JP3344986B2 - 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
れている。

【０００３】前記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４８−２３１７
４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おり、同明細書第5頁第３１
〜３３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２−１８３４６号
公報には、ポリエチレングリコールのＣ₈〜Ｃ₂₂の脂肪
酸エステルからなる耐水添加剤が開示されている。

【０００４】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、優れた防水性を付与できるセメント混和剤
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、置換コハク酸類（Ａ）
と、ポリエチレングリコール（Ｂ）とをエステル化する
ことによって得られるポリエチレングリコール置換コハ
ク酸エステル及び／又は該ポリエチレングリコール置換
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、置
換コハク酸類（Ａ）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。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、ポリエチレングリコール（Ｂ）の分子量が２００〜
１０００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（Ａ）１モルに対し、ポリエチレン
グリコール（Ｂ）０．５〜１モルをエステル化して得ら
れるポリエチレングリコール置換コハク酸エステル及び
／又は該ポリエチレングリ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。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至４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。

【００１２】即ち、本発明は、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（Ａ）と、ポリエチレングリコール
（Ｂ）とのポリエチレングリコール置換コハク酸エステ
ル、あるいは該ポリエチレングリコール置換コハク酸エ
ステルのナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、ア
ンモニウム塩、低級アミン塩、亜鉛、カルシウム、マグ
ネシウム等の多価金属塩であり、本発明の構成により、
セメント硬化体に優れた防水性を付与するものである。

【００１３】本発明における置換コハク酸類（Ａ）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、または該アルケニル置換コ
ハク酸を水素化して得られるアルキル置換コハク酸、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
ル置換コハク酸あるいはアラルケニル置換コハク酸等あ
るいはこれらの無水物である。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挙げられ、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（無水物）が防水効果の点でより好まし
い。

【００１４】本発明における置換コハク酸類（Ａ）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。

【００１５】本発明における置換コハク酸エステルに用
いるポリエチレングリコール（Ｂ）としては、好ましく
は分子量２００〜１０００、更に好ましくは分子量２０
０〜６００である。

【００１６】本発明において、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個がポリ
エチレングリコール（Ｂ）によってエステル化されたポ
リエチレングリコール置換コハク酸半エステル及び/又
は該ポリエチレングリコール置換コハク酸半エステルの
塩類を用いた場合は、特に好ましい防水効果が得られ
る。

【００１７】本発明におけるセメント混和剤は、ポリエ
チレングリコール置換コハク酸エステルまたはポリエチ
レングリ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、またはポリエチレ
ングリコール置換コハク酸エステルをアルカリ金属塩、
アンモニウム塩、低級アミン塩にした水分散液、さらに
ポリエチレングリコール置換コハク酸エステルあるいポ
リエチレングリ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。

【００１８】本発明におけるセメント混和剤を使用する
方法として、セメントに予め混合する方法、セメント配
合物の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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。
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。

【００２４】

【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。

【００２５】・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置換コハク
酸類の所定量とポリエチレングリコールの所定量を仕込
み、７０〜９０℃まで加熱し同温度で３〜６時間反応さ
せて置換コハク酸エステルを得た。

【００２６】・セメント硬化体の調製：ポルトランドセ
メント１００部、前記セメント混和剤の所定量と砂の所
定量及び水の所定量と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５９ｍ
ｍ×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、更に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。

【００２７】・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、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）

【００２８】

【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。

【００２９】・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
た反応容器にドデセニルコハク酸無水物２６６部と分子
量２００のポリエチレングリコール１００部を仕込み、
８０℃まで加熱し同温度で５時間反応させてポリエチレ
ングリコール置換コハク酸エステルを得た。その組成と
性状を表１に示す。

【００３０】[調製例２〜４]調製例１において、ドデセ
ニルコハク酸無水物の使用量とポリエチレングリコール
の使用量及びその分子量を表１に示すように代えた以外
は調製例１と同様の方法で調製例２〜４のポリエチレン
グリコール置換コハク酸エステルを得た。その組成と性
状を表１に示す。

【００３１】

【表１】セメント混和剤の組成と性状

【００３２】[調製例５]撹拌機、温度計、還流冷却管、
窒素導入管を付した反応容器に調製例２のポリエチレン
グリコール置換コハク酸エステル８３部と水３３２部を
仕込み、撹拌しながら３５〜４０℃の温度で、２０％水
酸化カルシウム水分散液７４部を滴下混合して７時間か
けて反応して得られた置換コハク酸エステルのカルシウ
ム塩の水分散液を東洋濾紙Ｎｏ３で濾過し、６０℃で４
時間乾燥して、ポリエチレングリコール置換コハク酸エ
ステルのカルシウム塩の粉末を得た。その組成と性状を
表２に示す。

【００３３】[調製例６〜７]調製例５において、ポリエ
チレングリコール置換コハク酸エステルの種類と水及び
水酸化カルシウムの使用量を表２に示すように代えた以
外は調製例５と同様にして調製例６〜7のポリエチレン
グリコール置換コハク酸エステルのカルシウム塩を得
た。その組成と性状を表２に示す。

【００３４】

【表２】セメント混和剤の組成と性状

【００３５】[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部および
水３７部をミキサーを用いて３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、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。

【００３６】[実施例２〜７]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２〜７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２〜７のセメント硬化体を得た。

【００３７】[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ステアリン酸カルシウ
ム（粉体）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。

【００３８】[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ステアリン酸カルシウ
ム（粉体）２部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。

【００３９】[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ポリエチレングリコー
ルのステアリン酸エステル（商品名：ノイゲンＥＳ１４
９、第一工業製薬（株）、濃度１００％）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。

【００４０】・セメント硬化体の性能評価：前記実施例
１〜７、比較例１〜３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3に示す。

【００４１】

【表３】セメント硬化体の性能評価 表３中 *１ 混和率：セメントに対するセメント混和剤の固形
分換算添加率 *2 ノイケ゛ンＥＳ１４９：ポリエチレングリコールのステ
アリン酸エステル *3 セメント混和剤が無添加

【００４２】

【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2001−270749（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 24/02 C04B 24/04 C04B 24/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】置換コハク酸類（Ａ）と、ポリエチレング
   リコール（Ｂ）とをエステル化することによって得られ
   るポリエチレングリコール置換コハク酸エステル及び／
   又は該ポリエチレングリコール置換コハク酸エステルの
   塩類からなることを特徴とするセメント混和剤。
2. 【請求項２】置換コハク酸類（Ａ）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に記載のセメント混和剤。
3. 【請求項３】ポリエチレングリコール（Ｂ）の分子量が
   ２００〜１０００である請求項１又は２に記載のセメン
   ト混和剤。
4. 【請求項４】置換コハク酸類（Ａ）１モルに対し、ポリ
   エチレングリコール（Ｂ）０．５〜１モルをエステル化
   して得られるポリエチレングリコール置換コハク酸エス
   テル及び／又は該ポリエチレングリ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３のいずれかに記
   載のセメント混和剤。
5. 【請求項５】請求項１乃至４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。