JPH089496B2

JPH089496B2 - コンクリ−ト混和剤

Info

Publication number: JPH089496B2
Application number: JP59253227A
Authority: JP
Inventors: 俊治小島; 正明山村
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS61132553A

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、ワーカビリチー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
るコンクリー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混和剤は、リグニンスルホ
ン酸（塩）、オキシカルボン酸（塩）、ナフタリンスル
ホン酸ホルマリン縮合物（塩）、メラミンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物（塩）、ポリカルボン酸（塩）等であ
る。

セメント、水及び砂、砂利、混和材（剤）とを混合し
て成るセメント配合物は、混練後、時間の経過とともに
セメント粒子の物理的・化学的凝集が進行するとともに
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がえなどにより
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
鎖したりするなど等の問題も多い。

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。しかしながら、これらの方法
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。
また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、充分に満足するものではない。更に、シリ
コン系、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、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うことな
く、施工性・作業性を改善し得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）成分と（ｂ）成分を
必須成分として含有し、（ａ）成分／（ｂ）成分重量比
が90/10〜99.95/0.05であ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）成分ひまし油又は一部又は全部を硬化させたひまし油のエ
チレンオキシドを必須とするアルキレンオキシド１〜50
モル付加物。

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。例えばマイテイ150〔花王石鹸
（株）製〕の商品名であるナフタレンスルホン酸のホル
マリン縮合物、リグニンスルホン酸塩、メラミンスルホ
ン酸のホルマリン縮合物、ポリカルボン酸塩等がある。
本発明で言うナフタレンスルホン酸としては、ナフタレ
ンスルホン酸やアルキルナフタレンスルホン酸や縮合
物、これらの成分を含有するクレオソート油、ナフタレ
ン油、石炭のコークス化の過程で生ずるピツチ等の成分
又は石炭液化油等のスルホン化物も使用される。又ナフ
タレンスルホン酸やアルキルナフタレンスルホン酸とし
て一部スルホン化されていない化合物が含まれていても
良い。従つて、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合
物としては、それぞれの縮合物又は縮合物の混合物でも
良く、更に、二種以上の共縮合物でも良い。勿論、本発
明で言うナフタレンスルホン酸とリグニンスルホン酸等
の他の共縮合可能な化合物との共縮合物でも良い。

リグニンスルホン酸塩としては、Chemical Admixture
s for Concrete（M.R.RIXOM,E ＆ F.N.Spon Ltd）の５
ページ〜９ページに記載されているような分析値、分子
量分布に近い性状のPure lignosulphonateが良い。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
ボン酸塩の一種又は二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
酸塩の変性として公知のものとしては、各条件下におけ
る酸化反応や、高分子化や、官能基の導入がある。

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
はこれらのアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。

本発明の（ｂ）成分としては、ひまし油又はひまし油
の一部又は全部の不飽和結合を水素化した硬化ひまし油
にエチレンオキシドを必須成分とするアルキレンオキシ
ドを１〜50モル付加させた化合物が用いられる。

これらの（ａ）成分と（ｂ）成分の配合重量比率は、
90/10〜99.95/0.05が好ましい。比率がこれを越えると
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。又、比率がこれ未満であれば分散性が減少
したり、非経済的であつたりする。更に好適な配合比率
は、98/2〜99.95/0.05である。

（ｂ）成分において、付加すべきアルキレンオキシド
としては、エチレンオキシド３〜30モルを含むアルキレ
ンオキシド３〜40モル付加物が更に好ましい。

本発明が最も有効に効果を発揮する配合系は、（ａ）
成分としてリグニンスルホン酸塩、又はその変性物を必
須として含有する化合物であり、（ｂ）成分がひまし油
又は一部又は完全硬化ひまし油のエチレンオキシドの５
〜15モル付加物であり、（ａ）成分／（ｂ）成分重量比
が98/2〜99.95/0.05である配合の場合である。

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、水溶液又は水分散液又は粉末、粒状いず
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。又本発明のコンクリート混和剤は一
度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、添加する際に（ａ）成分と（ｂ）成分をあらかじ
め混合しておいてもよく、又、一方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方をセメント又はセ
メント配合物に配合して練つておいてから他方を配合し
てもよい。

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，高分子エマルシヨ
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；オキシカルボン酸塩，フツ化マグネシウ
ム，リン酸ならびにその塩又はホウ酸エステル類，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，アルフアルト，ワツクス，など防錆剤亜硝酸塩，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ョンその他界面活性剤アニオン，カチオン，ノニオン及び両性活性剤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・ナトリウム，アルギ
ン酸，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或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。

膨張材エトリンガイト系，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、α−オレフインスルホネート
や、アルケニルコハク酸塩等である。

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
えば本発明のコンクリート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
した後に本発明のコンクリート混和剤を添加することも
可能であり、又上記添加剤（材）と本発明のコンクリー
ト混和剤を同時に添加する等の添加方法がある。

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，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
軽量骨材本発明で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0.1〜５重量パーセントが適当である。0.1
重量パーセント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重量パーセントを越えると経
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〕

本発明により空気連行性の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になつたこ
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、
段取りかえ、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。

しかし本発明にかか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になつて、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。また、
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、製造する事が可能となつた。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳述する。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１〜10,比較例１〜５〔ワーカビリチ保持効果〕第２表に示す（ａ）成分、第３表に示す（ｂ）成分を
第４表に示す割合で含有する各種の添加剤を用いコンク
リートのワーカビリチ保持効果について実験した。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 A1101のスランプ試験とJIS A 1
128の空気量試験によつた。

又コンクリートの凝結始発時間をASTM C 403の貫入抵
抗試験により測定した。

使用材料セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（比重:3.1
7）細骨剤（Ｓ）：紀ノ川産（比重:2.57）粗骨剤（Ｇ）：日高川産（比重:2.59）水（Ｗ）空気連行剤：ビンソル（山宗化学製）コンクリートの練り混ぜ方法方法1:セメント分散剤を予め、練り混ぜ水に溶解し、25
℃にて100の傾胴型ミキサを用い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:セメント分散剤を練り水と同時に添加する事以外
は、方法１と同様に行つた。

コンクリートの調合（ａ）成分と（ｂ）成分の組成コンクリート混和剤の組成と添加方法試験結果試験結果を第５表及び第６表に示す。

本発明品がスランプ残存率の点で極めて優れた効果を
与えている事が明白である

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次に示す（ａ）成分と（ｂ）成分を必須成
分として含有し、（ａ）成分／（ｂ）成分重量比が90/1
0〜99.95/0.05であるコンクリート混和剤。（ａ）成分セメント分散剤（ｂ）成分ひまし油又は一部又は全部を硬化させたひまし油のエチ
レンオキシドを必須とするアルキレンオキシド１〜50モ
ル付加物。
【請求項２】（ｂ）成分がひまし油又は一部又は全部を
硬化させたひまし油のエチレンオキシド３〜30モルを必
須とするアルキレンオキシド３〜40モル付加物である事
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンクリート
混和剤。
【請求項３】（ａ）成分がリグニンスルホン酸塩又はそ
の変性物、ポリカルボン酸塩の一種又は二種以上の混合
物である事を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載のコンクリート混和剤。
【請求項４】（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事を特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載のコンクリートの混和剤。
【請求項５】（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有する化合物であり、（ｂ）成
分がひまし油又は一部又は全部を硬化させたひまし油の
エチレンオキシドの５〜15モル付加物であり、（ａ）成
分／（ｂ）成分重量比が98/2〜99.95/0.05である事を特
徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項
に記載のコンクリート混和剤。