JP3206981B2 - コンクリート用混和剤 - Google Patents

コンクリート用混和剤

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JP3206981B2 JP24923792A JP24923792A JP3206981B2 JP 3206981 B2 JP3206981 B2 JP 3206981B2 JP 24923792 A JP24923792 A JP 24923792A JP 24923792 A JP24923792 A JP 24923792A JP 3206981 B2 JP3206981 B2 JP 3206981B2
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    • C04B24/24Macromolecular compounds
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンクリート用混和剤、
さらに詳しくは、フレッシュコンクリートを型枠に投入
してバイブレーターで締め固める、いわゆる振動締め固
めコンクリート製品を製造する際に用いられ、硬化コン
クリート表面に発生する気泡を低減させるコンクリート
用混和剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリート製品や構造物は、コ
ンクリートを型枠内に注入した後に、内部又は外部振動
機等で締め固めを行い、コンクリート内の気泡や充填時
の空隙を取り除き、細密充填する工法により製造されて
いる。また、耐久性を高めたコンクリートや高強度コン
クリートを得るために、単位水量を減じてもコンクリー
トの流動性を保ち、振動により充填性を改善できる高性
能減水剤が一般に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の工法で
は大きな空隙は振動により取り除くことができるが、高
性能減水剤により連行される大小の気泡が枠型とコンク
リートとの界面に残り、硬化したコンクリート表面の美
観は著しく悪いものになってしまう。
【0004】また、この問題を改善する方法として、型
枠側に剥離剤として鉱物油等を塗布する方法が一般に行
なわているが、これはコンクリートと枠型との剥離性の
改善には適しているが、硬化コンクリート表面の気泡の
低減させ、表面の美観に優れたコンクリート製品を得る
という点では充分なものとは言いがたい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、振動締め
固めによるコンクリート製品の製造において、硬化コン
クリート表面に発生する気泡を低減させ、表面美観に優
れたコンクリート製品を得るために鋭意研究の結果、特
定の単量体を重合して得られる共重合体及び/又はその
共重合体の金属塩と、特定の芳香族スルホン酸塩の2成
分を必須成分とする混和剤が、低添加量でもコンクリー
トの流動性を高め、しかもコンクリートの浸透性を高め
ることで硬化コンクリート表面の気泡低減に著しい効果
があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は(1) 下記(A) 、(B) に示さ
れた単量体を重合して得られる共重合体及び/又はその
共重合体の金属塩と、(2) 下記一般式(C) で表される化
合物を必須成分とし、(1) の共重合体及び/又はその共
重合体の塩のセメントへの添加量が固形分量として0.05
〜0.5 重量%、前記一般式(C) で表される化合物のセメ
ントへの添加量が固形分量として0.0025〜0.1 重量%で
ある、振動締め固めコンクリート製品を製造する際に用
いられるコンクリート用混和剤を提供するものである。 (A) 不飽和結合を有するポリアルキレングリコールモノ
エステル系単量体。 (B) アクリル酸系単量体及び/又は不飽和ジカルボン酸
系単量体。
【0007】
【化5】
【0008】本発明は、上記(A) 、(B) に示された単量
体を重合して得られる共重合体及び/又はその共重合体
の金属塩と前記一般式(C) で表される化合物を併用する
ことで、前述の如く、低添加量でもコンクリートの流動
性と浸透性を高め得るもので、連行空気量の抑制と型枠
界面においてコンクリートと濡れ性が大きくなり、界面
に発生する気泡の低減に著しい効果を示すものである。
この効果は各々の成分の単独使用では得られず、本発明
のように両者を併用することにより、初めて得られる。
【0009】本発明において前記共重合体(1) を構成す
る単量体としては、単量体(A) が下記の一般式(I) 、単
量体(B) が下記の一般式(II)、(III) で表される単量体
群から選ばれる1種以上の単量体を使用するのが好まし
い。
【0010】
【化6】
【0011】〔式中、R3、R4:水素、メチル基、(CH2)
m2COOM3 、〔(CH2)m3COO〕2M4 、(CH2)m4CONH(AO)
n2X2
【0012】
【化7】
【0013】(CH2)m6COO(AO)n5X5 AO:炭素数2〜3のオキシアルキレン基 m1〜m6:0〜2の整数 n1〜n5:3〜500 の整数 M3:水素、1価金属、アンモニウム基、アミノ基又は置
換アミノ基 M4:2価金属 X1〜X5:水素、炭素数1〜3のアルキル基〕
【0014】
【化8】
【0015】〔式中、R5、R8:水素、メチル基 R6、R7、R9、R10 :水素、メチル基、又は(CH2)m7COOM5 M5:水素、1価金属、アンモニウム基、アミノ基又は置
換アミノ基 M6:2価金属 m7:0〜2の整数〕 本発明に用いられる単量体(A) のポリアルキレングリコ
ールモノエステルとしては、例えば、 トリエチレングリコールモノアクリレート(以下3E-Aと
称す) ポリエチレングリコール(分子量200)モノアクリレート
(以下4E-Aと称す) ポリエチレングリコール(分子量400)モノアクリレート
(以下9E-Aと称す) ポリエチレングリコール(分子量600)モノアクリレート
(以下14E-A と称す) ポリエチレングリコール(分子量1000)モノアクリレー
ト(以下23E-A と称す) ポリエチレングリコール(分子量2000)モノアクリレー
ト(以下46E-A と称す) ポリエチレングリコール(分子量4000)モノアクリレー
ト(以下92E-A と称す) ポリエチレングリコール(分子量6000)モノアクリレー
ト(以下138E-Aと称す) トリエチレングリコールモノメタクリレート(以下3E-M
A と称す) ポリエチレングリコール(分子量200)モノメタクリレー
ト(以下4E-MA と称す) ポリエチレングリコール(分子量400)モノメタクリレー
ト(以下9E-MA と称す) ポリエチレングリコール(分子量600)モノメタクリレー
ト(以下14E-MAと称す) ポリエチレングリコール(分子量1000)モノメタクリレー
ト(以下23E-MAと称す) ポリエチレングリコール(分子量2000)モノメタクリレー
ト(以下46E-MAと称す) ポリエチレングリコール(分子量4000)モノメタクリレー
ト(以下92E-MAと称す) ポリエチレングリコール(分子量6000)モノメタクリレ
ート(以下138E-MA と称す) 等のポリエチレングリコールモノエステル類、ポリプロ
ピレンオキサイドモノエステル類、ポリエチレングリコ
ール/ポリプロピレンオキサイド共重合物のモノエステ
ル類及びこれらのグリコール末端の水素をエーテル化し
た誘導体等が挙げられるが、アルキレングリコールの付
加モル数の増大に伴い反応性が低下するため、付加モル
数 500以下のポリアルキレングリコールモノエステル
類、及びこれらのグリコール末端の水素をエーテル化し
た誘導体が好ましい。
【0016】ポリアルキレングリコールモノエステルを
合成する際の不飽和結合を有する酸としては、アクリル
酸、メタクリル酸、及びクロトン酸等のカルボン酸系、
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の
ジカルボン酸及び誘導体(不飽和アミド類)系、ビニル
スルホン酸、アリルスルホン酸、スルホエチル(メタ)
アクリル酸及びスチレンスルホン酸等のスルホン酸系が
挙げられ、これらの群から選ばれた1種又は2種以上を
用いることができるが、モノカルボン酸系、ジカルボン
酸及びその誘導体系がより好ましい。
【0017】本発明に用いられる単量体(B) のアクリル
酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸及びこれらの金属塩が挙げられる。又、不飽和ジ
カルボン酸系単量体としては、無水マレイン酸、マレイ
ン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無水シトラコン
酸、シトラコン酸、フマル酸、又はこれらの金属塩、ア
ンモニウム塩、アミン塩、あるいはこれらの酸と炭素数
2〜3のポリアルキレングリコール(グリコール付加モ
ル数2〜500)とのモノエステルあるいはジエステルが挙
げられる。
【0018】本発明の共重合体中の単量体(A) 、(B) の
割合(重量%)は、 (A):(B) =10〜99:90〜1の範囲
が適しており、より好ましくは、 (A):(B) =40〜99:
60〜1の範囲がよい。(A) の単量体割合が10%以下にな
ると、一般式(C) で表される化合物と併用しても充分な
気泡低減効果は得られない。
【0019】本発明の共重合体(1) の重量平均分子量
(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法/ポリス
チレンスルホン酸ナトリウム換算)は、1000〜1000000
の範囲が良く、5000〜500000がより好ましい。重量平均
分子量が、1000以下では分散性が充分でない。また、10
00000 以上では凝集性が顕著になるため好ましくない。
【0020】本発明の共重合体(1) の製造法は公知の方
法で製造することができる。例えば、特開昭59−162163
号公報、特公平2− 11542号公報、特公平2−7901号公
報、特公平2−7897号公報等に記載の方法が挙げられ
る。
【0021】これらの製造法により得られた共重合体の
単独の使用では、本発明の目的とするコンクリート表面
に発生する気泡の低減効果を示さない。本発明では更に
前記一般式(C) で表される化合物の1種又は2種以上が
使用される。一般式(C) で表される化合物は、式中のR
、R'がH 又は炭素数8〜18の飽和アルキル基であり、
アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩である。
【0022】本発明の混和剤のコンクリートへの添加量
はセメント重量に対して、(1) の共重合体及び/又はそ
の塩が固形分量として0.05〜0.5 %、一般式(C) で表さ
れる化合物が固形分量として0.0025〜0.1 %の範囲であ
、この範囲において特にコンクリート表面の気泡低減
に優れた効果を示す。
【0023】本発明において、コンクリートを締め固め
るバイブレーターは、特に限定するものではなく、一般
に用いられる棒バイブレーターやテーブル型バイブレー
ターが使用でき、振動数、振幅についても限定されるも
のではない。
【0024】本発明の混和剤は、表面の美観を特に要求
されるコンクリート製品をバイブレーターによる振動締
め固めにより製造する際に使用される。これらのコンク
リートの用途としては、土木、建築、二次製品等のセメ
ント類の水硬性組成物に使用するもので、特に限定する
ものではない。
【0025】本発明の混和剤には公知の消泡剤や添加剤
(材)を併用することができる。例えば、AE剤、AE
減水剤、流動化剤、高性能減水剤、遅延剤、早強剤、促
進剤、起泡剤、発泡剤、保水剤、増粘剤、防水剤、防泡
剤、水溶性高分子、界面活性剤等や、セメントペース
ト、モルタル、コンクリートを構成するセメント類、高
炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等を使用す
る水硬性組成物が挙げられる。
【0026】
【実施例】以下、本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、例
中、「%」及び「部」は特記しない限り重量基準であ
る。
【0027】本発明に使用する混和剤成分のうち、単量
体(A) 、(B) からの共重合体(1) の製造法を以下に示
す。
【0028】製造例1(共重合体AB−1の製造) 攪拌機付き反応容器に水 265部を仕込み、攪拌しながら
窒素置換し、窒素雰囲気中で60℃迄昇温した。ポリエチ
レングリコールモノメタクリレート(9E−ME)50部、メ
タクリル酸ナトリウム50部を仕込み、30%水酸化ナトリ
ウム水溶液2部でpH9に調整した。窒素置換後、25%過
硫酸アンモニウム水溶液10部を添加し重合を開始する。
3時間反応させ重合完了後、30%水酸化ナトリウム水溶
液3部で完全中和させ、分子量7500の共重合体(AB−
1)を得た。
【0029】製造例2(共重合体AB−2の製造) 攪拌機付き反応容器に水 150部を仕込み、攪拌しながら
窒素置換し、窒素雰囲気中で60℃迄昇温した。ポリエチ
レングリコールモノアクリレート(92E −A)60部、メタ
クリル酸ナトリウム40部を仕込み、30%水酸化ナトリウ
ム水溶液2部でpH9に調整した。窒素置換後、15%過硫
酸アンモニウム水溶液20部を添加し重合を開始する。3
時間反応させ重合完了後、30%水酸化ナトリウム水溶液
3部で完全中和させ、分子量32500 の共重合体(AB−
2)を得た。
【0030】製造例3(共重合体AB−3の製造) 攪拌機付き反応容器にイソプロピルアルコール 265部を
仕込み、攪拌しながら窒素置換し、窒素雰囲気中で沸点
迄昇温した。ポリエチレングリコールモノメタクリレー
ト(92E−MA)80部、アクリル酸ナトリウム20部を仕込
み、30%水酸化ナトリウム水溶液2部でpH8に調整し
た。窒素置換後、ベンゾイルパーオキサイドの10%イソ
プロピルアルコール溶液30部を添加し重合を開始する。
5時間反応させ重合を完了後、30%水酸化ナトリウム水
溶液3部で完全中和させ、分子量460000の共重合体(AB
−3)を得た。
【0031】製造例4(共重合体AB−4の製造) 攪拌機付き反応容器に水 100部及びイソプロピルアルコ
ール70部を仕込み、攪拌しながら窒素置換し、窒素雰囲
気中で沸点迄昇温した。ポリエチレングリコールモノア
クリレート(14E −A )50部、ポリエチレングリコール
モノメタクリレート(14E−MA) 20部、アクリル酸ナトリ
ウム15部、メタクリル酸ナトリウム15部を仕込み、25%
水酸化ナトリウム水溶液1部でpH 7.5に調整した。窒素
置換後、20%過硫酸アンモニウム水溶液10部を添加し重
合を開始する。6時間反応させ重合を完了後、30%水酸
化ナトリウム水溶液3部で完全中和させ、分子量69000
の共重合体(AB−4)を得た。
【0032】また、実施例に使用した一般式(C) のアル
キルジフェニルエーテルスルホン酸塩を以下に示す。
【0033】
【化9】
【0034】コンクリート配合の使用材料
【0035】
【表1】
【0036】使用材料 W :水道水 C :中央普通ポルトランドセメント、比重=3.16 S :紀の川産川砂、比重=2.56 G :宝塚産砕石、比重=2.62 s/a :砂/砂+砂利(容積率)。
【0037】表面美観性の試験方法 表1に示すコンクリートの配合で本発明の混和剤と比較
の混和剤を添加してスランプ10±1cmに調整した。その
後、マシン油を剥離剤として塗布した直径15cm、高さ30
cmの円柱型枠にコンクリートを詰め、テーブルバイブレ
ーターにて15秒間振動充填を行い、試験体を成型した。
硬化後のコンクリート表面にある径2mm以上の気泡の個
数を100cm2の面積について数えて、表面美観性を次のよ
うに判定した。 ○:5個未満 △:5〜20個未満 ×:20個以上 試験結果を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】注) *1:ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウ
ム塩(マイティ150 :花王 (株) 製) *2:コンクリート流動効果がなく、所定のスランプが
得られない。
【0040】
【発明の効果】本発明の混和剤は、振動締め固めにより
製造されるコンクリート表面の気泡の低減が顕著であ
り、表面美観性が著しく改善されることから、コンクリ
ート構造物の表面補修作業の合理化が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 24/00 - 28/36 CAS

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1) 下記(A) 、(B) に示された単量体を
    重合して得られる共重合体及び/又はその共重合体の金
    属塩と、(2) 下記一般式(C) で表される化合物を必須成
    分とし、(1) の共重合体及び/又はその共重合体の塩の
    セメントへの添加量が固形分量として0.05〜0.5 重量
    %、前記一般式(C) で表される化合物のセメントへの添
    加量が固形分量として0.0025〜0.1 重量%である、振動
    締め固めコンクリート製品を製造する際に用いられるコ
    ンクリート用混和剤。 (A) 不飽和結合を有するポリアルキレングリコールモノ
    エステル系単量体。 (B) アクリル酸系単量体及び/又は不飽和ジカルボン酸
    系単量体。 【化1】
  2. 【請求項2】 単量体(A) が下記の一般式(I) 、単量体
    (B) が下記の一般式(II)、(III) で表される単量体群か
    ら選ばれる1種以上の単量体である請求項1記載のコン
    クリート用混和剤。 【化2】 〔式中、R3、R4:水素、メチル基、(CH2)m2COOM3、〔(C
    H2)m3COO〕2M4、(CH2)m4CONH(AO)n2X2、 【化3】 (CH2)m6COO(AO)n5X5 AO:炭素数2〜3のオキシアルキレン基 m1〜m6:0〜2の整数 n1〜n5:3〜500 の整数 M3:水素、1価金属、アンモニウム基、アミノ基又は置
    換アミノ基 M4:2価金属 X1〜X5:水素、炭素数1〜3のアルキル基〕 【化4】 〔式中、R5、R8:水素、メチル基 R6、R7、R9、R10:水素、メチル基、又は(CH2)m7COOM5 M5:水素、1価金属、アンモニウム基、アミノ基又は置
    換アミノ基 M6:2価金属 m7:0〜2の整数〕
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