JP4220046B2 - 粉体セメント混和剤の溶解性向上剤、および該剤を含む複合セメント混和剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントスラリー中に添加された際に分散性が良好で、かつ溶解性に優れた複合セメント混和剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント混和剤としては、流動化剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、硬化促進剤、凝結遅延剤、分離低減剤、防錆剤、ポリマー混和剤、収縮低減剤等がある。
これらセメント混和剤を粉体ないし粒状としてセメントスラリーに添加する場合、完全に溶解させることは困難であり、これら混和剤の性能を十分に発揮させることが難しかった。
特に、混和剤として高分子混和剤を用いる場合、セメントスラリー中へ溶解する際に、ダマ状態になってしまう。その結果、分散性が悪化し、溶解速度が低下してしまうため、スランプが低下しなくなったり、又、ダマがセメントスラリー中に残存し、硬化後の表面に斑点状のダマが残って、表面美観を損ねる等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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、ある特定の微粉体を配合すれば、粉体セメント混和剤のコンクリート、モルタル、セメントスラリー等のセメント配合物中での分散性、溶解性不良の問題が解決できることを見い出した。
即ち、本発明は、水溶性の粉体セメント混和剤をコンクリート、モルタル、セメントスラリー等へ溶解する際に特定の微粉体を配合することにより、分散性、溶解性が良好で、混和剤の溶け残りを生じない複合セメント混和剤を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジアリルアミン（塩）のホモポリマー、及びジアリルアミン塩とビニル系単量体との共重合物からなる群から選択される少なくとも１種の高分子化合物で表面処理し、次いでアニオン基をもつ有機化合物で表面処理した炭酸カルシウム微粉体からなる粉体セメント混和剤の溶解性向上剤に関する。又、該溶解性向上剤と粉体セメント混和剤をあらかじめ混合した粉体混合物からなる複合セメント混和剤に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる水溶性の粉体セメント混和剤は、粉体となりうるセメント混和剤をすべて包含するが、特に効果の著しいものは、水溶性高分子粉体を使用したセメント混和剤である。
具体的には、ポリスチレンスルホン酸（塩）、ナフタレンスルホン酸−ホルマリン縮合物（塩）、ポリアクリル酸系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルアルコール系、セルロース系、デンプン系、リグニン系高分子等があげられる。
アミノ基ないし４級アンモニウム基をもつ有機化合物で表面処理し、次いでアニオン基をもつ有機化合物で表面処理した炭酸カルシウムとしては、具体的には下記のものが好ましい。
【０００６】
炭酸カルシウム（重質炭酸カルシウムが好ましい）と水との重量比が７０／３０〜３０／７０となるように炭酸カルシウムに水を加え、ここに、アミノ基ないし４級アンモニウム基をもつ有機化合物を固形分として、炭酸カルシウム１００重量部当り０．０１〜５重量部添加し、湿式粉砕する。湿式粉砕は、サンドミル、アトライター、ボールミルなどを用いるのが好ましい。このように湿式粉砕することにより、平均粒径０．１μｍ〜５μｍのものが得られる。
ここで用いるアミノ基ないし４級アンモニウム基をもつ有機化合物としては、アルキルアミン（塩）、アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物（塩）、アルキルアミントリメチルアンモニウム塩等の低分子化合物、あるいは、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンポリアミン、ポリジアリルアミン（塩）、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩等の高分子化合物があげられるが、好ましくは、高分子化合物である。さらに好ましくはジアリルアミン（塩）のホモポリマー、ないしジアリルアミン塩とビニル系単量体との共重合物である。
特に、特開平７−３００５６８号公報に記載の水溶性カチオンポリマーが好ましい。
【０００７】
次いでアニオン基をもつ有機化合物で表面処理を行うが、このアニオン基とは、水中でアニオン性に解離する基を意味し、具体的には、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基等を意味する。アニオン基をもつ有機化合物としては、これらのアニオン基をもつアニオン性界面活性剤が好ましい。
特に好ましくは、高級アルキル、アルケニルカルボン酸（塩）であり、具体的には、ラウリン酸、シリスチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、および、これらの塩があげられる。
【０００８】
このアニオン基をもつ有機化合物で表面処理を行うには、例えば（１）湿式粉砕後、乾燥し、次いで、アニオン基をもつ有機化合物を混合するか、又は（２）湿式粉砕後、該有機化合物を添加し、次いで乾燥する方法が好ましい。
この際のアニオン基をもつ有機化合物の量は、炭酸カルシウム１００重量部当り０．０１〜１００重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
粉体セメント混和剤と該有機化合物表面処理炭酸カルシウムの配合比は９９：１〜３０：７０、より好ましくは９５：５〜６０：４０である。
粉体セメント混和剤の平均粒径は、１μｍ〜５ｍｍであり、好ましくは１μｍ〜３ｍｍである。このように、本発明の粉体セメント混和剤では、通常の粉末状物の他に粒状〜フレーク状に近いものも包含する。
本発明の有機化合物表面処理炭酸カルシウムの平均粒径は、０．０１〜１００μｍであり、好ましくは０．０３〜５０μｍである。
【０００９】
粉体セメント混和剤と該有機化合物表面処理炭酸カルシウムは、別々に、セメントスラリーに添加、混合してもよいし、同時に添加、混合してもよいが、好ましくは、特開平３−２７２８０８号公報に記載されているような、セメントスラリー中のアルカリで容易に溶解、あるいは崩壊する包装材料に、これら両者を均一混合して、複合セメント混和剤とした後、充填、密封したものを使用すると、粉体の飛散がなく、作業性が良好となる。
以下に実施例を具体的に述べるが、この実施例に限定されるものではない。
【００１０】
【実施例】
（１）溶解性向上剤
炭酸カルシウム微粉体と水との重量比が４０／６０である水スラリーに、該炭酸カルシウムに対して０．０７重量％のカチオン性ポリマーを添加し、テーブル式媒体撹拌ミルを用い、直径１．２ｍｍのガラスビーズを充填し、周速１０ｍ／ｓｅｃで湿式粉砕した。得られた湿式粉砕スラリー１００重量部にアニオン性界面活性剤を固形分で２重量部加え、卓上撹拌機器（１２００ｒｐｍ）を用いて混合し、１２０℃の温風乾燥機で乾燥後、バルパライザーを用いて解砕して溶解性向上剤を得た。
【００１１】
（２）複合セメント混和剤の製造
粉体セメント混和剤と上記の溶解性向上剤を、７０：３０の重量比で配合した粉体を、リボン型撹拌羽根をとりつけたスリーワンモーター（新東科学製）を用いて５分間混合し各組成の複合セメント混和剤を製造した。この組成を表１に示す。サンプルＥは、カチオン性ポリマーのみの表面処理を行った炭酸カルシウム微粉体であり、サンプルＦは溶解性向上剤無添加の比較例である。繊維状酸型カルボキシメチルセルロースとＮＢＫパルプを角型シートマシーン（熊谷理機工業社製）を用いて抄紙し、加圧、乾燥した。得られた混抄紙の両面にコーターロールを用いて水溶性ヒートシール剤を塗布し、アルカリ崩壊性シートを製造した。このアルカリ崩壊性シートを袋状（４ｃｍ×９ｃｍ）に成形し、複合セメント混和剤を４７ｇ充填した。
【００１２】
（３）コンクリート中での複合セメント混和剤の溶解性試験
試験に用いたコンクリートの材料および調合を表２に示す。セメント混和剤添加前のコンクリートは公称容量０．１５ｍ^３の強制練りミキサーを用いて、練り混ぜ量が０．０４ｍ^３になるように計量された材料を全て投入した後、２分間練り混ぜて製造した。このようにして得られたベースコンクリートはスランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）を行った後、可傾式ミキサー（丸東製作所製）に移した。練り上がり１５分後に、上記で得られた複合セメント混和剤を袋のまま添加し、１分間撹拌して、コンクリートを製造した。得られた複合セメント混和剤添加コンクリートは、スランプ測定した後、縦０．９ｍ×横０．９ｍ×高さ５ｃｍの型枠に充填し、翌日コンクリート硬化表面の粉体セメント混和剤の未溶解物（溶け残り）の個数を測定した。この結果を表３に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【表３】

【００１６】
【発明の効果】
本発明に従うと、粉体セメント混和剤を完全にセメントスラリー中に溶解できるので、粉体粒子同士の凝集やダマの問題を防止して、セメント混和剤の性能を完全に発揮させることができる。
又、溶解性の問題を生じることなく、セメント混和剤を粉体として添加できるため、水溶液として添加した場合のように、水分の増加がなく、コンクリートの強度低下や乾燥収縮によるひび割れ発生等が防止できる。

Claims (2)

1. ジアリルアミン（塩）のホモポリマー、及びジアリルアミン塩とビニル系単量体との共重合物からなる群から選択される少なくとも１種の高分子化合物で表面処理し、次いでアニオン基をもつ有機化合物で表面処理した炭酸カルシウム微粉体からなる粉体セメント混和剤の溶解性向上剤。
2. 請求項１記載の溶解性向上剤と粉体セメント混和剤をあらかじめ混合した粉体混合物からなる複合セメント混和剤。