JP5489430B2 - セメント組成物 - Google Patents
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しかし、収縮低減剤の添加量の増加に伴い、添加されるセメント組成物の収縮抑制量は増加するが、一方で、セメント組成物の生成過程に影響を及ぼし、硬化遅延や強度低下を誘引することが報告されている。このような種々の耐久性上の問題に基づき、収縮低減剤の添加量をセメント組成物の生成過程に悪影響を及ぼさない程度に調整する必要があり、そのため添加量が少なくなり、目標とする収縮抑制量の確保が困難であるといった問題がある。一方、収縮低減剤の添加量は少量であっても、収縮低減剤が添加されたセメント組成物は耐凍害性(凍結融解抵抗性)が著しく劣化することも報告されている(日本建築学会大会学術講演梗概集、昭和60年10月、p.1254(非特許文献1)、日本建築学会大会学術講演梗概集、2000年9月、p.1321(非特許文献2)、日本建築学会コンクリート材料の基準化に関するシンポジウム資料セメント・コンクリート用混和材料およびそれらの基準化に関する技術の現状と論文集、2006年9月、p.82(非特許文献3)参照)。
〔1〕下記A成分とB成分とを有効成分とするセメント組成物用収縮低減剤。
A成分:水に対するA成分の20℃における飽和濃度が5重量%未満である非水溶性の化合物
B成分:A成分を乳化または可溶化する界面活性剤であって、HLB値(ただし2種以上の界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのHLB値)が9以上の界面活性剤
〔2〕前記A成分が、下記の(a)〜(c)から選択される1種または2種以上の化合物である〔1〕に記載のセメント組成物用収縮低減剤。
(a)脂肪油
(b)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、及びそれらの誘導体
(c)HLB値(ただし2種以上の非イオン界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのHLB値)が8以下、疎水基部の炭素数は4〜18、炭素数2〜3のオキシアルキレン基の合計付加モル数が2〜30である非イオン界面活性剤
〔3〕〔1〕または〔2〕に記載のセメント組成物用収縮低減剤をあらかじめ水に溶解した後、セメントに添加し製造することを特徴とするセメント組成物。
〔4〕〔1〕または〔2〕に記載のセメント組成物用収縮低減剤を含有するセメント組成物。
また、本発明のセメント組成物用収縮低減剤は添加量を増加させても耐久性に与える影響が少ないため、収縮抑制量に見合った添加量をセメント組成物に添加することが可能となる。
A成分:水に対するA成分の20℃における飽和濃度が5重量%未満である非水溶性の化合物
B成分:A成分を乳化または可溶化する界面活性剤であって、HLB値が9以上の界面活性剤
(a)脂肪油
(b)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、及びそれらの誘導体
(c)HLB値が8以下、疎水基部の炭素数は4〜18、炭素数2〜3のオキシアルキレン基の合計付加モル数が2〜30である非イオン界面活性剤
脂肪油とは、油脂のうち、融点が低く常温で液体のものを意味する。脂肪油の由来は特に問わず、動物由来(動物性脂肪油)のもの、および植物由来のものを利用することができる。脂肪油の融点は、通常45℃以下、好ましくは10℃以下である。下限は特に制限はないが、モノ不飽和脂肪酸、ジ不飽和脂肪酸、トリ不飽和脂肪酸共に、通常−5℃以上である。脂肪油の例としては、オリーブ油、あまに油、きり油、鯨油、魚油、肝油、ミンク油などが挙げられる。
脂肪酸とは、一般式CnHmCOOH(nは通常1以上の整数、好ましくは3〜19(ブタン酸〜5.8.11イコサテトラエン酸)の整数を示す。mは通常1以上の整数、好ましくは7〜41の整数を示す。)で表わされる、炭化水素の1価のカルボン酸である。脂肪酸は、炭素鎖に二重結合あるいは三重結合を有するか(不飽和度)によって分類がなされる。炭素鎖に二重結合あるいは三重結合を有しない(飽和である)ものを飽和脂肪酸といい、炭素鎖に二重結合、三重結合を有するものを不飽和脂肪酸という。脂肪酸としては例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸などの不飽和脂肪酸が挙げられる。飽和脂肪酸の場合は短鎖〜中鎖脂肪酸(上記一般式中nが3〜10の脂肪酸)が好ましい。このうち、飽和脂肪酸のカプロン酸、不飽和脂肪酸のオレイン酸がより好ましい。
HLB(Hydrophil−Lipophil−Balance)値とは、界面活性剤の水と油(水に不溶性の有機化合物)への親和性の程度を表す値であり、本発明においては、グリフィン法で算定した値である。
B成分の界面活性剤は、A成分を乳化または可溶化することができる界面活性剤である。すなわち、セメント組成物中の水或いは本発明の収縮低減剤が含有する水にA成分を溶解させエマルションまたは可溶化させることができる。エマルションとは一般に、水中におけるエマルション径が0.1〜10μmであることを意味する。可溶化とは一般に、水中におけるエマルション径が0.1μm以下、通常は0.001〜0.1μmであることを意味する。従って、B成分の界面活性剤は、セメント組成物中の水或いは本発明の収縮低減剤が含有する水における、A成分のエマルション径を10μm以下とし得る界面活性剤である。
なお、水中油滴エマルションとは水が連続相であり油が分散相である状態(油滴が水中に分散した状態)を意味する。油中水滴エマルションとは油が連続相であり水が分散相である状態(油滴が水中に分散した状態)を意味する。
表1に示す組成でA成分とB成分を、スターラーを用いて2分間攪拌混合して乳化製剤を調製した。実施例3については乳化製剤を水に添加した。表1中の数値はA成分、B成分の合計を100重量部とした際の各々の重量部割合を示す。また表1中の「PO」「EO」はそれぞれオキシプロピレン基、オキシエチレン基を示す。また、実施例のA成分の、水に対する飽和濃度(20℃)は、いずれも0.5重量%未満であった。
水セメント重量比0.5のセメントペーストから簡易断熱温度上昇試験を行った。使用材料は普通ポルトランドセメント(密度=3.16g/m3)を使用し、環境温度20℃の室内で試験を実施した。計量したセメントに所定量の水道水及び収縮低減剤を投入し、ハンドミキサで1分間低速攪拌後、高速で1分間攪拌した。攪拌した試料をφ5cmの円筒型ビニル袋に250g量り取り、d=20cm、w=20cm、h=30cmのウレタンフォーム製の簡易断熱箱の中心部に入れ、T熱伝対を用いて試料中心部の発熱温度(水和発熱温度)を測定した。発熱温度はセメントの水和反応に伴う反応熱であり、本試験は、凝結時間や初期強度に影響を与える初期の水和反応の活性具合を確認できる試験である。比較例1から逸脱した発熱性状は初期の水和反応に影響を与えている結果である。
表3に示すコンクリート調合条件で、普通ポルトランドセメント3種等量混合(密度=3.16g/m3、比表面積=3330cm2/g)、細骨材(掛川産山砂、密度=2.58g/m3)及び粗骨材(青梅産硬質砂岩砕石、密度=2.67g/m3)を使用して環境温度20℃の室内でコンクリートを混練した。全区分で、(株)フローリック社製のAE減水剤標準形フローリックSをセメント重量に対して1重量%添加した。目標スランプを19±1cmとし、空気量に関しては目標空気量を4.5±1.5%に設定し、目標空気量となるよう(株)フローリック社製のAE150(主成分ポリオキシエチレン型界面活性剤)を使用し調整した。収縮低減剤はコンクリート製造後、ミキサ内のコンクリートに、表3に示す所定量の収縮低減剤を混入しミキサで攪拌した。
Claims (3)
- 下記A成分とB成分とを有効成分とするセメント組成物用収縮低減剤を、セメント組成物に含まれる、セメント、シリカヒューム、フライアッシュ、石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末、膨張剤、及びこれら以外の鉱物質微粉末から選ばれる1又は2以上の粉体材料の合計に対して0.2重量%〜10重量%含有するセメント組成物。
A成分:水に対するA成分の20℃における飽和濃度が5重量%未満である非水溶性の化合物であって、下記の(a)〜(c)から選択される1種または2種以上の化合物
(a)脂肪油
(b)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、及びそれらの誘導体
(c)HLB値(ただし2種以上の非イオン界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのHLB値)が8以下、疎水基部の炭素数は4〜18、炭素数2〜3のオキシアルキレン基の合計付加モル数が2〜30である非イオン界面活性剤
B成分:A成分を乳化または可溶化する界面活性剤であって、グリフィン法で算定されるHLB値(ただし2種以上の界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのグリフィン法で算定されるHLB値)が9以上の界面活性剤 - 下記A成分とB成分とを有効成分とするセメント組成物用収縮低減剤を、セメント組成物に含まれる、セメント、シリカヒューム、フライアッシュ、石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末、膨張剤、及びこれら以外の鉱物質微粉末から選ばれる1又は2以上の粉体材料の合計に対して0.2重量%〜10重量%添加するセメント組成物の製造方法。
A成分:水に対するA成分の20℃における飽和濃度が5重量%未満である非水溶性の化合物であって、下記の(a)〜(c)から選択される1種または2種以上の化合物
(a)脂肪油
(b)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、及びそれらの誘導体
(c)HLB値(ただし2種以上の非イオン界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのHLB値)が8以下、疎水基部の炭素数は4〜18、炭素数2〜3のオキシアルキレン基の合計付加モル数が2〜30である非イオン界面活性剤
B成分:A成分を乳化または可溶化する界面活性剤であって、グリフィン法で算定されるHLB値(ただし2種以上の界面活性剤の組み合わせの場合には前記界面活性剤を混合したときのグリフィン法で算定されるHLB値)が9以上の界面活性剤 - セメント組成物用収縮低減剤をあらかじめ水に溶解した後、セメントに添加する、請求項2に記載のセメント組成物の製造方法。
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