JPH04119954A - セメント混和剤 - 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、セメント混和剤、更に詳しくはセメントペー
スト、モルタル及びコンクリート等のセメント組成物に
使用する減水剤ならびにスランプロス防止剤等のセメン
ト混和剤に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に水硬性セメント組成物は、練りまぜ時間の経過と
共に流動性を次第に失い（以下この現象をスランプロス
と称す）、施工上ワーカビリティに問題が生じる。即ち
、従来セメント分散剤として添加されるナフタリン系、
メラミン系の混和剤はスランプロスが大きいことが知ら
れている。

このスランプロスの対策としてオキシカルボン酸やりゲ
ニンスルホン酸塩等の硬化遅延剤を添加する方法が提案
されているが、この方法によればコンクリートのコテ仕
上げ時間の遅延や初期強度の低下を招き、またスランプ
ロス防止効果についても十分な効果は得られておらず、
基本的な解決には到っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はセメント組成物のコンシスチンシーを改良し、
且つスランプロスを低減するセメント混和剤、特にコン
クリート混和剤に関する。

更に詳しくは、セメント組成物に添加した場合、セメン
ト組成物の流動性が向上することにより減水率が増大し
、またセメント組成物が長時間にわたりスランプロスが
ないためポンプ圧送による輸送を容易にする様なセメン
ト混和剤を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

スランプロスの原因は明確になっていないが、セメント
ペースト中のセメント粒子同志の粒子間引力により物理
的な凝集が進行し、その結果経時的に流動性が低下する
ためと推察されている。本発明者らは、この推察を基に
分散剤のセメント粒子への吸着力と吸着量を高給、セメ
ント粒子表面の電気的反発力を大きくすることにより物
理的凝集が防がれるものと推定し、鋭意研究の結果、本
発明を完成するに到った。

即ち本発明は、下記の一般式（Ａ）の化合物及び下記の
一般式（Ｂ）の化合物からなる二成分のホルムアルデヒ
ド付加共縮合物を必須成分として含有してなることを特
徴とするセメント混和剤に係るものであり、本発明に使
用する上記二成分のホルムアルデヒド付加共縮合物：ま
セメントへの吸着力を高め、粒子表面の電気的反発力を
大きくすることにより、スランプロスを低減し得るもの
と推定される。

（式中、 Ｒは水素又は炭素数１〜６個の低級 アルキルを意味し、Ｘはアルカリ金属を意味する。） 一般式（Ｂ） （式中、Ｙはアルカリ金属を意味する。）即ち、本発明
の付加共縮合物を構成する二成分の官能基は式（Ａ）の
化合物であるフェノールには水酸基とスルホン酸基の２
個、式（Ｂ）の化合物であるアニリンにはアミノ基とス
ルホン酸基の２個の合計４個の官能基を有し、従来のセ
メント混和剤の官能基量、即ちナフタリン系１個、メラ
ミン系１個、フェノール・スルファニル酸共縮合物（特
開平１−１１３４１９）の３個などに比較して官能基量
が多い。従って、セメント粒子への吸着は官能基が作用
することから、本発明の付加共縮合物はセメント粒子に
強固に吸着し、また粒子表面の電荷密度が高くなること
によりスランプロスの低減に優れた効果を示すものと推
定される。

本発明は、上記の式（Ａ）及び（Ｂ）で示される二成分
をホルムアルデヒドで付加共縮合するものであり、式い
）中のＲは水素又は炭素数１〜６個の低級アルキルを意
味する。低級アルキルとしては、メチノベエチノベプロ
ピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等の
炭素原子１個ないし６個を有する直鎖又は分枝鎖アルキ
ルが望ましい。

式（Ａ）中のＸはアルカリ金属であり、アルカリ金属と
しては特に限定するものではないが、ナトリウム及びカ
リウムが好ましい。

式（Ｂ）　　は、アニリンスルホン酸（スルファニル酸
）又はそのアルカリ塩であり、アルカリ塩としては特に
限定するものではないが、ナトリウム塩及びカリウム塩
が好ましい。

これら二成分のホルムアルデヒド付加共縮合物を形成す
るのに使用されるホルムアルデヒドは、その水溶液で３
０％ないし４０％の濃度のホルマリンを使用するのが好
ましい。

ホルムアルデヒドの付加共縮合反応は塩基性下のｐＨ７
〜１１の範囲で行うのが適当であるが、メチロール付加
反応と縮合反応の効率を考慮すれば、ｐＨ７，５からｐ
Ｈ８，５でメチロール化を行い、次いでｐＨ９，５から
１１で縮合反応を行うというｐＨの調整による二段階の
反応が好ましい。

本発明のホルムアルデヒド付加共縮合物は、上記（Ａ）
及び（Ｂ）の二成分が含まれることにより、従来提案さ
れているセメント分散剤に比較して顕著なスランプロス
防止効果が認められる。

特に一般式（Ａ）　　と（Ｂ）の構成モル比が１．０〜
０．５：０．５〜１．０の範囲が優れた効果を示す。

本発明の付加縮合体は重縮合体の平均分子量１、０００
から５０．０００の範囲が好ましく、２．０００から１
０．０００程度がより好ましい。

付加共縮合反応物の製造方法には特に制限はなく、塩基
性下において通常用いられる合成手段、例えばフェノー
ルスルホン酸ナトリウム、スルファニル酸ナトリウム、
ホルマリンヲー括仕込みによる方法、あるいはフェノー
ルスルホン酸ナトリウム、スルファニル酸ナトリウム中
へのホルマリンの滴下反応、あるいは予めスルファニル
酸ナトリウムとホルムアルデヒドの付加物にフェノール
スルホン酸ナトリウムを加えて付加共縮合物を製造する
方法、更に、フェノールとスルファニル酸ナトリウムを
ホルマリンで付加縮合した後に酸性亜硫酸ナトリウム、
あるいは亜硫酸ナトリウムでスルホン酸ナトリウム塩と
する方法等による如何なる方法によって得たものでも使
用し得る。

以下に本発明のホルムアルデヒド付加共縮合物の標準的
製造法を示すが、これによって本発明は何ら限定される
ものではない。

所定量の（Ａ）　　フェノールスルホン酸ナトリウム、
（Ｂ）スルファニル酸ナトリウム及び水とを計量し、ｐ
Ｈ７〜８．５に調整した後、反応容器に仕込み、８０〜
９０℃でこれにホルマリンを１〜３時間で滴下する。滴
下後、還流下で３〜１５時間攪拌する。次いで３０℃に
冷却し、ｐＨ１０〜１１に調整する。更に還流下で５〜
３０時間攪拌して冷却することにより、本発明のセメン
ト混和剤が得られる。

本発明のセメント混和剤はコンクリート、モルタル、セ
メントペースト等のセメント組成物の分散剤として用い
られ、その添加方法はスランプロスを防止する目的から
注水と同時に添加することが好ましいが、注水直後から
混練終了までの間に添加することも可能であり、また−
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、本発明のセメント混和剤は高性能減水剤として二
次製品用分散剤として用いることも可能である。

更に、本発明のセメント混和剤は、他の公知のセメント
添加剤（材）、例えば高性能減水剤、流動化剤、ＡＥ剤
、ＡＥ減水剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、保水
剤、増粘剤、防水剤、防錆剤、着色剤、防黴剤、ヒビワ
レ低減剤、高分子エマルジョン、高炉スラグ、水溶性高
分子、膨張剤、フライアッシュ、シリカヒユーム、除数
性分散剤及び徐放性起泡剤との併用も可能である。

〔作　　用〕

本発明によれば、（Ａ）　：　（Ｂ）の構成モル比が好
ましくは１．０〜０．５　：　　０．５〜１．０　テあ
ル（Ａ）フェノールスルホン酸アルカリ塩又はアルキル
フェノールスルホン酸アルカリ塩と、（Ｂ）アニリンス
ルホン酸アルカリ塩とをホルムアルデヒドと付加共縮合
させて得られる付加共縮合物をセメント混和剤として用
いることにより、多数の官能基がセメント粒子表面に吸
着して荷電密度をあげ、経時的な凝四を防ぐことから、
スランプロスが改善されるものと推定される。

〔実　施　例〕

以下、実施例により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、実施例中で示す製造した付加重合体の平均分子量は
、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法（ポリス
チレン平均分子量換算）で求めたものである。

付加綜合物の製造例（１） 攪拌機付反応容器中にフェノールスルホン酸ナトリウム
１．０モルとスルファニル酸ナトリウム１．０モルを仕
込み、０．１規定の水酸化す）　ＩＪウム水溶液と水と
を加えてこの溶液のｐＨを８．５に、また固形分濃度を
３５重量％に調整する。次に、調製したこの溶液を８５
℃に昇温し、攪拌しながら３７％ホルマリン２．５モル
を加え、反応混合物を還流下で８時間攪拌する。その後
、３０℃に冷却し、４０％水酸化ナトリウム水溶液でｐ
Ｈを１１に調整し、次に１２時間還流下で攪拌し、冷却
後、水を加えて固形分濃度が２５重量％になるように調
整して本発明のセメント混和剤を得る。

以下、製造例（１）に従って製造した本発明の付加共縮
合物の内容を表１の１〜７に示す。

表 撹拌機付反応容器中にメククレゾールスルホン酸ナトリ
ウム、スルファニル酸ナトリウム１．０モルを仕込み、
０．１規定水酸化すｌ−ＩＪウム水溶液と水を加えて、
この溶液をｐ＋１１１に、また固形分濃度を３５重量％
に調整する。次に、調製したこの溶液を８５℃に昇温し
、攪拌しながら３７％ホルマリン３．０モルを加え、反
応混合物を還流下で２０時間攪拌する。冷却後、水を加
えて固形分濃度が２５重量％になるように調整して本発
明のセメント混和剤が得られる。

以下、製造例（２）に従って製造した本発明の付加共縮
合物の内容を表２の８〜ｌＯに示す。

表　　　　２ 撹拌機付反応容器中にスルファニル酸ナトリウム１．０
モルを仕込み、０．１規定水酸化ナトリウム水溶液と水
を加えて、この溶液のｐＨを１１に、また固形分濃度を
３５重量％に調整する。次に、調製したこの溶液を８５
℃に昇温し、攪拌しながら３７％ホルマリン３．０モル
を加え、反応混合物を還流下で１０時間攪拌する。冷却
後、フェノールスルホン酸ナトリウム１．０モルを加え
、更に還流下で１０時間攪拌する。冷却後、水を加えて
固形分濃度が２５重量％になるように調整して本発明の
セメント混和剤が得られる。

以下、製造例（３）に従って製造した本発明の付加共縮
合物の内容を表３の１１〜１３に示す。

表　　　　３ 撹拌機付反応容器中にフェノールスルホン酸ナトリウム
１．０モルとスルファニル酸ナトリウム１．０モルを仕
込み、０．１規定の水酸化ナトリラム水溶液と水を加え
てこの溶液のｐ＋＋を８．５に、また固形分濃度を３５
重量％に調整する。次に、調製したこの溶液を８５℃に
昇温し、攪拌しながら３７％ホルマリン３．０モルを加
え、反応混合物を還流下で８時間攪拌する（第一工程）
。その後、３０℃に冷却し、４０％水酸化ナトリウム水
溶液でｐＨ１１に調整し、１０〜４０時間還流下で攪拌
しく第二工程）、冷却後、水を加えて固形分濃度が２５
重量％になるように調整して本発明のセメント混和剤を
得る。

以下、製造例（４）に従って製造した本発明の付加共縮
合物の内容を表４の１４〜１６に示す。

表　　　　４ ＊ Ｐｈ；フェノールスルホン酸ナトリウムＳｕ；スルファ
ニル酸ナトリウム セメント混和剤としての評価 ・コンクリートの配合は、以下のようにした。

Ｗ／Ｃ＝５５％ Ｓ／Ａ＝４９％ Ｃ＝　３２０ｋｇ／ｍ３ ここで、Ｃはセメントを、Ｗは水を、Ｓは細骨材を、Ａ
は全骨材（細骨材＋粗骨材）の量を示す。

・用いた材料は以下に示す。

セメント＝中央ポルトランドセメント 細骨材−紀の月産 粗骨材＝宝塚産砕石 ・使用したミキサーは傾胴式で、３分間混練後、１分間
に４回転させて６０分間攪拌した。

得られた評価結果を表５に示す。

表 ＊添加量　；セメントに対する固形分重量％＊＊比較品
Ａ；ナフタリン系分散剤（マイティ１５０：花王■製） ＊＊比較品Ｂ；メラミン系分散剤（メルメント：昭和電
工■製） （評価結果） 表５に示すように、本発明によるセメント混和剤は比較
品に比べて、スランプ値の直後と６０分後との差が小さ
く、優れた減水効果とスランプロス防止に顕著な効果を
示すことが判る。

〔発明の効果〕

本発明によるセメント混和剤をセメント組成物に添加す
れば、セメント組成物の流動性が向上することにより減
水率が増大し、またセメント組成物が長時間にわたりス
ランプロスがないためポンプ圧送による輸送が可能にな
る。

出願人代理人　　　古　　谷　　　　馨（外３名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記の一般式（Ａ）の化合物及び下記の一般式（Ｂ
   ）の化合物からなる二成分のホルムアルデヒド付加共縮
   合物を必須成分として含有してなることを特徴とするセ
   メント混和剤。 ￥一般式（Ａ）￥ ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素又は炭素数１〜６個の低級アルキルを
   意味し、Ｘはアルカリ金属を意味する。） 一般式（Ｂ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｙはアルカリ金属を意味する。） ２　ホルムアルデヒド付加共縮合物中の一般式（Ａ）の
   化合物と一般式（Ｂ）の化合物の構成モル比が１．０〜
   ０．５：０．５〜１．０である請求項１記載のセメント
   混和剤。