JP4336002B2

JP4336002B2 - セメント混和材

Info

Publication number: JP4336002B2
Application number: JP20912499A
Authority: JP
Inventors: 浩志林; 雅樹瀧本; 和久塚田; 弘隆磯村; 孝一副田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001039761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種セメント組成物に速硬性、低収縮性を付与し、さらに作業性を向上させることができるセメント混和材であり、具体的にはコンクリート製品の早期脱型、補修工事、緊急工事および一般工事の工期短縮、冬期の強度発現性の向上、さらには低収縮性の付与によるセメント製品の耐久性の向上、ならびに作業性改善による施工品質の向上を図るために使用するセメント混和材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートやモルタルのようなセメント組成物の硬化促進方法としては、蒸気養生を利用したり温水を使用してセメント組成物の温度を上げセメントの水和反応を促進する方法が主流であり、コンクリート製品の早期脱型等に用いられている、しかしながらこれらの方法はエネルギーコストの増大や作業の煩雑化等により製造コストが大幅に増加したり、特別な装置が必要となるため、より低コストで簡便な硬化促進方法が求められていた。
【０００３】
その他の硬化促進方法として、カルシウムアルミネート類を主成分とする混和材を添加し、エトリンガイトを早期に生成させることにより速硬化を図る方法があり、コンクリート製品の早期脱型や補修工事、緊急工事および低温環境下でも硬化遅延を防止した各種材料に応用されているが、この方法では流動性が急激に低下するため、成形時間や施工時間が極めて短時間に制限されるという欠点がある。そのため、通常はカルシウムアルミネート類の水和を遅延させるための有機系遅延剤や、セメント分散剤を添加することで、流動性の低下を防止している。そして特に補修工事および緊急工事では施工時間が短時間に制限されることが多いことから、施工現場で使用する材料はなるべく既調合で提供されることが求められており、具体的にはセメント、骨材および水以外の混和材料はあらかじめ既調合で袋詰め等の状態で提供されることが望まれている。
【０００４】
しかしながら、減水剤として従来のナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物やメラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物を主成分とする粉末状セメント分散剤を用いた場合、これらの分散剤は減水性および流動性保持効果が比較的低いため、高い流動性を保持するためには、粉末状セメント分散剤や有機系遅延剤の添加量を増したり、水セメント比を高くしたりしなければならず、このような場合、凝結が必要以上に遅延し速硬性が損なわれたり、強度低下を生じるという問題が生じやすく、良好な作業性を保持し、且つ、速硬性を発現させることは非常に困難であった。また、スルホン酸塩系ホルマリン縮合物を主成分とするセメント分散剤ではホルマリンが有害物質であるため、その取り扱いや使用に於いて必然的に制約せざるを得なかった。
【０００５】
近年、流動性保持効果の高いポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤がコンクリート用減水剤として用いられるようになってきたが、このセメント分散剤は水溶液として製造されるため、既調合の超速硬セメント組成物にあらかじめ配合しておくことは不可能であった。
【０００６】
これに対し、ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする分散剤を粉末化することも試みられているが、既知の粉末化技術（特公平７−１４８２９号）で水への溶解度が高い粉末状分散剤を得ようとすると、粉末製造過程中に不溶性のゲルが生成し、得られた粉末は分散作用を初めとする性状面での安定性を欠き易かった。また、噴霧乾燥装置を用いた粉末化方法（特許第２６６９７６１号）も知られているが、多量の無機粉体を併用しなければならないため、分散剤中のポリカルボン酸系高分子化合物含量が低下したり、無機粉体に吸着され、水溶液状態で使用した場合よりも分散性能が低下する問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、上記問題点を解決し、十分な作業性と速硬性をセメント組成物に付与できる、セメント混和材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者等は種々検討した結果、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物含有液に、還元性無機化合物と還元性有機化合物を添加して乾燥粉末化すれば、効率良く流動性に優れた粉末状セメント分散剤が得られ、これと超速硬セメント、石膏および無機塩類を配合したセメント混和材を、セメント組成物に配合することにより必要十分な流動性を確保し、且つ速硬性が得られ、さらには乾燥収縮も低減されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、（Ａ）カルシウムアルミネート類を主成分とする超速硬セメント、（Ｂ）石膏、（Ｃ）無機塩類、並びに（Ｄ）ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、亜硫酸塩、亜硝酸塩およびチオ硫酸塩から選ばれる還元性無機化合物並びにアルカノールアミン、アルキルアミンおよびジアミンから選ばれる還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤を含有するセメント混和材を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のセメント混和材に配合される（Ｄ）粉末状セメント分散剤は、前記の如くポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に還元性無機化合物および還元性有機化合物を添加し、乾燥粉末化することにより得られる。ここで用いられるポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物としては、特に限定されず、例えば（Ｄ¹）ポリアルキレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸系共重合体および（Ｄ²）ポリアルキレングリコール鎖を有するマレイン酸系共重合体（ただし、（Ｄ²）の場合、多価金属塩を除く）等が挙げられ、これらは１種でも２種以上を混合して用いてもよい。
【００１１】
これらのうち（Ｄ¹）としては、基−ＣＯＯＭ（式中、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示す）およびポリアルキレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸系共重合体が好ましいものとして挙げられる。また（Ｄ²）としては、ポリアルキレングリコールアルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体（ただし、多価金属塩を除く）等が好ましいものとして挙げられる。
【００１２】
上記（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重合体の基−ＣＯＯＭ中のＭは、水素原子；ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属；カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属；アンモニウムまたは有機アミンが好ましい。
【００１３】
上記（Ｄ¹）および（Ｄ²）におけるポリアルキレングリコール鎖としては、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ（Ｒ^a）Ｏ）_b−で示されるものが好ましい。ここでＲ^aは水素原子またはメチル基を示し、ｂは２〜２００であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９、さらに３０〜１０９が好ましい。
【００１４】
さらに（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式（１）で示される構成単位（１）を４０〜８０モル％、下記式（２）で示される構成単位（２）を２〜２５モル％、下記式（３）で示される構成単位（３）を３〜２０モル％および下記式（４）で示される構成単位（４）を１〜４５モル％の割合で有する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アクリル酸系共重合体が挙げられる。
【００１５】
【化１】

【００１６】
〔式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴およびＲ⁵は同一または異なって水素原子またはメチル基を示し、Ｒ³およびＲ⁶は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｍ¹は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示し、Ｘは−ＳＯ₃Ｍ²または−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ²（ここで、Ｍ²は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示し、Ｐｈはフェニレン基を示す）を示し、ｎは２〜２００の整数を示す〕
【００１７】
上記式（１）〜（４）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴およびＲ⁵は、メチル基が好ましい。またＲ³およびＲ⁶としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げられ、就中メチル基が好ましい。また、Ｍ¹としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルカノールアミン等が好ましく、特に、水に対する溶解性の面からナトリウムが好ましい。また基Ｘ中のＭ²としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、アンモニウムおよびエタノールアミン等のアルカノールアミン等の有機アミンが挙げられる。これらのうちＸとしては、−ＳＯ₃Ｎａが好ましい。また、（４）式中のｎは２〜２００であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９、さらに３０〜１０９が好ましい。構成単位（１）は４０〜８０モル％であることが好ましく、特に４５〜７５モル％であることが好ましい。構成単位（２）は２〜２５モル％であることが好ましく、特に５〜２０モル％であることが好ましい。構成単位（３）は３〜２０モル％であることが好ましく、特に５〜１５モル％であることが好ましい。また、構成単位（４）は１〜４５モル％であることが好ましく、特に３〜４０モル％であることが好ましい。なお、構成単位のモル％は、（１）〜（４）の全構成単位を１００モル％とした場合の夫々の構成単位のモル％を示す。
【００１８】
また特に（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式（５）で示される構成単位（５）を４０〜７０モル％、下記式（６）で示される構成単位（６）を５〜３０モル％、下記式（７）で示される構成単位（７）を１〜２０モル％、下記式（８）で示される構成単位（８）を１〜３０モル％および下記式（９）で示される構成単位（９）を１〜３０モル％の割合で有する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アクリル酸系共重合体が挙げられる。
【００１９】
【化２】

【００２０】
〔式中、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹³およびＲ¹⁴は同一または異なって水素原子またはメチル基を示し、Ｒ⁹、Ｒ¹²およびＲ¹⁵は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｍ³は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示し、Ｙは−ＳＯ₃Ｍ⁴または−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ⁴（ここで、Ｍ⁴は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示し、Ｐｈはフェニレン基を示す）を示し、ｍは２〜２００の整数を示し、ｐは２〜１０９の整数を示す。〕
【００２１】
上記式（５）〜（９）中、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹³およびＲ¹⁴はメチル基が好ましい。また、Ｒ⁹、Ｒ¹²およびＲ¹⁵としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げられ、就中、メチル基が好ましい。また、Ｍ³およびＭ⁴としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルカノールアミン等が好ましく、特にナトリウムが好ましい。また基Ｙとしては−ＳＯ₃Ｎａが好ましい。（８）式中のｍは２〜２００であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９が好ましく、さらに３０〜１０９が好ましい。また、（９）式中のｐは２〜１０９であるが、５〜５０が好ましい。構成単位（５）は４０〜７０モル％であることが好ましく、特に４５〜６５モル％であることが好ましい。構成単位（６）は５〜３０モル％であることが好ましく、特に８〜２３モル％であることが好ましい。構成単位（７）は１〜２０モル％であることが好ましく、特に１〜１５モル％であることが好ましい。構成単位（８）は１〜３０モル％であることが好ましく、特に５〜２５モル％であることが好ましい。また、構成単位（９）は１〜３０モル％であることが好ましく、特に３〜２５モル％であることが好ましい。なお、構成単位のモル％は（５）〜（９）の全構成単位の合計を１００モル％とした場合の夫々の構成単位のモル％を示す。
【００２２】
上記構成単位からなる（メタ）アクリル酸系共重合体としては、数平均分子量２０００〜５００００（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）のものが好ましく、３５００〜３００００のものがより好ましい。
【００２３】
一方、（Ｄ²）アルキレングリコール鎖を有するマレイン酸系共重合体としては、メチルポリエチレングリコールビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレングリコールアリルエーテル−無水マレイン酸共重合体、メチルポリエチレングリコールアリルエーテル−無水マレイン酸共重合体、メタクリル酸メチルポリエチレングリコール−マレイン酸共重合体等が挙げられる。当該共重合体（Ｅ²）の好ましい数平均分子量（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）は、３０００〜２０００００、特に３０００〜８００００が好ましい。
【００２４】
還元性無機化合物としては、亜硫酸塩、亜硝酸塩、チオ硫酸塩等が挙げられる。これらの塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましい。当該還元性無機化合物の添加により乾燥工程の混練攪拌時のゲル化が防止できる理由は、明らかではないが、当該還元性無機化合物がポリカルボン酸系共重合体含有液中に残存するラジカル反応開始剤を失活させるためと考えられる。従って、還元性無機化合物の添加量は、混合物中に残存するラジカル反応開始剤の種類や残存量に応じて決定すればよく、通常は高分子化合物合成に用いたラジカル反応開始剤の固型分の量（モル％値）以下であるが、残存ラジカル反応開始剤の固型分の量（モル％値）以下で残存ラジカル反応開始剤の酸化力を失活できる量以上とするのが望ましい。
【００２５】
また、還元性有機化合物としては、アミン系化合物、特にアルカノールアミン類が好ましい。具体的にはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン等のアルカノールアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン等のアルキルアミン、エチレンジアミン等のジアミン類等が挙げられる。当該還元性有機化合物の添加により、混練攪拌機の負荷が大きく低減され、乾燥粉末時に排出される留去水のＣＯＤ値が低下（２００mg／Ｌ以下）する。
【００２６】
還元性無機化合物および還元性有機化合物のそれぞれの添加量は、前記ポリカルボン酸系高分子化合物の固型分含有量の０．０１〜２．５重量％、特に０．５〜１．５重量％が好ましい。尚、このような還元性有機化合物添加により、乾燥粉末化工程に於ける混合攪拌機の負荷が低減され、また乾燥時に留去される水のＣＯＤ値が低下する理由は、これが解砕助剤として作用すると共に、アミン効果によって室温付近の低温下で重合反応が進行し、未反応モノマーが消費されるためと推測される。
【００２７】
本発明に用いる（Ｄ）粉末状セメント分散剤では、その吸湿性やブロッキング性等を改善したり、計量誤差を少なくするために乾燥後、上記必須成分の他、さらにポリアルキレングリコール、炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩、無機粉体を配合してもよい。
【００２８】
ポリアルキレングリコールとしては、分子量１０００〜２００００のポリエチレングリコール、分子量２０００〜６０００のポリプロピレングリコールが好ましいものとして挙げられる。このうちポリエチレングリコールが特に好ましく、さらに平均分子量２０００〜４０００のポリエチレングリコールが好ましい。
【００２９】
また、炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩は、飽和でも不飽和でもよく、また直鎖でも分岐を有するものであってもよい。具体的には、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸およびそれらの塩が挙げられる。上記脂肪酸の塩としては、ナトリウム、カリウム、バリウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属塩が好ましい。就中、ステアリン酸またはその塩が好ましく、特に好ましいものとしては、ステアリン酸カルシウムが挙げられる。これらのポリアルキレングリコールおよび炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩の配合量は、前記ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物の固型分含有量の０．２〜３０重量％、特に０．５〜２０重量％が好ましい。
【００３０】
無機粉体としては、炭酸カルシウムや珪酸カルシウム等の無機塩類の粉末やカオリナイト、ベントナイト等の粘土鉱物粉末、または高炉スラグやフライアッシュなどの微粉末が使用できる。このような無機粉体は、ポリカルボン酸系高分子化合物の固型含有量に対し、最大３倍程度まで使用してもよい。
【００３１】
上記ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液には、水または有機溶媒の溶液または分散液が含まれていてもよい。
【００３２】
また、上記ポリカルボン酸系高分子化合物含有液は、通常酸性液となっているので、還元性無機化合物および還元性有機化合物を添加後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水溶液を加えてpH７〜９に調整するのが好ましい。pHが未調整の場合、加温乾燥処理時に混合物中の高分子化合物が加水分解を起こし易くなったり、乾燥時に留去される水分のＣＯＤ値が高くなる。尚、ポリカルボン酸系高分子化合物含有液が当初よりpH７〜９である場合はpH調整剤を添加して調整する必要はない。
【００３３】
乾燥は熱風式などの対流型の乾燥装置または熱伝導型の乾燥装置であれば特に限定されないが、処理物が５〜４０％の溶液の場合は前者の乾燥装置であるスプレードライヤー、フラッシュジェトドライヤーなどが適している。処理物が４０％を超える高濃度溶液や粘弾性の高いものの場合は、後者の混練攪拌乾燥機、バンド型連続真空乾燥機等の乾燥機を用いるのがよい。しかしながら、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物は、濃縮過程で粘性を帯びることがあるため粉末化の効率等の点から、混練攪拌を行うことにより乾燥粉末化する手段が特に好ましい。混練・攪拌の温度は、４０〜１２０℃程度が好ましく、より好ましくは６０〜１１０℃程度とする。混練・攪拌は大気中でも行うことができるが、変質防止の観点から減圧または窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。また、硬度が３０°以上になるまで濃縮した後に、０．５kg／m³／rpm 以上の馬力で混練攪拌しながら、乾燥粉末化するのが好ましい。このような乾燥操作を行うことにより、粉末状の分散剤を得ることができる。尚、乾燥後の粉末は小塊状に凝集している場合もあるが、この塊状物は脆弱であるため僅かな解砕力で容易に単粒子化できる。
【００３４】
（Ｄ）粉末化した分散剤は使用上の利便性から任意の粉砕・分級方法により平均粒径５〜２０００μｍ、より好ましくは１０〜５００μｍに調整することが望ましい。しかし、製造された（Ｅ）粉末状分散剤は熱に比較的弱いため蓄熱性が低い粉砕機が好ましく、具体的にはピン型ミルが好ましい。また、粒度調整用にスクリーンと一体型の粉砕機もあるが、未粉砕物が滞留すると粉砕熱が増大するので粉砕と分級を別々に行う方が好ましい。
【００３５】
かくして得られる（Ｄ）粉末状セメント分散剤の本発明グラウト組成物への添加量は少なすぎると効果がなく、多すぎると凝結遅延や強度低下の原因となるので、超速硬セメント１００重量部に対して０．５〜１０重量部、特に１〜７重量部が好ましい。
【００３６】
本発明で用いる（Ａ）カルシウムアルミネート類を主成分とする超速硬セメントは、石灰、アルミナ成分等を含有した原料を焼成して得られるクリンカ中にＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃を主成分とするＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系鉱物、即ち、カルシウムアルミネート類を生成・含有したものであって、一般にはこのようなクリンカの粉砕物であり、特にモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）を主成分とし、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が６５重量％以下であるものが好ましく、さらにＡｌ₂Ｏ₃含有量が３０〜４５重量％であるものがより好ましい。また、該超速硬セメントは該クリンカ粉砕物をポルトランドセメントに混合してなるものでも良く、またさらに、該超速硬セメントは他の無機系水硬性成分、例えばＣａＯとＳｉＯ₂を主成分とするカルシウムシリケート類等を含んでも良い。このようなカルシウムアルミネート類を主成分とする超速硬セメントとしては、一般にはアルミナセメントなどが知られており、「ＣＩＭＥＮＴＦＯＮＤＵＬＡＦＡＲＧＥ」「ＳＥＣＡＲ５１ＢＴＦ」（ラファージュアルミネート製）と称される市販品がある。
【００３７】
本発明で用いる（Ｂ）石膏には流動性と速硬性を向上させる作用があり、さらに乾燥収縮を低減させる効果が期待できる。（Ｂ）石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏のいずれも使用できるが、流動性、速硬性および乾燥収縮低減性の面から無水石膏が最も好ましい。また、（Ｂ）石膏の配合量は（Ａ）超速硬セメント１００重量部に対し５〜２００重量部が好ましく、より好ましくは１０〜１５０重量部である。
【００３８】
本発明で用いる（Ｃ）無機塩類には速硬性を向上させる作用があり、無機塩類としてはカルシウム、ナトリウム、カリウムまたはリチウムの塩化物や亜硝酸塩、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩などを用いることができ、複数の無機塩類を併用することもできる。無機塩類としては炭酸リチウム、水酸化リチウム、塩化リチウム、硝酸リチウム等のリチウム化合物が、セメントの作業性を損なわずに速硬性を向上させることができるためより好適に使用でき、特に炭酸リチウムが好ましい。これら無機塩類の添加量は、速硬性および流動性の点から、超速硬セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部、特に０．２〜５重量部が好ましい。
【００３９】
さらに本発明のセメント混和材には（Ｅ）オキシカルボン酸類を配合することもできる。（Ｅ）オキシカルボン酸類には凝結遅延作用があり、特に本発明で用いる粉末状セメント分散剤と併用することにより経時的な流動性の低下を有効に防止することができる。（Ｅ）オキシカルボン酸類としては、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸またはこれらの塩等が好適に使用でき、特に酒石酸またはクエン酸が好ましい。これら化合物の添加量は超速硬セメント１００重量部に対して０．５〜１５重量部とするのが速硬性および流動性の保持の点で好ましい。酒石酸またはクエン酸を使用した場合に、特に好ましい添加量は超速硬セメント１００重量部に対して１〜１０重量部である。
【００４０】
本発明のセメント混和材には上記材料以外に、収縮ひびわれを防止するために膨張材、収縮低減剤などを必要に応じて配合することができる。また、物性に悪影響を及ぼすものでない限り、増量材や各種混和材を使用することもできる。
【００４１】
本発明のセメント混和材は通常上記材料を調合した状態で提供され、コンクリート製品工場、生コン工場、または建設現場等で、セメント、骨材および水と共にミキサーを用いて混練して使用される。本発明のセメント混和材の添加量は通常セメント１００重量部に対し２〜２０重量部であるが、膨張材、収縮低減剤などの各種混和剤（材）や増量材を配合する場合はその分添加量が増加する。ここで使用されるミキサーは特に限定されるものではなく、水の添加量は通常結合材（超速硬セメント、セメントおよび骨材）１００重量部に対して３０〜１００重量部である。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に使用した材料は以下の通りである。
【００４３】
〔使用材料〕
（１）セメント
・超速硬セメント：シマンフォンデュラファージュ（ラファージュアルミネート社製アルミナセメント）
表１に超速硬セメント（シマンフォンデュラファージュ）の化学成分を示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
（２）石膏
II型無水石膏（ブレーン比表面積７０００cm²／ｇ）
（３）粉末状セメント分散剤
▲１▼本発明に係る粉末状セメント分散剤
本発明に用いた粉末状セメント分散剤の製造に使用したポリカルボン酸系高分子化合物を以下に示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

【００４８】
〔本発明に係る粉末状セメント分散剤の製造方法〕
表２および表３に記載した高分子化合物を主成分とする固形分濃度４５％の液状混合物各８００ｇに、pH調整のために１０重量％の水酸化ナトリウム水溶液７５．２ｇを加えて常温で約３分間攪拌を行った。次いで、還元剤として亜硫酸ソーダおよびトリエタノールアミンを固形分濃度に対して０．５〜２重量％添加し３分間攪拌し、これを処理容積が１Ｌのニーダー型混練攪拌機に入れて温度９０℃、３０torrの減圧下で混練しながら濃縮・乾燥を行った。得られた粉粒体を粉砕機（マツバラ社製ＭＣＧ１８０）で粉砕して、粒径５０〜５００μｍとし、表４に示す粉末状セメント分散剤（１）および（２）を得た。
【００４９】
【表４】

【００５０】
（４）無機塩類
炭酸リチウム（市販品）
（５）オキシカルボン酸類
酒石酸（市販品）
【００５１】
表５に本発明のセメント混和材の配合例を示す。
【００５２】
【表５】

【００５３】
本発明のセメント混和材の性能試験を以下のように行った。
〔試験例〕
表６に示す配合に従い調合した材料をホバートミキサーを用いて４分間混合した後、得られたスラリーに対して流動性の評価としてフロー値を温度２０℃および５℃で混練直後から３０分まで１０分毎に測定した。速硬性の評価としては凝結時間および圧縮強度を温度２０℃および５℃で測定した。また、乾燥収縮低減性の評価としてモルタル硬化体の長さ変化率を温度２０℃で材齢２８日まで測定した。試験結果を表７〜表１１に示す。
【００５４】
【表６】

【００５５】
〔フロー値測定方法〕
ＪＩＳＲ−５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて、無打振で測定した。
〔凝結時間測定方法〕
ＪＩＳＲ−５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。
〔圧縮強度測定方法〕
ＪＩＳＲ−５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて材齢４時間および２４時間で測定した。
〔長さ変化率測定方法〕
ＪＩＳＡ−１１２９「モルタルおよびコンクリートの長さ変化試験方法」に準じて材齢２８日まで測定した。
【００５６】
【表７】

【００５７】
【表８】

【００５８】
【表９】

【００５９】
【表１０】

【００６０】
【表１１】

【００６１】
表７〜表１１に示す試験結果より、本発明のセメント混和材を配合したセメント組成物は、通常のセメント組成物に比べ、十分な流動性をしながら低温〜常温での硬化速度が速く、しかも乾燥収縮量も低減されていることが分かる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は、各種セメント組成物に速硬性、低収縮性を付与し、さらに作業性を向上させることができるセメント混和材であり、具体的には補修工事、緊急工事および一般工事の工期短縮、冬期の強度発現性の向上、さらには低収縮性の付与によるセメント製品の耐久性の向上、ならびに作業性改善による施工品質の向上を図ることができる。

Claims

（Ａ）カルシウムアルミネート類を主成分とする超速硬セメント、（Ｂ）石膏、（Ｃ）無機塩類、並びに（Ｄ）ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、亜硫酸塩、亜硝酸塩およびチオ硫酸塩から選ばれる還元性無機化合物並びにアルカノールアミン、アルキルアミンおよびジアミンから選ばれる還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤を含有するセメント混和材。
さらに（Ｅ）オキシカルボン酸類を含有するものである請求項１記載のセメント混和材。
（Ａ）超速硬セメントが、モノカルシウムアルミネート（ＣＡ）を主成分とし、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が６５重量％以下のものである請求項１又は２記載のセメント混和材。
（Ｃ）無機塩類が、炭酸リチウム、水酸化リチウム、塩化リチウムおよび硝酸リチウムから選ばれる１種または２種以上である請求項１〜３のいずれか１項記載のセメント混和材。