JP2664897B2 - セメント分散剤の製造法 - Google Patents
セメント分散剤の製造法Info
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- JP2664897B2 JP2664897B2 JP1380487A JP1380487A JP2664897B2 JP 2664897 B2 JP2664897 B2 JP 2664897B2 JP 1380487 A JP1380487 A JP 1380487A JP 1380487 A JP1380487 A JP 1380487A JP 2664897 B2 JP2664897 B2 JP 2664897B2
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- cement
- sulfuric acid
- cement dispersant
- present
- dispersant
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
- C04B24/20—Sulfonated aromatic compounds
- C04B24/22—Condensation or polymerisation products thereof
- C04B24/226—Sulfonated naphtalene-formaldehyde condensation products
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はセメント分散剤の製造法に関するものであ
る。更に詳しくは芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物を
製造する際、中和工程で副生する石膏を微粒子化して分
散安定化したスラリー状態のセメント分散剤を製造する
方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来技術について芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物
塩の代表例であるナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物塩を採り上げて説明する。 従来、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩を有
効成分とするセメント分散剤は、ナフタレンを硫酸によ
りスルホン化し、それをホルムアルデヒドにより縮合さ
せた後、縮合生成物を苛性カリ又は苛性ソーダ等のアル
カリ金属の水酸化物は炭酸塩等により中和することによ
り製造される。この中和に先立って過剰の硫酸は石膏と
して濾別され、均一液体状の分散剤としてセメント分野
で利用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の製造法は濾過工程に設備、時間、労力
面で全工程の約1/3を費やしていて、経済的に不利な製
造法となっている。 この濾過工程が削除できなかった理由は、過剰の硫酸
がスルホン化度、縮合度の反応面から減少できなかった
たである。更にその硫酸を芒硝にして水可溶化しても低
温での溶解度が低いために製品安定性が悪く、又、石膏
にしてもその石膏が安定なスラリー状態にまで微粒子化
できなかったため、石膏を濾過により除去せざるをえな
かった。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明者らは上記の如き問題点を解決すべく鋭
意研究の結果、安定なスラリー状態が得られるまでに石
膏を微粒子化する製造法、即ち芳香族スルホン酸ホルマ
リン縮合生成物中の硫酸を平均粒径１μｍ以下の水酸化
カルシウム又は炭酸カルシウムにより撹拌下に中和すれ
ば、中和により生成する石膏は0.01〜10μｍ程度の微粒
子となってスラリーとして反応生成物中に安定に分散し
得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 即ち、本発明はナフタレン系炭化水素を硫酸でスルホ
ン化し、ホルムアルデヒドと縮合させて、芳香族スルホ
ン酸ホルマリン縮合物を有効成分とするセメント分散剤
を製造する方法において、縮合反応終了後の反応液中に
残存する硫酸を平均粒径１μｍ以下の水酸化カルシウム
又は炭酸カルシウムにより撹拌下に中和することを特徴
とする石膏微粒子が安定に分散しているセメント分散剤
の製造法を提供するものである。 〔作 用〕 本発明の方法における中和条件には中和剤の種類、中
和剤の粒径、中和投入順序、中和温度、撹拌の要因があ
る。中和剤はカルシウム塩又は酸化物又は水酸化物なら
何れでも使用できるわけであるが、反応副生物、経済
性、微粒子状のものの得やすさの面から水酸化カルシウ
ム又は炭酸カルシウムが使用される。中和剤の粒径は平
均粒径１μｍ以下である。中和投入順序は特に限定する
ものではないが、縮合生成物に中和剤を滴下投入する方
法が作業性から好ましい。中和温度は低温側が好ましい
が、室温から80℃くらいまで顕著な差はない。撹拌は強
いほど微粒子化には有利であり、ホモジナイザーなどの
撹拌機が好ましい。 本発明において、中和剤の添加方法は粉状のままでも
よいが、水スラリーとして添加するのが好ましい。 本発明で用いられるナフタレン系炭化水素としてはナ
フタレンのほかアルキルナフタレン等が挙げられる。 尚、本発明の方法はスルホン化したナフタレン系炭化
水素にリグニンスルホン酸を混合し、両者をホルムアル
デヒドと共縮合した反応生成物に対しても同様に適用で
きる。 本発明のセメント分散剤は酸のままでも使用できる
が、一般的には塩の形で使用するのが好ましい。形成す
るカチオンとしては、ナトリウム、カリウム、ナトリウ
ムとカリウムの複合塩、カルシウム、アンモニウム、ア
ルカノールアミン、Ｎ−アルキル置換ポリアミン、ポリ
エチレンポリアミン、ポリエチレンイミン又はこれらの
アルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。 塩の形とするには、硫酸を水酸化カルシウム又は炭酸
カルシウムで中和した後の反応物中のスルホン酸を目的
のカチオンで中和することによって行われる。 本発明によって製造されたセメント分散剤は硫酸の中
和、スルホン酸の中和後の水溶液のまま、あるいはこれ
を乾燥した粉末、粒状の形で使用される。 また本発明の分散剤のセメントへの添加時期は、セメ
ントとのドライブレンド、混練水への溶解、又はセメン
ト配合物の混練開始、即ちセメントへの注水と同時にも
しくは注水直後からセメント配合物の混練終了までの間
に添加することも可能であり、一旦練り上がったセメン
ト配合物への添加も可能である。又、本発明の分散剤は
一時に全量添加する方法或いは数回に分割して添加する
方法も可能である。 本発明によるセメント分散剤はスランプロス防止性能
が劣るが、本発明のセメント分散剤に高分子成分或いは
徐放成分を配合することによりスランプロス防止性能を
向上させることができる。スランプロス防止性能向上に
効果的な成分としてはポリカルボン酸又はその塩又はそ
の粒状物、ポリカルボン酸無水物又はその粒状物、リグ
ニンスルホン酸又はその塩又はその粒状物、水溶性高分
子又はその粒状物、メラミンスルホン酸ホルマリン高縮
合物又はその塩又はその粒状物、ナフタレンスルホン酸
ホルマリン縮合物又は塩の粒状物等がある。 〔実施例〕 次に本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれ
らの実施例に限られるものではない。 実施例１〜５及び比較例１〜２ ナフタレン１モルに98％硫酸1.28モルを添加し、反応
温度155℃〜160℃で３時間スルホン化反応を行った。次
いでホルムアルデヒド（35％ホルマリン）0.97モルを添
加し、反応温度100℃で12時間で縮合反応を完結した。
得られた縮合生成物の組成はナフタレンスルホン酸ホル
マリン縮合物のスルホン酸は0.98当量であり、硫酸は0.
56当量であった。 上記と同一の反応条件で得られた縮合生成物を用い
て、第１表に示す各種中和剤、中和条件により硫酸を中
和した。中和により生成した石膏の平均粒径も第１表に
示した。 又、上記で得られた石膏スラリーの沈降安定性を下記
方法で評価し、第３表に示した。 ＜石膏スラリーの沈降安定性＞ 石膏微粒子を含有したナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物塩を遠心分離して、上澄液中に石膏が残存する
割合から沈降安定性を比較した。遠心分離条件は100gで
10分間とした。 次に第１表で得られた分散剤及び市販のナフタレンス
ルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩を用い、下記材
料、コンクリート配合および練り混ぜ方法によりコンク
リートを製造し、コンクリート分散性及び強度発現性を
試験した。試験結果を第３表に示した。 コンクリート分散性の測定はJIS A 1101のスランプ試
験とJIS A 1128の空気量試験によった。又強度発現性は
JIS A 1108の圧縮強度試験によった。 ＜使用材料＞ セメント：普通ポルトランドセメント（比重3.17） 細骨材：紀の川産川砂（比重2.57） 粗骨材：宝塚産砕石（比重2.59） 水：水道水 ＜コンクリート配合＞ ＜コンクリートの練り混ぜ方法＞ 100の強制ミキサーを用い50のコンクリートを20
℃にて合計３分間混練した。材料の投入順序は細骨材→
セメント→水と分散剤、ここで２分混練して粗骨材を投
入してから更に１分混練した。分散材の添加量はナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物塩の有効分として0.5
重量％対セメントである。 ＜蒸気養生＞ 製造したコンクリートを即座にφ10×20cmの円柱型枠
に採取し、20℃の室温に２時間静置した。その後その型
枠を蒸気養生槽に移し、20℃/Hの昇温速度で65℃まで昇
温した。その後65℃で３時間蒸気養生して室温まで放冷
した。24時間後脱型して圧縮強度測定を行った。その他
の供試体は20℃の水中で28日間養生し、圧縮強度試験を
行った。 第１表及び第３表から本発明品は明らかにスラリー状
態の製品安定性に優れ、且つ分散性及び強度発現性は比
較品と同等の効果が得られることがわかる。
る。更に詳しくは芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物を
製造する際、中和工程で副生する石膏を微粒子化して分
散安定化したスラリー状態のセメント分散剤を製造する
方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来技術について芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物
塩の代表例であるナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物塩を採り上げて説明する。 従来、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩を有
効成分とするセメント分散剤は、ナフタレンを硫酸によ
りスルホン化し、それをホルムアルデヒドにより縮合さ
せた後、縮合生成物を苛性カリ又は苛性ソーダ等のアル
カリ金属の水酸化物は炭酸塩等により中和することによ
り製造される。この中和に先立って過剰の硫酸は石膏と
して濾別され、均一液体状の分散剤としてセメント分野
で利用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の製造法は濾過工程に設備、時間、労力
面で全工程の約1/3を費やしていて、経済的に不利な製
造法となっている。 この濾過工程が削除できなかった理由は、過剰の硫酸
がスルホン化度、縮合度の反応面から減少できなかった
たである。更にその硫酸を芒硝にして水可溶化しても低
温での溶解度が低いために製品安定性が悪く、又、石膏
にしてもその石膏が安定なスラリー状態にまで微粒子化
できなかったため、石膏を濾過により除去せざるをえな
かった。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明者らは上記の如き問題点を解決すべく鋭
意研究の結果、安定なスラリー状態が得られるまでに石
膏を微粒子化する製造法、即ち芳香族スルホン酸ホルマ
リン縮合生成物中の硫酸を平均粒径１μｍ以下の水酸化
カルシウム又は炭酸カルシウムにより撹拌下に中和すれ
ば、中和により生成する石膏は0.01〜10μｍ程度の微粒
子となってスラリーとして反応生成物中に安定に分散し
得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 即ち、本発明はナフタレン系炭化水素を硫酸でスルホ
ン化し、ホルムアルデヒドと縮合させて、芳香族スルホ
ン酸ホルマリン縮合物を有効成分とするセメント分散剤
を製造する方法において、縮合反応終了後の反応液中に
残存する硫酸を平均粒径１μｍ以下の水酸化カルシウム
又は炭酸カルシウムにより撹拌下に中和することを特徴
とする石膏微粒子が安定に分散しているセメント分散剤
の製造法を提供するものである。 〔作 用〕 本発明の方法における中和条件には中和剤の種類、中
和剤の粒径、中和投入順序、中和温度、撹拌の要因があ
る。中和剤はカルシウム塩又は酸化物又は水酸化物なら
何れでも使用できるわけであるが、反応副生物、経済
性、微粒子状のものの得やすさの面から水酸化カルシウ
ム又は炭酸カルシウムが使用される。中和剤の粒径は平
均粒径１μｍ以下である。中和投入順序は特に限定する
ものではないが、縮合生成物に中和剤を滴下投入する方
法が作業性から好ましい。中和温度は低温側が好ましい
が、室温から80℃くらいまで顕著な差はない。撹拌は強
いほど微粒子化には有利であり、ホモジナイザーなどの
撹拌機が好ましい。 本発明において、中和剤の添加方法は粉状のままでも
よいが、水スラリーとして添加するのが好ましい。 本発明で用いられるナフタレン系炭化水素としてはナ
フタレンのほかアルキルナフタレン等が挙げられる。 尚、本発明の方法はスルホン化したナフタレン系炭化
水素にリグニンスルホン酸を混合し、両者をホルムアル
デヒドと共縮合した反応生成物に対しても同様に適用で
きる。 本発明のセメント分散剤は酸のままでも使用できる
が、一般的には塩の形で使用するのが好ましい。形成す
るカチオンとしては、ナトリウム、カリウム、ナトリウ
ムとカリウムの複合塩、カルシウム、アンモニウム、ア
ルカノールアミン、Ｎ−アルキル置換ポリアミン、ポリ
エチレンポリアミン、ポリエチレンイミン又はこれらの
アルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。 塩の形とするには、硫酸を水酸化カルシウム又は炭酸
カルシウムで中和した後の反応物中のスルホン酸を目的
のカチオンで中和することによって行われる。 本発明によって製造されたセメント分散剤は硫酸の中
和、スルホン酸の中和後の水溶液のまま、あるいはこれ
を乾燥した粉末、粒状の形で使用される。 また本発明の分散剤のセメントへの添加時期は、セメ
ントとのドライブレンド、混練水への溶解、又はセメン
ト配合物の混練開始、即ちセメントへの注水と同時にも
しくは注水直後からセメント配合物の混練終了までの間
に添加することも可能であり、一旦練り上がったセメン
ト配合物への添加も可能である。又、本発明の分散剤は
一時に全量添加する方法或いは数回に分割して添加する
方法も可能である。 本発明によるセメント分散剤はスランプロス防止性能
が劣るが、本発明のセメント分散剤に高分子成分或いは
徐放成分を配合することによりスランプロス防止性能を
向上させることができる。スランプロス防止性能向上に
効果的な成分としてはポリカルボン酸又はその塩又はそ
の粒状物、ポリカルボン酸無水物又はその粒状物、リグ
ニンスルホン酸又はその塩又はその粒状物、水溶性高分
子又はその粒状物、メラミンスルホン酸ホルマリン高縮
合物又はその塩又はその粒状物、ナフタレンスルホン酸
ホルマリン縮合物又は塩の粒状物等がある。 〔実施例〕 次に本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれ
らの実施例に限られるものではない。 実施例１〜５及び比較例１〜２ ナフタレン１モルに98％硫酸1.28モルを添加し、反応
温度155℃〜160℃で３時間スルホン化反応を行った。次
いでホルムアルデヒド（35％ホルマリン）0.97モルを添
加し、反応温度100℃で12時間で縮合反応を完結した。
得られた縮合生成物の組成はナフタレンスルホン酸ホル
マリン縮合物のスルホン酸は0.98当量であり、硫酸は0.
56当量であった。 上記と同一の反応条件で得られた縮合生成物を用い
て、第１表に示す各種中和剤、中和条件により硫酸を中
和した。中和により生成した石膏の平均粒径も第１表に
示した。 又、上記で得られた石膏スラリーの沈降安定性を下記
方法で評価し、第３表に示した。 ＜石膏スラリーの沈降安定性＞ 石膏微粒子を含有したナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物塩を遠心分離して、上澄液中に石膏が残存する
割合から沈降安定性を比較した。遠心分離条件は100gで
10分間とした。 次に第１表で得られた分散剤及び市販のナフタレンス
ルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩を用い、下記材
料、コンクリート配合および練り混ぜ方法によりコンク
リートを製造し、コンクリート分散性及び強度発現性を
試験した。試験結果を第３表に示した。 コンクリート分散性の測定はJIS A 1101のスランプ試
験とJIS A 1128の空気量試験によった。又強度発現性は
JIS A 1108の圧縮強度試験によった。 ＜使用材料＞ セメント：普通ポルトランドセメント（比重3.17） 細骨材：紀の川産川砂（比重2.57） 粗骨材：宝塚産砕石（比重2.59） 水：水道水 ＜コンクリート配合＞ ＜コンクリートの練り混ぜ方法＞ 100の強制ミキサーを用い50のコンクリートを20
℃にて合計３分間混練した。材料の投入順序は細骨材→
セメント→水と分散剤、ここで２分混練して粗骨材を投
入してから更に１分混練した。分散材の添加量はナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物塩の有効分として0.5
重量％対セメントである。 ＜蒸気養生＞ 製造したコンクリートを即座にφ10×20cmの円柱型枠
に採取し、20℃の室温に２時間静置した。その後その型
枠を蒸気養生槽に移し、20℃/Hの昇温速度で65℃まで昇
温した。その後65℃で３時間蒸気養生して室温まで放冷
した。24時間後脱型して圧縮強度測定を行った。その他
の供試体は20℃の水中で28日間養生し、圧縮強度試験を
行った。 第１表及び第３表から本発明品は明らかにスラリー状
態の製品安定性に優れ、且つ分散性及び強度発現性は比
較品と同等の効果が得られることがわかる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ナフタレン系炭化水素を硫酸でスルホン化し、ホル
ムアルデヒドと縮合させて、芳香族スルホン酸ホルマリ
ン縮合物を有効成分とするセメント分散剤を製造する方
法において、縮合反応終了後の反応液中に残存する硫酸
を平均粒径１μｍ以下の水酸化カルシウム又は炭酸カル
シウムにより撹拌下に中和することを特徴とする石膏微
粒子が安定に分散しているセメント分散剤の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1380487A JP2664897B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | セメント分散剤の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1380487A JP2664897B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | セメント分散剤の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182243A JPS63182243A (ja) | 1988-07-27 |
| JP2664897B2 true JP2664897B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=11843448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1380487A Expired - Fee Related JP2664897B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | セメント分散剤の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664897B2 (ja) |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1380487A patent/JP2664897B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182243A (ja) | 1988-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |