JP3510728B2 - セメント用混和剤 - Google Patents

セメント用混和剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント又はセメ
ント配合物用の混和剤に関するものであり、さらに詳し
くは水硬性セメント配合物であるコンクリートやモルタ
ルの凝結促進剤、鉄筋防錆剤又は耐寒剤として有効な混
和剤に関するものである。
【従来の技術】一般的にコンクリートやモルタルの凝結
促進剤には、塩素系化合物として特に塩化カルシウム
が、又非塩素系化合物塩としてロダンカリや炭酸ソーダ
が使用されている。さらに鉄筋防錆剤には亜硝酸塩が、
耐寒剤には脂肪族アミノアルコール類が混和剤の主成分
として使用されている。尚、特開平１−１７６２５５号
公報には、防凍剤、あるいは硬化促進剤としてアミドス
ルフォン酸が、特開平６−１９９５５５号公報には、低
温硬化促進剤としてグリコールが混和剤として使用され
ている。
【０００２】ところが、凝結促進剤や耐寒剤として一般
的に使用されている塩化カルシウムは化合物中の塩素が
コンクリート中に埋設する鋼材を腐食しコンクリートの
強度や耐久性に問題を生じるため近年その使用が規制を
受けている。又、その代替として使用されてきている非
塩素系化合物のロダンカリや炭酸ソーダ、亜硝酸ソー
ダ、ギ酸塩、アミドスルフォン酸は、鋼材への腐食作用
は緩和されるものの凝結促進効果の性能や硬化強度さら
に価格面で塩化カルシウムに比べ劣っており、グリコー
ルは単体ではあまり効果がなくさらなる改良が要望され
ている。一方、無電解ニッケルめっきは電子工業におけ
る記録媒体へのめっきを中心に多量に使用されている
が、その老化廃液は肥料へ再利用されている例を除いて
は有効的に再利用されることなく海洋投棄又は化学的廃
水処理により処分されている。ところが、無電解ニッケ
ルめっき廃液処理については近年国際的地球環境保護の
傾向から産業廃棄物の海洋投棄の全面禁止が確定してお
り、現在年間２０００万リットル以上排出される上記め
っき廃液の経済的処理方法や再利用技術の開発要求が高
まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、凝結促進
剤、鉄筋防錆剤又は耐寒剤として有用なセメント用混和
剤を提供することを目的とする。本発明は、又、無電解
ニッケルめっき廃液の有効な利用法を提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】本発明は、無電解ニッケ
ルめっき廃液の主成分が亜リン酸塩であり、亜リン酸及
び／又はその塩を用いると上記課題を有効に解決できる
との知見に基づいてなされたのである。すなわち、本発
明は、亜リン酸及び／又はその塩を含有することを特徴
とするセメント用混和剤を提供する。本発明は、又、亜
リン酸及び／又はその塩を含有する無電解ニッケルめっ
きの廃液からなるセメント用混和剤を提供する。
【０００４】
【発明の実施の形態】本発明では、亜リン酸単独、亜リ
ン酸塩単独、又はこれらの混合物をセメント用混和剤の
有効成分として使用する。ここで、亜リン酸塩として
は、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、
カルシウム塩やマグネシウム塩などのアルカリ土類金属
塩、アンモニウム塩、アルキルアミン塩、エタノールア
ミン塩などのアミン塩があげられる。これらのうち、ア
ルカリアルカリ金属塩が好ましく、より好ましくはナト
リウム塩である。
【０００５】本発明のセメント用混和剤は、亜リン酸及
び／又はその塩のみからなるものであってもよいが、無
電解ニッケルめっき廃液、その濃縮物または精製物から
なるものとすることもできる。ここで、無電解ニッケル
めっき廃液とは、６ターン程度の老化液で亜リン酸ソー
ダを１５０〜４５０ｇ／Ｌ程度、好ましくは２５０ｇ／
Ｌ程度含んでなる水溶液があげられる。亜リン酸ソーダ
は次亜リン酸ソーダがニッケルを還元する際に副生する
ものであり、通常亜リン酸ソーダ以外に、次亜リン酸ソ
ーダを２０〜８０ｇ／Ｌ程度、ニッケルを０〜１０ｇ／
Ｌ程度、含んでいてもよい。また無電解ニッケルめっき
廃液に過酸化水素処理、オゾン処理などの酸化処理を行
い廃液中の次亜リン酸ソーダを亜リン酸ソーダに酸化す
ることにより、亜リン酸ソーダ濃度の高い、例えば４５
０〜1,７５０ｇ／Ｌ程度含有する無電解ニッケルめっき
廃液を利用することもできる。又、無電解ニッケルめっ
き廃液を精製して、亜リン酸ソーダを１５０〜３５０ｇ
／Ｌ程度含み、その他の成分をほとんど含まない精製物
を用いることができる。さらに、本発明のセメント用混
和剤には、下記表−１に示す従来コンクリート混和剤と
して使用されている各種混和剤を任意の割合で併用する
こともできる。
【０００６】
【表１】 表−１ ＡＥ剤 リグニンスルホン酸ソーダ スルホン酸トリエタノールアミン 減水剤 界面活性剤系 ＡＥ減水剤 多糖類系、リグニンスルホン酸塩系 オキシカルボン酸塩系 高性能減水剤 多環芳香族縮合物スルホン酸塩系 高性能ＡＥ減水剤 メラミン樹脂スルホン酸塩系 ポリカルボン酸塩系 アミノスルホン酸塩系 促進剤 塩化カルシウム、トリエタノールアミン、 チオ硫酸塩、チオシアン酸塩、アクリル酸 遅延剤 ケイ弗化マグネシウム、リン酸塩、ホウ酸塩 乳酸、酒石酸、クエン酸 急結剤 アルミン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、 トリエタノールアミン 防錆剤 亜硝酸ソーダ、リン酸塩、塩化第一スズ 発泡剤 アルミニウム粉末、マグネシウム粉末 亜鉛粉末
【０００７】本発明のセメント用混和剤は、有効成分で
ある亜リン酸及び／又はその塩をセメント１００重量部
あたり、３重量部以上添加するのが好ましく、より好ま
しくは６重量部以上であり、最も好ましくは６〜２４重
量部である。尚、２４重量部以上添加するとさらなる凝
結促進効果が得られるが、コンクリートの流動性に悪影
響を及ぼす場合がある。無電解ニッケルめっき廃液を添
加する場合は廃液中の亜リン酸ソーダが上記濃度となる
ように添加するのがよい。具体的には、セメント１００
重量部、砂や砂利などの骨材１００〜６００重量部及び
水３０〜７０重量部に、本発明のセメント用混和剤をそ
の有効成分として３重量部以上、好ましくは６〜２４重
量部添加して混合することによってコンクリートやモル
タルを調製することができ、これによりコンクリートや
モルタルの凝結を促進すること、鉄筋に防錆効果を付与
すること、及び耐寒性を付与することができる。又、上
記骨材に加えて、ガラス繊維などの各種補強剤を併用す
ることができる。
【０００８】
【発明の効果】本発明のセメント用混和剤は、コンクリ
ートの凝結促進効果を高めると共に圧縮強度を高くか
つ、ブリーディング率を低く保つことが可能であり、し
かも従来の凝結促進剤に比べコンクリート中に埋設する
鋼材の腐食といった問題が改善できる。さらに、その供
給源として無電解ニッケルめっき廃液を利用することに
より低コストでしかも河川や海洋の汚染を防止できるこ
とにも有効である。本発明のセメント用混和剤は種々の
用途に用いることができる。例えば、耐寒剤として用い
て、特にコンクリートの凝結遅延が問題となる冬場にお
いて凝結中のコンクリートの凍結を防いで、コンクリー
トの凝結の遅れを防ぐことが可能となる。次に実施例に
より本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
【０００９】
【実施例】
実施例１ セメント ３００ｋｇ、砂 ６００ｋｇ、砂利 ９００
ｋｇ及び水 １５０ｋｇを調合したものに亜リン酸ソー
ダを３％（セメント重量に対する重量％）添加し、ＪＩ
Ｓ Ａ−１１３８に従いφ１０×２０cmのコンクリート
供試体を作製し、その物性を次のようにして評価した。物性評価 ＪＩＳ Ａ−６２０４のコンクリート凝結時間試験によ
りコンクリートの凝結時間と凝結促進効果を測定した。
またコンクリートのブリーディング率はＪＩＳ Ａ−１
１２３、及び圧縮強度は２８日後の圧縮強度をＪＩＳ
Ａ−１１０８、及び練り上げ直後のスランプ試験をＪＩ
Ｓ Ａ−１１０１の試験方法に準拠して測定した。結果
を表−２に示す。尚、ブリーディングはフレッシュコン
クリート又はフレッシュモルタルにおいて、固体材料の
沈降又は分離によって、練混ぜ水の一部が遊離して上昇
する現象をいい、一般的に、ブリーディング量が少なけ
れば、鉄筋の錆やコンクリートの凍結が防げるとされて
いる。
【００１０】実施例２ 亜リン酸ソーダの添加量を６％に変更した以外は実施例
１と同様にしてコンクリートを製造し、実施例１と同様
にしてコンクリート凝結時間と凝結促進効果を測定し
た。結果を表−２に示す。 実施例３ 亜リン酸ソーダの添加量を１２％に変更した以外は実施
例１と同様にしてコンクリートを製造し、実施例１と同
様にしてコンクリート凝結時間と凝結促進効果を測定し
た。結果を表−２に示す。 実施例４ 亜リン酸ソーダの添加量を２４％に変更した以外は実施
例１と同様にしてコンクリートを製造し、実施例１と同
様にしてコンクリート凝結時間と凝結促進効果を測定し
た。結果を表−２に示す。
【００１１】実施例５ 無電解ニッケルめっき廃液を廃液中の亜リン酸ソーダの
量が６％（セメント重量に対する重量％）となるように
添加した以外は実施例１と同様にしてコンクリートを製
造し、実施例１と同様にしてコンクリート凝結時間と凝
結促進効果を測定した。尚、無電解ニッケルめっき廃液
は水分を含んでいるため、使用原材料の水を減らし実施
例１と同じ水分量となるように調整した。結果を表２に
示す。本実施例で使用した無電解ニッケルめっき廃液の
組成は、１リットル中に次亜リン酸ソーダ ４８ｇ、亜
リン酸ソーダ ２５8.２ｇ、有機酸 ２0.２ｇ、硫酸イ
オン ５1.４、ニッケル 5.２ｇ、残部が水である。 実施例６ 実施例５と同様の無電解ニッケルめっき廃液を廃液中の
亜リン酸ソーダの量が１２％（セメント重量に対する重
量％）となるように添加した以外は実施例５と同様にし
てコンクリートを製造し、実施例１と同様にしてコンク
リート凝結時間と凝結促進効果を測定した。結果を表−
２に示す。
【００１２】実施例７ 実施例５とは別の無電解ニッケルめっき廃液を用い、廃
液中の亜リン酸ソーダの量が１２％（セメント重量に対
する重量％）となるように添加した以外は実施例１と同
様にしてコンクリートを製造し、実施例１と同様にして
コンクリート凝結時間と凝結促進効果を測定した。結果
を表−２に示す。本実施例で使用した無電解ニッケルめ
っき廃液の組成は１リットル中に次亜リン酸ソーダ ３
０ｇ、亜リン酸ソーダ １３2.４ｇ、有機酸 ２5.２
ｇ、硫酸イオン ４8.４、ニッケル 5.９ｇ、残部が水
である。 実施例８ 亜リン酸ソーダの代わりに亜リン酸を６％（セメント重
量に対する重量％）添加した以外は実施例１と同様にし
てコンクリート凝結時間と凝結促進効果を測定した。結
果を表−２に示す。
【００１３】比較例１ 亜リン酸ソーダの代わりに塩化カルシウムを１％添加し
た以外は実施例１と同様にしてコンクリートを製造し、
実施例１と同様にしてコンクリート凝結時間と凝結促進
効果を測定した。結果を表−２に示す。 比較例２ 亜リン酸ソーダの代わりにトリエタノールアミンを0.０
５％添加した以外は実施例１と同様にしてコンクリート
を製造し、実施例１と同様にしてコンクリート凝結時間
と凝結促進効果を測定した。結果を表−２に示す。
【００１４】比較例３ 亜リン酸ソーダの代わりに亜硝酸ソーダを１％添加した
以外は実施例１と同様にしてコンクリートを製造し、実
施例１と同様にしてコンクリート凝結時間と凝結促進効
果を測定した。結果を表−２に示す。 比較例４ セメント用混和剤を何も添加せず原材料のみでコンクリ
ートを製造し、実施例１と同様にしてコンクリート凝結
時間と凝結促進効果を測定した。結果を表−２に示す。
【００１５】
【表２】 表−２ 圧縮強度 スランプ ブリーディング 凝結時間（時−分） (kgf/cm2) （ｃｍ） 率 始発 終結 実施例１ ３１２ １8.５ 1.４ ６−４０ ８−２０ 実施例２ ３１６ １8.３ 0.４ ５−０６ ６−１９ 実施例３ ４２６ １6.９ ０ ３−１４ ４−０８ 実施例４ ４５３ 9.８ ０ ２−４５ ３−５１ 実施例５ ３３４ １7.９ 0.４ ５−１１ ６−２７ 実施例６ ３７９ １7.１ ０ ３−２７ ４−１８ 実施例７ ３８３ １7.２ ０ ３−１２ ４−１０実施例８ ３１４ １8.０ ０ ４−５４ ６−０３ 比較例１ ３１６ １8.３ 5.４ ６−４６ ８−１７ 比較例２ ３５８ １8.１ 5.０ ７−１３ ８−５４ 比較例３ ２５５ １7.６ 5.８ ７−０３ ８−４３比較例４ ２６６ １8.３ 6.２ ６−５５ ８−３７ 比
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 周二 東京都葛飾区西新小岩３−８−10 ディ ップソール株式会社 テクニカルセンタ ー内 (56)参考文献 特開 平６−263499（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−205331（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−127763（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 亜リン酸及び／又はその塩を含有するこ
    とを特徴とするコンクリート及びモルタル用の凝結促進
    剤。
  2. 【請求項２】 亜リン酸及び／又はその塩を含有する無
    電解ニッケルめっきの廃液からなる請求項１の凝結促進
    剤。
  3. 【請求項３】 亜リン酸及び／又はその塩を含有する無
    電解ニッケルめっきの廃液中の濃縮物または精製物から
    なる請求項１の凝結促進剤。
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