JP2019064839A - セメント用水和熱抑制剤及びセメント水和熱抑制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2、3には、混和剤として有機酸のような遅延効果のある材料や、デキストリンのような難水溶性の材料を混和材として用いることにより、ポルトランドセメントのようなセメントの水和反応を抑制することが提案されている。
即ち、本発明者らは、下記の〔1〕〜〔8〕を提供する。
〔1〕分散剤と、キレート化剤と、を含有するセメント用水和熱抑制剤。
〔2〕前記キレート化剤が、酸素原子、窒素原子又はリン原子を有する化合物である上記〔1〕に記載のセメント用水和熱抑制剤。
〔3〕前記キレート化剤が、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロ三酢酸、及びヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸からなる群から選択される少なくとも1種である上記〔1〕又は〔2〕に記載のセメント用水和熱抑制剤。
〔4〕前記分散剤が、ポリカルボン酸系分散剤又はオキシカルボン酸系分散剤である上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のセメント用水和熱抑制剤。
〔5〕前記ポリカルボン酸系分散剤が、下記一般式(1)で表される単量体に由来する構造単位(I)、下記一般式(2)で表される単量体に由来する構造単位(II)、不飽和モノカルボン酸系単量体に由来する構造単位(III)、及び前記単量体(I)〜前記単量体(III)と共重合可能なその他の単量体に由来する構造単位(IV)からなる群から選ばれる少なくとも2種類以上の構造単位を有する共重合体である上記〔4〕に記載のセメント用水和熱抑制剤。
〔6〕少なくともセメントと、水と、を含むセメント材料に、上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のセメント用水和熱抑制剤を添加する水和熱抑制方法。
〔7〕前記セメントと前記水の比率(水/セメント)が、65%以下である上記〔6〕に記載の水和熱抑制方法。
〔8〕前記セメント用水和熱抑制剤の含有割合が、セメント全量に対して、0.01〜5.00質量%である上記〔6〕又は〔7〕に記載の水和熱抑制方法。
なお、本明細書中、「セメント材料」とは、セメントと水からなるセメントペースト、セメントと水と骨材を含むモルタルの総称をいう。
本発明のセメント用水和熱抑制剤は、分散剤と、キレート化剤と、を含有する。
本発明のセメント用水和熱抑制剤は、分散剤を含有することにより、セメント材料に使用する水の量を低減しても、流動性を確保し得る。また、本発明のセメント用水和熱抑制剤は、キレート化剤を含有することにより、通常のコンクリート配合に適用でき、セメント材料に使用する水の量を低減しても、水和熱を十分抑制し、高強度なコンクリートを製造し得る。
分散剤は、セメント材料の流動性を確保し得るものである。上述したように、近年、コンクリートの強度の向上を目的として、セメント材料に使用する水の量を低減することが望まれている。一般に、セメント材料に使用する水の量を低減すると、流動性が低下して作業性が劣ることになる。分散剤を使用することにより、セメント材料に使用する水の量が少ない場合であっても、セメント粒子の凝集を抑制し、流動性を確保することができる。
ポリカルボン酸系分散剤は、一般式(1)で表される単量体に由来する構造単位(I)、一般式(2)で表される単量体に由来する構造単位(II)、不飽和モノカルボン酸系単量体に由来する構造単位(III)、及び単量体(I)〜単量体(III)と共重合可能なその他の単量体に由来する構造単位(IV)からなる群から選ばれる少なくとも2種類以上の構造単位を有する共重合体であることが好ましい。なお、共重合体は塩であってもよい。
以下、各単量体について説明する。
「同一又は異なっていてもよい」とは、一般式(1)中にA1Oが複数含まれる場合(n1が2以上の場合)、それぞれのA1Oが同一のオキシアルキレン基であってもよく、異なる(2種類以上の)オキシアルキレン基であってもよい、ことを意味する。一般式(1)中にA1Oが複数含まれる態様としては、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)、オキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)及びオキシブチレン基(ブチレングリコール単位)からなる群から選ばれる2以上のオキシアルキレン基が混在する態様が挙げられる。中でも、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)とが混在する態様、又はオキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシブチレン基(ブチレングリコール単位)とが混在する態様であることが好ましく、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)とが混在する態様であることがより好ましい。
なお、異なるオキシアルキレン基が混在する態様において、2種類以上のオキシアルキレン基の付加は、ブロック状の付加であってもよく、ランダム状の付加であってもよい。
なお、「平均付加モル数」とは、単量体1モルに付加しているアルキレングリコール単位のモル数の平均値を意味する。
本明細書において「(ポリ)」は、その直後に記載される構成単位又は原料が1個又は2個以上結合していることを意味する。
なお、単量体(I)は1種類であってもよいし、2種類以上の組み合わせであってもよい。
「同一又は異なっていてもよい」とは、一般式(2)中にA2Oが複数含まれる場合(n2が2以上の場合)、それぞれのA2Oが同一のオキシアルキレン基であってもよく、異なる(2種類以上の)オキシアルキレン基であってもよい、ことを意味する。一般式(2)中にA2Oが複数含まれる態様としては、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)、オキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)及びオキシブチレン基(ブチレングリコール単位)からなる群から選ばれる2以上のオキシアルキレン基が混在する態様が挙げられる。中でも、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)とが混在する態様、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシブチレン基(ブチレングリコール単位)とが混在する態様が好ましく、オキシエチレン基(エチレングリコール単位)とオキシプロピレン基(プロピレングリコール単位)とが混在する態様がより好ましい。
なお、異なるオキシアルキレン基が混在する態様において、2種類以上のオキシアルキレン基の付加は、ブロック状の付加であってもよく、ランダム状の付加であってもよい。
単量体(II)は、一般式(2)で表される単量体1種類であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。単量体(II)は、オキシアルキレン基の平均付加モル数が異なる2種の単量体(IIa)及び(IIb)の組み合わせを含むことが好ましく、当該組み合わせであることが好ましい。単量体(II)は、n2が1〜5である単量体(IIa)及びn2が6〜100である単量体(IIb)を含むことが好ましい。単量体(IIb)に対する単量体(IIa)の重量比率(IIa)/(IIb)は、1/99〜99/1であることが好ましい。
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのハーフエステル、ジエステル類;
上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;
上記アルコール又はアミンに、炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと、上記不飽和ジカルボン酸類との、ハーフエステル、ジエステル類;
上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル、ジエステル類;
マレアミド酸と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフアミド類;
炭素原子数1〜30のアルコールに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールと(メタ)アクリル酸等の不飽和モノカルボン酸類とのエステル類;
(ポリ)エチレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)ブチレングリコールモノメタクリレート等の、(メタ)アクリル酸等の不飽和モノカルボン酸類への炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドの1〜500モル付加物類;
ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;
トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;
ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びに、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩;
メチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類;
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン等のビニル芳香族類;
1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;
ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン等のジエン類;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和エステル類;
(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;
ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;
トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;
(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;
メトキシポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、等のビニルエーテル又はアリルエーテル類;
ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)等のシロキサン誘導体。
中でも、原料である単量体及び得られる共重合体の溶解性の面から、水及び低級アルコールの少なくともいずれかを用いることが好ましく、水を用いることがより好ましい。
また、低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル類或いはケトン類等の溶媒中で共重合を行う場合、共重合に使用し得る重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等のパーオキサイド;クメンパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド;アゾビスイソブチロニトリル等の芳香族アゾ化合物が挙げられる。この際、アミン化合物等の促進剤を併用し得る。
さらに、水と低級アルコールの混合溶剤中で共重合を行う場合、前述の重合開始剤或いは重合開始剤と促進剤との組合せの中から適宜選択して使用し得る。重合温度は、用いる溶媒、重合開始剤の種類等、重合条件によって適宜異なるが、通常、50〜120℃の範囲で行われる。
さらに、共重合体又はその塩の分子量調整のために、連鎖移動性の高い単量体(V)を用いることも有効である。連鎖移動性の高い単量体(V)としては、例えば、(メタ)アリルスルホン酸(塩)系単量体が挙げられる。単量体(V)の配合率は、共重合体又はその塩において、通常、20重量%以下であり、10重量%以下であることが好ましい。なお、当該配合率は、共重合体又はその塩の単量体(I)〜(IV)の合計(単量体(I)の配合率+単量体(II)の配合率+単量体(III)の配合率+単量体(IV)の配合率)を100重量%としたときの配合率である。
なお、pH調整は、重合前の単量体に対して行ってもよく、重合後の共重合体溶液に対して行ってもよい。また、重合前に一部のアルカリ性物質を添加して重合を行った後、さらに共重合体に対してpH調整を行ってもよい。
オキシカルボン酸系分散剤は、通常、オキシカルボン酸系化合物又はこれを含む組成物である。オキシカルボン酸系化合物としては、例えば、グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸、これらの無機塩(ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩等)、及び有機塩(トリエタノールアミン塩等)が挙げられる。
キレート化剤は、通常のコンクリート配合に適用でき、セメント材料に使用する水の量を低減しても、水和熱を十分抑制し、高強度なコンクリートを製造し得るものである。上述したように、近年、コンクリートの強度の向上を目的として、セメント材料に使用する水の量を低減することが望まれている。セメント材料に使用する水の量を低減すると、水和熱により蒸発する水分量をさらに抑制する必要がある。キレート化剤を使用することにより水の量が少ない場合であっても、水和熱を十分抑制し、高強度なコンクリートを製造し得る。
なお、本明細書において、「キレート化剤」とは、カルシウムイオンを捕捉して錯体を形成する化合物をいう。
キレート化剤としては、例えば、カテコール、ピロガロール等のオキシフェノール類;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノアルコール類;グリコール酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、クエン酸等のオキシ酸及びそれらのメチル、エチル、ヒドロキシエチル等のエステル類;グリコールアルデヒド等のオキシアルデヒド類;グリシン、アラニン等のアミノ酸類;アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ステアロイルアセトン、ステアロイルベンゾイルメタン、ジベンゾイルメタン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸、プロピオニル酢酸、ベンゾイル酢酸等のβ−ケトン酸類及びそれらのメチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル,n−ブチル、t−ブチル等のエステル類;エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HIDA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、1,3−プロパンジアミン四酢酸(PDTA)、ジヒドロキシエチルエチレンジアミン二酢酸(DHEDDA)、ヒドロキシエタンジホスホン酸(HEDP)やこれらの金属(ナトリウム、カリウム等)塩等が挙げられる。キレート化剤は、酸素原子、窒素原子又はリン原子を有する化合物が好ましく、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロ三酢酸、及びヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸からなる群から選択される少なくとも1種がさらに好ましい。
なお、キレート化剤は、常温で固体、粉末、液体を問わず用いることができる。
本発明のセメント用水和熱抑制剤は、分散性の向上と水和熱の抑制という効果を奏しない限り、従来公知のセメント用添加剤を含むものであってもよい。セメント用添加剤としては、例えば、水溶性高分子、高分子エマルジョン、セメント湿潤剤、膨張剤、防水剤、遅延剤、増粘剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、硬化促進剤、消泡剤、AE剤、界面活性剤、減水剤、高性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤、圧送助剤、低チキソトロピー性助剤が挙げられる。
遅延剤としては、例えば、グルコース等の糖類;ソルビトール等の糖アルコール類が挙げられる。
硬化促進剤としては、例えば、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム等の可溶性カルシウム塩類;塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物類;チオ硫酸塩;ギ酸及びギ酸カルシウム等のギ酸塩類が挙げられる。
増粘剤としては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、公知のセルロースナノファイバー、公知のセルロースナノクリスタルが挙げられる。
消泡剤としては、市販品を用いてもよい。例えば、フローリック社製の「フローリックDF−753」が挙げられる。
高性能AE減水剤としては、市販品を用いてもよい。例えば、フローリック社製の「フローリックSF500S」や「フローリックSF500R」が挙げられる。
低チキソトロピー性助剤としては、フローリック社製の「フローリックFBL−200」が挙げられる。
本発明の水和熱抑制方法は、少なくともセメントと、水と、を含むセメント材料に、[1.セメント用水和熱抑制剤]に記載のセメント用水和熱抑制剤を添加する方法である。本発明の水和熱抑制方法は、上記のセメント用水和熱抑制剤を用いるので、通常のコンクリート配合に適用でき、セメント材料に使用する水の量を低減しても、流動性を確保しつつ、水和熱を十分抑制し、高強度なコンクリートを製造し得る方法である。
セメント材料は、少なくともセメントと、水と、を含むものであり、骨材を含むものであってもよい。
セメントとしては、特に限定はない。例えば、ポルトランドセメント(普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩およびそれぞれの低アルカリ形)、各種混合セメント(高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント)、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント、超速硬セメント(1クリンカー速硬性セメント、2クリンカー速硬性セメント、リン酸マグネシウムセメント)、グラウト用セメント、油井セメント、低発熱セメント(低発熱型高炉セメント、フライアッシュ混合低発熱型高炉セメント、ビーライト高含有セメント)、超高強度セメント、セメント系固化材、エコセメント(都市ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰の1種以上を原料として製造されたセメント)等が挙げられる。セメントには、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石灰石粉末等の微粉体、石膏等が添加されていてもよい。
なお、本明細書中、「セメント全量」とは、セメント(結合材を含む)の質量のみを指し、水、骨材等結合材以外の質量は含まれない。
ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)にてポリエチレングリコール換算する公知の方法にて測定した。なお、GPCの測定条件を、以下に記載する。
測定装置:東ソー社製
使用カラム:Shodex Column OH−pak SB−806HQ、SB−804HQ、SB−802.5HQ
溶離液:0.05mM硝酸ナトリウム/アセトニトリル 8/2(v/v)
標準物質:ポリエチレングリコール(東ソー社製、GLサイエンス社製)
検出器:示差屈折計(東ソー社製)
検量線:ポリエチレングリコール基準
[製造例1]
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水874部を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、100℃に昇温した。その後、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数18個、ブロック付加)425部(36モル%)、メタクリル酸75部(64モル%)、水125部、を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム14部及び水287部の混合液とを、各々2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより、共重合体(A)の水溶液を得た。この水溶液を水酸化ナトリウムでpH7に調整し、重量平均分子量16000、Mw/Mn1.5の共重合体の塩(A−1)の水溶液を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水501部、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイドの平均付加モル数25個)500部(35モル%)、並びに4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンの3及び3’位をアリル置換した化合物2部(0.006モル%)を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、100℃に昇温した。その後、アクリル酸135部(65モル%)、水501部、30%NaOH水溶液1部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム12部及び水188部の混合液とを、各々1時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより、共重合体(B)の水溶液を得た。この水溶液を30%NaOH水溶液でpH7に調整し、重量平均分子量20000、Mw/Mn1.7の共重合体の塩(B−1)の水溶液を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水400部、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加
モル数12個)771部、並びに4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンの3及び3’位をアリル置換した化合物3部を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、100℃に昇温した。その後、アクリル酸200部及び水600部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム12部及び水88部の混合液とを、各々1時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより、共重合体(C)の水溶液を得た。この水溶液を30%NaOH水溶液でpH7に調整し、重量平均分子量13,000、Mw/Mn1.5のポリカルボン酸系共重合体の塩(C−1)の水溶液を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水148部、及び、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10個、プロピレンオキサイドの平均付加モル数5個、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダム付加)94部を仕込み、攪拌下で反応容器内を窒素置換し、80℃に昇温した。その後、メタクリル酸35部、アクリル酸5部、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25個)63部、2−ヒドロキシプロピルアクリレート60部、3−メルカプトプロピオン酸8部、水165部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム3部及び水47部の混合液とを、各々2時間で、80℃に保持した反応容器に連続滴下した。更に、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより、共重合体(D)の水溶液を得た。この水溶液を30%NaOH水溶液でpH7に調整し、重量平均分子量15,000、Mw/Mn1.7のポリカルボン酸系共重合体の塩(D−1)の水溶液を得た。
キレート化剤I:エチレンジアミン四酢酸(EDTA)(和光純薬社製)
キレート化剤II:ニトリロ三酢酸(NTA)(同仁化学社製)
キレート化剤III:ヒドロキシエタンジホスホン酸(HEDP)(キレスト社製)
キレート化剤IV:クエン酸(和光純薬社製)
環境温度(20℃)において、表1記載の各処方となるようにセメント(結合材)、水、骨材を混合し、さらに表2記載の各実施例及び各比較例の分散剤と、キレート化剤と、を含有するセメント用水和熱抑制剤を投入した。その後、モルタルミキサによる機械練りにより、低速60秒間、高速90秒間練り混ぜて、セメント組成物を得た。なお、表2中、分散剤及びキレート化剤の添加量は、いずれも固形換算での使用量であり、キレート化剤の含有割合は、セメント全量に対する値である。
OPC:普通ポルトランドセメント 太平洋セメント社製(d=3.16g/cm3)
MPC:中庸熱セメント 太平洋セメント社製(d=3.21g/cm3)
LPC:低熱セメント 太平洋セメント社製(d=3.22g/cm3)
FA:フライアッシュII種 日本製紙社製「CfFA(d=2.12g/cm3)」
BFS:高炉スラグ微粉末4000 (d=2.91g/cm3)
骨材:S 陸砂(d=2.58g/cm3)
G 砕石2005(d=2.65g/cm3)
JIS A 1101に準じて、混練直後と混練45分後のスランプ値を測定した。
φ100mm×200mmのプラスチック製型枠に、混練直後のセメント組成物を均一になるように充填した。その後、養生箱に形が崩れないように型枠ごと入れた。なお、養生箱は十分に断熱できるよう発泡スチロール状のビーズを敷き詰めた。
その後直ぐに、セメント組成物の中心部にセンサーを入れ、養生箱のふたを閉めて、データロガーTDS303(東京側機社製、測定間隔:0.5分)でコンクリートの発熱量を継時測定し、発熱開始時間、最高温度到達時間、混練直後の温度、最高温度を計測した。図1に、比較例1の発熱量測定データを示す。
なお、注水直後の発熱は、発熱量が小さく、実用上意味がないことが知られている。そのため、最高温度を含む二次ピークの発熱開始時間を発熱開始時間とした。
下記式(A)から、セメント単位重量当たりの温度上昇値(℃/Kg)を算出した。
式(A):
温度上昇値(℃/Kg)=(最高温度(℃)―混練直後の温度(℃))/結合材重量(kg)
JIS A 1108に準じて、7日後及び28日後の圧縮強度試験(MPa)を実施した。
Claims (8)
- 分散剤と、
キレート化剤と、を含有するセメント用水和熱抑制剤。 - 前記キレート化剤が、酸素原子、窒素原子又はリン原子を有する化合物である請求項1に記載のセメント用水和熱抑制剤。
- 前記キレート化剤が、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、及びニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載のセメント用水和熱抑制剤。
- 前記分散剤が、ポリカルボン酸系分散剤又はオキシカルボン酸系分散剤である請求項1〜3のいずれか1項に記載のセメント用水和熱抑制剤。
- 前記ポリカルボン酸系分散剤が、
下記一般式(1)で表される単量体に由来する構造単位(I)、下記一般式(2)で表される単量体に由来する構造単位(II)、不飽和モノカルボン酸系単量体に由来する構造単位(III)、及び前記単量体(I)〜前記単量体(III)と共重合可能なその他の単量体に由来する構造単位(IV)からなる群から選ばれる少なくとも2種類以上の構造単位を有する共重合体である請求項4に記載のセメント用水和熱抑制剤。
- 少なくともセメントと、水と、を含むセメント材料に、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のセメント用水和熱抑制剤を添加する水和熱抑制方法。 - 前記セメントと前記水の比率(水/セメント)が、65%以下である請求項6に記載の水和熱抑制方法。
- 前記セメント用水和熱抑制剤の含有割合が、セメント全量に対して、0.01〜5.00質量%である請求項6又は7に記載の水和熱抑制方法。
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