JPH02180739A

JPH02180739A - Ａｅフライアッシュコンクリート用混和剤組成物

Info

Publication number: JPH02180739A
Application number: JP43889A
Authority: JP
Inventors: Sadao Hagiwara; 貞夫萩原; Akira Tanaka; 明田中; Kenichi Tomihara; 富原　賢一; Yoshinobu Nakamura; 好伸中村
Original assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-07-13
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JP2684399B2

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］本発明は連行空気量比の安定なフライアッシュ配合コン
クリート用混和剤組成物に関する。

［従来の技術］土木建築用セメントモルタルまたはセメントコンクリー
トにはその作業性の改善、ブリージングの軽減、凍結融
解性に対する抵抗性の向上、部材の軽量化などの目的で
混線時に所要の空気量を連行させる空気連行剤（Ａｉｒ
　　ＥｎｔｒａｉｎｉｎｇＡｇｅｎｔ以下、ＡＥ剤と略
称する）が単品あるいは減水剤を配合した形で幅広く使
用されている。

近年、土木建築工事にＡＥ剤を配合したフライアッシュ
コンクリートが盛んに使用されているが、このフライア
ッシュ配合コンクリートにおけるワーカビリチーおよび
長期強度、耐久性、水密性の向上、流動性の増進、アル
カリ骨材反応の緩和、工事費の低減など多くの長所のあ
ることが広く知られている。

しかし、フライアッシュコンクリートに配合させるフラ
イアッシュは火力発電所で微粉炭を燃焼する際に排出さ
れる灰分であって、未燃炭素が強熱減量として１〜６％
、通常３％前後残留しており、わずかな量ではあるが、
その活性炭素分がＡＥ剤を吸着し空気連行を妨げる作用
をもっている。

未燃炭素の残留量は使用炭種や燃焼条件などの変化によ
って変動するのでＡＥ剤の連行空気量の変動は大きく、
炭素含有量の大きいフライアッシュを用いてもコンクリ
ート強度、耐久性、水密性などへの影響はほとんど見ら
れないがＡＥ剤の吸着により空気量が著しく低下しワー
カビリチーの管理が難かしい。

現在市販されているＡＥ剤としては樹脂酸塩、高級アル
コール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサ
イド付加物の硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、
アルキルアリルスルホン酸塩などのアニオン界面活性剤
が主に使用されている。

これらアニオン界面活性剤系のＡＥ剤はとりわけフライ
アッシュに吸着され易く、フライアッシュコンクリート
に用いると著しく空気量が低下するので、添加量をかな
り増大しない限りコンクリート中に所定の空気量を得る
ことが非常に難かしく経済的にも問題になっている。

更には１通常市販されているＡＥ剤を配合したコンクリ
ートは製造直後には所定の空気量を含有しているが運搬
、打ち込み、締め固め工程において空気量が減少し所定
の空気量よりも少いコンクリートになりがちであり、フ
ライアッシュを配合したＡＥコンクリートではこの傾向
がより強く現れコンクリート製造の管理を著しく困難に
している。

ＡＥ剤の使用量が相当に増加するような場合でも、空気
量を所定の値に保持していればコンクリートに悪い影響
を及ぼすことはないので、空気量を所定の範囲におさめ
る一つの方法として色素としてメチレンブルーを用いる
比色法によってフライアッシュの色素吸着量を測定し所
定単位ＡＥ剤量を推定する現場試験方法も検討されてい
る。

しかし、この方法は作業が繁雑であり時間的制限もある
ので、現実の問題として連続して所定の空気量を含むコ
ンクリートを安定して製造することは不可能である。

すでにＡＥフライアッシュコンクリート用のＡＥ剤を得
るための技術として特開昭５９−１７４５５５号公報が
公知となっている。

ここでは、ＡＥフライアッシュコンクリートの製造方法
としてエステル系非イオン界面活性剤を使用する方法が
提起されている。

しかし、これらのエステル系非イオン界面活性剤は一般
的なアニオン活性剤に比較して起泡力が劣るため、必ず
しも十分なＡＥ効果が得られず、ＡＥ剤としての使用量
が多くなり経済的にも満足すべきものではない。

従って、フライアッシュに対する被吸着性を改善し安定
な品質のコンクリートを製造するために実用的にも経済
的にも満足するＡＥ剤の出現が強く望まれている。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は安定な品質のコンクリートを得るために
フライアッシュに対するＡＥ剤の被吸着性を改善し、十
分なＡＥ効果を有し、かつ運搬打込みなどの工程に於け
る速行空気量の低下を防止するフライアッシュコンクリ
ート用混和剤組成物を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは前記問題点を解消すべく鋭意研究を進めた
結果、脂肪酸石鹸系のアニオン界面活性剤と多価アルコ
ールを出発原料とするエステル系の非イオン界面活性剤
とから成る混和剤組成物がフライアッシュコンクリート
に対し優れたＡＥ効果を発揮すると共に、所定の連行空
気量を安定に保持して、より経済的に安定した品質のコ
ンクリートを製造するための有効な混和剤組成物である
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち１本発明はプライアッシュおよびセメントを結合材
としてコンクリートを製造するに際し、一般式（１）％式％（１）〔但し、Ｒは炭素数７〜２３のアルキル基、アルケニル
基、Ｍは１価の金属原子、アンモニウム、アルカノール
アンモニウムを示す〕で示されるアニオン界面活性剤の少なくとも１種の９０
〜２０重量部一般式（２）％式％（２）〔但し、Ａは多価アルコール残基、Ｒ，およびＲ３は水
素原子もしくはメチル基（但し、Ｒ４、Ｒ１ともにメチ
ル基の場合はない）ｍおよびｎは１以上の整数でありｍ
＋ｎ＝２〜２０の整数、χは多価アルコールのＯＨ基の
数、Ｑは１〜（χ−１）の整数、Ｒ３は炭素数Ｃ１〜Ｃ
１１のアルキル基、アルケニル基を示す〕で示されるノニオン界面活性剤の少くとも一種１０〜８
０重量部から成る化合物をプライアッシュコンクリート
に加えることによって安定な連行空気量となるＡＥプラ
イアッシュコンクリート用混和剤組成物を提案するもの
である。

本発明の一般式（１）で示されるアニオン界面活性剤は
炭素数７〜２３のアルキル基、アルケニル基とカルボキ
シル基１個又は２個とを有する脂肪酸を中和する事によ
って得られるものである。

原料の脂肪酸とは次のようなものである６カブリル酸、
カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
リノール酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ヤシ脂肪酸
、トール油脂肪酸、菜種脂肪酸など天然油脂の分解によ
って得られる脂肪酸、合成によって得られるイソステア
リン酸などをあげる事ができるが、性能、及びハンドリ
ングの面からは常温で液状のものが好ましく、その例と
してオレイン酸、リノール酸、ヤシ脂肪酸。

トール油脂肪酸などをあげることができる。

これらの脂肪酸を水酸化ナトリウム、モノエタノールア
ミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンなど
の水溶液で中和することによって本発明の一般式（１）
で示される界面活性剤が製造される。

また本発明の一般式（２）のノニオン型界面活性剤は公
知の方法によって容易に得られる。

即ち多価アルコールにエチレンオキサイドを附加して得
られるエーテル化合物または多価アルコールにエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドを付加して得られる
エーテル化合物に炭素数１２〜２２の高級脂肪酸をエス
テル化反応させることによって得られる。

多価アルコールとしてはグリセリン、ジグリセリン、ソ
ルビット、ソルビタン、ペンタエリスリトール、ショ糖
などがあるが、本発明の主旨とする安定した連行空気量
の面からはソルビットを使用することが好ましい。

多価アルコールに対するアルキレンオキサイドの付加モ
ル数は、多価アルコールのＯＨ基１個に対し、平均的に
２〜２０モルの範囲であるが、エチレンオキサイドのみ
を付加させる場合は２〜１５モルの範囲が速行空気量の
面から効果的であり、エチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドとを付加させる場合は、エチレンオキサイド
５〜１５モル、プロピレンオキサイド１〜５モルの範囲
で付加させることが好ましい結果を与える。

エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加方法
はブロックでもランダムでも効果の点では変らない。

多価アルコールのＯＨ基１個に対しアルキレンオキサイ
ドの付加モル数が平均的に２０モルを越えた場合、或い
は、２モルより少い場合は安定した空気連行量が得られ
ない。

上記で得られた多価アルコールのアルキレンオキサイド
付加物（以下、ポリオキシアルキレン多価アルコールエ
ーテルと記す）に炭素数１２〜２２の高級脂肪酸をエス
テル化反応させ１本発明に係る前記一般式（２）のノニ
オン界面活性剤が得られるが、ポリオキシアルキレン多
価アルコールエーテルに対する高級脂肪酸の反応はポリ
オキシアルキレン多価アルコールエーテル１モルに対し
て高級脂肪酸１モル以上でかつポリオキシアルキレン多
価アルコールエーテルのＯＨ基を１個以上残す範囲で反
応を行うことが好ましい。

更に好ましくは、例えばグリセリンから誘導されたポリ
オキシアルキレン多価アルコールエーテルの場合は１モ
ルに対して高級脂肪酸１６５〜２．０モルの範囲、また
、ジグリセリン、ソルビタン、ペンタエリスリトールか
ら誘導されたポリオキシアルキレン多価アルコールエー
テルの場合は１モルに対して高級脂肪酸２〜３モルの範
囲、そしてソルビット、シミ糖から誘導されたポリオキ
シアルキレン多価アルコールエーテルの場合は１モルに
対して高級脂肪酸１〜３モルの範囲で反応させることが
効果的である。本発明に使用される炭素数１２〜２２の
高級脂肪酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、バルミ
チン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸
、リノール酸、およびヤシ脂肪酸、牛脂脂肪酸、菜種脂
肪酸、トール油脂肪酸、天然混合脂肪酸があげられるが
好ましくはオレイン酸、リノール酸をあげることができ
る。

こうして得られた、前記一般式（１）および（２）の化
合物をフライアッシュを配合したフライアッシュセメン
トに対し各種の配合割合で添加し空気連行剤としての性
能を種々検討した結果、（１）の化合物９０〜２０重量
部、好ましくは７０〜４０重量部、（２）の化合物１０
〜８０重量部、好ましくは３０〜６０重量部、混合する
ことによって得られるものであり、本発明に係る前記一
般式（１）および（２）で表される化合物を単独で使用
してもＡＥ剤としての使用量が多くなり目的とする効果
を発揮しない。

しかるに一般式（１）の化合物と（２）の化合物を特定
の割合で併用することによって本発明の主旨とする優れ
た性能を発揮するフライアッシュ配合コンクリート用混
和剤組成物が製造されるもので、どうして優れた空気連
行性が発揮されるかの理由はまだ解明されていないが両
者を併用することによる複合効果と考えることができる
。

また、本発明の混和剤は従来からコンクリートの性質や
性能を改善するために使用されている。例えばセメント
分散剤、コンクリート減水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤
、防水剤、防錆剤、収縮低減剤などの各種混和材料を併
用することができる。

［作　用］本発明のＡＥフライア、ツシュコンクリート用混和剤は
特にフライアッシュセメントに対し効果的であるが、ポ
ルトランドセメント、特殊セメント、混合セメントなど
の公知の各種セメントのみを用いたコンクリートおよび
モルタルに使用することもできる。

本発明に係る混和剤の使用量は各種セメントに対するフ
ライアッシュの配合割合やフライアッシュ中の未燃炭素
量にほとんど影響されないが希望する導入空気量に応じ
て増減する必要がある６−船釣な添加量としてはフライ
アッシュセメント１００重量部に対して有効成分で０．
００３〜０゜０５％の範囲であり、好ましくは通常の方
法で試し練りによって定める。

添加する方法は普通一般に行われているＡＥ剤の場合と
同じであり、セメント混線時に原液添加するか、予め混
練水に稀釈して添加するか、あるいはコンクリートまた
はモルタルを練り混ぜた後に添加し、再度均一に混練し
てもよい。

又、本発明の前記一般式（１）および（２）で表される
化合物の二成分を所定の割合で別々に添加してもよい。

［実施例］以下、本発明によるＡＥラフライアッシュコンクリート
混和剤について、実施例をもって説明するが１本発明は
これに限定されるものではない。

±企立製産五へ四ツロフラスコに水酸化ナトリウム４０　ｇ（ｌモル）
及び水７９２ｇを仕込み、８０℃に加熱、オレイン酸２
８０　ｇ（１モル）を徐々に１時間を要し滴下した後、
６０℃に冷却し、更にトリエタノールアミン４５ｇ　（
０，３モル）を徐々に加え１時間熟成を行い、有効成分
３０％の淡黄色液状のオレイン酸ナトリウム・トリエタ
ノールアミン塩混合物１１５７ｇを得た。

以下化合物Ａと同様な方法で第１表に示す化合物Ｂ−Ｄ
を合成した。

上澄」１わ１」旦四ツロフラスコに水酸化ナトリウム４８　ｇ（１，２モ
ル）及び水６８７ｇを仕込み、８０℃に加熱、オレイン
酸２８０　ｇ（１モル）を徐々に１時間を要し滴下した
後、６０℃に冷却し、１時間熟成を行い、有効成分３０
％の淡黄色液状のオレイン酸ナトリウム塩１０１５ｇを
得た。本化合物を本発明の化合物一般式（１）のＥとす
る。

以下化合物Ｅと同様な方法で第１表に示す化合物Ｆを合
成した。

第１表加圧反応装置にソルビット１８２ｇ（１モル）を仕込み
触媒として苛性カリ０．５ｇを加え１１０〜１２０℃で
１時間脱水した後、反応釜を窒素置換する。

次いで、圧力２〜３　Ｋｇ／ａｎｔ、温度１５０〜１７
０℃でエチレンオキサイド１７６０ｇ（４０モル）を反
応させ、その後同温度で約１時間熟成する。

反応物を四ツロフラスコにとり、オレイン酸８４６ｇ（
３モル）と苛性カリ７ｇを加え２２０〜２３０’Ｃで約
６時間、脱水反応を行ない、反応率９５％以上のエステ
ル化物を得た。

本化合物を本発明の化合物一般式（２）の化合物１とす
る。化合物１と同様な方法で、化合物２〜５を第２表・
の如く合成した。

第２表　本発明の化合物２〜５の合成について化合物製
造例Ａ−Ｆ及び１〜５で合成された化合物を用いて製造
された本発明の混和剤の成分比率を第３表に示す。

その他に現在市販されているＡＥ剤と、市販品と本発明
の化合物製造例２とを混合した混和剤を第４表に示す参
考例として使用した。

合物の５０１５０の混合品ネ２：アルスコープ　Ｍ−３３と一般式（２）の１の化
合物の５０１５０の混合品（ＡＥフライアッシュコンクリートの製造例〕５０１２
の強制ミキサーに市販のＢ種フライアッシュセメント４
６０ｋｇ１ｄ、最大２０ｍｍの粗骨材１１４３ｋｇノｄ
、最大寸法５ｍ１１１の細骨材７１８ｋｇ／ｒｒｒ。

化合物配合例第３表の実施例１に示した混和剤および水
を使用し、水セメント比５５％で練り上りコンクリート
の目標空気量を４．５％、目標スランプを１８ｃｍとし
試し練りにより第５表に示す配合を定めた。

注２．混和剤の所定量はすべて有効成分ｌｏｏ％に換算
して配合した。

ＡＥフライアッシュコンクリートの製造例および第５表
に示す配合に従って、化合物配合例第３表の実施例２〜
１０、比較例１〜５および第４表の参考例１〜３の混和
剤についてＡＥフライアッシュコンクリートを製造し、
得られたコンクリートについて空気量、スランプおよび
材令７日、２８日の圧縮強度をテストした。

これらのテスト結果をとりまとめて第６表に示した。

［発明の効果］第６表に示したように本発明の混和剤組成物は比較例、
参考例に示す従来の方法に較べて連行空気量、スランプ
、圧縮強度の面で優れた効果を発揮している事が明らか
である。

特許出願人　　東邦化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】フライアッシュおよびセメントを結合材としてコンクリ
ートを製造するに際し、一般式（１）ＲＣＯＯＭ・・・・・（１）〔但し、Ｒは炭素数７〜２３のアルキル基、アルケニル
基、Ｍは１価の金属原子、アンモニウム、アルカノール
アンモニウムを示す〕で示されるアニオン界面活性剤の少なくとも１種の９０
〜２０重量部と一般式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・（２）〔但し、Ａは多価アルコール残基、Ｒ＿１およびＲ＿２
は水素原子もしくはメチル基（但し、Ｒ＿１、Ｒ＿２と
もにメチル基の場合はない）ｍおよびｎは１以上の整数
でありｍ＋ｎ＝２〜２０の整数、ｘは多価アルコールの
ＯＨ基の数、ｌは１〜（ｘ−１）の整数、Ｒ＿３は炭素
数Ｃ＿９〜Ｃ＿２＿１のアルキル基、アルケニル基を示
す〕で示されるノニオン界面活性剤の少くとも一種１０〜８
０重量部から成ることを特徴とするＡＥフライアッシュ
コンクリート用混和剤組成物。