JP4459912B2 - 乾燥収縮低減剤及びそれを用いたセメント硬化体 - Google Patents
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Description
セメント硬化体のひび割れがなくならないことは、基本的には、セメントの引張強度が圧縮強度の1/10程度と低いことが原因である。
そして、適切な施工や正常な使用材料を使用しても、自己収縮や乾燥収縮によって、ひび割れが生じる場合があった。
乾燥収縮低減剤は、セメント硬化体中の乾燥収縮を減らす材料として、壁や床スラブなどの一般建築物や、道路の拡幅に伴う一般構造物や、さらには、セメント製品にも使用され、乾燥収縮防止や硬化収縮の補償等をする用途に使用されている。
(1)一般式(1)で表されるA成分が10〜90質量%、一般式(2)で表されるB成分が10〜90質量%の割合からなることを特徴とする乾燥収縮低減剤。
HO−{(AO)a(C2H4O)b}−H 一般式(1)
但し、AOは、炭素数3及び/又は4のオキシアルキレン基を表し、a、bは、それぞれ、1≦a、1≦bを示し、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bを示す。(AO)と(C2H4O)は、ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
RO−(A′O)n−H 一般式(2)
但し、Rは、炭素数2〜8のアルキル基を表し、A′Oは、炭素数2及び/又は3のオキシアルキレン基を表し、nは1〜10を表す。
(2)消泡剤を添加したことを特徴とする前記(1)の乾燥収縮低減剤。
(3)前記(1)又は(2)の乾燥収縮低減剤を混和したことを特徴とするセメント硬化体。
(4)前記乾燥収縮低減剤をセメント100質量部に対して0.5〜10質量部混和したことを特徴とする前記(3)のセメント硬化体。
(5)前記(1)又は(2)の乾燥収縮低減剤を表面に混和し及び/又は浸透させたことを特徴とするセメント硬化体。
なお、本発明における部や%は、特に規定のない限り質量基準で示す。
即ち、A成分は、HO−{(AO)a(C2H4O)b}−H 一般式(1)で表されるものである。
一般式(1)に示されるAOは、炭素数3及び/又は4のオキシアルキレン基を表す。炭素数3はオキシプロピレン基、炭素数4はオキシブチレン基を表す。
AOは、炭素数が5以上であると、セメントと混和する場合、溶解による均一化が期待できず、硬化体の浸透が少なくなり乾燥収縮低減効果が小さくなるので、炭素数4以下が好ましい。
AOが、オキシプロピレン基とオキシブチレン基との共重合の場合は、ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
a、bは、それぞれ、1≦a、1≦bを示し、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bを示す。好ましくは12≦(a+b)≦30である。また、1≦a/b≦10がより好ましく、更に好ましくは1≦a/b≦5である。
a、bがこの範囲を外れるとセメントと混和する場合、空気連行性が大きくなり、強度低下を生じ、乾燥収縮低減効果も小さくなる。
(AO)と(C2H4O)との組合せは、ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
一般式(2)に示されるRは、炭素数2〜8のアルキル基を表し、例えば、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基を表し、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基が好ましく、n−ブチル基がより好ましい。
A′Oは、炭素数2及び/又は3のオキシアルキレン基を表す。炭素数2はオキシエチレン基、炭素数3はオキシプロピレン基を表す。
nは1〜10を表し、A′Oが2種以上のオキシアルキレン基の場合は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基の重合形態は特に限定されず、ランダム共重合、ブロック共重合、ランダム共重合/ブロック共重合であって良い。nが10を超えると、乾燥収縮低減効果が小さくなるので10以下が好ましく、1〜5がさらに好ましい。
A成分が10質量%より少ない場合や90質量%より多い場合では、複合効果が得られず乾燥収縮低減効果も小さくなる。また、A成分が10質量%より少ないと強度発現が改善されない。
施工時の均し時に混和する場合、塗布する場合や浸透する場合は、10g〜500g/m2が好ましい。
施工時の均し時に混和する場合は、散布噴霧等を行い荒均し、仕上げ時に混和される。
塗布、浸透は、凝結硬化が生じた以降に刷毛やローラーによるもの、散布機噴霧機を使用し行われる。
添加できる消泡剤としては高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物等の、ポリエーテル系消泡剤。ジメチルシリコーン等のシリコーン系消泡剤。トリブチルホスフェート等のトリアルキルホスフェート系消泡剤等がある。
消泡剤の使用量は、セメント100部に対して、固形分換算で0.001〜1部が好ましく、0.01〜0.5部がより好ましい。0.001部未満では所定の消泡効果が得難い場合があり、1部を超えても消泡効果が飽和状態となり不経済となる場合がある。
減水剤は、コンクリートの流動性を改善したり、単位水量を低減させるために使用するもので、高耐久性、高強度発現性、及び高流動性のコンクリートを得ることが可能となるものである。
減水剤としては、AE減水剤、高性能減水剤、及び高性能AE減水剤等が使用可能である。具体的には、AE減水剤としては、リグニンスルホン酸化合物、変性リグニンスルホン酸化合物、ポリオール、及びオキシカルボン酸化合物等が挙げられ、高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物やメラミンスルホン酸のホルマリン縮合物等が挙げられ、高性能AE減水剤としては、ポリスチレンスルホン酸塩系、ヒドロキシポリアクリレート、αβ−不飽和ジカルボン酸とオレフィンの共重合体、ポリエチレングリコールモノアルケニルエーテルとマレイン酸系単量体、メタクリル酸単量体から導かれる共重合体、及びスチレン−アクリル酸エステル−マレイン酸系共重合体等のポリカルボン酸が挙げられ、一部架橋反応で高分子化したものや配向ポリマー、高変性ポリマーを含み、これらのうちの一種又は二種以上の使用が可能である。
減水剤の使用量は、セメント100部に対して、固形分換算で0.01〜4部が好ましく、0.05〜2部がより好ましい。0.01部未満では所定の流動性が得難い場合があり、4部を超えると分離や強度遅延を生じる場合がある。
セメントなどを投入・混合し、打設し、養生してセメント硬化体を調製することができる。
セメント:普通ポルトランドセメント、3種混合(市販品)
細骨材 :標準砂
水 :水道水
本発明例及び比較例の乾燥収縮低減剤として、表1に示されるA成分及び表2に示されるB成分を使用した。
相対的長さ変化率%:JIS A 1129-3 モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準じ20℃60%RHにて測定。乾燥収縮低減剤添加・材齢28日の測定値/無添加・材齢28日の測定値%
A成分のみ、B成分のみでは、乾燥収縮低減効果は十分ではない(実験No.1-2、1-3)。
A成分が10質量%より少ない場合、90質量%より多い場合(B成分が90質量%より多い場合、10質量%より少ない場合)には、相対的乾燥収縮比が大きくなる(実験No.1-4、1-5、1-11、1-12)から好ましくない。
<測定方法>
圧縮強度:JIS R 5201「セメントの物理的試験方法 付属書2」に準じて行った。
A成分が10質量%より少ない場合(B成分が90質量%より多い場合)には、圧縮強度が下がるから好ましくない(実験No.3-4、3-5)。
<測定方法>
中性化深さ:JIS A 1153「コンクリ−トの中性化深さの測定方法」に準じて行った。
A成分が10質量%より少ない場合、90質量%より多い場合(B成分が90質量%より多い場合、10質量%より少ない場合)には、中性化深さが大きくなる(実験No.4-2〜4-5、4-11、4-12)から好ましくない。
Claims (5)
- 一般式(1)で表されるA成分が10〜90質量%、一般式(2)で表されるB成分が10〜90質量%の割合からなることを特徴とする乾燥収縮低減剤。
HO−{(AO)a(C2H4O)b}−H 一般式(1)
但し、AOは、炭素数3及び/又は4のオキシアルキレン基を表し、a、bは、それぞれ、1≦a、1≦bを示し、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bを示す。(AO)と(C2H4O)は、ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
RO−(A′O)n−H 一般式(2)
但し、Rは、炭素数2〜8のアルキル基を表し、A′Oは、炭素数2及び/又は3のオキシアルキレン基を表し、nは1〜10を表す。 - 消泡剤を添加したことを特徴とする請求項1に記載の乾燥収縮低減剤。
- 請求項1又は2に記載の乾燥収縮低減剤を混和したことを特徴とするセメント硬化体。
- 前記乾燥収縮低減剤をセメント100質量部に対して0.5〜10質量部混和したことを特徴とする請求項3に記載のセメント硬化体。
- 請求項1又は2に記載の乾燥収縮低減剤を表面に混和し及び/又は浸透させたことを特徴とするセメント硬化体。
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