JPS605052A - セメント分散剤 - Google Patents

セメント分散剤

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JPS605052A
JPS605052A JP11243983A JP11243983A JPS605052A JP S605052 A JPS605052 A JP S605052A JP 11243983 A JP11243983 A JP 11243983A JP 11243983 A JP11243983 A JP 11243983A JP S605052 A JPS605052 A JP S605052A
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cement
cement dispersant
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formalin
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正明 山村
土井 匡
岡田 英三郎
松倉 紀男
秀樹 藤原
小田 淳子
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Jujo Paper Co Ltd
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Kao Corp
Jujo Paper Co Ltd
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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】 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#/、〔以下L8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、水硬性セメント組成物は、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に代表される筒性能減水剤を
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、Ag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、その減水率が関度となるた
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1例えばコンクリート
2決裂品工場などにおいてセメント組成物のポンプ圧送
を行っている際、昼休みやトラブルによって圧送を一時
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、ポンプが閉基するなどの事故となるし、また
型枠にセメントa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禾光横などの問題を生
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っていないが、
セメントペースト中のセメント粒子が水と接触後、−化
学的な水相反応による凝結、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
水硬性セメント組成物の#、勤性が経時的に低下するた
めと考えられている。特にβ−NSF4’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同筆させ
ることができるが(腋部、コンクリート工学14巻6号
、12〜19頁% 1976年3月号参照)、時間とと
もにセメントの水相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(なり流動性が低下してく
ると考えられる。したがって、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、水硬性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 1)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)。
H) コンクリート用混和剤を機械力によって繰返し水
硬性セメント組成物に添加する(例えば特公昭51−1
585<S号公報)。
などである。
しかしながら1)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、ひいては強反
低下などの悪影響を残す。U〕においても、スランプロ
ス防止効果は認められるが、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結を抑制するために、
オキシカルボン酸塩やりゲ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相反応を遅延
させる方法(例えば特公昭52−24533号公報、特
公昭52−15855号公報、特開昭54−17918
号公@)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太き(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1)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I)の方法
におけるようK 43A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
法を研死し本発明を完成するに到った。
即ち本発明は次に示す(a)成分と(b)成分のホルマ
リン共縮合物を高分子化した化合物を必須成分とする、
スランプロス防止型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棟以上。
(1)す7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。
(bJ リグニンスルホン酸又はその基本発明の(a)
成分のす7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
ッ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【いても良い。又、(旬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(bJ酸成分りゲニンスルホン酸としては、一
般の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(、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。これらのりゲニンスルホン酸
としては、Oh e m i c a l Admix
turesfor Conoreta(M、R,RIX
OM、E&F、N+5pon 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1部分的に脱スルホン化のように
改質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
の処理を行っ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1本発明では(bJ酸成分りゲニンスル
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(bJ酸
成分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、5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
塊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
する酸素又は空気による酸化、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。分子量の測楚方法は粘
度測定法、ゲルパーミショ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20Cにおいて
20%固形分濃度の粘度が25センチボイス以上である
事が望ましい。
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(aJ酸成分ポルマリ
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、好ましくは、957
5〜20780、梃に好ましくは、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、に、Oa、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6N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0.2
5〜2.5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
ったり。
セメント粒子の分散が過度となっ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、粉末風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。練り上がった水硬性セメント組成物に添加する、粉
末にてセメント!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。
叉、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ポルマリン縮合物
、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、Ohemioal Admi
xtures for Ooncrete(M、R,R
IXOM。
g&F、N、5pon Ltd)の5ページ〜9ページ
に記載されているような分析、値1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1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。
第1 表 セメント(0):普通ポルトランドセメント(小野田セ
メント) 細骨材(S):紀の川me (比M 2.58、FM2
.91 ) 粗骨材(G):宝塚性砕石(比重2.61、FM6.9
8 ) 水(W) (社)%マイティAg−03(化工石鹸(株)製商品名
〕を適当量添加 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(i’Jれかで行なっ
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25Cにて可傾式ミキサー において40!練り温ぜ第1表のコン クリートを得、さらにその回転数を2 rpmにて所定時間練り絖げ、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に準拠して行なった
0 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 った。
参考例 ナフタレンスルホン酸(2oa#)、98%濃硫酸(7
5#)及び水(45g)を80〜90Cに加熱し、67
%ホルマリン(155g)をフラスコに入h−180C
に加温する。次に80〜90Cにて、67%ホルマリン
(140y〕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りゲニンス
ルホン酸(45&)と67%ホルマリン(85,P)の
混合物を1時間おきに4回に分けて添加し、95〜10
0Cで18時間攪拌しながら反応を行った。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pf(2の溶液にし、60〜70Cにて60%過酸化
水素水(15,!i’)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センチボイズ(20C
)であった。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O 笑施例1〜8及び比較例1〜4 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
混ぜ試験を行なった。試験条件を第3表に示す。
又コンクリ−1・への練り混ぜ試験結果を第4表及び第
5表に示す。
第4表 註リスランプ残存率=(一定時間後のスランプ)/(初
期スランプンx1oo(%〕 第5表 註2)標準養生(kg / cni2)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。
出願人代理人 古 谷 馨

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次に示す(&)成分と(b)成分とのホルマリン共
    縮合物を高分子化した化合物を必須成分とする、セメン
    ト分散剤。 (aJ 次の化合物(17,(2)及び(3)から選ば
    れる1池又は2種以上。 (1)す7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) ’)ゲニンスルホン酸又はその塩2、(a)成
    分と(bJ酸成分のホルマリン共縮合物の高分子化反応
    が酸性又は中性下、空気、酸素又は過酸化物、のいずれ
    か1種又は2種以上忙よる酸化反応である特許請求の範
    囲第1項記載のセメント分散剤。 5、(a)成分と(b)成分とのホルマリン共縮合物の
    高分子化反応が酸性又は中性下、金属酸化物による反応
    である特許請求の範囲第1項記載のセメント分散剤。 4、過酸化物が過酸化水素又は水浴性過酸化物である特
    許請求の範囲第2項記載のセメント分散剤。 5、 高分子化した化合物の20%固形分碗度の粘度が
    温度20Cにおいて25センチボイズ以7上である特許
    請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項記載のセメン
    ト分散剤。 6、(a)成分と(bJ酸成分重量比率が9515〜2
    0/80である特許請求の範囲第1項記載のセメント分
    散剤。
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