JP3344985B2 - セメント混和剤及びそれを用いたセメント硬化体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセメント混和剤に関
するものであり、優れた防水性を有するセメント硬化体
の製造法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、土木や建築分野の多岐にわた
って使用されているセメント硬化体としては、防水セメ
ント（ペースト、モルタル）、セメントパテ、セメント
系下地調整モルタル、磁器タイル用モルタル、セルフレ
ベリングモルタル、セメント成形品（木材セメントボー
ド、繊維補強セメント板、軽量無機板、石綿スレート
板、石綿バーライド板等）、軽量コンクリート、コンク
リートなどがあり、特に地下内外壁、貯水槽、プール、
廃水処理施設、ベランダ、建屋外壁、台所、風呂場等の
雨水、水にさらされる構造体には優れた防水性が要求さ
れる。

【０００３】セメント硬化体に防水性（耐吸水性）を付
与する混和剤としては、高級脂肪酸（オレイン酸、ステ
アリン酸等）石鹸、パラフィン、アスベスト、合成高分
子化合物、塩化カルシウム、ケイ酸ナトリウム等の無機
質ケイなどの防水剤が多数知られている。例えば、特公
昭４６−３９１２０号公報には珪酸塩類と尿素及び界面
活性剤を用いた液状コンクリート、コンクリートブロッ
ク混和剤が提案されている。特公昭４８−２３１７４号
公報にはアルケニルコハク酸またはその水溶性塩もしく
は無水物が開示されている。同明細書第５頁第３１〜３
３行にはステアリン酸カルシウムからなる添加剤が記載
されている。特公昭６１−２４３５６号公報にはアルケ
ニル又はアルキルコハク酸エステルの水溶性塩を含有す
る混和剤を開示している。特開平６−１７１９９７号公
報には多価アルコールと高級脂肪酸のエステル化によっ
て得られる化合物からなるセメント用添加剤が開示され
ている。

【０００４】しかしながら、前記セメント混和剤は防水
性が不充分であったり、物性に好ましくない影響を与え
たりあるいは比較的多量に添加する必要があるためコス
トがかかるなど、いまだ十分に性能や経済面で満足する
に至っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状を鑑み、本
発明者らは、セメント硬化体に優れた防水性を付与する
セメント混和剤及びそれを用いたセメント硬化体の製造
法を提供することを技術的課題として鋭意研究の結果、
本発明を完成するに至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は下記
の構成を有するセメント混和剤及びそれを用いたセメン
ト硬化体の製造法に関するものである。

【０００７】請求項１の発明は、水酸基２〜８個を有す
る多価アルコール（Ａ）と、置換コハク酸類（Ｂ）とを
エステル化することによって得られる多価アルコール置
換コハク酸エステル及び／又は該多価アルコール置換コ
ハク酸エステルの塩類からなるセメント混和剤という構
成からなる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、水
酸基２〜８個を有する多価アルコール（Ａ）が、一般式
（１） （式中、ｎは０〜６の整数を示す）で表わされる多価ア
ルコールであるセメント混和剤という構成からなる。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１において、多
価アルコール（A）が、下記式（２） で表わされる多価アルコールであるセメント混和剤とい
う構成からなる。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３におい
て、置換コハク酸類（Ｂ）が、炭素数６〜３６のアルキ
ル基またはアルケニル基を有する置換コハク酸類である
セメント混和剤という構成からなる。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至４におい
て、水酸基２〜８個を有する多価アルコール（Ａ）１モ
ルに対し、置換コハク酸類（Ｂ）１モル〜水酸基価当量
モルをエステル化して得られる多価アルコール置換コハ
ク酸エステル及び／又は該多価アルコール置換コハク酸
エステルの塩類からなるセメント混和剤という構成から
なる。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１乃至５のセメ
ント混和剤をセメントに対して０．１〜５重量％含有す
るセメント硬化体の製造法という構成からなる。

【００１３】即ち、本発明は水酸基２〜８個を有する多
価アルコール（Ａ）と、炭素数６〜３６のアルキル基、
アルケニル基、アラルキル基又はアラルケニル基を有す
る置換コハク酸あるいは該置換コハク酸無水物（以下、
「置換コハク酸（無水物）」と記載する）等の置換コハ
ク酸類（Ｂ）との多価アルコール置換コハク酸エステ
ル、あるいは該多価アルコール置換コハク酸エステルの
アンモニウム塩、低級アミン塩、ナトリウム、カリウム
等のアルカリ金属塩、亜鉛、カルシウム、マグネシウム
等の多価金属の塩類である。

【００１４】本発明の構成により、優れた防水性を有す
るセメント硬化体を提供するものである。

【００１５】本発明における多価アルコール置換コハク
酸エステルに用いる水酸基２〜８個を有する多価アルコ
ール（Ａ）としては、ペンタエリスリトール、サッカロ
ーズ、マルトース、グルコース、エチレングリコール、
グリセリン、エリスリトール、キシリトール、アラビト
ール、アドニトール、ソルビトール、マンニトール、イ
ジトール、タリトール、ガラクチトール、アリトールな
どの一般式（１） （式中、ｎは０〜６の整数を示す）で表わされる多価ア
ルコールが挙げられる。これらの２種以上を併用しても
よい。これらのうち好ましいのはソルビトール、マンニ
トール、イジトール、タリトール、ガラクチトール、ア
リトール等の前記一般式（１）のｎ＝４である糖アルコ
ールであり、特に好ましくはソルビトールである。

【００１６】本発明における多価アルコール置換コハク
酸エステルに用いる置換コハク酸類（Ｂ）としては、炭
素数６〜３６のアルキル基、アルケニル基、アラルキル
基またはアラルケニル基を有する置換コハク酸（無水
物）である。例えば、α−オレフィン、内部オレフィン
またはプロピレンやブタジエン等のオリゴマーとマレイ
ン酸あるいは無水マレイン酸との付加反応物であるアル
ケニル置換コハク酸（無水物）、または該アルケニル置
換コハク酸（無水物）を水素化して得られるアルキル置
換コハク酸（無水物）、芳香環を有するオレフィン化合
物から誘導されるアラルキル置換コハク酸（無水物）あ
るいはアラルケニル置換コハク酸（無水物）等が挙げら
れる。具体的には、ヘキセニルコハク酸、ヘキシルコハ
ク酸、オクチルコハク酸、オクテニルコハク酸、ノネニ
ルコハク酸、ノニルコハク酸、デセニルコハク酸、デシ
ルコハク酸、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、
ペンタデセニルコハク酸、ペンタデシルコハク酸、ヘキ
サデセニルコハク酸、ヘキサデシルコハク酸、オクタデ
セニルコハク酸、オクタデシルコハク酸、（１−オクチ
ル−２−デセニル）コハク酸、（１−ヘキシル−２−オ
クテニル）コハク酸等あるいはこれらの無水物がある。
これらのなかでも、炭素数１０〜１６のアルキル基また
はアルケニル基を有する置換コハク酸類（Ｂ）が防水効
果の点でより好ましい。

【００１７】本発明における置換コハク酸類（Ｂ）の置
換基の炭素数が６未満、または３６を超えるとセメント
硬化組成物の防水性の点で効果がもうひとつである。

【００１８】本発明において、多価アルコール置換コハ
ク酸エステルが、置換コハク酸の2個のカルボキシル基
の1個が多価アルコール（A）によってエステル化された
多価アルコール置換コハク酸半エステル及び/又は該多
価アルコール置換コハク酸半エステルの塩類である場合
には、特に好ましい防水効果が得られる。

【００１９】本発明におけるセメント混和剤は、多価ア
ルコール置換コハク酸エステルまたは多価アルコール置
換コハク酸エステルの塩類の有効成分１００％の樹脂あ
るいはその微粉体、または多価アルコール置換コハク酸
エステルのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、低級アミ
ン塩の水分散液、さらに多価アルコール置換コハク酸エ
ステルあるいは多価アルコール置換コハク酸エステルの
塩類を乳化剤で水に分散した水分散液の形態で使用され
る。特にセメント混和剤の有効成分１００％の樹脂また
はその樹脂を粉砕した微粉体が流通コストの削減等の点
で好ましい。

【００２０】本発明におけるセメント混和剤を使用する
方法としては特に限定されず、例えばセメントに予め混
合する方法、セメント配合物へ混練時に同時に添加する
方法、更に一旦練り上がったセメント配合物へ添加する
方法などがある。

【００２１】本発明におけるセメント混和剤が適用でき
るセメントの種類としては、特に限定されず、普通、早
強、超早強等の各種ポルトランドセメント、これらポル
トランドセメントに高炉スラグ、シリカ、フライアッシ
ュを混合した混合セメント、アルカリセメント等、更に
はカルシウムアルミネートを主体とするアルミナセメン
ト等が挙げられる。

【００２２】本発明におけるセメント混和剤を配合して
用いることのできるセメント用骨材としては、通常モル
タル、コンクリート、セメント成形品等を製造するため
に混和されるものであれば限定されることなく、例え
ば、砂、砂利、破砕、砕石、スラグ骨材、バーライト、
天然軽量骨材、セラミックス、コンクリート廃材、パル
プ、合成及び天然の各種繊維などが挙げられる。

【００２３】本発明におけるセメント混和剤の使用量と
しては、セメント硬化体の種類並びに防水性の要求度合
いによって決定されるが、通常はセメントに対して０．
１〜５重量％が用いられ、頻繁に用いられる例として
は、０．２〜１重量％である。

【００２４】本発明におけるセメント混和剤は、他の公
知のセメント混和剤あるいは混和材との併用もできる。
例えばＡＦ剤、減水剤、流動化剤、硬化促進剤、凝結遅
延剤、分離低減剤、ポリマー混和剤、着色剤、起泡剤、
保水剤、増粘剤、防錆剤、防微剤、ひび割れ剤、膨張
剤、分散剤、グラスファイバー、高速スラグ微粉末、フ
ライアッシュ、シリカフュ−ム、などの併用も可能であ
る。

【００２５】本発明におけるセメント混和剤は、優れた
防水性を有するセメント硬化体を提供するものである。

【００２６】セメント硬化体に優れた防水性を付与する
ことにより、次のような効果が期待できる。第１に、水
の浸透を防ぐため、水漏れを防止し、セメント硬化体の
劣化を防止する。第２に、水が浸透しないため、セメン
ト硬化体が冬の時期に水を浸透し、凍結することによっ
て体積膨張し亀裂を生じるのを防止する。第３に、防水
性が優れているため、セメント硬化体内部のカルシウム
イオンを含んだ水の表面への移動が減り、表面で空気中
の二酸化炭素と水酸化カルシウムが反応してして発生す
るエフロレッセンスを抑制する効果が期待できる。第４
に、水分の移動が減るため、セメント硬化体の中心部の
水分が封じ込められ、水和反応が十分になされ、さらに
ＡＥ減水剤を用いた場合、水分の蒸発乾燥が速すぎて水
和反応に必要な水分が減ってしまうというトラブルをな
くし、少ない水量での施工が可能となり、良好な強度が
得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態を挙
げれば次の通りである。

【００２８】・セメント混和剤の調製：撹拌機、温度
計、留出管、窒素導入管を付した反応容器にソルビトー
ルの所定量と置換コハク酸類の所定量を仕込み、１００
〜１５０℃まで加熱し同温度で３〜６時間反応させて多
価アルコール置換コハク酸エステルを得た。

【００２９】・セメント硬化体の調製：ポルトランドセ
メント１００部、前記の多価アルコール置換コハク酸エ
ステルの所定量及び水の所定量をミキサーを用いて１０
分間混練を行い、得られた混練物を型枠（縦１１ｍｍ×
横５９ｍｍ×奥行き９４ｍｍ）に入れて、２４時間養生
後型枠から取り出し、３日間室温にて養生、次に８０℃
にて２時間乾燥させた後２日間放置し、セメント硬化体
を得た。

【００３０】・セメント硬化体の性能評価： 防水性の試験方法。 前記セメント硬化体を水中に浸漬させ、２時間後、４時
間後、８時間後、２４時間後、４８時間後、１２０時間
後に余分な水を拭き取って重量を測定し、次式で防水性
（吸水率）を算出した。 Ｆ：水中に浸漬する前の重量（ｇ） Ｇ：水中に浸漬した後の重量（ｇ）

【００３１】

【実施例】以下に調製例、実施例、比較例を挙げて本発
明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの各例に限
定されるものでない、なお、以下において特に断らない
限り、％とあるのは重量％、部とあるのは重量部を表わ
す。

【００３２】・セメント混和剤の調製： [調製例１]撹拌機、温度計、留出管、窒素導入管を付し
た反応容器にソルビトールの４５．５ｇ（０．２５モ
ル）とドデセニルコハク酸無水物２６６ｇ（１モル）を
仕込み、窒素気流下に１５０℃まで加熱し同温度で５時
間反応させて、軟化点６５℃、酸価１９８、外観は茶褐
色透明の多価アルコール置換コハク酸エステル３１１．
５ｇを得た。

【００３３】[調製例２]撹拌機、温度計、留出管、窒素
導入管を付した反応容器にソルビトール９１ｇ（０．５
モル）とドデセニルコハク酸無水物２６６ｇ（１モル）
を仕込み、窒素気流下に１５０℃まで加熱し同温度で５
時間反応させて軟化点５７℃、酸価１５４、外観は茶褐
色透明な多価アルコール置換コハク酸エステル３５７ｇ
を得た。

【００３４】[調製例３]・撹拌機、温度計、冷却管を付
した反応容器に調製例１で得られた多価アルコール置換
コハク酸エステル１００ｇを仕込み、４．７％水酸化ナ
トリウム水溶液２７４．５ｇでケン化して固形分３０％
の多価アルコール置換コハク酸エステルのナトリウム塩
３７４．５ｇを得た。・別の撹拌機、温度計、冷却管を
付した反応容器に塩化カルシウム５３．６ｇと水２６４
ｇを仕込み、撹拌溶解した水溶液に、前記調製した固形
分３０％の多価アルコール置換コハク酸エステルのナト
リウム塩の全量を添加し、温度６０℃で２時間反応して
多価アルコール置換コハク酸エステルのカルシウム塩の
懸濁液を得た。次いでブフナー漏斗を用いて、No.３定
量濾紙にて減圧濾過し、洗浄後温度６０℃で２４時間温
風乾燥し軟化点２５０℃の白色微粉体を得た。

【００３５】[調製例４]撹拌機、温度計、冷却管を付し
た反応容器に調製例２で得られた多価アルコール置換コ
ハク酸エステル２００ｇを仕込み、温度１５０℃で溶解
させ、次いで３３％の水酸化カルシウム水溶液３０．３
ｇを３０分かけて滴下し、水を系外に流出させながら２
時間反応後、軟化点９４℃、褐色不透明の樹脂を得た。

【００３６】[調製例５]撹拌機、温度計、留出管、窒素
導入管を付した反応容器にソルビトール９１ｇ（０．５
モル）とステアリン酸２８４ｇ（１モル）を仕込み、窒
素気流下に２５０℃まで加熱し同温度で６時間反応させ
て酸価７の多価アルコールのステアリン酸エステル３５
７ｇを得た。

【００３７】[実施例1]ポルトランドセメント１００
部、調製例１で得られたセメント混和剤０．５部及び水
３７部をミキサーを用いて１０分間混練を行い、得られ
た混練物を型枠（縦１１ｍｍ×横５９ｍｍ×奥行き９４
ｍｍ）に入れて、２４時間養生後型枠から取り出し、３
日間室温にて養生させた。次いで、８０℃にて２時間乾
燥させた後２日間放置し、セメント硬化体を得た。

【００３８】[実施例２]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りに調製例２のセメント混
和剤を用いた以外は実施例１と同様にして実施例２のセ
メント硬化体を得た。

【００３９】[実施例３]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りに調製例３のセメント混
和剤を用いた以外は実施例１と同様にして実施例３のセ
メント硬化体を得た。

【００４０】[実施例４]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りに調製例４のセメント混
和剤を用いた以外は実施例１と同様にして実施例４のセ
メント硬化体を得た。

【００４１】[比較例１]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りに調製例５で得られたセ
メント混和剤を用いた以外は実施例１と同様にして比較
例１のセメント硬化体を得た。

【００４２】[比較例２]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りにソルビタントリステア
レート（商品名：ボエムＳ−６０、理研ビタミン
（株）、ビーズ状）を用いた以外は実施例１と同様にし
て比較例２のセメント硬化体を得た。

【００４３】[比較例３]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りにステアリン酸カルシウ
ム（粉末）を用いた以外は実施例１と同様にして比較例
３のセメント硬化体を得た。

【００４４】[比較例４]実施例１において、調製例１で
得られたセメント混和剤の代りにステアリン酸カルシウ
ム（粉末）２部を用いた以外は実施例１と同様にして比
較例４のセメント硬化体を得た。

【００４５】・セメント硬化体の性能評価：前記実施例
１〜４、比較例１〜４のセメント硬化体の防水性を実施
の形態に準じて評価した。その結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】セメント硬化体の性能評価

【００４７】

【発明の効果】本発明のセメント混和剤は、セメント硬
化体に優れた防水性を付与し、水漏れ、エフロレッセン
スの抑制、耐久性、強度等を改善するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−135820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−113650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−169160（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−305242（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−247151（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−26852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180736（ＪＰ，Ａ) 特開2001−270752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 24/02 - 24/06 C04B 24/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水酸基２〜８個を有する多価アルコール
   （Ａ）と、置換コハク酸類（Ｂ）とをエステル化するこ
   とによって得られる多価アルコール置換コハク酸エステ
   ル及び／又は該多価アルコール置換コハク酸エステルの
   塩類からなるセメント混和剤。
2. 【請求項２】水酸基２〜８個を有する多価アルコール
   （Ａ）が、一般式（１） （式中、ｎは０〜６の整数を示す）で表わされる多価ア
   ルコールである請求項１に記載のセメント混和剤。
3. 【請求項３】多価アルコール（A）が、下記式（２） で表わされる多価アルコールである請求項１に記載のセ
   メント混和剤。
4. 【請求項４】置換コハク酸類（B）が、炭素数６〜３６
   のアルキル基またはアルケニル基を有する置換コハク酸
   類である請求項１乃至３のいずれかに記載のセメント混
   和剤。
5. 【請求項５】水酸基２〜８個を有する多価アルコール
   （Ａ）１モルに対し、置換コハク酸類（Ｂ）１モル〜水
   酸基価当量モルをエステル化して得られる多価アルコー
   ル置換コハク酸エステル及び／又は該多価アルコール置
   換コハク酸エステルの塩類からなる請求項１乃至４のい
   ずれかに記載のセメント混和剤。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載のセメン
   ト混和剤をセメントに対して０．１〜５重量％含有する
   ことを特徴とするセメント硬化体の製造法。