JPH0515657B2

JPH0515657B2 -

Info

Publication number: JPH0515657B2
Application number: JP9759785A
Authority: JP
Inventors: Tadao Maruyama; Kazuyoshi Hayakawa
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1993-03-02
Also published as: JPS61256954A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はセメント系組成物、特にはポンプ圧送
性がよく、特性のすぐれた硬化物を与えるセメン
ト系組成物に関するものである。（従来の技術）コンクリート、モルタル、グラウトなどのセメ
ント混練物にそのブリージング防止、保水性やワ
ーカビリテイの改良、ポンパアビリテイ改良のた
めにセルロースエーテルを混和剤として添加する
ことはよく知られたところであり、このセルロー
スエーテルは水中コンクリート用の分離低減剤、
逆打コンクリート用のブリージング防止剤として
もその性能が認められて需要が伸びつつある。しかし含水セメント混練物に対するセルロース
エーテル粉末の添加はセルロースエーテルが水に
濡れると同時に高粘度液に被われるためにままこ
が生じてその分解溶解が完全に行なわれず、その
添加効果が十分に発揮されなくなるという不利が
あり、そのためこの混和には先づセメント、骨材
および粉末混和剤を空練りし、ついで注水緩和す
る、いわゆる混和剤の前添加方法が採用されてき
たが、これには工程が２段階となり、作業能率が
わるいという欠点があつた。またこのセルロース
エーテルは生コンクリートに添加される場合でも
水、セメント、骨材が略々同時に投入されるため
に条件によつてはそれが充分均一に混練されない
ことがあり、生コンクリートプラントに使用する
ときにもこれを多量に添加すると生コンクリート
が粘着性をもつようになつてミキサー内壁への生
コンクリートの付着が多くなり、次回以降のバツ
チに硬化の進んだものが混入し、生コンクリート
の汚染が問題となるので、生コンクリートの現場
では生コンクリート用のよりよい混和剤の開発が
望まれている。そのため、セルロースエーテルのセメントに対
する添加についてはセルロースエーテルをスラリ
ーとして添加することも試みられているが、これ
は高濃度スラリーを得ることができず、水量が多
くなるために生コンクリート製造時の水量を減じ
ておく必要があるし、このスラリーの供給装置も
必要になるという問題があり、セルロースエーテ
ルを砂あるいはフライアツシユなどの骨材で数倍
量に増量して添加するという方法も検討されたが
この場合にはままこの発生があり、これを防ぐ満
足な方法が見出されていない。なお、このセメントについては強度のすぐれた
セメント硬化物を得るため、またコンシステンシ
ーを向上させたり、ポンプ圧送をスムースに行な
うために減水剤や流動化剤の添加が行なわれてい
るが、これにセルロースエーテルを添加するとそ
れが0.2％までの範囲では特に支障はないが、セ
ルロースエーテルをこれ以上多量に添加するとセ
メント混練物の粘着性が増加するために減水剤や
流動化剤の分散効果が低下するという不利が生じ
る。（発明の構成）本発明はこのような不利を解決したセルロース
エーテルを添加したセメント系組成物に関するも
のであり、これは(1)セメント100重量部、(2)セル
ロースエーテル100重量部に、分子鎖両末端が水
酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン0.1
〜５重量部と式CH₃SiX₃（ここにＸはメトキシ
基、アセトキシ基、ブタノンオキシム基から選択
される基）で示されるメチルシラン化合物0.1〜
５重量部とを加温反応させてなるシリコーン処理
セルロースエーテル0.01〜３重量部、とからなる
ことを特徴とするものである。これを説明すると、本発明者らはセメントに対
するセルロースエーテルの添加方法について種々
検討した結果、セメント混練剤としてのセルロー
スエーテルを上記したようなジオルガノポリシロ
キサンとメチルシラン化合物とで予め処理したも
のとすると、これをセメント混練物やセメントと
骨材および水を同時に撹拌する系に添加したとき
でもままこの発生が著しく減少するので均一なセ
メント混練物を容易に得ることができるというこ
とを見出すと共に、このものはその添加量を増加
してもセメント混練物の粘着力増加が少ないの
で、減水剤や流動化剤の性能低下を招くことがな
く、したがつてポンプ圧送性のよいセメント混練
物が得られること、これを添加したセメント混練
物は水中セメントとして使用すると分離低減剤の
性能が十分に発揮されるし、水質を汚染すること
がなくなること、またこのセメント混練物は流動
性がよく、単位水量が少なくてすむので耐久性、
強度特性のすぐれた硬化物を与えるということを
確認し、このセルロースエーテルを処理するシロ
キサン、シランの種類、添加量、さらにはこのシ
リコーン処理したセルロースエーテルのセメント
に対する配合量などについての研究を進めて本発
明を完成させた。本発明のセメント系組成物を構成する主材とし
てのセメントは従来公知のものでよく、これは通
常市販されているボルトランドセメントとすれば
よいが、フライアツシユセメント、高炉セメント
としてもよく、さらにはフライアツシユ、ヒユー
ムドシリカ、石こう、ベントナイト、粘土などを
添加したものであつてもよい。他方、このセメントに添加されるシリコーン処
理セルロースエーテルはメチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのよう
な水溶性セルロースをシリコーン処理したものと
される。このセルロースエーテルのシリコーン処
理は撹拌機付きの反応釜やニーダーの中にセルロ
ースエーテルと分子鎖両末端が水酸基で封鎖され
たジオルガノポリシロキサンと式CH₃SiX₃（Ｘは
前記の通り）で示されるメチルシラン化合物とを
同時に仕込み、100〜120℃で２〜３時間加温反応
させればよい。ここに使用されるジオルガノポリシロキサンは
例えば次式で示されるようにその分子鎖末端がジメチルヒド
ロキシシリル基で封鎖されたものとすればよく、
このものは25℃における粘度が20〜100000cps、
好ましくは500〜6000cpsのものとされるが、この
使用量はセルロースエーテル100部に対し0.1重量
部以下では効果がなく、5.0重量部以上とすると
得られるセルロースエーテルの撥水性が強くなり
すぎて、濡れが遅延し、溶解が遅れたり一部不溶
化し、粘度低下も起つて性能が低下するので、
0.1〜5.0重量部の範囲とする必要があり、この好
ましい範囲は0.3〜3.0重量部とされる。また、ここに使用されるメチルシラン化合物は
式CH₃SiX₃で示され、このＸはメトキシ基、ア
セトキシ基、ブタノンオキシム基から選択される
ものであるが、これは架橋剤として作動するのも
であり、この使用量はセメント100重量部に対し、
0.1重量部以下では効果がなく、5.0重量部以上と
してもままこの生成量はそれ以上減少しないので
0.1〜5.0重量部の範囲とすればよい。本発明のセメント系組成物は上記した第１成分
としてのセメントと第２成分としてのシリコーン
処理セルロースエーテルを混和することによつて
得ることができるが、この混和は通常のバツチヤ
ープランド、トラツクミキサーなどを用いて混和
すればよい。しかし、この第２成分としてのシリ
コーン処理セルロースエーテルの添加量は第１成
分としてのセメント100重量部に対し0.01重量部
以下では効果がなく、3.0重量部以上とすると著
しく粘度が上昇してこれを抑制するための水量を
増すと硬化物の強度低下を招くので、これは0.01
〜3.0重量部の範囲とする必要があるが、この好
ましい範囲は0.05〜2.0重量部とされる。なお、このセメント系組成物には必要に応じ川
砂、山砂、けい砂、寒水砂などの骨材さらには人
工の軽量骨材などを適宜混和してもよいし、さら
には公知の減水剤、流動化剤、消泡剤、収縮低減
剤、硬化促進剤、繊維物質などを配合してもよ
い。このようにして得られた本発明のセメント系組
成物はセメントに添加される混和剤としてのセル
ロースエーテルがシリコーン処理されたものであ
るので、このセルロースエーテルをセメント、骨
材と共に空練りし、ついで注水し、混練する、い
わゆる前添加方法、セメント、骨材、水およびセ
ルロースエーテルの同時混練方法でも、あるいは
セメント、骨材の注水混練物にセルロースエーテ
ルを添加する後添加方法のいずれでもままこの発
生の少ない状態で得ることができるし、この組成
物はセルロースエーテルを多量添加してもセメン
ト混練物の粘着力増加が小さく、減水剤や流動化
剤の分散効果が低下することがないのでポンプ圧
送性がよく、これはまた流動性がよく、単位水量
が少なくてよいので耐久性、強度のすぐれた硬化
物を与え、さらに水中セメントとして使用したと
きにもこのセルロースエーテルがすぐれた分離低
減剤として作動し、水質を汚染することもないの
で、これは各方面に広く使用できるという有用性
をもつものである。つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は
重量部を、また粘度は25℃での測定値を示したも
のである。実施例１〜３、比較例１〜４（シリコーン処理セルロースエーテルの製造）ヒドロキシプロピルメチルセルロース・メトロ
ーズ90SH−30000［信越化学工業(株)製商品名］100
部に分子鎖両末端がジメチルヒドロキシシリル基
で封鎖された粘度1500cpsのジメチルポリシロキ
サン2.0部と式で示されるメチルシラン化合物2.0部を加え、100
℃で３時間反応させてシリコーン処理セルロース
エーテル−Ａを作り、上記におけるメチルシラン
化合物を式（CH₃Si（OCOCH₃）₃で示されるものとしたほか
は上記と同様に処理してシリコーン処理セルロー
スエーテル−Ｂを作つた。（セメント混練物の製造方法）ポルトランドセメントに水、細骨材（川砂）、
粗骨材（最大粒径25mm）および上記で得たシリコ
ーン処理セルロースエーテル−Ａ，Ｂを第１表に
示した量で混合してセメント系組成物−〜を
作ると共に、比較のためにこのシリコーン処理セ
ルロースエーテル−Ａ，Ｂに代えてシリコーン処
理をしていないヒドロキシプロピルメチルセルロ
ース・メトローズ90SH−30000（前出）を使用し
てセメント系組成物〜を作り、このときの撹
拌時間２分、５分、10分において発生したままこ
を篩分けし、このままこ中に含まれている残存セ
ルロースエーテル量を測定したところ、第１表に
併記したとおりの結果が得られた。なお、このままこの篩分けは混練物を水で希釈
し、ままこの大部分が2.5mmオンで10mmパスされ
ることから2.5mmの篩を用いて篩分けし、ままこ
中のセルロースエーテルの測定はままこを水に入
れて撹拌溶解し、無機質分を遠心分離してから水
可溶分を乾燥し、置換分析によつてセルロースエ
ーテルの量を求めたものであり、表中におけるセ
ルロースエーテル添加方法はセメント、骨材、セ
ルロースエーテルを空練りしてから注水し混練し
たものを前添加とし、セメント、骨材の注水混和
物にセルロースエーテルを添加し、混練したもの
を後添加とした。

【表】すなわち、これによればシリコーン処理をした
セルロースエーテルを使用すると後添加でもまま
この生成量（これは残存セルロース量に比例す
る）が前添加にほぼ近い数値を示すこと、またこ
のままこの量は撹拌時間を長くすれば減少するが
モルタルの場合はこの減少量が少なく、コンクリ
ートの場合は粗骨材につぶされるので減少割合の
大きくなることが確認された。実施例４〜５、比較例５〜９ホルトランドセメントに水、細骨材（川砂）、
粗骨材（最大粒径25mm）を第２表に示した量で添
加しミキサー中で混練して得たセメント混練物に
実施例１で作つたシリコーン処理セルロースエー
テル−Ａを第１表に示した量で後添加し、混練し
てセメント系組成物を作ると共に、これに流動
化剤・NP−20［ポゾリス物産(株)製商品名］を加
えてセメント系組成物を作り、さらに比較のた
めに上記におけるシリコーン処理セルロースエー
テル−Ａの代わりに公知の分離低減剤・アスカク
リーン［信越化学工業(株)製商品名］およびこれと
流動化剤・NP−20（前出）を第２表に示した量
で添加し混練してセメント系組成物〜を作
つた。つぎにこれらの組成物についてのポンプ圧送
性、水中に落下させたときの分離低減性能、硬化
物の圧縮強度を測定すると共に、JIS−Ａ−1101
のスランプ測定方法によるスランプが21cmになる
水／セメント比についての測定を行なつたとこ
ろ、第２表に示したとおりの結果が得られた。なお、このポンプ圧送性のテストに使用したコ
ンクリートポンプの仕様は次記型式油圧ピストン式容量 100m³／時吐出量 50m³／時油圧シリンダー口径 100mmφ コンクリートシリンダー径 215mmφ 輸送配管径 125mmφ のとおりであり、この結果は上記ポンプ車からコ
ンクリートを70ｍの距離圧送したときの管内圧力
（Kg／cm²）で示した。また、この分離低減性能（水中落下試験）は混
練したコンクリート0.3cm³をバケツトで水深１ｍ
の水槽に投入してから５分後に、水深50cmの位置
の水を採取し、濁度計を用いて濁度測定すること
によつて判定したが、圧縮強度は下記による測定
結果をもつて示したものである。水中成形：水深30cmのところに10cmφx20cmの型
枠を置き、コンクリートを水中落下させて、こ
こに自然充填された供試体の28日材令の圧縮強
度を測定。気中成形：気中で型枠に充填し、その後水中養生
して28日材令の圧縮強度を測定。

【表】すなわち、この結果からスランプが同じでもシ
リコーン処理セルロースエーテルを添加したもの
はポンプ圧送性がよく、流動化剤を併用すればさ
らに圧送性が向上すること、またこの硬化物も圧
縮強度のすぐれたものになり、さらには水中成
形／気中成形の強度比もよくなることが確認され
た。

Claims

【特許請求の範囲】１ (1) セメント 100重量部 (2) セルロースエーテル100重量部に分子鎖両末
端が水酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキ
サン0.1〜５重量部と式CH₃SiX₃（ここにＸはメ
トキシ基、アセトキシ基、ブタノンオキシム基
から選択される基）で示されるメチルシラン化
合物0.1〜５重量部とを加温反応させてなるシ
リコーン処理セルロースエーテル
0.01〜３重量部とからなることを特徴とするセメント系組成物。