JP2002137951A

JP2002137951A - セメント組成物

Info

Publication number: JP2002137951A
Application number: JP2000325029A
Authority: JP
Inventors: Yoko Kanehara; 陽子金原; Kazuo Sasaoka; 一男笹岡; Masashi Koyama; 正師小山; Tatsuya Kishida; 達也岸田
Original assignee: Nippon Starch Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Starch Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート、モルタル、グラウト等の水和
熱による温度上昇を抑制し、かつ遅延性および流動性を
改良したセメント組成物を提供する。【構成】糊化開始温度が３５〜６０℃で、かつ、５０
℃の糊液粘度が２５％水溶液において２０〜３０００ｍ
Ｐａ・ｓで、かつ、含有カチオン性窒素量が乾燥澱粉量
に対し０．２〜１．２％である、低粘度化カチオン化澱
粉をセメントに対し０．１〜５重量％含有してなるセメ
ント組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート、モルタ
ル、グラウト等の水和熱による温度上昇を抑制し、かつ
遅延性および流動性を改良したセメント組成物に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、土木建築構造物の大型化が進み、
いわゆるマスコンクリート工事が増加している。この様
な工事では、セメントの水和による発熱の総量が大きく
なってコンクリート温度が材令初期に急激に上昇し、そ
れが降下したときの応力が原因となって、コンクリート
にいわゆる熱ひび割れが発生することがあり、水和熱の
少ないセメントが求められている。また、工事における
作業性の観点からコンクリートやモルタルが流動性に優
れていることも求められている。水和熱を抑制するため
に、温度２１℃での水可溶分が１０〜６５重量％である
デキストリンを添加する方法が提案されている（特公昭
５７−２６１号公報）が、効果が不十分で、かつ、デキ
ストリンにはセメントの硬化を遅くする欠点（遅延性）
があった。その改善方法として本出願人が先に出願した
特開平６−３０５７９９号において、糊化開始温度が３
０〜６０℃、かつ５０℃の糊液粘度が２５％水溶液にお
いて２０〜５０００センチポイズである化工澱粉を添加
する方法を提案したが、化工澱粉の種類と糊化開始温度
によってはコンクリートやモルタルの流動性が悪くなる
という欠点が認められた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑
み、本発明は、コンクリート構造物のひび割れの原因と
なるセメントの水和熱による温度上昇を抑制し、かつ遅
延性および流動性を改良することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため鋭意検討を重ねた結果、糊化開始温度が
３５〜６０℃で、かつ、５０℃の糊液粘度が２５％水溶
液において２０〜３０００ｍＰａ・ｓで、かつ、含有カ
チオン性窒素量が乾燥澱粉量に対し０．２〜１．２％で
ある低粘度化カチオン化澱粉を、セメントに対し０．１
〜５重量％含有してなるセメント組成物が、水和熱によ
る温度上昇を抑制し、かつ遅延性および流動性をも改良
することを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】本発明のカチオン化澱粉は、冷水では溶解
しない澱粉粒子が水中で加熱されたときに膨潤糊化し始
める温度である糊化開始温度、および糊化された澱粉水
溶液の糊液粘度、および含有するカチオン性窒素量によ
り限定される。

【０００６】糊化開始温度とは、澱粉の１５％水懸濁液
４５０ｇをアミログラフ（ブラベンダー社２枚翼パドル
式、メジャーリングヘッド：７００ｃｍｇ、回転数：７
５ｒｐｍ、温度上昇：１．５℃／分）に付した際に、ア
ミログラフの基線から立ち上がる処の温度をいう。本発
明の低粘度化カチオン化澱粉の糊化開始温度は３５〜６
０℃、好ましくは４０〜５５℃であり、３５℃未満の場
合は、流動性が低下する。また、６０℃を超える場合
は、水和熱抑制効果が低下する。

【０００７】糊液粘度とは、澱粉の２５％水溶液の粘度
をＢ型回転粘度計にて５０℃において測定した値をい
う。本発明の低粘度化カチオン化澱粉の糊液粘度は２０
〜３０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０〜１０００ｍＰ
ａ・ｓであり、２０ｍＰａ・ｓ未満の場合は、遅延性が
出、３０００ｍＰａ・ｓを超える場合は、水和熱抑制効
果が低下する。

【０００８】本発明の低粘度化カチオン化澱粉の原料は
特に制限はなく、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、トウモロコシ
澱粉、タピオカ澱粉、小麦澱粉等の澱粉を用いることが
できる。これらの中では、反応の容易な馬鈴薯澱粉が好
ましい。

【０００９】本発明の低粘度化カチオン化澱粉の低粘度
化反応は、酸化および／または酸処理、酵素変性、酸焙
焼等により行うことができるが、次亜塩素酸塩を用いた
酸化による低粘度化が最も好ましい。

【００１０】本発明の低粘度化カチオン化澱粉のカチオ
ン化は、３級カチオン化反応および４級カチオン化反応
を用いることができる。３級カチオン化反応には、２−
クロロ−エチルジエチルアンモニウムクロライド等を用
いることができる。４級カチオン化反応には、３−クロ
ロ−２−ヒドロキシ−プロピルトリメチルアンモニウム
クロライドや２、３エポキシプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライド等を用いることができる。これらの中
では、反応効率等より２、３エポキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライドが好ましい。カチオン化澱粉
のカチオン化度は、カチオン化澱粉中のカチオン性窒素
量（乾燥澱粉量に対する重量％）を用いて表示すること
が慣用となっている。本発明の低粘度化カチオン化澱粉
のカチオン化度は窒素量０．２〜１．２％、好ましくは
０．５〜０．９％であり、０．２％未満の場合は、水和
熱抑制効果が低下し、１．２％を越える場合は、効果が
さらに向上することなく製造コストが高くなり経済的で
ない。また、さらに、必要に応じて、低粘度化、カチオ
ン化以外の、エステル化、エーテル化、架橋化、合成高
分子の共重合化によるグラフト化、等の化工を行っても
よい。

【００１１】本発明の低粘度化カチオン化澱粉のセメン
トに対する添加量は０．１〜５％（重量％）で、好まし
くは０．２〜２％である。添加量が０．１％未満の場合
は、水和熱抑制効果が小さく、５重量％を越える場合
は、効果がさらに向上することなく、逆に、強度に悪影
響を与える場合がある。

【００１２】本発明におけるセメントとは、各種のポル
トランドセメントならびにシリカ、フライアッシュ等を
配合した混合セメントのようなポルトランドセメントで
あり、グラウト用モルタルとは、ブリージングと沈下を
示さず適正な強度を発現するものであって、例えば石
灰、カルシウムアルミネート、カルシウムサルフォアル
ミネートに必要に応じて石膏などを添加して水和による
膨張力を利用するもの、鉄粉の酸化を利用するもの、ま
たはこれらの混合物を主成分とし、これに例えばポリビ
ニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチル
セルロース等の増粘剤、アルミニウムなどの発泡剤、各
種のセメント分散剤を必要量添加したものなどを使用し
たモルタルである。膨張セメントとは、水和によって膨
張を示すものであればよく、具体的には、カルシウムサ
ルフォアルミネート系鉱物、カルシウムアルミネートと
石膏、高炉スラグ、石灰、マグネシアなどの膨張成分を
セメントに添加するか、またはセメントクリンカー中に
これらの物質が存在するように焼成し粉砕したものであ
る。

【００１３】流動性とは、ＪＩＳＲ５２０１に規定
されているモルタルのフロー試験の方法に基づいて測定
した値である。以下、実施例を挙げて更に説明する。

【００１４】

【実施例】以下に本発明について、実施例をもって具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。以下の例に於ける部および％は、それぞれ重量部お
よび重量％を意味する。実施例における本発明の低粘度
化カチオン化澱粉および比較用の澱粉を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】実施例１〜９、比較例１〜９普通ポルトランドセメント、川砂、表１に記載の澱粉、
減水剤（商品名レオビルドＳＰ８ＳＸ２、株式会社
ポゾリス物産）、水を温度２０℃に調整した後、ステン
レスビーカーに表２に記載の処方の通り配合し、ハンド
ミキサーを用いて９０秒間練り上げ、モルタルを作製し
た。練り上げ後直ちに流動性を測定した。同時に、残り
のモルタルを円筒形デュワーびん（内径８５ｍｍ、容量
１リットル）に１７５０ｇ充填し、ふたをして気温２０
℃の恒温室中で養生した。その間、モルタルの中心温度
を熱電対にて測定した。養生開始後の最高温度、および
その時間を記録した。結果を表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】表２について、糊化開始温度についての比
較を抜粋して表３に示す。澱粉番号９（比較用）は特開
平６−３０５７９９号公報による発明品であるが、糊化
開始温度が３５℃未満の場合は、流動性が極端に低くな
っていることがわかる。また６０℃より高い場合は、最
高温度が比較例１と比べて低くならず、水和熱抑制効果
がないことがわかる。

【００１９】

【表３】

【００２０】表２について、糊液粘度についての比較を
抜粋して表４に示す。澱粉番号１１（比較用）は特公昭
５７−２６１号公報による発明品であるが、粘度が２０
ｍＰａ・ｓ未満の場合は、最高温度になるまでの時間が
長くなり、遅延性が発現していることがわかる。また澱
粉番号８（比較用）は特開平６−３０５７９９号公報に
よる発明品であるが、粘度が３０００ｍＰａ・ｓより高
い場合は、最高温度が比較例１と比べてあまり低くなっ
ておらず、水和熱抑制効果が小さいことがわかる。

【００２１】

【表４】

【００２２】表２について、カチオン化度についての比
較を抜粋して表５に示す。カチオン化度が０．２％未満
の場合は、最高温度が比較例１と比べてあまり低くなっ
ておらず、水和熱抑制効果が小さいことがわかる。

【００２３】

【表５】

【００２４】表２について、添加量についての比較を抜
粋して表６に示す。添加量が０．１％未満の場合は、最
高温度が比較例１と比べてあまり低くなっておらず、水
和熱抑制効果が小さいことがわかる。また、本発明のカ
チオン澱粉でも添加量を多くすると若干の遅延性が発現
するが、その程度は澱粉番号１１（比較品）に比べると
小さいことがわかる。

【００２５】

【表６】

【００２６】表２の実施例２、実施例５、比較例１、お
よび比較例６について、同一モルタルにて４×４×１６
ｃｍの供試体を作製した。この供試体を２０℃で湿式養
生し、材令２８日の圧縮強度を測定した。結果を表７に
示す。本発明のカチオン澱粉を用いた場合、材令２８日
では良好な強度を示すことがわかる。

【００２７】

【表７】

【００２８】実施例１０〜１１、比較例１０〜１１普通ポルトランドセメント、膨張剤、川砂、表８の澱
粉、減水剤（商品名レオビルドＳＰ８ＳＸ２、株式
会社ポゾリス物産）、水を温度２０℃に調整した後、ス
テンレスビーカーに表８に記載の処方の通り配合し、ハ
ンドミキサーを用いて９０秒間練り上げ、モルタルを作
製した。練り上げ後直ちに流動性を測定した。同時に、
残りのモルタルを円筒形デュワーびん（内径８５ｍｍ、
容量１リットル）に１７５０ｇ充填し、ふたをして気温
２０℃の恒温室中で養生した。その間、モルタルの中心
温度を熱電対にて測定した。養生開始後の最高温度、お
よびその時間を記録した。結果を表８に示す。本発明の
カチオン澱粉を用いた場合、膨張剤を併用しても水和熱
抑制効果が大きいことがわかる。

【００２９】

【表８】

【００３０】

【発明の効果】本発明の低粘度化カチオン澱粉をセメン
トに添加することにより、コンクリート、モルタル、グ
ラウト等の水和熱による温度上昇を抑制し、かつ遅延性
および流動性を改良することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸田達也大阪府大阪市淀川区三津屋北３丁目３番29 号日澱化学株式会社内Ｆターム(参考） 4G012 PA04 PB40 PC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糊化開始温度が３５〜６０℃で、かつ、５
０℃の糊液粘度が２５％水溶液において２０〜３０００
ｍＰａ・ｓで、かつ、含有カチオン性窒素量が乾燥澱粉
量に対し０．２〜１．２％である、低粘度化カチオン化
澱粉をセメントに対し０．１〜５重量％含有してなるセ
メント組成物。