JP2002226246A

JP2002226246A - セメント類の収縮低減剤及びセメント類の収縮低減方法

Info

Publication number: JP2002226246A
Application number: JP2001021787A
Authority: JP
Inventors: Taiga Kawamata; 大雅川俣; Kaoru Komiya; 薫小宮
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】セメント類のひび割れを十分に防止すること
のできる収縮低減剤及びその使用方法を提供すること。【解決手段】本発明は、下記の一般式（１）【化１】（式中、Ｒは炭素数１〜９の炭化水素基を表わし、ＡＯ
はオキシアルキレン基を表わし、ｎは１〜１２の数を表
わす。）で表わされる化合物よりなる、セメント類硬化
物に含浸させて用いるセメント類の収縮低減剤、及びこ
の収縮低減剤を、半硬化又は乾燥完了前のセメント類硬
化物の表面より含浸させるセメント類の収縮低減方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モルタル、コンク
リート等のセメント類の収縮低減剤及びその使用方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】セメントペースト、モルタル、コンクリ
ート等のセメント類は、土木・建築構造物、ボックスカ
ルバート等のコンクリート製品等に広く使用されてい
る。セメント類は、凝結時にはセメントの水和反応によ
り、凝結後の乾燥時には脱水に伴い、それぞれ体積が減
少し収縮するという性質がある。これらの収縮のうち、
乾燥時の収縮は、セメント類のひび割れの原因となって
いる。特にコンクリート構造物においては、長期耐久
性、耐震強度、美観等の点から長期間にわたり、ひび割
れが発生しないことが求められている。コンクリート建
造物等にひび割れが起きた場合には、現状では、グラウ
ト、補修剤等を隙間に充填してしているが、施工工程の
簡略化、優秀な作業員の不足等の面からも、セメント類
のひび割れの防止が求められている。

【０００３】こうしたセメント類のひび割れを防止する
ための方法としては、セメント類とその他の添加物及び
水との混練の際に、（１）セメント膨張剤を添加する方
法；（２）減水剤を添加することによりセメント組成物
中の水分量を減らす方法；（３）収縮低減剤を添加する
方法等のように、セメント組成物に薬剤を添加する方法
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記（１）の
方法は、膨張剤の量が少ないと所定の膨張量が得られ
ず、乾燥収縮によるひび割れが発生し、逆に、膨張剤を
多量に配合した場合に過大膨張が発生してしまうという
問題があり、膨張量のコントロールが極めて困難であ
る。また、前記（２）の方法は、セメント組成物中の水
分量が減る分だけ乾燥収縮も低減されるものの、十分な
水分量の低減化作用を有していないため、ひび割れを満
足に防止することができない。また前記（３）の方法で
は、現在知られている収縮低減剤は、いずれも混練時に
かなりの量を添加する必要があるにもかかわらず、ひび
われ防止効果が十分ではない。このように、従来、知ら
れていたようなセメント組成物に薬剤を添加する方法で
は、未だ満足なひびわれ防止効果を得ることができなか
った。従って、本発明の目的は、セメント類のひび割れ
を十分に防止するための収縮低減剤及びその使用方法を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは鋭意
検討し、セメント類硬化物に特定の構造を有する化合物
を含浸させることにより、効果的にセメント類のひび割
れを防止することができることを見いだし本発明を完成
させた。

【０００６】即ち、本発明は、下記の一般式（１）

【０００７】

【化２】

【０００８】（式中、Ｒは炭素数１〜９の炭化水素基を
表わし、ＡＯはオキシアルキレン基を表わし、ｎは１〜
１２の数を表わす。）で表わされる化合物よりなる、セ
メント類硬化物に含浸させて用いるセメント類の収縮低
減剤である。

【０００９】また、本発明は、前記一般式（１）で表わ
される化合物よりなるセメント類の収縮低減剤を、半硬
化又は乾燥完了前のセメント類硬化物の表面より含浸さ
せることを特徴とする、セメント類の収縮を低減させる
方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】一般式（１）において、Ｒは炭素
数１〜９の炭化水素基を表わし、例えば、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基等が挙げ
られる。

【００１１】アルキル基としては、例えば、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
２級ブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチ
ル、２級ペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチ
ル、ヘキシル、２級ヘキシル、ヘプチル、２級ヘプチ
ル、イソヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル、２
級オクチル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、３，
５，５−トリメチルヘキシル等が挙げられ、中でも、炭
素数３〜７のアルキル基が好ましい。

【００１２】アルケニル基としては例えば、ビニル、ア
リル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブ
テニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘ
プテニル、オクテニル、ノネニル等が挙げられ、中で
も、炭素数３〜７のアルケニル基が好ましい。

【００１３】アリール基としては例えば、フェニル、ト
ルイル、キシリル、クメニル、メシチル、ベンジル、フ
ェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、ト
リチル、エチルフェニル、プロピルフェニル基等が挙げ
られ、中でも、炭素数６〜７のアリール基が好ましい。

【００１４】シクロアルキル基、シクロアルケニル基と
しては例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロヘプチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキ
シル、メチルシクロヘプチル、シクロペンテニル、シク
ロヘキセニル、シクロヘプテニル、メチルシクロペンテ
ニル、メチルシクロヘキセニル、メチルシクロヘプテニ
ル基等が挙げられ、中でも、炭素数５〜７のシクロアル
キル基が好ましい。

【００１５】こうした炭化水素基の中でも、炭素数３〜
６の分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基の場合が好ま
しく、炭素数４〜５の分岐鎖のアルキル基又はアルケニ
ル基の場合が更に好ましく、ターシャリブチルが最も好
ましい。Ｒが炭素数１０以上の炭化水素基の場合には、
半硬化したセメント類硬化物に含浸しにくくなることが
ある。

【００１６】一般式（１）において、ＡＯはオキシアル
キレン基を表わす。オキシアルキレン基としては、炭素
数２〜４のオキシアルキレン基であることが好ましく、
オキシエチレン基であることがより好ましい。一般式
（１）の（ＡＯ）_nの部分は、エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒド
ロフラン（１，４−ブチレンオキサイド）、長鎖α−オ
レフィンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレ
ンオキサイド等を付加重合することにより得ることがで
きる。アルキレンオキサイド等を付加することによって
（ＡＯ）_nの部分を形成する場合は、付加させるアルキ
レンオキサイド等の種類によりＡＯが決定される。付加
させるアルキレンオキサイド等の重合形態は特に限定さ
れず、１種類のアルキレンオキサイド等の単独重合、２
種類以上のアルキレンオキサイド等のランダム共重合、
ブロック共重合又はランダム／ブロック共重合等であっ
てよい。

【００１７】ＡＯが２種以上のオキシアルキレン基であ
る場合は、このうちの少なくとも１種はオキシエチレン
基であることが好ましく、ＡＯがオキシエチレン基とオ
キシプロピレン基であることがさらに好ましい。この場
合、（ＡＯ）_nの部分中のオキシエチレン基の含量は１
０〜９０モル％であることが好ましく、２０〜８０モル
％であることが更に好ましく、３０〜６０モル％である
ことが最も好ましい。また、この場合の重合形態はブロ
ック共重合又はランダム／ブロック共重合であることが
好ましく、一般式（１）において水酸基のあるの末端側
のオキシアルキレン基がオキシプロピレン基であるよう
な共重合であることが更に好ましい。重合度ｎは１〜１
０の数であり、好ましくは１〜８であり、更に好ましく
は２〜６であり、最も好ましくは２〜４である。重合度
ｎが１０を超える場合は、半硬化したセメント類硬化物
に含浸しにくくなり、十分な収縮低減効果が発現しない
ことがある。

【００１８】本発明の収縮低減剤は、一般式（１）で表
わされる化合物を単独で用いても良いが、他の成分を配
合して用いても良い。こうした併用できる他の成分とし
ては、例えば、水；エチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、グリセリン、１，３−プロパンジオール、１，３
−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メト
キシブタノール、１，５−ペンタンジオール、イソプレ
ングリコール、３−メチル−３−メトキシブタノール、
１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリ
オール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−
エチル−１，３−ヘキサンジオール、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モ
ノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ−シクロヘキシル
ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス
(２−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ'，Ｎ'−テトラキス(２−ヒドロキシプロピル)エチレ
ンジアミン等の溶剤；２−エチルヘキサン酸、ノナン
酸、イソノナン酸、カプリン酸、イソデカン酸、ラウリ
ル酸、イソトリデカン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アジピン
酸、セバシン酸、アゼライン酸等のカルボン酸、又はこ
れらのカルボン酸のアルカリ金属塩のような石鹸等が挙
げられる。

【００１９】一般式（１）で表わされる化合物と共に他
の成分を配合して本発明の収縮低減剤とする場合、収縮
低減剤の中の一般式（１）で表わされる化合物濃度は、
１０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上
であることが更に好ましい。１０重量％未満の場合は十
分な収縮低減効果が発現しないことがある。

【００２０】本発明の収縮低減剤は、セメント類硬化物
の表面より含浸させることによって適用する。この収縮
低減剤を使用できるセメント類硬化物は、水、水硬化性
のセメント及び骨材その他添加剤を含む配合物の硬化物
であり、水とセメントに砂のような細骨材を配合したモ
ルタル、これにさらに砂利や砕石のような粗骨材を配合
したコンクリートなどがこれに含まれる。

【００２１】水硬化性のセメントとしては、例えば、普
通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、
超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメ
ント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトラン
ドセメント、白色ポルトランドセメント、超速硬ポルト
ランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメン
ト、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合
セメント、またはこれらのセメントと、高炉スラグ、フ
ライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉等の混和材を
組み合わせたセメント、さらには高ビーライト系セメン
ト、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、自硬性セメ
ント、石灰スラグセメント、高硫酸塩スラグセメント、
キーンスセメント、ポゾランセメント、油井セメント、
高硫酸塩スラグセメント、アルミナセメント、マグネシ
アセメント、耐酸セメント、超速硬セメント、ローマン
セメント、白セメント、水滓セメント、カルシウムアル
ミネート、ジェットセメント、石膏等の特殊セメントな
どをあげることができる。これらのセメントは必要に応
じて１種または２種以上組み合わせて用いる場合もあ
る。

【００２２】骨材その他添加剤としては、例えば、砂、
小石、砂利、砕石、木片、パルプ、人工骨材等の骨材；
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカルボン酸
塩、スルホン化メラミン樹脂、リグニンスルホン酸塩、
スルファニル酸ホルマリン縮合物等の公知の混和剤、Ａ
Ｅ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、空気量調節剤；ケトグルコ
ン酸カルシウム、ミルクカゼイン、クエン酸ナトリウ
ム、酒石酸ナトリウムカリウム等の凝結遅延剤；ポリオ
キシアルキレンモノメチルエーテル、ポリオキシアルキ
レンモノブチルエーテル、Ｎ−アルキルジエタノール等
の内部添加型の収縮低減剤、凝結促進剤、流動化剤、起
泡剤、発泡剤、保水剤、増粘剤、防水剤、水溶性高分
子、界面活性剤、顔料、着色料等が挙げられる。

【００２３】本発明の収縮低減剤は、セメント類硬化物
に含浸して用いられるが、含浸する方法は特に限定され
ず、硬化物の表面に均一に収縮低減剤を適用できる方法
であればどのような方法でも良い。例えば、ハケ、ロー
ラー等による塗布による方法、スプレーにより噴霧する
方法、本発明の収縮低減剤を染み込ませた布、紙等を貼
り付ける方法、本発明の収縮低減剤に浸漬する方法等が
挙げられる。また、本発明の収縮低減剤を含浸中は、揮
発したり、雨水等によりセメント類硬化物表面から除か
れることを防ぐため、必要に応じて、セメント類硬化物
をフィルム、樹脂板等で蔽っても良い。

【００２４】本発明の収縮低減剤をセメント類硬化物に
含浸する量は、特に限定されないが、セメント類硬化物
の含浸面に対して０．１〜１０００ｇ／ｍ²が好まし
く、０．５〜５００ｇ／ｍ²が更に好ましい。含浸する
量が、０．１ｇ／ｍ²未満の場合は、収縮低減硬化が十
分でないためにセメント類硬化物の表面にヒビが入るこ
とがあり、１０００ｇ／ｍ²を超える場合は、コスト高
になる上に、含浸させるのに長時間を必要とするため実
用的ではない。

【００２５】本発明の収縮低減剤をセメント類硬化物に
塗布等により含浸させる時期は、セメント類の乾燥が完
了する前であれば良いが、セメント類硬化物が半硬化の
時期が最も好ましく、型枠等を使用して成形又は施工し
ている場合は、型枠等をセメント類硬化物から外して
後、速やかに含浸させることが最も好ましい。セメント
類硬化物が半硬化となる時期は、セメントの種類、セメ
ントの水和反応の速度を変化させる混和材料（急結剤、
硬化促進剤、凝結遅延剤等）の添加、水和反応時の温度
等により異なるが、セメントの水和反応の速度を変化さ
せる混和材料を添加しない普通ポルトランドセメントを
主成分とするセメント類の場合、夏期で施工後１〜３
日、冬季で２〜６日が目安となる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。尚、以下の実施例中、「部」及び「％」は特に
記載が無い限り重量基準である。尚、以下の表中、「Ｅ
Ｏ」はオキシエチレン基の、「ＰＯ」はオキシプロピレ
ン基の略記であり、「（ＥＯ）−（ＰＯ）」はエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドのブロック共重合を
表わし、「（ＥＯ）／（ＰＯ）」はエチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドのランダム共重合を表わす。

【００２７】実施例１：下記の配合のモルタルを使用し
て、下記の型枠及び養生条件で、ＪＩＳＲ５２０１
（セメントの物理試験方法）の１０（強さ試験）に準拠
し、モルタル硬化物供試体を調製した。モルタルの配合：普通ポルトランドセメント５２０重量部標準砂１０４０重量部水３３８重量部型枠：４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ養生条件：湿気箱中２４時間一方、本発明品及び比較品のセメント類の収縮低減剤と
して、下記の一般式(１)と表１で表わされる種々の化合
物を使用した。

【００２８】

【化３】

【００２９】

【表１】

【００３０】上記のようにして得たモルタル硬化物供試
体を用いて、以下のようにしてこれらのセメント類の収
縮低減剤の収縮低減作用を評価した。即ち、これらのモ
ルタル硬化物供試体を、養生終了後（材齢１日）、直ち
に脱枠してＪＩＳＡ１１２９（モルタル及びコンクリ
ート長さ変化試験方法）に準拠して縦の長さを測定した
後、本発明品又は比較品の収縮低減剤をモルタル硬化物
供試体の６面の全面に均一に５００ｇ／ｍ²の量でハケ
を用いて塗布し、温度２０℃、湿度５５〜６５％で保存
した。これらのモルタル硬化物供試体は、２７日後（材
齢２８日）および９０日後（材齢９１日）にそれぞれ縦
の長さを測定し、塗布前の寸法からの長さの変化率をぞ
れぞれの収縮率として求めた。これらの結果を表２に示
す。

【００３１】

【表２】

【００３２】実施例２：下記配合によるコンクリート供
試体を用いた他は、実施例１と同様の操作及び測定を行
った。その結果を表３に示す。コンクリートの配合：普通ポルトランドセメント２７５重量部標準砂８２５重量部砕石１５０５９７０重量部水１６５重量部

【００３３】

【表３】

【００３４】以上、実施例１及び２の評価結果から明ら
かなように、モルタル硬化物供試体及びコンクリート供
試体に本発明のセメント類の収縮低減剤を含浸させるこ
とにより、これらの硬化物の収縮が大幅に改善されるこ
とがわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のセメント類の収縮低減剤を、塗
布等の方法によりセメント類の硬化物の表面から含浸さ
せることにより、硬化物の収縮が減少し、セメント類の
ひび割れを十分に防止することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式（１）【化１】（式中、Ｒは炭素数１〜９の炭化水素基を表わし、ＡＯ
はオキシアルキレン基を表わし、ｎは１〜１２の数を表
わす。）で表わされる化合物よりなる、セメント類硬化
物に含浸させて用いるセメント類の収縮低減剤。
【請求項２】前記一般式（１）のＲが、炭素数３〜７
の分岐アルキル基又は炭素数３〜７の分岐アルケニル基
である請求項１に記載のセメント類の収縮低減剤。
【請求項３】前記一般式（１）において、水酸基側の
末端のオキシアルキレン基がオキシプロピレン基である
請求項１又は２に記載のセメント類の収縮低減剤。
【請求項４】請求項１乃至３の何れか１項に記載のセ
メント類の収縮低減剤を、半硬化又は乾燥完了前のセメ
ント類硬化物の表面より含浸させることを特徴とする、
セメント類の収縮を低減させる方法。