JPH03159942A

JPH03159942A - セメント混和剤

Info

Publication number: JPH03159942A
Application number: JP29858089A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ono; 寿男小野; Yoji Shigeyoshi; 重吉　洋二; Keiichi Bessho; 啓一別所; Katsumi Ito; 克美伊藤
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1991-07-09

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］本発明はセメント組成物、例えばコンクリート、モルタ
ル、セメントペーストなどに混入するためのコンクリー
ト混和剤に関する。さらに詳しくは、セメント組成物の
コンシステンシーを改善し、かつ時間の経過によるスラ
ンプロスのような流動性の変化を低減するコンクリート
混和剤に関する。

［従来技術］現在、スランプロスを改良するために、混和剤の分割添
加法や顆粒状流動化剤の併用が提案されている（セメン
ト●コンクリート化学とその応用、１４１頁、社団法人
　セメント協会発行）。

混和剤の分割添加法では繰り返し添加する必要があり、
分割添加するための人と設備が必要であり、また生コン
クリート車のように人家の近傍においてミキサーを高速
回転して騒音問題となっている。

顆粒状流動化剤の併用は、水溶性の混和剤の中に顆粒状
の流動化剤を分散させているために顆粒状流動化剤が沈
降し、使用時に性能が一定しないという問題と、長期間
保存しておくと顆粒状流動化剤が加水分解してスランプ
ロスが低下する、顆粒状流動化剤によって鉄筋が腐食す
るという問題がある。

［課題を解決するための手段コ以上のような問題を解決するために本発明者らは鋭意検
討して、均一系でも分割添加することなく、スランプロ
スの改善された良好な流動性を有するコンクリートまた
はモルタルまたはセメントペーストを製造するためのコ
ンクリート混和剤を開発した。

すなわち本発明は、混和剤をセメントに対して０．５重
量％配合したときにセメントに吸着された割合で表わさ
れる吸着率が８０％以上である混和剤Ａ　　２０〜９０
重量％と、該吸着率が８０％未満である混和剤Ｂ　　８
０〜１０重量％とからなるセメント混和剤を提供するも
のである。

吸着率が８０％以上の混和剤Ａとしては、アルキルアリ
ールスルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホ
ン酸塩およびその誘導体、オキシカルボン酸塩、ポリオ
ール誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアリールエー
テル誘導体、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物
、ポリカルボン酸系高分子、アミノアリールスルホン酸
−フェノールーホルマリン縮合物、共役ジエンスルホン
化物（共）重合体（重量平均分子量５０，０００以上）
などが挙げられる。

吸着率が８０％未満の混和剤Ｂとしては、共役ジエンス
ルホン化物（共）重合体（重量平均分子量が５０．００
０未満、特に好ましくは３０，０００以下のもの）が挙
げられる。

アルキルアリールスルホン酸塩のホルマリン縮合物とし
ては、ベンゼンやナフタレンスルホン酸のホルマリンの
縮合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩やアルキ
ルベンゼンやアルキルナフタレンスルホン酸のホルマリ
ンの縮合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およ
びこれらの芳香族化合物と共縮合され、その性能を阻害
じない程度の他の芳香族化合物との共縮合化合物などが
挙げられる。

リグニンスルホン酸塩およびその誘導体としては、針葉
樹や広葉樹の天然リグニンのスルホン化物のアルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩などが挙げられる。

３オキシカルボン酸塩としては、グルコヘプトン酸、グル
コン酸、ガラクトン酸、粘液酸、クエン酸、アラボン酸
、エリスロン酸、酒石酸、リンゴ酸、アミノ酸、グリセ
リン酸、グルコール酸などが挙げられる。

ボリオール誘導体としては、ポリビニルアルコール、部
分ケン化ポリビニルアルコールおよびカルボン酸の共重
合体などが挙げられる。

ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル誘導体と
しては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コールを構造単位に持ち、一般式Ｒ一φ−０｛ＣＨ２　
ＣＨ２　０）−ｎＸφ：フエニル基Ｒ：アルキル基または水素Ｘ：水素またはスルホニル基またはホスフェト基のものが挙げられる。

メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物としては、メ
ラミンとホルムアルデヒドまたはパラホ４ルムアルデヒド、亜硫酸塩類（亜硫酸ソーダ、亜硫酸ア
ンモニウム、重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸アンモニウム）
とを水中でアルカリ条件下に付加反応させたものや、ア
ルカリ条件下に付加反応させたものをさらに弱瞭性下縮
合反応させたものや、アルカリ条件下に付加反応させた
ものを強酸性下で高度に縮合させたものが挙げられる。

ポリカルボン酸一系高分子としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマール酸の重合体およびビニ
ル化合物との共重合体が挙げられる。

ビニル化合物としては以下のものが挙げられる。

共重合可能な単量体としては、スチレン、αメチルスチ
レン、ビニルトルエン、パラメチルスチレンなどの芳香
族ビニル化合物；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレ
ングリコールとアクリル酸もしくはメタクリル酸とのエ
ステル、ポリプロピレングリコールとアクリル酸もしく
はメタクリル酸とのエステル、ポリエチレングリコール
、プロピレングリコール共重合体とアクリル酸もしくは
メタクリル酸とのエステルなどのアクリル酸、あるいは
メタクリル酸のアルキルエステル類、ブタジエン、イソ
プレン、２ークロルー１，３−ブタジエン、１−クロル
−１．３−ブタジエンなど脂肪族共役ジエン化合物、ア
クリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのビニルシ
アン化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルメチ
ルエチルケトン、ビニルメチルエーテル、酢酸ビニル、
ギ酸ビニル、アリルアセテート、メタアリルアセテート
、アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル
酸グリシジル、アクロレイン、アリルアルコールなどが
含まれる。

これらのポリカルボン酸系高分子化合物の中でアルリル
酸とアクリル酸のエチレングリコールエステル、アルリ
ル酸とアクリル酸のプロピレングリコールエステルとの
共重合体、マレイン酸のエチレングリコールエステルや
プロピレングリコー７ルエステルの共重合体などが好ましい。

アミノアリールスルホン酸一フェノールーホルマリン縮
合物としては、特開平１−１１３４１９に示されるよう
な４−アミノベンゼンスルホン酸とフェノールのホルマ
リン縮合物や４−アミノー１−ナフタレンスルホン酸と
フェノールのホルマリン縮合物などが挙げられる。

共役ジエンスルホン化物（共）重合体としては、共役ジ
エン（共）重合体のスルホン化物およびスルホン基を有
する共役ジエン化合物の（共）重合体などが挙げられる
。これらのうちでは、特に後者の（共）重合体が好まし
い。

共役ジエン（共）重合体のスルホン化物に使用される共
役ジエン（共）重合体としては、ブタジエン、イソプレ
ンなどの共役ジエンの重合体、およびこれら共役ジエン
と他の共重合可能な単量体との共重合体が挙げられる。

この共重合可能な他の単量体としては、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ一メチルスチレン
などの芳香族化合物；アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリ
レート、２−ヒドロキシエチルメタクリルなどのアクリ
ル酸あるいはメタクリル酸のアルキルエステル類；アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イトコン酸などのモノもしくはジカルボン酸また
はジカルボン酸の無水物；アクリロニトリル、メタアク
リロニトリルなどのビニルシアン化合物；塩化ビニル、
塩化ビニリデン、ビニルメチルエチルケトン、ビニルメ
チルエーテル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、アリルアセテ
ート、メタアリルアセテート、アクリルアミド、メタア
クリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アクリ
ル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクロレイ
ン、アリルアルコールなどが使用される。

この共重合体の好ましい具体例としては、ブタジエンー
スチレン共重合体、ブタジエンーアクリロニトリル共重
合体、イソプレンースチレン共重合体などが挙げられる
。

この脂肪族ジエン系（共）重合体は、該（共）重合体中
の二重結合部分を無水硫酸、発煙硫酸、クロルスルホン
酸、亜硫酸水素ナトリウムなどの公知のスルホン化剤を
用いて、公知の条件でスルホン化することができる。

スルホン基を有する共役ジエン化合物の（共）重合体と
しては、例えば次式で示される化合物の重合体もしくは
該化合物と共重合可能な他の単量体との共重合体が挙げ
られる。

ＲＩ　　　　　　　Ｒ６１Ｃ＝Ｃ−Ｃ＝Ｃ　　　　・・・・・・・・・　（Ｉ）１
１Ｒ２　Ｒ３　Ｒ４　Ｒ５〔式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、炭素数６〜２０のアリール基または−ＳＯａＸで
あり、ここでＸは水素原子、金属原子（好ましくは、ア
ルカリ金属原子および／またはアルカリ土類金属原子）
、アンモニウム基もしくはアミノ基であり、Ｒ１〜Ｒ６
の少なくとも１つはーｓｏ３ｘである。〕上記スルホン化物は、共役ジエンを該ジエンの２つの二
重結合を残したまま、スルホン基を導入した化合物であ
る。該化合物のうち、好ましいものはブタジエン骨格、
イソプレン骨格を有するものであり、特にイソプレン骨
格を有するものが好ましい。

この共重合可能な他の単量体としては、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐメチルスチレンな
どの芳香族化合物；アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル
、メタクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、２ヒドロキシエチルメタクリルなどのアクリル酸
あるいはメタクリル酸のアルキルエステル類；アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸
、イトコン酸などのモノもしくはジカルボン酸またはジ
カルボン酸の無水物；ブタジエン、イソプレン、２−ク
ロルー１，３−ブタジエン、１−クロル−１，３−ブタ
ジエンなどの脂肪族共役ジエン；アクリロニトリル、メ
タアクリロニトリルなどのビニルシアン化合物；塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、ビニルメチルエチルケトン、ビ
ニルメチルエーテル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、アリル
アセテート、メタアリルアセテート、アクリルアミド、
メタアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、
アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アク
ロレイン、アリルアルコールなどが使用される。

なお、本発明の吸着率は以下の方法によって求められる
。

く混和剤の吸着率の測定〉下記の配合に従って、水に溶解した混和剤に撹拌下セメ
ントを加え、激しく１０分間撹拌を続けた後、セメント
と水を分離した。

分離した水中の混和剤をゲルパーミネーションクロマト
ダラム（ＧＰＣ）により分子量１，０００以上のポリマ
ーの濃度を測定した。

１　１（配合条件）水混和剤セメント１５ｇ０．１５ｇ３０ｇ合計　４５．１５初期の混和剤濃度混和剤ＡとＢの使用割合は、混和剤Ａ　　１５〜９０重
量％、好ましくは２０〜８０重量％、混和剤Ｂ　　８５
〜１０重量％、好ましくは８０〜２０重量％である。混
和剤Ａの割合が１５重量％以下ではコンクリートの初期
の流動性に乏しく、混和剤Ｂの割合が１０％以下では流
動性の保持能力であるスランプロスが改善されない。

良好な流動性を有するコンクリートは、本発明の混和剤
を好ましくはセメントの０．０１ないし２．０重量％、
さらに好ましくはセメントの０．１ないし０．　　６重
量％を通常のコンクリート成分中に混和することにより
製造することができる。

前記通常のコンクリートは、セメント５〜３０重量％、
粗骨材３０〜６０重量％、細骨材２０〜５０重量％、水
４〜１０重量％、ならびに空気連行剤をセメントのＯ〜
１重量％および／または減水剤をセメントの０〜１重量
％を含むものが好ましい。

良好な流動性を有するモルタルは、本発明の混和剤をセ
メントに対し好ましくは０．０１ないし１重量％、さら
に好ましくはセメントに対し０．１ないし０．６重量％
を混和することにより製造することができる。

前記通常のモルタルは、セメント１５〜５５重量％、水
５〜３０重量％、砂３５〜７５重量％、ならびに空気連
行剤をセメントのＯ〜１重量％および／または減水剤を
セメントの０〜２重量％含むものが好ましい。

良好な流動性を有するセメントペーストは、本発明の混
和剤をセメントの０．０１ないし２．０％、好ましくは
０．　　１ないし０．　６％用い、通常のセメントペー
ストと混和することにより製造することができる。

前記通常のセメントペーストは、セメント２０〜８４重
量％、および水８０〜１６重量％を含むものが好ましい
。

セメントとしては、普通ボルトランドセメント、早強セ
メント、起早強セメント、中庸熱セメント、耐硫酸塩セ
メント、高炉セメント、フライアッシュセメントおよび
シリカセメント、さらにシリカヒューム、石粉などの混
和剤を含むセメントが挙げられる。

本発明において、コンクリートまたはモルタルまたはセ
メントペーストを製造するに際し、公知の薬剤を添加す
ることも可能である。

添加可能な薬剤としては、凝結遅延剤、水中分離防止剤
、空気連行剤などが挙げられる。

凝結遅延剤としては、グルコヘプトン酸、グルコン酸、
ガラクトン酸、粘液酸、クエン酸、アラボン酸、エリス
ロン酸、酒石酸、リンゴ酸、アミノ酸、グリセリン酸、
グルコール酸などが挙げら１　ぺれる。

水中分離防止剤としては、高分子量のポリアクリルアミ
ド、ポリアクリル酸およびこれらの共重合体などが挙げ
られる。

空気連行剤としては、リグニンスルホン酸、ポリオキシ
エチレンアルキルアリールエーテル誘導体などが挙げら
れ、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル誘導
体としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコールを構造単位に持ち、一般式Ｒ−φ−０｛ＣＨ２　ＣＨ２　０｝−ｎＸφ：フエニル
基Ｒ：アルキル基または水素Ｘ：水素またはスルホニル基またはホスフェト基のものが挙げられる。

［実　施　例コ以下、実施例を挙げ本発明を具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。

また、実施例中、％および部は特に断わらない限り重量
基準である。

以下の実施例、比較例においてモルタルおよびコンクリ
ートの試験は、次の処方に従って測定した。

（１）モルタルの試験法組成物としては、モルタル流動性試験法ＪＩＳＲ５２０
１により２０℃で測定し、試験化合物を含むモルタルの
流動性（フロー）を試験化合物無添加モルタルの流動性
と比較した。

試験に使用した材料およびモルタルは、ＪＩＳＲ５２１
０規定の普通ボルトランドセメント５２０ｇ，川砂（比
重２．６３、粗粒率２．　６６）　１０４０ｇ，および
水または混和剤４．１ｇを含む水溶液２３５ｍｌである
。

ＪＩＳ　　Ｒ５２０１の標準法に従って成分を機械混合
してモルタルを製造した。

モルタルフローは、底部直径１００ｍｍ、頭部直径５０
ｍｍ、高さ１５０ｍｍの標準型の半分の寸法の１　０スランプコーンを用いて測定した。

試験モルタルの空気量は重量法により測定した。

モルタルフローおよび空気量の経時変化は、最初の測定
後、モルタルを混合ボウル中に回収して６０分間放置し
、次いでボウル中混合スプーンで再混合し、スランプお
よび空気量を前記のようにして再度測定した。

（２）コンクリートの試験法試験化合物を含むコンクリートの組成物を試験化合物無
添加コンクリートの組成物と比較し、コンクリートのス
ランプロス（流動性の時間的変化）を単位水量増加させ
ることにより、同じ初期スランプに調整した対照コンク
リートのスランプロスと比較した。

試験に使用した材料は下記のとおりである。

セメント：異なる製造業者３社からの、ＪＩＳＲ５２１
０に規定の普通ポートランドセメントの混合物。

細骨材：川砂比重：２．６４粗粒率：２．７５粗骨材：砕石比重：２．６７粗粒率：６．７０コンクリートの配合を表−５に示す。

コンクリートは、セメント、骨材および水または試験化
合物を含む水を強制パン型ミキサー中、３０１の規模で
１．５分間撹拌して製造し、練り板中に放置した。

初期スランプおよびスランプの時間的変化（３０分間隔
で１．５時間）を練り板内で切り返した後、測定した。

実施例１分子量１００．０００のポリイソプレンスルホン酸ソー
ダ［ＰＩＰＳ　（ＭｗｌＯＯ，０００）と略す〕と分子
量６，０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダ［ＰＩ
ＰＳ　（Ｍｗ６，０００）と略す〕を特願昭６３−１５
９２１４号に従って合成した。

表−１に各々の割合を変量し、モルタルの流動性とモル
タルフローの経時変化を調べた結果を示す。また、各々
のポリイソプレンスルホン酸ソーダのセメントに対する
吸着率は９１％と６０％であった。

表−１より本発明の混和剤は流動性とスランプロスが優
れていることがわかる。

比較例１分子量１００．０００のポリイソプレンスルホン酸ソー
ダのみを混和剤としてモルタルの流動性を評価した結果
を、表−１に示した。

分子量１００，０００のポリイソプレンスルホン酸ソー
ダのみでは初期流動性は優れているが、モルタルの流動
性の経時変化は激しく、スランプロスは改善されていな
い。

比較例２混和剤を入れずにモルタルの流動性を評価すべく、セメ
ントと水を混練したところ流動性は乏しく、十分に水と
セメントと砂は混ざらなかった。

また、混練したモルタルフローは１４ｃｍ以下で流動化
した状態ではなかった。

１つ２０実施例４ナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合物（以下
ＮＳＦと略す）と分子！６．０００のポリイソプレンス
ルホン酸ソーダを用い、表−２の処方に従い、実施例１
と同様にしてモルタルの流動性とスランプロスを評価し
た結果を表−２に示す。ＮＳＦのセメント吸着率は９５
％であった。

以下余白実施例７リグニンスルホン酸（以下ＬＧＳと略す）、メラミンス
ルホン酸のホルマリン縮合物（以下ＭＳＦと略す）と分
子量３，　　０００　（吸着率４７％）のポリイソプレ
ンスルホン酸ソーダの混合物を用い、表−３の処方に従
い、実施例１と同様にしてモルタル流動性とモルタルフ
ローの経時変化を測定した結果を表−３に示す。ＬＧＳ
の吸着率は９０％、ＭＳＦの吸着率は８７％であった。

以下余白２３２４実施例９表５の組成のコンクリートを前記試験法に基づ、き流動性
を測定した結果を、表−４に示す。

以下余白２７［発明の効果］上記試験結果から明らかなように、この発明の混和剤は
セメント組成物の流動性を改良し、時間の経過によるコ
ンクリートのスランプロスを低減することができる。

表−１に示した試験結果からも、本発明の混和剤は空気
連行なしに単位水量を非常に減少せしめることができる
。

本発明のセメント混和剤をセメント組底物に添加すると
、セメント組成物のスランプが改良され、セメント組戊
物が長期間に亘ってスランプロスなく輸送可能になり、
さらにこの混和剤はセメント施工中、所望の場所にセメ
ント組成物をポンプ移送することを容易にする。

Claims

【特許請求の範囲】（１）混和剤をセメントに対して０．５重量％配合した
ときにセメントに吸着された割合で表わされる吸着率が
８０％以上である混和剤Ａ１０〜９０重量％と、該吸着
率が８０％未満である混和剤Ｂ９０〜１０重量％とから
なるセメント混和剤、（２）混和剤Ｂが重量平均分子量
５０，０００未満の共役ジエンスルホン化物（共）重合
体である請求項（１）のセメント混和剤、（３）セメントおよび骨材に請求項（１）の混和剤、を
配合してなるセメント組成物。