JPH02124750A - セメント水硬物の耐久性改善剤、耐久性改善方法及び耐久性の改善されたセメント水硬物 - Google Patents

セメント水硬物の耐久性改善剤、耐久性改善方法及び耐久性の改善されたセメント水硬物

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JPH02124750A
JPH02124750A JP1183466A JP18346689A JPH02124750A JP H02124750 A JPH02124750 A JP H02124750A JP 1183466 A JP1183466 A JP 1183466A JP 18346689 A JP18346689 A JP 18346689A JP H02124750 A JPH02124750 A JP H02124750A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、コンクリート、モルタルあるいはこれに類す
るセメント水硬物の乾燥収縮を大幅に低減17、しかも
セメント水硬物の凍結融解に対する耐久性を改善するセ
メント水硬物の耐久性改善技術に関するものである。
[従来の技術及び 発明が解決しようとする課題] 一般に、コンクリート、モルタル、グラウトなどのセメ
ントと水の混合物は、硬化・乾燥に伴なって体積の減少
を示す。これは「乾燥収縮」と呼ばれる現象であって、
コンクリートの壁体、床板のひび割れの主たる原因とさ
れている。このひび割れは、構造物の機能の低下、剛性
の低下をもたらすばかりでなく、ひび割れ部分から水と
空気がコンクリートの内部に浸透することにより、コン
クリートの中性化を促進し、内部の鉄筋の発錆を促進し
て、構造物の耐久性を著しく損なうものである。
乾燥収縮に起因するこうしたひび割れに対する一般的対
策としては、 i)目地を設けてひび割れをこの部分に集中させ、他の
部分にひび割れが発生しないようにする、 ii)ひび割れの発生しやすい箇所に予め鉄筋を余分に
配置しておき、この鉄筋によって、ひび割れ幅を小さく
抑える、 などが行なわれてきたが、いずれの対策を講じたとして
も、ひび割れを完全に無くすことはできなかった。又、
コンクリート等に膨張剤を配合し、乾燥収縮によるひび
割れを防止しようとする試みも行なわれているが、膨張
剤による膨張現象はセメント硬化過程の極めて早い時期
に終了してしまうため、長期に亘る乾燥収縮には追従さ
せることができず、しかも乾燥収縮を抑えるのに必要な
膨張剤の適正な添加量を決定することが困難であるなど
多くの問題がある。
このような経緯から、コンクリート等の乾燥収縮による
ひび割れを防止するには、乾燥収縮自体を低減すること
が最も確実でしかも効果的であることが明らかになって
きた。
一方、コンクリート、モルタル等のセメント水硬物が、
気象作用を受ける場合、寒暖の繰り返しにより、凍結お
よび融解を繰り返すことになるが、その結果、セメント
水硬物の内部組織に微細なひび割れが発生し、そのひび
割れが大きくなると、ついにはセメント水硬物の崩壊に
至る。
そこで従来は、この様な凍結・融解作用によるセメント
水硬物の劣化を防ぐため、空気連行剤(AE剤)を用い
てセメント水硬物中に微細な空気を連行させ、その空気
泡によって凍結時の膨張圧を吸収・緩和させる方法が採
用されている[例えば、「コンクリート工学ハンドブッ
ク] (株式%式% ] しかしながら、この空気連行剤はセメント水硬物中で多
くの気泡を発生させるため、■コンクリート等の乾燥収
縮が大きくなる、■透水性が大きくなる、さらには■中
性化速度が加速される、といった問題点があり、このた
め例えば、鉄筋コンクリート構造物の耐久性をかえって
損なう傾向があった。
尚、特公昭59−3430号にはセメントひび割れ防止
用の乾燥・収縮低減剤が提示されているが、この剤では
凍結・溶解の繰り返しによる劣化を防止することはでき
ない。更に他の改質剤として特開昭56−37259号
や同57145054号に開示されている様な改質剤も
知られているが、これらにしてもセメント水硬物の中性
化抑制効果において満足し得るものとは言えない。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、セメント水硬物の乾燥・収縮を大幅に低
減し得るばかりでなく、凍結・溶解による劣化を効果的
に抑えると共に、中性化を抑えて鉄筋の劣化を抑制する
ことができ、それによりセメント水硬物の耐久性を大幅
に高めることのできる技術を確立しようとするものであ
る。
[課題を解決する為の手段] 上記の目的を達成することのできた本発明に係る、セメ
ント水硬物耐久性改善剤とは、−数式 %式%(1) [式中、Rは炭素数8〜18のアルキル基、炭素数8〜
19のアルカノイル基または炭素数8〜19のアルケノ
イル基、Zは0個または任意の自然数個の一〇2H40
−基と、0個または任意の自然数個の −C,Ha O−基が任意の順序で結合している基を示
し、−C,H40−基および/または−C3Ha O−
基を少なくとも1以上有するものとする〕 で示される化合物の1種または2種以上を含有するとこ
ろに要旨を有するものである。また本発明に係る耐久性
改善法の構成は、上記耐久性改善剤をセメント100重
量部に対し0.1〜8.0重全部配合して硬化させると
ころに要旨を有するものであり、こうして得られるセメ
ント水硬物は耐久性の著しく優れたものとなる。
[作用及び実施例] この発明の耐久性改善剤として作用する前記−数式(1
)で示される化合物において、炭素数8〜18を有する
アルキル基としては、n−オクチル、2−エチルヘキシ
ル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシ
ル、セチル、ペンタデシル、ヘプタデシル、ステアリル
等が挙げられ、炭素数8〜19を有するアルカノイル基
としては、オクタノイル、ノナノイル、カプリロイル、
ウンデジノイル、ラウリノイル、トリデカノイル、ミリ
ストイル、ペンタデカノイル、バルミトイル、ヘプタデ
カノイル、ステアロイル、ノナデカノイル等が、更にま
たアルケノイル基としてはオレオイル等が挙げられる。
また−数式(I)において、Zで示される基は、0個ま
たは任意の自然数個の −C2H40−基と、0個または任意の自然数個の−C
3860−基が、任意の順序で結合しているものを含み
、−C21イ、〇−基および/または−CsHaO−基
を少なくとも1個以上有するものとする。即ち−Z−は
、酸化エチレンまたは酸化プロピレンの単独の付加物お
よび重合物あるいはブロック共重合物、更にはランダム
共重合物の残基を表わしており、例えば次の様なものが
好ましいものと17て挙げられる。
1)酸化エチレンの単独付加物あるいは重合物である場
合、 C2H40−基は1〜4の範囲が好ましい。
ii)酸化プロピレンの単独付加物あるいは重合物であ
る場合、−C,H2O−基は1〜30の範囲が好ましい
1ii)酸化エチレンと酸化プロピレンのブロック共重
合物またはランダム共重合物である場合、−C2H40
−基と−c3Ha O−基の合計数は2〜30であって
、(−C2H40−基)/(−C3H80−基)(モル
比)力月、0以下であるものが好ましい。
前記−数式(1)で示される化合物は、例えばラウリル
アルコールやラウリル酸等に酸化エチレンおよび/また
は酸化プロピレンの千ツマ−または重合体(オリゴマー
を含む)を反応させることによって容易に得ることがで
きる。
尚上記一般式(I)に招けるRが炭素数8〜18のアル
キル基、炭素数8〜19のアルカノイル基またはアルケ
ノイル基である化合物は、Rが炭素数7以下のアルキル
基であるものに比べてセメントに対する炭酸化抑制作用
が強く、セメント水硬物に対して優れた中性化抑制作用
を発揮する。
次に前記−数式(1)で示される化合物のうち、代表的
な化合物とその製造例を示す。
C4H9CHCH2−0−(C3++60)311C2
)1゜ 2 。
C4HeCtlCH2−0−(CJaO) allc、
H,c)Icl+2−o−(C311ed) 9115
 。
6 。
7 。
CJ*(:HCH2−0−(C2H40) 21iC+
 2ths−0−((:31180) aftCI2t
12s−0−(C3HeO)12+1(:+yL3−C
oo−(C3H60)+aH8 、       C3
11aO−Coo−(C311aO) 1211製造例
1 11容愈のオートクレーブに、2−エチルヘキサノール
(380g)および触媒として水酸化ナトリウム(1,
5g)を入れ、窒素ガスを導入しながら徐々に昇温し約
30分間100〜110tに保って脱水を行う。次いで
オートクレーブを密閉し、酸化プロピレン(500g)
 1Hjl O0〜150℃で圧入し、同温度で3時間
付加反応を行った後同温度で更に30分間熟成させる。
次いで冷却し、開蓋後中和して精製すると、淡黄色液状
の化合物1 (834g)が得られた。
製造例2 2−エチルヘキサノール(200g)、水酸化ナトリウ
ム(1,5g)及び酸化プロピレン(535g)を使用
し、製造例1と同様にして化合物2 (685g)を得
た。
製造例3 2−エチルヘキサノール(160g)、水酸化ナトリウ
ム(1,5g)及び酸化プロピレン(535g)を使用
し、製造例1と同様にして化合物3 (762g)を得
た。
製造例4 2−エチルヘキサノール(420g)と水酸化ナトリウ
ム(1,5g)および酸化エチレン(352g)を使用
し、製造例1と同様にして化合物4 (730g)を得
た。
利互■1 ドデシルアルコール(220g)、水酸化ナトリウム(
1,5g)及び酸化プロピレン(549g)を使用し、
製造例1と同様の方法で化合物5(754g)を得た。
製造例6 ドデシルアルコール(186g)、水酸化ナトリウム(
1,5g)及び酸化プロピレン(696g)を使用し、
製造例1と同様にして化合物6(838g)を得た。
製造例7 オレイン酸(180g)、水酸化ナトリウム(1,0g
)及び酸化プロピレン(666g)を使用し、製造例1
と同様にして化合物7(803g)を得た。
叉産■1 ラウリル酸(200g)、水酸化ナトリウム(1,5g
)及び酸化プロピレン(696g)を使用し、実施例1
と同様にして化合物8(841g)を得た。
上記の様にして得られる一般式(I)で示される化合物
は、セメントを硬化成分とするセメント水硬物中に適量
含有させると、圧縮強度に悪化Δを及ぼすことなく乾燥
収縮量が大幅に低減すると共に凍結融解による耐久性も
著しく改善される。
これらの化合物をセメント水硬物内に含有させる方法に
は一切制限がなく、混純水やセメントに加えて混入させ
る方法、練り上ったコンクリート混練物に添加する方法
、トラックミキサ−車等による搬送途中あるいは現場到
着後に添加する方法、等を適宜採用することかでき、い
ずれの方法を採用するかは、−数式(1)で示される化
合物の種類や添加量、セメント水硬物の種類や適用条件
等を考慮してその都度最適の方法を選定すればよい。こ
の化合物のセメント水硬物に対し0.1〜8、Ol工部
の範囲に設定しなければならず、0.1重量部未満では
前述の柱な耐久性改善効果が殆んど発揮され1”、一方
8.0 Q置部を超える場合は、圧縮強度が低下するの
で好ましくない。該化合物のより好ましい配合率は1〜
6重量部である。
本発明に係るセメント水硬物を構成するセメントの種類
、必要により配合される骨材あるいはその他の混和剤の
種類や量には−・切制限がなく、たとえはセメントの種
類としては、普通ボ7レトランドセメント、早強セメン
ト、中庸熱セメント、高炉セメント、フライアッシュセ
メントなど、通常市販されている様々のセメントを用途
や要求性能に応じて適宜使い分けることができ、場合に
よっては一部をフライアッシュ、水砕スラグ粉末、シリ
カ買混合材等とfi tAすることにより、硬化物の物
性を改質することも可能である。またセメント用減水剤
や膨張剤の如き公知のコンクリート用混和材料を併用す
ることもできる。
試験例1 コンクリートの乾燥収縮試験および凍結融解試験: (1)コンクリート試験条件 使用したセメントは普通ポルトランドセメント(小野田
セメント、アサノセメントおよび住友セメントの3独の
等1混合物、比7f1 : 3.16) 、細骨材は富
士用度の川砂(FM:2.79、比重2.54)、粗骨
材は笠間産の砕石(a wax 20 mm、 F M
 :6.69、比重267)である。
混練および養生は20℃とした。コンクリートの配合は
、スランプ18cmを目標としてブレーンコンクリート
の調合を定め、試験例はすべてブレーンコンクリートと
同一配合とした。
第1表にコンクリートの配合を示す。
供試化合物は、その所定量(セメントに対する重量%)
を混練水の一部として添加した。
乾燥収縮試験体および凍結融解試験体は日本工業規格A
1132に従って作製した。
乾燥収縮試験体の養生方法および乾燥収縮試験は日本工
業規格A1129に準拠し、乾燥収縮量の測定はコンパ
レーター法によって行なった。
凍結融解試験体は、材令2週まで水中養生をした後に、
実構造と同様の状態となる様に20℃、R,8,60±
5%の室内に7日間放置し、続けて凍結融解試験を実施
した。尚凍結融解試験は日本工業規格A6204付属書
2に示された方法に準拠し、+5℃〜−18℃の凍結融
解を1サイクル約3.5時間でくり返し、所定のサイク
ル毎に相対動弾性係数を測定した。尚、相対動弾性係数
は日本工業規格At 127に準拠し、たわみ振動の一
次共鳴振動数を求め次式によって算出した。
f、:各サイクルでの試験体の一次共(+y%振動数 fo =凍結融解試験開始前の一次共1β振動数 乾燥収縮試験の結果を第2表にまた凍結・融解試験の結
果を第3表に夫々示す。
第2表 Q!i、燥収縮試験結果 第3表 凍結融解試験結果 [発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、セメント水硬物の
圧縮強度に悪影響を及ぼずことなく、乾燥収縮を大幅に
低減すると共に凍結融解の繰り返しによる劣化を著しく
抑えると共に、炭酸ガス吸収によるセメント水硬物の中
性化を効果的に抑制することができ、耐久性を大幅に改
善することができた。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 R−O−Z−H・・・( I ) [式中、Rは炭素数8〜18のアルキル基、基、炭素数
    8〜19のアルカノイル基 または炭素数8〜19のアルケノイ ル基、Zは0個または任意の自然数個の −C_2H_4O−基と、0個または任意の自然数個の
    −C_3H_6O−基が任意の順序で結合している基を
    示し、−C_2H_4O−基および/または−C_2H
    _6O−基を少なくとも1以上有するものとする] で示される化合物の1種または2種以上を含有すること
    を特徴とするセメント水硬物の耐久性改善剤。
  2. (2)Rが2−エチルヘキシル基であり、且つZが▲数
    式、化学式、表等があります▼(但しnは3〜9の自然
    数を 表わす)である請求項(1)記載の耐久性改善剤。
  3. (3)nが9である請求項(2)記載の耐久性改善剤。
  4. (4)Rが2−エチルヘキシル基であり、且つZが▲数
    式、化学式、表等があります▼(但しmは1〜4の自然
    数を 表わす)である請求項(1)記載の耐久性改善剤。
  5. (5)請求項(1)〜(4)のいずれかに示される耐久
    性改善剤を、セメント100重量部に対し0.1〜8.
    0重量部配合して硬化させることを特徴とするセメント
    水硬物の耐久性改善方法。
  6. (6)請求項(1)〜(4)のいずれかに示される耐久
    性改善剤を、セメント100重量部に対して0.1〜8
    .0重量部含有させたものであることを特徴とする耐久
    性の改善されたセメント水硬物。
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