JP6976834B2 - コンクリートおよび／またはモルタルに使用される混和剤 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートおよび／またはモルタルに使用される混和剤に関する。

コンクリートブロック等に使用される即時脱型コンクリートは、セメントを水和させるために必要な水分のみを添加して、セメントおよび骨材を混練して得た超硬練りコンクリートを型に充填し、機械による外部振動を加えて締め固めを行いながら加圧成形し、直ちに脱型して製造される。

即時脱型コンクリートは、単位水量の極めて少ない超硬練り配合とすることで、脱型直後の塑性変形を抑制したコンクリート製品を得ることができるが、一般のコンクリートに比べて空隙量が多くなる。そのため、練混ぜ水の一部や外部から浸透する雨水に起因する水分が移動し易く、可溶性の白華成分も水分の移動と共にコンクリート表面に移行するため、即時脱型コンクリート製品は一般に白華が発生し易い。

白華は、セメントの水和反応により生成する水酸化カルシウム等の石灰分が、水の移動と共に表面に移行し、炭酸ガスと反応することにより生じる。コンクリートブロック製品に白華が出ると、製品価値が著しく失われる。現在、白華を抑制する薬剤はあるが、要求を満足する程度にその性能を発揮する薬剤は開発されていなのが現状であり、大きな課題の一つとなっている。また、白華を抑制しつつ、経時的に着色しないなど表面外観を損なわない薬剤が求められている。

防水性は、コンクリートやモルタルのようなセメント硬化体に求められる基本的な特性であり、優れた防水性を得るためには、硬化体表面に付着した水を弾く撥水性と共に、表面に付着した水が滲み込み難いような耐吸水性、耐透水性を有することが必要である。

即時脱型に用いる超硬練りコンクリートは、湿った土のようなパサパサした状態のコンクリートであるため、強力な振動下においても充填不足を招き、コンクリート製品の強度が低下したり、コンクリート表面に空隙が生じたりしやすく、不良率が増加し歩留りが悪くなる。

コンクリートには、白華抑制、防水性向上、充填率向上、表面外観向上、凍結融解性向上など、様々な性能が求められているが、こうした性能を得るために、その界面活性作用や水和調整作用によってコンクリートの諸性質の改善を図る化学混和剤を添加することが行われている。

即時脱型コンクリートにおいては、特に白華が発生し易いためその抑制が求められている。従来、化学混和剤としてアルキルスルホ琥珀酸塩と脂肪酸アルキロールアミドを配合した混和剤（特許文献１）、陰イオン界面活性剤もしくは非イオン界面活性剤と、ソルビトールやオリゴ糖等を配合した混和剤（特許文献２）、陰イオン界面活性剤、デキストリン、アルキルアミンオキサイドを配合した混和剤（特許文献３）等が提案されているが、白華抑制や表面外観向上が十分ではない。

混和剤に脂肪酸陰イオンを用いた技術としては、特許文献４の技術が提案されている。特許文献４には、炭素数１２〜１４の脂肪酸カリウム塩と炭素数１６〜１８の脂肪酸カリウム塩を配合した混和剤が提案されているが、脂肪酸陰イオンのみでは白華抑制や型への充填性は十分ではない。

特開２００５−３０６６８３号公報 特開昭５９−２２７７５２号公報 特開平０４−１７０３４６号公報 特開２００６−２２５２１４号公報

本発明は、コンクリートやモルタルにおける白華を抑制し、かつ防水性や型への充填性、表面外観を高めることができる混和剤を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の混和剤は、コンクリートおよび／またはモルタルに使用される混和剤であって、
（Ａ）飽和脂肪酸陰イオン、および
（Ｂ）脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤
を含有することを特徴としている。

本発明によれば、コンクリートやモルタルにおける白華を抑制し、かつ防水性や型への充填性、表面外観を高めることができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明の混和剤において、（Ａ）成分の飽和脂肪酸陰イオンとしては、特に限定されないが、炭素数は８〜２２が好ましく、１２〜１８がより好ましい。飽和脂肪酸陰イオンの脂肪族基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよいが、直鎖状が好ましい。飽和脂肪酸陰イオンに対応する飽和脂肪酸としては、例えば、カプリル酸（Ｃ８）、カプリン酸（Ｃ１０）、ラウリン酸（Ｃ１２）、ミリスチン酸（Ｃ１４）、パルミチン酸（Ｃ１６）、ステアリン酸（Ｃ１８）、アラキジン酸（Ｃ２０）、ベヘン酸（Ｃ２２）等が挙げられる。

（Ａ）成分の飽和脂肪酸陰イオンは、飽和脂肪酸塩として配合されるものであり、本発明の混和剤に（Ａ）成分として配合する飽和脂肪酸塩としては、無機塩、有機塩を用いることができる。無機塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩等が挙げられる。有機塩としては、例えば、アンモニウム塩、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、２−アミノ−２−メチルプロパノール塩、２−アミノ−２−メチルプロパンジオール等の有機アミン塩、リジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸塩等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ナトリウム塩、カリウム塩や、これらと有機アミン塩を組み合わせたものが好ましい。

（Ａ）成分の飽和脂肪酸陰イオンは、１種単独でも２種以上を組み合わせたものであってもよいが、２種以上を組み合わせたものが好ましい。例えば、ラウリン酸塩と、炭素数１４〜１８の直鎖飽和脂肪酸塩から選ばれる少なくとも１種とを、好ましくは１：０．２〜５、より好ましくは１：０．５〜４の質量比で組み合わせて配合したものが挙げられる。

飽和脂肪酸陰イオンを配合することにより、セメント硬化体に撥水性、耐吸水性、耐透水性を付与して、防水性を高めることができる。また、防水性を高める効果以外に空気連行作用も有する効果もあるが、飽和脂肪酸陰イオンのみでは混練り時にセメント粒子が凝集する。

本発明の混和剤は、この混和剤に含まれる全脂肪酸陰イオンに対する（Ａ）成分の質量比が０．５以上であることが好ましい。脂肪酸陰イオンにおいて飽和脂肪酸陰イオンの質量比が高いことで、肌面が着色することを抑制し表面外観を高めることができる。この観点において、全脂肪酸陰イオンに対する（Ａ）成分の質量比は、０．７以上が好ましく、０．８以上がより好ましく、０．９以上が最も好ましい。

脂肪酸陰イオンのうち、（Ａ）成分以外のものとしては、不飽和脂肪酸陰イオンが挙げられる。不飽和脂肪酸陰イオンとしては、特に限定されないが、炭素数は、例えば１４〜２２である。不飽和脂肪酸陰イオンの脂肪族基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、不飽和脂肪酸陰イオンに対応する不飽和脂肪酸としては、例えば、パルミトレイン酸（Ｃ１６：１）、オレイン酸（Ｃ１８：１）等が挙げられる。不飽和脂肪酸陰イオンは、不飽和脂肪酸塩として配合されるものであり、不飽和脂肪酸塩としては、例えば、飽和脂肪酸塩として前述したような無機塩、有機塩を用いることができる。

（Ａ）成分の飽和脂肪酸陰イオンのみでは、特に白華抑制と型への充填性が不十分であり、（Ｂ）成分である脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤のみでは、特に白華抑制と防水性が不十分であるが、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を併用することで白華抑制作用はこれらを単独で用いた場合に比べて相乗的に顕著な向上を示し、防水性と型への充填性もこれらを単独で用いた場合と同様もしくはそれ以上の効果を発揮する。

本発明の混和剤において、（Ｂ）成分である脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤としては、特に限定されず、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

非イオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸アルカノールアミド（例えば、ヤシ油脂肪酸モノまたはジエタノールアミド、ラウリン酸モノまたはジエタノールアミド、パルミチン酸モノまたはジエタノールアミド、ミリスチン酸モノまたはジエタノールアミド、ステアリン酸モノまたはジエタノールアミド、オレイン酸モノまたはジエタノールアミド、パーム油脂肪酸モノまたはジエタノールアミド等、特に脂肪酸の炭素数８〜１８の脂肪酸アルカノールアミド）、ポリオキシアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等）、ポリオキシエチレンアルキルアミン（例えば、脂肪族一級アミン（炭素数１２〜１８の直鎖状もしくは分岐状）のエチレンオキシド２〜２０モル付加体等）、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレン（硬化）ヒマシ油、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ヒマシ油脂肪酸エステル、硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ジグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、有機酸モノグリセライド、ポリエチレングリコール脂肪酸モノエタノールアミド、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンラノリンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ラウリン酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油ピログルタミン酸脂肪酸ジエステル、ピログルタミン酸脂肪酸グリセリル、ポリオキシエチレングリセリルピログルタミン酸脂肪酸ジエステル、ポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。

陰イオン界面活性剤としては、例えば、スルホン酸塩型、リン酸エステル塩型、硫酸エステル塩型、カルボン酸塩型等が挙げられる。スルホン酸塩型の陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、アシルイセチオン酸塩、アルキルグリシジルエーテルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、Ｎ−アシルメチルタウリン塩、ホルマリン縮合系スルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、アルキルアミドスルホン酸塩、アルケニルアミドスルホン酸塩、アルキルグリセリルエーテルスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルスルホン酸塩等が挙げられる。リン酸エステル塩型の陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルリン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、脂肪酸アミドエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。硫酸エステル塩型の陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩、脂肪酸モノグリセリド硫酸塩、ポリオキシアルキレン脂肪族アミドエーテル硫酸塩、アルキルグリセリルエーテル硫酸塩、硫酸化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。カルボン酸塩型の陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、脂肪酸アミドエーテルカルボン酸塩、アシル乳酸塩、Ｎ−アシルグルタミン酸塩、Ｎ−アシルアラニン塩、Ｎ−アシルサルコシン塩、Ｎ−アシル−ω−アミノ酸塩、アルキルスルホ酢酸塩、アルケニルスルホ酢酸塩、アルケニルコハク酸塩、ロジン酸塩、ナフテン酸塩等が挙げられる。

陽イオン界面活性剤としては、例えば、モノアルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、Ｎ，Ｎ−ジアルキロイルオキシエチル−Ｎ−メチル，Ｎ−ヒドロキシエチルアンモニウム塩、ステアリルジメチルベンジルアンモニウム塩等の第４級アンモニウム塩や、アルキルピリジニウム塩、アルキルアミン塩等が挙げられる。

両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、レシチン、水添レシチン、アルキルオキシヒドロキシプロピルアルギニン塩酸塩、ラウリルヒドロキシスルタイン、ラウリミノジプロピオン酸ナトリウム、ウンデシルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインナトリウム、ラウリルアミノジ酢酸ナトリウム、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、Ｎ−［３−アルキルオキシ−２−ヒドロキシプロピル］−Ｌ−アルギニン塩酸塩、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルアミノジプロピオン酸ナトリウム、ジヒドロキシアルキルメチルグリシン、ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム等が挙げられる。

これらの中でも、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミンから選ばれる非イオン界面活性剤、アルキルスルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩から選ばれる陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種の界面活性剤を含むことが好ましく、脂肪酸アルカノールアミドを含むことが好ましい。これらの界面活性剤を（Ｂ）成分として含むことで、白華抑制と防水性を損なうことなく型への充填性が特に良好となる。脂肪酸アルカノールアミドはその中でも型への充填性の向上が顕著である。

本発明の混和剤において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との含有比率（Ａ／Ｂ）は、特に限定されないが、白華を抑制し、かつ防水性と型への充填性を高める点、特に白華抑制がより顕著となる点から０．１〜１０が好ましく、０．２〜９がより好ましく、０．３〜５がさらに好ましく、０．６〜３が特に好ましく、０．７〜２が最も好ましい。

本発明の混和剤は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分に加えて、さらに、（Ｃ）アルコールを含有することが好ましい。本発明の混和剤を水で希釈して１液の剤とする場合、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を水に混合、溶解する際に増粘もしくはゲル化してハンドリング性を損なう場合があるが、本発明の混和剤に（Ｃ）成分を配合すると、これらを抑制する状態調整剤として機能し、ハンドリング性が向上する。また低温安定性が向上し、冬場のような低温下でも白濁したり、固化や分離したりすることが抑制される。（Ｃ）成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（Ｃ）成分は、炭素数１〜８の１価、２価、または３価アルコール、および炭素数２〜８のアルコキシアルコールから選ばれる少なくとも１種のアルコールが好ましい。

炭素数１〜８の１価アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ペンタノール、２−メチル−２−ブタノール、ヘキサノール、メチルペンタノール、ジメチルブタノール、２−エチルブタノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール等が挙げられる。

炭素数１〜８の２価アルコールとしては、例えば、メタンジオール、エチレングリコール、１,３−プロパンジオール、１,４−ブタンジオール、１,２−ペンタンジオール、１,４−ペンタンジオール、１,５−ペンタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２,２−ジメチル−１,３−プロパンジオール、１,２−ヘキサンジオール、１,６−ヘキサンジオール、１,２−オクタンジオール、１,８−オクタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。

炭素数１〜８の３価アルコールとしては、例えば、グリセリン等が挙げられる。

炭素数２〜８のアルコキシアルコールとしては、例えば、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（ｎ−プロポキシ）エタノール、２−イソプロポキシ−１−エタノール、３−（ｎ−プロポキシ）エタノール、２−（ｎ−ブトキシ）エタノール、２−(２−メトキシエトキシ)エタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−メトキシ−２−ブタノール、３−メトキシ−１−ブタノール、４−メトキシ−１−ブタノール、１−エトキシ−２−プロパノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、ブチルジグリコール等が挙げられる。

上記に例示した（Ｃ）成分の中でも、少ない量でハンドリング性の効果を発揮する点では炭素数２〜８のアルコキシアルコール、炭素数１〜８の１価アルコールが好ましく、少ない量でハンドリング性と低温安定性の効果を発揮する点では炭素数４〜６のアルコキシアルコール、炭素数１〜３の１価アルコールが好ましく、その中でも作業環境上や安全性の面から炭素数４〜６のアルコキシアルコールがより好ましい。

（Ｃ）成分の含有量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対して５〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましく、２０〜４０質量％がさらに好ましい。（Ｃ）成分が少な過ぎると効果を十分に発揮せず、（Ｃ）成分が多くなり過ぎると、引火点の問題や凍結融解抵抗性に悪影響を及ぼす懸念がある。炭素数４〜６のアルコキシアルコール、炭素数１〜３の１価アルコールは、２０質量％以上でハンドリング性と低温安定性の効果を発揮し得る。

本発明の混和剤は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分に加えて、さらに、（Ｄ）キレート剤を含有することが好ましい。この（Ｄ）成分を用いることで、（Ａ）成分である飽和脂肪酸陰イオンがコンクリート等の製造時に添加される練り水中のカルシウムと反応することを抑制すると共に、セメント等に含まれるカルシウムを吸着し、白華抑制作用がより向上する。特に、コンクリート等の練り水にはカルシウムを多く含む井戸水を使用することが多いため、（Ａ）成分を使用すると水中のカルシウムと反応して金属石けんが析出する。事前にストックタンクに希釈しておく場合等に析出が生じたり、セメント等に含まれるカルシウムと反応したりすると（Ａ）成分が減るため、白華抑制能が低下するが、（Ｄ）成分を配合することで、それらの問題を解決できる。

（Ｄ）成分のキレート剤としては、特に限定されないが、アミノカルボン酸系キレート剤やホスホン酸系キレート剤が挙げられ、これらの中でも、アミノカルボン酸系キレート剤が好ましい。アミノカルボン酸系キレート剤としては、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸四ナトリウム塩、ニトリロ三酢酸三ナトリウム塩、ジエチレントリアミノ五酢酸五ナトリウム塩、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸三ナトリウム塩等が挙げられる。（Ｃ）成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。（Ｄ）成分の含有量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対して１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がより好ましい。特に、練り水のカルシウム濃度が１００ｐｐｍ以上の場合には白華抑制に好適である。

本発明の混和剤は、（Ａ）成分を含む剤と（Ｂ）成分を含む剤との２剤型でもよいが、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を水で希釈した１液型が作業性の点から最も好ましい。ここで、１液型は用時混合型であってもよい。（Ｃ）成分は、１液型の混和剤に配合される。

本発明の混和剤は、１液型の場合、（Ａ）成分と（Ｂ）成分、さらに所望に応じて（Ｃ）成分、（Ｄ）成分を配合し、水を配合し希釈して調製することができる。

１液型の場合、本発明の混和剤における（Ａ）成分の含有量は、特に限定されないが、使用に適した濃度等の点から１〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。（Ｂ）成分の含有量は、特に限定されないが、使用に適した濃度等の点から１〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。

本発明の混和剤には、本発明の効果を損なわない範囲内において、（Ａ）〜（Ｄ）成分以外の他の成分を配合することができる。このような他の成分としては、例えば、空気連行剤（空気連行成分）、消泡剤（消泡成分、制泡成分）、減水剤（標準形、遅延形、促進形）、高性能ＡＥ減水剤（標準形、遅延形）、高性能減水剤、硬化促進剤、流動化剤（標準形、遅延形）、収縮低減剤、ＡＥ減水剤、凝結遅延剤、促進剤、急結剤、気泡剤、防錆剤、耐寒促進剤、付着モルタル安定剤、黒ずみ抑制剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、セルフレベリング剤、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石膏、膨張材等が挙げられる。

本発明の混和剤は、コンクリートおよび／またはモルタルに使用される。コンクリートやモルタルの種類は特に限定されず、流し込み工法に使用されるもの等であってもよいが、セメントを水和させるのに必要な水分のみを添加して、セメントおよび骨材を混練して得られた超硬練りコンクリートを使用する即時脱型コンクリートに好ましく使用される。

本発明の混和剤の添加量は、特に限定されないが、所望の効果を得る点等から、セメントに対して０．００１〜１．０質量％が好ましく、０．００５〜０．５質量％がより好ましい。また、予め練り水等に希釈して使用してもよく、必要に応じて他の混和剤と混合して添加してもよい。

本発明の混和剤が添加されるコンクリートやモルタルは、水とセメントと骨材と本発明の混和剤とを含む。

セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント、アルミナセメント等が挙げられる。

骨材としては、細骨材の他、コンクリートの場合は細骨材と共に粗骨材が使用される。細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、高炉スラグ細骨材等が挙げられ、粗骨材としては、砂利、砕石、高炉スラグ粗骨材等が挙げられる。

その他に、コンクリートやモルタルには、本発明の混和剤を必須として、その他の混和剤として、従来コンクリートやモルタルの性質や性能を改善するために用いられている、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、可塑剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、消泡剤、増粘剤、防水剤、分散剤、膨張剤等を必要に応じて併用することができる。また、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石微粉末等の無機混和材を添加することができる。

本発明の混和剤を用いた即時脱型コンクリート製品を製造する際には、例えば、セメントと骨材とを混合し、これに水および混和剤を加えて練り混ぜ、コンクリートを調製する。次に、コンクリートを型枠に入れ、外部振動を加えて締め固めを行いながら加圧成形し、成形後に即時脱型し、養生することで即時脱型コンクリート製品が得られる。

以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

１．混和剤の調製
混和剤は表１〜表４に示す各種成分を室温にて混合攪拌して得た。

２．試料の作製および評価
普通ポルトランドセメント４５０ｇ（太平洋セメント製）、標準砂１,３５０ｇ（セメント協会製）、水道水１５７．５ｇ（混和剤０.１ｗｔ％対セメントを含む）を用い（水／セメント比＝３５％、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製した。この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、７０℃、３時間蒸気養生を行った。

［白華抑制能］
モルタル試料を屋外に３ヶ月間放置し、白華の状態を目視で観察した。白華の状態について、５：非常に良好、４：良好、３：やや良好、２：やや不良、１：不良の５段階で評価した。

［防水性(吸水率）］
モルタル試料全体を１分間水中に沈め、以下計算式により吸水率を算出した。
吸水率（％）＝吸水後のモルタル重量[ｇ]／吸水前のモルタル重量[ｇ]×１００
防水性について、吸水率を指標として５：１％未満、４:１％以上３％未満、３:３％以上５％未満、２:５％以上１０％未満、１:１０％以上の５段階で評価した。

［充填率］
作製したモルタルをソノモールドミニ（容積１９２ｍｌ）に２層に分けて充填した後、モルタル重量を測定し、以下の計算式により充填率を算出した。
充填率(％)={(モルタル重量[ｇ]／２.６３４^※)／１９２[ｍｌ]}×１００
※モルタル配合比から算出した平均比重(Ｃ＝３.１６ Ｓ＝２.６５ Ｗ＝１.０として算出)。
充填率について、５：８５％以上、４：８０％以上８５％未満、３:７５％以上８０％未満、２：６５％以上７５％未満、１：６５％未満の５段階で評価した。

［表面外観］
養生後のモルタルの肌面の状態を目視で観察し、◎：良好、○：若干色つきがある、×：色つきがある、の３段階で評価した。
上記の評価結果を表１〜表３に示す。なお、上記評価項目のうち白華抑制能、防水性、充填率の５段階評価については、“２”以下は課題解決上不可、“３”は課題解決の最低限の基準を満たし、“４”は性能が顕著、“５”は特に顕著と判断した。表面外観の３段階評価については、“×”は課題解決上不可、“○”は課題解決の最低限の基準を満たし、“◎”は性能が顕著と判断した。また、各成分の配合量は質量部で示す。

表１および表２より、（Ａ）成分である飽和脂肪酸陰イオンと、脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤である（Ｂ）成分を配合した実施例１〜２９は白華抑制、防水性、充填率、表面外観がいずれも課題を解決するレベルである。

成分比率（Ａ／Ｂ）については、実施例１〜３（０．１１）、実施例４〜８（９．００）、実施例９〜１２（２．７５）、実施例１３〜２５（１．００）、実施例２６〜２８（０．５０）、実施例２９（０．８０）より、これらの範囲では各評価が課題を解決し得るレベルであり、特に実施例１３〜２５の範囲を中心に評価が全体的により向上する。

（Ｂ）成分については、実施例１と実施例２、３の対比、実施例４〜７と実施例８の対比、実施例１３、２５と実施例１４〜１８の対比、実施例１９と実施例２０の対比、実施例２２と実施例２４の対比、実施例２７と実施例２６の対比等より、（Ｂ）成分として脂肪酸アルカノールアミドを配合した場合、白華抑制、防水性、表面外観を損なわずに充填率がより向上する。また実施例９〜１２の対比より、（Ｂ）成分が、脂肪酸アルカノールアミドの他、非イオン界面活性剤ではポリオキシエチレンアルキルアミン、陰イオン界面活性剤ではアルキルスルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩は、（Ｂ）成分の中でも充填率が向上する傾向を示す。

実施例１９〜２４、２６〜２８は、（Ｃ）成分としてアルコールを配合したが、他の実施例と同様の効果がみられる。

実施例２１〜２４は、（Ｄ）成分としてキレート剤を配合したが、それ以外は同一配合の実施例１３と比べて、防水性、充填率、表面外観を損なわずに白華抑制能がより向上する。

表３より、比較例１〜３は、（Ａ）成分である飽和脂肪酸陰イオンを配合せず、脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤である（Ｂ）成分を配合したが、（Ｂ）成分を変更した比較例１〜３のいずれも白華抑制能、防水性に劣る。比較例４、５は、（Ｂ）成分を配合せずに（Ａ）成分を配合したが、いずれも白華抑制能、充填性に劣る。比較例４は、（Ｂ）成分に代えて人工ゼオライトを主成分として配合したがその評価結果の傾向は比較例５と同様である。これらの結果に示されるように、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を配合した実施例１〜２９は、白華抑制に関して（Ａ）成分もしくは（Ｂ）成分を単独で配合した場合に比べて相乗的に向上効果がみられ、かつ防水性、充填率も課題を解決するレベルであった。

比較例６は、脂肪酸陰イオンのうち全量を不飽和脂肪酸陰イオンとしたが、肌面が着色し表面外観が悪化した。実施例２９は、脂肪酸陰イオンとして、（Ａ）成分の飽和脂肪酸陰イオンと共に、混和剤に含まれる全脂肪酸陰イオンに対する（Ａ）成分の質量比が一定量以上となるように不飽和脂肪酸陰イオンも配合した。この場合は、表面外観は許容し得るレベルであった。比較例７は、（Ａ）成分である飽和脂肪酸陰イオンの全量を飽和脂肪酸に置き換えて添加したが、一液化できなかった。そのため評価は行わなかった。

次に、混和剤のハンドリング性、低温安定性の評価を行った。
［ハンドリング性］
混和剤を水で溶解あるいは希釈する際、希釈水溶液の増粘・ゲル化および泡立ちのハンドリング性について、増粘・ゲル化は○：増粘せず、ゲル化しない、△：増粘する、もしくはゲル化する、×：増粘もゲル化もする、の３段階で観察評価し、泡立ちは○：泡立たない、△：若干泡立つ、×：泡立つ、の３段階で観察評価した。

［低温安定性］
混和剤を調製し、−５℃で２４時間保管後の状態について、○：状態変化なし、△：流動性あるが濁る、×：固化、完全分離、の３段階で観察評価した。

上記の評価結果を表４に示す。各成分の配合量は質量部で示す。

実施例３０は、表１の実施例１３と同一配合である。表４より、実施例３１〜３４では実施例３０に加えて（Ｃ）成分である各種アルコール（３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、メタノール、グリセリン、ブチルジグリコール（ＢＤＧ））を５質量部配合したが、いずれも実施例３０に比べてハンドリング性、低温安定性に向上効果がみられる。グリセリンを基準として、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、メタノールはハンドリング性、低温安定性がいずれも特に良好、ブチルジグリコールはハンドリング性が特に良好である。

実施例３５〜３８では、上記においてハンドリング性、低温安定性に特に効果を示し、作業環境や安全性においても特に好適な３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールの配合量を検討した。１質量部や２質量部でもグリセリン５質量部の実施例３３と効果が同レベルで、少ない量でハンドリング性と低温安定性の効果を発揮する。

Claims (9)

1. コンクリートおよび／またはモルタルに使用される混和剤であって、
   （Ａ）飽和脂肪酸陰イオン、および
   （Ｂ）脂肪酸陰イオン以外の界面活性剤
   を含有し、
   前記（Ａ）成分として配合される飽和脂肪酸塩は、アルカリ金属塩または有機塩であり、
   混和剤に含まれる全脂肪酸陰イオンに対する前記（Ａ）成分の質量比が０．５以上であり、
   前記（Ｂ）成分が、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミンから選ばれる非イオン界面活性剤、アルキルスルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩から選ばれる陰イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種である混和剤。
2. 混和剤に含まれる全脂肪酸陰イオンに対する前記（Ａ）成分の質量比が０．７以上である請求項１に記載の混和剤。
3. 前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との含有比率（Ａ／Ｂ）が０．１〜１０である請求項１または２に記載の混和剤。
4. 前記（Ｂ）成分が、脂肪酸アルカノールアミドを含む請求項１に記載の混和剤。
5. さらに（Ｃ）アルコールを含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の混和剤。
6. 前記（Ｃ）成分が、炭素数１〜８の１価、２価、または３価アルコール、および炭素数２〜８のアルコキシアルコールから選ばれる少なくとも１種のアルコールである請求項５に記載の混和剤。
7. 前記（Ｃ）成分が、炭素数４〜６のアルコキシアルコールである請求項５に記載の混和剤。
8. さらに（Ｄ）キレート剤を含有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の混和剤。
9. 即時脱型コンクリートに使用される請求項１〜８のいずれか一項に記載の混和剤。