JPH03199149A - 非空気連行性セメント分散剤 - Google Patents

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〉 本発明は非空気連行性セメント分散剤に関する。　更に
詳しくはモルタルまたはコンクリート打設施工やコンク
リート二次製品等の成型加工に適し、作業性を改善する
とともに、セメントの練り混ぜ水を大幅に減少させ、更
に硬化後のモルタルまたはコンクリートの強度を大幅に
向上させ得る減水効果の大きい非空気連行性セメント分
散剤に関する。

〈従来の技術〉 周知のようにモルタルおよびコンクリートの性能は配合
条件により大きく左右される。　最も重要な配合条件の
１つは、出来るだけ少ない単位水量で原料を混練するこ
とであり、これにより高強度でかつ単位セメント量の減
少による経済的に優れた製品を得ることができる。

この減水機構としてはセメントペーストの流動性を向上
させ、その結果同一の流動性を得るための水量を減少さ
せるというセメント分散剤によるものと、コンクリート
等に微細な独立気泡を連行せしめ、気泡のベアリング効
果によって流動性を付与し、作業性を向上させることに
より、単位水量を減少させる空気連行剤によるものとが
知られている。

しかしながら、この空気連行剤によるものは減水効果を
増加させようとすると空気量が増加し、その結果強度低
下が著しくなるので自ら減水効果に限界がある。　その
ため、高強度のモルタルまたはコンクリート製品を得る
ためには高度のセメント分散効果を有し、かつ非空気連
行性の分散剤（減水剤）が強く要望されていた。

コンクリート二次製品の成型時に使用する減水剤として
、これまでリグニンスルホン酸塩、メラミン−ホルマリ
ン樹脂スルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ナフタレン
スルホン酸ホルマリン縮合物塩等が知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、これらは一長一短があり、全ての点で満
足するには至っていない。　例　えば、リグニンスルホ
ン酸塩は減水効果が小さく、これをカバーするために過
剰添加すると凝結遅延を起こし、しかも、連行空気量が
多くなって強度低下をきたす。　また、オキシカルボン
酸塩は空気連行性は低いが減水性能が小−さく、添加量
を増大させることによって、硬化不良を起こす。　また
、メラミン−ホルマリン樹脂スルホン酸塩は減水性能が
小さく、多量の添加を必要とし経済的に不利である。　
ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩はすぐれた分
散性能を有し、減水剤として有効であり、かつ空気連行
性も小さいので、コンクリート二次製品に特に通した混
和剤であると報告されている（特公昭４１−１１７３７
号および特公昭４８−９５６４号参照）。　　しかしな
がら、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩も実際
には空気連行量が多く、しかも空気径が大きいため、コ
ンクリート二次製品、とくにバイブレータ成型品におい
ては脱型後の打ち肌が悪いという問題がある。

さらに、非空気連行性セメント分散剤としては高スルホ
ン化したナフタレンあるいはナフタレンとメチルナフタ
レンの混合物のスルホン化物のホルマリン縮合物が公知
である（特公昭５８−２０８９７号参照）。　しかしな
がら、この分散剤も減水性能の面から云って未だ十分で
はなく、更に高減水性能を有した非空気連行性セメント
分散剤が要望されている。

また、沸点２００℃以上のタレオソート油のスルホン化
−ホルマリン縮合物も公知（特公昭３５−９４４３号参
照）であるが、これは高沸点成分を多く含むため分散性
能が低く、かつ空気連行性が大きい。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、モルタルま
たはコンクリート打設施工やコンクリート二次製品等の
成型加工に通し、作業性を改善するとともに、セメント
の練り混ぜ水を大幅に減少させ、更に硬化後のモルタル
またはコンクリートの強度を大幅に向上させ得る減水効
果の大きい非空気連行性セメント分散剤を提供すること
を目的としている。

であって、その組成が、前記油１００重量部中にナフタ
レンを６０〜９０重量部含有し、かつ−数式■： 〈課題を解決するための手段〉 本発明者らはコールタール蒸留により得られる種々の油
のスルホン化−ホルマリン縮合物をセメント分散剤原料
として評価した結果、ジフェニル類、酸化ジフェニレン
類あるいはフルオレン類が性能を低下させる原因となっ
ており、タール蒸留油のうちこれらの含有量を一定値以
下に制限した油を原料とし、かつ最適範囲のスルホン化
を行なえば、従来にもまして高減水性能を有するセメン
ト分散剤が得られることを見出し本発明を完成させたも
のである。

すなわち、上記目的を達成するために本発明によれば、
脱塩基した、コールタール成分中の沸点が２１０〜３０
０℃の中性油を含有する油（式中Ｒは水素原子または炭
素数１〜３のアルキル基であり、ｎはＯ〜３である） および 一数式■■： （式中ＸはＣＨ２、ＯまたはＳであり、Ｒは水素原子ま
たは炭素数１〜３のアルキル基であり、ｎはＯ〜３であ
る） の含有量の総計が１０重量部以下である油のスルホン化
物のホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、アンモニウム塩または有機アくン塩で、かつナ
トリウム塩換算の固形分１グラム当りのスルホン酸基が
３．９〜４．３くリモルの範囲にあることを特徴とする
非空気連行性セメント分散剤が提供される。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明におけるスルホン化の原料としては、脱塩基した
コールタール成分中の沸点が２１０〜３００℃の中性油
を含有する油で、かつ前記油１００重量部中にナフタン
レンが６０〜９０重量部含有されており、またジフェニ
ル類、酸化ジフェニレン類およびフルオレン類の含有量
の総計が１０重量部以下である組成の油が用いられる。

　このような組成の油はコールタール蒸留により直接得
ることができるし、或はコールタール蒸留油を例えばナ
フタレン等と混合してもよい。

本発明における原料油は、空気連行量の減少の面から脱
塩基した中性油を用いる。　前記油の沸点が２１０℃未
満では、軽油分が増加しスルホン化−ホルマリン縮合物
の分散性が悪くなるとともに空気連行性になる。　また
、沸点が３００℃超になると重質分が増加し分散性能が
悪くなる。　更に、該沸点の範囲内にあってもナフタレ
ン含有量が６０重量部未満になると分散性能が低下する
とともに空気連行性になる。

更に重要な点は、ジフェニル類、酸化ジフェニレン類お
よびフルオレン類の含有量の総計が１０重量部超になる
と分散性能の低下、連行空気量の増大が見られることで
ある。　これらの化合物のスルホン化物はホルマリン縮
合において反応性が低いことが原因している。

スルホン化は硫酸、発煙硫酸、クロルスルホン酸等のス
ルホン化剤を使用し、常法によって行なわれる。　その
際、スルホン化物のホルマリン縮合物のアルカリ塩をナ
トリウム塩換算の固形分１グラム当りのスルホン酸基と
して３．９〜４．３ミリモルの範囲とすることが本発明
の必須条件である。　スルホン酸基の数が３．９ミリモ
ル未満では分散性が低く、かつ連行空気量が多くなり、
また４、３ミリモル超では空気量は少なくなるが、分散
性が不良となり、減水剤として通さない、　固形分１グ
ラム当りのスルホン酸基のセリモル数は当該組成物をイ
オン交換した後、中和滴定によって求められる。

スルホン化はβ−ナフタレンスルホン酸を製造する条件
下で達成可能であるが、スルホン酸基の含有量を前記範
囲にまで上昇させるため硫酸などのスルホン化剤を増量
させる必要がある。

次にホルマリンとの縮合反応は上記により得られた高ス
ルホン化物を水で希釈した後、硫酸酸性下でホルマリン
を滴下し常法によって行なわれる。　得られた縮合物は
アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物、アンモニ
ア、有機アミン化合物等で中和しそれぞれの塩とするこ
とができる。

本発明のセメント分散剤は従来の非空気連行性の減水剤
として知られているナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
合物、或はナフタレン及びナフタレンとメチルナフタレ
ンの混合物の高スルホン化物のホルマリン縮合物よりも
はるかに高分散性であり、かつ空気連行性が小さい鳥、
Ｉ　Ｊｆｆ１度コンクリートを得るのに極めて好都合で
ある。　　また、本発明のセメント分散剤は凝結遅延性
が無いため、過剰配合しても硬化不良を起こすことがな
い。

コールタール留分のナフタレン油のスルホン化−ホルマ
リン縮合物は空気連行性セメント分散剤として公知であ
る（特開昭６０−１７１２５７号参照）が、本発明の分
散剤はスルホン化を高度にすすめることによって、起泡
性が少なくなり非空気連行性の分散剤となることが見出
された。　また、沸点２００℃以上のタレオソート油の
スルホン化−ホルマリン縮合物も公知（特公昭３５−９
４４３号参照）であるが、これは高沸点分を多く含むた
め本発明にくらべてはるかに分散性能が低く、かつ空気
連行性が大きい。

本発明のセメント分散剤はその減水効果が顕著であるた
め、セメントに対し通常０．１〜３．０更に好ましくは
０．３〜２．０％の範囲で用いることにより十分な分散
性を付与できる。　また、場合により硬化促進剤、遅延
剤、収縮防止剤、膨張剤、防錆剤との併用が可能である
。

また、本発明の分散剤を含むモルタルおよびコンクリー
トの施工方法及び二次製品の成型方法は従来の場合と同
じで良く、また養生方法も気乾養生、水中養生、蒸気養
生、オートクレーブ養生及びそれらの組み合わせを用い
ることができる。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、こ
れによって本発明が限定されるものではない。

（製造例１） コールタール蒸留における沸点２１０〜３００℃の範囲
の中性油をさらに蒸留した種々の留分、およびこれらと
ナフタレンを混合し、第１表に示す組成Ａ−ＣおよびＥ
、Ｆを調整した。　また、同様にしてコールタール蒸留
における沸点範囲１４０〜２２０℃の油よりＤを調整し
た。　組成り−Ｆは本発明の範囲外のものである。

組成Ａ−Ｆの油に硫酸を滴下し、常法によりスルホン化
を行なった。

次に、得られたスルホン化物を水で希釈し、３７％ホル
マリンを滴下し、常法によりホルマリン縮合を行なった
。　縮合生成物を苛性ソーダおよび水酸化カルシウムで
中和し副生じた石膏を濾別し各縮合物のナトリウム塩を
得た。

（実施例１） 製造例１により合成した第２表に示すスルホン酸基のミ
リモル数の各分散剤（木発明例１〜６〉を用いてモルタ
ル試験を行ない、ＪＩＳＲ５２０１に準じフロー値（ｍ
ｍ）および空気量（％）を測定し、その結果を第２表に
示す。

なお、モルタルの配合組成を第３表に示す。

比較のために、比較例１〜５および参考例１〜３につい
てのモルタル試験結果を併記した。

（実施例２） 実施例１で用いた分散剤を用いてコンクリート試験を行
なった。　コンクリートの配合組成を第４表に、試験結
果を第５表に示す。

スランプ（ｃｍ）はＪＩＳ　　Ａ１１ｏｔによって行な
った。　　また、空気量（％）はＪＩＳＡ１１２８によ
って行なった。

〈発明の効果〉 本発明の新規な非空気連行性セメント分散剤は、分散性
能に優れ、かつ空気連行性が小さいので、モルタルまた
はコンクリート打設施工やコンクリート二次製品等の成
型加工時の作業性を改善するとともに、セメント練り混
ぜ水を大幅に低減し、硬化後のモルタルまたはコンクリ
ートの強度を特徴する

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱塩基したコールタール成分中の沸点が２１０〜
   ３００℃の中性油を含有する油であって、その組成が、
   前記油１００重量部中にナフタレンを６０〜９０重量部
   含有し、かつ 一般式 I ： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基で
   あり、ｎは０〜３である） および 一般式II： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中ＸはＣＨ＿２、ＯまたはＳであり、Ｒは水素原子
   または炭素数１〜３のアルキル基であり、ｎは０〜３で
   ある） の含有量の総計が１０重量部以下である油のスルホン化
   物のホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類
   金属塩、アンモニウム塩または有機アミン塩で、かつナ
   トリウム塩換算の固形分１グラム当りのスルホン酸基が
   ３．９〜４．３ミリモルの範囲にあることを特徴とする
   非空気連行性セメント分散剤。