JP2002097049A - 一液型耐水性エアモルタル用起泡剤組成物 - Google Patents

一液型耐水性エアモルタル用起泡剤組成物

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JP2002097049A
JP2002097049A JP2000287936A JP2000287936A JP2002097049A JP 2002097049 A JP2002097049 A JP 2002097049A JP 2000287936 A JP2000287936 A JP 2000287936A JP 2000287936 A JP2000287936 A JP 2000287936A JP 2002097049 A JP2002097049 A JP 2002097049A
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JP
Japan
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water
air mortar
foaming agent
mortar
agent composition
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JP2000287936A
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English (en)
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Takeshi Koinuma
武志 鯉沼
Chiaki Endo
千秋 遠藤
Yasuyuki Hiratsuka
保幸 平塚
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Daiichi Kasei Sangyo Co Ltd
Original Assignee
Daiichi Kasei Sangyo Co Ltd
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起泡剤と耐水性付与剤の二液を別々にモルタ
ルスラリー等に添加せずとも、従来から慣用されている
エアモルタル用起泡剤と全く同様の方法で使用でき、し
かも水が存在しても材料分離による気泡散逸を生ずるこ
とのない耐水性に優れたエアモルタルを作製できる、一
液型の耐水性エアモルタル用起泡剤を提供する。 【解決手段】 (A)炭化水素系または蛋白質系の界面
活性剤を固形分で1〜50重量%、(B)アクリル系ま
たはセルロース系高分子化合物の1種または2種を固形
分で0.001〜10重量%、(C)コハク酸誘導体ま
たはマレイン酸誘導体のアルカリ金属塩またはアミン塩
を固形分で0.001〜10重量%および残部が水から
なることを特徴とするもの。本発明の起泡剤組成物を用
いたエアモルタルは、良好な流動性を有し、しかも優れ
た耐水性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、内部に多量の小気泡を
含ませた多孔質のエアモルタルを作製するために用いら
れる起泡剤組成物に関し、さらに詳しくは、従来のエア
モルタル用起泡剤と全く同様にして、起泡剤を予め発泡
させてできる気泡をセメントミルク、モルタルスラリ
ー、コンクリートスラリー等に添加してエアモルタルを
作製することにより、容易にエアモルタルに耐水性を付
与することができる、一液型耐水性エアモルタル用起泡
剤組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】トンネルの裏込部などにおいては、トン
ネル躯体の裏側に生ずる空隙を埋めるために、エアモル
タルなどのグラウト材を充填することが従来から一般的
に行われている。しかし裏込部に溜水や湧水が存在する
場合、通常のエアモルタルは材料分離を生じ内部の気泡
が散逸してしまうため使用できない。
【0003】そのため特開平7−90837号公報ある
いは特開平11−310779号公報においては、エア
モルタルの打設直前に別途アルミニウム塩やベントナイ
ト水等を添加してエアモルタルに耐水性を付与すること
により、水の存在する場所においてもエアモルタルの材
料分離を防止する技術が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム塩やベントナイト水等の耐水性付与剤を、炭化水
素系または蛋白質系の界面活性剤からなる起泡剤と混合
すると沈殿が生じてしまうため、これら二液を予め混合
してモルタルスラリー等に添加することは不可能であ
る。そのため、エアモルタルの打設直前に二液を混合さ
せるという方法を採用せざるを得ない。
【0005】従って、上記のごとき二液の添加剤を用い
てエアモルタルを施工するに際しては、エアモルタルの
配管の他に添加剤を打設場所付近にまで送る配管やポン
プ等を用意しなくてはならない。また、上記添加剤を用
いて作製された耐水性エアモルタルは、グラウト材に必
要とされるセルフレベリング性、即ち流動性が悪くなる
ため空隙の隅々まで充填されにくく、トンネルの裏込め
等の見えない場所への充填は非常に危険である。さらに
は、作製されたエアモルタルの耐久性の低下、強度低
下、成分溶出などの問題が存在している。
【0006】そこで本発明は、上述した従来技術におけ
る問題点を解消し、起泡剤と耐水性付与剤の二液を別々
にモルタルスラリー等に添加せずとも、従来から慣用さ
れているエアモルタル用起泡剤と全く同様の方法で使用
でき、しかも水が存在しても材料分離による気泡散逸を
生ずることのない耐水性に優れたエアモルタルを作製で
きる、一液型の耐水性エアモルタル用起泡剤を提供する
ことを目的としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、炭化水素
系または蛋白質系の界面活性剤に、アクリル系またはセ
ルロース系の高分子化合物とコハク酸誘導体またはマレ
イン酸誘導体のアルカリ金属塩またはアミン塩とを添加
してなる起泡剤組成物をエアモルタルの作製に際して使
用することにより、水が存在しても材料分離による気泡
散逸を生じることのない耐水性に優れたエアモルタルが
得られることを見出し、本発明を完成させるに至ったも
のである。
【0008】すなわち本発明による一液型の耐水性エア
モルタル用起泡剤組成物は、(A)炭化水素系または蛋
白質系の界面活性剤を固形分で1〜50重量%、(B)
アクリル系またはセルロース系高分子化合物の1種また
は2種を固形分で0.001〜10重量%、(C)コハ
ク酸誘導体またはマレイン酸誘導体のアルカリ金属塩ま
たはアミン塩を固形分で0.001〜10重量%および
残部が水からなることを特徴とするものである。
【0009】本発明の起泡剤組成物を用いて耐水性エア
モルタルを作製するに際しては、従来から慣用されてい
るエアモルタル用起泡剤を使用するのと全く同様の方法
が採用でき、(A)、(B)、(C)および水を所定の
割合で混合した本発明の起泡剤組成物の原液または水希
釈液を発泡させ、得られた気泡をセメントミルク、モル
タルスラリー、コンクリートスラリー等に混合した後、
打設場所に圧送、注入すればよい。
【0010】
【発明の実施の形態】炭化水素系または蛋白質系の界面
活性剤(A)は、従来から起泡剤の主成分として慣用さ
れているものであって、泡を生成させるために必要とな
る成分である。炭化水素系の界面活性剤としては、陰イ
オン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、非イオン系
界面活性剤、両性界面活性剤が使用可能であるが、泡の
安定性、経済性の面から特に陰イオン系界面活性剤が好
ましく使用できる。
【0011】蛋白質系の界面活性剤としては、特定の種
類に限定されず全ての種類が使用可能であるが、泡の安
定性、経済性、入手容易性の面からケラチン加水分解蛋
白質が好ましく使用できる。
【0012】これらの界面活性剤の使用量は、必要量以
上に添加しても発泡性能の向上は見られず、経済性が悪
くなるため、起泡剤組成物全量に対して固形分で1〜5
0重量%の範囲で使用可能であり、15〜25重量%の
範囲がより好ましい。
【0013】アクリル系またはセルロース系高分子化合
物(B)、およびコハク酸誘導体またはマレイン酸誘導
体のアルカリ金属塩またはアミン塩(C)は、溜水や湧
水の水分によりエアモルタルの材料分離が生じて気泡が
散逸するのを防ぐためのものである。
【0014】これらのうち(B)は主として水中安定性
を保つ作用を有し、(C)を添加せずに(B)のみを添
加しても効果があるが、(B)のみを用いて有効な水中
安定性を発現させるには多量の添加が必要になる。しか
しながら、(B)のみを多量に添加する場合には、経済
性が悪くなり、組成物が高粘度化するため取り扱いにく
くなるばかりでなく、エアモルタルの凝結が遅延した
り、エアモルタルの高粘度化に伴い高圧ポンプが必要と
なる等の問題も生ずる。
【0015】一方、(C)はセメントのカルシウムと弱
い結合を生じて泡に耐水性を付与させる作用を有し、湧
水などが上方から降りかかってくるような場所でのみ使
用するエアモルタルの場合等では、(B)を添加せずに
(C)のみを添加することも考えられる。しかしなが
ら、実際の現場においては、湧水がエアモルタル充填場
所の下部等に溜まっている場合がほとんどであり、溜水
がある場所への充填、すなわち水中にエアモルタルを投
入するような条件においては、(C)のみの効果では水
圧によりエアモルタルの分散が生じてしまうことにな
る。
【0016】上述した理由から、本発明の組成物におい
ては(B)と(C)とを併用することによってそれぞれ
の有する作用が相乗的に発現し、水中安定性のある耐水
性エアモルタルを作製することが可能となる。
【0017】(B)の添加量は、一定量以下では水中安
定性の効果が見られず、必要量以上に添加すると上述し
たような種々の問題が生ずるため、組成物全量に対して
固形分で0.001〜10重量%の範囲が使用可能であ
り、0.05〜5重量%の範囲がより好ましい。
【0018】また(C)の添加量は、一定量以下では十
分な耐水効果が発揮されず、必要量以上に添加した場合
には効果の向上はあまり見られず、かえって流動性が著
しく低下するため、組成物全量に対して0.001〜1
0重量%の範囲が使用可能であり、0.05〜5重量%
の範囲がより好ましい。
【0019】本発明の起泡剤組成物には、前記した必須
成分に加えて通常用いられている各種添加剤を必要に応
じて配合することができる。このような添加剤として
は、不凍剤や曇点降下剤等が挙げられる。不凍剤として
は、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレング
リコールなどのグリコール類;曇点降下剤としては、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル
等のグリコールエーテル類が挙げられる。
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。なお、実施例および比較例における
%および各成分の配合割合はすべて重量%で示す。ま
た、使用した薬剤成分は以下の通りである。
【0020】 陰イオン系界面活性剤 :アルキルサルフェート (固形分98%) 不凍剤 :エチレングリコール 曇点降下剤 :エチレングリコールモノブチルエーテル アクリル系高分子化合物 :ポリアクリルアミド共重合体(固形分 98%) セルロース系高分子化合物 :メチルセルロース重合体(固形分 97%) マレイン酸誘導体 :ロジンマレイン酸Na塩(固形分 95%) コハク酸誘導体 :ジメチルコハク酸Na塩(固形分 95%)
【0021】表1〜表3に示した配合割合により各薬剤
成分を均一の溶液になるまで攪拌混合し、15種類の起
泡剤組成物A〜Oを調製した。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】上記に示した15種類の起泡剤組成物A〜
Oをそれぞれ水で5重量倍となるよう希釈し、この希釈
液から発泡ノズルを用いて容積重量200g/L(リッ
トル)の気泡を調製した。この気泡を、下記に示す配合
により別途調製したモルタルスラリーに気泡量が41%
となるように加えて、横型ミキサーを用いて25rpm
で1分間混練りし15種類のエアモルタルを作製した。 普通ポルトランドセメント 250kg ミクロサンド 500kg 水 310kg 気泡量 41%
【0026】また、上記に示した起泡剤組成物以外に、
市販されている起泡剤(商品名「OFA-2」、小野田
ケミコ(株)製)を用いて調製した気泡を、上記と同様
なモルタルスラリーに気泡量41%となるように加え、
さらに耐水性付与剤として硫酸アルミニウムを添加して
エアモルタルを作製し、二液型の従来例として比較の対
象とした。
【0027】このようにして得られた15種類のエアモ
ルタルおよび従来例のエアモルタルについて、下記の試
験方法を用いて水中不分離度試験およびフロー値試験を
行った。試験結果を表4に示す。
【0028】<水中不分離度試験>(「土木学会基準
付属書2 水中不分離性コンクリートの水中不分離度試
験方法(案)」に準拠) ビーカーに所定のイオン交換水を入れておき、気泡を混
合した凝固前のエアモルタル試料をビーカー内に静かに
入れて自由落下させる。水中落下終了後3分間静置した
後、スポイトを用いてビーカー内の水を静かに分取して
被検水とする。この被検水の一部を105〜110℃の
乾燥機で乾燥させ、次いでデシケーターで放冷後、その
質量を測り懸濁物質量(mg/L)を算出する。またこ
れとは別に、被検水の20℃におけるpHを測定し、懸
濁物質量と共に水中不分離性の比較を行った。
【0029】<フロー値試験>(「日本道路公団規格J
HS−A−313のフロー値試験」に準拠) 内径80mm、高さ80mmのシリンダー内に、気泡を
混合した凝固前のエアモルタルを入れて上部を擦り切
り、次いでシリンダーを鉛直上方に引き上げた後、拡が
った円形の直径(mm)を測定し、エアモルタルの流動
性の指標とする。本来は1分経過後の拡がりを測定する
のであるが、本試験では添加薬剤の特性を考慮して3分
経過後の拡がりを測定した。
【0030】
【表4】
【0031】表4からわかるように、アクリル系または
セルロース系高分子化合物の添加量を規定量より少ない
0.0005%配合した起泡剤組成物D、I、Nを用い
たエアモルタル、およびコハク酸誘導体またはマレイン
酸誘導体を規定量より少ない0.0005%配合した起
泡剤組成物A、F、Kを用いたエアモルタルは、水中不
分離度試験における懸濁物質量が非常に多くかつpHも
高いことから、水中でエアモルタルの材料分離が生じて
いることを示している。
【0032】コハク酸誘導体またはマレイン酸誘導体を
規定量より多量な20%配合した起泡剤組成物C、H、
Mを用いたエアモルタルは、1%配合した場合よりも懸
濁物質量の若干の低下は見られたものの、フロー値が著
しく低下し流動性が悪化している。また、アクリル系ま
たはセルロース系高分子化合物を規定量より多量な12
%配合した起泡剤組成物E、J、Oを用いたエアモルタ
ルについても、流動性が悪化している。
【0033】これに対して、本発明の各成分の配合割合
による起泡剤組成物B、G、Lを用いたエアモルタル
は、水中不分離度試験における懸濁物質量およびpHと
もに二液型の従来例と同等の値を示し、しかも二液型従
来例に較べて優れた流動性を示していることがわかる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明の
一液型耐水性エアモルタル用起泡剤組成物によれば、起
泡剤と耐水性付与剤とを予め混合して一液とし、これを
発泡させた気泡をモルタルスラリー等に混合するといっ
た、通常の起泡剤と同様な使用方法でエアモルタルを作
製して打設場所に圧送、注入することにより、簡便に耐
水性に優れたエアモルタルを作製することができる。
【0035】その結果、従来の二液型起泡剤のように、
エアモルタル打設直前に耐水性付与剤を添加する必要が
ないから、耐水性付与剤添加用のポンプや配管ライン等
を増設しなくてもよいという利点がある。
【0036】さらに、本発明の起泡剤組成物を用いたエ
アモルタルは、従来の二液型起泡剤を用いたものよりも
優れた流動性を示すため、打設場所への圧送、注入がし
やく、裏込部の空隙の隅々まで充填できるグラウト材と
して好適なエアモルタルを作製することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 24/04 C04B 24/04 24/26 24/26 D 24/28 24/28 Z 24/38 24/38 C C08K 5/00 C08K 5/00 5/098 5/098 5/17 5/17 C08L 1/00 C08L 1/00 33/00 33/00 // C04B 103:42 C04B 103:42 (72)発明者 平塚 保幸 埼玉県川越市南台1丁目6番4号 第一化 成産業株式会社川越工場内 Fターム(参考) 4D077 AA10 AB20 AC07 BA07 CA12 DA02Y DC02Y DC28Y DC54Y DD19Y DD62Y DD65Y DE24Y 4J002 AB011 AB031 BG001 BG131 EG057 EN137 FD316 GL00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)炭化水素系または蛋白質系の界面
    活性剤を固形分で1〜50重量%、(B)アクリル系ま
    たはセルロース系高分子化合物の1種または2種を固形
    分で0.001〜10重量%、(C)コハク酸誘導体ま
    たはマレイン酸誘導体のアルカリ金属塩またはアミン塩
    を固形分で0.001〜10重量%および残部が水から
    なることを特徴とする一液型耐水性エアモルタル用起泡
    剤組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8070876B1 (en) * 2011-05-05 2011-12-06 Haihong Jiang Fireproof insulating cementitious foam comprising phase change materials
CN103253971A (zh) * 2013-06-07 2013-08-21 许盛英 粉状碳酸钙发泡剂
CN103553408A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 成都新柯力化工科技有限公司 一种柔性防水粉及制备方法

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