JPH04108648A

JPH04108648A - 高強度コンクリートの製造法

Info

Publication number: JPH04108648A
Application number: JP2225873A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Izumi; 達男泉; Yoshiaki Yadokoro; 美明谷所; Fujio Yamato; 富士桜倭; Shuichi Fujita; 修一藤田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-09

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、セメント分散剤である超高性能減水剤と混和
材とを併用した高強度コンクリートの製造法に関するも
のである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕建築物
の高層化及び地下空間の大深度化が進むにつれ、圧縮強
度１．０００ｋｇ／ｃｍ２を越える高強度コンクリート
のニーズが増大すると共に、水／セメント割合（以下Ｗ
／Ｃと略す）が２５％以下の超高減水領域でも分散性を
有する高性能減水剤への関心が高まっている。

一般に高性能減水剤としては、各種のものが知られてい
る。代表的なものとしては、β−ナフタレンスルホン酸
ホルムアルデヒド縮合物（以下β−ＮＳＦと略す）塩、
メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩等がある
。これらはセメント組成物を混練する際に使用され、こ
れらの高性能減水剤により使用水量の減少、並びに流動
性の付与等の効果が得られる。ところが、これらの公知
の分散剤はいずれも使用可能なＷ／Ｃの限界が２５％〜
３０％程度であり、それ以下の超高減水領域ではほとん
ど流動性が発現しないことが知られている。

従って、かかる超高減水領域でも分散性を有する高性能
減水剤及びこれを用いた高強度コンクリートの製造法が
要望されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは特定の組成を有する芳香族スルホン酸ホル
マリン縮合物塩が、Ｗ／Ｃが１８％〜３０％である超高
減水領域においても、セメント分散剤として極めて有効
であり、この高縮合物と混和材とを併用することによっ
て、水／（セメント＋混和材）割合（以下Ｗ／Ｐと略す
）が１２〜３０％である超高減水領域での高強度コンク
リートの製造が可能であることを見出し、本発明を完成
するに到った。

即ち、本発明は、セメント配合物に対し分子量１万以下
の芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩の含有量が５０
重量％以下で、かつ重量平均分子量（ＭＷ）が２万以上
である高縮合物を主成分とした芳香族スルホン酸ホルマ
リン縮合物塩と、混和材とを併用添加し、Ｗ／Ｐが１２
％〜３０％の超高減水領域でコンクリートを製造するこ
とを特徴とする高強度コンクリートの製造法を提供する
ものである。

本発明に使用する芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩
の平均分子量は、２万以上であればＷ／Ｐが１２％〜３
０％である超高減水領域においても、セメント分散剤と
しての効果を発揮するが、望ましくは重量平均分子量２
万〜１０万が良い。当然この範囲外であっても、超高減
水領域における分散剤としての性能は、重量平均分子量
２万未満の場合に比べれば格段の優れた効果を有してい
る。

また、本発明に使用する芳香族スルホン酸ホルマリン縮
合物塩中の分子量１万以下の縮合物の含有量は５０重量
％以下であれば、Ｗ／Ｐが１２％〜３０％である超高減
水領域においてセメント分散剤としての効果を発揮する
が、望ましくはその含有量は４０重量％以下が良い。

また本発明にふいては、高強度コンクリートを製造する
ための作業性や強度の点からＷ／Ｐが３０％以上及び１
２％未満である減水領域は不適当である。

本発明に使用される高縮合物を特徴とする特定の芳香族
スルホン酸ホルマリン縮金物塩は、芳香族スルホン酸と
ホルマリンとの縮合生成物から高分子分離膜によって低
縮合物を除去することにより得ることが出来る。

芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩の高縮合物はホル
マリンを過剰に添加し、高縮合化させることによっても
得られる。しかしながら、反応による高縮合化の場合、
反応槽内での粘性の増大による攪拌効率の低下や反応時
間の延長等の製造面での問題だけでなく、分子量の制御
が困難であるので、分子量分布の幅が広くなるという問
題があり、それ故、意図する分子量の高縮合物を有効に
得るには適切でない。

本発明で用いられるセメント分散剤を分画で得るには高
分子分離膜の内で特に限外濾過膜が適しており、ポリス
ルホン系（例えば旭化成工業側製５ＩＰ−１０１３）及
びポリアクリロニトリル系（例えば旭化成工業■製ＡＩ
ＩＬ−１０１０，ＡＣＬ−１０１０）の限外濾過膜が使
用され得る。

高分子分離膜を利用して分離剤の性能を向上する方法は
特開昭５９−１１１９６４号公報、特開昭６０−１３９
３２８号公報に開示されているが、本発明で規定する分
子！１万以下の芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩の
含有量が５０重量％以下で、かつ重量平均分子量２万以
上の高縮合物をＷ／Ｐが１２％〜３０％である超高減水
領域で使用する本発明の方法とは明らかに異なる。

つまり、従来開示された上記技術は分散性に寄与しない
（むしろ阻害する）縮合物を除去するために分画を行っ
たものである。

それに対して本発明で用いられる分散剤は分散性に寄与
する高分子領域の中で分画を行うことにより、従来の技
術常識をはるかに超えた超高減水領域において分散性を
発現することを見出したものである。

また、混和材、特にシリカヒユームと分散剤との併用に
よるコンクリートの強度増進効果は特公昭６０−５９１
８２号公報に開示されているが、これも本発明で規定す
る分子量１万以下の芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物
塩の含有量が５０重量％以下で、かつ重量平均分子量２
万以上の高縮合物を主成分とした特殊な分散剤を使用す
る本発明の方法とは明らか：こ異なる。

本発明に使用するセメント分散剤は、酸のままでも使用
されるが、−船釣には塩の形で使用するのが好ましい。

塩を形成するカチオンとしては、ナトリウム、カリウム
、カルシウム、アンモニウム、アルカノールアミン、Ｎ
−アルキルｔｍポリアミン、エチレンジアミン、ポリエ
チレンポリアミン又はこれらのアルキレンオキサイド付
加物等が挙げられる。

本発明に使用するセメント分散剤の添加量は、水硬性セ
メント組成物のセメントに対して、固形分として０．１
〜２．５重量％が良い。０．１重量％未満であれば、セ
メント粒子に対して十分な分散効果とスランプロス防止
効果が得られない場合がある。また、２．５重量％を越
えると、セメント分散剤の使用量が多くなるため経済的
に不利になったり、更にセメント粒子の分散が過度とな
ってブリージングやペースト分離が引き起こされるので
、凝結時間の増大を引き起こし、初期強度が低下する恐
れがある。

本発明で用いられるセメント分散剤のセメント配合物へ
の添加方法は、水溶液又は粉末でも可能であり、その添
加時期は、セメントとのトライブレンド、混練水への溶
解、及びセメント配合物の混練開始、即ちセメントへの
注水と同時もしくは注水直後からセメント配合物の混練
終了までの間に添加することも可能であり、更に一旦練
り上がったセメント配合物への添加も可能である。また
、本発明におけるセメント分散剤は一時に全量添加する
かあるいは数回に分割して添加することも可能である。

本発明においては、上記の高縮合芳香族スルホン酸ホル
マリン縮合物又はその塩と共に混和材を併用するが、混
和材としては、フライアッシュ、シリンダーアッシュ、
クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、高炉スラグ、シ
リカヒユーム及びシリカ粉末よりなる群から選ばれる１
種あるいは２種以上を使用するのが好ましい。

本発明に使用する混和材の添加量は、水硬性セメント組
成物のセメントに対して、固形分として５〜３０重量％
が良い。５重量％未満であれば、フレッシュコンクリー
トのワーカビリティの改善、水和熱の低減及び硬化コン
クリートの長期強度増進等の効果が期待できないことが
考えられる。また、３０重量％を越えると硬化コンクリ
ートの強度低減及び耐凍結融解性の低下を引き起こす可
能性がある。

本発明の実施に当たって一般周知の他の減水剤を併用し
ても良い。例えば、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
合物又はその塩、リグニンスルホン酸又はその塩、メラ
ミンスルホン酸ホルマリン縮合物又はその塩、ポリカル
ボン酸又はその塩及びポリアルキル無水カルボン酸又は
その塩などの減水剤と予め混合しておいても良く、また
、一方をセメント又はセメント配合物に配合した後ある
いは一方をセメント又はセメント配合物に配合して練っ
ておいてから他方を配合しても良い。

また、他のセメント添加剤（材）、例えば、徐放性分散
剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、高性能減水剤、遅延剤、早
強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡剤、保水剤、増粘
剤、セルフレベリング剤、防水剤、防錆剤、着色剤、防
黴剤、ひび割れ低減剤、高分子エマルジョン、その低界
面活性剤、水溶性高分子、膨張剤（材）及びグラスファ
イバーとの併用も可能である。

尚、本発明に使用したセメント分散剤の重量平均分子量
はポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩を基準物質とし
たゲルバーミエイションクロマトグラフィーによる測定
値を示している。

〔発明の効果〕

本発明によりＷ／Ｐが１２％〜３０％である超高減水領
域におけるコンクリートのワーカビリティを大幅に改善
でき、高強度コンクリートの製造が可能になったことに
より、本発明は種々の用途に具体的に用いることができ
る。

例えば３０階以上の高層建築物や大深度空間の建築等の
高強度コンクリート及び遠心成形コンクリート等を製造
する二次製品分野の用途にも有効である。

〔実　施　例〕

以下に本発明の実施例を挙げ本発明の詳細な説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

尚、実施例及び比較例におけるコンクリートの配合及び
使用材料は次の第１表の通りである。

第１表セメント　（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（比重３．１７＞混和材（Ｓ
Ｆ）ニジリカヒユーム（比重２．２０＞細骨材（Ｓ）：紀ノ用産砂（比重２．５８．　粗粒率（ＦＭ）　２．９
１）粗骨材（Ｇ）：宝塚産砕石（比重２．６１．粗粒率（ＦＭ）　６．９８
）水（Ｗ）Ｃ＝’ＳＦ　（Ｐ）　　コ全無機粉体ａ：細骨材（Ｓ）十粗骨材（Ｇ）コンクリートの練り混ぜ方法及び評価方法セメント分散
剤を予め、練り混ぜ水に溶解し、２０℃にて１００７の
傾胴ミキサーを用いて５０７のコンクリートを２分間混
練した後、スランプと空気量を測定した。スランプ試験
はＪＩＳ　Ａ　１１０１、空気量試験はＪＩＳ　Ａ　１
１２Ｂ：圧縮試験はＪＩＳ　Ａ　１１０８に各々準拠し
て行った。

セメント分散剤の製造例ナフタレンスルホン酸（２５３ｇ＞、９８％濃硫酸（１
０ｇ）、水（５０ｇ）を５００！ｎｌフラスコに入れ、
８０℃に加温した。次に８０〜９０℃にて３７％ホルマ
リン（１４０ｇ）を０．５時間で滴下し、その後９０〜
１００℃にて８時間反応させ、共縮合物を得た（参考例
９）。共縮合物を１０％水溶液に希釈し、高分子分離膜
（旭化成工業■製限外濾過モジュールＡ）ＩＬ−１０１
０型、　ＡＣＬ−１０１０型）を用いて分画を行うこと
により、高縮合物を得た（参考例１）。同様にして得ら
れた本発明に用いられるセメント分散剤（分画後）及び
その比較品（分画前）の組成を第２表に示す。

第表第表（続き）京分子量１万以下の芳香族スルホン酸ホルマリン縮金物第２表に示した分散剤と第３表に示す混和材箱表とを併用し、高強度コンクリートの製造を行った。

製造条件を第３表に、また評価結果を第４表及び第５表に示す。

添加量：１．５％（全無機粉体に対する重量％）混和材の配合量（セメントに対する重量％）第表第４表の結果から、本発明を用いれば、超高減水領域（
Ｗ／Ｐ比２０％）において、セメント分散剤の初期分散
性及びコンクリート強度の点で極めて優れたスランプ保
持効果が得られることが明白である。

また、第５表の結果から、分画する前のセメント分散剤
（参考例１０）でも、Ｗ／Ｐ比２８％では使用すること
が可能であるが、本発明を用いれば、より高減水領域に
おいて低添加量で分散性を発現することが判る。

出願人代理人　　古　谷　　　馨（外３名）

Claims

【特許請求の範囲】１　セメント配合物に対し分子量１万以下の芳香族スル
ホン酸ホルマリン縮合物塩の含有量が５０重量％以下で
、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）が２万以上である高縮合
物を主成分とした芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物又
はその塩と、混和材とを併用添加し、水／（セメント＋
混和材）割合が１２％〜３０％の超高減水領域でコンク
リートを製造することを特徴とする高強度コンクリート
の製造法。２　芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物又はその塩が、
ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸
、メラミンスルホン酸、フェノールスルホン酸及びアニ
リンスルホン酸（スルファニル酸）よりなる群から選ば
れる１種あるいは２種以上のホルマリン縮合物又はその
塩である請求項１記載の高強度コンクリートの製造法。３　芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物又はその塩が、
ナフタレンスルホン酸、メラミンスルホン酸、フェノー
ルスルホン酸及びアニリンスルホン酸（スルファニル酸
）よりなる群から選ばれる１種あるいは２種以上と、フ
ェノールとのホルマリン共縮合物又はその塩である請求
項１記載の高強度コンクリートの製造法。４　混和材が、フライアッシュ、シリンダーアッシュ、
クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、高炉スラグ、シ
リカヒューム及びシリカ粉末よりなる群から選ばれる１
種あるいは２種以上である請求項１記載の高強度コンク
リートの製造法。