JP7152901B2 - 押出成形セメント組成物用添加剤 - Google Patents
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Description
これらの問題を改善するため、セルロース系増粘剤や各種添加剤(特許文献1~3参照)を増量することが考えられるが、フライアッシュの品質によっては効果が得られないばかりか、粘度が上昇して押出速度が低下し、かえって逆効果となりかねない。
[1]下記化学式(1)で表される硫酸エステル塩(A)、及び下記化学式(2)で表される硫酸エステル塩(B)を含有する、押出成形セメント組成物用添加剤。
R1-O-(A1O)n1-SO3M1 (1)
R2-O-(A2O)n2-SO3M2 (2)
(式中、R1は炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基、R2はR1と炭素数が2以上異なる炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基であり、A1O、A2Oはそれぞれ独立して炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n1、n2はそれぞれ独立して0~30の整数であり、M1、M2はそれぞれ独立してアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。)
[2]硫酸エステル塩(A)と硫酸エステル塩(B)とを、質量基準で(A)/(B)=10/90~90/10の割合で含有する、[1]に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
[3]さらに硫酸エステル塩(A)、硫酸エステル塩(B)とは異なる下記化学式(3)で表される硫酸エステル塩(C)を含有する、[1]又は[2]に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
R3-O-(A3O)n3-SO3M3 (3)
(式中、R3は炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基であり、A3O炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n3は0~30の整数であり、M3はアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。)
[4]さらに減水剤、高性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤、硬化促進剤、消泡剤、急結剤、硬化遅延剤及び防錆剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有する、[1]~[3]のいずれか1項に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
[5]さらにポリカルボン酸系減水剤を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
[6][1]~[5]のいずれかに記載の押出成形セメント組成物用添加剤を含有する、押出成形セメント組成物。
[7]さらに水硬性物質、珪酸質原料及び水を含有するものである、[6]に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
[8]前記珪酸質原料が、フライアッシュを含有するものである、[7]に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
[9][6]~[8]のいずれかに記載の押出成形セメント組成物の押出成形物を硬化させてなるセメント製品。
に関するものである。
R1-O-(A1O)n1-SO3M1 (1)
R2-O-(A2O)n2-SO3M2 (2)
(式中、R1は炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基、R2はR1と炭素数が2以上異なる炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基であり、A1O、A2Oはそれぞれ独立して炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n1、n2はそれぞれ独立して0~30の整数であり、M1、M2はそれぞれ独立してアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。)
炭素数2~24のアルケニル基としては、具体的には、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、エイコセニル基、ドコセニル基、テトラコセニル基等が挙げられ、これらは分岐構造、環状構造を有していてもよい。
本発明の押出成形セメント組成物用添加剤は、さらに硫酸エステル塩(A)や硫酸エステル塩(B)とは異なる下記化学式(3)で表される硫酸エステル塩(C)を含有していてもよい。
R3-O-(A3O)n3-SO3M3 (3)
(式中、R3は炭素数1~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基であり、A3O炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n3は0~30の整数であり、M3はアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。)
中でも、セメント組成物に流動性を付与する点でポリカルボン酸系減水剤を使用することが好ましい。
A4Oは炭素原子数2乃至4のアルキレンオキシ基を表し、具体的にはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基が挙げられる。二種以上のアルキレンオキシ基から構成される場合、これらアルキレンオキシ基はブロック付加又はランダム付加の何れでも良い。
pは上記アルキレンオキシ基の付加モル数で1乃至200の整数を表す。好ましくは5乃至120、より好ましくは10乃至100、更に好ましくは40乃至100である。
メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート;ビニルアルコールアルキレンオキシド付加物、(メタ)アリルアルコールアルキレンオキシド付加物、3-ブテン-1-オールアルキレンオキシド付加物、イソプレンアルコール(3-メチル-3-ブテン-1-オール)アルキレンオキシド付加物、3-メチル-2-ブテン-1-オールアルキレンオキシド付加物、2-メチル-3-ブテン-2-オールアルキレンオキシド付加物、2-メチル-2-ブテン-1-オールアルキレンオキシド付加物、2-メチル-3-ブテン-1-オールアルキレンオキシド付加物等の不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物。なお本発明では、(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートの両方をいい、(メタ)アリルアルコールとはアリルアルコールとメタリルアルコールの両方をいう。
また、上記ポリカルボン酸系減水剤は、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、アルキルアミン、有機アミン類などの中和剤によって、予め部分中和、或いは完全中和された形態として、本発明の押出成形セメント組成物用添加剤に含有されることが好ましい。
公知のセメント用混和材及び混和剤の添加量は、各々の添加剤について効果が発揮される適切な量を加えればよい。
押出成形セメント組成物におけるセルロース系増粘剤の配合量は、水硬性物質、珪酸質原料及び骨材の合計質量100質量部に対し、好ましくは0.05~10質量部であり、更に好ましくは0.1~5質量部、特に好ましくは0.2~3質量部、最も好ましくは0.3~2質量部である。
上記の範囲であれば、押出成形品の生産性が向上するため好ましい。
押出成形セメント組成物における繊維材料の配合量は、水硬性物質、珪酸質原料及び骨材の合計質量100質量部に対し、好ましくは0.05~50質量部であり、更に好ましくは0.1~40質量部、特に好ましくは0.2~30質量部である。
上記の範囲であれば、押出成形品の強度が向上するため好ましい。
押出成形セメント組成物における水硬性物質の含有率は、押出成形セメント組成物の質量に基づき、好ましくは5~90質量%であり、更に好ましくは10~70質量%、特に好ましくは15~50質量%である。
本発明の押出成形セメント組成物には、珪酸質原料以外に、川砂、砕砂、硅砂、硅石粉、ワラストナイト、石灰石、マイカ類、軽量骨材等の骨材を含んでいてもよい。
押出成形セメント組成物における珪酸質原料の配合量は、水硬性物質100質量部に対し、好ましくは1~500質量部であり、更に好ましくは5~400質量部、特に好ましくは10~300質量部である。
上記の範囲であれば、押出成形品の強度が向上するため好ましい。
上記の範囲であれば、押出成形品の生産性が向上するため好ましい。
本発明の押出成形セメント組成物用添加剤、水硬性物質、珪酸質原料、骨材、水、セルロース系増粘剤、パルプ系繊維材料、軽量化材、着色剤、公知のセメント用混和材及び混和剤を、投入時期、順序に制限なくニーダー、オムニミキサー、アイリッヒミキサー等の混練機に投入して混練する方法が挙げられる。なお、添加剤が液状の場合、押出成形セメント組成物を構成する水に添加剤を溶解させてから、各種原料と混合することができる。添加剤が粉末状の場合、水硬性物質と添加剤をドライブレンドし、その後各種原料と混合することができる。
押出成形物は、切断機を用いて所定の長さに切断された後、蒸気養生(60~100℃ で4~36時間)及び/又はオートクレーブ養生(120~200℃で5~15時間)することにより硬化し、セメント製品とすることができる。
本発明のセメント製品は、主に外壁材として使用することができるが、屋根材、間仕切材、天井材等の建築部材や役物等の生産にも適用可能である。
普通ポルトランドセメント100g、低品質グレードのフライアッシュ(強熱減量5.9%、メチレンブルー吸着量が0.67mg/g)100g、故紙40g、メチルセルロースを3gをハイパワーミキサー((株)丸東製作所製:CB-34)でドライブレンドした後、水200gと、表1に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩からなる添加剤(1)と、減水剤((a)ポリエチレングリコール(50モル)モノメチルエーテルのメタクリル酸エステルと(b)メタクリル酸の共重合物((a)/(b)=85/15,Mw:39,000))を35%水溶液として普通ポルトランドセメントに対して0.67%混合し、ハイパワーミキサーで7分間混練し、混練物を得た。得られた混合物は、加圧押出機(ADVANTEC社製、BT-700S型)を用いて押出成形し、セメント押出成形物を作製した。
硫酸エステル塩として添加剤(1)に代えて表1に示す組成のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる添加剤(2)~(7)を用いた点以外は実施例1と同様にしてセメント押出成形物を作製した。
添加剤(1)を用いない点以外は実施例1と同様にしてセメント押出成形物を作製した。
硫酸エステル塩として添加剤(1)に代えて表2に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる添加剤(8)~(11)を用いた点以外は実施例1と同様にしてセメント押出成形物を作製した。
TEA:トリエタノールアミン
TMA:トリメチルアミン
(表面状態)
セメント押出成形時に金型より押し出されるセメント押出成形物を目視により観察し、以下の評価基準により表面状態の評価を行った。
○ : セメント押出成形物の表面が平滑で良好。
△ : セメント押出成形物の表面に凹凸がやや見られる。
× : セメント押出成形物の表面に凹凸が見られるか、または、セメント押出成形物
にひび割れが見られる。
Claims (9)
- フライアッシュ(JIS A6201に規定されるI種に該当するものを除く)を配合したセメント組成物に添加する押出成形セメント組成物用添加剤であって、
下記化学式(1)で表される硫酸エステル塩(A)、及び下記化学式(2)で表される硫酸エステル塩(B)を、質量基準で(A)/(B)=10/90~90/10の割合で含有する、押出成形セメント組成物用添加剤。
R1-O-(A1O)n1-SO3M1 (1)
R2-O-(A2O)n2-SO3M2 (2)
(式中、R1は炭素数12のアルキル基、R2は炭素数14のアルキル基であり、A1O、A2Oはそれぞれ独立して炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n1、n2はそれぞれ独立して0~30の整数であり、M1、M2はそれぞれ独立してアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。) - 下記化学式(1)で表される硫酸エステル塩(A)、及び下記化学式(2)で表される硫酸エステル塩(B)を、質量基準で(A)/(B)=10/90~90/10の割合で含有する、押出成形セメント組成物用添加剤(ただし、エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤と両性界面活性剤との組合わせを含有するセメント系押し出し成形体用添加剤を除く)。
R 1 -O-(A 1 O) n1 -SO 3 M 1 (1)
R 2 -O-(A 2 O) n2 -SO 3 M 2 (2)
(式中、R 1 は炭素数12のアルキル基、R 2 は炭素数14のアルキル基であり、A 1 O、A 2 Oはそれぞれ独立して炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n 1 、n 2 はそれぞれ独立して0~30の整数であり、M 1 、M 2 はそれぞれ独立してアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。) - さらに下記化学式(3)で表される硫酸エステル塩(C)を含有する、請求項1又は2に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
R3-O-(A3O)n3-SO3M3 (3)
(式中、R3は炭素数1~24のアルキル基(ただし、炭素数12のアルキル基と炭素数14のアルキル基を除く。)又は炭素数2~24のアルケニル基であり、A3O炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、n3は0~30の整数であり、M3はアルカリ金属、第2族金属、アンモニウム、または有機アンモニウムである。) - さらに減水剤、高性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤、硬化促進剤、消泡剤、急結剤、硬化遅延剤及び防錆剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
- さらにポリカルボン酸系減水剤を含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の押出成形セメント組成物用添加剤。
- 請求項1~5のいずれかに記載の押出成形セメント組成物用添加剤を含有する、押出成形セメント組成物。
- さらに水硬性物質、珪酸質原料及び水を含有する、請求項6に記載の押出成形セメント組成物。
- 前記珪酸質原料が、フライアッシュを含有するものである、請求項7に記載の押出成形セメント組成物。
- 請求項6~8のいずれか1項に記載の押出成形セメント組成物の押出成形物を硬化させてなるセメント製品。
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