JP4442870B2 - コンクリート混和剤 - Google Patents

Description

本発明は即時脱型コンクリート製品を製造する際に、コンクリートの充填率、凍結融解性、製品外観を向上することのできるコンクリート混和剤に関する。

コンクリートブロックや無筋管等のコンクリート製品を製造する方法として、即時脱型工法が利用されている。この工法はスランプゼロの超硬練りコンクリートを型に充填し、振動と圧を加えて締め固めて成形した後、直ちに脱型する方法であり、流し込み工法に比べて型からの脱型、型の清掃、型の組立工程が省略できたり簡素化できるため、連続生産性が高い等の特徴を有する。

即時脱型工法では、コンクリートの型への充填率向上、脱型時の製品の変形防止、製品の肌面改良の目的で、更に寒冷地において使用される間知ブロック類においては高い凍結融解抵抗性を付与する目的で、ポリサッカライド硫酸エステル系界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤、アルキルジエタノールアミド系界面活性剤等をコンクリート混和剤として添加している。

コンクリートの型への充填率向上、脱型時の製品の変形防止、製品肌面の改良等の目的で使用する混和剤としては、潤滑性、増粘性、保水性に優れ、粗大な気泡を巻き込まないものが好ましく、充填率が向上するとコンクリート製品の強度が向上するとともに、コンクリート内部に存在する水の移動が軽減され、白華防止につながる。また凍結融解抵抗性を高めるにはコンクリート製品に微細な独立気泡を適当量導入して気泡間隔係数を４００μｍ以下にすることが要求され、コンクリート製品中に微細な独立気泡を導入するためには起泡力に優れるとともに気泡保持力に優れた界面活性剤の添加が好ましい。界面活性剤を用いたコンクリート混和剤として、特許文献１にはアルキル琥珀酸またはその塩と、非イオン界面活性剤とからなる即時脱型コンクリート用混和剤が提案されている。

特開２００１−１８０９９５号公報

しかしながら特許文献１に記載されているコンクリート用混和剤は、コンクリート中での起泡力、気泡保持力が劣るため、十分な独立空気泡を導入することができず、寒冷地では凍結融解によるコンクリートの劣化の虞れがあった。また、特許文献１には非イオン界面活性剤として酸化エチレン誘導体が記載されているが、ＨＬＢの高い２０モル以上のエチレンオキサイド付加体を使用すると、充填率が向上せず十分な強度が得られないだけでなく、白華現象が発生する虞れがあった。

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定のアニオン界面活性剤と非イオン界面活性剤との特定割合の混合物が、即時脱型工法に用いられる超硬練りコンクリート用の混和剤として用いた場合にも、充填率を高めることができ、脱型時の変形防止、製品肌面の改良を図れるとともに、凍結融解抵抗性をも向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明のコンクリート混和剤は、（Ａ）アルキルスルホ琥珀酸塩と、（Ｂ）炭素数８〜２４の脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体とを重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝１０：９０〜９０：１０の割合で含有することを特徴とする。

本発明のコンクリート用混和剤は、コンクリート中での起泡性、気泡保持力に優れ、即時脱型工法でコンクリート製品を製造する際に添加した場合にも、コンクリートの型への充填率が向上されるとともに、製品の肌面も改良することができる。また凍結融解抵抗性も向上されるため、本発明の混和剤を添加して得たコンクリートブロック等のコンクリート製品は、間知ブロック等としても良好な性能を有する。

本発明のコンクリート混和剤を構成する（Ａ）アルキルスルホ琥珀酸塩は、例えば、アルコールと無水マレイン酸とをエステル化反応させ、更に濃硫酸、発煙硫酸等で硫酸化したのちアルカリ金属水酸化物等で中和する、重亜硫酸ナトリウム等で硫酸化することにより得ることができるが、これに限定されるものではない。アルカリ金属水酸化物としては、水溶性の面において水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。上記アルコールとしては、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール等が挙げられる。これらのアルコールは直鎖状、分岐鎖状のいずれであっても良く、単独で用いても、２種以上混合して用いても良い。コンクリート製品の肌面を良くする面で、オクチルアルコール、デシルアルコールが好ましい。

一方、（Ｂ）炭素数８〜２４の脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体は、炭素数８〜２４の脂肪酸とアルキロールアミンとをアミド化反応させ、更にアルカリ又は酸性触媒下でアルキレンオキシドを付加させることにより得ることができるが、これに限定されるものではない。

上記炭素数８〜２４の脂肪酸としては、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のいずれでも良く、たとえばカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、ラウロレイン酸、ミリストレイン酸、ゾーマリン酸、エライジン酸、オレイン酸、ガドレン酸、エルカ酸、セラコレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸や動植物油脂分解脂肪酸等が挙げられる。これらの脂肪酸は直鎖状、分岐鎖状の何れであっても良く、単独で用いても２種以上混合して用いても良い。

又、アルキロールアミンとしては、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等が挙げられる。

脂肪酸アルキロールアミドに付加させるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられ、これらは単独で付加しても２種以上を混合して付加しても良い。２種以上のアルキレンオキシドを付加する場合、ブロック状付加であってもランダム付加であっても良い。付加するアルキレンオキシドとしては、充填率向上の面でプロピレンオキシド、ブチレンオキシドが好ましい。アルキレンオキシドは、脂肪酸アルキロールアミド１モル当たり１．０〜１０モル付加していることが好ましい。アルキレンオキシドの付加モル数が１．０モル未満であると、使用の際に水に溶解、分散し難くなり所望の効果が得られない。１０モルを超えると、連行空気の安定性が悪くなり、凍結融解性に劣るだけでなく充填率も低下する。

本発明のコンクリート混和物は、上記（Ａ）ジアルキルスルホ琥珀酸塩と、（Ｂ）炭素数８〜２４の脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体とを、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝１０：９０〜９０：１０の割合で含有する。ジアルキルスルホ琥珀酸塩の割合が１０未満で、脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体の割合が９０を超える場合、空気連行性が劣るだけでなく、コンクリート製品の肌面状態が悪くなり、ジアルキルスルホ琥珀酸塩の割合が９０を超え、脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体の割合が１０未満の場合には、連行空気の安定性が悪くなるだけでなく、充填率も低下する。（Ａ）アルキルスルホ琥珀酸塩と、（Ｂ）炭素数８〜２４の脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体の好ましい割合は、（Ａ）：（Ｂ）＝３０：７０〜７０：３０である。

本発明の混和剤は、セメントに対して０．００１〜１．０重量％添加することが好ましい。添加量が０．００１重量％未満であると所望の効果が得られず、１．０重量％より多いと過剰な連行空気によるコンクリート強度の低下、製造コストアップ等不都合が生じる。また、予め練り水等に希釈して使用しても良く、必要に応じて白華防止剤等他の混和剤と混合して添加してもよい。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、以下の実施例、比較例において用いた混和剤を表１に示す。

実施例１〜４、比較例１〜７
普通ポルトランドセメント４５０ｇ（太平洋セメント製）、標準砂１３５０ｇ（セメント協会製）、水道水１１２．５ｇ（混和剤０.１ｗｔ％対セメントを含む）を用い、（水／セメント比＝２５％、砂／セメント＝３）、品川式万能混練機（三英製作所製）によりＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠しモルタルを作成した。上記モルタルをテーブルバイブレーターにより型枠に充填して重量を測定し、充填率を求めた。型枠に充填したモルタルを７０℃、３時間蒸気養生を行い、肌面の状態を目視で観察した。実施例及び比較例に用いた混和剤の種類及び組成を表１に、試験結果を表２に示す。

表２における肌面の状態は、
○ 良好。
△ 表面の空気泡がやや多い。
× 表面の空気泡が非常に多い。
として評価した。

Claims (1)

1. （Ａ）アルキルスルホ琥珀酸塩と、（Ｂ）炭素数８〜２４の脂肪酸アルキロールアミドのアルキレンオキシド付加体とを重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝１０：９０〜９０：１０の割合で含有することを特徴とするコンクリート混和剤。