JP2001064059A - 透水性コンクリート用添加剤 - Google Patents

透水性コンクリート用添加剤

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富士桜 倭
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達也 水沼
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透水性の低下や強度低下を抑制し得る透水性
コンクリート用添加剤を提供する。 【解決手段】 多糖類又はそのアルキル化若しくはヒド
ロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素
原子が、特定の疎水性置換基(A)と特定のイオン性親
水性置換基(B)で置換されてなる多糖誘導体を含有す
る透水性コンクリート用添加剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は透水性コンクリート
用添加剤に関する。
【0002】
【従来の技術】ポーラスコンクリートやまぶしコンクリ
ートと称される透水性のあるコンクリートは、20〜30%
の連続した空隙を含む。この製法は、セメントペースト
で粗骨材をまぶし、成形するものであるが、連続した空
隙を得るために粘性の高いモルタルが必要となり、微粉
末の多量配合や増粘剤が添加される(コンクリート総
覧:p646:ポーラスコンクリート:技術書院)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの技術で
は、骨材へのペースト付着の均一性に欠け、またペース
トの垂れ等から、不連続空隙となり、透水性の低下と強
度低下をきたすという問題がある。
【0004】本発明の目的は、骨材への付着性と均一保
型性に優れ、連続した空隙の形成と、強度の高い透水性
コンクリートを得ることができる添加剤を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、多糖類又はそ
のアルキル化若しくはヒドロキシアルキル化誘導体の一
部又は全部の水酸基の水素原子が、炭素数8〜40の炭化
水素鎖を部分構造として有する疎水性置換基(A)、及
びスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、及び硫酸
エステル基並びにそれらの塩からなる群から選ばれる1
種以上の基を部分構造として含有するイオン性親水性置
換基(B)で置換されてなる多糖誘導体とを含有してな
る透水性コンクリート用添加剤に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明によれば、多糖誘導体は、
多糖類又はそのアルキル化若しくはヒドロキシアルキル
化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子が、疎水性
置換基(A)及びイオン性親水性置換基(B)で置換さ
れてなる。疎水性置換基(A)は、炭素数8〜40の炭化
水素鎖を部分構造として有するが、具体的には、炭素数
8〜40、好ましくは12〜36、より好ましくは16〜24の直
鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキルグリセリル
エーテル基、又は同様な炭素数の直鎖又は分岐鎖のアル
ケニル基を有するアルケニルグリセリルエーテル基、又
はヒドロキシル基が置換していても良く、オキシカルボ
ニル基が挿入されていてもよい炭素数8〜40、好ましく
は12〜36、より好ましくは16〜24の直鎖又は分岐鎖のア
ルキル基、アルケニル基又はアシル基等である。製造上
の容易性その他の観点から、好ましくはアルキルグリセ
リルエーテル基、長鎖アルキル基、2−ヒドロキシ長鎖
アルキル基であり、特にアルキルグリセリルエーテル基
が好ましい。これらの疎水性置換基(A)は多糖分子に
結合しているヒドロキシエチル基やヒドロキシプロピル
基の水酸基の水素原子と置換していてもよい。
【0007】イオン性親水性置換基(B)は、スルホン
酸基、カルボキシル基、リン酸基、及び硫酸エステル基
からなる群から選ばれる1種以上の基を部分構造として
含有する置換基であり、これらは塩を形成していてもよ
い。具体的には、ヒドロキシル基が置換していてもよい
炭素数1〜5のスルホアルキル基又はその塩、カルボキ
シアルキル基又はその塩、リン酸アルキル基又はその
塩、硫酸エステルアルキル基又はその塩等が挙げられ
る。好ましくは、ヒドロキシル基が置換していてもよい
炭素数1〜5のスルホアルキル基である。より具体的に
は、2−スルホエチル基、3−スルホプロピル基、3−
スルホ−2−ヒドロキシプロピル基、2−スルホ−1−
(ヒドロキシメチル)エチル基等が挙げられ、その全て
あるいは一部がNa、K等のアルカリ金属、Ca、Mg等のア
ルカリ土類金属類、アミン類等の有機カチオン基、アン
モニウムイオン等との塩になっていてもよい。
【0008】本発明に係るこれらの多糖誘導体は、疎水
性置換基(A)とイオン性親水性置換基(B)による置
換の度合いにより、混練水への溶解性や増粘性が変化す
る。即ち、疎水性置換基(A)とイオン性親水性置換基
(B)の置換度を好ましい範囲のものとすることによ
り、混練水への適度な溶解性や増粘性を得ることが出
来、従ってセメントペーストの骨材への優れた付着性と
優れた均一保型性を与えることができる。こうした観点
から、疎水性置換基(A)による置換度は、構成単糖残
基あたり0.0001〜1であり、0.0005〜0.01がより好まし
い。またイオン性親水性置換基(B)による置換度は、
構成単糖残基1単位あたり0.001〜2であり、0.01〜1
がより好ましい。特に好ましい置換度は、疎水性置換基
(A)が0.0007〜0.005であり、イオン性親水性置換基
(B)が0.02〜0.15である。
【0009】本発明において多糖類としては、セルロー
ス、スターチ、根茎多糖類、樹液多糖類、種子多糖類、
海草多糖類、動物性多糖類、微生物多糖類が挙げられ
る。また、イオン性基が置換したものとしてカルボキシ
メチルセルロース、硫酸セルロース等のアニオン性基置
換体が挙げられる。多糖類のアルキル化もしくはヒドロ
キシアルキル化誘導体としては、上記多糖類のヒドロキ
シエチル化物、ヒドロキシプロピル化物、メチル化物、
エチル化物等が挙げられ、なかでもセルロース、ヒドロ
キシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース等セルロース及
びその誘導体が好ましい。また、これらの多糖類のメチ
ル基、エチル基、ヒドロキエチル基、ヒドロキシプロピ
ル基等の置換基は、単一の置換基で置換されたものでも
よいし、複数の置換基で置換されたものでもよく、その
構成単糖残基当たりの置換度は0.1〜5、特に0.5〜3が
好ましい。また置換基がアルキレンオキシ基の場合に
は、置換度、即ちその構成単糖残基当たりの付加モル数
は、0.1〜10、特に0.5〜5が好ましい。また、これらの
多糖類又はその誘導体の重量平均分子量は1万〜1000万
であり、特に10万〜500万の範囲のものが好ましい。
【0010】本発明の置換された多糖誘導体は、多糖類
又はそのアルキル化若しくはヒドロキシアルキル化誘導
体の水酸基の水素原子を部分的の疎水化(疎水性置換基
(A)の導入)又は親水化又は疎水化することにより、
又は疎水化及び親水化を同時に行うことにより得られ
る。
【0011】置換基の導入は、一例として次のようにし
て行うことができる。すなわち、多糖類又はその誘導体
を、アルカリの存在下で、アルキル炭素数が8〜40のア
ルキル又はアルケニルグリシジルエーテル、炭素数が8
〜40のアルキル又はアルケニルグリシジルエーテル、炭
素数が8〜40の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルキ
ルのエポキシド、ハライド、ハロヒドリン、アシルハラ
イド、或いは炭素数が8〜40のアシル基を有するエステ
ル又はカルボン酸無水物と反応させることにより疎水性
置換基(A)を導入し、更にアルカリの存在下でビニル
スルホン酸又はヒドロキシル基が置換していてもよい炭
素数1〜5のハロアルカンスルホン酸、ハロカルボン
酸、ハロリン酸エステル、ハロ硫酸エステル又はそれら
の塩等と反応させることにより行うことができる。尚、
こうした多糖誘導体の製法については例えばEP 0781780
に記載がある。
【0012】本発明における多糖誘導体の添加量は、目
的とする粘性、空隙の均一性の程度に応じ適宜決めれば
よいが、水硬性粉体量に対して0.0001〜3重量%、好ま
しくは0.001〜0.5重量%、特に好ましくは0.01〜0.1重
量%が適している。
【0013】本発明において、練り水量低減による強度
向上に、高性能減水剤を併用添加することは有効であ
る。本発明において用いられる高性能減水剤、即ちJIS
A 6204に規定される減水率18%以上のコンクリート用化
学混和剤としては、ナフタレン、メラミン、フェノー
ル、尿素及びアニリンの何れかのメチロール化物及びス
ルホン化物の群から選ばれる1種又は2種以上の化合物
のホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。例えば、ナフ
タレンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合物〔例え
ば花王(株)製マイティ150〕メラミンスルホン酸金属
塩ホルムアルデヒド縮合物〔例えば花王(株)製マイテ
ィ150-V2〕、フェノールスルホン酸ホルムアルデヒド化
合物(特許第1097647号に記載の化合物等)、フェノー
ル・スルファニル酸ホルムアルデヒド共縮合物(特開平
1−113419号公報に記載の化合物等)等である。さらに
また他の例として、エチレン系不飽和モノカルボン酸、
そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体からなる
群より選ばれる1種又は2種以上を含有する単量体を重
合して得られる重合体又は共重合体(特公平2−7901号
公報、特開平3−75252号公報、特公平2−8983号公
報、特開平7−223852号等に記載の化合物等)が挙げら
れる。
【0014】本発明における高性能減水剤の添加量は、
所望とする流動性に応じて適宜決定することができる
が、一般に水硬性粉体に対して0.1〜5重量%、好まし
くは0.3〜3重量%である。
【0015】本発明における多糖誘導体、高性能減水剤
の水硬性組成物への添加は、別々に添加又は予め配合し
たものを添加してもよく、また水溶液又は粉末のどちら
の状態でも可能であり、また一時に全量添加する方法、
あるいは数回に分割して添加する方法のどちらを採用す
ることもできる。
【0016】本発明の透水性コンクリート用添加剤に
は、公知の分散剤を併用することができる。例えばリグ
ニンスルホン酸又はその塩、オキシカルボン酸又はその
塩、及びポリアルキル無水カルボン酸又はその塩(例え
ば、特公昭63−5346号公報、特開昭62−83344号公報、
特開平1−270550号公報)等と併用することができ、そ
の場合には予め混合しておいても良く、また、一方を水
硬性粉体又は水硬性組成物に配合した後に、あるいは一
方を水硬性粉体又は水硬性組成物に配合して練っておい
てから他方を配合しても良い。
【0017】また、他の水硬性組成物用添加剤(材)、
例えば徐放性分散剤、AE減水剤、流動化剤、遅延剤、
早強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡剤、保水剤、増
粘剤、セルフレベリング剤、防水剤、防錆剤、着色剤、
防黴剤、ひび割れ低減剤、高分子エマルション、その他
の界面活性剤、その他の水溶性高分子、膨張剤(材)、
グラスファイバー等の1種又は2種以上を併用すること
も可能である。
【0018】
【実施例】<多糖誘導体>表1に以下の実施例で用いた
多糖誘導体を示す。なお、以下の実施例において「置換
度」とは、構成単糖残基当たりの置換基の平均数を示
す。置換基(A)の置換度はZeisel法(D.G.Anderson,
Anal. Chem., 43, 894(1971))により、置換基(B)の
置換度はコロイド滴定法により求めた。
【0019】
【表1】
【0020】(注) *HEC (1):ヒドロキシエチルセルロース、重量平均分
子量約80万、置換度1.8 *HEC (2)ヒドロキシエチルセルロース、重量平均分子
量約150万、置換度1.8 *メチルセルロース:重量平均分子量約40万、置換度1.
8 *セルロース: *CMC:カルボキシメチルセルロース、重量平均分子量
約100万、置換度0.78 *ポリアクリル酸ナトリウム:カーボポール941、グッ
ドリッチ社製 実施例1 表2に示す配合で、オムニミキサー(千代田技研工業社
製)で3分間混合した後、縦×横×高さ=10×10×20cm
の型枠に充填し、7日間静置した。7日後に脱型し、高
さ中央で切断して、縦×横×高さ=10×10×10cmの立方
体として上下の重量を測定した。空隙の均一性は、上下
の立方体の重量差から以下の基準で判定した。 ○:重量差2%以下 △:重量差2%超4%未満 ×:重量差4%以上 また、縦×横×高さ=10×10×20cm立方体の7日後の圧
縮強度を測定した。空隙が不均一であれば強度は低下す
る。これらの結果を表3に示した。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】実施例2 表4に示す配合で実施例1と同様に試験した。なお、高
性能減水剤として表5のものを使用した。添加剤と高性
能減水剤の添加量は表6の通りである。評価結果を表6
に示した。
【0024】
【表4】
【0025】
【表5】
【0026】
【表6】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、均一な空隙を有し、強
度の高い透水性コンクリートが得られる透水性コンクリ
ート用添加剤が提供される。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多糖類又はそのアルキル化若しくはヒド
    ロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素
    原子が、炭素数8〜40の炭化水素鎖を部分構造として有
    する疎水性置換基(A)と、スルホン酸基、カルボキシ
    ル基、リン酸基、及び硫酸エステル基並びにそれらの塩
    からなる群から選ばれる1種以上の基を部分構造として
    含有するイオン性親水性置換基(B)で置換されてなる
    多糖誘導体を含有する、透水性コンクリート用添加剤。
  2. 【請求項2】 疎水性置換基(A)による置換度が構成
    単糖残基あたり0.0001〜1であり、イオン性親水性置換
    基(B)による置換度が構成単糖残基あたり0.001〜2
    である、請求項1の透水性コンクリート用添加剤。
  3. 【請求項3】 疎水性置換基(A)が炭素数8〜40の直
    鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキルグリセリル
    エーテル基、炭素数8〜40の直鎖又は分岐鎖のアルケニ
    ル基を有するアルケニルグリセリルエーテル基、及びヒ
    ドロキシル基が置換していてもよく、オキシカルボニル
    基が挿入されていてもよい炭素数8〜40の直鎖又は分岐
    鎖のアルキル基、アルケニル基又はアシル基からなる群
    から選ばれる1種以上の基であり、イオン性親水性置換
    基(B)がヒドロキシル基が置換していてもよい炭素数
    1〜5のスルホアルキル基、カルボキシアルキル基、リ
    ン酸アルキル基、及び硫酸エステルアルキル基並びにそ
    れらの塩からなる群より選ばれる1種以上の基である、
    請求項1又は2の透水性コンクリート用添加剤。
  4. 【請求項4】 更に高性能減水剤を含有する請求項1〜
    3の何れか1項記載の透水性コンクリート用添加剤。
  5. 【請求項5】 高性能減水剤が、エチレン系不飽和カル
    ボン酸、そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体
    からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する単
    量体を重合して得られる重合体又は共重合体、或いはナ
    フタレン、メラミン、フェノール、尿素及びアニリンの
    何れかのメチロール化物又はスルホン化物からなる群か
    ら選ばれる1種又は2種以上の化合物のホルムアルデヒ
    ド縮合物である、請求項4の透水性コンクリート用添加
    剤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003327458A (ja) * 2002-03-08 2003-11-19 Kao Corp 透水性コンクリート用添加剤
CN110550884A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 山西黄腾化工有限公司 一种透水混凝土外加剂及其生产工艺

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