JP4519244B2

JP4519244B2 - 遠心製品の製造方法

Info

Publication number: JP4519244B2
Application number: JP2000051181A
Authority: JP
Inventors: 修一藤田; 良和森井; 彰敏辻; 富士桜倭
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001239513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートを用いた遠心製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ポール、パイル、ヒューム管等のコンクリート製品の製造は、遠心力により成型されている。この遠心成型時に排出されるスラッジは産業廃棄物として処理されるが、処理費用が嵩み、また廃棄場所の確保が困難な状況にある。この対策として、スラッジ中の固形分を凝集させ、コンクリート中に閉じ込めて水分のみを排出する方法が提案されている（特開昭56-160358号）。
【０００３】
しかし、この方法は遠心中に凝集剤を均一に添加する必要があるため、途中で一端停止、あるいは低速にする必要があり、遠心時間が長くなる。
【０００４】
本発明の課題は、遠心成型時に排出されるスラッジの低減が可能な遠心製品の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、遠心成型型枠に投入されたコンクリートに分散剤を添加する工程を有する遠心製品の製造方法を提供する。
【０００６】
従来、排出されるスラッジ量はコンクリートの流動性が高い程多くなると考えられていたが、本発明者らは、逆に流動性を高めると遠心分離効果が高まり、固形分の極めて低いスラッジとなることを見出した。このため、本発明では、コンクリートを型枠に充填後、分散剤を添加して流動性を高め、遠心成型するものである。コンクリートの段階から分離傾向の場合は、型枠への投入材料が不均一となり、製品に支障をきたし、本発明のような効果を得ることはできない。
【０００７】
本発明で使用する分散剤は、コンクリート製造時に使用する分散剤（以下、初期分散剤という）の性能を阻害しないことが好ましく、初期分散剤と類似構造の分散剤、例えば、アルキレンオキシド系、ナフタレン系、メラミン系に対しては、それぞれアルキレンオキシド系、ナフタレン系、メラミン系の分散剤を用いるのが好ましく、特には同一の分散剤を用いるのが好ましい。
【０００８】
本発明に用いられる分散剤としては、スルホン酸基含有分散剤やアルキレンオキシド系分散剤が挙げられ、アルキレンオキシド系が好ましい。
【０００９】
スルホン酸基含有分散剤としては、凝結遅延と分散性の面から、スルホン酸基含有芳香族化合物からなる分散剤が好ましく、ナフタレン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、リグニン系が、特にはナフタレン系が好ましい。具体的には、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及びメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩から選ばれる１種以上が挙げられる。
【００１０】
また、アルキレンオキシド系分散剤としては、炭素数２〜３のオキシアルキレン基（以下OAと表記する）を含有する分散剤が挙げられ、OA鎖の平均で２〜300モル、好ましくは60〜200モル付加したポリオキシアルキレン鎖を有する化合物からなるビニル系単量体の１種以上と、カルボキシル基、スルホン酸基又はアミド基を有する化合物もしくはそれらの水溶性塩からなるビニル系単量体の１種以上を含有する単量体混合物を重合して得られる水溶性共重合体が挙げられる。
【００１１】
炭素数２〜３のOA基とはエチレンオキシドとプロピレンオキシド、好ましくはエチレンオキシド単独であり、これらのOA基の付加形態については、炭素数２又は３の単独付加、或いはランダム付加、ブロック付加、交互付加のいずれでも用いることができる。
【００１２】
上記のOA基を導入したビニル単量体と共重合される単量体としては、水溶性のものが好ましく、カルボキシル基、スルホン酸基、アミド基もしくはこれらの水溶性塩の１種又は２種以上を含有するものが用いられる。水溶性塩としてはナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩の金属塩や、アンモニウム塩、トリエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、モノエタノールアミン塩等が挙げられる。
【００１３】
上記共重合体の製造方法は公知であり、一例を挙げれば、特開昭59-162163号公報、特開平2-163108号公報、特開平7-223852号公報、特開平11-157897号公報等記載の製造方法が挙げられる。
【００１４】
上記共重合体の重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法／標準物質ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算／水系）は、5000〜500000の範囲が分散に優れ、20000〜100000の範囲が更に優れる。
【００１５】
特に、OA系分散剤としては、ポリアルキレングリコール系単量体(a)とカルボン酸系単量体を含有する単量体(b)とを共重合させて得られた共重合体からなる分散剤が好ましい。ここで、ポリアルキレングリコール系単量体(a)は下記一般式（Ｉ）で表される化合物が、またカルボン酸系単量体(b)は下記一般式（II）で表される化合物が好ましい。
【００１６】
【化１】

【００１７】
（式中、
R₁₁，R₁₂：水素原子又はメチル基
R₁₃：水素原子又は-COO(AO)_nX
m11：０〜２の整数
AO：炭素数２〜４のアルキレンオキシド基又はスチレンオキシド基、好ましくは炭素数２〜３のアルキレンオキシド基
p：０又は１
n：２〜300の数
X：水素原子又は炭素数１〜18のアルキル基、好ましくは水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基
を表す。）
【００１８】
【化２】

【００１９】
（式中、
R₂₁〜R₂₃：水素原子、メチル基又はM₂O(CO)(CH₂)_m21-であり、M₂O(CO)(CH₂)_m21-はCOOM₁又は他のM₂O(CO)(CH₂)_m21-と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM₁，M₂は存在しない。
M₁，M₂：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキルアンモニウム
m21：０〜２の整数
を表す。）。
【００２０】
一般式（Ｉ）で表される単量体としては、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、メトキシポリスチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸、マレイン酸とのエステル化物や（メタ）アリルアルコールとのエーテル化物、及び（メタ）アクリル酸、マレイン酸、（メタ）アリルアルコールへのエチレンオキシド、プロピレンオキシド、スチレンオキシド付加物が好ましく用いられる。好ましくは、R₁₃が水素原子であり、且つpが１、m11が０のものである。より好ましくは炭素数１〜３のアルコキシ、特にはメトキシポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのエステル化物である。ポリアルキレングリコールの平均付加モル数は２〜300モルの範囲が流動性及び流動保持性に優れるため好ましく、20〜250モル、更には110〜200モルの範囲がより好ましい。なお例えば平均付加モル数の異なる二種以上の単量体を用いてもよい。
【００２１】
また、一般式（II）で表される単量体としては、（メタ）アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸系単量体、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等のジカルボン酸系単量体、又はこれらの無水物もしくは塩、具体的にはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキル（炭素数２〜６が好ましい。）アンモニウム塩が好ましく、より好ましくは（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸又はこれらのアルカリ金属塩であり、更に好ましくは（メタ）アクリル酸又はこれらのアルカリ金属塩である。
【００２２】
更に、本発明の効果を損なわない範囲内で他の共重合可能な単量体、例えば、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、（メタ）アクリル酸エステル、スチレンスルホン酸等を反応させてもよい。
【００２３】
ポリアルキレングリコール系単量体(a)と、カルボン酸系単量体を含有する単量体(b)との共重合比率は、流動性、流動保持性、セメントの粘性の観点から、重量比で(a)／(b)＝５／100〜100／100が好ましく、より好ましくは10／100〜40／100である。
【００２４】
分散剤の添加方法は、0.1〜10重量％（固形分）水溶液として、型枠投入後のコンクリートに、液状あるいは霧状の状態で添加するもので、一括添加、分割添加、連続添加いずれでもよい。
【００２５】
また、分散剤の添加時期は、型枠にコンクリートを投入直後から、遠心中において可能であるが、分離効果の面からは投入直後が好ましい。
【００２６】
更に、型枠に投入されたコンクリートに添加する分散剤は、初期分散剤に対して１〜200重量％（固形分比）の比率で添加することが好ましく、10〜50重量％が流動性の面から更に好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法は、遠心力による成型製品である、パイル、ヒューム管、ポール等のコンクリート製品に使用されるもので、コンクリートの種類や用いる材料については限定するものではない。
【００２８】
また本発明においては、公知の添加剤（材）を併用することができる。消泡剤、増粘剤、防水剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、ＡＥ剤、界面活性剤類等が一例として挙げられる。これらは、予めコンクリートに配合されていてもよいし、必要に応じて遠心成型型枠に投入されたコンクリートに配合してもよい。
【００２９】
【実施例】
（１）コンクリート配合物
表１に実施例及び比較例で用いたコンクリートの配合を示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
（２）分散剤
表２に実施例及び比較例で用いた用いた分散剤を示す。それらのうち、No.１〜７は、特開昭59-162163号公報、特開平2-163108号公報、特開平7-223852号公報、特開平11-157897号公報等の記載に準じて製造したものである。EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオキシドを表し、（）の次の数字は平均付加モル数である。分散剤No.５はブロック付加物である。また、分散剤の平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算）により求めたものである。
【００３２】
【表２】

【００３３】
（３）評価
表１に示すコンクリート配合物に、表２の分散剤（初期分散剤）を、表３の組み合わせでJIS-A1101によるスランプ値が５±１cmになるように添加した。この初期分散剤は型枠に投入されるコンクリートのスランプ値を調整するためのものである。次に、内径200mm×長さ300mmの遠心成型型枠に該コンクリートを16kg投入し、更に表２に示す分散剤の５％水溶液を、表３の組み合わせ及び比率（対初期分散剤）で添加して、遠心成型を行った。遠心条件は、低速（２Ｇ(19.6ｍ/ｓ²)）で２分、中速（８Ｇ(78.5ｍ/ｓ²)）で２分、高速（28Ｇ(106.4ｍ/ｓ²)）で２分とし、排出されるスラッジ固形分（110℃×４時間乾燥）を測定した。結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】

【００３５】
【発明の効果】
本発明により、産業廃棄物低減に係わる環境改善が可能となる。

Claims

遠心成型型枠に投入された分散剤（イ）を含有するコンクリートに、分散剤（ロ）を添加する工程を有する遠心製品の製造方法であって、
分散剤（イ）及び分散剤（ロ）が、それぞれ、スルホン酸基含有芳香族化合物からなる分散剤（A1）及びアルキレンオキシド付加型化合物からなる分散剤（A2）から選ばれる１種以上であり、
分散剤（イ）としてアルキレンオキシド系分散剤を用い、且つ分散剤（ロ）としてアルキレンオキシド系分散剤を用いるか、
分散剤（イ）としてナフタレン系分散剤を用い、且つ分散剤（ロ）としてナフタレン系分散剤を用いるか、又は、
分散剤（イ）としてメラミン系分散剤を用い、且つ分散剤（ロ）としてメラミン系分散剤を用いる、
遠心製品の製造方法。
前記分散剤（ロ）を、前記分散剤（イ）に対して１〜200重量％（固形分比）の比率で添加する請求項１記載の遠心製品の製造方法。
分散剤（A1）が、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及びメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩から選ばれる１種以上であり、分散剤（A2）が、アルキレンオキシド平均付加モル数２〜300のビニル系単量体の１種以上と、カルボキシル基、スルホン酸基もしくはアミド基を有する化合物又はそれらの水溶性塩からなるビニル系単量体の１種以上とを含有する単量体混合物を重合して得られる水溶性共重合体である請求項１又は２記載の遠心製品の製造方法。