JPH0532338B2 - - Google Patents
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- JPH0532338B2 JPH0532338B2 JP16123889A JP16123889A JPH0532338B2 JP H0532338 B2 JPH0532338 B2 JP H0532338B2 JP 16123889 A JP16123889 A JP 16123889A JP 16123889 A JP16123889 A JP 16123889A JP H0532338 B2 JPH0532338 B2 JP H0532338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- concrete
- water
- hydraulic cement
- cement composition
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- Expired - Lifetime
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は水硬性セメント組成物に関する。
セメントペースト、セメントモルタル、コンク
リート等で代表される水硬性セメント組成物に
は、リグニンスルホン酸塩、ヒドロキシカルボン
酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩、多環芳香族スルホン酸塩、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮合物塩、α，β−不飽和カルボン
酸と鎖状オレフインとの共重合体塩等のセメント
分散剤を配合することが知られている。なかでも
特に、その優れた減水性能から、ナフタレンスル
ホン酸のホルマリン縮合物の塩やメラミンスルホ
ン酸のホルマリン縮合物の塩が広く使用されてい
る。 ところで水硬性セメント組成物は、その配合物
を混練後、時間の経過とともにセメント粒子の水
和凝集が進み、流動性の低下（以下スランプロス
という）を生じるため、施行性や作業性が低下す
る。一般に、セメント分散剤を配合しない水硬性
セメント組成物の場合には、またAE減水剤や泡
連行剤（AE剤）等を配合した水硬性セメント組
成物の場合には、スランプロスによる悪影響は比
較的小さいが、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩やメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩で代表される優れた減水性能のセメント分散剤
を配合し、高度に減水した水硬性セメント組成物
の場合には、スランプロスによる悪影響が大き
い。優れた減水性能のセメント分散剤を配合し、
高度に減水した水硬性セメント組成物の場合に
は、スランプロスが大きくなり易く、そのために
施行性や作業性が低下してしまい、可使時間が限
定されてしまうのである。例えばコンクリートの
二次製品を製造する場合、その配合物を混練後、
何らかの理由で時間が経過してコンクリートにス
ランプロスが生じると、該コンクリートのポンプ
圧送時にポンプ閉塞を引き起こし、また型枠充填
に時間がかかり過ぎてコンクリートにスランプロ
スが生じると、該コンクリートの成型時に未充填
部分を発生させる。レデイミクストコンクリート
の場合においても、運搬時のスランプロスによつ
て、同様にポンプ閉塞を引き起こし、また作業性
を低下させる。 本発明は、優れた減水性能のセメント分散剤を
配合し、高度に減水した場合であつても、高度の
流動性を有し且つそのスランプロスが小さい、し
たがつて施行性や作業性の改善された水硬性セメ
ント組成物に関するものである。 ＜従来の技術、その課題＞ 従来、スランプロスの防止手段として、オキシ
カルボン酸塩やリグニンスルホン酸塩等の遅延性
物質を配合する手段（特開昭54−17918）、ナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等の流動化剤
を分割又は連続して配合する手段（特公昭51−
15856）、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩等の流動化剤を粉末又は粒状にして配合する手
段（特公昭54−139929）、オレフインとエチレン
性不飽和ジカルボン酸との共重合物の水溶性塩の
如きポリカルボン酸系の水溶性高分子やその他の
水溶性高分子をナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩と組み合わせて配合する手段（特開昭60
−16850、特開昭60−161364、特開昭61−183157、
特開昭62−158151）、オレフインとエチレン性不
飽和ジカルボン酸無水物の共重合物の微粉粒体を
配合する手段（特開昭61−26543、特公昭63−
5346）等が提案されている。 ところが、これらの従来手段には、いずれもス
ランプロスの防止が依然として不充分であるとい
う課題があり、また手段によつては簡易迅速が求
められる現場作業に不向であつたり、或はセメン
ト組成物本来の特性に悪影響を及ぼすという課題
がある。 ＜発明が解決しようとする課題、その解決手段＞ 本発明は叙上の如き従来の課題を解決する新た
な水硬性セメント組成物を提供するものである。 しかして本発明者らは、優れた減水性能のセメ
ント分散剤を配合し、高度に減水した場合であつ
ても、高度の流動性を有し且つそのスランプロス
の小さい、したがつて施行性や作業性の改善され
た水硬性セメント組成物を得るべく鋭意研究した
結果、セメント固形分に対し特定の二成分系から
なるセメント分散剤を所定量配合したものが正し
く好適であることを見出し、本発明を完成するに
至つた。 すなわち本発明は セメント固形分100重量部に対し、次のａ成分
とｂ成分とからなるセメント分散剤を0.1〜3.0重
量部配合して成ることを骨子とする水硬性セメン
ト組成物に係る。 ａ成分：芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物
のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属塩、
又はＮ−スルホメチル化メラミンのホルマリン縮
合物のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属
塩。 ｂ成分：それを構成する単量体として下記の
Ａ，Ｂ及びＣを含み且つ該単量体の共重合比率が
Ａ／Ｂ／Ｃ＝57〜５／３〜25／85〜40（重量比）
である水溶性ビニル共重合体。 ［但し、R1，R2，R3はＨ又はCH3。R4は炭素
数１〜３のアルキル基。Ｘは−SO3M2又は
リート等で代表される水硬性セメント組成物に
は、リグニンスルホン酸塩、ヒドロキシカルボン
酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩、多環芳香族スルホン酸塩、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮合物塩、α，β−不飽和カルボン
酸と鎖状オレフインとの共重合体塩等のセメント
分散剤を配合することが知られている。なかでも
特に、その優れた減水性能から、ナフタレンスル
ホン酸のホルマリン縮合物の塩やメラミンスルホ
ン酸のホルマリン縮合物の塩が広く使用されてい
る。 ところで水硬性セメント組成物は、その配合物
を混練後、時間の経過とともにセメント粒子の水
和凝集が進み、流動性の低下（以下スランプロス
という）を生じるため、施行性や作業性が低下す
る。一般に、セメント分散剤を配合しない水硬性
セメント組成物の場合には、またAE減水剤や泡
連行剤（AE剤）等を配合した水硬性セメント組
成物の場合には、スランプロスによる悪影響は比
較的小さいが、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩やメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩で代表される優れた減水性能のセメント分散剤
を配合し、高度に減水した水硬性セメント組成物
の場合には、スランプロスによる悪影響が大き
い。優れた減水性能のセメント分散剤を配合し、
高度に減水した水硬性セメント組成物の場合に
は、スランプロスが大きくなり易く、そのために
施行性や作業性が低下してしまい、可使時間が限
定されてしまうのである。例えばコンクリートの
二次製品を製造する場合、その配合物を混練後、
何らかの理由で時間が経過してコンクリートにス
ランプロスが生じると、該コンクリートのポンプ
圧送時にポンプ閉塞を引き起こし、また型枠充填
に時間がかかり過ぎてコンクリートにスランプロ
スが生じると、該コンクリートの成型時に未充填
部分を発生させる。レデイミクストコンクリート
の場合においても、運搬時のスランプロスによつ
て、同様にポンプ閉塞を引き起こし、また作業性
を低下させる。 本発明は、優れた減水性能のセメント分散剤を
配合し、高度に減水した場合であつても、高度の
流動性を有し且つそのスランプロスが小さい、し
たがつて施行性や作業性の改善された水硬性セメ
ント組成物に関するものである。 ＜従来の技術、その課題＞ 従来、スランプロスの防止手段として、オキシ
カルボン酸塩やリグニンスルホン酸塩等の遅延性
物質を配合する手段（特開昭54−17918）、ナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等の流動化剤
を分割又は連続して配合する手段（特公昭51−
15856）、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩等の流動化剤を粉末又は粒状にして配合する手
段（特公昭54−139929）、オレフインとエチレン
性不飽和ジカルボン酸との共重合物の水溶性塩の
如きポリカルボン酸系の水溶性高分子やその他の
水溶性高分子をナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩と組み合わせて配合する手段（特開昭60
−16850、特開昭60−161364、特開昭61−183157、
特開昭62−158151）、オレフインとエチレン性不
飽和ジカルボン酸無水物の共重合物の微粉粒体を
配合する手段（特開昭61−26543、特公昭63−
5346）等が提案されている。 ところが、これらの従来手段には、いずれもス
ランプロスの防止が依然として不充分であるとい
う課題があり、また手段によつては簡易迅速が求
められる現場作業に不向であつたり、或はセメン
ト組成物本来の特性に悪影響を及ぼすという課題
がある。 ＜発明が解決しようとする課題、その解決手段＞ 本発明は叙上の如き従来の課題を解決する新た
な水硬性セメント組成物を提供するものである。 しかして本発明者らは、優れた減水性能のセメ
ント分散剤を配合し、高度に減水した場合であつ
ても、高度の流動性を有し且つそのスランプロス
の小さい、したがつて施行性や作業性の改善され
た水硬性セメント組成物を得るべく鋭意研究した
結果、セメント固形分に対し特定の二成分系から
なるセメント分散剤を所定量配合したものが正し
く好適であることを見出し、本発明を完成するに
至つた。 すなわち本発明は セメント固形分100重量部に対し、次のａ成分
とｂ成分とからなるセメント分散剤を0.1〜3.0重
量部配合して成ることを骨子とする水硬性セメン
ト組成物に係る。 ａ成分：芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物
のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属塩、
又はＮ−スルホメチル化メラミンのホルマリン縮
合物のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属
塩。 ｂ成分：それを構成する単量体として下記の
Ａ，Ｂ及びＣを含み且つ該単量体の共重合比率が
Ａ／Ｂ／Ｃ＝57〜５／３〜25／85〜40（重量比）
である水溶性ビニル共重合体。 ［但し、R1，R2，R3はＨ又はCH3。R4は炭素
数１〜３のアルキル基。Ｘは−SO3M2又は
【式】M1，M2はアルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウム、又は有機
アミン。ｎは５〜50の整数。］ 本発明において、ａ成分は公知のものが使用で
きる。ａ成分のうちで芳香族スルホン酸のホルマ
リン縮合物のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金
属塩としては、ナフタレンスルホン酸のホルマリ
ン縮合物のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属
塩（例えば特公昭41−11737号公報に記載のもの）
が好ましい。クレオソート油、ナフタレン油、石
炭の液化油等を対象としてこれらに含まれるナフ
タレン環を有する化合物のスルホン化物をホルマ
リン共縮合したものも使用でき、市販品としては
マイテイ150（花王社製）やポールフアイン510（竹
本油脂社製）が有利に使用できる。 またａ成分のうちでＮ−スルホメチル化メラミ
ンのホルマリン縮合物のアルカリ金属塩又はアル
カリ土類金属は、メラミンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩と通称されているもので、次のような方
法で製造されるものである。すなわち、メラミン
にホルムアルデヒドを反応させてＮ−メチロール
化メラミンとし、更に重亜硫酸アルカリ金属塩や
アンモニウム塩等の重亜硫酸塩を反応させてメチ
ロール基の一部をスルホメチル化する。次に硫酸
等の鉱酸を加えて反応系を酸性とし、メチロール
基と遊離のアミノ基とを脱水縮合させてホルマリ
ン縮合物とする。そして水酸化アルカリ等を加え
て遊離のスルホン酸基を中和し、メラミンスルホ
ン酸のホルマリン縮合物の塩が得られる（例えば
特公昭63−37058号公報に記載の方法）。Ｎ−スル
ホメチル化メラミンのホルマリン縮合物のアルカ
リ金属塩又はアルカリ土類金属塩としては、Ｎ−
スルホメチル化メラミンのホルマリン縮合物中の
結合スルホン酸基の数がトリアジン環１個当り平
均0.85〜1.2個のものが分散性が水溶性の点で好
ましく、市販品としてはポールフアインMF（竹
本油脂社製）やポゾリスNL−4000（日曹マスタ
ービルダーズ社製）が有利に使用できる。 本発明において、ｂ成分は単量体であるＡ，Ｂ
及びＣの少なくとも三成分が特定の比率で共重合
された水溶性ビニル共重合体である。 Ａの単量体としては、アクリル酸やメタクリル
酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アル
カノールアミン塩等が挙げられる。またＢの単量
体としては、メタリルスルホン酸やＰ−メタリル
オキシベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、アルカノールアミン塩等が挙
げられる。更にＣの単量体としては、メトキシポ
リエチレングリコール、エトキシポリエチレング
リコール、プロポキシポリエチレングリコール、
イソプロポキシポリエチレングリコール、メトキ
シポリエチレンポリプロピレングリコール、エト
キシポリエチレンポリプロピレングリコール等の
モノアルコキシポリアルキレングリコールと、ア
クリル酸又はメタクリル酸とのエステル化物であ
つて、ポリアルキレングリコールの付加モル数が
５〜50であり且つ水や温水に可溶なものが挙げら
れる。この場合、上記エステル化物を水や温水に
可溶なものとするために、ポリアルキレングリコ
ール鎖中の親水性のポリエチレングリコール鎖の
比率や付加モル数を上記範囲内で適宜選択する。 ｂ成分の水溶性ビニル共重合体を構成するＡ，
Ｂ及びＣの各単量体の含有比率は、Ａ／Ｂ／Ｃ＝
57〜５／３〜25／85（重量比）である。Ａ，Ｂ及
びＣの各単量体の含有比率がこの範囲から外れた
ビニル共重合体を用いると該ビニル共重合体をａ
成分と混合したときに相溶性が不足して沈殿分離
を生じ、また該ビニル共重合体をａ成分と混合し
てセメント用分散剤として使用したときに充分な
スランプロス防止効果を得ることができない。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体を構成する
Ａ，Ｂ及びＣの各単量体の中では特に、その性能
上、Ｂの単量体が極めて重要である。Ａの単量体
とＣの単量体とから構成されるビニル共重合体で
は、該ビニル共重合体をａ成分と混合してセメン
ト分散剤として使用したときに充分なスランプロ
ス防止効果を得ることができない。しかし、Ａの
単量体とＣの単量体と更に加えてＢの単量体とか
ら構成される水溶性ビニル共重合体をａ成分と混
合してセメント用分散剤として使用したときに
は、優れたスランプロス防止効果を得ることがで
きるからである。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体は、その本
来の効果を損なわない範囲内において、種々の目
的で、例えばａ成分との相溶性をさらに良くする
等の目的で、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アクリロニトリル、アクリル酸エステル等の
他の単量体成分を10重量％以下含ませたものでも
よい。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体の数平均分
子量は、通常3000〜50000（GPC法、ポリエチレ
ングリコール換算、以下同じ）であるが、ｂ成分
をａ成分と混合してセメント用分散剤として所定
量配合した水硬性セメント組成物のスランプロス
防止効果や該水硬性セメント組成物から得られる
成型品の強度の点で、5000〜30000のものが好ま
しい。 本発明において、セメント固形分に対し所定量
配合するセメント用分散剤は、ａ成分とｂ成分と
を任意に混合してなるものであるが、ａ成分とｂ
成分との相溶性や該セメント用分散剤を使用した
ときのスランプロス防止効果の点で、双方の混合
比は、ａ成分／ｂ成分＝98／２〜75／25（重量比）
が好ましく、95／５〜80／20（重量比）が更に好
ましい。 本発明に係る水硬性セメント組成物は、セメン
ト固形分100重量部に対し、以上説明したセメン
ト用分散剤を0.1〜3.0重量部配合して成るもので
ある。セメント分散剤の配合量が少なすぎると、
充分な分散効果及びスランプロス防止効果が得ら
れず、また配合量が多ぎると、ペースト分離した
り、硬化不良を引き起こしたりする。 本発明に係る水硬性セメント組成物は、セメン
トペーストの他、更に砂や砂利等を加えて混練し
て得られるセメントモルタルやコンクリートを包
合するものであるが、とりわけ高度に減水された
コンクリートにおいて顕著な効果を奏する。具体
的に、セメント分散剤を添加していないプレーン
コンクリートの単位水量に対して18〜40％の減水
率で本発明の分散剤を添加し、混練して得られる
コンクリートは、本発明の核心をなすものの一つ
である。また本発明に係わる水硬性セメント組成
物は、水／セメント比と単位水量の双方が小さい
ことが特徴とされる高強度〜超高強度コンクリー
トにおいて更に顕著な効果を奏する。具体的に、
単位水量が120〜170Kg／m3且つ水／セメント比が
20〜40％で本発明のセメント分散剤を適正量含ん
でなるコンクリートは、施行性、作業性、流動性
及びスランプロスの改善された際に立つた特長を
有し、硬化後の圧縮強度が1000Kg／cm2前後である
高強度〜超高強度コンクリートとしての特性を有
するものとなる。この場合、セメントの一部、例
えばセメントの５〜25％をシリカ質超微粒粉末に
おきかえて用いたものは、流動性及びスランプロ
スが更に一層改善された高強度〜超高強度コンク
リートの特性を有するものとなる。かかる水硬性
セメント組成物に用いるセメントとしては、各種
ポルトランドセメントの他、フライアツシユセメ
ント、高炉セメント、アルミナセメント、シリカ
セメント、各種混合セメント等が挙げられる。ま
た本発明に係る水硬性セメント組成物は、以上説
明したセメント用分散剤の他、更に合目的的に、
空気量調整剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、膨張
剤、防腐剤等を配合し得るものである。 以上本発明の構成を説明したが、ａ成分とｂ成
分とからなるセメント用分散剤が優れたスランプ
ロス防止効果を発揮する理由は、次のように推察
される。すなわち、先ずａ成分がセメント粒子に
優先的に吸着してセメント粒子に荷電を与え、セ
メント粒子が分散する。次いでａ成分に比較して
分子量が大きく、また水中での分子の取り得る形
態の拡がりが大きい、しかも嵩高い基を有するｂ
成分がａ成分の近くに吸着して吸着層を形成する
ことにより、セメント粒子同士の接触による物理
的な凝集の進行を妨げる。このように、セメント
粒子に荷電を与え、該荷電を持続させることによ
つて、スランプロスを防止するものと推察され
る。以下、本発明の構成及び効果をより具体的に
するため実施例等を挙げるが、本発明が該実施例
に限定されるというものではない。 ＜実施例等＞ ● 製造参考例（水溶性ビニル共重合体ｂ−１の
合成） メタクリル酸80部（重量部、以下同じ）、メタ
クリルスルホン酸ナトリウム40部及びメトキシポ
リエチレングリコールモノメタアクリレート（エ
チレンオキサイド付加モル数ｎ＝９）260部をフ
ラスコに仕込み、更に水620部を投入した。続い
て30％水酸化ナトリウム水溶液124部を投入して
メタクリル酸を中和し、系のPHを8.5に調整した。
次いで、系の温度を温水浴にて60℃に保ち、反応
系内を充分に窒素置換した後、過硫酸アンモニウ
ムの20％水溶液45部を投入して重合を開始し、５
時間反応を継続して、重合を完結した。その後、
酸性分解物の中和のために30％水酸化ナトリウム
水溶液５部を投入して完全中和を行ない、生成物
を得た。得られた生成物100部をエバポレーター
にて濃度50wt％になるまで濃縮した後、未反応
モノマーを取り除くために500部のイソプロピル
アルコール中に、沈殿させた。沈殿物を炉別し、
真空乾燥して、精製された水溶性ビニル共重体ｂ
−１を得た。水溶性ビニル共重合体ｂ−１の数平
均分子量は4200（GPC法、ポリエチレングリコー
ル換算）、カルボキシル価は140、元素分析による
イオウ含有量は2.0wt％であつた。 これらの分析結果より、水溶性ビニル共重合体
ｂ−１の共重合比率は、メタクリル酸ナトリウム
塩／メタリルスルホン酸ナトリウム塩／メトキシ
ポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタクリレー
ト＝25／10／65（重量比）であつた。 同様にして、第１表記載の各水溶性ビニル共重
合体を得た。
アミン。ｎは５〜50の整数。］ 本発明において、ａ成分は公知のものが使用で
きる。ａ成分のうちで芳香族スルホン酸のホルマ
リン縮合物のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金
属塩としては、ナフタレンスルホン酸のホルマリ
ン縮合物のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属
塩（例えば特公昭41−11737号公報に記載のもの）
が好ましい。クレオソート油、ナフタレン油、石
炭の液化油等を対象としてこれらに含まれるナフ
タレン環を有する化合物のスルホン化物をホルマ
リン共縮合したものも使用でき、市販品としては
マイテイ150（花王社製）やポールフアイン510（竹
本油脂社製）が有利に使用できる。 またａ成分のうちでＮ−スルホメチル化メラミ
ンのホルマリン縮合物のアルカリ金属塩又はアル
カリ土類金属は、メラミンスルホン酸ホルマリン
縮合物塩と通称されているもので、次のような方
法で製造されるものである。すなわち、メラミン
にホルムアルデヒドを反応させてＮ−メチロール
化メラミンとし、更に重亜硫酸アルカリ金属塩や
アンモニウム塩等の重亜硫酸塩を反応させてメチ
ロール基の一部をスルホメチル化する。次に硫酸
等の鉱酸を加えて反応系を酸性とし、メチロール
基と遊離のアミノ基とを脱水縮合させてホルマリ
ン縮合物とする。そして水酸化アルカリ等を加え
て遊離のスルホン酸基を中和し、メラミンスルホ
ン酸のホルマリン縮合物の塩が得られる（例えば
特公昭63−37058号公報に記載の方法）。Ｎ−スル
ホメチル化メラミンのホルマリン縮合物のアルカ
リ金属塩又はアルカリ土類金属塩としては、Ｎ−
スルホメチル化メラミンのホルマリン縮合物中の
結合スルホン酸基の数がトリアジン環１個当り平
均0.85〜1.2個のものが分散性が水溶性の点で好
ましく、市販品としてはポールフアインMF（竹
本油脂社製）やポゾリスNL−4000（日曹マスタ
ービルダーズ社製）が有利に使用できる。 本発明において、ｂ成分は単量体であるＡ，Ｂ
及びＣの少なくとも三成分が特定の比率で共重合
された水溶性ビニル共重合体である。 Ａの単量体としては、アクリル酸やメタクリル
酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アル
カノールアミン塩等が挙げられる。またＢの単量
体としては、メタリルスルホン酸やＰ−メタリル
オキシベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、アルカノールアミン塩等が挙
げられる。更にＣの単量体としては、メトキシポ
リエチレングリコール、エトキシポリエチレング
リコール、プロポキシポリエチレングリコール、
イソプロポキシポリエチレングリコール、メトキ
シポリエチレンポリプロピレングリコール、エト
キシポリエチレンポリプロピレングリコール等の
モノアルコキシポリアルキレングリコールと、ア
クリル酸又はメタクリル酸とのエステル化物であ
つて、ポリアルキレングリコールの付加モル数が
５〜50であり且つ水や温水に可溶なものが挙げら
れる。この場合、上記エステル化物を水や温水に
可溶なものとするために、ポリアルキレングリコ
ール鎖中の親水性のポリエチレングリコール鎖の
比率や付加モル数を上記範囲内で適宜選択する。 ｂ成分の水溶性ビニル共重合体を構成するＡ，
Ｂ及びＣの各単量体の含有比率は、Ａ／Ｂ／Ｃ＝
57〜５／３〜25／85（重量比）である。Ａ，Ｂ及
びＣの各単量体の含有比率がこの範囲から外れた
ビニル共重合体を用いると該ビニル共重合体をａ
成分と混合したときに相溶性が不足して沈殿分離
を生じ、また該ビニル共重合体をａ成分と混合し
てセメント用分散剤として使用したときに充分な
スランプロス防止効果を得ることができない。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体を構成する
Ａ，Ｂ及びＣの各単量体の中では特に、その性能
上、Ｂの単量体が極めて重要である。Ａの単量体
とＣの単量体とから構成されるビニル共重合体で
は、該ビニル共重合体をａ成分と混合してセメン
ト分散剤として使用したときに充分なスランプロ
ス防止効果を得ることができない。しかし、Ａの
単量体とＣの単量体と更に加えてＢの単量体とか
ら構成される水溶性ビニル共重合体をａ成分と混
合してセメント用分散剤として使用したときに
は、優れたスランプロス防止効果を得ることがで
きるからである。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体は、その本
来の効果を損なわない範囲内において、種々の目
的で、例えばａ成分との相溶性をさらに良くする
等の目的で、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アクリロニトリル、アクリル酸エステル等の
他の単量体成分を10重量％以下含ませたものでも
よい。 ｂ成分である水溶性ビニル共重合体の数平均分
子量は、通常3000〜50000（GPC法、ポリエチレ
ングリコール換算、以下同じ）であるが、ｂ成分
をａ成分と混合してセメント用分散剤として所定
量配合した水硬性セメント組成物のスランプロス
防止効果や該水硬性セメント組成物から得られる
成型品の強度の点で、5000〜30000のものが好ま
しい。 本発明において、セメント固形分に対し所定量
配合するセメント用分散剤は、ａ成分とｂ成分と
を任意に混合してなるものであるが、ａ成分とｂ
成分との相溶性や該セメント用分散剤を使用した
ときのスランプロス防止効果の点で、双方の混合
比は、ａ成分／ｂ成分＝98／２〜75／25（重量比）
が好ましく、95／５〜80／20（重量比）が更に好
ましい。 本発明に係る水硬性セメント組成物は、セメン
ト固形分100重量部に対し、以上説明したセメン
ト用分散剤を0.1〜3.0重量部配合して成るもので
ある。セメント分散剤の配合量が少なすぎると、
充分な分散効果及びスランプロス防止効果が得ら
れず、また配合量が多ぎると、ペースト分離した
り、硬化不良を引き起こしたりする。 本発明に係る水硬性セメント組成物は、セメン
トペーストの他、更に砂や砂利等を加えて混練し
て得られるセメントモルタルやコンクリートを包
合するものであるが、とりわけ高度に減水された
コンクリートにおいて顕著な効果を奏する。具体
的に、セメント分散剤を添加していないプレーン
コンクリートの単位水量に対して18〜40％の減水
率で本発明の分散剤を添加し、混練して得られる
コンクリートは、本発明の核心をなすものの一つ
である。また本発明に係わる水硬性セメント組成
物は、水／セメント比と単位水量の双方が小さい
ことが特徴とされる高強度〜超高強度コンクリー
トにおいて更に顕著な効果を奏する。具体的に、
単位水量が120〜170Kg／m3且つ水／セメント比が
20〜40％で本発明のセメント分散剤を適正量含ん
でなるコンクリートは、施行性、作業性、流動性
及びスランプロスの改善された際に立つた特長を
有し、硬化後の圧縮強度が1000Kg／cm2前後である
高強度〜超高強度コンクリートとしての特性を有
するものとなる。この場合、セメントの一部、例
えばセメントの５〜25％をシリカ質超微粒粉末に
おきかえて用いたものは、流動性及びスランプロ
スが更に一層改善された高強度〜超高強度コンク
リートの特性を有するものとなる。かかる水硬性
セメント組成物に用いるセメントとしては、各種
ポルトランドセメントの他、フライアツシユセメ
ント、高炉セメント、アルミナセメント、シリカ
セメント、各種混合セメント等が挙げられる。ま
た本発明に係る水硬性セメント組成物は、以上説
明したセメント用分散剤の他、更に合目的的に、
空気量調整剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、膨張
剤、防腐剤等を配合し得るものである。 以上本発明の構成を説明したが、ａ成分とｂ成
分とからなるセメント用分散剤が優れたスランプ
ロス防止効果を発揮する理由は、次のように推察
される。すなわち、先ずａ成分がセメント粒子に
優先的に吸着してセメント粒子に荷電を与え、セ
メント粒子が分散する。次いでａ成分に比較して
分子量が大きく、また水中での分子の取り得る形
態の拡がりが大きい、しかも嵩高い基を有するｂ
成分がａ成分の近くに吸着して吸着層を形成する
ことにより、セメント粒子同士の接触による物理
的な凝集の進行を妨げる。このように、セメント
粒子に荷電を与え、該荷電を持続させることによ
つて、スランプロスを防止するものと推察され
る。以下、本発明の構成及び効果をより具体的に
するため実施例等を挙げるが、本発明が該実施例
に限定されるというものではない。 ＜実施例等＞ ● 製造参考例（水溶性ビニル共重合体ｂ−１の
合成） メタクリル酸80部（重量部、以下同じ）、メタ
クリルスルホン酸ナトリウム40部及びメトキシポ
リエチレングリコールモノメタアクリレート（エ
チレンオキサイド付加モル数ｎ＝９）260部をフ
ラスコに仕込み、更に水620部を投入した。続い
て30％水酸化ナトリウム水溶液124部を投入して
メタクリル酸を中和し、系のPHを8.5に調整した。
次いで、系の温度を温水浴にて60℃に保ち、反応
系内を充分に窒素置換した後、過硫酸アンモニウ
ムの20％水溶液45部を投入して重合を開始し、５
時間反応を継続して、重合を完結した。その後、
酸性分解物の中和のために30％水酸化ナトリウム
水溶液５部を投入して完全中和を行ない、生成物
を得た。得られた生成物100部をエバポレーター
にて濃度50wt％になるまで濃縮した後、未反応
モノマーを取り除くために500部のイソプロピル
アルコール中に、沈殿させた。沈殿物を炉別し、
真空乾燥して、精製された水溶性ビニル共重体ｂ
−１を得た。水溶性ビニル共重合体ｂ−１の数平
均分子量は4200（GPC法、ポリエチレングリコー
ル換算）、カルボキシル価は140、元素分析による
イオウ含有量は2.0wt％であつた。 これらの分析結果より、水溶性ビニル共重合体
ｂ−１の共重合比率は、メタクリル酸ナトリウム
塩／メタリルスルホン酸ナトリウム塩／メトキシ
ポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタクリレー
ト＝25／10／65（重量比）であつた。 同様にして、第１表記載の各水溶性ビニル共重
合体を得た。
【表】
● 実施例１〜10、比較例１〜７
・・ コンクリート組成物の調製
普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を320Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を859Kg／m3、粗骨材（鉢
地山砕石、比重2.65）を975Kg／m3（細骨材率＝
47％）とし、また単位水量を163Kg／m3（水／セ
メント比＝51％）とした。この場合のプレーンコ
ンクリートの単位水量は200Kg／m3（後述する比
較例10）であり、各例ともに減水率は18.5％とな
る。 セメント用分散剤は、各例いずれも目標スラン
プ値が21cmとなるように、セメントに対して固形
分換算で0.55〜2.0重量％の範囲で添加した。ま
た空気量調整は、各例いずれも目標空気量が４±
１％となるように、AE調整剤（竹本油脂社製の
AE−200）を使用することにより行なつた。 全材料（練り混ぜ量40）を上記の配合条件
下、第２表及び第３表に記載の通り60傾胴ミキ
サーに投入し、20r.p.m.×３分間練り混ぜを行な
い、均一状態とし、コンクリート組成物を調製し
た。 ・・ 試験方法 調製されたコンクリート組成物について、次の
方法でコンクリート試験を行なつて、スランプと
空気量、これらの経時変化及び圧縮強度を測定し
た。結果を第２表（実施例）及び第３表（比較
例）に示した。 ・・・ 方法 コンクリート組成物について、練り上がり直後
にサンプリングして、そのスランプ及び空気量を
20℃×80％RHの調湿下で測定した。引き続き2r.
p.m.の回転数で所時間練り混ぜ、サンプリングし
て、同様にそのスランプ及び空気量を測定した。
また練り上がり直後にサンプリングしたコンクリ
ートについて、１週及び４週後の圧縮強度を測定
した。尚、スランプ、空気量、及び圧縮強度の測
定は、JIS−A1101、JIS−A1128、及びJIS−
A1108に準拠して行なつた。
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を320Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を859Kg／m3、粗骨材（鉢
地山砕石、比重2.65）を975Kg／m3（細骨材率＝
47％）とし、また単位水量を163Kg／m3（水／セ
メント比＝51％）とした。この場合のプレーンコ
ンクリートの単位水量は200Kg／m3（後述する比
較例10）であり、各例ともに減水率は18.5％とな
る。 セメント用分散剤は、各例いずれも目標スラン
プ値が21cmとなるように、セメントに対して固形
分換算で0.55〜2.0重量％の範囲で添加した。ま
た空気量調整は、各例いずれも目標空気量が４±
１％となるように、AE調整剤（竹本油脂社製の
AE−200）を使用することにより行なつた。 全材料（練り混ぜ量40）を上記の配合条件
下、第２表及び第３表に記載の通り60傾胴ミキ
サーに投入し、20r.p.m.×３分間練り混ぜを行な
い、均一状態とし、コンクリート組成物を調製し
た。 ・・ 試験方法 調製されたコンクリート組成物について、次の
方法でコンクリート試験を行なつて、スランプと
空気量、これらの経時変化及び圧縮強度を測定し
た。結果を第２表（実施例）及び第３表（比較
例）に示した。 ・・・ 方法 コンクリート組成物について、練り上がり直後
にサンプリングして、そのスランプ及び空気量を
20℃×80％RHの調湿下で測定した。引き続き2r.
p.m.の回転数で所時間練り混ぜ、サンプリングし
て、同様にそのスランプ及び空気量を測定した。
また練り上がり直後にサンプリングしたコンクリ
ートについて、１週及び４週後の圧縮強度を測定
した。尚、スランプ、空気量、及び圧縮強度の測
定は、JIS−A1101、JIS−A1128、及びJIS−
A1108に準拠して行なつた。
【表】
【表】
【表】
● 比較例８
ａ−１／ｂ−１＝90／10（固形分重量比）のセ
メント分散剤を、セメント固形分100部に対し
0.05部添加した以外は、実施例１〜10の場合と同
様にしてコンクリート組成物を調製し、JIS−
A1101に準拠してスランプを測定したところ、ス
ランプ値が５cm未満の著るしく流動性に乏しい硬
いコンクリートしか得られなかつた。 ● 比較例９ ａ−１／ｂ−１＝90／10（固形分重量比）のセ
メント分散剤を、セメント固形分100部に対し3.5
部添加した以外は、実施例１〜10の場合と同様に
してコンクリート組成物を調製し、JIS−A1101
に準拠してスランプを測定したところ、スランプ
値が25cm以上を示し、砂利等の粗骨材が全く分離
した状態となつて、均質なコンクリートが得られ
なかつた。 ●比較例10（実施例１〜10、比較例１〜９に対応
するプレーンコンクリートの調製） 普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を320Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を886Kg／m3、粗骨材（鉢
地山砕石、比重2.65）を937Kg／m3（細骨材率＝
49％）とし、また単位水量を200Kg／m3（水／セ
メント比＝62.5％）として、プレーンコンクリー
トを調製した。このプレーンコンクリートの練り
上がり直後におけるスランプは18.8cm、空気量は
1.3％であつた。 ● 実施例11〜14、比較例11〜14 普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を550Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を605Kg／m3、粗骨材（岡
崎産砕石、比重2.66）を1040Kg／m3（細骨材率＝
37％）とし、また単位水量を165Kg／m3（水／セ
メント比＝30％）とした。セメント用分散剤は各
例いずれも目標スランプ値が21cmとなるように添
加した。また空気量調整は、各例いずれも目標空
気量が４±１％となるように、AE調整剤（竹本
油脂社製のAE−200）を使用することにより行な
つた。 全材料（練り混ぜ量30）を上記の配合条件
下、第４表及び第５表に記載の通り50強制ミキ
サーに投入し、76r.p.m.×90秒間練り混ぜを行な
い、均一状態とし、コンクリート組成物を調製し
た。 ・・ 試験方法 練り上がり直後にサンプリングした後、コンク
リート組成物を60傾胴ミキサーに移しかえて引
き続き2r.p.m.の回転数で所定時間練り混ぜ、サ
ンプリングした以外は、前述の方法と同様にして
行なつた。結果を第４表（実施例）及び第５表
（比較例）に示した。
メント分散剤を、セメント固形分100部に対し
0.05部添加した以外は、実施例１〜10の場合と同
様にしてコンクリート組成物を調製し、JIS−
A1101に準拠してスランプを測定したところ、ス
ランプ値が５cm未満の著るしく流動性に乏しい硬
いコンクリートしか得られなかつた。 ● 比較例９ ａ−１／ｂ−１＝90／10（固形分重量比）のセ
メント分散剤を、セメント固形分100部に対し3.5
部添加した以外は、実施例１〜10の場合と同様に
してコンクリート組成物を調製し、JIS−A1101
に準拠してスランプを測定したところ、スランプ
値が25cm以上を示し、砂利等の粗骨材が全く分離
した状態となつて、均質なコンクリートが得られ
なかつた。 ●比較例10（実施例１〜10、比較例１〜９に対応
するプレーンコンクリートの調製） 普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を320Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を886Kg／m3、粗骨材（鉢
地山砕石、比重2.65）を937Kg／m3（細骨材率＝
49％）とし、また単位水量を200Kg／m3（水／セ
メント比＝62.5％）として、プレーンコンクリー
トを調製した。このプレーンコンクリートの練り
上がり直後におけるスランプは18.8cm、空気量は
1.3％であつた。 ● 実施例11〜14、比較例11〜14 普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を550Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を605Kg／m3、粗骨材（岡
崎産砕石、比重2.66）を1040Kg／m3（細骨材率＝
37％）とし、また単位水量を165Kg／m3（水／セ
メント比＝30％）とした。セメント用分散剤は各
例いずれも目標スランプ値が21cmとなるように添
加した。また空気量調整は、各例いずれも目標空
気量が４±１％となるように、AE調整剤（竹本
油脂社製のAE−200）を使用することにより行な
つた。 全材料（練り混ぜ量30）を上記の配合条件
下、第４表及び第５表に記載の通り50強制ミキ
サーに投入し、76r.p.m.×90秒間練り混ぜを行な
い、均一状態とし、コンクリート組成物を調製し
た。 ・・ 試験方法 練り上がり直後にサンプリングした後、コンク
リート組成物を60傾胴ミキサーに移しかえて引
き続き2r.p.m.の回転数で所定時間練り混ぜ、サ
ンプリングした以外は、前述の方法と同様にして
行なつた。結果を第４表（実施例）及び第５表
（比較例）に示した。
【表】
【表】
● 実施例15〜18、比較例15〜17
普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を450Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を726Kg／m3、粗骨材（岡
崎産砕石、比重2.66）を1102Kg／m3（細骨材率＝
40％）とし、また単位水量を155Kg／m3（水／セ
メント比＝34.4％）とした。セメント用分散剤は
各例いずれも目標スランプが８cmとなるように添
加し、また空気量は２％未満のノンAEコンクリ
ートとして、その他、練り混ぜ方法及び試験方法
は前述した実施例11〜14の場合と同様にして行な
つた。結果を第６表（実施例）及び第７表（比較
例）に示した。
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を450Kg／m3、細骨材
（大井川砂、比重2.62）を726Kg／m3、粗骨材（岡
崎産砕石、比重2.66）を1102Kg／m3（細骨材率＝
40％）とし、また単位水量を155Kg／m3（水／セ
メント比＝34.4％）とした。セメント用分散剤は
各例いずれも目標スランプが８cmとなるように添
加し、また空気量は２％未満のノンAEコンクリ
ートとして、その他、練り混ぜ方法及び試験方法
は前述した実施例11〜14の場合と同様にして行な
つた。結果を第６表（実施例）及び第７表（比較
例）に示した。
【表】
【表】
● 実施例19〜22、比較例18〜19
普通ポルトランドセメント（小野田社製普通ポ
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を512Kg／m3、マイクロ
シリカ940US（エルケム社製シリカヒユーム）を
128／m3、細骨材（大井川砂、比重2.62）を576
Kg／m3、粗骨材（鉢地山砕石、比重2.65）を1034
Kg／m3（細骨材率＝36％）とし、また単位水量を
160Kg／m3とした。この場合のＷ／（Ｃ＋Ｓ）比
は25％であり、Ｓ／（Ｃ＋Ｓ）は20％である。 ［但し、Ｗ：単位水量 Ｃ：単位セメント量 Ｓ：単位シリカヒユーム量］ セメント用分散剤は、各例いずれも目標スラン
プ値が21cmとなるように添加し、また空気量は２
％未満のノンAEコンクリートとして、その他、
練り混ぜ方法及び試験方法は前述した実施例11〜
14の場合と同様にして行なつた。結果を第８表
（実施例）及び第９表（比較例）に示した。
ルトランドセメントと住友社製普通ポルトランド
セメントの等量混合物）を512Kg／m3、マイクロ
シリカ940US（エルケム社製シリカヒユーム）を
128／m3、細骨材（大井川砂、比重2.62）を576
Kg／m3、粗骨材（鉢地山砕石、比重2.65）を1034
Kg／m3（細骨材率＝36％）とし、また単位水量を
160Kg／m3とした。この場合のＷ／（Ｃ＋Ｓ）比
は25％であり、Ｓ／（Ｃ＋Ｓ）は20％である。 ［但し、Ｗ：単位水量 Ｃ：単位セメント量 Ｓ：単位シリカヒユーム量］ セメント用分散剤は、各例いずれも目標スラン
プ値が21cmとなるように添加し、また空気量は２
％未満のノンAEコンクリートとして、その他、
練り混ぜ方法及び試験方法は前述した実施例11〜
14の場合と同様にして行なつた。結果を第８表
（実施例）及び第９表（比較例）に示した。
【表】
【表】
＜発明の効果＞
各比較例に対する各実施例の結果からも明らか
なように、以上説明した本発明には、優れた減水
性能のセメント分散剤を配合し、高度に減水した
場合であつても、適正な空気量と良好な圧縮強度
を与えつつ、優れた分散流動性を発現し、しかも
該分散流動性の経時変化も極めて少ないという効
果がある。
なように、以上説明した本発明には、優れた減水
性能のセメント分散剤を配合し、高度に減水した
場合であつても、適正な空気量と良好な圧縮強度
を与えつつ、優れた分散流動性を発現し、しかも
該分散流動性の経時変化も極めて少ないという効
果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セメント固形分100重量部に対し、次のａ成
分とｂ成分とからなるセメント用分散剤を0.1〜
3.0重量部配合して成る水硬性セメント組成物。 ａ成分：芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物
のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属塩、
又はＮ−スルホメチル化メラミンのホルマリン縮
合物のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属
塩。 ｂ成分：それを構成する単量体として下記の
Ａ，Ｂ及びＣを含み且つ該単量体の共重合比率が
Ａ／Ｂ／Ｃ＝57〜５／３〜25／85〜40（重量比）
である水溶性ビニル共重合体。 ［但し、R1，R2，R3はＨ又はCH3。R4は炭素
数１〜３のアルキル基。Ｘは−SO3M2又は
【式】M1，M2はアルカリ金 属、アルカリ土類金属、アンモニウム、又は有機
アミン。ｎは５〜50の整数。］ ２ ａ成分／ｂ成分＝98／２〜75／25（重量比）
である請求項１記載の水硬性セメント組成物。 ３ 芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物がナフ
タレンスルホン酸のホルマリン縮合物である請求
項１又は２記載の水硬性セメント組成物。 ４ 水硬性セメント組成物がコンクリートである
請求項１，２又は３記載の水硬性セメント組成
物。 ５ 減水率（対プレーンコンクリート）が18〜40
％のコンクリートである請求項４記載の水硬性セ
メント組成物。 ６ 単位水量が120〜170Kg／m3且つ水／セメント
比が20〜40％のコンクリートである請求項４記載
の水硬性セメント組成物。 ７ シリカ質超微粒粉末を混合したコンクリート
である請求項６記載の水硬性セメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16123889A JPH0328149A (ja) | 1989-06-24 | 1989-06-24 | 水硬性セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16123889A JPH0328149A (ja) | 1989-06-24 | 1989-06-24 | 水硬性セメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328149A JPH0328149A (ja) | 1991-02-06 |
| JPH0532338B2 true JPH0532338B2 (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=15731270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16123889A Granted JPH0328149A (ja) | 1989-06-24 | 1989-06-24 | 水硬性セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0328149A (ja) |
-
1989
- 1989-06-24 JP JP16123889A patent/JPH0328149A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328149A (ja) | 1991-02-06 |
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