JPS6270252A - セメントモルタル・コンクリ−ト用スランプロス防止剤 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はセメントモルタル・コンクリート用スランプロ
ス防止剤に関し、詳しくは、セメント分散剤などにより
流動性の改良されたモルタル、コンクリートなどのセメ
ント配合物に配合して、その流動性の経時的低下（以下
、スランプロスという。）を防止して、施工性を向上せ
しめる薬剤に関するものである。

（従来の技術） モルタルやコンクリートなどのヒメン１−配合物は、セ
メントと水との水和反応などにより、配合後の時間の軽
過と共にコンシスチンシーが低下し、作業性の低下をき
たす。この現象は、一般にスランプロスと呼ばれている
。

セメント配合物におけるスランプロスは、生コンクリー
トにおいて、運搬時間のυ１限、打設現場での待機時間
等による品質変化、施工性不良、コールドジヨイント等
による耐久性低下などの障害をおこす。また、コンクリ
ート二次製品製造工場などにおいて、セメント配合物の
ポンプ圧送を昼休みやトラブルによって一時中断し、そ
の後圧送を再開した時に、圧送圧が急激に増加したリボ
ンブが閉塞するなどの事故の原因となり、また型枠にセ
メント配合物を打ち込んだ後、何らかの理由で締め固め
などの成型が遅れた場合に未充填等の問題を生ずる。し
たがって、セメント配合物におけるスランプロスは、生
コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、
セメント配合物の品質管理上および施工性改善のために
解決しなければならない重要な課題である。

従来、スランプロスの防止対策としては、次のような方
法が知られていた。

イ）コンクリートの単位水Ｓを増加する方法。

口）セメン１−分散剤の後添加による方法。

ハ）セメント分散剤の繰り返し添加による方法。

二）凝結遅延剤の添加あるいはセメント分散剤との併用
による方法。

上記イ）の方法は、セメント配合物の打設に至るまでの
スランプロスを見込んで単位水母を増大する方法である
が、これにより旗工性の改善は図れても、硬化物の強度
低下や乾燥収縮によるひび割れ発生等により耐久性低下
をきたすという品質上の不利あるいは所定強度を得るた
めに単位セメントａを増大するという経流的な不利を伴
なう。

口）の方法は、一時的な流動性改善策であり、スランプ
維持の目的を終了した後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、ひいては強度低下などの悪影響をもたらす。

ハ）の方法は、スランプロスした時点で混和剤を再添加
する方法であり、スランプロスを完全に防止するもので
はない。しかも、繰り返し添加という作業性、経済性の
不利がある。

二）の方法は、オキシカルボン酸塩、リグニンスルボン
酸塩、デキストリン、フミン酸等の遅延剤を単独あるい
はセメント分散剤との併用により、セメント配合物の凝
結時間を遅延させて流動性を維持させようとする方法で
あり、過剰添加の場合、強度低下や硬化不良などの事故
を１？１り危険性が非常に大きい。

このように、いずれの方法も各々欠点を有しており、実
用上問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、上記欠点を改善し、セメント分散剤など
により流動性の改良されたセメント配合物に添加してお
くだけで、セメント配合物の流動性などの他の物性に影
響を与えずに、スランプロスを効果的に防止することの
できる薬剤について鋭意研究した結果、特定の重合体が
有効であることを見出して、本発明に到達した。

（問題点を解決するための手段および作用）すなわち、
本発明は 一般式 ％式％ ［但し、式中Ｘは水素、メチル基、 −ＣＨ２−Ｃ００＋ＲＯ＋−Ｒ２！、！又はＲは炭素＠
２〜３のアルキレン基、Ｒ２は水素又は炭素数１〜５の
アルキル基、ｎは１〜１００の正の整数、ｐ及びｑはそ
れぞれＯ又は１〜１００の正の整数であり且つｐ＋ｑは
１〜１００の正の整数である。）を表わし、Ｙは一〇＋
Ｒ’０←Ｒ２基又は ｎ、ｐ及びｑは前記の通りである。）を表わす。］で示
されるアルキレンオキシド付加単量体（イ）および必要
によりこの単量体（イ）と共重合可能な単量体（ロ）を
、単量体く口）が全車舟体中１５重量％以下の比率で用
いて得られる平均分子ａ６００００〜５０００００の重
合体（Ａ）及び／又は該重合体（Ａ）を更にアルカリ性
物質で中和して得られる重合体（Ｂ）を主成分とするセ
メントモルタル・コンクリート用スランプロス防止剤に
関するものである。

本発明で用いられる単量体（イ）は、前記一般式で示さ
れるものであり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコンＭなどの不飽和カルボン酸類のＨＯ＋ＲＯ＋−Ｒ
（但し、Ｒ、Ｒ及びｎは前記の通りである。）で示され
る一価もしくは二価アルコール類によるエステル化物あ
るいは前記不飽和カルボン酸類にエチレンオキシドやプ
ロピレンオキシドを付加させて１ｑられるエステル化物
、ならびに前記不飽和カルボン酸類ので示されるアルカ
ノールアミンによるアミド化物あるいは前記不飽和カル
ボン酸類をアンモニアでアミド化した侵エチレンオキシ
ドやプロピレンオキシドを付加させて得られるアミド化
物等が挙げられ、これらの１種又は２ＦＪ以上を用いる
ことができる。また、上記ｎまたはｌ）＋Ｑで示される
アルキレンオキシドの前記不飽和カルボン酸類のカルボ
キシル基あたりの付加モル数は１〜１００個が適当であ
り、それ以上に付加させた単は体（イ）を用いると重合
収率が低下するため好ましくない。

本発明で必要により用いられる単量体（ロ）は、単量体
（イ）と共重合可能な単量体であり、例えば、炭素数１
〜２０個の脂肪族アルコールと（メタ）アクリル酸との
エステル類；マレイン酸やフマル酸なとの二塩基性カル
ボン酸と炭素数１〜２０個の脂肪族アルコールまたは炭
素数２〜４個のグリコールもしくはこれらのグリコール
の付加モル数２〜１００のポリアルキレングリコールと
のジエステル類：（メタ）アクリルアミド、（メタ）ア
クリルアルキルアミドなどの不飽和アミド類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類；スチ
レンなどの芳香族ビニル類：ごニルスルホン酸、アリル
スルホン酸、スルホニデル（メタ）アクリレート、スチ
レンスルホン酸すどの不飽和スルホン酸類およびそれら
の一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミ
ン塩類等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用い
ることができる。

重合体（Ａ）は、単量体（イ）単独あるいは単量体（イ
）と単量体（ロ）とを前記特定比率で用いて得られたも
のである。この比率の範囲をはずれる場合、すなわ１５
単母体く口）の品を金子は体中１５ｆｆｉｆｆ１％を超
える多量とした場合には、ｊｑられる重合体のスランプ
ロス防止性能は不充分となり好ましくない。

本発明のスランプロス防止剤として有効な重合体（Ａ）
の平均分子口は６００００〜５ｏｏｏｏｏ、より好まし
くは８００００〜２０００００の範囲である。平均分子
巽がｅｏｏｏｏ未満では連行空気ａが多くなってセメン
ト配合物を硬化した際の強度低下をまねいたり、重合体
自体のセメント分散能によりセメン１−配合物の流動性
を高める結果スランプロス防止性能が逆に不充分となり
好ましくない。また、５０００００を超える高分子量で
は、スランプロス防止性能が不充分となるので好ましく
ない。

重合体くへ〉を製迄するには、重合量始剤を用いて前記
単量体成分を重合させればよい。重合は溶媒中での重合
や塊状重合等の方法により行うことができる。

溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことができ
、その際使用される溶媒としては、水；メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低
級アル」−ル：ベンげン、［−ルエン、キシレン、シク
ロヘキサン、ｎ−ヘキサン等の芳香族あるいは脂１ｔ／
ｉ族炭化水索：酢酸エチル：アセトン、メチルエチルケ
トン等のケトン化合物等が挙げられる。原料用固体およ
び１ｑられる重合体（Ａ）の溶解性並びに該重合体（Ａ
）の使用時の便からは、水及び炭素数１〜４の低級アル
コールよりなる群から選ばれた少なくとも１種を用いる
ことが好ましい。炭素数１〜４の低級アルコールの中で
もメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピル
アルコールが特に有効である。

水媒体中で重合を行う時は、重合開始剤としてアン七ニ
ウム又はアルカリ金属の過硫酸塩あるいは過酸化水素等
の水溶性の重合開始剤が使用される。この際亜硫酸水素
ナトリウム等の促進剤を併用することもできる。又、低
級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、酢酸
エチルあるいはケトン化合物を溶媒とする重合には、ベ
ンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシド等のパ
ーオキシド；クメンハイドロパーオキシド等のハイドロ
パーオキシド；アゾビスイソブチロニトリル等の脂肪族
アゾ化合物等が重合開始剤として用いられる。この際ア
ミン化合物等の促進剤を併用することもできる。更に、
水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上記の
種々の重合開始剤あるいは重合開始剤と促進剤の組合せ
の中から適宜選択して用いることができる。重合温度は
、用いられる溶媒や重合開始剤により適宜窓められるが
、通常Ｏ〜１２０’Ｃの範囲内で行われる。

塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイルパーオキシド
やラウロイルパーオキシド等のパーオキシド：クメンハ
イドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド；アゾビ
スイソブチロニトリル等の脂肪族アゾ化合物等を用い、
５０〜１５０℃の温度範囲内で行われる。

このようにして得られた重合体（Ａ）は、そのままでも
本発明のスランプロス防止剤の主成分として用いられる
が、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して得ら
れる重合体（Ｂ）を本発明のスランプロス防止剤の主成
分として用いてもよい。このようなアルカリ性物質とし
ては、−価金属及び二価金属の水酸化物、塩化物及び炭
酸塩：アンモニア；有機アミン等が好ましいものとして
挙げられる。

本発明のスランプロス防止剤は、種々の公知なピメント
分散剤と併用して使用する。このような公知のセメント
分散剤としては、例えばナフタレンスルホン酸塩ホルマ
リン縮合物、ナフタレンとフルキルナフタレンを含む混
合物のスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホ
ン酸ホルマリン綜合物、リグニンスルホン酸、オキシカ
ルボン酸、ポリカルボン酸およびそれらの塩等を挙げる
ことができる。本発明のスランプロス防止剤とこれらの
セメント分散剤との配合割合は、８０／２０〜２０／８
０（重量比）が好ましい。

さらに、本発明のスランプロス防止剤は、硬化遅延剤、
硬化促進剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤、防水剤
、演泡剤、強度増進剤、膨張材その他のセメント混和剤
と併用してもよい。

本発明のスランプロス防止剤の添加Ｅは、セメント配合
物中のセメントに対して、固形分型ω％として０．００
５％〜２．５％が良い。Ｏ，ＯＯ５％未満であると、充
分なスランプロス防止性能が１ｑられないことがある。

また、２．５％を超える多ｍになると、経済的に不利で
あったり凝結遅延や連行空気量過多などの問題を引きお
こしたりすることがある。

本発明のスランプロス防止剤は、各種ポルトランドセメ
ント、フライアッシュセメン１へ、各種混合セメント、
ＦＩ殊セメント等の水硬性セメントを使用するセメント
配合物に用いることができる。

本発明のスランプロス防止剤のセメント配合物への添加
形態は、水溶液状にＪ５いて実施されることが最も望ま
しいが、粉末あるいは粒状でもよい。

水溶液状で使用する場合は、セメント配合物の練りまぜ
水に添加してもよく、またセメント配合物の練りまぜ後
に添加することら可能である。また、粉末あるいは粒状
で使用する場合は、あらかじめセメントあるいは骨材等
のセメント配合物成分とプレミックスして後、練りまぜ
ることもできる。

（発明の効果） 本発明のけメントモルタル・コンクリート用スランプロ
ス防止剤は、モルタル、コンクリ−１−などのセメント
配合物に添加するだけで、セメント配合物の流動性を経
時的に安定に維持することができ、セメント分散剤など
により所定のスランプとなるように調整されたセメント
配合物の経時的な流動性の低下を防止する。

また、本発明のスランプロス防止剤は、種々の公知なセ
メント分散剤と併用して使用されるが、セメント分散剤
の本来有するセメント分散能を増大したり低減したりす
ることがなく、したがって、セメント配合物の流動性を
任、αに調整することが容易であり、スランプロスが小
さく且つ流動性が望ましい範囲に正確に制御されたセメ
ント配合物を要求する需要家の要望に答えるものである
。

次に本発明のスランプロス防止剤について参考例及び実
施例を挙げて更に、５Ｔ細に説明するが、もちろん本発
明はこれだけに限定されるものではない。尚、例中特に
ことわりのない限り％は重量％を、また部は小品部を表
わすものとする。

参考例１ 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応゛容器に水３７９．６部を仕
込み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下
で９５℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレング
リコールモノメタクリレート（エチレンオキシドの平均
付加モル数１０個）２８０部および水１２０部からなる
七ツマー水溶液と５％過硫酸アンモニウム水溶液１３．
６部とのそれぞれを２時間で添加し、添加終了後さらに
５％過硫酸アンモニウム水溶液６．８部を１時間で添加
した。その後１時間引き続いて９５℃に温度を保持し、
重合反応を完結させ、平均分子量が８２◇ｏ。

の重合体（１）の水溶液を得た。４ｑられた重合体（１
）の２５℃、濃度５％での粘度は４　ｃｐｓであった。

参考例２ 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
！ｌＩ器を備えたガラス製反応容器に水３９０１部を仕
込み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下
で９５℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレング
リコールモノメタクリレ−１へ（エチレンオキシドの平
均付加モル敗２０個）２８０部および水１２０部からな
る七ツマー水溶液と５％過硫酸アンモニウム水溶液６．
６部とのそれぞれを２時間で添加し、添加終了後さらに
５％過硫Ｍアンモニウム水溶液３゜３部を１時間で添加
した。その後１時間引き続いて９５℃に温度を保持し、
重合反応を完結させ、平均分子ｊが１１３０００の重合
体（２）の水溶液を得た。得られた小合体（２）の２５
℃、濃度５％での粘度は１２ｃｐｓであった。

参考例３ 温度計、攪拌機、滴下〇−ト、窒素導入管および還流冷
却器を（ｉｉえたガラス製反応容器に水３９６、４部を
仕込み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気
下で９５℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレン
グリコールモノメタクリレート（エチレンオキシドの平
均付加モル数５０周）２８０部および水１２０部からな
るモノマー水溶液と５％過硫酸アンモニウム水溶液２．
４部とのそれぞれを２時間で添加し、添加終了後さらに
５％過硫酸アンモニウム水溶液１．２部を１時間で添加
した。その後１時間引き続いて９５℃に温度を保持し、
重合反応を完結させ、平均分子♀が１１３１０００の重
合体（３）の水溶液を得た。得られた重合体（３）の２
５℃、濃度５％での粘度は３５ｃｐｓであった。

参考例４ 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器にイソブロピルアルコー
ル３８９．４部を仕込み、攪拌下に反応容器内を窒素置
換し、窒素雰囲気下で沸点まで加熱した。次に、メトキ
シポリエチレングリコールモノメタクリレート（エチレ
ンオキシドの平均付加モル数２０個）３０４部、スチレ
ン１６部、ベンゾイルパーオキシド０．４部およびイソ
プロピルアルコール８０部からなる混合物を２時間で添
加し、添加終了後さらに０．２部のベンゾイルパーオキ
シドをイソプロピルアルコール１０部に分散させたもの
を３０分毎に２回に分けて添加した。

その後１時間引き続いて沸点に温度を保持し、重合反応
を完結させ、イソプロピルアルコールを留去・水で置換
して、平均分子ｆｆｉ　２３００００の重合体（４）の
水溶液を１ｑた。得られた重合体く４）の２５℃、１１
１度５％での粘度は８６Ｃ１）Ｓであった。

参考例５ 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器にイソプロピルアルコー
ル３８９．４部を仕込み、攪拌下に反応容器内を窒素置
換し、窒素雰囲気下で沸点まで加熱した。次に、メトキ
シポリエチレングリコールモノメタクリレート（エチレ
ンオキシドの平均付加モル数２０個）３０４部、メチル
メタクリレート１６部、ベンゾイルパーオキシド０．１
４１部およびイソプロピルアルコール８０部からなる混
合物を２時間で添加し、添加終了後さらに０．２部のベ
ンゾイルパーオキシドをイソプロピルアルコール１０部
に分散させたものを３０分°毎に２回に分けて添加した
。その後１時間引き続いて沸点に温度を保持し、重合反
応を完結させ、イソプロピルアルコールを留去・水で置
換して、平均分子１３０００００の重合体（５）の水溶
液を得た。得られた重合体（５）の２５℃、濃度５％で
の粘度は２５０ｃｐｓであった。

実施例１ セメントとして普通ポルトランドセメント（住友セメン
ト＠Ｊ製）、細骨材として淀用産川砂（最大粒径５履）
、粗骨材として高槻産砕石（最大粒子’ｌ　２５　ｍ　
）およびＡＥＥ水剤としてホゾリス順７０を用い、単位
セメント伍３２０に９／７７Ｌ′、単位水量１６９Ｋｇ
／ｍ（水／セメント比５２．８％）、単位ｍｆｉ１ｅｆ
ｔ８８３Ｋｇ／ｍ：、単位桁ｌＨ４ｆｆ１９３３＆ｇ／
ｍ’　（ｔｉＡ骨材率４８．６％）および単位ＡＥ減減
水量分、　８　Ｋｇ／−の配合で、練り混ぎ聞が３０１
となるようにそれぞれの材料を計固し、可傾式ミキサー
に全材料を投入した。直ちに３分間練り混ぎを行い、１
ｑられた目標スランプ８Ｃ！Ｒ１目標空気量４％のベー
スコンクリートを令聞ミキサーより排出した。次に、ベ
ースコンクリート全８をミキサーに戻し、セメント分散
剤としてのナフタレンスルボン酸ナトリウム塩ホルマリ
ン縮合物（花王石鹸（１１製、マイティ１５０）および
参考例１で得られた重合体（１）を、対セメント固形分
でセメント分散剤０．２５％、重合体（１）０．１％と
なるＧをそれぞれミキサーに投入し、２分間練り混ぜを
行い、流動化コンクリートを調製した。

得られた流動化コンクリートは、直ちにミキサーより全
ω排出し、調製直後のスランプおよび空気量を測定した
。次に、流動化コンクリート全ωを再度ミキサーに戻し
、低速で所定時間練り続け、３０分後、６０分後、９０
分後のスランプを測定して、スランプの経時変化をみた
。

また、得られた流動化コンクリートの圧縮強度および凝
結時間も測定した。これらの測定結果を第１表に示す。

なお、スランプ、空気は、圧縮強度および凝結時間の測
定方法や圧縮強度供１体の採取方法は、すべて日本工業
規格（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ａ　　１１０１．１１２８゜１１
０８、６２０４．１１３２＞に準拠して行った。

実施例２〜５ 第１表に示された本発明のスランプロス防止剤としての
参考例２〜５で得られた重合体およびセメント分散剤を
第１表に示された添加是で使用する他は、実施例１と同
様の操作を繰り返して流動化コンクリートを調製し、そ
れらのスランプ、空気量、圧縮強度および凝結時間を測
定した。測定結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１において重合体（１）を使用しない他は、実施
例１と同様の操作を繰り返して、比較用の流動化コンク
リートを調製し、そのスランプ、空気え、圧縮強度およ
び凝結時間を測定した。測定結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例４において共重合体（４）を使用しない他は、実
施例４と同様の操作を繰り返して、比較用の流動化コン
クリートを調製し、そのスランプ、空気伍、圧縮強度お
よび凝結時間を測定した。測定結果を第１表に示す。

第１表Ｊ、り明らかなように、本発明のスランプロス防
止剤ｉま、少量の添加で極めて長時間セメン１へ分散剤
によって設定されたスランプを安定に帷持し、しかし圧
縮強度および凝結時間に悪影響を与えないことが確認で
きた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ［但し、式中Ｘは水素、メチル基、 −ＣＨ＿２−ＣＯＯ−（Ｒ＾１Ｏ）−＿ｎＲ＾２基又は
   ▲数式、化学式、表等があります▼基（但 し、Ｒ＾１は炭素数２〜３のアルキレン基、Ｒ＾２は水
   素又は炭素数１〜５のアルキル基、ｎは１〜１００の正
   の整数、ｐ及びｑはそれぞれ０又は１〜１００の正の整
   数であり且つｐ＋ｑは１〜１００の正の整数である。）
   を表わし、Ｙは−Ｏ−（Ｒ＾１Ｏ）−＿ｎＲ＾２基又は
   ▲数式、化学式、表等があります▼（但し、Ｒ＾１、 Ｒ＾２、ｎ、ｐ及びｑは前記の通りである。）を表わす
   。］ で示されるアルキレンオキシド付加単量体 （イ） および必要によりこの単量体（イ）と共重合可能な単量
   体（ロ）を、単量体（ロ）が全単量体中１５重量％以下
   の比率で用いて得られる平均分子量６００００〜５００
   ０００の重合体（Ａ）及び／又は該重合体（Ａ）を更に
   アルカリ性物質で中和して得られる重合体 （Ｂ）を主成分とするセメントモルタル・コンクリート
   用スランプロス防止剤。