JPH0678185B2 - セメント水硬物の耐久性改善剤 - Google Patents

セメント水硬物の耐久性改善剤

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JPH0678185B2
JPH0678185B2 JP61124979A JP12497986A JPH0678185B2 JP H0678185 B2 JPH0678185 B2 JP H0678185B2 JP 61124979 A JP61124979 A JP 61124979A JP 12497986 A JP12497986 A JP 12497986A JP H0678185 B2 JPH0678185 B2 JP H0678185B2
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cement
concrete
cement hydraulic
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hydraulic material
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昌治 佐久田
敏晴 浦野
恭一 田中
雅 杉山
脩造 遠藤
恵輔 藤岡
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Nippon Nyukazai Co Ltd
Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Takenaka Komuten Co Ltd
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Nippon Nyukazai Co Ltd
Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Takenaka Komuten Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野: この発明はセメント水硬物の耐久性改善剤に関するもの
であり、さらに詳細には一般式(I): [式中、R1およびR2はそれぞれ水素またはアルキル基
を、Xは式-CH2CH2O-で示される基を、Yは式-CH2CH(CH
3)O-で示される基または式-CH(CH3)CH2O-で示される基
を、mは0または1〜4の整数、nは1以上の整数であ
って、かつm+nが1〜30の整数をそれぞれ意味し、X
およびYは任意の順序で結合しているものとする]で示
される化合物の1種または2種以上を含むセメント水硬
物の耐久性改善剤に関するものである。
従来の技術: 従来から、鉄筋コンクリート構造物の寿命は50年から60
年程度と考えられてきた。この寿命は、一般的には、例
えばコンクリート表面からコンクリートの中性化が進行
し、すなわちコンクリート中のセメントペーストは主と
して水酸化カルシウムおよび水酸化アルカリ(水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等)によりpH12〜13の強塩基
性を呈するが、水酸化カルシウムは、水の存在下、炭酸
ガスに触れると容易に中性化され、この中性化領域が鉄
筋の位置にまで達すると、鉄筋は発錆し、鉄筋コンクリ
ート部材はその耐力を失う。このほか、鉄筋コンクリー
ト構造物の耐久性を阻害する要因としては、塩分、酸類
等の鉄を腐食させる性質を有する物質あるいは腐食を誘
引する物質がコンクリートに侵入して鉄筋を腐食させる
ことが挙げられる。鉄筋コンクリート構造物の耐久性を
改善し、その寿命を延長させるための手段として、従来
取られてきた対策としては、 (1)コンクリートの鉄筋に対するかぶり厚さを厚くす
る。
(2)コンクリートの水セメント比を小さくする。
(3)気密性にすぐれた仕上げ材を、コンクリートの表
面に施す。
などが挙げられる。
発明が解決しようとする問題点: これら従来の対策は著しいコンクリートの劣化を未然に
防ぐためには効果的ではあるが、鉄筋コンクリートの寿
命を大幅に延長する程の効果はない。
特に、仕上げ材によって中性化を抑制しようとした場合
に、短期的には効果は認められるが、仕上げ材自体の耐
久性が問題となり、信頼性の高い方法とは言えない問題
点があった。
問題点を解決するための手段: 上記の問題点を解決するため鋭意研究の結果、この発明
者等は前記一般式(I)で示される化合物をセメント水
硬物に添加使用すると、セメント水硬物の中性化が抑制
され、しかもセメント水硬物の透水性も減少し、さらに
は塩素イオンの侵入も抑制され、このためセメント水硬
物の耐久性が改善されるという新知見を得、この発明を
完成した。
この発明は、前記一般式(I)で示される化合物の1種
または2種以上を含むセメント水硬物の耐久性改善剤で
あるが、一般式(I)中、Rにおけるアルキル基の例と
しては例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロ
ピル、n−ブチル、イソブチル、第3級ブチル、n−ペ
ンチル、イソペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、ノニル、デシル、ドデシル等が挙げられ、このうち
炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、さらには炭素数
1〜9のアルキル基がとくに好ましい。
また、一般式(I)において、式-CH2CH2O-で示される
基を意味するXと式-CH2CH(CH3)O-で示される基または
式-CH(CH3)CH2O-で示される基を意味するYとは任意の
順序で結合しているものとする。すなわち、-(X)m(Y)n-
は酸化エチレンまたは酸化プロピレンの単独の付加物お
よび重合物、あるいはブロック重合物またはランダム重
合物の残基を示す。
また、前記のように前記一般式(I)におけるmは0ま
たは1〜4の整数、nは1以上の整数であって、かつm
+nが1〜30の整数を意味するが、m+nが30を越える
場合の化合物はセメント水硬物の強度を低下させること
となり、好ましくない。
前記一般式(I)で示される化合物は、例えばフェノー
ルまたはアルキルフェノールに酸化エチレンおよび(ま
たは)酸化プロピレンのモノマーまたは重合物を反応さ
せて得られる公知化合物である。
次に、前記一般式(I)で示される化合物のうち、代表
的な化合物とその製造例を示す。
製造例1 1容オートクレーブにフェノール282gと触媒として水
酸化ナトリウム1.4gを入れ、窒素ガスを導入しながら、
徐々に昇温し、100〜110℃で約30分間脱水を行う。密閉
した後酸化プロピレン522gを、温度100〜160℃で圧入
し、付加反応を約3時間かけて行い、更に同温度で30分
間熟成させる。次いで冷却し、開蓋して中和し、精製す
ると、淡黄色液体の化合物1および化合物2の混合物
(95:5)765gを得る。
製造例2 製造例1と同様な方法により、メタクレゾールおよびパ
ラクレゾールの混合物(60:40)216g、水酸化ナトリウ
ム1.1g、酸化プロピレン696gを用い化合物3および化合
物4の混合物(96:4)832gを得る。
製造例3 製造例1と同様な方法により、2,4−ジメチルフェノー
ル80g、2,5−ジメチルフェノール80g、3,5−ジメチルフ
ェノール80g、水酸化ナトリウム1.2g、酸化プロピレン6
85gを用い化合物5および化合物6の混合物(96:4)855
gを得る。
製造例4 1容オートクレーブにp−ノニルフェノール330gと触
媒として水酸化ナトリウム1.7gを入れ、窒素ガスを導入
しながら、徐々に昇温し、100〜110℃にて約30分間脱水
を行う。密閉した後、酸化プロピレン435gを温度100〜1
60℃に圧入し、付加反応を約3時間かけて行い、さらに
同温度で30分間熟成させる。次いで、冷却し、開蓋して
中和し精製すると、淡黄色の液体の化合物7および8の
混合物(96:4)708gを得る。
製造例5 製造例4と同様な方法により、p−ノニルフェノール25
0g、水酸化ナトリウム1.3g、酸化プロピレン593gを用い
て化合物9および10の混合物(95:5)778gを得る。
この発明のセメント水硬物の耐久性改善剤のセメント水
硬物(セメントペースト、グラウト、モルタル、コンク
リート等の水硬性物質であるセメントを硬化成分とする
混練物)への添加方法は常法による。すなわち、混練水
に添加してもよく、一度練り上がったセメント水硬物に
添加しても良い。また、トラックミキサー車によってセ
メント水硬物が現場に到着した後に添加しても良い。い
ずれの添加方法を採用するかは、前記一般式(I)で示
される化合物の種類および構造物の条件等に応じて決め
れば良い。
また、前記一般式(I)で示される化合物のセメント水
硬物への添加量は0.1〜8%、好ましくは1〜6%(セ
メントに対する重量%)程度が適当である。
この発明のセメント水硬物の耐久性改善剤は、セメント
の種類、骨材の種類、併用する混和剤および混和材料の
制限を受けない。すなわち、セメントの種類としては、
普通ポルトランドセメント、早強セメント、中庸熱セメ
ント、高炉セメント、フライアッシュセメントなど通常
市販されているセメントが挙げられ、また、その一部を
フライアッシュ、水砕スラグ粉末、シリカ質混合材など
と置換することができ、この置換によってこの発明の目
的が有利に達成される場合もある。
さらに、セメント水硬物用減水剤、膨張剤その他公知の
コンクリート又はモルタル用混和材料と併用することも
できる。
発明の効果、実施例: この発明の前記一般式(I)で示される化合物の1種ま
たは2種以上を含むセメント水硬物の耐久性改善剤をセ
メント水硬物に添加すると、セメント水硬物の圧縮強度
に悪影響を及ぼさずにセメント水硬物の中性化が抑制さ
れ、しかも透水性も減少し、さらには塩素イオンの侵入
も抑制され、このためセメント水硬物の耐久性が改善さ
れる。さらにまた、前記一般式(I)で示される化合物
はセメント水硬物の透水性を減少させる効果を有するた
めに、一般式(I)で示される化合物を添加したセメン
ト水硬物は高い水圧や気圧を受けるコンクリート構造物
(例えば、海洋コンクリート構造物、ダム、LNGタンク
等)に適している。
次にこの発明の効果および実施例を試験例により説明す
る。
試験例1(モルタルにおける中性化試験) 第1表に示す調合を有するモルタルに対して、下記第2
表記載の前記一般式(I)で示される化合物をセメント
重量に対し下記所定濃度添加した(プレーンは該化合物
無添加)。添加は練りまぜ水に混入することにより行な
った。
4cm×4cm×16cmの直方体の型枠中で24時間養生した後、
材令2週まで20℃の湿空中で養生した後、1週間、20
℃、60%R.H.の条件で乾燥させた。これらの供試体を温
度30℃、湿度60%R.H.、炭酸ガス濃度5%の槽の中に入
れ、所定の間この槽の中に放置した。この試験は炭酸ガ
スによるモルタルの中性化を促進するものである。
所定期間放置後、各供試体を槽の中から取り出し、供試
体を中央付近で割り、割れた表面に、フェノールフタレ
インのエチルアルコール溶液(濃度1%)を吹きつけ
た。モルタルがアルカリ性を保っている部分では、表面
が赤色に変色し、中性化している部分では、表面は変色
しない。この方法により、表面の中性化深さを測定し
た。
測定結果を第2表に示す。
試験例2(コンクリートにおける中性化試験) 第3表に示す調合を有するコンクリートを10cm×10cm×
40cmの直方体の型枠中に入れ、以下試験例1と同様な条
件で実験を行い、コンクリートの表面の中性化深さを測
定した。測定結果を第4表に示す。
細骨材:大井川産川砂比重2.62、粗粒率FM2.80 粗骨材:大井川産砂利比重2.66、粗粒率FM6.86 セメント:住友普通ポルトランドセメント 比重3.16 試験例3(コンクリートの透水性試験) 試験例2と同様にして調合したコンクリート[プレー
ン、製造例1により得られた化合物1および2の混合物
(95:5)を2%および4%それぞれ添加したコンクリー
トならびにリグニン系AE減水剤を0.25%添加したコンク
リート]を24時間、試験例2の場合と同様の型枠中で養
生し、その後14日間20℃の水中で養生を行った。次いで
20℃、60%のRHの条件で7日間乾燥を行ってから、各コ
ンクリートの透水試験を行った。透水試験はインプット
方法に従って、直径150mm、高さ150mmのシリンダー供試
体の底面に、一定水圧10kg/cm2を48時間作用させた時の
水の浸透深さを求め、拡散係数(透水係数)を算出し
た。結果を第5表に示す。
試験例4(モルタルにおける塩素イオンの侵入試験) 試験例1と同様な条件で調合したモルタルに、この発明
の化合物を所定濃度添加してモルタルを練り上げた後、
24時間型枠中で養生した。その後14日間、20℃、100%R
Hの条件で養生を行った後、7日間、20℃、60%RHの条
件で乾燥を行い、次いで塩化ナトリウム飽和水溶液の中
に14日間浸漬した。該浸漬の終了後、各供試体を中央付
近で割り、その割れた表面に0.1%フルオレッセインナ
トリウム水溶液および0.1N硝酸銀水溶液を吹きつけた。
塩素イオンが侵入した部分はこれにより変色するので、
この方法により、塩素イオンの侵入の深さを測定した。
結果は第6表に示す通りである。
試験例5(コンクリートにおける塩素イオンの侵入試
験) 試験例2と同様にして調合したコンクリート[プレー
ン、製造例1により得られた化合物1および2の混合物
(95:5)を2%および4%それぞれ添加したコンクリー
トならびにリグニン系AE減水剤を0.25%添加したコンク
リート]について、試験例4のモルタルの場合と同様の
条件で養生および乾燥を行い、そして試験例4のモルタ
ルの場合と同様な塩素イオンの侵入試験を行った。結果
は第7表に示す通りである。
以上の試験例からも明らかなように、前記一般式(I)
で示される化合物を添加したセメント水硬物の中性化速
度は無添加のものに比べて遅くなり、また透水性が低く
なり、さらには塩素イオンの浸透度合も緩慢となる。こ
のためセメント水硬物、例えば鉄筋コンクリート中にお
いて中性化の抑制による鉄の腐食の低減あるいは塩分等
の有害物の浸透を低減することによって鉄の腐食を抑制
することができ、鉄筋コンクリート構造物の寿命を大幅
に延長することができる。
フロントページの続き (72)発明者 浦野 敏晴 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 田中 恭一 茨城県筑波郡谷田部町松代5−6−1 (72)発明者 杉山 雅 茨城県筑波郡谷田部町二の宮3−7−1 (72)発明者 遠藤 脩造 東京都荒川区南千住6−57−15 (72)発明者 藤岡 恵輔 神奈川県川崎市宮前区宮前平3−9−7 (56)参考文献 特開 昭59−232952(JP,A) 特開 昭62−91449(JP,A) 特開 昭62−91452(JP,A) 特開 昭62−246852(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 [式中、R1およびR2はそれぞれ水素またはアルキル基
    を、Xは式-CH2CH2O-で示される基を、Yは式-CH2CH(CH
    3)O-で示される基または式-CH(CH3)CH2O-で示される基
    を、mは0または1〜4の整数、nは1以上の整数であ
    って、かつm+nが1〜30の整数をそれぞれ意味し、X
    およびYは任意の順序で結合しているものとする]で示
    される化合物の1種または2種以上を含むことを特徴と
    するセメント水硬物の中性化抑制剤、透水性減少剤また
    は塩素イオン侵入抑制剤。
JP61124979A 1986-04-17 1986-05-29 セメント水硬物の耐久性改善剤 Expired - Lifetime JPH0678185B2 (ja)

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EP87104781A EP0242646A1 (en) 1986-04-17 1987-04-01 A durability improving agent for cement compositions and a method for improving durability of cement compositions
KR870003654A KR870009962A (ko) 1986-04-17 1987-04-16 시멘트 조성물용 내구성 개선제 및 시멘트 조성물의 내구성 개선방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59232952A (ja) * 1983-06-15 1984-12-27 株式会社竹中工務店 セメント用乾燥収縮低減剤
JPS6291452A (ja) * 1985-10-17 1987-04-25 株式会社竹中工務店 セメント混合物用乾燥収縮低減剤
JPS6291449A (ja) * 1985-10-17 1987-04-25 株式会社竹中工務店 セメント混合物用乾燥収縮低減剤
JPH0637317B2 (ja) * 1986-04-17 1994-05-18 株式会社竹中工務店 セメント水硬物の凍結融解に対する耐久性改善剤

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