JPH06191918A - 超高強度水硬性セメント組成物 - Google Patents
超高強度水硬性セメント組成物Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、水／セメント比を１０〜３０％の超
減水域に抑えた超高強度水硬性セメント組成物に、高い
流動性及び優れたスランプロス防止効果を与え、したが
って作業性及び施工性良く高品質の超高強度硬化体を得
ることができる、超高強度水硬性セメント組成物を提供
するものである。 【構成】本発明は、セメント又はセメントと微粉末混和
材料との混合物からなる結合材、骨材、水及び特定の４
種又は５種の単量体をそれぞれ所定の共重合比率となる
ように水系ラジカル共重合した水溶性ビニル共重合体か
らなるセメント分散剤を含有する超高強度水硬性セメン
ト組成物であって、結合材の単位量が４００〜１３００
kg/ｍ3、水／結合材比が１０〜３０％及び結合材１００
重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．１〜２．
０重量部であることを特徴としている。
減水域に抑えた超高強度水硬性セメント組成物に、高い
流動性及び優れたスランプロス防止効果を与え、したが
って作業性及び施工性良く高品質の超高強度硬化体を得
ることができる、超高強度水硬性セメント組成物を提供
するものである。 【構成】本発明は、セメント又はセメントと微粉末混和
材料との混合物からなる結合材、骨材、水及び特定の４
種又は５種の単量体をそれぞれ所定の共重合比率となる
ように水系ラジカル共重合した水溶性ビニル共重合体か
らなるセメント分散剤を含有する超高強度水硬性セメン
ト組成物であって、結合材の単位量が４００〜１３００
kg/ｍ3、水／結合材比が１０〜３０％及び結合材１００
重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．１〜２．
０重量部であることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高強度モルタルや超
高強度コンクリートの製造に適用できる、作業性や施工
性が著しく改善された超高強度水硬性セメント組成物に
関するものである。
高強度コンクリートの製造に適用できる、作業性や施工
性が著しく改善された超高強度水硬性セメント組成物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高強度コンクリートの製造を
目的として、水／セメント比を小さくし、これによる流
動性の低下をセメント分散剤、例えばナフタレンスルホ
ン酸ホルマリン高縮合物塩やメラミンスルホン酸ホルマ
リン高縮合物塩、更には水溶性ビニル共重合体で補う提
案がなされている（特開平１−２２６７５７、特開平３
−９３６６０）。また従来より、高強度コンクリートの
製造を目的として、水／セメント比を小さくし、併せて
セメントの他にシリカヒュームや高炉スラグ微粉末等の
微粉末混和材料を用いる提案もなされている（特公昭６
０−５９１８２、特開平３−９３６６０）。
目的として、水／セメント比を小さくし、これによる流
動性の低下をセメント分散剤、例えばナフタレンスルホ
ン酸ホルマリン高縮合物塩やメラミンスルホン酸ホルマ
リン高縮合物塩、更には水溶性ビニル共重合体で補う提
案がなされている（特開平１−２２６７５７、特開平３
−９３６６０）。また従来より、高強度コンクリートの
製造を目的として、水／セメント比を小さくし、併せて
セメントの他にシリカヒュームや高炉スラグ微粉末等の
微粉末混和材料を用いる提案もなされている（特公昭６
０−５９１８２、特開平３−９３６６０）。
【０００３】ところが、上記のような従来提案には、こ
れらで水／セメント比を超減水域に抑えて圧縮強度１１
００kgf／cm2以上の高品質の超高強度硬化体が得られる
ような超高強度水硬性セメント組成物を調製しようとし
ても、充分な流動性が得られず、その経時的低下（以
下、スランプロスという）も大きく、したがって作業性
や施工性が著しく悪い、実用性のないものしか得られな
いという欠点がある。
れらで水／セメント比を超減水域に抑えて圧縮強度１１
００kgf／cm2以上の高品質の超高強度硬化体が得られる
ような超高強度水硬性セメント組成物を調製しようとし
ても、充分な流動性が得られず、その経時的低下（以
下、スランプロスという）も大きく、したがって作業性
や施工性が著しく悪い、実用性のないものしか得られな
いという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来提案では、これらで前述したような超
高強度水硬性セメント組成物を調製しようとしても、充
分な流動性が得られず、そのスランプロスも大きく、し
たがって作業性や施工性が著しく悪い、実用性のないも
のしか得られないという点である。
する課題は、従来提案では、これらで前述したような超
高強度水硬性セメント組成物を調製しようとしても、充
分な流動性が得られず、そのスランプロスも大きく、し
たがって作業性や施工性が著しく悪い、実用性のないも
のしか得られないという点である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記の課題を解決するべく鋭意研究した結果、結合材の
単位量、水／結合材比及び結合材に対するセメント分散
剤の含有量を所定範囲とし、且つ該セメント分散剤とし
て、特定の４種又は５種の単量体をそれぞれ所定の共重
合比率となるように水系ラジカル共重合した水溶性ビニ
ル共重合体を用いることが正しく好適であることを見出
した。
上記の課題を解決するべく鋭意研究した結果、結合材の
単位量、水／結合材比及び結合材に対するセメント分散
剤の含有量を所定範囲とし、且つ該セメント分散剤とし
て、特定の４種又は５種の単量体をそれぞれ所定の共重
合比率となるように水系ラジカル共重合した水溶性ビニ
ル共重合体を用いることが正しく好適であることを見出
した。
【０００６】すなわち本発明は、セメント又はセメント
と微粉末混和材料との混合物からなる結合材、骨材、水
及び下記のセメント分散剤を含有して成る超高強度水硬
性セメント組成物であって、結合材の単位量が４００〜
１３００kg/ｍ3、水／結合材比が１０〜３０％及び結合
材１００重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．
１〜２．０重量部であることを特徴とする超高強度水硬
性セメント組成物に係る。
と微粉末混和材料との混合物からなる結合材、骨材、水
及び下記のセメント分散剤を含有して成る超高強度水硬
性セメント組成物であって、結合材の単位量が４００〜
１３００kg/ｍ3、水／結合材比が１０〜３０％及び結合
材１００重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．
１〜２．０重量部であることを特徴とする超高強度水硬
性セメント組成物に係る。
【０００７】セメント分散剤：下記の式１で示される単
量体、下記の式２で示される単量体、下記の式３で示さ
れる単量体及び下記の式４で示される単量体並びに任意
的な単量体として下記の式５で示される単量体を水系ラ
ジカル共重合して得られる水溶性ビニル共重合体であっ
て、該水溶性ビニル共重合体を構成する単量体単位の割
合が式１で示される単量体／式２で示される単量体／式
３で示される単量体／式４で示される単量体／式５で示
される単量体＝４５〜６５／８〜２３／３〜２５／５〜
２５／０〜１５（モル％）で示される単量体に換算した
共重合比率である水溶性ビニル共重合体から成るセメン
ト分散剤。
量体、下記の式２で示される単量体、下記の式３で示さ
れる単量体及び下記の式４で示される単量体並びに任意
的な単量体として下記の式５で示される単量体を水系ラ
ジカル共重合して得られる水溶性ビニル共重合体であっ
て、該水溶性ビニル共重合体を構成する単量体単位の割
合が式１で示される単量体／式２で示される単量体／式
３で示される単量体／式４で示される単量体／式５で示
される単量体＝４５〜６５／８〜２３／３〜２５／５〜
２５／０〜１５（モル％）で示される単量体に換算した
共重合比率である水溶性ビニル共重合体から成るセメン
ト分散剤。
【０００８】
【式１】
【０００９】
【式２】
【００１０】
【式３】
【００１１】
【式４】
【００１２】
【式５】
【００１３】（式１〜式５において、 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ6：Ｈ又はＣＨ3。 Ｒ5，Ｒ7：炭素数１〜３のアルキル基。 Ｘ：−ＳＯ3Ｍ2又は下記の式６で示される有機基。 Ｍ1：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム
又は有機アミン。 ｍ：１〜３０の整数。 ｎ：５〜２５の整数。）
又は有機アミン。 ｍ：１〜３０の整数。 ｎ：５〜２５の整数。）
【００１４】
【式６】
【００１５】（−ＳＯ3Ｍ2及び式６において、 Ｍ2：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム
又は有機アミン。）
又は有機アミン。）
【００１６】本発明で用いる結合材はセメント又はセメ
ントと微粉末混和材料との混合物である。セメントとし
ては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセ
メント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトラ
ンドセメント、更にはフライアッシュセメント、高炉セ
メント、シリカセメント、各種混合セメント等を用いる
ことができ、また微粉末混和材料としては、シリカヒュ
ーム、高炉スラグ、フライアッシュ等を用いることがで
きるが、結合材としてはセメントとシリカヒュームとの
混合物を用いるのが好ましい。この場合、シリカヒュー
ムは結合材中で１〜３０重量％の割合となるように用い
るのが好ましく、３〜２５重量％の割合となるように用
いるのが更に好ましい。シリカヒュームは、その種類や
性状を特に限定されないが、通常ガラス質の二酸化珪素
を主成分とする平均粒子径０．０１〜１μｍのものが使
用される。
ントと微粉末混和材料との混合物である。セメントとし
ては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセ
メント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトラ
ンドセメント、更にはフライアッシュセメント、高炉セ
メント、シリカセメント、各種混合セメント等を用いる
ことができ、また微粉末混和材料としては、シリカヒュ
ーム、高炉スラグ、フライアッシュ等を用いることがで
きるが、結合材としてはセメントとシリカヒュームとの
混合物を用いるのが好ましい。この場合、シリカヒュー
ムは結合材中で１〜３０重量％の割合となるように用い
るのが好ましく、３〜２５重量％の割合となるように用
いるのが更に好ましい。シリカヒュームは、その種類や
性状を特に限定されないが、通常ガラス質の二酸化珪素
を主成分とする平均粒子径０．０１〜１μｍのものが使
用される。
【００１７】本発明で用いるセメント分散剤としての水
溶性ビニル共重合体は、式１で示される単量体、式２で
示される単量体、式３で示される単量体及び式４で示さ
れる単量体並びに任意的な単量体として式５で示される
単量体を水系ラジカル共重合して得られるものである。
溶性ビニル共重合体は、式１で示される単量体、式２で
示される単量体、式３で示される単量体及び式４で示さ
れる単量体並びに任意的な単量体として式５で示される
単量体を水系ラジカル共重合して得られるものである。
【００１８】式１で示される単量体としては、（メタ）
アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ア
ルカノールアミン塩等が挙げられる。
アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ア
ルカノールアミン塩等が挙げられる。
【００１９】式２で示される単量体としては、１）メタ
リルスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属
塩、アルカノールアミン塩等のメタリルスルホン酸塩、
２）ｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸のアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩、アルカノールアミン塩等
のｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸塩が挙げられ
る。
リルスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属
塩、アルカノールアミン塩等のメタリルスルホン酸塩、
２）ｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸のアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩、アルカノールアミン塩等
のｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸塩が挙げられ
る。
【００２０】式３で示される単量体としては、いずれも
エチレンオキサイドの付加モル数が１〜３０である、好
ましくは５〜２５である、ポリエチレングリコールモノ
（メタ）アリルエーテル、メトキシポリエチレングリコ
ールモノ（メタ）アリルエーテル等が挙げられる。
エチレンオキサイドの付加モル数が１〜３０である、好
ましくは５〜２５である、ポリエチレングリコールモノ
（メタ）アリルエーテル、メトキシポリエチレングリコ
ールモノ（メタ）アリルエーテル等が挙げられる。
【００２１】式４で示される単量体としては、いずれも
エチレンオキサイドの付加モル数が５〜２５である、メ
トキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレン
グリコール、プロポキシポリエチレングリコール、イソ
プロポキシポリエチレングリコール等のモノアルコキシ
ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのエス
テル化物が挙げられる。
エチレンオキサイドの付加モル数が５〜２５である、メ
トキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレン
グリコール、プロポキシポリエチレングリコール、イソ
プロポキシポリエチレングリコール等のモノアルコキシ
ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのエス
テル化物が挙げられる。
【００２２】式５で示される単量体としては、メチル
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）
アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルが挙げら
れる。
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）
アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルが挙げら
れる。
【００２３】本発明で用いるセメント分散剤としての水
溶性ビニル共重合体は、以上例示したような、式１で示
される単量体、式２で示される単量体、式３で示される
単量体及び式４で示される単量体並びに任意的な単量体
として式５で示される単量体を水系ラジカル共重合して
得られるものであるが、これらの単量体に換算した共重
合比率が、式１で示される単量体／式２で示される単量
体／式３で示される単量体／式４で示される単量体／式
５で示される単量体＝４５〜６５／８〜２３／３〜２５
／５〜２５／０〜１５（モル％）から成るものである。
式５で示される単量体を共重合する場合、その好ましい
共重合比率は１〜１２モル％である。各単量体の共重合
比率が上記の範囲を外れると、得られる水溶性ビニル共
重合体がセメント分散剤としての所望の効果を発揮しな
い。かくして得られる水溶性ビニル共重合体としては、
これをセメント分散剤として用いた場合の超高強度水硬
性セメント組成物に与える流動性及びスランプロス防止
効果の点で、数平均分子量２０００〜２００００（ＧＰ
Ｃ法、プルラン換算）の範囲のものが好ましい。
溶性ビニル共重合体は、以上例示したような、式１で示
される単量体、式２で示される単量体、式３で示される
単量体及び式４で示される単量体並びに任意的な単量体
として式５で示される単量体を水系ラジカル共重合して
得られるものであるが、これらの単量体に換算した共重
合比率が、式１で示される単量体／式２で示される単量
体／式３で示される単量体／式４で示される単量体／式
５で示される単量体＝４５〜６５／８〜２３／３〜２５
／５〜２５／０〜１５（モル％）から成るものである。
式５で示される単量体を共重合する場合、その好ましい
共重合比率は１〜１２モル％である。各単量体の共重合
比率が上記の範囲を外れると、得られる水溶性ビニル共
重合体がセメント分散剤としての所望の効果を発揮しな
い。かくして得られる水溶性ビニル共重合体としては、
これをセメント分散剤として用いた場合の超高強度水硬
性セメント組成物に与える流動性及びスランプロス防止
効果の点で、数平均分子量２０００〜２００００（ＧＰ
Ｃ法、プルラン換算）の範囲のものが好ましい。
【００２４】式１〜式５で示される各単量体のなかで
も、式２で示される単量体と式３で示される単量体とが
重要である。特に式２で示される単量体としてメタリル
スルホン酸塩とｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸
塩とを同時に用いると、得られる水溶性ビニル単量体
は、結合材成分としてシリカヒューム、高炉スラグ微粉
末、フライアッシュ等の微粉末混和材料を混合したセメ
ント組成物に対しより一層高い流動性を与える。また式
３で示される単量体は、水／セメント比を超減水域に抑
えた超高強度水硬性セメント組成物に対し高い流動性を
与える。
も、式２で示される単量体と式３で示される単量体とが
重要である。特に式２で示される単量体としてメタリル
スルホン酸塩とｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸
塩とを同時に用いると、得られる水溶性ビニル単量体
は、結合材成分としてシリカヒューム、高炉スラグ微粉
末、フライアッシュ等の微粉末混和材料を混合したセメ
ント組成物に対しより一層高い流動性を与える。また式
３で示される単量体は、水／セメント比を超減水域に抑
えた超高強度水硬性セメント組成物に対し高い流動性を
与える。
【００２５】本発明で用いるセメント分散剤としての水
溶性ビニル共重合体は、ラジカル開始剤の存在下に、前
記各単量体を所定の共重合比率となるようにラジカル共
重合することにより得られる。共重合方法としては、水
又は水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いた水系溶液
重合により行うことが重要である。具体的には、先ず各
単量体を水に溶解し、各単量体を合計量として１０〜４
５％含む水溶液を調整する。次に該水溶液を窒素ガス雰
囲気下において、ラジカル開始剤を加え、５０〜７０℃
で５〜８時間ラジカル共重合反応させる。かくして水溶
性ビニル共重合体を得る。この際、用いるラジカル開始
剤としては、共重合反応温度下において分解し、ラジカ
ル発生するものであれば、その種類は特に制限されない
が、水溶性のラジカル開始剤を用いるのが好ましい。か
かる水溶性のラジカル開始剤としては、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、２，２−アゾビ
ス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩等が挙げられる。
これらは、亜硫酸塩やＬ−アスコルビン酸の如き還元性
物質更にはアミン等と組み合わせ、レドックス開始剤と
して用いることもできる。
溶性ビニル共重合体は、ラジカル開始剤の存在下に、前
記各単量体を所定の共重合比率となるようにラジカル共
重合することにより得られる。共重合方法としては、水
又は水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いた水系溶液
重合により行うことが重要である。具体的には、先ず各
単量体を水に溶解し、各単量体を合計量として１０〜４
５％含む水溶液を調整する。次に該水溶液を窒素ガス雰
囲気下において、ラジカル開始剤を加え、５０〜７０℃
で５〜８時間ラジカル共重合反応させる。かくして水溶
性ビニル共重合体を得る。この際、用いるラジカル開始
剤としては、共重合反応温度下において分解し、ラジカ
ル発生するものであれば、その種類は特に制限されない
が、水溶性のラジカル開始剤を用いるのが好ましい。か
かる水溶性のラジカル開始剤としては、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、２，２−アゾビ
ス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩等が挙げられる。
これらは、亜硫酸塩やＬ−アスコルビン酸の如き還元性
物質更にはアミン等と組み合わせ、レドックス開始剤と
して用いることもできる。
【００２６】本発明の超高強度水硬性セメント組成物
は、結合材、骨材、水及びセメント分散剤を含有して成
るものであるが、結合材の単位量が４００〜１３００kg
/ｍ3、また水／結合材比が１０〜３０％、更に結合材１
００重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．１〜
２．０重量部、好ましくは０．２〜１．８重量部である
ものである。超高強度水硬性セメント組成物がコンクリ
ート組成物である場合には、結合材の単位量を５００〜
８００kg/ｍ3及び水／結合材比を１５％以上２５％未満
とするのが好ましく、水／結合材比を１５〜２０％とす
るのが更に好ましい。結合材の単位量が４００kg/ｍ3未
満であると、所望の超高強度硬化体が得られず、逆に１
３００kg/ｍ3を超えると、練り混ぜそれ自体が困難とな
る。また水／結合材比が１０％未満であると、練り混ぜ
それ自体が困難であり、逆に３０％を超えると、所望の
超高強度硬化体が得られない。更に結合材１００重量部
に対するセメント分散剤の含有量が０．１重量部未満で
あると、充分な流動性及びスランプロス防止効果を有す
る所望の超高強度水硬性セメント組成物が調製できず、
逆に２重量部を超えると、凝結遅延が大きくなって硬化
不良を引き起こし、場合によっては材料分離を引き起こ
して、所望する高品質の超高強度硬化体が得られない。
は、結合材、骨材、水及びセメント分散剤を含有して成
るものであるが、結合材の単位量が４００〜１３００kg
/ｍ3、また水／結合材比が１０〜３０％、更に結合材１
００重量部に対するセメント分散剤の含有量が０．１〜
２．０重量部、好ましくは０．２〜１．８重量部である
ものである。超高強度水硬性セメント組成物がコンクリ
ート組成物である場合には、結合材の単位量を５００〜
８００kg/ｍ3及び水／結合材比を１５％以上２５％未満
とするのが好ましく、水／結合材比を１５〜２０％とす
るのが更に好ましい。結合材の単位量が４００kg/ｍ3未
満であると、所望の超高強度硬化体が得られず、逆に１
３００kg/ｍ3を超えると、練り混ぜそれ自体が困難とな
る。また水／結合材比が１０％未満であると、練り混ぜ
それ自体が困難であり、逆に３０％を超えると、所望の
超高強度硬化体が得られない。更に結合材１００重量部
に対するセメント分散剤の含有量が０．１重量部未満で
あると、充分な流動性及びスランプロス防止効果を有す
る所望の超高強度水硬性セメント組成物が調製できず、
逆に２重量部を超えると、凝結遅延が大きくなって硬化
不良を引き起こし、場合によっては材料分離を引き起こ
して、所望する高品質の超高強度硬化体が得られない。
【００２７】本発明の超高強度水硬性セメント組成物に
所望の超高強度を発現させるためには連行空気量が適正
量となるよう調製することが重要である。本発明におい
て連行空気量は通常２％以下、好ましくは０．７〜１．
５％となるようにする。連行空気を適正量とするため
に、本発明の超高強度水硬性セメント組成物は更に消泡
剤を含有することができる。
所望の超高強度を発現させるためには連行空気量が適正
量となるよう調製することが重要である。本発明におい
て連行空気量は通常２％以下、好ましくは０．７〜１．
５％となるようにする。連行空気を適正量とするため
に、本発明の超高強度水硬性セメント組成物は更に消泡
剤を含有することができる。
【００２８】かかる消泡剤としてはポリオキシアルキレ
ングリコールモノアルキルエーテルやポリオキシアルキ
レングリコールモノアルケニルエーテルが挙げられる。
例えば、炭素数が１２〜２０の脂肪族アルコールにエチ
レンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレン
オキサイドを付加して得られるポリオキシアルキレング
リコールモノアルキルエーテルやポリオキシアルキレン
グリコールモノアルケニルエーテルが挙げられるが、ア
ルキレンオキサイドとして、エチレンオキサイドとプロ
ピレンオキサイドとをブロック付加したものが好まし
い。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加
モル数について本発明は限定するものではないが、通常
脂肪族アルコール１モルに対してエチレンオキサイド２
〜１０モル、プロピレンオキサイド３０〜５０モルの範
囲である。有利に適用できる消泡剤の具体例としては、
ポリオキシエチレン（６モル）／ポリオキシプロピレン
（４０モル）ブロックオレイルエーテルが挙げられる。
ングリコールモノアルキルエーテルやポリオキシアルキ
レングリコールモノアルケニルエーテルが挙げられる。
例えば、炭素数が１２〜２０の脂肪族アルコールにエチ
レンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレン
オキサイドを付加して得られるポリオキシアルキレング
リコールモノアルキルエーテルやポリオキシアルキレン
グリコールモノアルケニルエーテルが挙げられるが、ア
ルキレンオキサイドとして、エチレンオキサイドとプロ
ピレンオキサイドとをブロック付加したものが好まし
い。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加
モル数について本発明は限定するものではないが、通常
脂肪族アルコール１モルに対してエチレンオキサイド２
〜１０モル、プロピレンオキサイド３０〜５０モルの範
囲である。有利に適用できる消泡剤の具体例としては、
ポリオキシエチレン（６モル）／ポリオキシプロピレン
（４０モル）ブロックオレイルエーテルが挙げられる。
【００２９】消泡剤の含有割合は、可及的に少ない方が
好ましく、結合材に対して通常０．０３重量％以下とな
るようにし、好ましくは０．０２重量％以下となるよう
にする。
好ましく、結合材に対して通常０．０３重量％以下とな
るようにし、好ましくは０．０２重量％以下となるよう
にする。
【００３０】本発明の消泡剤を含有する超高強度水硬性
セメント組成物は、不安定な連行空気が極めて効果的に
除かれることで、より一層高品質の超高強度硬化体を得
ることができる。
セメント組成物は、不安定な連行空気が極めて効果的に
除かれることで、より一層高品質の超高強度硬化体を得
ることができる。
【００３１】以下、本発明の構成及び効果をより一層具
体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施
例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例
等で、部は重量部を、また％は空気量を除き重量％を意
味する。
体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施
例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例
等で、部は重量部を、また％は空気量を除き重量％を意
味する。
【００３２】
試験区分１（セメント分散剤としての水溶性ビニル共重
合体の合成） ・水溶性ビニル共重合体（Ａ−１）の合成 メタクリル酸５４部（０．６２８モル）、メタリルスル
ホン酸ナトリウム１８部（０．１１４モル）、ｐ−メタ
リルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム１０部（０．
０４モル）、ポリエチレングリコール（ｎ＝８、ｎはエ
チレンオキサイド付加モル数、以下同じ）モノアリルエ
ーテル４０部（０．０９８モル）、メトキシポリエチレ
ングリコール（ｎ＝２３）モノメタアクリレート１２８
部（０．１２０モル）、メチルアクリレート１１部
（０．１２８モル）及びイオン交換水２６０部をフラス
コに仕込み、撹拌しながら溶解した。続いて３０％の水
酸化ナトリウム水溶液８４部を投入してメタクリル酸を
中和し、反応系のＰＨを８．５に調整した。次に反応系
の温度を温水浴にて６０℃に保ち、反応系内を窒素置換
した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウムの２０％
水溶液３０部を投入して重合を開始し、４時間反応を行
ない、更に過硫酸アンモニウムの２０％水溶液１５部を
投入し、３時間反応を継続して、重合を完結した。そし
て酸性分解物の中和のため、３０％水酸化ナトリウム水
溶液３部を投入し、完全中和して、生成物を得た。得ら
れた生成物の未反応モノマーを除くためエバポレーター
で濃縮し、更に石油エーテル中に沈殿して濾別した後、
真空乾燥して、精製した水溶性ビニル共重合体（Ａ−
１）２７５部を得た。
合体の合成） ・水溶性ビニル共重合体（Ａ−１）の合成 メタクリル酸５４部（０．６２８モル）、メタリルスル
ホン酸ナトリウム１８部（０．１１４モル）、ｐ−メタ
リルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム１０部（０．
０４モル）、ポリエチレングリコール（ｎ＝８、ｎはエ
チレンオキサイド付加モル数、以下同じ）モノアリルエ
ーテル４０部（０．０９８モル）、メトキシポリエチレ
ングリコール（ｎ＝２３）モノメタアクリレート１２８
部（０．１２０モル）、メチルアクリレート１１部
（０．１２８モル）及びイオン交換水２６０部をフラス
コに仕込み、撹拌しながら溶解した。続いて３０％の水
酸化ナトリウム水溶液８４部を投入してメタクリル酸を
中和し、反応系のＰＨを８．５に調整した。次に反応系
の温度を温水浴にて６０℃に保ち、反応系内を窒素置換
した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウムの２０％
水溶液３０部を投入して重合を開始し、４時間反応を行
ない、更に過硫酸アンモニウムの２０％水溶液１５部を
投入し、３時間反応を継続して、重合を完結した。そし
て酸性分解物の中和のため、３０％水酸化ナトリウム水
溶液３部を投入し、完全中和して、生成物を得た。得ら
れた生成物の未反応モノマーを除くためエバポレーター
で濃縮し、更に石油エーテル中に沈殿して濾別した後、
真空乾燥して、精製した水溶性ビニル共重合体（Ａ−
１）２７５部を得た。
【００３３】水溶性ビニル共重合体（Ａ−１）をＵＶ吸
収、ＮＭＲ、原子吸光、元素分析、ＧＰＣ及び滴定等で
分析したところ、カルボキシル価１２８、元素分析によ
るイオウ含有量１．７４％、Ｎａ2Ｏ含有量８．８％、
ＵＶ吸収によるｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸
ナトリウムの含有比率３．５％であり、またＮＭＲ分析
の結果から、各単量体に換算した共重合比率は、メタク
リル酸ナトリウム／メタリルスルホン酸ナトリウム／ｐ
−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム／ポリ
エチレングリコール（ｎ＝８）モノアリルエーテル／メ
トキシポリエチレングリコール（ｎ＝２３）メタクリレ
ート／メチルアクリレート＝５６／１０／３．５／９／
１０．５／１１（モル比）であって、数平均分子量３６
００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）であった。
収、ＮＭＲ、原子吸光、元素分析、ＧＰＣ及び滴定等で
分析したところ、カルボキシル価１２８、元素分析によ
るイオウ含有量１．７４％、Ｎａ2Ｏ含有量８．８％、
ＵＶ吸収によるｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸
ナトリウムの含有比率３．５％であり、またＮＭＲ分析
の結果から、各単量体に換算した共重合比率は、メタク
リル酸ナトリウム／メタリルスルホン酸ナトリウム／ｐ
−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム／ポリ
エチレングリコール（ｎ＝８）モノアリルエーテル／メ
トキシポリエチレングリコール（ｎ＝２３）メタクリレ
ート／メチルアクリレート＝５６／１０／３．５／９／
１０．５／１１（モル比）であって、数平均分子量３６
００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）であった。
【００３４】・水溶性ビニル共重合体（Ａ−２）〜（Ａ
−６）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−７）の合成 水溶性ビニル共重合体（Ａ−１）の場合と同様にして、
表１記載の水溶性ビニル共重合体（Ａ−２）〜（Ａ−
６）及び表２記載の水溶性ビニル共重合体（Ｒ−１）〜
（Ｒ−７）を得た。
−６）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−７）の合成 水溶性ビニル共重合体（Ａ−１）の場合と同様にして、
表１記載の水溶性ビニル共重合体（Ａ−２）〜（Ａ−
６）及び表２記載の水溶性ビニル共重合体（Ｒ−１）〜
（Ｒ−７）を得た。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】表１及び表２において、 単量体ａ〜ｅ：それぞれ前記の式１〜式５で示される単
量体 ａ−１：アクリル酸ナトリウム ａ−２：メタクリル酸ナトリウム ｂ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム ｂ−２：ｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム ｃ−１：ポリエチレングリコール（ｎ＝８）モノアリル
エーテル ｃ−２：ポリエチレングリコール（ｎ＝４）モノアリル
エーテル ｄ−１：メトキシポリエチレングリコール（ｎ＝２３）
メタクリレート ｄ−２：メトキシポリエチレングリコール（ｎ＝９）メ
タクリレート ｅ−１：メチルアクリレート
量体 ａ−１：アクリル酸ナトリウム ａ−２：メタクリル酸ナトリウム ｂ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム ｂ−２：ｐ−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム ｃ−１：ポリエチレングリコール（ｎ＝８）モノアリル
エーテル ｃ−２：ポリエチレングリコール（ｎ＝４）モノアリル
エーテル ｄ−１：メトキシポリエチレングリコール（ｎ＝２３）
メタクリレート ｄ−２：メトキシポリエチレングリコール（ｎ＝９）メ
タクリレート ｅ−１：メチルアクリレート
【００３８】・消泡剤の合成 撹拌式オートクレーブにオレイルアルコール７５ｇ及び
水酸化カリウム３．２ｇを仕込み、系内を窒素置換した
後、１２０〜１４０℃で１〜５kg/cm2Ｇの圧力下に、エ
チレンオキサイド７５ｇを圧入付加した後、更に続けて
プロピレンオキサイド６７０ｇをブロック付加した。次
いで、アルカリ触媒をマグネシウムシリケート粉末で吸
着処理し、生成物としてオレイルアルコールのエチレン
オキサイド６モル及びプロピレンオキサイド４０モル付
加物を得た。
水酸化カリウム３．２ｇを仕込み、系内を窒素置換した
後、１２０〜１４０℃で１〜５kg/cm2Ｇの圧力下に、エ
チレンオキサイド７５ｇを圧入付加した後、更に続けて
プロピレンオキサイド６７０ｇをブロック付加した。次
いで、アルカリ触媒をマグネシウムシリケート粉末で吸
着処理し、生成物としてオレイルアルコールのエチレン
オキサイド６モル及びプロピレンオキサイド４０モル付
加物を得た。
【００３９】試験区分２（モルタル組成物の調製及び評
価） ・モルタル組成物の調製 表３に記載した２種の調合条件で、ホバートミキサー
に、普通ポルトランドセメント、シリカヒューム、細骨
材、水及びセメント分散剤としての試験区分１で合成し
た水溶性ビニル共重合体を投入して練り混ぜ、モルタル
組成物を調製した。使用したセメント分散剤としての水
溶性ビニル共重合体の種類及び添加量は表４及び表５に
示した。
価） ・モルタル組成物の調製 表３に記載した２種の調合条件で、ホバートミキサー
に、普通ポルトランドセメント、シリカヒューム、細骨
材、水及びセメント分散剤としての試験区分１で合成し
た水溶性ビニル共重合体を投入して練り混ぜ、モルタル
組成物を調製した。使用したセメント分散剤としての水
溶性ビニル共重合体の種類及び添加量は表４及び表５に
示した。
【００４０】・評価方法 調製した各モルタル組成物について、静止フロー値を下
記のように測定し、また材令７日及び２８日後の圧縮強
度をＪＩＳ−Ｒ５２０１にしたがって測定した。結果を
表４及び表５に示した。 静止フロー値：ＪＩＳ−Ａ５２０１にしたがって、混練
り直後及び静置状態で６０分後のフロー値を測定した。
フロー値が大きい程、流動性が良いことを示す。
記のように測定し、また材令７日及び２８日後の圧縮強
度をＪＩＳ−Ｒ５２０１にしたがって測定した。結果を
表４及び表５に示した。 静止フロー値：ＪＩＳ−Ａ５２０１にしたがって、混練
り直後及び静置状態で６０分後のフロー値を測定した。
フロー値が大きい程、流動性が良いことを示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】表３において、 結合材：セメント＋シリカヒューム セメント：普通ポルトランドセメント（比重＝３．１
６） シリカヒューム：エルケム社製のマイクロシリカ９４０
Ｕ（比重＝２．２０、平均粒子径０．１μｍ） 細骨材：大井川砂（比重＝２．６３、ＦＭ＝２．７１）
６） シリカヒューム：エルケム社製のマイクロシリカ９４０
Ｕ（比重＝２．２０、平均粒子径０．１μｍ） 細骨材：大井川砂（比重＝２．６３、ＦＭ＝２．７１）
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】表４及び表５において、 セメント分散剤の添加量：結合材に対する固形分比率
（％） ＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩 ＊３：スラリー化せず練り混ぜ不可
（％） ＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩 ＊３：スラリー化せず練り混ぜ不可
【００４６】試験区分３（コンクリート組成物の調製及
び評価） ・コンクリート組成物の調製 表６に記載した２種の調合条件で、５０リットルのパン
型強制ミキサに、セメント、シリカヒューム、細骨材及
び粗骨材を投入し、更にセメント分散剤としての試験区
分１で合成した水溶性ビニル共重合体及び消泡剤を練り
混ぜ水と共に投入して、２０℃で３分間練り混ぜ、コン
クリート組成物を調製した。使用したセメント分散剤と
しての水溶性ビニル共重合体の種類及び添加量は表７及
び表８に示した。
び評価） ・コンクリート組成物の調製 表６に記載した２種の調合条件で、５０リットルのパン
型強制ミキサに、セメント、シリカヒューム、細骨材及
び粗骨材を投入し、更にセメント分散剤としての試験区
分１で合成した水溶性ビニル共重合体及び消泡剤を練り
混ぜ水と共に投入して、２０℃で３分間練り混ぜ、コン
クリート組成物を調製した。使用したセメント分散剤と
しての水溶性ビニル共重合体の種類及び添加量は表７及
び表８に示した。
【００４７】・評価方法 調製した各コンクリート組成物について、スランプ、空
気量、材令７日及び２８日後の圧縮強度を、それぞれＪ
ＩＳ−Ａ１１０１、ＪＩＳ−Ａ１１２８、ＪＩＳ−Ａ１
１０８にしたがって測定した。スランプについては、練
り混ぜ直後及び静置状態で６０分後のものについて測定
した。またコンクリート組成物の粘性を評価するため、
練り混ぜ直後に、Ｌフロー速度を測定した。Ｌフロー速
度は特開平１−２９７５２８や特開平１−２９７５２９
で提案されているＬ型フロー試験法で測定した値であ
り、Ｌフロー速度が大きい程、コンクリートの粘性が低
く、作業性がよいことを示す。結果を表７及び表８に示
した。
気量、材令７日及び２８日後の圧縮強度を、それぞれＪ
ＩＳ−Ａ１１０１、ＪＩＳ−Ａ１１２８、ＪＩＳ−Ａ１
１０８にしたがって測定した。スランプについては、練
り混ぜ直後及び静置状態で６０分後のものについて測定
した。またコンクリート組成物の粘性を評価するため、
練り混ぜ直後に、Ｌフロー速度を測定した。Ｌフロー速
度は特開平１−２９７５２８や特開平１−２９７５２９
で提案されているＬ型フロー試験法で測定した値であ
り、Ｌフロー速度が大きい程、コンクリートの粘性が低
く、作業性がよいことを示す。結果を表７及び表８に示
した。
【００４８】
【表６】
【００４９】表６において、 結合材：セメント＋シリカヒューム セメント：普通ポルトランドセメント（比重＝３．１
６） シリカヒューム：エルケム社製のマイクロシリカ９４０
Ｕ（比重＝２．２０、平均粒子径０．１μｍ） 細骨材：大井川砂（比重＝２．６３、ＦＭ＝２．７１） 粗骨材：段戸産砕石（比重＝２．６１、ＦＭ＝６．６
５）
６） シリカヒューム：エルケム社製のマイクロシリカ９４０
Ｕ（比重＝２．２０、平均粒子径０．１μｍ） 細骨材：大井川砂（比重＝２．６３、ＦＭ＝２．７１） 粗骨材：段戸産砕石（比重＝２．６１、ＦＭ＝６．６
５）
【００５０】
【表７】
【００５１】
【表８】
【００５２】表７及び表８において、 セメント分散剤の添加量：結合材に対する固形分比率
（％） 消泡剤の有無：消泡剤の有は、試験区分１で合成したオ
レイルアルコールのエチレンオキサイド６モル及びプロ
ピレンオキサイド４０モル付加物を結合材に対して０．
００５重量％添加した ＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩 ＊３：スラリー化せず練り混ぜ不可 比較例１４：骨材が分離した
（％） 消泡剤の有無：消泡剤の有は、試験区分１で合成したオ
レイルアルコールのエチレンオキサイド６モル及びプロ
ピレンオキサイド４０モル付加物を結合材に対して０．
００５重量％添加した ＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩 ＊３：スラリー化せず練り混ぜ不可 比較例１４：骨材が分離した
【００５３】
【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、水／セメント比を１０〜３０％の超減水域に抑
えた超高強度水硬性セメント組成物に、高い流動性及び
優れたスランプロス防止効果を与え、したがって作業性
及び施工性良く高品質の超高強度硬化体を得ることがで
きるという効果がある。
明には、水／セメント比を１０〜３０％の超減水域に抑
えた超高強度水硬性セメント組成物に、高い流動性及び
優れたスランプロス防止効果を与え、したがって作業性
及び施工性良く高品質の超高強度硬化体を得ることがで
きるという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 24:26） Ｚ 2102−4Ｇ (72)発明者 中島 誠 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 木之下 光男 愛知県豊川市為当町椎木308番地 (72)発明者 下野 敏秀 愛知県蒲郡市形原町下市場１番地の３ (72)発明者 山本 常夫 愛知県豊橋市町畑町字町畑１番地の76
Claims (5)
- 【請求項１】 セメント又はセメントと微粉末混和材料
との混合物からなる結合材、骨材、水及び下記のセメン
ト分散剤を含有して成る超高強度水硬性セメント組成物
であって、結合材の単位量が４００〜１３００kg/ｍ3、
水／結合材比が１０〜３０％及び結合材１００重量部に
対するセメント分散剤の含有量が０．１〜２．０重量部
であることを特徴とする超高強度水硬性セメント組成
物。 セメント分散剤：下記の式１で示される単量体、下記の
式２で示される単量体、下記の式３で示される単量体及
び下記の式４で示される単量体並びに任意的な単量体と
して下記の式５で示される単量体を水系ラジカル共重合
して得られる水溶性ビニル共重合体であって、該水溶性
ビニル共重合体を構成する単量体単位の割合が式１で示
される単量体／式２で示される単量体／式３で示される
単量体／式４で示される単量体／式５で示される単量体
＝４５〜６５／８〜２３／３〜２５／５〜２５／０〜１
５（モル％）で示される単量体に換算した共重合比率で
ある水溶性ビニル共重合体から成るセメント分散剤。 【式１】 【式２】 【式３】 【式４】 【式５】 （式１〜式５において、 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ6：Ｈ又はＣＨ3。 Ｒ5，Ｒ7：炭素数１〜３のアルキル基。 Ｘ：−ＳＯ3Ｍ2又は下記の式６で示される有機基。 Ｍ1：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム
又は有機アミン。 ｍ：１〜３０の整数。 ｎ：５〜２５の整数。） 【式６】 （−ＳＯ3Ｍ2及び式６において、 Ｍ2：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム
又は有機アミン。） - 【請求項２】 微粉末混和材料がシリカヒュームであ
り、結合材中の該シリカヒュームの割合が１〜３０重量
％である請求項１記載の超高強度水硬性セメント組成
物。 - 【請求項３】 結合材の単位量が５００〜８００kg/ｍ3
及び水／結合材比が１５％以上２５％未満のコンクリー
ト組成物である請求項１又は２記載の超高強度水硬性セ
メント組成物。 - 【請求項４】 更にポリオキシアルキレングリコールモ
ノアルキルエーテル及び／又はポリオキシアルキレング
リコールモノアルケニルエーテルからなる消泡剤を含有
する請求項１、２又は３記載の超高強度水硬性セメント
組成物。 - 【請求項５】 水溶性ビニル共重合体が数平均分子量２
０００〜２００００の範囲のものである請求項１、２、
３又は４記載の超高強度水硬性セメント組成物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23874093A JP2646449B2 (ja) | 1992-09-30 | 1993-08-30 | 超高強度水硬性セメント組成物 |
| US08/123,461 US5466289A (en) | 1992-09-30 | 1993-09-17 | Ultra high-strength hydraulic cement compositions |
| CA 2107268 CA2107268C (en) | 1992-09-30 | 1993-09-29 | Ultra high-strength hydraulic cement compositions |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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