JPH0558693A

JPH0558693A - セメント分散剤

Info

Publication number: JPH0558693A
Application number: JP21975991A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Mizunuma; 達也水沼; Masanori Iizuka; 正則飯塚; Shoji Kanzaki; 彰二神崎; Toshiharu Kojima; 俊治小島
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、水硬性セメント配合物であるコン
クリート、モルタル又はペーストの流動性を高めると共
に経時による流動性の低下を防止及び連行気泡安定性を
大幅に改善し、その施行性、作業性を改善することを可
能ならしめるセメント分散剤を提供する。【構成】 (A) ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド
高縮合物又はその塩、(B) エチレン性カルボン酸とエチ
レン性カルボン酸エステルとの共重合物若しくはその塩
及び(C) オレフィンとエチレン性不飽和ジカルボン酸と
の共重合物及び／又は該共重合物の水難溶性塩で、該共
重合物の平均粒径が 0.1〜50μm で平均分子量が 500〜
50000 であるものを、重量比で (A)／(B) ／(C) ＝５〜
50／50〜95／0.5 〜10の範囲で含有することを特徴とす
るセメント分散剤。【効果】本発明のセメント分散剤を用いることによ
り、コンクリートのワーカビリチ及び連行空気量を一定
に長時間保つことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント又はセメント配
合物の分散剤に関するものであり、更に詳しくは水硬性
セメント配合物であるコンクリート、モルタル又はペー
ストの流動性を高めると共に経時による流動性の低下を
防止及び連行気泡安定性を大幅に改善し、その施行性、
作業性を改善することを可能ならしめるセメント分散剤
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント、水及び必要に応じて
砂、砂利、混和剤（材）を混合してなるセメント配合物
は、混練り後、時間の経過と共にセメント粒子の物理
的、化学的凝集が進行し、流動性を次第に失う。また、
平行してコンクリート中の連行空気量も時間と共に徐々
に低下し、コンクリートの流動性を助長すると共にコン
クリート性状の悪化を招き、更に硬化コンクリートの耐
凍結融解性をも低下させる。この様に流動性及び連行空
気量の経時的低下は施工性／作業性が経時的に低下する
だけでなく、硬化コンクリートの耐久性をも低下させ
る。この為、セメント配合物は施工時間（可使時間）が
限定されるという欠点を有する。また、セメント配合物
は混練り後、アジテータ車（生コンクートミキサ車）に
より打設現場まで運搬される場合が多く、輸送距離ある
いは交通渋滞などにより運搬に要する時間は大きく変動
する。このため打設現場ではアジテータ車ごとに流動性
及び空気量が異なり、一定のコンクリートの品質を確保
することは極めて困難である。

【０００３】また、セメント配合物のポンプ圧送に際
し、昼休みあるいは段取り替えなどによりポンプ圧送を
一時中断し、その後圧送を再開しようとする場合、配管
中のセメント配合物の流動性が低下し、圧送再開時の圧
送圧が急激に上昇したりあるいは閉塞などの問題も多
い。

【０００４】セメント配合物の流動性低下防止に関して
は、従来いくつかの方法が提案されており、有効な方法
として低級オレフィンと無水マレイン酸共重合物の微粒
化物（例えば、特公昭63−5346号公報）をセメント配合
物に添加して、徐放作用によりセメント粒子の凝集を防
止する方法がある。しかし、この方法はスランプロス防
止方法としては有効であるが、連行空気量の経時的低下
を防止することはできない。

【０００５】一方、コンクリート中の連行空気量の経時
的安定性を得る方法として、起泡成分をコンクリート中
で徐々に放出する徐放性起泡剤による方法（特開平１−
270547号公報）がある。しかし、この方法では徐放性起
泡剤の沈降安定性などの製品貯蔵安定性に於ける欠点を
有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この様に従来の方法で
はセメント配合物の流動性低下防止及び連行空気量の経
時的安定性に関して、同時に解決する方法は見出されて
いない。このため、水硬性セメント配合物であるコンク
リート、モルタル、またはペーストの連行空気量及びワ
ーカビリティの経時による低下を防止する混和剤の出現
が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来方
法の欠点を改善すべくなされたものであり、(A) ナフタ
リンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物又はその塩、
(B) エチレン性カルボン酸とエチレン性カルボン酸エス
テルとの共重合物若しくはその塩及び(C) オレフィンと
エチレン性不飽和ジカルボン酸との共重合物及び／又は
該共重合物の水難溶性塩を特定の範囲で併用するセメン
ト分散剤を使用することにより、効果的に連行空気量及
びワーカビリティの経時による低下を防止し、理想的な
コンクリートの製造が可能となる事を見出し、本発明を
完成させるに至ったものである。

【０００８】即ち、本発明は、(A) ナフタリンスルホン
酸ホルムアルデヒド高縮合物又はその塩、(B) エチレン
性カルボン酸とエチレン性カルボン酸エステルとの共重
合物若しくはその塩及び(C) オレフィンとエチレン性不
飽和ジカルボン酸との共重合物及び／又は該共重合物の
水難溶性塩で、該共重合物の平均粒径が 0.1〜50μmで
平均分子量が 500〜50000 であるものを、重量比で (A)
／(B)／(C) ＝５〜50／50〜95／0.5 〜10の範囲で含有
することを特徴とするセメント分散剤に係るものであ
る。

【０００９】本発明者らはすでにスランプロス防止効果
のあるセメント分散剤としてオレフィンと無水マレイン
酸共重合物の使用（特公昭63−5346号公報）およびその
金属コンプレックスの使用（特開昭62−83344 号公報）
を提案しているが、更に、これらの剤を効率的に作用さ
せるべく鋭意検討した結果、エチレン性カルボン酸とエ
チレン性カルボン酸エステルとの共重合物若しくはその
塩及びナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物
又はその塩を併用することにより、それぞれの組成物を
単独に使用した場合に比べてスランプロス防止効果が飛
躍的に向上する事を見出したのである。

【００１０】本発明に於けるナフタリンスルホン酸ホル
ムアルデヒド高縮合物又はその塩とエチレン性カルボン
酸とエチレン性カルボン酸エステルとの共重合物若しく
はその塩とは、セメント表面に効果的に吸着して分散に
寄与するだけでなく、ナフタリンスルホン酸ホルムアル
デヒド高縮合物又はその塩とエチレン性カルボン酸とエ
チレン性カルボン酸エステルとの共重合物若しくはその
塩との間に相互作用が生じ、それぞれ単独に使用した場
合に比較して厚い吸着層を形成するために立体的障害効
果が生じ、分散剤の経時的消費が最小限に抑えられ、更
にこれらと少量のオレフィンと無水マレイン酸共重合物
（またはその水難溶性金属塩）との併用により、効率的
に流動性の経時的低下を防止できるものと推定される。

【００１１】以下、本発明の内容について詳細に説明す
る。本発明に於ては(A) ナフタリンスルホン酸ホルムア
ルデヒド高縮合物又はその塩（Ｋ、Na、Ca、Zn等の金属
との塩）、(B) エチレン性カルボン酸とエチレン性カル
ボン酸エステルとの共重合物若しくはその塩（Ｋ、Na、
Ca、Zn等の金属との塩）及び(C) オレフィンとエチレン
性不飽和ジカルボン酸との共重合物及び／又は該共重合
物の水難溶性塩を重量比で(A) ／(B) ／(C) ＝５〜50／
50〜95／0.5〜10の範囲で併用する。この範囲を越えて
(A)成分量が増加すると連行空気量及び流動性の経時的
低下が大きくなり、又(B) 成分量を増加しすぎると起泡
性が著しく増大し、セメント配合物調製時の連行空気量
を任意に制御する事が難しく、更に、経時的に連行空気
量が増大するという欠点を有する。更に、(C) 成分はこ
の範囲より少ないとスランプ保持効果が小さく、一方、
多すぎるとコンクリートの硬化遅延に悪影響を及ぼす。
このように連行空気量及び流動性の経時的低下を効率的
に防止するためには重量比で(A) ／(B) ／(C) を５〜50
／50〜95／0.5 〜10の範囲で併用する必要がある。

【００１２】本発明に使用するナフタリンスルホン酸ホ
ルムアルデヒド高縮合物は、ナフタリンスルホン酸を主
骨格とするホルムアルデヒド縮合物の塩であって、メチ
ルナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩やク
レオソート油など不純物を含有するものもあるが、ナフ
タリン骨格を主成分とする原料から出発したスルホン酸
のホルムアルデヒド縮合物塩である。

【００１３】本発明に使用するエチレン性カルボン酸と
エチレン性カルボン酸エステルとの共重合物として公知
のものが使用出来、例えば特開昭57−118058号公報、特
開昭58−74552 号公報、特開昭59−162158号公報、特開
昭59−162161号公報、特開昭62−30648 号公報に開示さ
れているものである。市販品としてはFC600 〔日本触媒
（株）製〕、チューポールHP〔竹本油脂（株）製〕、及
びサンフローHS700 〔山陽国策パルプ（株）製〕等があ
る。

【００１４】本発明に使用する(C) 成分であるオレフィ
ンとエチレン性不飽和ジカルボン酸との共重合物又はそ
の水難溶性塩は、その粒径は、平均粒径が 0.1〜50μm
の粒状物であり、好ましくは、0.1 〜５μm である。平
均粒径が 0.1μm 未満では徐放速度が速すぎてコンクリ
ートのスランプ保持性能が得られない。一方、50μmを
越えると徐放速度が遅いために添加量が増大し、局在化
してコンクリート物性に悪影響を与える。従って、最適
粒径になっていない場合には、粉砕機で粉砕して用いる
必要がある。ここで使用する粉砕機は通常使用されてい
る粉砕機であり、例えばボールミルアトライザー、サン
ドミルなどが挙げられる。

【００１５】本発明における共重合体(C) の平均分子量
は 500〜50000 であり、平均分子量が500 より小さいと
分散能が不足し、また、平均分子量が50000 より大きい
と分散剤としてよりも凝集剤としての効果が大きくなり
スランプロス防止効果を示さない。尚、ここで示す平均
分子量はポリスチレンスルホン酸を基準物質とする水系
ゲルパーミエイションクロマトグラフィーにより求めら
れる重量平均分子量を示す。

【００１６】本発明の共重合体(C) はオレフィンとエチ
レン性不飽和ジカルボン酸との共重合物又はその水難溶
性塩であり、オレフィンとしては炭素数２〜８のオレフ
ィンが好ましく、例えばエチレン、プロピレン、ｎ−ブ
テン、イソブチレン、ｎ−ペンテン、シクロペンテン、
２−メチル−１−ブテン、ｎ−ヘキセン、２−メチル−
１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、２−エチル
−１−ブテン、ジイソブチレン及びこれらの混合物が挙
げられるが、特に、イソブチレンが好ましい。また、エ
チレン性不飽和ジカルボン酸としては（無水）マレイン
酸、（無水）イタコン酸、（無水）シトラコン酸、フマ
ル酸などが挙げられるが、無水マレイン酸が好ましい。
共重合体を製造するに当たり、上記オレフィンの２種以
上、エチレン性不飽和ジカルボン酸の２種以上を併用す
ることも可能であり、更に、水難溶性状態を維持できれ
ば共重合可能な第３モノマー、例えば、アクリル酸、メ
タクリル酸などのモノマーを共重合させる事も可能であ
る。

【００１７】本発明に使用される共重合体(C) の水難溶
性塩を構成する２価以上の金属イオンとしては、例えば
Ca²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Sr
²⁺、Ba²⁺などの多価金属イオンの１種又は２種以上の混
合物が挙げられるが、特に、Zn²⁺が好ましい。本発明に
よるセメント分散剤のセメント配合物への添加方法とし
ては、混練り水へ溶解及び一旦練り上がったセメント配
合物へ添加する方法の何れでもよい。また、他のセメン
ト添加剤（材）、例えば、空気連行剤、無水石膏系強度
増進剤、活性シリカ微粉末、防水材、減水剤、乾燥収縮
低減剤、流動化剤、防水剤、膨張剤（材）、グラスファ
イバー、スチールファイバー、フライアッシュ、高炉ス
ラグなどとの併用も可能である。また本発明によるセメ
ント分散剤のセメント配合物への添加量は0.05〜3.0 重
量％である。本発明に係るセメント分散剤を添加したセ
メント硬化体の製造に際し、養成方法は通常のセメント
硬化体を硬化せしめる方法で硬化させることが可能であ
り、水蒸気養生やオートクレーブ養生などの方法を用い
てもよい。

【００１８】

【実施例】本発明を実施例により詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に制限されることはない。（使用材料）セメント；普通ポルトランドセメント比重＝3.16 細骨材；紀ノ川産川砂比重＝2.57 粗骨材；宝塚産砕石比重＝2.57 水；水道水（配合）水／セメント比＝53.0％、細骨材率＝48.0％、セメント
量＝320kg ／m³ （調製及び物性評価）セメント組成物の練り混ぜは 100
リットル傾胴ミキサーを用い、50リットルのセメント組
成物を調製した。スランプ試験はJIS A 1101により行
い、コンクリートの流動性及び流動性低下防止効果を測
定した。コンクリートの流動性の経時変化は傾胴ミキサ
ーで４rpm 定速でアジテートし、所定時間のスランプを
測定した。また、コンクリートの圧縮強度及び凝結時間
はJIS A 1108及びASTMC 403の試験方法に準拠して測定
した。

【００１９】ここでＡ成分としてはナフタリンスルホン
酸ホルムアルデヒド高縮合物（マイテイ150 ；花王
（株）製）を使用し、Ｂ成分としてはポリカルボン酸の
部分エステル（FC 600；日本触媒（株）製）を使用し、
Ｃ成分としてはイソブチレン／無水マレイン酸共重合物
を使用した。また、初期の空気量を調製するために樹脂
酸系空気連行剤（ビンゾール；山宗化学（株）製）を使
用した。

【００２０】セメント配合物の組成及び試験結果を表
１、表２に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】本発明によりコンクリートのワーカビリ
チ及び連行空気量を一定に長時間保つことが可能になっ
た事から本発明に係るセメント分散剤は種々の用途に具
体的に用いられる。連行空気量を長時間一定に保つこと
が可能になった事はコンクリート輸送後の耐凍結融解抵
抗性の低下を防止し、且つワーカビリティの低下を防止
する。

【００２４】ワーカビリティの長時間保持の特性は、本
発明のセメント分散剤を例えばコンクリートのポンプ圧
送助剤として用いた場合に有用である。即ちセメント配
合物はポンプ圧送により打設されることが多くなってい
るが、前述の如く作業の昼休み、段取り替え、機械故障
によるポンプ圧送の一時中断がなされる場合、中断時間
が長引くと圧送配管中のコンクリートのワーカビリチが
低下し、圧送再開時の圧送圧が急激に上昇したり、閉塞
するなどの問題が生じている。しかし、本発明に係るセ
メント分散剤を添加するとコンクリートのワーカビリチ
は一定に保たれて、流動性の低下は防止され、ポンプ圧
送中断後、圧送再開時の圧力の上昇を防止することが可
能となって、ポンプ圧送作業の効果を著しく高めること
を可能ならしめるのである。さらに他の例としては、セ
メントミルク又はモルタルのグラウト用助剤、トレミー
管により打設されるセメント配合物、水中コンクリー
ト、連続地中壁用コンクリート、吹き付けコンクリー
ト、遠心成形コンクリート、振動締め固めコンクリート
などの流動性保持と材料分離防止などの特性を必要とす
る用途にも有効である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (A) ナフタリンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド高縮合物又はその塩、(B) エチレン性カルボン酸と
エチレン性カルボン酸エステルとの共重合物若しくはそ
の塩及び(C) オレフィンとエチレン性不飽和ジカルボン
酸との共重合物及び／又は該共重合物の水難溶性塩で、
該共重合物の平均粒径が 0.1〜50μmで平均分子量が 50
0〜50000 であるものを、重量比で (A)／(B) ／(C) ＝
５〜50／50〜95／0.5 〜10の範囲で含有することを特徴
とするセメント分散剤。