JP2010150115A - Shrinkage reducing agent for cement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に土木、建築分野において使用されるセメントコンクリートの収縮低減剤に関する。 The present invention relates to a shrinkage reducing agent for cement concrete mainly used in the civil engineering and construction fields.
土木、建築分野において、ひび割れはコンクリートの早期劣化を引き起こすため、大きな課題になっている。こうしたコンクリート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、収縮低減剤を添加する方法が知られている。 In the field of civil engineering and architecture, cracks are a major issue because they cause early deterioration of concrete. As a method for preventing such cracking of concrete, a method of adding a shrinkage reducing agent during kneading of cements with other additives and water is known.
しかし、乾燥収縮を抑制するために収縮低減剤を多量に添加すると、空気連行性が増加しやすくなり、所望の空気量のセメント組成物を得るためには消泡剤を添加する等といった工程を行う必要があり、調製が非常に困難であった。 However, when a large amount of a shrinkage reducing agent is added to suppress drying shrinkage, air entrainment tends to increase, and in order to obtain a cement composition having a desired amount of air, a process such as adding an antifoaming agent is performed. It was necessary to carry out and preparation was very difficult.
これら空気連行性の増加を解決するために、空気連行性の比較的小さいアルカンジオール類やポリアルキレングリコール類が開発された(例えば特許文献1、2)。しかし、アルカンジオール類やポリアルキレングリコール類は所望の収縮低減効果を得るためには多量の収縮低減剤を添加する必要があった。そして、アルカンジオール類を多量に添加する際には凝結遅延を起こすという課題があり、ポリアルキレングリコール類を多量に添加する際には強度低下を起こすという課題があった。
本発明は、上記の問題点を改善し、空気連行性や凝結遅延に影響を与えずに乾燥収縮を抑制する収縮低減剤を提供することを目的としてなされたものである。 The present invention has been made for the purpose of providing a shrinkage reducing agent that improves the above problems and suppresses drying shrinkage without affecting air entrainment or setting delay.
本発明は、
[1] 式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物からなることを特徴とする、セメント用収縮低減剤である。
R1(OA2)m(OA1)y−O−X−O−(A1O)z(A2O)nR2 ・・・(1)
[ただし、Xは、炭素数2〜6のアルカンジオールから水酸基を除いた残基である。
R1およびR2は、それぞれ互いに独立して、水素原子またはメチル基である。
A2Oは、オキシエチレン基および炭素数3のオキシアルキレン基であり、ブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。
A1Oは、炭素数4〜6のオキシアルキレン基の1種または2種以上からなり、2種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。
mおよびnは、炭素数2と炭素数3のオキシアルキレン基(A2O)の平均付加モル数であり、m+nは2〜30である。
yおよびzは、炭素数4〜6のオキシアルキレン基(A1O)の平均付加モル数であり、y+zは1〜10である。]
[2] 前記式(1)におけるA1Oがオキシブチレン基である[1]記載の収縮低減剤である。
[3] 前記式(1)におけるXが1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオールから水酸基を除いた残基である[1]または[2]記載の収縮低減剤である。
[4] 前記式(1)におけるA2Oに占めるオキシエチレン基が20〜95モル%である[1]〜[3]のいずれか一つの請求項に記載の収縮低減剤である。
[5] 前記式(1)におけるR1、R2が水素原子である[1]〜[4]のいずれか一つの請求項に記載の収縮低減剤である。
The present invention
[1] A shrinkage reducing agent for cement, comprising a polyoxyalkylene compound represented by the formula (1).
R 1 (OA 2 ) m (OA 1 ) y —O—X—O— (A 1 O) z (A 2 O) n R 2 (1)
[However, X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from an alkanediol having 2 to 6 carbon atoms.
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
A 2 O is an oxyethylene group and an oxyalkylene group having 3 carbon atoms, and may be added in a block form or in a random form.
A 1 O is composed of one or two or more oxyalkylene groups having 4 to 6 carbon atoms, and when it is two or more, it may be added in a block shape or in a random shape.
m and n are average addition mole number of the oxyalkylene group having 2 and 3 carbon atoms atoms (A 2 O), m + n is 2 to 30.
y and z are the average added mole numbers of an oxyalkylene group having 4 to 6 carbon atoms (A 1 O), and y + z is 1 to 10. ]
[2] The shrinkage reducing agent according to [1], wherein A 1 O in the formula (1) is an oxybutylene group.
[3] The shrinkage according to [1] or [2], wherein X in the formula (1) is a residue obtained by removing a hydroxyl group from 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, or 1,2-butanediol. It is a reducing agent.
[4] The shrinkage reducing agent according to any one of [1] to [3], wherein the oxyethylene group in A 2 O in the formula (1) is 20 to 95 mol%.
[5] The shrinkage reducing agent according to any one of [1] to [4], wherein R 1 and R 2 in the formula (1) are hydrogen atoms.
本発明のセメント用収縮低減剤を用いたセメント組成物は、従来のセメント用収縮低減剤を添加した場合に比較して空気連行性への影響が小さいため、空気量の調整が極めて容易となり、凝結遅延への影響が小さいため促進剤を添加するなど凝結遅延を抑制する必要がない。 Since the cement composition using the cement shrinkage reducing agent of the present invention has a small effect on air entrainment compared to the case where a conventional cement shrinkage reducing agent is added, the adjustment of the air amount becomes extremely easy, Since the influence on the setting delay is small, it is not necessary to suppress the setting delay by adding an accelerator.
式(1)において、Xは、炭素数2〜6のアルカンジオールから水酸基を除いた残基である。アルカンジオールとしては、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−1,2−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、2−メチル−2,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,3−ヘキサンジオール、2,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3,4−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−2,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ブタンジオール、2−(n−プロピル)−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールであり、好ましくは1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、2,2‐ジメチル‐1,3‐プロパンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールであり、より好ましくは1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオールである。 In the formula (1), X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from an alkanediol having 2 to 6 carbon atoms. Alkanediols include 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3 -Butanediol, 2-methyl-1,2-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2-pentanediol, 1,3-pentanediol, 1,4-pentanediol, 1,5 -Pentanediol, 2,3-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-butanediol, 2-methyl-1,4-butanediol 2-methyl-2,3-butanediol, 2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,2-he Sundiol, 1,3-hexanediol, 1,4-hexanediol, 1,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2,3-hexanediol, 2,4-hexanediol, 2,5-hexane Diol, 3,4-hexanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-2,4- Pentanediol, 3-methyl-2,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-butanediol, 2- (n-propyl) -1,3-propanediol, 2-methyl-2-ethyl-1, 3-propanediol, preferably 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propyl Propanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, more preferably 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol.
式(1)において、A2Oは、オキシエチレン基および炭素数3のオキシアルキレン基の両方である。 In the formula (1), A 2 O is both an oxyethylene group and a C 3 oxyalkylene group.
炭素数3のオキシアルキレン基としては例えば1,2−オキシプロピレン基、1,3−オキシプロピレン基などを挙げることができ、好ましくは1,2−オキシプロピレン基である。A2Oで示されるオキシアルキレン基の付加形式はランダム状であってもブロック状であってもよい。 Examples of the oxyalkylene group having 3 carbon atoms include a 1,2-oxypropylene group and a 1,3-oxypropylene group, and a 1,2-oxypropylene group is preferable. The addition form of the oxyalkylene group represented by A 2 O may be random or block.
式(1)においてm+nで示されるオキシアルキレン基の平均付加モル数は2〜30であり、好ましくは2〜20であり、より好ましくは2〜15である。m+nに占めるオキシエチレン基の割合は20〜95モル%、好ましくは40〜80モル%である。この範囲であると乾燥収縮を抑制する効果が大きい。オキシエチレン基の割合が20モル%未満であると、水への溶解性が損なわれ、収縮低減剤が不均一となり、収縮の抑制を阻害しやすい。 The average added mole number of the oxyalkylene group represented by m + n in formula (1) is 2 to 30, preferably 2 to 20, and more preferably 2 to 15. The ratio of the oxyethylene group in m + n is 20 to 95 mol%, preferably 40 to 80 mol%. Within this range, the effect of suppressing drying shrinkage is great. When the proportion of the oxyethylene group is less than 20 mol%, the solubility in water is impaired, the shrinkage reducing agent becomes non-uniform, and the suppression of shrinkage tends to be hindered.
式(1)において、A1Oで示される炭素数4〜6のオキシアルキレン基としては、例えば、1,2−オキシブチレン基、2,3−オキシブチレン基、1,4−オキシブチレン基、1、2−オキシペンチレン基、2、3−オキシペンチレン基、1、2−オキシヘキシレン基、2、3−オキシヘキシレン基、3、4−オキシヘキシレン基などを挙げることができ、好ましくは1,2−オキシブチレン基、1、2−オキシペンチレン基、1、2−オキシヘキシレン基であり、さらに好ましくは1,2−オキシブチレン基である。炭素数4〜6のオキシアルキレン基は1種または2種以上を併用してもよく、2種以上の場合、その付加形式はランダム状であってもブロック状であってもよい。式(1)においてy+zで示される炭素数4〜6のオキシアルキレン基の平均付加モル数は1〜10であり、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜5である。 In the formula (1), examples of the oxyalkylene group having 4 to 6 carbon atoms represented by A 1 O include a 1,2-oxybutylene group, a 2,3-oxybutylene group, a 1,4-oxybutylene group, Examples include 1,2-oxypentylene group, 2,3-oxypentylene group, 1,2-oxyhexylene group, 2,3-oxyhexylene group, 3,4-oxyhexylene group, and the like. 1,2-oxybutylene group, 1,2-oxypentylene group, 1,2-oxyhexylene group, more preferably 1,2-oxybutylene group. The oxyalkylene group having 4 to 6 carbon atoms may be used alone or in combination of two or more. In the case of two or more, the addition form may be random or block. In formula (1), the average added mole number of the oxyalkylene group having 4 to 6 carbon atoms represented by y + z is 1 to 10, preferably 1 to 8, and more preferably 1 to 5.
式(1)においてR1およびR2は水素原子またはメチル基であり、好ましくは水素原子である。 In the formula (1), R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
R1およびR2が水素原子である式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物は、炭素数2〜6のアルカンジオールに炭素数4〜6のアルキレンオキシドを付加重合した後、エチレンオキシドと炭素数3のアルキレンオキシドを付加重合することにより、製造することができる。アルキレンオキシドを付加重合する際の触媒としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属やそれらの水酸化物、アルコラート等のアルカリ触媒やルイス酸触媒が用いられる。アルカリ触媒としては例えばナトリウム、カリウム、ナトリウムカリウムアマルガム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムハイドライド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等を挙げることができ、ルイス酸触媒としては例えば四塩化錫、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素ジn−ブチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素テトラヒドロフラン錯体、三フッ化ホウ素フェノール錯体、三フッ化ホウ素酢酸錯体等の三フッ化ホウ素化合物などが挙げられる。触媒の添加量は、式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物および反応に供したアルキレンオキシドの総重量に対して0.01〜10質量%、より好ましくは0.01〜1質量%である。 In the polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) in which R 1 and R 2 are hydrogen atoms, an alkylene oxide having 4 to 6 carbon atoms is added to an alkanediol having 2 to 6 carbon atoms, and then ethylene oxide and carbon atoms are added. It can be produced by addition polymerization of 3 alkylene oxides. As a catalyst for addition polymerization of alkylene oxide, alkali catalysts such as alkali metals and alkaline earth metals, their hydroxides and alcoholates, and Lewis acid catalysts are used. Examples of the alkali catalyst include sodium, potassium, sodium potassium amalgam, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydride, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide and the like, and Lewis acid catalyst. For example, tin tetrachloride, boron trifluoride, boron trifluoride diethyl ether complex, boron trifluoride di n-butyl ether complex, boron trifluoride tetrahydrofuran complex, boron trifluoride phenol complex, boron trifluoride acetic acid complex, etc. And boron trifluoride compound. The addition amount of the catalyst is 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total weight of the polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) and the alkylene oxide subjected to the reaction. .
これらの触媒と前記アルカンジオールとの混合物に、窒素ガス雰囲気下で炭素数4〜6のアルキレンオキシド、続いてエチレンオキシドと炭素数3のアルキレンオキシドを付加し、R1およびR2が水素原子である式(1)のポリオキシアルキレン化合物を得ることができる。アルキレンオキシドを付加重合する際の温度としては50〜150℃、好ましくは60〜140℃、より好ましくは80〜140℃であり、窒素ガス圧力としては0〜10kPa、好ましくは0.05〜8kPaである。 C 4-6 alkylene oxide, followed by ethylene oxide and C 3 alkylene oxide are added to a mixture of these catalysts and the alkanediol under a nitrogen gas atmosphere, and R 1 and R 2 are hydrogen atoms. A polyoxyalkylene compound of the formula (1) can be obtained. The temperature for addition polymerization of alkylene oxide is 50 to 150 ° C., preferably 60 to 140 ° C., more preferably 80 to 140 ° C., and the nitrogen gas pressure is 0 to 10 kPa, preferably 0.05 to 8 kPa. is there.
R1およびR2がメチル基である式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物は、式(1)においてR1およびR2が水素原子であるポリオキシアルキレン化合物の製造後にハロゲン化メチルと反応することにより、製造することができる。ハロゲン化メチルと反応する際の触媒としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属やそれらの水酸化物、アルコラート等のアルカリ触媒が用いられる。具体的には、例えばナトリウム、カリウム、ナトリウムカリウムアマルガム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムハイドライド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等を挙げることができる。ハロゲン化メチルとしてはフッ化メチル、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチルを挙げることができる。 The polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) in which R 1 and R 2 are methyl groups reacts with methyl halide after the production of the polyoxyalkylene compound in which R 1 and R 2 are hydrogen atoms in the formula (1). By doing so, it can be manufactured. As the catalyst for the reaction with methyl halide, alkali catalysts such as alkali metals and alkaline earth metals, their hydroxides and alcoholates are used. Specific examples include sodium, potassium, sodium potassium amalgam, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydride, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide and the like. Examples of the methyl halide include methyl fluoride, methyl chloride, methyl bromide, and methyl iodide.
これら触媒の存在下で、ハロゲン化メチルと、R1およびR2が水素原子である式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物を窒素ガス雰囲気下で反応し、塩や使用した触媒を取り除くことにより、R1およびR2がメチル基である式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物を得ることができる。ハロゲン化メチルと反応する際の温度としては40〜150℃、好ましくは50〜140℃、より好ましくは60〜130℃であり、窒素ガス圧力としては0〜10kPa、好ましくは0.05〜8kPaである。 In the presence of these catalysts, methyl halide and a polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) in which R 1 and R 2 are hydrogen atoms are reacted in a nitrogen gas atmosphere to remove salts and used catalysts. Thus, a polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) in which R 1 and R 2 are methyl groups can be obtained. The temperature at the time of reaction with methyl halide is 40 to 150 ° C., preferably 50 to 140 ° C., more preferably 60 to 130 ° C., and the nitrogen gas pressure is 0 to 10 kPa, preferably 0.05 to 8 kPa. is there.
ハロゲン化メチルの仕込み量を調整することにより、R1およびR2がメチル基となる割合を調整することができる。 By adjusting the amount of methyl halide charged, the ratio of R 1 and R 2 to a methyl group can be adjusted.
本発明の収縮低減剤は、セメント又はセメント配合物に添加して使用する。セメント配合物としてはモルタル、コンクリートなどが挙げられる。 The shrinkage reducing agent of the present invention is used by being added to cement or a cement blend. Examples of cement blends include mortar and concrete.
本発明の収縮低減剤を適用することができるセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱のポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、エコセメント、白色セメント、超速硬セメント、シリカフューム、フライアッシュ、及びけい酸白土等のポゾラン反応を有するものや高炉スラグ微粉末等を混和したポルトランドセメント、並びに、石灰石微粉末等を混合したフィラーセメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、白セメント等などが挙げられる。 As the cement to which the shrinkage reducing agent of the present invention can be applied, normal, early strength, very early strength, low heat and moderate heat Portland cement, and blast furnace slag, fly ash, or silica are mixed with these Portland cements. Various mixed cement, eco-cement, white cement, super-hard cement, silica fume, fly ash, and portland cement mixed with fine powder of blast furnace slag, etc., and limestone fine powder. Examples thereof include mixed filler cement, alumina cement, magnesia cement, and white cement.
本発明の収縮低減剤を適用することができる骨材としては、通常のモルタルやコンクリートに使用できるものであれば特に限定されるものではなく、川砂、陸砂、砕砂、及び海砂等の細骨材や、川砂利、砕石、及び人工軽量骨材等の粗骨材が挙げられる。 The aggregate to which the shrinkage reducing agent of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it can be used for ordinary mortar and concrete, and fine sand such as river sand, land sand, crushed sand, and sea sand. Examples include aggregates, coarse aggregates such as river gravel, crushed stone, and artificial lightweight aggregates.
本発明の収縮低減剤の使用方法は、特に限定されない。収縮低減剤をミキサによりセメント配合物に混和する場合は、セメント類、骨材、水、添加剤を個々に添加しても良く、単独に添加し混練しても良い。 The method for using the shrinkage reducing agent of the present invention is not particularly limited. When the shrinkage reducing agent is mixed into the cement composition by a mixer, cements, aggregates, water and additives may be added individually, or may be added alone and kneaded.
収縮低減剤をセメント硬化物に対して接触させ、浸透させることによって、セメント硬化物の収縮を低減できる。この場合には、凝結硬化後に、刷毛、ローラーや散布機、噴霧機等を使用して収縮低減剤を硬化物表面に塗布、散布、噴霧する。収縮低減剤の塗布量、散布量、噴霧量は、たとえば、1m2の面積あたり0.1〜1000gとすることができる。 The shrinkage of the cement cured product can be reduced by bringing the shrinkage reducing agent into contact with and penetrating the cement cured product. In this case, after setting and curing, a shrinkage reducing agent is applied, sprayed and sprayed on the surface of the cured product using a brush, a roller, a sprayer, a sprayer or the like. The application amount, application amount, and spray amount of the shrinkage reducing agent can be set to 0.1 to 1000 g per 1 m 2 area, for example.
本発明の収縮低減剤をセメント配合物に添加し、凝結させる場合には,セメント質材料100質量部に対して、本発明の収縮低減剤の量は、好ましくは0.05〜10質量%であり、より好ましくは0.1〜5質量%、更に好ましくは0.2〜3質量%である。収縮低減剤の量を大きくすることで、乾燥収縮を抑制する効果がいっそう顕著になる。収縮低減剤の量を10質量%以下とすることで、硬化体の強度を向上させることができる。 When the shrinkage reducing agent of the present invention is added to a cement composition and set, the amount of the shrinkage reducing agent of the present invention is preferably 0.05 to 10% by mass with respect to 100 parts by mass of the cementitious material. More preferably, it is 0.1-5 mass%, More preferably, it is 0.2-3 mass%. By increasing the amount of the shrinkage reducing agent, the effect of suppressing drying shrinkage becomes more remarkable. The intensity | strength of a hardening body can be improved because the quantity of a shrinkage | contraction reducing agent shall be 10 mass% or less.
セメント配合物における骨材の量は、配合用途に応じて定めることができるが、一般的には、セメント100質量部に対して50〜1200質量部が好ましい。
セメント配合物における水の量は、配合用途に応じて定めることができるが、一般的には、セメント100質量部に対して10〜70質量部が好ましい。
The amount of aggregate in the cement blend can be determined according to the blending application, but is generally preferably 50 to 1200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.
The amount of water in the cement blend can be determined according to the blending application, but generally 10 to 70 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of cement.
本発明の収縮低減剤は、他の添加剤と併用し使用することができる。他の添加剤としては、減水剤、AE剤、AE減水剤、空気量調節剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、膨張剤、流動化剤、起泡剤、保水剤、増粘剤、防水剤等が挙げられる。減水剤としては例えば、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、リグニンスルホン酸の塩、芳香族アミノスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、ポリカルボン酸系などを挙げることができ、好ましくはナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、ポリカルボン酸系である。 The shrinkage reducing agent of the present invention can be used in combination with other additives. Other additives include water reducing agents, AE agents, AE water reducing agents, air volume regulators, setting retarders, setting accelerators, swelling agents, fluidizing agents, foaming agents, water retention agents, thickeners, waterproofing agents. Etc. Examples of water reducing agents include naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate salt, melamine sulfonic acid formaldehyde condensate salt, lignin sulfonic acid salt, aromatic amino sulfonic acid formaldehyde condensate salt, polycarboxylic acid type, and the like. Preferably, it is a salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate or a polycarboxylic acid type.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例1)
撹拌機、圧力計、温度計、安全弁、ガス吹き込み管、排気管、冷却用コイルおよび蒸気ジャケットを装備したステンレス製5Lの高圧反応装置に、1,2−プロパンジオール76g(1.0モル)および水酸化ナトリウム1.0gを仕込み、系内を窒素ガスで置換した。攪拌下、100〜120℃、0.05〜0.5MPa(ゲージ圧)の条件で、別に用意した耐圧容器より1,2−ブチレンオキシド144g(2.0モル)を窒素ガス圧により加圧添加した。添加終了後、同条件で内圧が一定となるまで反応させ、窒素ガスを吹き込みながら、70〜80℃、13kPa(ゲージ圧)以下で1.0時間処理を行なった後、窒素ガスで0.05MPa(ゲージ圧)まで加圧した。加圧後、100〜120℃、0.05〜0.5MPa(ゲージ圧)の条件で、別に用意した耐圧容器よりエチレンオキシド176g(4.0モル)および1,2−プロピレンオキシド232g(4.0モル)を予め混合した混合物を窒素ガス圧により加圧添加した。添加終了後、同条件で内圧が一定になるまで反応させた後、窒素ガスを吹き込みながら、70〜80℃、13kPa(ゲージ圧)以下で1.0時間処理を行なった後、窒素ガスで0.05MPa(ゲージ圧)まで加圧し、反応物502g(0.80モル)を1Lナスフラスコに抜き取った。その後、1%塩酸で中和し、水や副生した塩を除いて、目的とするポリオキシアルキレン化合物を得た。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
A stainless steel 5 L high-pressure reactor equipped with a stirrer, pressure gauge, thermometer, safety valve, gas blowing pipe, exhaust pipe, cooling coil and steam jacket was charged with 76 g (1.0 mol) of 1,2-propanediol and Sodium hydroxide 1.0 g was charged, and the inside of the system was replaced with nitrogen gas. Under stirring, under conditions of 100 to 120 ° C. and 0.05 to 0.5 MPa (gauge pressure), 144 g (2.0 mol) of 1,2-butylene oxide was added under pressure by nitrogen gas pressure from a pressure vessel prepared separately. did. After completion of the addition, the reaction was continued under the same conditions until the internal pressure became constant, and the treatment was performed at 70-80 ° C. under 13 kPa (gauge pressure) for 1.0 hour while blowing nitrogen gas, and then 0.05 MPa with nitrogen gas. Pressurized to (gauge pressure). After pressurization, under the conditions of 100 to 120 ° C. and 0.05 to 0.5 MPa (gauge pressure), 176 g (4.0 mol) of ethylene oxide and 232 g (4.0 mol) of 1,2-propylene oxide were prepared from a pressure vessel prepared separately. Mol) was pre-mixed under nitrogen gas pressure. After completion of the addition, the reaction was continued under the same conditions until the internal pressure became constant, and then the treatment was performed at 70 to 80 ° C. and 13 kPa (gauge pressure) or less for 1.0 hour while blowing nitrogen gas, and then 0% with nitrogen gas. The pressure was increased to 0.05 MPa (gauge pressure), and 502 g (0.80 mol) of the reaction product was extracted into a 1 L eggplant flask. Thereafter, the solution was neutralized with 1% hydrochloric acid to remove water and by-produced salts to obtain the target polyoxyalkylene compound.
得られたポリオキシアルキレン化合物を用いてモルタルを調整した。調製方法はJISR5201記載のモルタルミキサにセメント[普通ポルトランドセメント]450g、細骨材[セメント強さ試験用標準砂]1,350gを秤取り、低速回転で15秒間空練りを行ったのち、表1で示されるポリオキシアルキレン化合物9.0g、表1で示される量の消泡剤(ディスホームCC−118 日油(株)製)1%水溶液、水道水を合計で225gとなるように調製された水溶液を加えて低速回転で45秒間練り混ぜ後、高速回転で1分間練り混ぜ、モルタルを調製した。これらのモルタルの空気量は4.0±0.3%となるように上記した消泡剤で調製し、温度は21±2℃であることを確認した。これらの操作を繰り返し、一方のモルタルを用いて長さ変化試験を行い、もう一方のモルタルを用いて凝結試験を行った。 Mortar was adjusted using the obtained polyoxyalkylene compound. For the preparation method, 450 g of cement [ordinary Portland cement] and 1,350 g of fine aggregate [standard sand for cement strength test] were weighed into a mortar mixer described in JIS R5201, and after kneading for 15 seconds at low speed, Table 1 9.0 g of a polyoxyalkylene compound represented by the formula, an antifoaming agent (dishome CC-118 manufactured by NOF Corporation) in an amount shown in Table 1 and a total of 225 g of tap water. The aqueous solution was added and kneaded at low speed for 45 seconds, and then kneaded at high speed for 1 minute to prepare a mortar. These mortars were prepared with the above-described antifoaming agent so that the air amount was 4.0 ± 0.3%, and the temperature was confirmed to be 21 ± 2 ° C. These operations were repeated, a length change test was performed using one mortar, and a setting test was performed using the other mortar.
(長さ変化試験)
調製したモルタルを40mm×40mm×160mmの型枠に詰めた後、20℃、湿度60%で24時間、気中養生を行った後に脱型を行い、モルタル硬化物供試体を得た。
上記のようにして得たモルタル硬化物供試体を、脱型終了後にJIS
A1129−3(モルタル及びコンクリート長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ方法)に基づいてモルタル硬化物供試体の長さを測定した。測定後に温度20±2℃、湿度60±5%で保存し、35日後の長さを測定した。測定結果と式(2)によって乾燥収縮比を算出した。得られた結果を表1に示す。
(Length change test)
After the prepared mortar was packed in a 40 mm × 40 mm × 160 mm mold, it was subjected to air curing at 20 ° C. and a humidity of 60% for 24 hours and then demolded to obtain a cured mortar specimen.
The mortar cured product specimen obtained as described above was subjected to JIS after demolding.
The length of the mortar cured product specimen was measured based on A1129-3 (mortar and concrete length change test method, dial gauge method). After the measurement, the sample was stored at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a humidity of 60 ± 5%, and the length after 35 days was measured. The drying shrinkage ratio was calculated from the measurement result and formula (2). The obtained results are shown in Table 1.
(凝結試験)
調整したモルタルを内径16.0cm、内高5.0cmのステンレス製の円筒に移し、得られたモルタルをJIS A1147(コンクリートの凝結時間試験方法)に基づいて凝結の始発時間と終結時間の測定を行った。結果を表1に示す。
(Condensation test)
The adjusted mortar is transferred to a stainless steel cylinder with an inner diameter of 16.0 cm and an inner height of 5.0 cm. The obtained mortar is measured for the initial and final times of setting based on JIS A1147 (Concrete setting time test method). went. The results are shown in Table 1.
(実施例2〜13)
消泡剤(ディスホームCC−118 日油(株)製)1%水溶液の使用量、式(1)で示されるポリオキシアルキレン化合物を表1の通りにした以外は実施例1と同様にポリオキシアルキレン化合物、モルタルを得て、長さ変化試験、凝結試験を行った。得られた結果を表1に示す。
(Examples 2 to 13)
Antifoaming agent (Dishome CC-118, NOF Corporation) 1% aqueous solution, polyoxyalkylene compound represented by the formula (1) was changed in the same manner as in Example 1 except that the polyoxyalkylene compound shown in Table 1 was used. An oxyalkylene compound and a mortar were obtained, and a length change test and a setting test were performed. The obtained results are shown in Table 1.
(比較例1)
JISR5201記載のモルタルミキサにセメント[普通ポルトランドセメント]450g、細骨材[セメント強さ試験用標準砂]1,350gを秤取り、低速回転で15秒間空練りを行ったのち、表1で示される量の消泡剤(ディスホームCC−118 日油(株)製)1%水溶液、水道水を合計で225gとなるように調製された水溶液を加えて低速回転で45秒間練り混ぜ後、高速回転で1分間練り混ぜ、モルタルを調製した。これらのモルタルの空気量は4.0±0.3%となるように上記した消泡剤で調製し、温度は21±2℃であることを確認した。これらの操作を繰り返し、一方のモルタルを用いて長さ変化試験を行い、もう一方のモルタルを用いて凝結試験を行った。長さ変化試験、凝結試験は実施例1と同様の方法で試験を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Measured 450 g of cement [ordinary Portland cement] and 1,350 g of fine aggregate [standard sand for cement strength test] in a mortar mixer described in JIS R5201, and after kneading at low speed for 15 seconds, it is shown in Table 1. Add a 1% aqueous solution of Disfoam CC-118 (manufactured by NOF Corporation) and an aqueous solution prepared to a total of 225 g of tap water, knead at low speed for 45 seconds, and then rotate at high speed And kneaded for 1 minute to prepare a mortar. These mortars were prepared with the above-described antifoaming agent so that the air amount was 4.0 ± 0.3%, and the temperature was confirmed to be 21 ± 2 ° C. These operations were repeated, a length change test was performed using one mortar, and a setting test was performed using the other mortar. The length change test and the setting test were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例2〜7)
消泡剤(ディスホームCC−118 日油(株)製)1%水溶液の使用量、式(1)で示される化合物を表1の通りにした以外は実施例1と同様にモルタルを得て、長さ変化試験、凝結試験を行った。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Examples 2-7)
A mortar was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the antifoaming agent (Dishome CC-118 manufactured by NOF Corporation) 1% aqueous solution and the compound represented by the formula (1) were changed as shown in Table 1. A length change test and a setting test were conducted. The obtained results are shown in Table 1.
以上の結果より、本発明の収縮低減剤は凝結時間や空気連行性に影響を与えず、収縮を抑制することができることが分かる。 From the above results, it can be seen that the shrinkage reducing agent of the present invention can suppress shrinkage without affecting the setting time and air entrainment.
すなわち、比較例2、3、7は凝結遅延を起こし、比較例2は空気連行性が高いのに対し、本発明の収縮低減剤である実施例1〜13は凝結遅延を起こさず、空気連行性に影響を与えないことが分かる。また、炭素数2〜3のオキシアルキレン基を含まない比較例3、炭素数2〜3のオキシアルキレン基の平均付加モル数が30を超える比較例4、炭素数3のオキシアルキレン基を含まない比較例5、炭素数4〜6のオキシアルキレン基を含まない比較例6やその他比較例と比較すると実施例1〜13は乾燥収縮比が小さいため収縮を抑制する効果が高いことが分かる。
That is, Comparative Examples 2, 3, and 7 cause a setting delay, while Comparative Example 2 has a high air entrainment property, while Examples 1 to 13 that are the shrinkage reducing agents of the present invention do not cause a setting delay and air entrainment. It turns out that it does not affect sex. Moreover, the comparative example 3 which does not contain a C2-C3 oxyalkylene group, the comparative example 4 whose average addition mole number of a C2-C3 oxyalkylene group exceeds 30, and does not contain a C3-oxygen group When compared with Comparative Example 5 and Comparative Example 6 that does not contain an oxyalkylene group having 4 to 6 carbon atoms and other comparative examples, it can be seen that Examples 1 to 13 have a high effect of suppressing shrinkage because the drying shrinkage ratio is small.
Claims (5)
R1(OA2)m(OA1)y−O−X−O−(A1O)z(A2O)nR2 ・・・(1)
[ただし、Xは、炭素数2〜6のアルカンジオールから水酸基を除いた残基である。
R1およびR2は、それぞれ互いに独立して、水素原子またはメチル基である。
A2Oは、オキシエチレン基および炭素数3のオキシアルキレン基であり、ブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。
A1Oは、炭素数4〜6のオキシアルキレン基の1種または2種以上からなり、2種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよい。
mおよびnは、A2Oの平均付加モル数であり、m+nは2〜30である。
yおよびzは、A1Oの平均付加モル数であり、y+zは1〜10である。] A shrinkage reducing agent for cement, comprising a polyoxyalkylene compound represented by the formula (1)
R 1 (OA 2 ) m (OA 1 ) y —O—X—O— (A 1 O) z (A 2 O) n R 2 (1)
[However, X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from an alkanediol having 2 to 6 carbon atoms.
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
A 2 O is an oxyethylene group and an oxyalkylene group having 3 carbon atoms, and may be added in a block form or in a random form.
A 1 O is composed of one or two or more oxyalkylene groups having 4 to 6 carbon atoms, and when it is two or more, it may be added in a block shape or in a random shape.
m and n are the average added moles of A 2 O, and m + n is 2-30.
y and z are the average added moles of A 1 O, and y + z is 1-10. ]
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