JP2007261920A - Cement composition - Google Patents

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Tatsuya Sasaya
達也 笹谷
Yoshihiro Abe
義宏 阿部
Masatoshi Matsuo
真俊 松尾
Fumiyoshi Une
文祥 畝
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Nittoc Constructions Co Ltd
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Nittoc Constructions Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement composition having excellent bleeding resistance, which exhibits good flowability when it is applied with shearing force during pump pressure-feeding or the like, but has high thixotropic property (dripping preventing property) even when the amount of water is increased without using a quick-setting agent, and which is less likely to cause bleeding when it is cured and almost free from volume shrinkage after curing. <P>SOLUTION: In a cement composition comprising cement (a) and water (b), the cement composition contains crosslinked acrylic polymer particles (c) and an alkylether-modified cellulose resin (d). In the cement composition, the weight ratios of the contents of respective components are as follows: (a)/(b)=100/40-100/100, (c)/(b)=1/500-1/100, (d)/(b)=1/1,000-1/100, and (c)/(d)=1/1-10/1, and the crosslinked acrylic polymer particles (c) are water-insoluble powder composed of crosslinked acrylic polymer particles containing sulfonic acid group and/or acrylamide group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、急結剤を用いることなく水を増やしても高いチキソトロピー性(垂れ防止性)を有し、硬化時の耐ブリージング性に優れた土木・建築分野で使用するセメント組成物に関する。詳しくは、セメントミルク、セメントモルタル又はコンクリートの打設後の粘度を高くすることができ、かつ耐ブリージング性に優れるセメント組成物に関する。   The present invention relates to a cement composition used in the civil engineering / architecture field, which has high thixotropy (anti-dripping property) even when water is increased without using a quick setting agent, and has excellent breathing resistance during curing. Specifically, the present invention relates to a cement composition that can increase the viscosity after casting of cement milk, cement mortar, or concrete and has excellent breathing resistance.

近年、法面やトンネルの内壁等に吹き付けてこれらを補強する材料として、吹き付けセメントが用いられている。こうしたセメントには急結剤を添加して、吹き付けられたセメントを短時間で硬化させて、垂れを防止するのが一般的である。しかしながら、急結剤をセメントに添加した場合、使用可能時間が極端に短くなり、すぐに使用しないと硬化するため、吹き付け現場のすぐ近くにセメントと急結剤を配合するための設備を設置する必要がある。しかし、法面やトンネルの工事現場は山間部にあることが多く、すぐ近くに配合設備を設置する場所を確保するのが困難であることが多い。そのため、配合後、長時間使用可能な吹き付け材、具体的には、ポンプ圧送時には流動性があり、吹き付けられた後は流動性が低下して流れ落ちることが無い、すなわち高いチキソトロピー性を有する、急結剤を添加する必要がない吹き付け材が望まれているが、未だそのような吹き付け材は開発されていない。   In recent years, spray cement has been used as a material for spraying on slopes and inner walls of tunnels to reinforce them. It is common to add a quick setting agent to such cement to cure the sprayed cement in a short time to prevent dripping. However, when the quick setting agent is added to the cement, the usable time becomes extremely short, and if it is not used immediately, it hardens, so a facility for mixing the cement and the quick setting agent is installed in the immediate vicinity of the spraying site. There is a need. However, slopes and tunnel construction sites are often in mountainous areas, and it is often difficult to secure a place to install compounding equipment in the immediate vicinity. Therefore, a spray material that can be used for a long time after blending, specifically, it has fluidity at the time of pumping, and does not flow down after being sprayed, that is, has a high thixotropic property. A spray material that does not require the addition of a binder is desired, but no such spray material has yet been developed.

一方、土木・建築分野のコンクリート構造物の空隙部あるいは空洞部を充填するためのグラウト材として、注入口から空洞内部の隅々へと行き渡らせるための流動性、及び、充填後、地山とトンネル内壁等の隙間から逸脱しない定着性を有するセメントやモルタル等が求められている。そのためには、ポンプ圧送時は流動性が良好だが、充填されて静止した後は流動性が低下する性質を有するグラウト材、すなわち高いチキソトロピー性を有するグラウト材が望まれているが、未だそのようなグラウト材は得られていない。   On the other hand, as a grout material for filling voids or cavities of concrete structures in the civil engineering / architecture field, fluidity to spread from the inlet to every corner inside the cavity, and after filling, There is a demand for cement, mortar, and the like having fixing properties that do not deviate from gaps such as tunnel inner walls. For this purpose, a grout material that has good fluidity during pumping but has a property of decreasing fluidity after being filled and stopped, that is, a grout material having high thixotropic properties, is still desired. No grout material has been obtained.

そこで従来、セメントやモルタル等組成物に、粘度を上昇させる為の添加剤として、セピオライトやアタパルジャイト等のホルマイト系鉱物を添加したもの(特許文献1)、ラムザンガムを添加したもの(特許文献2)、サイリウムシードガムを添加したもの(特許文献3)、ウエランガムを添加したもの(特許文献4)、β−1,3グルカンを添加したもの(特許文献5)、及びヒドロキシエチルセルロースを添加したもの(特許文献6)等が知られている。
特開平6−264449号公報 特開平7−10623号公報 特開平7−206498号公報 特開平7−208097号公報 特開平8−157249号公報 特開平8−245255号公報
Therefore, conventionally, a composition such as cement or mortar added with a holmite-based mineral such as sepiolite or attapulgite as an additive for increasing the viscosity (Patent Document 1), a composition added with lambzan gum (Patent Document 2), What added psyllium seed gum (Patent Document 3), added welan gum (Patent Document 4), added β-1,3 glucan (Patent Document 5), and added hydroxyethyl cellulose (Patent Document) 6) etc. are known.
JP-A-6-264449 JP-A-7-10623 JP-A-7-206498 JP-A-7-208097 JP-A-8-157249 JP-A-8-245255

しかしながら、いずれの添加剤もセメントやモルタル等組成物の粘度を上昇させ、チキソトロピー性(垂れ防止性)を持たせることはできるが、同時にセメントやモルタル等組成物の流動性が低下するという問題があった。
更に、一般的なセメント組成物のセメント/水重量比は100/40〜100/50であり、セメント組成物の流動性を増すためには水の比率を増やす、あるいは減水材を添加する方法が用いられるが、水の比率を増やす方法の方が効果が大きく簡便である。しかし、水の比率を増やすと、ブリージングが発生し易くなり、その結果、硬化中に体積収縮し、吹き付け打設面との密着性が低下したり、充填した空洞で空隙が生成する等の問題があった。
However, any additive can increase the viscosity of the composition such as cement and mortar, and can have thixotropy (anti-sagging), but at the same time, the fluidity of the composition such as cement and mortar decreases. there were.
Furthermore, the cement / water weight ratio of a general cement composition is 100/40 to 100/50, and in order to increase the fluidity of the cement composition, there is a method of increasing the water ratio or adding a water reducing material. Although used, the method of increasing the ratio of water is more effective and simple. However, if the ratio of water is increased, breathing is likely to occur. As a result, volume shrinkage occurs during curing, adhesion to the sprayed surface is reduced, and voids are generated in the filled cavities. was there.

即ち、本発明の目的は、急結剤を用いることなく水を増やしても、ポンプ圧送等のせん断力が与えられた時には流動性が良好だが、吹き付け後や充填されて静止した後は流動性が低下する性質、すなわち高いチキソトロピー性(垂れ防止性)を有し、かつ、硬化時にブリージングが発生し難く、硬化後の体積収縮の発生の少ない耐ブリージング性に優れたセメント組成物を提供することにある。   That is, the object of the present invention is to improve fluidity when shearing force such as pumping is applied even if water is increased without using a quick-setting agent, but after spraying or after filling and resting. To provide a cement composition which has a property of decreasing the viscosity, that is, high thixotropic property (anti-sagging property), is less likely to cause breathing at the time of curing, and is less likely to cause volume shrinkage after curing. It is in.

本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、セメントと水とを特定比率で用いる場合に、特定の架橋アクリル系高分子粒子と特定のアルキルエーテル変性セルロース樹脂を特定の比率で用いると、高いチキソトロピー性を有し、かつ、ブリージングが発生し難く、硬化後の体積収縮の発生の少ないセメント組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have specified specific crosslinked acrylic polymer particles and specific alkyl ether-modified cellulose resin as specific when using cement and water at a specific ratio. When used in a ratio, it was found that a cement composition having high thixotropic properties, hardly causing breathing, and causing little volume shrinkage after curing was obtained, and the present invention was completed.

即ち、本発明は、セメント(a)と水(b)とからなるセメント組成物において、架橋アクリル系高分子粒子(c)とアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)とを含有し、その含有比率がセメント(a)/水(b)=100/40〜100/100(重量比)であり、架橋アクリル系高分子粒子(c)/水(b)=1/500〜1/100(重量比)であり、アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)/水(b)=1/1000〜1/100(重量比)であり、架橋アクリル系高分子粒子(c)/アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)=1/1〜10/1(重量比)であること、架橋アクリル系高分子粒子(c)がスルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子からなる非水溶性の粉体であることを特徴とするセメント組成物を提供するものである。   That is, the present invention comprises a cement composition comprising cement (a) and water (b), containing crosslinked acrylic polymer particles (c) and an alkyl ether-modified cellulose resin (d), the content ratio of which is Cement (a) / water (b) = 100/40 to 100/100 (weight ratio), crosslinked acrylic polymer particles (c) / water (b) = 1/500 to 1/100 (weight ratio) Alkyl ether-modified cellulose resin (d) / water (b) = 1/1000 to 1/100 (weight ratio), and crosslinked acrylic polymer particles (c) / alkyl ether-modified cellulose resin (d) = A water-insoluble powder comprising 1/1 to 10/1 (weight ratio), and crosslinked acrylic polymer particles (c) comprising crosslinked acrylic polymer particles containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups. Is There is provided a cement composition characterized by.

本発明のセメント組成物は、急結剤を用いることなく水を増やしても、ポンプ圧送等のせん断力が与えられた時には流動性が良好だが、吹き付け後や充填されて静止した後は流動性が低下する性質、すなわち高いチキソトロピー性(垂れ防止性)を有し、ブリージングが発生し難く硬化後の体積収縮の発生が少ない。そこで、トンネルを始めとする地下の掘削部への吹き付け用コンクリート、既設コンクリートの補修・補強用コンクリート、法面の安定化・被覆等に用いる吹き付け用コンクリート、トンネル内壁等の裏側の空洞や亀裂への注入等に用いるグラウト材、上向き方向への注入や亀裂を有する地盤への注入に用いるロックボルト工法あるいはアンカー工法用注入材、水中コンクリート、並びに鏝塗り材等として土木・建築分野で幅広く使用する、セメントミルク、セメントモルタル、又はコンクリートの打設後の粘度を高くすることができ、耐ブリージング性を向上させることができる。   The cement composition of the present invention has good fluidity when shearing force such as pumping is applied even if water is increased without using a quick-setting agent, but after spraying or after filling and resting. Has a property of lowering, that is, high thixotropy (anti-sagging property), hardly causes breathing, and hardly causes volume shrinkage after curing. Therefore, concrete for spraying underground tunnels and other excavations, concrete for repairing and reinforcing existing concrete, spray concrete for stabilizing and covering slopes, and cavities and cracks on the back side of tunnel inner walls, etc. It is widely used in the civil engineering and construction fields as grout materials used for pouring, etc., rock bolt construction methods used for injecting upwards or into ground with cracks, or anchor construction methods, underwater concrete, and plastering materials. In addition, the viscosity after casting of cement milk, cement mortar, or concrete can be increased, and the breathing resistance can be improved.

次いで、本発明を実施するにあたり、必要な事項を具体的に述べる。
本発明で使用するセメント(a)は、硬化発現材としての必須成分であり、代表的なものの例を挙げれば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色セメント、中庸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、低熱ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント(ジェットセメント、スーパーセメント、SQセメント)等のポルトランドセメント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント等各種混合セメント、或いはアルミナセメント、膨張セメント等特殊セメントがある。好ましくは市販普通ポルトランドセメントである。セメント(a)は、セメント組成物中に好ましくは40〜70重量%用いられる。
Next, details necessary for carrying out the present invention will be described in detail.
The cement (a) used in the present invention is an essential component as a hardening developing material. Typical examples include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, white cement, moderately hot Portland cement, sulfate resistant salt. Portland cement, low heat Portland cement, Portland cement such as ultra-high strength Portland cement (jet cement, super cement, SQ cement), various mixed cements such as silica cement, blast furnace cement, fly ash cement, or special cements such as alumina cement and expanded cement There is. Preferred is commercially available ordinary Portland cement. The cement (a) is preferably used in an amount of 40 to 70% by weight in the cement composition.

本発明で使用される水(b)とは、水道水、工業用水、井戸水等の特にセメントの硬化を阻害する成分を含まないものであれば、いずれのものでも良い。
一般的なセメント組成物のセメント(a)/水(b)重量比は、100/40〜100/50であるが、本発明のセメント組成物は、ポンプ圧送時の流動性を持たせるため、セメント(a) /水(b)を100/40〜100/100(重量比)、好ましくは100/50〜100/60(重量比)である必要がある。セメント(a)/水(b)が100/40よりも大きいと、スルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)とアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)の添加後のセメント組成物の粘度が高くなりすぎるために流動性が低下し、ポンプ圧送が困難になる。また、セメント(a)/水(b)が100/100よりも小さいと、スルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)とアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)を添加してもブリージングの発生を防げないと同時に、硬化後の強度が低くなりすぎ、実用に耐えられなくなる。セメント(a)/水(b)=100/50〜100/60であるとチキソトロピー性が良好で、ブリージングが発生し難くなるので好ましい。
The water (b) used in the present invention may be any water (b) as long as it does not contain components that inhibit cement hardening, such as tap water, industrial water, and well water.
The cement (a) / water (b) weight ratio of a general cement composition is 100/40 to 100/50, but the cement composition of the present invention has fluidity at the time of pumping. The cement (a) / water (b) must be 100/40 to 100/100 (weight ratio), preferably 100/50 to 100/60 (weight ratio). When cement (a) / water (b) is larger than 100/40, after addition of crosslinked acrylic polymer particles (c) containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups and alkyl ether-modified cellulose resin (d) Since the viscosity of the cement composition becomes too high, the fluidity is lowered and pumping becomes difficult. When cement (a) / water (b) is smaller than 100/100, crosslinked acrylic polymer particles (c) containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups and alkyl ether-modified cellulose resin (d) are used. Even if added, the occurrence of breathing cannot be prevented, and at the same time, the strength after curing becomes too low to be practically usable. Cement (a) / water (b) = 100/50 to 100/60 is preferable because thixotropic properties are good and breathing is less likely to occur.

本発明で使用されるスルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)は、スルホン酸基含有単量体及び/又はアクリルアミド系単量体、及び必要により(メタ)アクリル酸単量体、及び必要によりその他の重合性単量体を、必要により架橋剤を使用して3次元架橋させて、重合して得られる、非水溶性の高分子粒子からなる粉体である。また必要であれば、さらに重合開始剤等、重合反応で一般的に使用される添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で使用しても良い。前記架橋アクリル系高分子粒子(c)の調製に用いる単量体、架橋剤等は、公知の方法で製造されたもの、あるいは市販のものを用いることができる。また、これら単量体を重合する方法としては、公知の方法を適用すれば良い。
前記スルホン酸基含有単量体とは、下記一般式(4)又は(5)で表されるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体であることが好ましい。
The crosslinked acrylic polymer particles (c) containing a sulfonic acid group and / or acrylamide group used in the present invention are a sulfonic acid group-containing monomer and / or an acrylamide monomer, and (meth) if necessary. A powder composed of water-insoluble polymer particles obtained by polymerizing acrylic acid monomer and, if necessary, other polymerizable monomers, if necessary, three-dimensionally cross-linking using a cross-linking agent. is there. If necessary, an additive generally used in a polymerization reaction such as a polymerization initiator may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. As the monomer and crosslinking agent used for the preparation of the crosslinked acrylic polymer particles (c), those produced by a known method or those commercially available can be used. A known method may be applied as a method for polymerizing these monomers.
The sulfonic acid group-containing monomer is preferably a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer represented by the following general formula (4) or (5).

Figure 2007261920
Figure 2007261920

(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数2〜4のアルキレン基を示す。) (Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.)

Figure 2007261920
Figure 2007261920

(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数2〜4のアルキレン基を示し、Xはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウム基を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X represents an alkali metal, alkaline earth metal, or ammonium group. Is shown.)

前記一般式(4)で表されるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体としては、例えば、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができる。これらの中でも2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸であることが特に好ましい。
前記一般式(5)で表されるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体としては、例えば、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。アルカリ金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、ルビジウム塩等が挙げられ、アルカリ土類金属塩としては、例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。これらのうち、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、ルビジウム塩といったアルカリ金属塩が特に好ましい。
Examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer represented by the general formula (4) include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, and the like. it can. Among these, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is particularly preferable.
Examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer represented by the general formula (5) include alkali metal salts such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfonic acid. , Alkaline earth metal salts, ammonium salts and the like. Examples of the alkali metal salt include sodium salt, potassium salt, lithium salt, and rubidium salt. Examples of the alkaline earth metal salt include calcium salt and magnesium salt. Of these, alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt, lithium salt and rubidium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are particularly preferable.

前記アクリルアミド系単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのうち、下記一般式(2)で表される(メタ)アクリルアミドが好ましい。   Examples of the acrylamide monomer include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide and the like. Among these, (meth) acrylamide represented by the following general formula (2) is preferable.

Figure 2007261920
Figure 2007261920

(式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

前記単量体の混合物が重合した重合体同士は、架橋剤を使用せずとも自己架橋する場合があるが、架橋剤を使用して架橋させることが、吸水性に優れた共重合体粒子を製造する上で好ましい。   Polymers obtained by polymerizing a mixture of the monomers may self-crosslink without using a crosslinking agent, but crosslinking using a crosslinking agent may result in copolymer particles having excellent water absorption. It is preferable in manufacturing.

架橋剤としては、例えば、2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体、前記単量体混合物中の単量体の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。
かかる2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エステル、トリ(メタ)アクリル酸エステル、ビスアクリルアミド等が好ましいものとして挙げられる。
Examples of the cross-linking agent include a monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds and a compound having two or more functional groups that react with the functional group of the monomer in the monomer mixture. .
Preferred examples of the monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds include di (meth) acrylic acid ester, tri (meth) acrylic acid ester, bisacrylamide, and the like.

ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル等が挙げられる。
トリ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ビスアクリルアミドとしては、例えば、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−エチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
これらのなかでも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドを使用することが好ましい。
Examples of di (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and di (meth) acrylic acid. And carbamyl esters.
Examples of the tri (meth) acrylic acid ester include trimethylolpropane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate.
Examples of bisacrylamide include N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-ethylenebisacrylamide, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, and the like.
Among these, it is preferable to use ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and N, N′-methylenebis (meth) acrylamide.

また、前記単量体混合物中の単量体の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸の有するカルボキシル基と反応する官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。具体的には、例えば、エポキシ基を2個以上有する化合物、イソシアネート基を2個以上有する化合物等が挙げられ、なかでもジグリシジルエーテル化合物を使用することが特に好ましい。   Examples of the compound having two or more functional groups that react with the functional group of the monomer in the monomer mixture include, for example, two or more functional groups that react with the carboxyl group of (meth) acrylic acid. The compound which has is mentioned. Specifically, for example, a compound having two or more epoxy groups, a compound having two or more isocyanate groups, and the like are used, and it is particularly preferable to use a diglycidyl ether compound.

エポキシ基を2個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリグリセリンジグリシジルエーテル等が挙げられ、なかでもエチレングリコールジグリシジルエーテルを使用することが好ましい。
イソシアネート基を2個以上有する化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
Examples of the compound having two or more epoxy groups include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and polyglycerin diglycidyl ether. Among them, it is preferable to use ethylene glycol diglycidyl ether.
Examples of the compound having two or more isocyanate groups include 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate.

本発明の架橋アクリル系高分子粒子(c)をセメント組成物中に添加するとチキソトロピー性が発現する理由は以下のように考えられる。すなわち、従来よりセメントの添加剤として使用されている、親水基としてスルホン酸基又はアクリルアミド基を有しない架橋アクリル系高分子粒子、例えば、アクリル酸ポリマーを3次元架橋させた高分子粒子は、セメント組成物中に添加してもセメント中のカルシウムイオン等のイオンが溶出した塩水中では吸水能力がほとんどないため、粒子の大きさが変わらず、セメント粒子との相互作用が比較的少なく、チキソトロピー性が発現しないが、本発明のスルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)をセメント組成物中に加えると、セメント組成物中の水分を吸収して数十倍の体積に膨張して比較的大きな粒子となって液中に存在し、周りのセメント粒子との相互作用によってチキソトロピー性が発現するものと考えられる。   The reason why the thixotropic property appears when the crosslinked acrylic polymer particles (c) of the present invention are added to the cement composition is considered as follows. That is, cross-linked acrylic polymer particles that do not have a sulfonic acid group or an acrylamide group as a hydrophilic group and are conventionally used as an additive for cement, such as polymer particles obtained by three-dimensionally cross-linking acrylic acid polymers, In salt water from which ions such as calcium ions in the cement elute even if added to the composition, there is almost no water absorption capacity, so the particle size does not change, the interaction with the cement particles is relatively small, and thixotropic properties However, when the crosslinked acrylic polymer particles (c) containing the sulfonic acid group and / or acrylamide group of the present invention are added to the cement composition, the moisture in the cement composition is absorbed and several tens of times. Thixotropic properties due to the interaction with the surrounding cement particles. It is believed that expression.

本発明のセメント組成物への、スルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)の添加量は、セメント組成物中の水(b)に対して(c)/(b)=1/500〜1/100(重量比)、好ましくは1/350〜1/150(重量比)であることが必要である。(c)/(b)が1/500よりも小さいと、得られるセメント組成物のチキソトロピー性が低くなりすぎ、吹き付け材として使用した場合に垂れやすくなり、また、空洞充填材として使用した場合に充填後に空洞内壁の隙間からの逸脱を十分に防止できない恐れがある。また、(c)/(b)が1/100よりも大きいと、得られるセメント組成物の粘度が高くなりすぎ、流動性が低下するため、ポンプでの圧送が困難になる。   The amount of the crosslinked acrylic polymer particles (c) containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups added to the cement composition of the present invention is (c) / (B) = 1/500 to 1/100 (weight ratio), preferably 1/350 to 1/150 (weight ratio). When (c) / (b) is less than 1/500, the thixotropy of the resulting cement composition becomes too low, and it tends to sag when used as a spraying material, and when used as a cavity filler. There is a possibility that deviation from the gap of the inner wall of the cavity cannot be sufficiently prevented after filling. Moreover, when (c) / (b) is larger than 1/100, the viscosity of the resulting cement composition becomes too high and the fluidity is lowered, so that it is difficult to pump with a pump.

また、本発明で使用する前記架橋アクリル系高分子粒子(c)の粒径は、0.1〜50μmであることが好ましく、このような粒径の前記架橋アクリル系高分子粒子(c)の添加量を、セメント組成物中の水(b)に対して(c)/(b)=1/350〜1/150(重量比)とすれば、セメント組成物のチキソトロピー性発現により効果的であり、好ましい。   In addition, the crosslinked acrylic polymer particles (c) used in the present invention preferably have a particle size of 0.1 to 50 μm, and the crosslinked acrylic polymer particles (c) having such a particle size have a particle size of 0.1 to 50 μm. If the addition amount is (c) / (b) = 1/350 to 1/150 (weight ratio) with respect to water (b) in the cement composition, it is more effective for the thixotropic expression of the cement composition. Yes, it is preferable.

本発明で使用されるアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)とは、セルロース中のグルコース環の少なくとも一部の水酸基の水素原子を、アルキル基で置換したもののことであり、ここでアルキル基とは特に限定されるものではなく、例えば、直鎖状のもの、分岐鎖状のもの、不飽和結合を有するもの、置換基を有するもの等を指す。なかでも、アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)としては、セルロース中のグルコース環の少なくとも一部の水酸基の水素原子を、ヒドロキシアルキル基やアルキル基で置換した、下記一般式(3)で表される構造を含むものが好ましい。このような好ましいものとして、ヒドロキシアルキルセルロースやヒドロキシアルキルアルキルセルロースを挙げることができ、具体的には、例えば、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、ヒドロキシエチルエチルセルロース(HEEC)、ヒドロキシブチルメチルセルロース(HBMC)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、前記アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)として、公知の方法で製造されたものあるいは市販のもののいずれも使用することができる。本発明で使用されるヒドロキシアルキルセルロースやヒドロキシアルキルアルキルセルロース等のアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)に代えて、これら以外のセルロース系樹脂、例えば、グルコース環の水酸基に導入された置換基がすべてアルキル基であるメチルセルロースやエチルセルロース等のアルキルセルロースを用いた場合には、得られるセメント組成物のブリージング防止効果が低いため、十分なブリージング防止効果を持たせるためには、セメント組成物中へ本発明の範囲を超える量のアルキルセルロースを添加する必要があり、その場合、セメント組成物の流動性が大きくなりすぎ、チキソトロピー性が低下してしまう。
なお、本発明においては、セルロースのヒドロキシアルキル基又はアルキル基による置換とは、グルコース環上の水酸基の水素原子の置換を指すものとする。
The alkyl ether-modified cellulose resin (d) used in the present invention is one obtained by substituting the hydrogen atom of at least a part of the hydroxyl group of the glucose ring in the cellulose with an alkyl group. It is not limited, For example, a linear thing, a branched thing, the thing which has an unsaturated bond, the thing which has a substituent, etc. are pointed out. Among them, the alkyl ether-modified cellulose resin (d) is represented by the following general formula (3), in which hydrogen atoms of at least some hydroxyl groups of the glucose ring in cellulose are substituted with hydroxyalkyl groups or alkyl groups. Those containing a structure are preferred. As such a preferable thing, hydroxyalkyl cellulose and hydroxyalkyl alkyl cellulose can be mentioned, and specifically, for example, hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), hydroxyethyl. Examples include, but are not limited to, methyl cellulose (HEMC), hydroxyethyl ethyl cellulose (HEEC), hydroxybutyl methyl cellulose (HBMC), and the like. In the present invention, as the alkyl ether-modified cellulose resin (d), any one produced by a known method or commercially available can be used. Instead of alkyl ether-modified cellulose resins (d) such as hydroxyalkyl cellulose and hydroxyalkylalkyl cellulose used in the present invention, other cellulose-based resins, for example, all substituents introduced into the hydroxyl group of the glucose ring are all alkyl. When alkyl cellulose such as methyl cellulose or ethyl cellulose, which is the base, is used, the resulting cement composition has a low anti-breathing effect. Therefore, in order to have a sufficient anti-breathing effect, the cement composition of the present invention is incorporated into the cement composition. It is necessary to add alkyl cellulose in an amount exceeding the range. In this case, the fluidity of the cement composition becomes too high, and the thixotropic property is lowered.
In the present invention, substitution with cellulose hydroxyalkyl group or alkyl group refers to substitution of a hydrogen atom of a hydroxyl group on a glucose ring.

Figure 2007261920
Figure 2007261920

(式中、R、R、Rは、水素原子、又は式C2nOH、C2m+1、(C2nO)2nOH若しくは(C2nO)2m+1で表されるものを示し、lは1〜10の整数を示し、m及びnは1〜5の整数を示す。R、R、Rのいずれか一つは、水素原子でもC2m+1でもなく、同一でも異なっても良い。) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms, or the formula C n H 2n OH, C m H 2m + 1 , (C n H 2n O) 1 C n H 2n OH or (C n H 2n O ) 1 C m H 2m + 1 is represented, l represents an integer of 1 to 10, m and n represent an integer of 1 to 5. Any one of R 1 , R 2 and R 3 is , Not a hydrogen atom or C m H 2m + 1 , they may be the same or different.)

本発明で使用されるアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)は、そのセルロースのグルコース単位当たりのヒドロキシアルキル基の平均置換量(MS)が好ましくは0.1〜4.0、より好ましくは0.1〜2.5であり、アルキル基の平均置換度(DS)が好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下であるものが水溶性が良好であり、かつブリージング防止効果が高いため、好適に用いられる。ヒドロキシアルキル基の平均置換量(MS)が0.1よりも少ない場合は親水性が低く、水へ溶解し難くなり、ブリージング防止効果が著しく低下することがあるため、好ましくない。また、ヒドロキシアルキル基の平均置換量(MS)が4.0よりも多い場合はセメントの凝結遅延が起こりやすくなるため、好ましくない。アルキル基の平均置換度(DS)が2.5よりも多い場合は疎水性が強くなりすぎ、水へ溶解し難くなり、ブリージング防止効果が著しく低下することがあるため、好ましくない。
本発明においては、アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)のセルロースのグルコース単位当たりのヒドロキシアルキル基の平均置換量(MS)及びアルキル基の平均置換度(DS)をいずれも上記の好ましい範囲とすることが好ましい。
The alkyl ether-modified cellulose resin (d) used in the present invention preferably has an average substitution amount (MS) of hydroxyalkyl groups per glucose unit of the cellulose of 0.1 to 4.0, more preferably 0.1. The average substitution degree (DS) of the alkyl group is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less because water solubility is good and the effect of preventing breathing is high. Preferably used. When the average substitution amount (MS) of the hydroxyalkyl group is less than 0.1, the hydrophilicity is low, it is difficult to dissolve in water, and the effect of preventing breathing may be remarkably lowered, which is not preferable. Further, when the average substitution amount (MS) of the hydroxyalkyl group is more than 4.0, it is not preferable because the setting delay of cement is likely to occur. When the average degree of substitution (DS) of the alkyl group is more than 2.5, the hydrophobicity becomes too strong, it becomes difficult to dissolve in water, and the effect of preventing breathing may be significantly lowered, which is not preferable.
In the present invention, the average substitution amount (MS) of the hydroxyalkyl group per glucose unit of the cellulose of the alkyl ether-modified cellulose resin (d) and the average substitution degree (DS) of the alkyl group are both within the above preferred ranges. Is preferred.

本発明のセメント組成物へのアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)の添加量は、セメント組成物中の水(b)に対して(d)/(b)=1/1000〜1/100(重量比)、好ましくは1/500〜1/200(重量比)であることが必要である。(d)/(b)が1/1000よりも小さいと、得られるセメント組成物のブリージング防止効果が十分ではなく、ブリージングが発生し、体積収縮することにより、吹き付け材として使用した場合には被覆面との間に隙間ができたり、また、空洞充填材として使用した場合には充填後に隙間ができるため、設計通りの強度が発現しない。また、(d)/(b)が1/100よりも大きいと、得られるセメント組成物のチキソトロピー性が低下し、吹き付け材として使用した場合に垂れやすくなり、また、空洞充填材として使用した場合に充填後に空洞内壁の隙間からの逸脱を十分に防止できない恐れがある。   The addition amount of the alkyl ether-modified cellulose resin (d) to the cement composition of the present invention is (d) / (b) = 1/1000 to 1/100 (weight) with respect to water (b) in the cement composition. Ratio), preferably 1/500 to 1/200 (weight ratio). When (d) / (b) is less than 1/1000, the resulting cement composition is not sufficiently effective in preventing breathing, and when it is used as a spraying material due to the occurrence of breathing and volume shrinkage, it is coated. When used as a cavity filler, a gap is formed after filling, so that the strength as designed does not appear. Moreover, when (d) / (b) is larger than 1/100, the thixotropy of the resulting cement composition is lowered, and when used as a spraying material, it tends to sag, and when used as a cavity filler There is a possibility that deviation from the gap of the inner wall of the cavity cannot be sufficiently prevented after filling.

本発明のセメント組成物中のスルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)とアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)との比率は、スルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子(c)/アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)=1/1〜10/1(重量比)、好ましくは1/1〜6/1(重量比)であり、このようにすることで流動性と静置後の粘度上昇とのバランスが取れる。(c)/(d)が10/1よりも大きいと、得られるセメント組成物のブリージング防止効果が十分ではなく、ブリージングが発生する。また、(c)/(d)が1/1よりも小さいと、得られるセメント組成物のチキソトロピー性が低下する。   The ratio of the crosslinked acrylic polymer particles (c) containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups and the alkyl ether-modified cellulose resin (d) in the cement composition of the present invention is the sulfonic acid groups and / or acrylamide groups. Cross-linked acrylic polymer particles containing (c) / alkyl ether-modified cellulose resin (d) = 1/1 to 10/1 (weight ratio), preferably 1/1 to 6/1 (weight ratio), By doing so, it is possible to balance fluidity and increase in viscosity after standing. When (c) / (d) is greater than 10/1, the resulting cement composition is not sufficiently effective in preventing breathing, and breathing occurs. Moreover, when (c) / (d) is smaller than 1/1, the thixotropic property of the cement composition obtained will fall.

また、本発明のセメント組成物は、前記の各成分の他にも、一般的にセメントに混合されて用いられている添加剤、例えば、骨材として使用されている砂、土、礫、粘土、フライアッシュ、ベントナイト、パーライト、バーミュキュライト等や炭酸カルシウム、微粉末シリカ等の無機粉末、或いは木粉、パルプ、吸水性繊維、ガラス繊維等の無機或いは有機の繊維、及び/又は、消泡剤、減水剤、AE剤、起泡剤等の混和剤を含有していても良い。   Moreover, the cement composition of the present invention is not limited to the above-mentioned components, but is generally used as an additive mixed with cement, for example, sand, earth, gravel, clay used as an aggregate. , Fly ash, bentonite, perlite, vermiculite, etc., inorganic powders such as calcium carbonate, fine powder silica, or inorganic or organic fibers such as wood flour, pulp, water-absorbing fibers, glass fibers, and / or Admixtures such as a foaming agent, a water reducing agent, an AE agent, and a foaming agent may be contained.

本発明の用途としては、トンネルを始めとする地下の掘削部への吹き付け用コンクリート、既設コンクリートの補修・補強用コンクリート、及び法面の安定化・被覆等に用いる吹き付けコンクリート、トンネル内壁等の裏側の空洞や亀裂への注入等に用いるグラウト材、上向き方向への注入や亀裂を有する地盤への注入に用いるロックボルト工法やアンカー工法用注入材、水中コンクリート、並びに鏝塗り材等が挙げられる。   Applications of the present invention include concrete for spraying underground excavations such as tunnels, concrete for repairing / reinforcing existing concrete, and spraying concrete used for stabilizing and covering slopes, the backside of tunnel inner walls, etc. Grouting materials used for injection into cavities and cracks, etc., rock bolt construction methods and injection materials for anchor construction methods used for injection into the upward direction and ground with cracks, underwater concrete, and plastering materials.

以下に、本発明を実施例と比較例により、一層、具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下において、部及び%は、特に断りのない限り、全て重量基準であるものとする。尚、本発明のセメント組成物の諸特性は、以下に概略を示した評価方法にて評価した。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. In the following, all parts and% are based on weight unless otherwise specified. The various properties of the cement composition of the present invention were evaluated by the evaluation methods outlined below.

<流動性(JIS R5201−1997準拠)>
日本工業規格JIS R5201に準拠した方法でセメント組成物の流動性(フロー値)を測定した。
(用具)
(1)フローコーン(JIS R5201で規定されている金属製フローコーン)
(2)フローテーブル(JIS R5201で規定されている直径30cmのフローテーブル)
(3)突き棒(JIS R5201で規定されている金属製突き棒)
<Fluidity (according to JIS R5201-1997)>
The fluidity (flow value) of the cement composition was measured by a method based on Japanese Industrial Standard JIS R5201.
(Tool)
(1) Flow cone (metal flow cone defined in JIS R5201)
(2) Flow table (Flow table with a diameter of 30 cm as defined in JIS R5201)
(3) Stick (metal stick specified in JIS R5201)

(試験方法)
(1)フローコーンをフローテーブルの上に静置した。
(2)セメント組成物を、フローコーンに2回に分けて詰めた。各層は突き棒で各々15回突き、最後に不足分を補い表面を均した。
(3)シリンダーを静かに鉛直方向に引き上げ、セメント組成物が広がって1分後に、最大と認められる方向の径と、これに直角方向の径を測定して、これらの平均値を自然フロー値とした。
(4)15秒間に15回落下運動を与え、セメント組成物が広がった後の径を最大と認められる方向と、これに直角方向の径を測定して、これらの平均値をタッピングフロー値とした。
(5)タッピングフロー値を自然フロー値で除した値を指数としてチキソトロピー性の指標とした。
(Test method)
(1) The flow cone was placed on a flow table.
(2) The cement composition was packed in a flow cone in two portions. Each layer was struck 15 times with a stab, and finally the surface was leveled to compensate for the deficiency.
(3) Gently lift the cylinder in the vertical direction, and after 1 minute after the cement composition spreads, measure the diameter in the direction recognized as the maximum and the diameter in the direction perpendicular to it, and calculate the average value of these values as the natural flow value. It was.
(4) A falling motion was given 15 times in 15 seconds, the diameter after the cement composition spread was measured as the maximum, and the diameter in the direction perpendicular thereto was measured. The average value of these was determined as the tapping flow value. did.
(5) A value obtained by dividing the tapping flow value by the natural flow value was used as an index to obtain an index of thixotropy.

<粘度、チキソトロピック指数>
BH型回転粘度計を用いて粘度を測定し、チキソトロピック指数(TI値)を算出した。
(1)混練後のセメント組成物をビーカーに移し、1分間静置した。
(2)BH型回転粘度計を用いて、ローターの回転数2rpmで粘度を測定した。
(3)BH型回転粘度計を用いて、ローターの回転数20rpmで粘度を測定した。
(4)TI値(2rpmの粘度/20rpmの粘度)を算出した。
<Viscosity, thixotropic index>
The viscosity was measured using a BH type rotational viscometer, and the thixotropic index (TI value) was calculated.
(1) The kneaded cement composition was transferred to a beaker and allowed to stand for 1 minute.
(2) Using a BH type rotational viscometer, the viscosity was measured at a rotor rotational speed of 2 rpm.
(3) Viscosity was measured at a rotational speed of the rotor of 20 rpm using a BH type rotational viscometer.
(4) The TI value (viscosity at 2 rpm / viscosity at 20 rpm) was calculated.

<チキソトロピー性>
上記流動性を測定して算出した指数及び、粘度を測定して算出したTI値で判定した。
(評価)
○:指数が1.4以上及びTI値が3.0以上。
×:指数が1.4未満及びTI値が3.0未満。
<Thixotropic properties>
The determination was made with the index calculated by measuring the fluidity and the TI value calculated by measuring the viscosity.
(Evaluation)
○: The index is 1.4 or more and the TI value is 3.0 or more.
X: Index is less than 1.4 and TI value is less than 3.0.

<垂れ>
(1)勾配100/1000の傾斜面に内径5cm、高さ5cmの円筒を置いた。
(2)試料を詰め、表面を均した。
(3)円筒を静かに鉛直方向に引き抜いた。
(4)試料の外観を観察し評価した。
(評価)
○:円筒を抜いて全く垂れなかった。
△:円筒を抜いて僅かに円柱が傾いた。
×:円筒を抜いて円柱形状がかなり崩れた。
<Sagging>
(1) A cylinder having an inner diameter of 5 cm and a height of 5 cm was placed on an inclined surface having a gradient of 100/1000.
(2) The sample was packed and the surface was leveled.
(3) The cylinder was gently pulled out in the vertical direction.
(4) The appearance of the sample was observed and evaluated.
(Evaluation)
○: The cylinder was pulled out and did not sag at all.
Δ: The cylinder was pulled out and the cylinder was slightly tilted.
X: The cylinder was pulled out and the columnar shape collapsed considerably.

<ブリージング(JSCE−F 522−1999準拠)>
土木学会基準「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法(ポリエチレン袋方法)」(JSCE−F 522−1999)に準拠した方法で、セメント組成物の材料分離抵抗性(ブリージング率)及び膨張率を測定した。
(用具)
(1)ポリエチレン袋(セメント組成物を入れた状態でその径が約50mmとなる長さ500mm以上のもの、ポリエチレンの厚さは0.05mm程度、底は角底)
(2)メスシリンダー(容量1000ml)
<Breathing (conforming to JSCE-F 522-1999)>
Material separation resistance (breathing rate) of cement composition in accordance with the Japan Society of Civil Engineers standard "Testing method for bleeding rate and expansion rate of mortar of prepacked concrete (polyethylene bag method)" (JSCE-F 522-1999) And the expansion coefficient was measured.
(Tool)
(1) Polyethylene bag (with a cement composition in a diameter of about 50 mm, with a diameter of about 50 mm, polyethylene thickness of about 0.05 mm, bottom is square)
(2) Measuring cylinder (capacity 1000ml)

(試験方法)
(1)ポリエチレン袋の中にセメント組成物を約20cmの高さまで充填した。
(2)水を400ml入れたメスシリンダーの中に、静かにまた空気が混入しないようにセメント組成物を充填したポリエチレン袋を挿入した。
(3)メスシリンダー中の水面とセメント組成物の面が一致するまでポリエチレン袋を下げ、このときのメスシリンダーの読みから400mlを差し引くことにより、セメント組成物の体積Vmlを求めた。
(4)ポリエチレン袋の上端を結び、これをつるして静置した。
(5)測定開始後24時間以上経過したら、(2)、(3)と同じ要領でブリージングによる水の面V1mlとセメント組成物の面V2mlをそれぞれ読み取り、前者から後者を差し引くことによってブリージングによる水量Bmlを求めた。なおブリージング水が無い場合はV1=V2である。
(6)次の式によってブリージング率及び膨張率を算出した。
B=V1−V2
ブリージング率(%)=B/V×100
膨張率(%)=(V1−V)/V×100
(Test method)
(1) A polyethylene bag was filled with a cement composition to a height of about 20 cm.
(2) A polyethylene bag filled with the cement composition was inserted into a graduated cylinder containing 400 ml of water so as not to be mixed with air gently.
(3) The polyethylene bag was lowered until the water surface in the graduated cylinder coincided with the surface of the cement composition, and 400 ml was subtracted from the reading of the graduated cylinder at this time to obtain the volume Vml of the cement composition.
(4) The upper end of the polyethylene bag was tied and hung and allowed to stand.
(5) When 24 hours or more have elapsed after the start of measurement, the water surface V1 ml by breathing and the surface V2 ml of cement composition are read in the same manner as (2) and (3), respectively, and the water amount by breathing is subtracted from the former from the former. Bml was determined. When there is no breathing water, V1 = V2.
(6) Breathing rate and expansion rate were calculated by the following formula.
B = V1-V2
Breathing rate (%) = B / V × 100
Expansion rate (%) = (V1−V) / V × 100

[合成例1]
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10V(ソルビタンモノステアレート、HLB=5、花王株式会社製)を10.0g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度700rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Q(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、MRCユニテック株式会社製)207g(32.5モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム24.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸をモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸をモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド142g(67.3モル%)、アクリル酸0.5g(0.2モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
[Synthesis Example 1]
750 g of cyclohexane, Rhedol SP-S10V (sorbitan monostearate, HLB = 5, Kao Corp.) Prepared), a reflux cooling dehydration tube and a dropping funnel were provided, and stirring was started at a stirring speed of 700 rpm. Meanwhile, TBAS-Q (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) 207 g (32.5 mol%) was added to a 2 L disc, and hydroxy-tetramethyl-1 was cooled from the outside. -Non-neutralized 2-acrylamide-2 by dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution containing 0.02 g of piperidine oxyl and dissolving 24.0 g of sodium hydroxide to neutralize 60 mol% of TBAS-Q -An aqueous solution containing 40% of methylpropanesulfonic acid by molar ratio and 60% of neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid by molar ratio was prepared. After 142 g (67.3 mol%) of acrylamide, 0.5 g (0.2 mol%) of acrylic acid, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate were added to this solution and dissolved. Nitrogen gas was blown to expel dissolved oxygen.

次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.3gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90(ショ糖ステアリン酸エステル、第一工業製薬株式会社製)を3.0g添加した。攪拌速度700rpmで1時間攪拌しながら、系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。共沸脱水によって330gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、高分子粒子Aを得た。   Next, the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent obtained as described above was added to the above-mentioned cyclohexane, 0.3 g of sodium hydrogen sulfite was added in a powder state, and then the temperature was increased to 70 ° C. Polymerization was started by raising the temperature. After the exotherm due to polymerization had subsided, 3.0 g of DK ester F-90 (sucrose stearate ester, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added. While stirring at a stirring speed of 700 rpm for 1 hour, the temperature in the system was controlled to a temperature of 60 ° C to 70 ° C. After 330 g of water was extracted by azeotropic dehydration, the resin was taken out and dried at 70 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles A.

[合成例2]
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10V(ソルビタンモノステアレート、HLB=5、花王株式会社製)を10.0g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度700rpmで攪拌を開始した。一方、2Lのディスカップにアクリルアミド213g(65モル%)、アクリル酸116g(35モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.21g、過硫酸アンモニウム0.75gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.3gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90(ショ糖ステアリン酸エステル、第一工業製薬株式会社製)を3.0g添加した。攪拌速度700rpmで1時間攪拌しながら、系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。共沸脱水によって330gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、高分子粒子Bを得た。
[Synthesis Example 2]
750 g of cyclohexane, Rhedol SP-S10V (sorbitan monostearate, HLB = 5, Kao Corp.) Prepared), a reflux cooling dehydration tube and a dropping funnel were provided, and stirring was started at a stirring speed of 700 rpm. On the other hand, 213 g (65 mol%) of acrylamide, 116 g (35 mol%) of acrylic acid, 0.21 g of N, N′-methylenebisacrylamide, and 0.75 g of ammonium persulfate were added to a 2 L disc, and then dissolved. Gas was blown out to expel dissolved oxygen.
Next, the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent obtained as described above was added to the above-mentioned cyclohexane, 0.3 g of sodium hydrogen sulfite was added in a powder state, and then the temperature was increased to 70 ° C. Polymerization was started by raising the temperature. After the exotherm due to polymerization had subsided, 3.0 g of DK ester F-90 (sucrose stearate ester, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added. While stirring at a stirring speed of 700 rpm for 1 hour, the temperature in the system was controlled to a temperature of 60 ° C to 70 ° C. After 330 g of water was extracted by azeotropic dehydration, the resin was taken out and dried at 70 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles B.

[合成例3]
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10V(ソルビタンモノステアレート、HLB=5、花王株式会社製)を10.0g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度700rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Q(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、MRCユニテック株式会社製)207g(40モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム24.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸をモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸をモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリル酸108g(60モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.12g、過硫酸アンモニウム0.4gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
[Synthesis Example 3]
750 g of cyclohexane, Rhedol SP-S10V (sorbitan monostearate, HLB = 5, Kao Corp.) Prepared), a reflux cooling dehydration tube and a dropping funnel were provided, and stirring was started at a stirring speed of 700 rpm. On the other hand, 207 g (40 mol%) of TBAS-Q (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to a 2 L disc, and hydroxy-tetramethyl-1-piperidine was cooled from the outside. Non-neutralized 2-acrylamido-2-methyl is obtained by dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution containing 0.02 g of oxyl and dissolving 24.0 g of sodium hydroxide to neutralize 60 mol% of TBAS-Q. An aqueous solution containing 40% of propanesulfonic acid by molar ratio and 60% of neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid by molar ratio was prepared. To this solution, 108 g (60 mol%) of acrylic acid, 0.12 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.4 g of ammonium persulfate were added and dissolved, and then nitrogen gas was blown to drive out dissolved oxygen.

次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.3gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90(ショ糖ステアリン酸エステル、第一工業製薬株式会社製)を3.0g添加した。攪拌速度700rpmで1時間攪拌しながら、系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。共沸脱水によって330gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、高分子粒子Cを得た。   Next, the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent obtained as described above was added to the above-mentioned cyclohexane, 0.3 g of sodium hydrogen sulfite was added in a powder state, and then the temperature was increased to 70 ° C. Polymerization was started by raising the temperature. After the exotherm due to polymerization had subsided, 3.0 g of DK ester F-90 (sucrose stearate ester, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added. While stirring at a stirring speed of 700 rpm for 1 hour, the temperature in the system was controlled to a temperature of 60 ° C to 70 ° C. After 330 g of water was extracted by azeotropic dehydration, the resin was taken out and dried at 70 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles C.

[合成例4]
攪拌装置を備えた加圧反応器にパルプ100重量部、ジメチルエーテル50重量部を仕込み、器内を十分に窒素置換した後、90℃以下で、攪拌しながら50重量%水酸化ナトリウム水溶液230重量部を滴下して加え、アルカリセルロースを調製した。次いで、反応液を40℃以下に冷却し、クロロメチル150重量部、プロピレンオキシド45重量部を仕込み、40〜90℃で3時間反応を行った。得られた反応物を80〜90℃の熱水を用いて洗浄後、80℃で風乾して無色固体のヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)125重量部を得た。
[Synthesis Example 4]
A pressure reactor equipped with a stirrer was charged with 100 parts by weight of pulp and 50 parts by weight of dimethyl ether, and after the inside of the container was sufficiently purged with nitrogen, 230 parts by weight of 50% by weight aqueous sodium hydroxide solution was stirred at 90 ° C. or lower. Was added dropwise to prepare alkali cellulose. Next, the reaction solution was cooled to 40 ° C. or lower, charged with 150 parts by weight of chloromethyl and 45 parts by weight of propylene oxide, and reacted at 40 to 90 ° C. for 3 hours. The obtained reaction product was washed with hot water at 80 to 90 ° C. and then air-dried at 80 ° C. to obtain 125 parts by weight of colorless solid hydroxypropylmethylcellulose (HPMC).

上述のようにして得られたHPMCの、ヒドロキシプロピル基の置換量はMS=0.25、メチル基の置換度はDS=1.9であった。   In the HPMC obtained as described above, the hydroxypropyl group substitution amount was MS = 0.25, and the methyl group substitution degree was DS = 1.9.

[合成例5]
攪拌装置を備えた加圧反応器にパルプ100重量部、ジメチルエーテル50重量部を仕込み、器内を十分に窒素置換した後、90℃以下で、攪拌しながら50重量%水酸化ナトリウム水溶液230重量部を滴下して加え、アルカリセルロースを調製した。次いで、反応液を40℃以下に冷却し、クロロエチル85重量部、エチレンオキシド275重量部を仕込み、40〜90℃で3時間反応を行った。得られた反応物を80〜90℃の熱水を用いて洗浄後、80℃で風乾して無色固体のヒドロキシエチルエチルセルロース(HEEC)162重量部を得た。
上述のようにして得られたHEECの、ヒドロキシエチル基の置換量はMS=2.0、エチル基の置換度はDS=0.8であった。
[Synthesis Example 5]
A pressure reactor equipped with a stirrer was charged with 100 parts by weight of pulp and 50 parts by weight of dimethyl ether, and after the inside of the container was sufficiently purged with nitrogen, 230 parts by weight of 50% by weight aqueous sodium hydroxide solution was stirred at 90 ° C. or lower. Was added dropwise to prepare alkali cellulose. Next, the reaction solution was cooled to 40 ° C. or less, charged with 85 parts by weight of chloroethyl and 275 parts by weight of ethylene oxide, and reacted at 40 to 90 ° C. for 3 hours. The obtained reaction product was washed with hot water at 80 to 90 ° C., and then air-dried at 80 ° C. to obtain 162 parts by weight of colorless solid hydroxyethyl ethyl cellulose (HEEC).
In the HEEC obtained as described above, the hydroxyethyl group substitution amount was MS = 2.0, and the ethyl group substitution degree was DS = 0.8.

[実施例1]
攪拌容器(KITCHEN AID KSM5)に水1620部を入れ、攪拌しながら、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製)3600部を投入し、2分間攪拌した。次いで、予め水180部、合成例1の高分子粒子A10部、合成例4のHPMC5部を混ぜておいたものを投入し、1分間攪拌して本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 1]
1620 parts of water was placed in a stirring vessel (KITCHEN AID KSM5), and 3600 parts of ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) was added while stirring, and stirred for 2 minutes. Next, 180 parts of water, 10 parts of polymer particles A of Synthesis Example 1 and 5 parts of HPMC of Synthesis Example 4 were mixed in advance and stirred for 1 minute to obtain the cement composition of the present invention. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例2]
合成例4のHPMCを合成例5のHEECに代えた以外は実施例1と同様にして本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 2]
A cement composition of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that HPMC in Synthesis Example 4 was replaced with HEEC in Synthesis Example 5. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例3]
合成例1の高分子粒子Aを合成例2の高分子粒子Bに代えた以外は実施例1と同様にして本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 3]
A cement composition of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer particle A in Synthesis Example 1 was replaced with the polymer particle B in Synthesis Example 2. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例4]
合成例1の高分子粒子Aを合成例3の高分子粒子Cに代えた以外は実施例1と同様にして本発明の組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 4]
A composition of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer particle A in Synthesis Example 1 was replaced with the polymer particle C in Synthesis Example 3. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例5]
合成例1の高分子粒子Aの量を3.6部に、合成例4のHPMCの量を3.6部に代えた以外は実施例1と同様にして本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 5]
A cement composition of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of polymer particles A in Synthesis Example 1 was changed to 3.6 parts and the amount of HPMC in Synthesis Example 4 was changed to 3.6 parts. . The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例6]
合成例4のHPMCの量を1.8部に代えた以外は実施例1と同様にして本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 6]
A cement composition of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of HPMC in Synthesis Example 4 was changed to 1.8 parts. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

[実施例7]
攪拌容器に水1944部を入れ、攪拌しながら、普通ポルトランドセメント3600部を投入し、2分間攪拌した。次いで、予め水216部、合成例1の高分子粒子A12部、合成例4のHPMC6部を混ぜておいたものを投入し、1分間攪拌して本発明のセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表1に示す。
[Example 7]
1944 parts of water was placed in a stirring container, and 3600 parts of ordinary Portland cement was added while stirring, followed by stirring for 2 minutes. Next, 216 parts of water, 12 parts of polymer particles A of Synthesis Example 1 and 6 parts of HPMC of Synthesis Example 4 were mixed in advance and stirred for 1 minute to obtain a cement composition of the present invention. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 1.

表1に示すように、実施例1〜7では、いずれも高いチキソトロピー性を有し、かつブリージングが発生し難く、体積収縮が少ないセメント組成物が得られた。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 7, a cement composition having high thixotropic properties, hardly causing breathing, and having a small volume shrinkage was obtained.

Figure 2007261920
Figure 2007261920

[比較例1]
合成例1の高分子粒子Aをアクリル酸ホモポリマー架橋体に代えた以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer particles A in Synthesis Example 1 were replaced with a crosslinked acrylic acid homopolymer. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

[比較例2]
合成例1の高分子粒子Aを加えない以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer particles A of Synthesis Example 1 were not added. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

[比較例3]
合成例4のHPMCをメチルセルロースに代えた以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 3]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that HPMC in Synthesis Example 4 was replaced with methylcellulose. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

[比較例4]
合成例4のHPMCを加えない以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 4]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that HPMC of Synthesis Example 4 was not added. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

[比較例5]
合成例4のHPMCの量を18部に代えた以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 5]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of HPMC in Synthesis Example 4 was changed to 18 parts. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

[比較例6]
合成例4のHPMCの量を0.9部に代えた以外は実施例1と同様にしてセメント組成物を得た。得られたセメント組成物の諸特性の評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 6]
A cement composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of HPMC in Synthesis Example 4 was changed to 0.9 part. The evaluation results of various properties of the obtained cement composition are shown in Table 2.

表2に示すように、比較例1、2、5のセメント組成物は、チキソトロピー性が低く、静止した後に流動性が低下する性質が低いため、吹き付け後に垂れたり、空洞への注入後に空隙からの逸脱が発生しやすいものであった。また、比較例2、3、4、6のセメント組成物は、ブリージング、体積収縮が大きく、硬化後に空隙を生じるため、吹き付け打設面との密着性が低下する、あるいは充填した空洞で空隙が生成する等の現象により、設計通りの強度を発現できないものであった。   As shown in Table 2, the cement compositions of Comparative Examples 1, 2, and 5 have low thixotropic properties and low properties of lowering fluidity after standing still, so that they drip after spraying or from the void after injection into the cavity. It was easy for deviations to occur. In addition, the cement compositions of Comparative Examples 2, 3, 4, and 6 have large breathing and volume shrinkage, and voids are formed after curing, so that the adhesion to the sprayed surface is reduced, or the voids are filled in the filled cavities. Due to the phenomenon such as generation, the strength as designed could not be expressed.

Figure 2007261920
Figure 2007261920

(実施例の配合比率)
実施例1〜7の本発明のセメント組成物における(a)〜(d)の配合比率(重量比)は以下に示す通りである。
実施例1:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=2/1
(Combination ratio of examples)
The blending ratios (weight ratios) of (a) to (d) in the cement compositions of the present invention of Examples 1 to 7 are as shown below.
Example 1:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, HPMC (d) / water (b) = 1 of synthesis example 4 / 360, polymer particles A (c) of Synthesis Example 1 / HPMC (d) of Synthesis Example 4 = 2/1

実施例2:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180、合成例5のHEEC(d)/水(b)=1/360、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例5のHEEC(d)=2/1
Example 2:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, HEEC (d) / water (b) = 1 of synthesis example 5 / 360, polymer particles A of synthesis example 1 (c) / HEEC of synthesis example 5 (d) = 2/1

実施例3:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例2の高分子粒子B(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360、合成例2の高分子粒子B(c)/合成例4のHPMC(d)=2/1
Example 3:
Cement (a) / Water (b) = 100/50, Polymer Particle B (c) / Water (b) = 1/180 of Synthesis Example 2, HPMC (d) / Water (b) = 1 of Synthesis Example 4 / 360, polymer particles B (c) of Synthesis Example 2 / HPMC (d) of Synthesis Example 4 = 2/1

実施例4:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例3の高分子粒子C(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360、合成例3の高分子粒子C(c)/合成例4のHPMC(d)=2/1
Example 4:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particles C of synthesis example 3 (c) / water (b) = 1/180, HPMC of synthesis example 4 (d) / water (b) = 1 / 360, polymer particles C (c) of Synthesis Example 3 / HPMC (d) of Synthesis Example 4 = 2/1

実施例5:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/500、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/500、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=1/1
Example 5:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particles A (c) of synthesis example 1 / water (b) = 1/500, HPMC (d) of synthesis example 4 / water (b) = 1 / 500, polymer particles A (c) of Synthesis Example 1 / HPMC (d) of Synthesis Example 4 = 1/1

実施例6:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/1000、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=6/1
Example 6:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, HPMC (d) / water (b) = 1 of synthesis example 4 / 1000, polymer particles A of synthesis example 1 (c) / HPMC of synthesis example 4 (d) = 6/1

実施例7:
セメント(a)/水(b)=100/60、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=2/1
Example 7:
Cement (a) / water (b) = 100/60, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, HPMC (d) / water (b) = 1 of synthesis example 4 / 360, polymer particles A (c) of Synthesis Example 1 / HPMC (d) of Synthesis Example 4 = 2/1

(比較例の配合成分およびその配合比率と諸特性)
比較例1〜6のセメント組成物における配合成分およびその配合比率(重量比)と諸特性との関係は以下に示す通りである。
比較例1:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360であるが、架橋アクリル系高分子粒子(c)に代えてアクリル酸ホモポリマー架橋体を使用している為、チキソトロピー性が低い。流動性は向上している。
(Compounding components of comparative examples and their blending ratios and characteristics)
The relationship between the blending components in the cement compositions of Comparative Examples 1 to 6 and the blending ratio (weight ratio) and various properties is as follows.
Comparative Example 1:
Cement (a) / water (b) = 100/50, HPMC (d) / water (b) = 1/360 of Synthesis Example 4, but acrylic acid homopolymer instead of the crosslinked acrylic polymer particles (c) Because it uses a polymer cross-linked product, its thixotropic property is low. The liquidity has improved.

比較例2:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/360であるが、架橋アクリル系高分子粒子が添加されていないので、耐ブリージング性が劣るもので、チキソトロピー性も低いものである。
Comparative Example 2:
Cement (a) / water (b) = 100/50, HPMC (d) / water (b) = 1/360 of Synthesis Example 4, but no crosslinked acrylic polymer particles are added, so that no bleeding Inferior in properties and low in thixotropy.

比較例3:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180であるが、ヒドロキシアルキル変性セルロース樹脂、ヒドロキシアルキルアルキル変性セルロース樹脂以外のセルロース系樹脂(メチルセルロース)を使用している為、耐ブリージング性に劣る。
Comparative Example 3:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, but hydroxyalkyl-modified cellulose resin, hydroxyalkylalkyl-modified cellulose resin Since other cellulose resins (methylcellulose) are used, the breathing resistance is inferior.

比較例4:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180であるが、セルロース系樹脂の添加がないため、チキソトロピー性はあるが、耐ブリージング性に劣るものである。
Comparative Example 4:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, but no thixotropic property because there is no addition of cellulosic resin There is, however, inferior breathing resistance.

比較例5:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/100であるが、架橋アクリル系高分子粒子(c)に対してセルロース系樹脂(d)が多いために、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=0.6/1であり、チキソトロピー性が低下するものである。
Comparative Example 5:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particle A (c) / water (b) = 1/180 of synthesis example 1, HPMC (d) / water (b) = 1 of synthesis example 4 / 100, but since the cellulose resin (d) is more than the crosslinked acrylic polymer particles (c), the polymer particles A (c) in Synthesis Example 1 / HPMC (d) in Synthesis Example 4 = It is 0.6 / 1 and the thixotropic property is lowered.

比較例6:
セメント(a)/水(b)=100/50、合成例1の高分子粒子A(c)/水(b)=1/180であるが、架橋アクリル系高分子粒子(c)の添加量に対して、セルロース系樹脂(d)の添加量が少なく、合成例4のHPMC(d)/水(b)=1/2000、合成例1の高分子粒子A(c)/合成例4のHPMC(d)=11/1であるため、耐ブリージング性が低下するものである。
Comparative Example 6:
Cement (a) / water (b) = 100/50, polymer particles A (c) of synthesis example 1 / water (b) = 1/180, but added amount of crosslinked acrylic polymer particles (c) On the other hand, the amount of cellulose resin (d) added is small, HPMC (d) in Synthesis Example 4 / water (b) = 1/2000, Polymer Particle A (c) in Synthesis Example 1 / Synthesis Example 4 Since HPMC (d) = 11/1, the breathing resistance is lowered.

本発明は、土木・建築分野で用いる吹き付け材、グラウト材等に好適である。
The present invention is suitable for spraying materials, grout materials and the like used in the civil engineering and construction fields.

Claims (6)

セメント(a)と水(b)とからなるセメント組成物において、架橋アクリル系高分子粒子(c)とアルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)とを含有し、その含有比率がセメント(a)/水(b)=100/40〜100/100(重量比)であり、架橋アクリル系高分子粒子(c)/水(b)=1/500〜1/100(重量比)であり、アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)/水(b)=1/1000〜1/100(重量比)であり、架橋アクリル系高分子粒子(c)/アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)=1/1〜10/1(重量比)であること、架橋アクリル系高分子粒子(c)がスルホン酸基及び/又はアクリルアミド基を含有する架橋アクリル系高分子粒子からなる非水溶性の粉体であることを特徴とするセメント組成物。   A cement composition comprising cement (a) and water (b) contains crosslinked acrylic polymer particles (c) and alkyl ether-modified cellulose resin (d), and the content ratio is cement (a) / water. (B) = 100/40 to 100/100 (weight ratio), crosslinked acrylic polymer particles (c) / water (b) = 1/500 to 1/100 (weight ratio), alkyl ether modified Cellulose resin (d) / water (b) = 1/1000 to 1/100 (weight ratio), crosslinked acrylic polymer particles (c) / alkyl ether-modified cellulose resin (d) = 1/1 to 10 / 1 (weight ratio), the crosslinked acrylic polymer particles (c) are water-insoluble powders composed of crosslinked acrylic polymer particles containing sulfonic acid groups and / or acrylamide groups. To Cement composition. 前記架橋アクリル系高分子粒子(c)/水(b)が、1/350〜1/150(重量比)であり、前記架橋アクリル系高分子粒子(c)の粒径が、0.1〜50μmである請求項1に記載のセメント組成物。   The crosslinked acrylic polymer particles (c) / water (b) are 1/350 to 1/150 (weight ratio), and the crosslinked acrylic polymer particles (c) have a particle size of 0.1 to The cement composition according to claim 1, which is 50 µm. 前記架橋アクリル系高分子粒子(c)が、下記一般式(1)で表される化合物を単量体とする重合反応生成物である請求項1又は2に記載のセメント組成物。
Figure 2007261920
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素数2〜4のアルキレン基を示し、Xは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウム基を示す。)
The cement composition according to claim 1 or 2, wherein the crosslinked acrylic polymer particle (c) is a polymerization reaction product having a compound represented by the following general formula (1) as a monomer.
Figure 2007261920
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or Indicates an ammonium group.)
前記架橋アクリル系高分子粒子(c)が、下記一般式(2)で表される化合物を単量体とする重合反応生成物である請求項1又は2に記載のセメント組成物。
Figure 2007261920
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。)
The cement composition according to claim 1 or 2, wherein the crosslinked acrylic polymer particle (c) is a polymerization reaction product having a compound represented by the following general formula (2) as a monomer.
Figure 2007261920
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
前記アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)が、下記一般式(3)で表される構造を含むものである請求項1〜4のいずれか一項に記載のセメント組成物。
Figure 2007261920
(式中、R、R、Rは、水素原子、又は式C2nOH、C2m+1、(C2nO)2nOH若しくは(C2nO)2m+1で表されるものを示し、lは1〜10の整数を示し、m及びnは1〜5の整数を示す。R、R、Rのいずれか一つは、水素原子でもC2m+1でもなく、同一でも異なっても良い。)
The cement composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkyl ether-modified cellulose resin (d) includes a structure represented by the following general formula (3).
Figure 2007261920
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms, or the formula C n H 2n OH, C m H 2m + 1 , (C n H 2n O) 1 C n H 2n OH or (C n H 2n O ) 1 C m H 2m + 1 is represented, l represents an integer of 1 to 10, m and n represent an integer of 1 to 5. Any one of R 1 , R 2 and R 3 is , Not a hydrogen atom or C m H 2m + 1 , they may be the same or different.)
前記アルキルエーテル変性セルロース樹脂(d)が、セルロースのグルコース単位当たりのヒドロキシアルキル基の平均置換量が0.1〜4.0であり、かつセルロースのグルコース単位当たりのアルキル基の平均置換度が2.5以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のセメント組成物。
In the alkyl ether-modified cellulose resin (d), the average substitution amount of hydroxyalkyl groups per glucose unit of cellulose is 0.1 to 4.0, and the average substitution degree of alkyl groups per glucose unit of cellulose is 2 The cement composition according to any one of claims 1 to 4, which is 0.5 or less.
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