JPS58156563A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンア
ミンまたはポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレン
イミンを含有せしめ九セメント組成物に関するものであ
る。

従来、コンクリート等のセメント組成物の性質を改善す
るため各種の混和剤が使用されているが、その中でも減
水剤は所要の軟度のコンクリートを得るに要する水量を
減らすことができ、強度の増大その他好ましい賭効果が
も九らされるので、広く一般に使用されている。減水剤
としてはリグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、
糖類（例えばグルコーズ、マルトーズ、庶糖、果糖等）
、高重合ポリサッカライド（例えばデキストリン）等が
知られているが、これらは凝結遅延効果、空気連行効果
等の好ましくない効果を伴なり欠点があり九。さらに、
これら化合物は市場での入手性にも問題がある。すなわ
ち、リグニンスルホン酸塩は亜硫＃Ａルプ排液を原料と
するものであるが環境規制上から亜硫酸法によるパルプ
製造自体が現状維持ないし縮少の方向にあ多量的な面で
の入手性に問題があシ、糖類、高重合ポリサッカライド
等は作柄に変動の大きい（従って価格の変動が大きい）
農産物を原料とするので価格面での入手性に問題がある
。

本発明は、凝結遅延効果、空気連行効果等の副次的効果
を示さず、しかも、減水効果と強度増大効果を示しかつ
工業品を原料として製造で　　　□きるノンク四ライド
タイプの混和剤を提供することを目的としてなされたも
のである。

本発明は上記目的にし九がい、ポリ（ヒドロキシアルキ
ル化）ポリエチレンアミンまたはポリ（ヒドロキシアル
キル化）ポリエチレンイミンをセメント重量基準でα０
１〜１．０重量−含有させてなるセメント組成物を提供
するものである。

以下に、本発明の詳細な説明する。

本発明において使用されるポリ（ヒドロキシアルキル化
）ポリエチレンアミンはポリエチレンアミンにアルキレ
ンオキサイドを付加させるととによシ製造される。また
、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミンは
ポリエチレンイミンにアルキレンオキサイドを付加させ
るか、または−一ヒドロキシアルキルエチレンイミンの
重合によシ製造される。

上記ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン
のうち本発明の目的に徴し、好ましいものは （式中、ｎは１．２ま九は３の数字を表わし、ＲはＨ，
２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基よ
シ選ばれる基であシ各Ｒは同種であってもよく異種であ
ってもよいが、只の少なくとも４０モル−はヒト四キシ
アルキル基である。ただしヒドロキシプロピル基が只の
４０モル−を超えないものとする） で示される化合物である。

上記一般式で示される化合物のうちさらに好ましいもの
を列挙すると次の通シである。

（ハ）　Ｎ、Ｎ’−ジ（ヒドロキシエチル）エチレンジ
アミン に）　Ｎ、Ｎ、Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）エチレ
ンジアミン （’ｉ　　Ｎ、Ｎ、Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）ジ
エチレントリアミン に）　Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラ（ヒドロキシエチル
）エチレンシアオン に）　Ｎ　、Ｎ　、Ｎ’、Ｎ’、Ｎ’−ペンタ（ヒドロ
キシエチル）ジエチレントリアミン このうちに）の化合物は工業的に生産されておシ、従来
、有機中間体、硬質ウレタンフオームの架橋剤、キレー
ト剤、付湿剤、ガス吸収剤、洗浄工程の助剤等としての
用途が知られている。また、上記ポリ（ヒト−キシアル
キル化）ポリエチレンイミンのうち好ましいものはポリ
（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミンである。

本発明におけるポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチ
レンアミンまたはポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエ
チレンイオン（以下これらの物質を本発明混和剤と記す
）は、セメント組成物に対して該組成物中の＋メント重
量基準の添加重量Ｓ＜使用量という）でα０１〜１．０
−の割合で含有せしめて使用される。使用量が０．０１
１１より少ない場合には添加効果は不充分であり１．〇
−よシ多く添加してもその効果は頭打ちとなって経済的
に不利となる。効果と経済性とを勘案するとα０２〜α
１１ｇの範囲の使用量が好ましい。

本発明におけるセメント組成物とは、セメントま九はセ
メントと骨材の混合物に水を加えて練り混ぜて得られる
混線物をいい、具体的にはセメントイースト、モルタル
、グラウト、コンクリート等を指す。また、このセメン
ト組成物に使用されるセメントとしては水硬セメントは
すべて使用することかできる。それらを例示すると、ポ
ルトランドセメント、混合セメント、アルミナセメント
、超早強セメント、膨張セメント等である。

本発明混和剤を含有するセメント組成物を造るＫは、セ
メント組成物を構成する原材料をミキサ内に投入して練
シ混ぜを行なう際他の原材料と共Ｋ　ミキサ内に投入す
ることによって行なうことができる。この際本発明混和
剤の投入を他の原材料の投入と実質的に同時に行なって
もよく、また本発明混和剤のみを他の原材料の投入よ）
ある程度遅れて投入する方式で行なってもよい。さらに
、本発明混和剤以外の原材料の練り混ぜが終ってミキサ
から排出されてから打設に至るまでの期間内に添加する
方式も採用できる。なお、水を加えて練シ混ぜる前の材
料の単味または混合物中にドライオツクスする添加方式
を採用することもできる。

本発明混和剤をセメント組成物に含有せしめることによ
シ、同一軟度のセメント組成物を得るに要する水量を減
らすことができると共にセメント組成物の強度が大きく
なる効果がもたらされる。しかもこれらめ効果は、空気
連行や凝結遅延等の好ましくない副次的効果を伴なうこ
となく得られる。

本発明混和剤は、他の混和材料、例えば空気連行剤、減
水剤、遅廻剤、促進剤、発泡剤、起泡剤、消泡剤、撥水
剤、着色剤、増粘剤、防錆剤、フライアッシュ、高炉ス
ラグ粉末、ポゾラン物質膨張材等と併用することができ
る。

次に、本発明の詳細な説明するため、セメント組成物と
してコンクリートを例にと夛、以下に実施例と比較例を
示す。

実施例と比較一 本発明の効果を示すためのコンクリート試験結果を示す
。混和剤としては本発明混和剤に属する各種化学構造の
物質のほか、比較のためジエタノールア２ン（以下ＤＫ
Ａと略記する）およびトリエタノールアミン（以下ＴＥ
Ａと略記する）を使用した。

（１）　　コンクリート試験 セメントは普通ポルトランドセメント２銘柄（以下Ａ１
および４２と記す）を用い、単位セメント量は２４９　
＃／ｍｓとしスランプ１２．７ｆ１．３国を目標値とし
て単位水量を定め九。また、粗骨材に対する細骨材の比
率はα４６〜α４７の範囲として行った。

試験はシリーズ毎に行ない各シリーズ共比較のためプレ
ン配合を使用した場合をテストした。

第１−（５表のＣシリーズのデータは２回繰返し試験を
行危った結果の平均値であるが、その他はすべて１回の
試験の結果である。

試験方法は下記アメリカ規格協会（Ａ８ＴＭ　）制定の
規定に従った。

（へ）Ａ８ＴＭ　Ｃ−３９−７２（１９７９）　：円柱
形コンクリート供試体くよるコンクリ− ト圧縮強度の測定法 （ロ）ＡＳＴＭ　Ｃ−１４３−７８：　　ポルトランド
セメントコンクリートのスランプ測定法 （’ｉ　ＡＳＴＭ　Ｃ−２３１−７８：　　圧力法によ
るフレッシュコンクリートの空気量側定法 に）ＡＳＴＭ　Ｃ−４０５−７７：　　貫入抵抗による
コンクリートの凝結時間測定法 （２）使用した混和剤 Ａ：テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミンＢ　
：　　同　　上 Ｃ：　　同　　上 Ｄ　：　！Ｊ、Ｎ、Ｎ’−）リー（ヒドロキシエチル）
エチレンジアミン Ｅ　：　Ｎ、Ｎ、Ｎ’−）リー（ヒドロキシエチル）ジ
エチレントリアミン ｐ’　：　Ａンター（ヒドロキシエチル）ジエチレント
リアミン Ｇ　：　Ｎ、Ｎ’−）　−（ヒドロキシエチル）エチレ
ンジアミン Ｈ：　Ｎ、Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−ジ
エチレントリアミン エ：ビス−（２−ヒドロキシプロピル）−トＶ−＜ヒド
ロキシエチル）−ジエチレントリアミン Ｊ：ｄす（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミン 以上Ａ〜Ｊは本発明混和剤に属する化合物である。この
うちＡ、　Ｂ、　Ｃは同一化合物であるがＡとＢとは別
のメーカーの市販品であｐｃは後述の方法で合成された
ものである。また、ＨおよびＪも後述の方法で合成され
たものである。

その他は市販品であるがＣ，Ｈと同様の方法で合成し得
るものである。

なお比較のためコンクリート強度を増大させる混和剤と
して知られているジェタノールアミン（Ｄｌｌ！：Ａ　
）およびトリエタノールアミン（ＴＲＡ）を使用し試験
を行った。これらは、いずれも市販の化学品である。

（３）テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン（
上記Ｃ）の合成 １ｔの４ツロ丸底フラスコに２０１７１（１５９モル）
のエチレンジアミンと１６ｏｆの水を仕込んだ。該フラ
スコには温度計、撹拌機、ドライアイスコンデンサーお
よびガス吹込管（その先端は液面下に開口している）を
゛とりつけた。

エチレンオキサイド６００１（１１６モル）をガス吹込
管を通じて吹込みエチレンジアミンと反応させ友。反応
中は、たえず攪拌し、温度を２０〜４０℃に保った。生
成物はテトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミンの
８３重量−水溶液で透明均質なシロップ状外見のもので
あった。

生成物の一部をとり真空乾燥して赤外スペクトルおよび
核磁気共鳴スペクトルを測定したが両スペクトル共、市
販品のそれと実質的に同一であった。

（４）　　Ｎ、Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）
ジエチレントリアミン（上記Ｈ）の合成 上述の装置（ただし１２５ｄの滴下ａ　−）がとシつけ
られている）を用い、フラスコ内に３５２．８ｔ　（Ａ
４２モル）のジエチレントリアミンを仕込み、４１７Ｆ
（７，１８モル）のプロピレンオキサイドを滴下ロート
から滴下し喪。この間、温度を３０〜４５℃に保った。

生成物であるＮ、Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル
）ジエチレンジアミンはそれ自体本発明にとシ有用な混
和剤であるが、これにさらに上記（３）で述べたと同様
にして７５１の水と１８（１（４，０９モル）のエチレ
ンオキサイドを導入してエトキシル化反応を行なうと、
ヒト四キシプロピル基ととドロキシエチル基の双方を有
する混合ヒドロキシアルキル化物であるポリ（ヒドロキ
シアルキル化）ポリエチレンアミンが得られる。

（５）ポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミン（
上記Ｊ）の合成 上述の装置を用い同様にしてポリエチレンイミンをエト
キシル化してポリ（ヒト０Φジエチル）ポリエチレンイ
ミンを得た。ポリエチレンアミンは各糧分子量のものが
市販されており、実験例においては分子量６００のポリ
エチレンイミンを原料として用いた。なお、この合成法
によシ入手した４のには分子量１２００のものもある。

（６）　　コンクリート試験結果 結果を第１−　（１）〜第１−（４）！！、第璽表、第
厘−（１）〜第麗−（４表および第ｙ表に示す。

表中、ＲＨなる記号はプレン配合に対する相対硬化速度
を表わし、この値がマイナスの場合は硬化がプレン配合
より早く、プラスの場合は遅いことを示す。なお、各プ
レン配合毎に硬化速度の絶対値をカツフ内に示した。

これらの各表よシ明らかな如く本発明において使用され
るポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンま
喪はポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン
は、これを添加しない場合にくらべ、凝結遅延および空
気連行をも九らすことなく単位水量を減少できると共に
長期強度（２８日強度）を大幅に増大させ得ることがわ
かる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミ
   ンまたはポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイ
   ミンあるいはこれらのいずれか一方に属するもののみの
   混合物または両者に属するものの混合物をセメント重量
   基準でα０１〜１．０重量−含有することを特徴とする
   セメント組成物。 ２、　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミ
   ンが、一般式、 （Ｒ）２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）ｎＲ （式中、ｎは１．２または３であり、Ｒは水素原子、２
   −ヒドロキシエチル基および２−ヒドロキシプロピル基
   よ）選ばれ、Ｒは同一であってもよく異なっていてもよ
   ＜、Ｈの少なくとも４０モル−はヒドロキシアルキル基
   である。ただしヒドロキシプロピル基がＲの４０モル−
   を超えないものとする） で示される化合物である特許請求の範囲第１項記載のセ
   メント組成物。 ＆　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン
   がＮ、ｖ−ジ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミンで
   ある特許請求の範囲第１項記載のセメント組成物。 東　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン
   がテトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミンである
   特許請求の範囲第１項記載のセメント組成物。 ５、　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミ
   ンがペンタ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン
   である特許請求の範囲第１項記載のセメント組成物。 ＆　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン
   が、　Ｎ、Ｎ、Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）エチレ
   ンジアミン、　Ｎ、Ｎ、Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル
   ）ジエチレントリアミン、Ｎ、Ｎ’−ビス（２−ヒドロ
   キシエチル）ジエチレントリアミンおよびビス−（２ヒ
   ドロキシプｐビル）−トリ（ヒドロキシエチル）ジエチ
   レントリアミンよ〕なる群から選ばれる化合物である特
   許請求の範囲第１項記載のセメント組成物。 Ｚ　ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン
   がポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミンである
   特許請求の範囲第１項記載のセメント組成物。