JPS62103B2 - - Google Patents

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、コンクリート用混粒剤を用いない時やAE
剤、減水剤、AE減水剤などの従来の混和剤を用
いた時に否較して、その減水率が高度となるため
にスランプロスがいちじるしい。この様なスラン
プロスが生じ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、何ら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
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
ては水硬性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。 本発明者らは、通常の液状形態のコンクリート
用混和剤による方法を研究し、高分子化したリグ
ニンスルホン酸又はその塩を必須成分として含有
するセメント分散剤がモルタルフロー値で見ると
高分子化しないものに比べていくらか劣るがスラ
ンプロス防止効果が極めて顕著であることを見出
し、本発明を完成するにいたつた。 高分子化リグニンスルホン酸又はその塩がスラ
ンプロス防止効果において顕著に作用する理由に
ついては未だ明らかではないが、リグニン系物
質、糖分、カルボン酸系物質等は従来リタード性
を有するものとして知られており、リグニン自体
がその構造的に不明確な点もあり、高分子化する
ことによる効果はリグニンの特殊性に基づくもの
と推察される。 本発明に使用される高分子化リグニンスルホン
酸又はその塩は酸素ラジカルを発生し得る水溶性
過酸化物とリグニンスルホン酸塩とを反応させた
高分子生成物で、その20％溶液の粘度が25〜
400cps（20℃）である高分子化リグニンスルホ
ン酸又はその塩である。 かかる本発明の高分子化リグニンスルホン酸又
はその塩はLS又はその塩と水溶性過酸化物をPH
９以下、好ましくは８以下の水中で10〜60℃、好
ましくは20〜45℃にて反応させて得ることができ
る。用いられるLS又はその塩は、木材のパルプ
化の際得られる一般のLSでよいが、硬化遅延を
抑制するためには限外過法などにより、残存す
る糖分含量を減少したものが好ましい。水溶性過
酸化物としては、過硫酸アンモニウムや過硫酸カ
リウムが好ましく、LSの固型分に対し、２〜15
重量％使用される。この反応に於てLS又はその
塩は20％溶液の粘度が25〜400cps（20℃）、好ま
しくは50〜200cps（20℃）まで高分子化される
ことが必要である。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等が
挙げられる。 リグニンスルホン酸（LS−１）を高分子化す
ると次の第１表にLS−APS−１として例示する
如く、モルタルフロー値は従来のリグニンスルホ
ン酸に比べて低下するが、後述する実施例に示す
如く長時間スランプを一定に保つことができる。
しかるに従来のリグニンスルホン酸の場合は比較
例に示す如く、スランプロス防止効果を有しな
い。本発明の高分子化リグニンスルホン酸は第１
図に示す如く、そのゲルクロマトグラフイーが従
来のリグニンスルホン酸とは全く異なるパターン
を示している。

【表】

【表】 なお、最近フエニルプロパン当り0.20モル以上
のカルボキシル基と0.10モル以上のスルホン基を
有するLS塩によるスランプロス防止剤が開示さ
れており、（特公昭56−40106号公報）、かかる構
造を有するLS塩がセメント中のAlとキレートを
形成しやすいため、水和を抑制し、スランプロス
を防止する旨説明されている。これに対して本発
明の高分子化LS又はその塩は例えば第１表に示
した通り、カルボキシル基が0.17モル、スルホン
基が0.08モルであり、これらの基の含有量に関係
なく、、過酸化物により高分子量化されたLSがス
ランプロス防止効果を発揮するものと考えられ
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、固型分重量％
として0.1〜1.5が良い。 本発明のセメント分散剤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れるこ
とが最も望ましい。また、その添加時期は、練り
まぜ水に溶解する練り上がつた水硬性セメント組
成物に添加する、粉末にてセメントに添加するな
どが可能である。 又、本発明のセメント分散剤には他の分散剤、
減水剤、その他の混和剤を併用することも可能で
ある。 以下に本発明の実施例を挙げ、本発明を説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 参考例 市販リグニンスルホン酸（ボレーガード社製、
以下LS−１と略す）の25％固型分水溶液300ｇを
酢酸及び炭酸水素ナトリウムによりPH６に調節
し、この溶液に過硫酸アンモニウム（APS）６ｇ
を60ｇの水に溶かしたものを室温にて滴下する。
滴下後30〜40℃で４時間反応して高分子反応生成
物（以下LS−APS−１と略す）を得る。20％固
型分濃度は54.6cps（20℃）であつた。処理条件
を変更して同様にして得た(a)成分を第２表に示し
た。KPSは過硫酸カリウムを示す。

【表】 実施例及び比較例 (1) コンクリートの配合および使用材料

【表】 コンクリートの練り混ぜ方法 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３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水と同時に添加
すること以外は方法１と同様に行つ
た。 (2) 試験条件及び試験結果を第４表に示す。 第４表より単なるLSでは、スランプの保持は
困難であり、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ことが明白である。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はリグニンスルホン酸と本発明に使用す
る高分子化リグニンスルホン酸のゲルクロマトグ
ラフイーを示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素ラジカルを発生し得る水溶性過酸化物と
   リグニンスルホン酸又はその塩とを反応させて得
   られる20％溶液の粘度が25〜400cps（20℃）の
   高分子化リグニンスルホン酸又はその塩を必須成
   分として含有することを特徴とするセメント分散
   剤。 ２ 水溶性過酸化物が過硫酸アンモニウム又は過
   硫酸カリウムである特許請求の範囲第１項記載の
   セメント分散剤。