JPH0517186B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水中に直接打設するためのセメント組
成物であつて、増粘性が非常に大きく、空気運行
性が小さく且つ流動性に優れた組成物に関するも
のである。 従来の技術 従来、生コンクリートをトレミー管や囲いを用
いることなく水中に直接打設すると、打設時点で
周辺の水に洗われてセメントが水中に飛散した
り、打設後も硬化に至るまでに水流や波浪の作用
によつてセメントが飛散あるいは侵食されて形状
が崩れてたり、コンクリート中のセメント分が部
分的に流出したりして、充分な硬化が起らず、硬
化後の強度が著しく劣るものしか得られない。 それ故、水中での工事には水中へのセメントの
拡散を防止するために、粘性を与えるような高分
子添加剤を添加したセメント組成物を使う工法が
開発されている。例えば、西独公告特許2326647
号明細書にはセルロースエーテル、ポリアクリル
アミドなどを添加することにより、セメントの水
中への拡散を防止できる旨述べられている。また
特開昭57−3921号公報は、水入コンクリート打設
工法に関するものであるが、コンクリート処方と
してポリアクリルアミドを用いる例が示されてい
る。 発明が解決しようとする問題点 しかし、このような増粘効果を持つ高分子添加
剤を添加した水中打設用セメント組成物を使用し
た場合は、確かにセメントの水中への拡散は有効
に低下するが、セメント組成物の流動性が損わ
れ、ポンプ移送が困難となる欠点を有している。 このように水中で打設できるセメント組成物と
してはセメントの水中への拡散が少ないこと、ポ
ンプ移送が容易であることは当然必要であるが、
これ以外に高い圧縮強度の組成物を得るために未
硬化組成物中の空気量を減少させること、および
減水剤等のセメントの分散剤を併用して組成物中
の水量を減らすことなどの対応策が必要である。 しかるに、モルタルおよびコンクリート混和剤
として使われているヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース（HPMC）、ヒドロキシエチルメチルセ
ルロース（HEMC）、メチルセルロース（MC）、
ヒドロキシエチルロース（HEC）等の水溶性セ
ルロースエーテルはいずれもノニオン性のポリマ
ーで組成物中の空気量を増す性質（空気連行性）
があり、組成物の強度面からみれば好ましい材料
とは言い難い。また、これらのセルロースエーテ
ルの空気連行性を抑制するためにセルロースエー
テルと消泡剤とを併用すれば容易に空気連行性が
小さくなるが、その反面組成物の流動性が著しく
低下することがわかつている。すなわち、ノニオ
ン性の水溶性セルロースエーテルを添加したセメ
ント組成物はその空気連行性により流動性の低下
を防止しているものと考えられる。一方特開昭57
−3921号公報は、水中コンクリート打設工法に関
するものであり、コンクリート処方としてポリア
クリルアミドを用いる例が示されている。このポ
リアクリルアミドは空気連行性が小さいポリマー
であるが、組成物の流動性を著しく低下されるこ
とが知られている。 従つてこれまでセメントの水中への拡散を防ぐ
ための増粘性があり、空気連行性が小さく且つ流
動性の良いポリマーは発見されていないのが現状
である。 本発明者らはこれまでの水中打設用セメント組
成物にみられるこれらの技術的問題点を解決する
ために鋭意検討の結果、従来カルミウムイオンの
多いセメント／水混合系ではカルシウムイオンに
よるゲル化現象のため使用できないとされていた
（例えば特開昭57−123850号公報）イオン性高分
子に属する、親水性のアニオン基と親水性のノニ
オン基を共に有するカルボキシメチルヒドロキシ
エチルセルロース（CMHEC）が、上記の性質を
兼ね備えたすぐれたポリマーであることを見いだ
して、本発明を完成するに到つたものである。 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明はセメント100重量部に対し、
カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースを
0.1〜2.0重量部配合したものを主剤とする水中打
設用セメント組成物により上記の目的を達成する
ものである。 本発明に使用するカルボキシメチルヒドロキシ
エチルセルロースは公知の方法（例えば米国特許
第2618632号、米国特許第3446795号、特公昭48−
18586号公報記載の方法）に従つて、セルロース
をアルカリセルロースとした後、モノクロ酢酸で
カルボキシメチル化し、さらにエチレンオキサイ
ドを反応させてヒドロキシエチル化するか、又は
逆にアルカリセルロースを先にエチレンオキサイ
ドでヒドロキシエチル化した後、モノクロル酢酸
を反応させてカルボキシメチル化することによつ
て得られるものである。得られたCMHECのカル
ボキシメチル基はアルカリ金属塩であり、通常は
ナトリウム塩である。 本発明に使用するCMHECは特定の分子構造を
持つカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロー
スでなければならない。すなわち、グルコース単
位当りのカルボキシメチル基の置換度（DS）が
2.0以下で、エチレンオキサイドの置換モル数
（MS）が1.2〜7.0のCMHECである。 親水性のアニオン基のみを有するセルロースエ
ーテルであるカルボキシメチルセルロース
（CMC）は、カルシウムイオンの多いセメント／
水混合系に使用するとカルボキシメチル基とカル
シウムイオンの架橋現象によりゲル化し析出する
が、ノニオン性のヒドロキシエチル基を導入する
とカルボキシル基とカルシウムイオンとの結合に
よるゲル化現象が一部緩和されセメント／水混和
系においても使用可能となる。しかもその増粘性
はノニオン性のヒドロキシエチル基のみを有する
HECよりも著しく増大し、セメントの水中への
拡散を防ぐ効果が大となる。 また、CMHEC中のカルボキシメチル基のDS
は大きい程セメント組成物の空気連行性が小さく
なり、且つ流動性が良好である。しかし、DSが
2.0より大きくなると、カルシウムイオンによる
ゲル化が強くなりすぎて流動性は低下してしま
う。DSが0.01より小さいと空気連行性の抑制効
果がほとんどなくなる。従つて好ましいカルボキ
シメチル基のDSは2.0以下、特に0.01〜2.0の範囲
である。 一方、本発明に使用するCMHECのヒドロキシ
エチル基のMSは、1.2以下ではセメントの凝結時
間が長くなりすぎる欠点がある。逆にMSが7.0よ
り大きくなると、空気連行性が大きすぎて硬化後
の強度が弱くなる。従つてヒドロキシエチル基の
MSの好ましい範囲は1.2〜7.0である。 本発明に使用するCMHECの粘度は、１％水溶
液の25℃における粘度が100〜7000CPSであるも
のが適当である。CMHECはその分子中のカルボ
キシメチル基とカルシウムイオンとの相互作用に
より、セメント／水混合系において同一粘度のヒ
ドロキシエチルセルロースやヒドロキシプロピル
メチルセルロースよりも大きな増粘性を有する
が、粘度が100CPS以下のものでは十分な増粘性
とセメントの水中への拡散防止効果が得られず、
粘度が7000CPSより大きいものでは流動性がかえ
つて悪くなる。 セメントに対するCMHECの添加量は、少なす
ぎるとセメントの水中拡散防止、流動性向上の効
果がなく、多すぎると空気量が多くなり、また粘
度も高くなりすぎてかえつて流動性が低下し、且
つセメントの凝結時間が長くなる。従つて適当な
範囲はセメント100重量部に対し、0.2〜2.0重量
部である。 本発明においてCMHEC以外にも、セメント組
成物の性状を改善するために一般に使用されてい
る各種の添加剤を併用することができる。すなわ
ち、リグニンスルホン酸塩、メラミンホルマリン
樹脂スルホン酸塩および高縮合トリアジン系化合
物等の減水剤や塩化カルジウム、アルミン酸ナト
リウム、ギ酸カルシウムなどの凝結促進剤その他
を必要に応じて添加することができる。 次に本発明を実施例ついて具体的に説明する。 実施例 ポルトランドセメント600ｇ、水300ｇ、川砂
1200ｇに３ｇの添加剤を加え、JIS Ｒ−5201に準
じた方法で混練する。こうして作つた生モルタル
の空気量、流動性（貫入深さ）、水の濁りを測定
した。これらの測定方法は次の通りである。 (1) 生モルタルの空気量 日本住宅公団「左官用モルタル混和剤の品質
判定基準（案）」に規定された「空気量」の試
験方法に従つて測定する。 (2) 流動性（2.0Kgの貫入深さ） 日本住宅公団「左官用モルタル混和剤の品質
判定基準（案）」に規定された「ワーカビリチ」
試験方法に準じて2.0Kgのプランジヤーのモル
タル中への貫入深さを測定する。 (3) 水の濁り 生モルタル150ｇを１のメスシリンダー中
の１の水へ水面上より数回に分けて落下さ
せ、５秒後に400mlの所から10mlの濁水をポー
ルピペツトで採集し、比色計で濁度を測定す
る。一方、予め精製カオリンを用い、濁度と
SS（ppm）との検量線を作成しておき、測定し
た濁度をSSに換算する。 また、添加剤をセメントに対し0.625重量％
添加したポルトランドセメントペーストの21℃
における凝結時間を、JIS Ｒ−5201に準じた方
法で測定した。 カルボキシメチル基のDSおよびヒドロキシエ
チル基のMSの異なる各種のCMHEC、市販のヒ
ドロキシエチルセルロース（HECユニセルQP−
30000：ダイセル化学工業(株)）および、市販のヒ
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)）ならびにこれら
のHECとHPMCに市販の消泡剤（SNデイフオー
マー14HP：サンノプコ社）を0.05重量％添加し
たものについて測定した結果を表１に示す。 表１からわかるようにHECやHPMCの単独使
用では水の濁りがひどくセメントの水への拡散防
止がなく、生モルタルの空気量が多い欠点があ
る。これらのHEC、HPMCに消泡剤を併用する
と空気量は減少するが水の濁りは改善されない。 これに対し、本発明のCMHECをセメントに対
し0.5重量％添加したものは、消泡剤を使用しな
くても空気量が10％以下となり、水の濁りも小さ
く、流動性を良好である。 凝結時間はCMHECのカルボキシメチル基の
DSよりも、ヒドロキシエチル基のMSに大きく影
響を受け、MSが1.2より小さいCMHECは凝結時
間が大きくなりすぎて好ましくないことがわか
る。 発明の効果 本発明の水中打設用セメント組成物は、水中へ
直接打設してもセメントの水中への拡散がなく、
しかも連行空気量が小さいため硬化後の強度が大
きい。しかしも空気量が小さいにもかかわらず、
流動性が良好なためポンプ移送を可能で、現物の
作業性が著しく向上する。消泡剤などの使用も必
要でなく、CMHEC単品で極めて大きなセメント
の水中への拡散防止効果が得られるので、作業性
と共に経済的にも優れた水中打設用セメント組成
物である。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セメント100重量に対し、グルコース単位当
   たりのカルボキシメチル基の置換度が0.01−2.0
   で、エチレンオキサイドの置換モル数が1.2−7.0
   であり、かつ、25℃における１％水溶液粘度が
   100−7000cpsであるカルボキシメチルヒドロキシ
   エチルセルロースを0.1−2.0重量部配合したもの
   を主剤とする水中打設用セメント組成物。