JP6958495B2 - モルタル用組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
1.
セメント、減水剤、水、水溶性セルロースエーテル及び細骨材を含むモルタル用組成物の製造方法であって、
セメント、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤及びナフタリン系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である減水剤及び水を含む第1構成材料(ただし、水溶性セルロースエーテルを除く)を混合して中間混合物を得る第1混合工程と、
前記中間混合物にヒドロキシアルキルアルキルセルロースである水溶性セルロースエーテルを含む第2構成材料を添加し混合してモルタル用組成物を得る第2混合工程とを有し、
細骨材が前記第1構成材料及び/又は第2構成材料に含まれるモルタル用組成物の製造方法。
2.
前記減水剤が、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤及びポリカルボン酸系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である1に記載のモルタル用組成物の製造方法。
3.
前記減水剤のセメントに対する吸着率が3%以上である1又は2に記載のモルタル用組成物の製造方法。
4.
前記水溶性セルロースエーテルが、ヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルセルロースである1〜3のいずれかに記載のモルタル用組成物の製造方法。
5.
前記第1混合工程において、まず前記セメントと細骨材とをドライブレンドし、これに減水剤と水とを予め混合しておいたものを添加し混合して中間混合物を得る1〜4のいずれかに記載のモルタル用組成物の製造方法。
6.
鏝塗り作業用の組成物を製造するものである1〜5のいずれかに記載のモルタル用組成物の製造方法。
7.
第1混合工程における混合時間が1〜15分間であり、第2混合工程における混合時間が1〜15分間である1〜6のいずれかに記載のモルタル用組成物の製造方法。
本発明に係るモルタル用組成物の製造方法は、セメント、減水剤、水、水溶性セルロースエーテル及び細骨材を含むモルタル用組成物の製造方法であって、セメント、減水剤及び水を含む第1構成材料(ただし、水溶性セルロースエーテルを除く)を混合して中間混合物を得る第1混合工程と、前記中間混合物に水溶性セルロースエーテルを含む第2構成材料を添加し混合してモルタル用組成物を得る第2混合工程とを有し、細骨材が前記第1構成材料及び/又は第2構成材料に含まれることを特徴とするものである。
まずセメント、減水剤及び水を含む第1構成材料(ただし、水溶性セルロースエーテルを除く)を混合して中間混合物を得る。
また、メラミン系減水剤の具体例としては、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩縮合物、メラミンスルホン酸塩ポリオール縮合物等が挙げられる。
また、ポリカルボン酸系減水剤の具体例としては、ポリカルボン酸エーテル系、ポリカルボン酸エーテル系と架橋ポリマーの複合体、ポリカルボン酸エーテル系と配向ポリマーの複合体、ポリカルボン酸エーテル系と高変性ポリマーの複合体、ポリエーテルカルボン酸系高分子化合物、マレイン酸共重合物、マレイン酸エステル共重合物、マレイン酸誘導体共重合物、カルボキシル基含有ポリエーテル系、末端スルホン基を有するポリカルボン酸基含有多元ポリマー、ポリカルボン酸系グラフトコポリマー、ポリカルボン酸系化合物、ポリカルボン酸エーテル系ポリマー等が挙げられる。
また、ナフタレン系減水剤の具体例としては、ナフタレンスルホン酸塩及びその誘導体等が挙げられる。
これらの減水剤の中で、モルタル用組成物の保水性及び凝結時間の観点から、リグニン系減水剤を用いることが好ましい。
なお、減水剤のセメントに対する吸着率は、全有機体炭素計によって測定したTOC(全有機炭素)値に基づいて算出することができる。その詳細は実施例に述べる。
なお、WRA/C1(%)=(減水剤の質量(g))/(第1混合工程におけるセメント質量(g))×100である。
細骨材に対する前記無機増量材及び/又は有機増量材の質量比は、モルタル用組成物の鏝塗作業性の観点から好ましくは0.01〜2.5である。
v1=π×d×n1/60000
v2=2×π×r×n2/60000
ドライブレンドによる混合時間は、混合均一性の観点から好ましくは0.5〜10分間、より好ましくは1〜5分間である。
次に、得られた中間混合物に水溶性セルロースエーテルを含む第2構成材料を添加し混合してモルタル用組成物を得る。
なお、追加のセメント及び/又は無機増量材は、単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。また、追加のセメント及び/又は無機増量材は、市販のものを用いることができる。
<使用材料明細>
(1)減水剤;表1に記載のもの
(2)水溶性セルロースエーテル;表2に記載のもの
(3)セメント;普通ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製)
(4)細骨材;珪砂5・6号(三河珪石(株)製、粒度分布0.075〜0.425mm)
(5)水;水道水
表1中、吸着率は減水剤のセメントに対する吸着率のことであり、以下の方法で算出した。
まず、減水剤5g(乾燥前の質量)を秤量瓶に量りとり、恒量になるまで105℃で乾燥し、乾燥後の質量を測定した。そして、下記算出式より、減水剤の固形分濃度を算出した。
減水剤の固形分濃度(%)=(乾燥後の質量(g))/(乾燥前の質量(g))×100
次に、算出した減水剤の固形分濃度を基に、減水剤にイオン交換水を加え、減水剤の固形分を0.5質量%含む減水剤の水溶液30g(試料1)を調製した。
次いで、試料1(30g)に普通ポルトランドセメント5gを添加し、ロータリーミキサー(NA−404、(株)日信理化製)を用いて、回転数15rpmで1時間混合した後、遠心機(RS−205、(株)トミー精工製)を用いて遠心分離(回転数3,000rpm、処理時間5分間)を行い、上澄み液(試料2)を得た。
得られた試料1及び2のTOC値を、燃焼式全有機炭素分析装置(TOC−V、(株)三菱ケミカルアナリテック製)を用いて下記の測定条件にて分析した。
(測定条件)
サンプル量:100μL
ヒーター温度:870℃
キャリアガス流量:300ml/min
キャリアガス種:酸素
なお、減水剤としてリグニンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、ナフタリン系減水剤を用いた場合、試料1を体積基準(mL)で40倍にイオン交換水で希釈し、試料2を体積基準(mL)で20倍にイオン交換水で希釈してTOC値を測定した。また、減水剤としてポリカルボン酸系減水剤を用いた場合、試料1及び2をそれぞれ体積基準(mL)で50倍にイオン交換水で希釈してTOC値を測定した。
次に、得られた試料1及び2のTOC値に基づき、下記算出式より減水剤のセメントに対する吸着率(%)を算出した。
減水剤のセメントに対する吸着率(%)={1−(試料2のTOC値)/(試料1のTOC値)}×100
また、表2中の置換度(DS)はアルキル基の置換度、置換モル数(MS)はヒドロキシアルキル基の置換モル数である。
表2中の粘度は、1質量%水溶液の20℃におけるB−H型粘度計(回転数20rpm)での測定値である。
(実施例1)
直径140mmのパドルを回転部中心から自転軸中心までの距離が30mmである位置に一つ備える5リットルのモルタルミキサー(C138A−48、(株)丸東製作所製)に所定量のセメント(C1)及び細骨材(S1)を入れ、モルタルミキサーの自転運動における周速を1.0m/s(回転数140rpm)、公転運動における周速を0.2m/s(回転数62rpm)としてドライブレンドを1分間行うことによりドライモルタルを調製した。次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、減水剤(No.1)及び水の所定量全量を予め混合したものを投入し、3分間混合することにより中間混合物を得た(第1混合工程)。
次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、所定量の水溶性セルロースエーテル(No.1)を投入し、2分間混合することによりモルタル用組成物を製造した(第2混合工程)。
各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
直径140mmのパドルを回転部中心から自転軸中心までの距離が30mmである位置に一つ備える5リットルのモルタルミキサー(C138A−48、(株)丸東製作所製)に所定量のセメント(C1)、減水剤(No.1)及び水を入れ、モルタルミキサーの自転運動における周速を1.0m/s(回転数140rpm)、公転運動における周速を0.2m/s(回転数62rpm)にて、3分間混合することにより中間混合物を得た(第1混合工程)。
次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、水溶性セルロースエーテル(No.1)及び細骨材(S2)の所定量全量を予め混合したものを投入後、2分間混合することによりモルタル用組成物を製造した(第2混合工程)。
各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
直径140mmのパドルを回転部中心から自転軸中心までの距離が30mmである位置に一つ備える5リットルのモルタルミキサー(C138A−48、(株)丸東製作所製)に所定量のセメント(第1のセメント(C1))及び細骨材(S1)を入れ、モルタルミキサーの自転運動における周速を1.0m/s(回転数140rpm)、公転運動における周速を0.2m/s(回転数62rpm)としてドライブレンドを1分間行うことによりドライモルタルを調製した。次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、減水剤(No.1)及び水の所定量全量を予め混合したものを投入し、3分間混合することにより中間混合物を得た(第一工程)。
次に、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、水溶性セルロースエーテル(No.1)及びセメント(第2のセメント(C2))の所定量全量を予め混合したものを投入し、2分間混合することによりモルタル用組成物を製造した(第2混合工程)。なお、C1:C2=95:5とした。
各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
実施例3において、第1のセメント(C1)と第2のセメント(C2)の質量比(C1:C2)を50:50、25:75に変更し、それ以外は実施例3と同じ条件でモルタル用組成物を製造した。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
実施例4において、第1混合工程又は第2混合工程における混合時間を10分間に変更し、それ以外は実施例4と同じ条件でモルタル用組成物を製造した。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
実施例4において、水溶性セルロースエーテルの種類をNo.2、3、4のものに変更し、それ以外は実施例4と同じ条件でモルタル用組成物を製造した。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
実施例4において、減水剤の種類をNo.2、3、4、5のものに変更し、それ以外は実施例4と同じ条件でモルタル用組成物を製造した。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
実施例4において、減水剤の添加量を1.0質量部に変更し、それ以外は実施例4と同じ条件でモルタル用組成物を製造した。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
直径140mmのパドルを回転部中心から自転軸中心までの距離が30mmである位置に一つ備える5リットルのモルタルミキサー(C138A−48、(株)丸東製作所製)に所定量のセメント(第1のセメント(C1))、減水剤(No.1)及び水を入れ、モルタルミキサーの自転運動における周速を1.0m/s(回転数140rpm)、公転運動における周速を0.2m/s(回転数62rpm)にて、3分間混合することにより中間混合物を得た(第1混合工程)。
次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま、水溶性セルロースエーテル(No.1)、セメント(第2のセメント(C2))及び細骨材(S2)の所定量全量を予め混合したものを投入後、2分間混合することによりモルタル用組成物を製造した(第2混合工程)。なお、C1:C2=50:50とした。
各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、第1混合工程及び第2混合工程における混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表3に示す。
混合工程を2つに分けることなく、1つの混合工程でモルタル用組成物を製造した。即ち、直径140mmのパドルを回転部中心から自転軸中心までの距離が30mmである位置に一つ備える5リットルのモルタルミキサー(CB−34、(株)丸東製作所製)に所定量の水溶性セルロースエーテル(No.1)、セメント及び細骨材を入れ、モルタルミキサーの自転運動における周速を1.0m/s(回転数140rpm)、公転運動における周速を0.2m/s(回転数62rpm)としてドライブレンドを1分間行うことによりドライモルタルを調製した。次いで、モルタルミキサーの自転運動及び公転運動における周速を維持したまま減水剤(No.1、3、4、5のいずれか)及び水の所定量全量を予め混合したものを投入し、3分間混合することによりモルタル用組成物を得た。
減水剤及び水溶性セルロースエーテルの種類、各構成材料の添加量、水/セメント比(W/C)、混合時間等のモルタル用組成物の製造条件を表4に示す。
<モルタル用組成物の評価>
1.保水率
JIS A 6916:2014付属書Aに準じた。
2.凝結始発時間
JIS A 1147:2007に準じた。
得られた結果を表3、4に示す。
これは、水溶性セルロースエーテルを含むモルタル用組成物の保水性や凝結特性は水溶性セルロースエーテルのセメントに対する吸着の程度の違いにより異なるが、減水剤をセメントと先に混合して吸着させることにより、水溶性セルロースエーテルのセメントに対する吸着を見掛け上、低下させることができたためと考えられる。
Claims (7)
- セメント、減水剤、水、水溶性セルロースエーテル及び細骨材を含むモルタル用組成物の製造方法であって、
セメント、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤及びナフタリン系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である減水剤及び水を含む第1構成材料(ただし、水溶性セルロースエーテルを除く)を混合して中間混合物を得る第1混合工程と、
前記中間混合物にヒドロキシアルキルアルキルセルロースである水溶性セルロースエーテルを含む第2構成材料を添加し混合してモルタル用組成物を得る第2混合工程とを有し、
細骨材が前記第1構成材料及び/又は第2構成材料に含まれるモルタル用組成物の製造方法。 - 前記減水剤が、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤及びポリカルボン酸系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載のモルタル用組成物の製造方法。
- 前記減水剤のセメントに対する吸着率が3%以上である請求項1又は2に記載のモルタル用組成物の製造方法。
- 前記水溶性セルロースエーテルが、ヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルセルロースである請求項1〜3のいずれか1項に記載のモルタル用組成物の製造方法。
- 前記第1混合工程において、まず前記セメントと細骨材とをドライブレンドし、これに減水剤と水とを予め混合しておいたものを添加し混合して中間混合物を得る請求項1〜4のいずれか1項に記載のモルタル用組成物の製造方法。
- 鏝塗り作業用の組成物を製造するものである請求項1〜5のいずれか1項に記載のモルタル用組成物の製造方法。
- 第1混合工程における混合時間が1〜15分間であり、第2混合工程における混合時間が1〜15分間である請求項1〜6のいずれか1項に記載のモルタル用組成物の製造方法。
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