への充填作業を容易にし、更
に本発明によるセメント混和剤は減水効果も大きいこと
から、高強度コンクリートへの応用も期待される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント混和剤に関する
ものである。更に詳しくはセメントペースト、モルタ
ル、及びコンクリート等のセメント組成物の減水剤並び
にスランプロス防止剤等に使用するセメント混和剤に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に水硬性セメント組成物は練り混ぜ
時間の経過と共に流動性を次第に失い（以下この現象を
スランプロスと称す) 、施工上ワーカビリティに問題が
生じる。即ち、従来セメント混和剤として添加されるナ
フタレン系やメラミン系の混和剤は高度な減水性を示す
が、スランプロスの大きいことが知られている。

【０００３】このスランプロスの対策としてオキシカル
ボン酸やリグニンスルホン酸塩等の硬化遅延剤を添加す
る方法が提案されているが、この方法によればコンクリ
ートのコテ仕上げ時間の遅延や初期強度の低下を招き、
又スランプロス防止効果について十分な効果を得られて
おらず、基本的な解決には到っていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はセメント組成
物のコンシステンシーを改良し、且つスランプロスを低
減するセメント混和剤に関する。更に詳しくは、セメン
ト組成物に添加した場合、セメント組成物の流動性が向
上することにより減水率が増大し、又セメント組成物が
長時間にわたりスランプロスがないためポンプ圧送によ
る輸送を容易にする様なセメント混和剤を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】スランプロスの原因は明
確になっていないが、セメントペースト中のセメント粒
子同志の粒子間引力により物理的な凝集が進行し、その
結果経時間的に流動性が低下するためと推察されてい
る。本発明者らは、混和剤のセメント粒子への吸着力、
吸着量、吸着層の形成を高め、セメント粒子表面の電気
的反発力によって物理的凝集を防ぐことができるものと
推察し、鋭意研究の結果本発明を完成するに到ったもの
である。

【０００６】即ち、本発明は平均分子量が3000〜13000
のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（プレ
ポリマー）と下記式(I)で示されるフェノール化合物(A)
とのホルマリン共縮合物の中和物を主成分とするセメ
ント混和剤である。

【０００７】

【化２】

【０００８】本発明の混和剤はナフタレン系の優れた減
水性をさらに高め、セメントへの吸着力を強固にし、吸
着層の形成を高めるものである。即ち、本発明による混
和剤の特徴は分子中にキレート能の大きい水酸基を付与
して吸着点と吸着能を高め、セメント粒子の分散に最適
な分子量と分布幅に調整して吸着層を形成するものであ
り、一般のナフタレン系分散剤とフェノール系分散剤の
配合やナフタレンスルホン酸とフェノールスルホン酸の
ホルムアルデヒド縮合（特開昭57−100960号公報、セメ
ント分散剤）では得られない性能を有するものである。

【０００９】本発明に用いるナフタレンスルホン酸ホル
ムアルデヒド縮合物（プレポリマー）は平均分子量で30
00〜13000 であり、この領域の分子量を有するプレポリ
マーに式(I) で示されるフェノール化合物(A) を加えて
ホルムアルデヒドで共縮合することで分散性（流動性）
とスランプロスの防止に極めて優れる。ナフタレンスル
ホン酸−フェノール化合物ホルムアルデヒド共縮合物が
得られる。プレポリマーの分子量が3000以下の場合は、
フェノール化合物(A) の縮合反応が著しく早いため、縮
合物中のフェノール化合物(A) のホルムアルデヒド高縮
合物とナフタレンスルホン酸のホルムアルデヒド低縮合
物が多くなり、分子量分布がブロードとなり分散性が低
下するので好ましくない。従って、前述の特開昭57−10
0960号公報のナフタレンスルホン酸モノマーとフェノー
ルスルホン酸のホルムアルデヒド縮合ではフェノールス
ルホン酸の高縮合物とナフタレンスルホン酸の低縮合物
という各々の単縮合物の含量が多くなり、分子量の分布
幅が極めて大きくなり、流動性とスランプロス防止に有
効な分子量領域を有する共縮合物が得られない。又、ナ
フタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（プレポリ
マー）の平均分子量が13000 以上の場合も、得られた共
縮合物の分散性及びスランプロス防止性が低下するので
好ましくない。

【００１０】本発明の実施に当っては、ナフタレンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物（プレポリマー）とフエ
ノール化合物(A) の共縮合比がナフタレンスルホン酸と
して70〜95モル％、フェノール化合物(A) 30〜５モル％
の範囲が分散性とスランプロス防止に特に優れた効果を
示す。又本発明の共縮合物の平均分子量は5000〜30000
の範囲が好ましく、8000〜13000 の範囲がより好まし
い。本発明に使用するナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物（プレポリマー）は低級アルキルナフタレンスル
ホン酸、即ち、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアル
デヒド縮合物等も含むもので、公知の方法で製造し、特
に限定するものではなく、例えばナフタレン及び／又は
メチルナフタレン１モルに対して濃硫酸1.10〜1.50モル
を 120℃で加え、 160℃に昇温して約４時間反応して、
ナフタレンスルホン酸を得る。次いで、縮合用水２〜10
モルを加えて、約95℃で35〜40％濃度のホルマリン0.7
〜1.0 モルを約４時間で滴下した後、 100〜105 ℃で10
〜50時間反応させて得ることが出来る。

【００１１】本発明の式(A) 中のR は炭素数１〜３の直
鎖もしくは分岐鎖のアルキルを意味し、メチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル等の炭素原子１個〜３個を
有する直鎖又は分岐鎖アルキルが望ましい。又式(A) 中
のX は水素又はスルホン基を意味する。式(A) の一例を
上げれば、フェノール、クレゾール（オルソ、メタ、パ
ラ等の異性体を含む）、エチルフェノール、フェノール
スルホン酸等がある。

【００１２】本発明による共縮合物の中和物の塩とはア
ルカリ金属塩であり、特に限定するものではないがナト
リウム塩及びカリウム塩が好ましい。共縮合物の反応
は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物とフ
ェノール化合物(A) を酸性下においてホルムアルデヒド
と共縮合するもので、反応は一般の水系縮合反応であ
り、特に限定するものではないが、ナフタレンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物の反応途中にフェノール化合
物(A) を加えて共縮合する方法が合理的であり、好まし
い。

【００１３】本発明のセメント混和剤はコンクリート、
モルタル、セメントペースト等のセメント組成物の分散
剤として用いられ、その添加方法はスランプロスを防止
する目的から注水と同時に添加することが好ましいが、
注水直後から混練終了までの間に添加することも可能で
あり、また一旦練り上がったセメント配合物への添加も
可能である。又本発明のセメント混和剤は高性能減水剤
として二次製品用分散剤として用いることも可能であ
る。更に、本発明のセメント混和剤は、他の公知のセメ
ント添加材（剤）、例えば高性能減水剤、流動化剤、Ａ
Ｅ剤、ＡＥ減水剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、
保水剤、増粘剤、防水剤、防錆剤、防黴剤、ヒビワレ低
減剤、高分子エマルジョン、水溶性高分子、高炉スラ
グ、フライアッシュ、シリカヒューム、膨張剤や徐放性
分散剤、徐放性起泡剤との併用も可能である。

【００１４】

【実施例】以下、実施例により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、
実施例中で示す縮合物あるいは共縮合物の平均分子量
は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法（ポリ
スチレンスルホン酸平均分子量換算）で求めたものであ
る。実施例に使用したナフタレンスルホン酸ホルムアル
デヒド縮合物の製造を以下に示す。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物〔プレポ
リマー〕の製造攪拌反応容器中にナフタレン1.0 モル仕込み、 120℃に
昇温し、攪拌しながら98％硫酸1.28モルを加える。次
に、160℃に昇温し、４時間攪拌してナフタレンスルホ
ン酸を得る。その後90℃に冷却し、温水３モルを加えて
攪拌しながら37％ホルマリン0.95モルを４時間で加え
る。次いで、102 ℃に昇温して６〜30時間反応させて、
分子量を変化させたナフタレンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド縮合物を得る。

【００１５】共縮合物の製造を以下に示す。共縮合物の製造例(1) ナフタレンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物（ナフ
タレンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物はナフタレ
ンスルホン酸として60〜97モル％）に水５モルとフェノ
ール40〜３モル％加えた後、37％ホルマリン０〜0.25モ
ル（加えるフェノールの１／２モル相当量）を加えて、
102 ℃で 0.5〜５時間反応させて共縮合物を得た（反応
系の粘性が高くなれば、適量の温水を加える。）。共縮
合物の中和方法はライミングソーデーション法（水酸化
カルシウムでカルシウム塩として余剰硫酸を石膏で分別
した後、炭酸ナトリウムでナトリウム塩とする方法）で
行い、固形分濃度が30重量％になるように調整して混和
剤を得た。表１にフェノールを加える前のナフタレンス
ルホン酸のホルムアルデヒド縮合物の分子量、ナフタレ
ンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物（ナフタレンス
ルホン酸として）とフェノールの共縮合モル比、反応時
間と共縮合物の平均分子量、分子量分布幅の結果を示
す。

【００１６】

【表１】

【００１７】共縮合物の製造例（２）製造例（１）に準じて、ナフタレンスルホン酸のホル
ムアルデヒド縮合物（ナフタレンスルホン酸として70〜
95モル％）に水５モルとパラクレゾール又はフェノール
スルホン酸30〜５モル％を加えた後、37％ホルマリン０
〜0.5 モル（加えるパラクレゾール又はフェノールスル
ホン酸の１／２モル相当量）を加えて、102℃で 0.5〜
５時間反応させて共縮合物を得た（反応系の粘性が高く
なれば適量の温水を加える。）。共縮合物の中和方法は
製造例１と同様にライミングソーデーション法で行い、
固形分濃度が30重量％になるように調整して混和剤を得
た。表２にパラクレゾール及びフェノールスルホン酸を
加える前のナフタレンスルホン酸のホルムアルデヒド縮
合物の分子量、ナフタレンスルホン酸のホルムアルデヒ
ド縮合物（ナフタレンスルホン酸として）とパラクレゾ
ール及びフェノールスルホン酸の共縮合モル比、反応時
間と共縮合物の平均分子量、分子量分布幅の結果を示
す。

【００１８】

【表２】

【００１９】以下にセメント混和剤としての評価方法を
示す。コンクリート配合Ｗ／Ｃ＝55％Ｓ／Ａ＝49％Ｃ＝320kg/m³ ここで、Ｃはセメントを、Ｗは水を、Ｓは細骨材、Ａは
全骨材（細骨材＋粗骨材）量を示す。用いた材料の内容セメント＝中央ポルトランドセメント比重＝3.16 細骨材＝紀の川産川砂比重＝2.56 粗骨材＝宝塚産砕石比重＝2.60 使用したミキサーは傾胴式で、３分間混練り後、１分間
に４回転させて60分間攪拌した。評価結果を表３、表４
に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】（評価結果）表３、表４に示すように、本
発明によるセメント混和剤は比較品に比べて、少ない添
加量で流動性が得られ、しかもスランプ値の直後と60分
後との差が小さい。即ち、優れた減水効果とスランプロ
ス防止に顕著な効果を示すものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明によるセメント混和剤をセメント
組成物に添加すれば、長時間にわたりスランプロスがな
いため、ポンプ圧送による輸送トラブルが解消される。
さらに、本発明によるセメント混和剤はセメント組成物
の流動性を向上させることから、型枠への充填作業を容
易にし、また本発明によるセメント混和剤は減水効果も
大きいことから、高強度コンクリートへの応用も期待さ
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均分子量が3000〜13000 のナフタレン
スルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（プレポリマー）と
下記式(I) で示されるフェノール化合物(A)とのホルム
アルデヒド共縮合物の中和物を主成分とするセメント混
和剤。【化１】
【請求項２】ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド
縮合物とフェノール化合物(A) の共縮合比がナフタレン
スルホン酸として70〜95モル％、フェノール化合物(A)3
0 〜５モル％である請求項１記載のセメント混和剤。