JP2015120628A - 水硬性組成物用添加剤組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、グリセリンと水素、アンモニアなどのアミノ化剤との反応によって製造される種々アミンを、セメント・コンクリート製造における添加剤として使用する方法が記載されている。
特許文献3には、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤からなるコンクリート組成物において、結合材として特定の高炉セメントを結合材中に70質量%以上含有するものを用い、また混和剤の一部として特定の水溶性ビニル共重合体を結合材の0.1〜5.0質量%となるよう用いて、更に水結合材比を15〜60質量%とし、更にまた結合材の水和反応後に残存する水酸化カルシウムの量をコンクリート組成物1m3当たり5kg以上となるようにした、コンクリート組成物が開示されおり、初期強度の発現性がよいことが開示されている。
特許文献4には、フライアッシュとトリアルカノールアミンを含有し、トリアルカノールアミンの比率がフライアッシュ100重量部に対し0.05〜0.5重量部であることを特徴とするセメント混和材及びセメント組成物であり、セメント混和材を、セメント100重量部に対し5〜30重量部となるように配合するセメント混和剤が開示されている。
また、スラグやフライアッシュを混合したセメントを用いたモルタルやコンクリートでも、配合するだけという簡便な方法で、16時間強度や24時間強度を向上させることができる水硬性組成物用添加剤組成物を提供することである。
工程1:前記本発明の水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程2:型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程。
工程3:硬化した前記水硬性組成物を脱型する工程。
また、スラグやフライアッシュを混合したセメントを用いたモルタルやコンクリートでも、16時間強度や24時間強度を向上させることができる。
水硬性組成物の初期硬化において、水硬性粉体中のエーライト(C3S)が水和により結晶化することにより強度が発現するが、2−アミノ−1,3−プロパンジオールがこの水和を促進すると考えられる。
また、類似構造をもつグリセリンにはC4AFの水和を促進させ、エトリンガイト生成量増加によって、強度発現することがわかっており、グリセリン骨格を持つ2−アミノ−1,3−プロパンジオールも同様の作用があると推定される。
また、特定のアミン化合物には鉄のキレート能を有することが分かっており、スラグやフライアッシュに含まれる鉄を引き抜くことによって、これら粉体の水和も促進させると考えられ、2−アミノ−1,3−プロパンジオールも同様の作用があると推定される。
2−アミノ−1,3−プロパンジオールは、C3S、C4AF、スラグやフライアッシュにそれぞれバランス良く作用することにより、相乗的に初期強度が向上すると推定される。
本発明の水硬性組成物用添加剤組成物は、前記式(1)で表される化合物(1)と、分散剤とを含有する。化合物(1)は、2−アミノ−1,3−プロパンジオールである。
本発明の水硬性組成物用添加剤組成物は、水硬性粉体を含有する水硬性組成物に使用される。
好ましくは、本発明の水硬性組成物用添加剤組成物は、分散剤と、水硬性粉体(C)と、骨材と、水とを含有する水硬性組成物、より好ましくは、分散剤と、水硬性粉体(C)と、下記微粉末(X)と、骨材と、水とを含有する水硬性組成物に使用される。
微粉末(X):スラグ及びフライアッシュからなる群から選ばれる1種以上の微粉末。
微粉末(X):スラグ及びフライアッシュからなる群から選ばれる1種以上の微粉末。
R1、R2:水素原子、又はメチル基
l:0以上、2以下の数
m:0又は1の数
AO:炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基
n:AOの平均付加モル数であり、5以上、150以下の数、
R3:水素原子、又は炭素数1以上、4以下のアルキル基
を表す。〕
R4、R5、R6:水素原子、メチル基、又は(CH2)m1COOM2
M1、M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、アルキルアンモニウム、又は置換アルキルアンモニウム
m1:0以上、2以下の数
を表す。なお、(CH2)m1COOM2はCOOM1と酸の場合には無水物を形成していてもよい。〕
本発明は、次の工程を含む水硬性組成物の硬化体の製造方法に関する。
工程1:本発明の水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程2:型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程。
工程3:硬化した前記水硬性組成物を脱型する工程。
水硬性粉体(C)と、必要により微粉末(X)と、骨材と、水と、前記化合物(1)と、分散剤とを混合し、水硬性組成物を調製する工程と、
得られた水硬性組成物を型枠に充填する工程(工程1に相当)と、
型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程(工程2に相当)と、
硬化した前記水硬性組成物を型枠から脱型して水硬性組成物の硬化体を得る工程(工程3に相当)と、
を有する。
更に、本発明により、水硬性粉体(C)と、微粉末(X)と、骨材と、水と、2−アミノ−1,3−プロパンジオールと、分散剤とを混合し、水硬性組成物を調製する工程を有する、水硬性組成物の製造方法もまた提供される。2−アミノ−1,3−プロパンジオールは、微粉末(X)と水硬性粉体(C)の合計100質量部に対し、好ましくは0.02質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.2質量部以下の割合で添加する。
<1>
下記式(1)で表される化合物(1)と、分散剤とを含有する、水硬性組成物用添加剤組成物。
R1、R2:水素原子、又はメチル基
l:0以上2以下の数
m:0又は1の数
AO:炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基
n:AOの平均付加モル数であり、5以上150以下の数、
R3:水素原子、又は炭素数1以上4以下のアルキル基
を表す。〕
R4、R5、R6:水素原子、メチル基、又は(CH2)m1COOM2
M1、M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、アルキルアンモニウム、又は置換アルキルアンモニウム
m1:0以上2以下の数
を表す。なお、(CH2)m1COOM2はCOOM1と酸の場合には無水物を形成していてもよい。〕
微粉末(X):スラグ及びフライアッシュからなる群から選ばれる1種以上の微粉末。
R1、R2:水素原子、又はメチル基
l:0以上2以下の数
m:0又は1の数
AO:炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基
n:AOの平均付加モル数であり、5以上150以下の数、
R3:水素原子、又は炭素数1以上4以下のアルキル基
を表す。〕
R4、R5、R6:水素原子、メチル基、又は(CH2)m1COOM2
M1、M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、アルキルアンモニウム、又は置換アルキルアンモニウム
m1:0以上2以下の数
を表す。なお、(CH2)m1COOM2はCOOM1と酸の場合には無水物を形成していてもよい。〕
工程1:前記<12>〜<31>の何れかに記載の水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程2:型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程。
工程3:硬化した前記水硬性組成物を脱型する工程。
得られた水硬性組成物を型枠に充填する工程と、
型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程と、
硬化した前記水硬性組成物を型枠から脱型して水硬性組成物の硬化体を得る工程と、
を有する水硬性組成物の硬化体の製造方法。
<2-アミノ-1,3-プロパンジオール>
試薬(和光純薬工業(株)製) 純度:97質量%以上(表中、「2Am-1,3PD」と示す。)
<3-アミノ-1,2-プロパンジオール>
試薬(和光純薬工業(株)製) 純度:97質量%以上(表中、「3Am-1,2PD」と示す。)
<1,3-ジアミノ-2-プロパノール>
試薬(東京化成工業(株)製) 純度:95質量%以上(表中、「1,3diAm-2P」と示す。)
<グリセリン>
「精製グリセリン」(花王(株)製)
<トリイソプロパノールアミン>
試薬(和光純薬工業(株)製) 純度:95質量%以上
<トリエタノールアミン>
2,2',2''−ニトリロトリエタノール、試薬(キシダ化学(株)製) 純度:97質量%以上
<1,2-プロパンジオール>
試薬(和光純薬工業(株)製) 純度:98質量%以上
メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート/メタクリル酸共重合体のナトリウム塩の水溶液〔一般式(Ia)において、R1が水素原子、R2がメチル基、lが0、mが1、AOがエチレンオキシ基、nが120、R3がメチル基である単量体(Ia)と、一般式(Ib)において、R4及びR5が共に水素原子、R6がメチル基、M1が水素原子である単量体(Ib)との共重合体のナトリウム塩の水溶液、共重合体の重量平均分子量は73,000、単量体(Ia)/単量体(Ib)の質量比は94/6、固形分40質量%、表中の添加量は固形分換算の添加量〕
セメント(C):普通ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)の普通ポルトランドセメント/住友大阪セメント(株)の普通ポルトランドセメント=1/1、質量比〕、密度3.16g/cm3
<微粉末>
スラグ(BS):住金鉱化製、密度2.88g/cm3
フライアッシュ(FA):北陸電力製、密度2.22g/cm3
<骨材>
細骨材(S):城陽産、山砂、FM=2.67、密度2.56g/cm3
<水>
水道水(W)
表2、3に示す添加量の比になるように、2−アミノ−1,3−プロパンジオール(比較例ではグリセリン等)、分散剤及び水を混合し、2−アミノ−1,3−プロパンジオール(比較例ではグリセリン等)及び分散剤の合計量が35質量%の水溶液である水硬性組成物用添加剤組成物を調製した。なお、以下、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、及びこれらの比較として用いた化合物を、便宜的に「早強剤」として示す場合もある。
水、骨材、水硬性粉体、及び微粉末の配合比の異なる試験群1〜6の水硬性組成物(モルタル)を調製した。試験群1〜6における水、骨材、水硬性粉体、及び微粉末の配合比は、表1に示す比に設定した。
なお、各試験群ごとに、水硬性組成物用添加剤組成物として分散剤のみを添加した水硬性組成物、即ち、比較例1−1、2−1、3−1、4−1、5−1、6−1の水硬性組成物のモルタルフロー値が180〜200mmの範囲、目標空気連行量2±1%となる分散剤の配合量を決定し、その分散剤の量となる水硬性組成物用添加剤組成物を用いた。
(フロー試験)
調製した水硬性組成物を、JIS R 5201に基づき、直ちにフローコーンに2層詰めし、フローコーンを正しく上の方に取り去り、最大と認める方向と、これに直角な方向の長さを測定し、これらの平均値を算出した。尚、JIS R 5201記載の落下運動は行っていない。
得られた水硬性組成物について、以下に示す試験法にしたがって、脱型時の圧縮強度を評価した。評価結果を表2、3に示す。
(1)硬化体の強度の評価
JIS A 1132に基づき、円柱型プラモールド(底面の直径:5cm、高さ10cm)の型枠に、二層詰め方式によりモルタルを充填し、20℃の室内にて大気中で養生を行い硬化させた。各モルタルそれぞれに対して型枠4個に充填した。モルタル調製から16時間後に2個の型枠、24時間後に2個の型枠の硬化したモルタルを型枠から脱型して硬化体を得た。そして、16時間後、24時間後、それぞれの硬化体について、JIS A 1108に基づいて硬化体の圧縮強度を測定し、2個の平均値を算出した。
*2 各群で枝番号が1の比較例(例えば比較例1−1)を100とする相対値
*2 各群で枝番号が1の比較例(例えば比較例4−1)を100とする相対値
Claims (9)
- 化合物(1)の含有量と分散剤の含有量の質量比が、化合物(1)の含有量/分散剤の含有量で、0.02以上、1以下である請求項1に記載の水硬性組成物用添加剤組成物。
- 更に、下記微粉末(X)を含有する請求項3に記載の水硬性組成物。
微粉末(X):スラグ及びフライアッシュからなる群から選ばれる1種以上の微粉末。 - 化合物(1)の含有量と微粉末(X)の含有量との質量比が、化合物(1)の含有量/微粉末(X)の含有量で、0.0005以上、0.03以下である、請求項4に記載の水硬性組成物。
- 化合物(1)の含有量が、水硬性粉体(C)の含有量100質量部に対し、0.02質量部以上、0.5質量部以下である、請求項3に記載の水硬性組成物。
- 化合物(1)の含有量が水硬性粉体(C)の含有量と微粉末(X)の含有量の合計100質量部に対し、0.02質量部以上、0.5質量部以下である、請求項4〜5の何れか1項に記載の水硬性組成物。
- 次の工程を含む水硬性組成物の硬化体の製造方法。
工程1:請求項3〜7のいずれかに記載の水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程2:型枠に充填した前記水硬性組成物を養生し硬化させる工程。
工程3:硬化した前記水硬性組成物を脱型する工程。 - 前記工程2において蒸気養生を含まない請求項8に記載の硬化体の製造方法。
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