JP2019112248A - 長距離輸送をするための混和剤、およびセメント組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]少なくとも1つの構造単位(I)と、少なくとも1つの構造単位(II)と、少なくとも1つの構造単位(III)とを有する重縮合物を含み、
前記構造単位(I)が、アルキレングリコール単位を有するポリエーテル側鎖を有する芳香族部分であり、ただし、前記ポリエーテル側鎖におけるエチレングリコール単位の数は、9〜41であり、かつ前記エチレングリコール単位の含分は、前記ポリエーテル側鎖中の全てのアルキレングリコール単位に対して80mol%超であり、
前記構造単位(II)が、少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族部分であり、ただし、前記構造単位(II)に対する前記構造単位(I)のモル比の値は、0.3〜4であり、
前記構造単位(III)が、少なくとも1個のメチレン単位(−CH2−)であり、該メチレン単位は、前記構造単位(I)と前記構造単位(II)の2つの芳香族構造単位に結合しており、ここで該芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、かつ、
前記構造単位(I)、(II)及び(III)を含有する重縮合物の質量平均分子量Mwが、3,000〜50,000の範囲である、長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[2]前記重縮合物が、少なくとも1つの構造単位(IV)をさらに有し、
前記構造単位(IV)が、前記構造単位(I)及び前記構造単位(II)とは異なる芳香族構造単位によって表され、
前記メチレン単位は、前記構造単位(I)と前記構造単位(II)と前記構造単位(IV)の3つの芳香族構造単位に結合しており、ここで該芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、かつ、
前記構造単位(I)、(II)、(III)及び(IV)を含有する重縮合物の質量平均分子量Mwが、3,000〜50,000の範囲である、[1]に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[3]さらに、保持助剤を含む、[1]又は[2]に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[4]前記保持助剤が、加水分解性モノマーと、ポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーと、セメント吸着性モノマーとを含んで重合させてなる共重合体である、[3]に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[5]前記保持助剤が、セメント吸着性モノマーを含まず、加水分解性モノマーと、ポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーとを含んで重合させてなる共重合体である、[3]に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[6]さらに、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩、糖類及び糖アルコール類からなる群から選択される遅延剤を含む、[1]乃至[5]のいずれか1つに記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
[7][1]乃至[6]のいずれか1つに記載の、長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤を含むセメント組成物。
一実施形態の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤は、重縮合物を含有する。このような混和剤を含有することにより、コンクリートに高い流動性と適度な粘性を付与すると共にこれらの特性を長時間にわたって維持し、ポンプ圧送後にもこれらの特性を変化させないことができる。また、一実施形態のコンクリート用混和剤はさらに保持助剤を含むことにより、高い流動性と適度な粘性をさらに長時間にわたって維持することができる。混和剤を添加するコンクリートとしては、普通コンクリート、中流動コンクリート、高流動コンクリートが挙げられるが、普通コンクリート、中流動コンクリートが好ましい。
「中流動コンクリート」とは、JIS A 1150の試験方法に従って測定したスランプフローが40cm以上55cm未満であるコンクリートを意味する。
また、「普通コンクリート」とは、JIS A 1150の試験方法に従って測定したスランプフローが25cm以上40cm未満であるコンクリートを意味する。普通コンクリートは、JIS A 1101の試験方法に従って測定したスランプが12cm以上22cm以下であることが好ましい。
また、本明細書において「長距離輸送をするためのコンクリート」とは、コンクリートの練混ぜを開始してから打設現場に到着するまでの時間が90分(1.5時間)以上、経過するコンクリートを意味する。また、「長距離圧送をするためのコンクリート」とは、コンクリートの練混ぜを開始してから打設現場に到着し、これがポンプ等で圧送され打設箇所に打設されるまでの時間が90分(1.5時間)以上、経過するコンクリートを意味する。
一実施形態の混和剤を使用したコンクリートでは、混練り直後から90分経過後における、スランプの低下量が0〜10cmであることが好ましく、0〜5cmであることがより好ましく、0cmであることが更に好ましく、Lフロー初速度の低下量が10cm/s以上であることが好ましく、15cm/s以上であることがより好ましい。更には、このようなフレッシュ性状を保持する時間が、120分間以上であることが好ましく、180分間以上であることがより好ましい。
重縮合物は、少なくとも1つの構造単位(I)と、少なくとも1つの構造単位(II)と、少なくとも1つの構造単位(III)とを有する。
構造単位(I)は、アルキレングリコール単位を有するポリエーテル側鎖を有する芳香族部分であり、ただし、ポリエーテル側鎖におけるエチレングリコール単位の数は、9〜41であり、かつ前記エチレングリコール単位の含分は、ポリエーテル側鎖中の全てのアルキレングリコール単位に対して80mol%超であり、
構造単位(II)は、少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族部分であり、ただし、構造単位(II)に対する構造単位(I)のモル比の値は、0.3〜4であり、
構造単位(III)は、少なくとも1個のメチレン単位(−CH2−)であり、該メチレン単位は、前記構造単位(I)と前記構造単位(II)の2つの芳香族構造単位Yに結合しており、ここで該芳香族構造単位Yは、相互に独立して、同一であるか又は異なり、かつ、
構造単位(I)、(II)及び(III)を含有する重縮合物の質量平均分子量Mwが、3,000〜50,000の範囲である。
構造単位(I)は、セメント結合材系、特にコンクリートにおいて妥当な分散作用を得るためには、最小のポリエーテル側鎖長を有することが有利であると実証されている。非常に短い鎖は、経済的には好ましくない。なぜならば、混和剤の分散性が低く、また分散作用を得るために必要な供給量が多くなるからであり、その一方で、重縮合物のポリエーテル側鎖が長すぎると、このような混和剤で作製したコンクリートのレオロジー特性が悪くなる(高粘度)。ポリエーテル側鎖中におけるエチレングリコール単位の含分は、重縮合物を充分に可溶性にするため、ポリエーテル側鎖中の全てのアルキレングリコール単位に対して80mol%超であることが好ましく、85mol%超であることがより好ましく、90mol%超であることがさらに好ましく、95mol%超であることが最も好ましい。
Aは、同一であるか、又は異なり、炭素原子を5〜10個有する、置換若しくは非置換の芳香族又は複素環式芳香族化合物によって表され、
Bは、同一であるか、又は異なり、N、NH、又はOであり、その際、BがNであれば、nは2であり、BがNH又はOであれば、nは1であり、
R1及びR2は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、分枝鎖状若しくは直鎖状のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHであり、ただし、ポリエーテル側鎖におけるエチレングリコール単位(R1及びR2がHである)の数は、9〜41であり、エチレングリコール単位の含分は、ポリエーテル側鎖中の全てのアルキレングリコールに対して80mol%超であり、
aは、同一であるか、又は異なり、12〜50の整数であり、かつ
Xは、同一であるか、又は異なり、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はHである)によって表される。上記式(Ia)において、基「A」が後述する構造単位(III)のメチレン単位と結合することより、一実施形態の混和剤の主成分となる重縮合物が形成される。
−[C6H3−O−(Z1O)p−H]− (V)
構造単位(II)は、重縮合物にアニオン基をもたらし(リン酸エステルから、その酸若しくは塩の形態へ)、このアニオン基は、水性セメント分散液中のセメント粒子の表面に存在する正電荷と干渉し、強アルカリ性である。静電引力が原因で、重縮合物はセメント粒子の表面に吸着し、セメント粒子が分散される。ここで、「リン酸エステル」という用語には、好ましくは、リン酸モノエステル(PO(OH)2(OR)1)、リン酸ジエステル(PO(OH)(OR)2)、及び/又はリン酸トリエステル(PO(OR)3)の混合物が含まれる。リン酸エステルにおける基Rは、エステル反応後においてOH基を有さない各アルコールを規定し、これが反応して、リン酸とのエステルになる。基Rは、好ましくは芳香族部分を有する。モノエステルは、通常、リン酸化反応の主生成物である。
Dは、同一であるか、又は異なり、炭素原子を5〜10個有する、置換若しくは非置換の芳香族又は複素環式芳香族化合物によって表され、
Eは、同一であるか、又は異なり、N、NH、又はOであり、EがNであれば、mは2であり、EがNH又はOであれば、mは1であり、
R3及びR4は、相互に独立して、同一であるか、又は異なり、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHであり、
bは、同一であるか、又は異なり、0〜10の整数であり、かつ
M1は、相互に独立して、同一であるか、又は異なり、H又はカチオン等価物である)で表される。上記式(IIa)において、基「D」が後述する構造単位(III)のメチレン単位と結合することより、一実施形態の混和剤の主成分となる重縮合物が形成される。
−[C6H3−O−(Z2O)q−PO3M2 2]−(VI)
−[[M2 2O3P−(Z3O)r]−O−C6H2−O−[(Z4O)s−PO3M2 2]]−(VII)
構造単位(III)は、少なくとも1個のメチレン単位(−CH2−)であり、該メチレン単位は、構造単位(I)と構造単位(II)の2つの芳香族構造単位に結合しており、芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、構造単位(I)及び構造単位(II)における上記の芳香族部分に相当する。メチレン単位は、重縮合の間に水を形成しながら、ホルムアルデヒドの反応によって導入され、好ましくは1個超のメチレン単位が重縮合物中に含有される。
重縮合物は、少なくとも1つの構造単位(IV)をさらに有していてもよい。構造単位(IV)は、構造単位(I)及び構造単位(II)とは異なる、重縮合物の芳香族構造単位であり、あらゆる芳香族構造単位であり得る。また、構造単位(IV)が含まれる場合、構造単位(III)におけるメチレン単位は、構造単位(I)と構造単位(II)と構造単位(IV)の3つの芳香族構造単位に結合しており、構造単位(IV)における該芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか、又は異なる。これはつまり、構造単位(IV)の1種又は複数種が、重縮合物中に存在し得るということである。
一実施形態の混和剤は、上記の重縮合物の他に、保持成分として、さらに保持助剤を含んでいてもよい。保持助剤がさらに含まれることにより、コンクリートの経時変化が抑制され、より長期にわたるコンクリートのワーカビリティーのより良好な調節が可能になる。その結果、経過時間に伴う流動性、適度な粘度、及び状態の低下をより抑制することができる。このような保持助剤の含有量は、混和剤中の重縮合物の総質量に対して、5〜50質量%であることが好ましい。
加水分解性モノマーは、加水分解性モノマー残基を形成することが可能なエチレン性不飽和モノマーであることが好ましい。このような加水分解性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキル;例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;
(メタ)アクリルアミド及びその誘導体;及び
マレイン酸(モノ)アルキルエステル、無水マレイン酸、マレイミド;等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは1種単独の使用であっても、2種以上を互いに併用してもよい。
ポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーとしては、飽和モノカルボン酸エステル誘導体、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ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(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ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(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、及び上記ポリオキシアルキレンの高級アルコキシ誘導体;
ビニルアルコール誘導体、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、ポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、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(メタ)ビニルエーテル、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、ポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)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)ビニルエーテル、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、メトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、メトキシ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(メタ)ビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、メトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、エトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、エトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、エトキシ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(メタ)ビニルエーテル、エトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル、エトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテルおよびエトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ビニルエーテル等;
(メタ)アリルアルコール誘導体、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリブ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ポリプロピ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ポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリプロピレングリコールポリブ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ポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、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、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、メトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、メトキシ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(メタ)アリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、メトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、エ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、エトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、エトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、エトキシ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(メタ)アリルエーテル、エトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、エトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルおよびエトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル等;
アルキレンオキシドと不飽和アルコールの付加物、例えば、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(1,1−ジメチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレンポリプロピレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリプロピレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−プロポキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、シクロヘキシルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−オクチルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ノニルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ラウリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ステアリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテルおよびフェノキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル;等が挙げられるが、これらに限定されない。アルキレンオキシドと不飽和アルコールの付加物は、例えば、1〜350モルのアルキレンオキシドと不飽和アルコールの付加物、例えば、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オールおよび2−メチル−3−ブテン−1−オール等の不飽和アルコールとの付加物が挙げられるが、これらに限定されない。上述のポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーは、1種単独の使用であっても、2種以上を互いに併用してもよい。
セメント吸着性モノマーとは、末端にカルボキシル基、スルホン基又はホスホン基を有するエチレン性不飽和モノマーであることが好ましい。カルボキシ基を有するエチレン性不飽和モノマーとして、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸系モノマー又はこれらの塩が好ましく、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。より好ましくは、(メタ)アクリル酸又はこれらのアルカリ金属塩であり、さらに好ましくはアクリル酸又はそのナトリウム塩である。スルホン基を有するエチレン性不飽和モノマーとして、(メタ)アリルスルホン酸又はこれらの塩、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられ、好ましくは、(メタ)アリルスルホン酸のナトリウム塩であり、さらに好ましくはメタリルスルホン酸のナトリウム塩である。ホスホン基を有するエチレン性不飽和モノマーとして、リン酸モノ(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルエステル、リン酸ジ−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルエステル等が好ましい。これらは1種単独の使用であっても、2種以上を互いに併用してもよい。
一実施形態の混和剤は、必要に応じて、得られるセメント組成物の凝結特性ならびにスランプフローの流動保持性を調整するために、遅延効果を有する遅延成分として、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩、糖類及び糖アルコール類からなる群から選択される遅延剤が含まれていてもよい。オキシカルボン酸としては、クエン酸、グルコン酸、フマル酸等が好ましく、またその塩としては、アルカリ金属塩が好ましい。また、糖類としてはマルトース、ラクトース、キシロース、サッカロース等が好ましく、糖アルコール類としては、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール等が好ましい。尚、遅延剤は、一実施形態の混和剤の成分の一部として含有させてもよいし、一実施形態の混和剤とは別にコンクリートに添加してもよい。一実施形態の混和剤の成分の一部とする場合、本発明の効果を阻害しない範囲に限られ、一実施形態の混和剤に対して、1〜10質量%含有することが好ましい。
一実施形態の混和剤は、適宜必要に応じて、他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、従来より慣用されているAE剤、ポリサッカライド誘導体、リグニン誘導体、乾燥収縮低減剤、促進剤、起泡剤、消泡剤、防錆剤、急結剤、水溶性高分子物質等が挙げられる。他の添加剤は、一実施形態の混和剤の成分の一部として含有させてもよいし、一実施形態の混和剤とは別にコンクリートに添加してもよい。一実施形態の混和剤の成分の一部とする場合、本発明の効果を阻害しない範囲に限られ、一実施形態の混和剤に対して、1〜20質量%含有することが好ましい。
一実施形態のセメント組成物は、上述した混和剤を含んでおり、セメントとして、市販のセメントを使用することができる。このようなセメントの中でも、汎用性の観点から、普通ポルトランドセメント及び/又は中庸熱、低熱セメントを使用することが好ましい。一実施形態では、得られるセメント組成物の耐久性が良好であることや、セメント添加剤の添加量が少なくすむことによるコストの点等から、普通ポルトランドセメントが好ましい。セメント組成物の流動性は、JIS A 1150に基づくスランプフローが55cm未満のコンクリートが好ましい。より好ましくは40cm未満である。
セメント組成物に含まれるセメントの一部代用或いは追加される粉体として、石灰石粉、炭酸カルシウム、シリカヒューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュなどの微粉末混和材料を添加することができる。これらの粉体は、材料分離を抑制し、適度な粘性をと高い流動性を保つことができる。
一実施形態のセメント組成物では、天然の骨材を使用することが好ましい。細骨材として、海砂、陸砂、山砂、砕砂等を使用することが好ましく、粗骨材として、山砂利、川砂利、海砂利、砕石を使用することが好ましい。これらの骨材を使用したコンクリートは本添加剤の効果を得られやすい。また、骨材の粒度は、流動性の確保の観点から、適度な粒度分布を持った骨材が好ましく、JIS A 5308 付属書A レディーミクストコンクリート用骨材に規定される骨材の粒度分布を有していることが好ましい。
一実施形態の混和剤は、好ましくは普通コンクリートや中流動コンクリートのように比較的に粉体量が少なく配合され、分散剤を多く配合できないコンクリートに好適に適用される。特に、フレッシュ性状の経時変化が大きい長距離輸送及び長距離圧送に供するコンクリートに対して一実施形態の混和剤を適用すると、流動性や適度な粘性を長時間にわたり保持するため好ましい。このようなコンクリートは特に限定されないが、特にコンクリート中の粉体量が460kg/m3以下に配合されたものがより好ましい。特に、遠隔地の打設現場、高層建築物や地下連壁工事の現場などへの配送に時間がかかる場合に適用されるコンクリートやポンプ圧送等により性状の変化が見込まれるコンクリートに適用されることが好ましい。例えば、水中不分離性コンクリート、プレパックドコンクリート、地下や地中の連壁工事に適用されるコンクリートへの適用が好ましい。
一実施形態のセメント組成物は、従来より公知の方法により製造することができ、例えば日本土木学会制定のコンクリート標準示方書や日本建築学会が作成した建築工事標準仕様書に準じた公知の設備及び公知の手法で作製することができる。具体的には、予め混練水に一実施形態の混和剤を添加した後、セメント、骨材等の他の原材料をミキサに投入して製造する方法や、セメント組成物に含まれる全ての原料をまとめて、ミキサに投入して製造する方法が好ましい。また、一実施形態のセメント組成物は、JIS A 5308に準じた生コンプラントで製造することが好ましい。
また、表2に記載の材料を用いて表3に示す配合条件でコンクリートを製造し、108mの長さのホース内をポンプ圧送し、圧送前後のコンクリートのスランプ、スランプフロー、Lフロー初速度を測定した(実験2)。
上記材料のうち、セメント及び骨材を、太平洋機工社製 二軸強制練りミキサ SD−55型に投入して60秒間空練りし、一旦混合を止めてから水および混和剤および保持助剤を投入し、さらに60秒混練し、コンクリートを得た。なお、混和剤および保持助剤の添加量を表3に示す配合量で調整し、目標のスランプフローに調節した。
実験1では、練混ぜ直後、60分後、90分後、120分後のスランプ、スランプフロー、Lフロー初速度を、実験2では、練混ぜ直後、ポンプ圧送の前後のスランプ、スランプフロー、Lフロー初速度をそれぞれ測定した。スランプ、スランプフロー、Lフロー初速度は下記の通りに評価した。
スランプ値はJIS A 1101に基づき測定した。練混ぜ直後と比較したスランプの低下量により下記評価基準に従って評価した。この評価結果を「流動保持性」とした。
◎:優れる。スランプ値の低下量が5cm以下
○:良好。スランプ値の低下量が5cm超10cm以下
×:不良。スランプ値の低下量が10cm超
JIS A 1150に基づき測定した。
Lフロー初速度は、JSCE−F514に準拠したLがフロー試験器を用い、非接触型の赤外線センサーにより仕切りゲートから30mm地点を通過してから80mm地点を通過するまでの時間を測定し、これをLフロー初速度(cm/sec)とした。Lフロー初速度の値により、下記評価基準に従って評価した。なお、Lフロー初速度は粘性の指標となる。
◎:優れる。Lフロー初速度が15cm/sec以上
○:良好。Lフロー初速度が10cm/sec以上15cm/sec未満
×:不良。Lフロー初速度が10cm/sec未満
プラントで製造したコンクリートをアジテータートラックで配送した後(配送時間45分間)、スランプ、スランプフロー、Lフロー初速度を測定した(以下、「圧送前」と言う)。その後、ピストン式ポンプ(極東開発工業社製ピストンポンプPY115−26、吐出量40m3/h)で、4B配管、圧送延長100m+ゴムホース8mでポンプ圧送を行い、圧送後のスランプ、スランプフロー、Lフロー初速度を測定した(以下、「圧送後」と言う)。
実験1及び2の測定結果をそれぞれ表4及び5に示し、評価結果をそれぞれ表6及び7に示す。
Claims (7)
- 少なくとも1つの構造単位(I)と、少なくとも1つの構造単位(II)と、少なくとも1つの構造単位(III)とを有する重縮合物を含み、
前記構造単位(I)が、アルキレングリコール単位を有するポリエーテル側鎖を有する芳香族部分であり、ただし、前記ポリエーテル側鎖におけるエチレングリコール単位の数は、9〜41であり、かつ前記エチレングリコール単位の含分は、前記ポリエーテル側鎖中の全てのアルキレングリコール単位に対して80mol%超であり、
前記構造単位(II)が、少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族部分であり、ただし、前記構造単位(II)に対する前記構造単位(I)のモル比の値は、0.3〜4であり、
前記構造単位(III)が、少なくとも1個のメチレン単位(−CH2−)であり、該メチレン単位は、前記構造単位(I)と前記構造単位(II)の2つの芳香族構造単位に結合しており、ここで該芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、かつ、
前記構造単位(I)、(II)及び(III)を含有する重縮合物の質量平均分子量Mwが、3,000〜50,000の範囲である、長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。 - 前記重縮合物が、少なくとも1つの構造単位(IV)をさらに有し、
前記構造単位(IV)が、前記構造単位(I)及び前記構造単位(II)とは異なる芳香族構造単位によって表され、
前記メチレン単位は、前記構造単位(I)と前記構造単位(II)と前記構造単位(IV)の3つの芳香族構造単位に結合しており、ここで該芳香族構造単位は、相互に独立して、同一であるか又は異なり、かつ、
前記構造単位(I)、(II)、(III)及び(IV)を含有する重縮合物の質量平均分子量Mwが、3,000〜50,000の範囲である、請求項1に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。 - さらに、保持助剤を含む、請求項1又は2に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
- 前記保持助剤が、加水分解性モノマーと、ポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーと、セメント吸着性モノマーとを含んで重合させてなる共重合体である、請求項3に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
- 前記保持助剤が、セメント吸着性モノマーを含まず、加水分解性モノマーと、ポリオキシアルキレン基を含むエチレン性不飽和モノマーとを含んで重合させてなる共重合体である、請求項3に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
- さらに、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩、糖類及び糖アルコール類からなる群から選択される遅延剤を含む、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤。
- 請求項1乃至6までのいずれか1項に記載の長距離輸送をするためのコンクリート用混和剤を含むセメント組成物。
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