JPH0561217B2

JPH0561217B2 -

Info

Publication number: JPH0561217B2
Application number: JP12211185A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Ochi; Kimio Kurosaka; Tatsuya Mizunuma; Tatsuo Izumi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1993-09-03
Also published as: JPS61281054A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明はセメント又はセメント配合物の混和剤
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
ーストの適切な空気量を保持させ、ワーカビリチ
の経時による低下を防止し、その施工性、作業性
を改善することを可能ならしめるセメント混和剤
に関するものである。〔従来の技術〕従来、一般に使用されているセメント混和剤
は、リグニンスルホン酸（塩）、オキシカルボン
酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、メ
ラミンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリカルボ
ン酸等である。セメント、水及び砂、砂利、混和材（剤）とを
混合してなるセメント配合物は、混練後、時間の
経過と共にセメント粒子の物理的・化学的凝集が
進行すると共に、配合物中の連行空気量が低下
し、流動性を次第に失い、施工性・作業性が経時
的に低下する。このためセメント配合物は、施工
可能時間（可使時間）が限定されるという欠点を
有する。又、セメント配合物は混練後、アジテー
ター車（生コンクリートミキサー車）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、アジテーター
車ごとに流動性が異なり、一定の施工性を得るこ
とは極めて困難である。コンクリート工場製品（パイル・ポール・ヒユ
ーム管等）の製造に於いてもコンクリートの流動
性の経時低下が同様に問題となつている。例えば
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、更に連行空
気量が減少するためにワーカビリチが著しく低下
し、圧送再開時の圧送が急激に上昇したりあるい
は閉塞したりするなどの問題も多い。これらの問題を解決するために従来セメント配
合物のワーカビリチ低下防止方法が種々考案され
ている。例えば、セメントの化学的凝集を防止す
る目的でポリカルボン酸塩やオキシカルボン酸塩
やリグニンスルホン酸塩等の硬化遅延剤を多量に
添加する方法や、高性能減水剤や流動化剤を粒状
化などの方法でセメント分散剤を過剰にて添加し
セメント粒子の物理凝集を防止しようとする方法
である。特にリグニンスルホン酸塩によるこれら
の方法は数多く試みられている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、上記の方法では、いずれもコン
クリート空気量が過剰になり、強度低下という欠
点を生じる。このため、例えば、リグニンスルホ
ン酸塩では分画操作等で低分子量体を少なくする
方法や、空気酸化による変性が種々試みられてい
る。又、ポリカルボン酸塩でも分画による分子量
の調整や、製造条件の検討による低空気連行性の
試みもなされているが、十分に満足するものでは
ない。更に、シリコーン系、高級アルコール系、
ホスフエート系等の消泡剤による検討も数多くあ
るが、コンクリート空気量の減少に関しては、殆
ど満足すべき効果を与えていない。特に従来の消
泡剤の添加量を多くするなどの方法により、無理
に空気量を減少させた場合は、凍結融解抵抗性に
有効な微細空気の減少を伴い、耐久性が極めて低
下する。このように、従来技術では空気連行性のある分
散剤を使用した場合は、連行空気量や凍結融解抵
抗性に多大の問題点があつた。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは上記した従来方法の欠点を改善す
べく鋭意研究の結果、下記の如き特定の配合物か
らなるコンクリート混和剤を用いることにより、
セメント配合物の流動性を長時間保持し、更に過
大連行空気を防止することにより、セメント配合
物の強度低下や耐久性を損なうことなく、施工
性・作業性を改善しうることを見出し本発明を完
成するに至つた。即ち本発明は、次に示す(a)成分、(b)成分及び(c)
成分を必須成分として含有し、(a)成分／(b)成分の
固形分重量比が99.99／0.01〜90／10、｛(a)成分＋
(b)成分｝／(c)成分の固形分重量比が99.99／0.01
〜95／５であることを特徴とするコンクリート混
和剤を提供するものである。 (a) 成分セメント分散剤 (b) 成分下記の一般式（）で示される化合物の１種
又は２種以上と一般式（）で示される化合物
の１種又は２種以上との固形分重量比（）／
（）が95／５〜70／30である混合物からなる
非イオン界面活性剤。（式中、R₁は炭素数14〜22の飽和又は不飽和
の脂肪族炭化水素基、R₂は酸化プロピレン５
〜50モル、酸化エチレン０〜５モル付加した酸
化アルキレン付加物、R₃は水素又は炭素数１
〜４のアルキル基である。） R₄−Ｏ−R₅−Ｈ ……（）（式中、R₄は炭素数１〜３のアルキル基、R₅
は酸化エチレンン１〜50モル付加後酸化プロピ
レン１〜３モル付加した酸化アルキレン付加物
である。） (c) 成分炭素数14〜22のα−オレフインの硫酸化物
（塩）、炭素数５〜21の脂肪族或いは芳香族アル
コールの酸化エチレン１〜５モル付加物の硫酸
化物（塩）の１種又は２種以上の混合物からな
る陰イオン界面活性剤本発明の(a)成分としては、種々の公知のセメン
ト分散剤が使用され得る。一般的にはリグニンス
ルホン酸（塩）又はその変性物、ポリカルボン酸
（塩）、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
（塩）の一種又は２種以上の混合物が好ましい。
特にリグニンスルホン酸（塩）又はその変性物、
ポリカルボン酸（塩）を必須として含有する分散
剤の場合が好適である。リグニンスルホン酸
（塩）の変性としては、公知の各条件下における
酸化反応や高分子化や官能基の導入が挙げられ
る。本発明のセメント分散剤は酸のままでも使用さ
れるが、一般的には塩の形で使用するのが好まし
い。形成するカチオンとしては、Li、Na、Ｋ、
Ca、Mg、NH₄、アルカノールアミン、Ｎ−アル
キル置換ポリアミン、エチレンジアミン、ポリエ
チレンポリアミン、ポリエチレンイミン、又はこ
れらの酸化アルキレン付加物等が挙げられる。本発明の(b)成分は、前記一般式（）で示され
る炭素数14〜22の飽和又は不飽和脂肪酸の酸化プ
ロピレンを必須とする酸化アルキレン付加物の１
種又は２種以上を含有する非イオン界面活性剤で
ある。この酸化アルキレン付加物としては酸化プ
ロピレン５〜50モル付加を必須とする酸化アルキ
レン付加物が使用される。前記一般式（）で示
される化合物の代表的な製造法としては、脂肪酸
に酸化アルキレンを付加する方法があるが、この
とき酸化アルキレン付加物のジエステル型も少量
含有することができる。又、(b)成分には、前記一般式（）で示される
化合物以外に下記一般式（）で示される炭素数
１〜３のアルコールの酸化エチレンを必須とする
酸化アルキレン付加物の１種又は２種以上が使用
される。 R₄−Ｏ−R₅−Ｈ ……（）（式中、R₄は炭素数１〜３のアルキル基、R₅は
酸化エチレンンを必須とする酸化アルキレン付加
物である。）この時前記一般式（）で示される化合物と前
記一般式（）で示される化合物との固形分重量
比は95／５〜70／30である。前記一般式（）で
示される化合物としては、酸化エチレン１〜50モ
ルを付加し、その末端に酸化プロピレンを１〜３
モル付加したものが使用される。本発明の(c)成分は、硫酸化物系の陰イオン界面
活性剤であり、具体的には、炭素数14〜22のα−
オレフインの硫酸化物（塩）、炭素数５〜21の脂
肪族或いは芳香族アルコールの酸化エチレン１〜
５モル付加物の硫酸化物（塩）の１種又は２種以
上の混合物を用いる。(c)成分の比率が多すぎる、
即ち(a)成分と(b)成分の和と(c)成分の比率｛(a)＋
(b)｝／(c)が95／５より小さいと、コンクリート空
気量が増大したり、微細空気が少なくなつたりす
るので好ましくない。本発明によるコンクリート混和剤のセメント配
合物への添加方法は、水溶液、水分散液又は粉
末、粒状のいずれでも可能であり、その添加時期
は、セメントとのドライブレンド、混練水への溶
解、又は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、一旦練り上がつたセメント配合物への添
加も可能である。又、本発明の混和剤は一時に全
量添加する方法あるいは数回に分割して添加する
方法も可能である。又、(a)成分と(b)成分、(c)成分を予め混合してお
いても良く、又、一部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部をセメント又はセ
メント配合物に配合して練つておいてから残りを
配合しても良い。又、他のセメント添加剤（材）、例えば、流動
化剤、高性能減水剤、（超）遅延剤、早強剤、促
進剤、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（ふ）（かび）剤、ひ
び割れ低減剤、高分子エマルジヨン、その他界面
活性剤、水溶性高分子、膨張剤（材）、グラスフ
アイバー、フライアツシユ、シンダーアツシユ、
クリンカーアツシユ、ハスクアツシユ、高炉スラ
グ、シリカヒユーム、シリカ粉末等との併用も可
能である。これらのセメント添加剤（材）としては、丸安
隆和、水野俊一著「コンクリート工学」、コロナ
社、昭和57年版、山田順次編著「セメントコンク
リートの知識」、（財）経済調査会、昭和58年版、
又は服部健一、東俊弘著「新界面活性剤総合資料
集」、経営開発センター出版、ページ941〜958等
に記載されているものが一般的に知られている。一例を示すと次の通りである。（超）遅延剤；リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸
塩、珪弗化マグネシウム、リン酸ならびにその
塩又はエステル、ホウ酸類、アミノカルボン酸
とその塩、アルカリ可溶タンパク質、ポリアク
リル酸系化合物、フミン酸、タンニン酸、フエ
ノール、グリセリン等の多価アルコール早強剤・促進剤；塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マグネシウム
などの塩化物、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸及び
蟻酸塩、アルカノールアミン、アルミナセメン
ト、仮焼アルナイト防水剤；脂肪酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリ
コン、パラフイン、アスフアルト、ワツクスな
ど防錆剤；亜硫酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛などひび割れ低減剤；ポリオキシアルキルエーテル高分子エマルジヨン；水溶性高分子；カルボキシメチルセルロース、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
シプロピルセルロース等のセルロース誘導体、
ポリビニルアルコール、デンプン、デンプンリ
ン酸エステル、アルギン酸ナトリウム、ゼラチ
ン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル
アミド、ポリオキシエチレンあるいはポリオキ
シプロピレンのポリマー又はそれらのコポリマ
ー、分子内にアミノ基を有するアクリル酸のコ
ポリマー及びその四級化合物膨張剤；エトリンガイト系、石灰系又、凍結融解抵抗性を向上させる良質な空気を
連行させるAE剤を添加することも可能である。
このようなAE剤としては、樹脂石鹸やアルケニ
ルコハク酸塩等が挙げられる。尚、上記セメント添加剤（材）と本発明のコン
クリート混和剤との添加順序は特に限定されるも
のではなく、例えば本発明の混和剤を添加した後
に上記添加剤（材）を添加するか或いは上記添加
剤（材）を添加した後に本発明の混和剤を添加す
ることも可能であり、又上記添加剤（材）と本発
明混和剤を同時に添加する等の添加方法がある。又、本発明で使用しうる水硬性セメント配合物
の使用材料の例は下記のもの等である。セメント；ポルトランドセメント、高炉セメント、フラ
イアツシユセメント、シリカセメント、シリカ
ヒユーム配合セメント、アルミナセメント、膨
張セメント、レギユレーテツドセツトセメン
ト、コロイドセメント、白色セメント、油井セ
メント骨材；川砂（利）、陸砂（利）、海砂（利）、砕砂
（利）、スラグ砂（利）、人工（軽量）砂（利）、
天然軽量骨材本発明に使用しうる水硬性セメント配合物の配
合（調合）は浅倉書店刊「コンクリート工学ハン
ドブツク」、技報堂刊「コンクリート便覧」等に
記載されている配合を用いることができる。本発明によるコンクリート混和剤の添加量はセ
メント重量に対し固形分で0.05〜５重量％が適当
である。0.05重量％未満であるとセメント配合物
のワーカビリチ保持効果に乏しく、５重量％を越
えると経済的に不利であつたり強度が低下したり
して好ましくない。〔発明の効果〕本発明による空気連行性の大きな分散剤を使用
しても、凍結融解抵抗性に優れる適切な空気量を
保持させ、コンクリートのワーカビリチを長時間
保つことが可能となつたことから本発明に係るコ
ンクリート混和剤は種々の用途に具体的に用いら
れる。例えばコンクリートのポンプ圧送助剤として用
いられる。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つてきているが、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コンクリート混和剤を添加
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、圧送再開時の圧送の上昇を防止することが可
能となつて、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ものである。更に他の例としては、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用途にも有効であ
る。又、安価な分散剤の多量添加も可能となつた。
又、他の例として、分散剤の多量添加により、単
位水量を大幅に減じ、超高強度コンクリートを空
気連行性を抑制して製造することが可能となつ
た。〔実施例〕以下、実施例により本発明を更に詳述するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。実施例１〜９及び比較例１〜９第２表に示す(a)成分、第３表に示す(b)成分、及
び第４表に示す(c)成分から任意の化合物を選び、
第５表に示すコンクリート混和剤を調製して、コ
ンクリートのワーカビリチ保持効果及び凍結融解
抵抗性について実験を行つた。コンクリートは下
記材料を用い、第１表に示す調合とした。ワーカ
ビリチの測定はJIS Ａ 1101のスランプ試験と
JIS Ａ 1128の空気量試験によつた。又、圧縮強
度試験はJIS Ａ 1108によつた。実験条件を第５表に、試験結果を第６表及び第
７表に示す。使用材料セメント(C)：普通ポルトランドセメント（比重
3.17）細骨材(S)：紀ノ川産（比重2.57）粗骨材(G)：宝塚産砕石（比重2.59）水(W) コンクリートの練り混ぜ方法方法−１：コンクリート混和剤を予め、練り混ぜ
水に溶解し、25℃にて100の傾胴型ミキサー
を用い50のコンクリートを２分間混練し、以
後4rpmで低速撹拌しながら、所定時間にスラ
ンプを測定した。方法−２：コンクリート混和剤を練り水と同時に
添加すること以外は、方法−１と同様に行つ
た。

【表】

【表】注＊１：標準養生
第６表及び第７表の結果から、本発明のコンク
リート混和剤がスランプ残存率、適正空気量の保
持、対凍結融解性の点で極めて優れた効果を与え
ていることが明白である。

Claims

【特許請求の範囲】１次に示す(a)成分、(b)成分及び(c)成分を必須成
分として含有し、(a)成分／(b)成分の固形分重量比
が99.99／0.01〜90／10、｛(a)成分＋(b)成分｝／(c)
成分の固形分重量比が99.99／0.01〜95／５であ
ることを特徴とするコンクリート混和剤。 (a) 成分セメント分散剤 (b) 成分下記の一般式（）で示される化合物の１種
又は２種以上と一般式（）で示される化合物
の１種又は２種以上との固形分重量比（）／
（）が95／５〜70／30である混合物からなる
非イオン界面活性剤。（式中、R₁は炭素数14〜22の飽和又は不飽和
の脂肪族炭化水素基、R₂は酸化プロピレン５
〜50モル、酸化エチレン０〜５モル付加した酸
化アルキレン付加物、R₃は水素又は炭素数１
〜４のアルキル基である。） R₄−Ｏ−R₅−Ｈ ……（）（式中、R₄は炭素数１〜３のアルキル基、R₅
は酸化エチレンン１〜50モル付加後酸化プロピ
レン１〜３モル付加した酸化アルキレン付加物
である。） (c) 成分炭素数14〜22のα−オレフインの硫酸化物
（塩）、炭素数５〜21の脂肪族或いは芳香族アル
コールの酸化エチレン１〜５モル付加物の硫酸
化物（塩）の１種又は２種以上の混合物からな
る陰イオン界面活性剤。２ (a)成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその
変性物、ポリカルボン酸（塩）、ナフタレンスル
ホン酸ホルマリン縮合物（塩）の１種又は２種以
上の混合物である特許請求の範囲第１項に記載の
コンクリート混和剤。３ (a)成分がリグニンスルホン酸（塩）又はその
変性物を必須として含む特許請求の範囲第１項に
記載のコンクリート混和剤。４ (a)成分がポリカルボン酸（塩）を必須として
含む特許請求の範囲第１項に記載のコンクリート
混和剤。