JPS5854104B2 - 可使時間調節剤を含む水硬性組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミナセメント、ポルトランドセメント及び
可使時間調節剤を含む水硬性組成物に関する。

結合剤としてアルミナセメントとポルトランドセメント
との混合物を含む水硬性組成物は、アルミナセメントと
ポルトランドセメントの合計重量に対するアルミナセメ
ントの重量百分率（以下アルミナセメントの混合率と称
する）の広い範囲で急結あるいは瞬結現象を起す。

このような現象は水硬性組成物の可使時間を著るしく短
くするか又は苦難とするため、各種のトラブルをひき起
す。

しかしこの特性を活かしてトンネルの漏水防止工事等に
おける急結性止水剤としての利用分野もある。

急結性止水剤として用いる場合の可使時間として、一般
的には３０分前後が望ましいことが多いが、工事の目的
、施工法等によりいろいろに調節できることが望ましい
。

従来この種の急結性組成物における可使時間の調節はア
ルミナセメントの混合率を変えることによりおこなって
きたが、工事の目的に応じた可使時間を得るためにアル
ミナセメントの混合率を現場で厳密な比に調合すること
は困難を伴い、混合率が設定値よりわずかにずれること
により可使時間が大きく影響されることは種々のトラブ
ルの原因となる。

本発明はこのように調合に困難のある従来技術を改め、
正確な可使時間をもたせることのできる急結性水硬性組
成物を提供することを目的とする。

本発明はアルミナセメントの混合率５−４０優の範囲内
で、少量のα、β又はγ−ジカルボニル化合物を可使時
間調節剤として含有させることにより所望の可使時間を
もたせた水硬性組成物に関； するものである。

このような組成物においてはアルミナセメントの混合率
はあらかじめ一定値に設定できるので正確な混合率で大
量の混合物をあらかじめ作っておくことができる。

そして現場では所望の可使時間に応じた調節剤の添加に
より容易に本発明の組成物にすることができる。

また粉末状の調節剤を用いることにより水を加えて混練
するだけで所望の可使時間を呈する組成物にすることも
できる。

従来グリオキザール、β−ケト酸エステルなどｉ ある
種のジカルボニル化合物を含むセメント組成物は米国特
許第３３６５３１９号明細書或は特開昭４９−５９８３
０号公報などにより公知であり、またこれらジカルボニ
ル化合物を加えることでセメント組成物の硬化時間に影
響を及ぼすことのできることも知られている。

しかし、それらの具体的開示には急結、瞬結現象を示す
という特異な物性をもつアルミナセメント−ポルトラン
ドセメント混合物にジカルボニル化合物を加えたときの
効果は記載されていない。

本発明者らはこのような系についてはじめて検討をおこ
ないアルミナセメント混合率の特定の範囲内で特定のジ
カルボニル化合物の添加が可使時間の調節作用のあるこ
とを見出し、本発明をなすに到ったのである。

即ちアルミナセメント混合率４０％以上、たとえば５０
φ付近では瞬結現象が著るしく、ジカルボニル化合物の
添加によっても可使時間を調節することができない。

この現象はアルミナセメント混合率４０−８０％の範囲
に見出される。

更にアルミナセメント混合率が８０優をこえるとジカル
ボニル化合物の添加による可使時間の調節は再び可能に
なるが高価なアルミナセメントを主成分として用いるこ
とは有利でない。

一方アルミナセメント混合率５％未満ではこの組成物特
有の急結作用が不十分であり、本発明の目的からして適
当でない。

本発明で用いられるα又はβ又はγ−ジカルボニル化合
物とは、２つの−ｃｏ−基が直接又は１個若しくは２個
の炭素原子を介して結合した化合物である。

カルボニル化合物を官能的名称でいえばアルデヒド、ケ
トン、エステルはもとよりカルボン酸も含まれる。

ジカルボニル化合物であってもグルタルアルデヒドの如
きδ−ジカルボニル化合物はα又はβ又はγ−ジカルボ
ニル化合物と相異して可使時間の顕著な調節作用を示さ
ない。

このように本発明において可使時間調節作用を呈するジ
カルボニル化合物が特定のものに限られることも先行技
術からは予測し得ないことである。

本発明に使用されるα−ジカルボニル化合物の具体的な
例としては、グリオキザール、グリオキシル酸、ビアセ
チル及び蓚酸等がある。

β−ジカルボニル化合物としてはマロンアルデヒド、マ
ロン酸半アルデヒド、マロン酸エステル、アセチルアセ
トン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン等の他、アセ
ト酢酸、プロピオ酢酸、β−ケトカプロン酸、ベンゾイ
ル酢酸等のβ−ケト酸のアルキル（メチル、エチル、イ
ソプロピル、イソブチル等）エステル、β−ケト酸とエ
チレングリコール、プロピレンクリコール、フチレンク
リコール、クリセリン、プロピレンクロルヒドリン等ア
ルコール類とから得られるべきエステル類がある。

γ−ジカルボニル化合物としてはレブリン酸、コハク酸
半アルデヒド、コハク酸、コハク酸モノエステル、アセ
トニルアセトン等がある。

α又はβ又はγ−ジカルボニル化合物を官能基的に分け
れば、ジアルデヒド、ケトアルデヒド、アルデヒド酸、
そのエステル、ジケトン、ケト酸、そのエステル、ジカ
ルボン酸、その半エステル、ジエステル等を含む。

後記する実施例で示すようにこれらのうちの多くのもの
は可使時間を長くする作用をもつが、可使時間を短縮す
る作用をもつものもあるので、目的に応じ使い分けるこ
とができる。

水硬性組成物中のα、β又はγ−ジカルボニル化合物の
存在量、換言すればアルミナセメント、ポルトランドセ
メント混合物に対する可使時間調節剤の添加量は工事の
目的、施行方法等に応じた設定可使時間、基礎となる結
合剤の組成（アルミナセメント混合率）及び調節剤の種
類により異なるが、結合剤（混合セメント）の重量に対
して通常５係以内でよく、特にその効果及び経済性を考
慮すると０．１乃至３重量袈の範囲が好ましい。

また該ジカルボニル化合物はかならずしも純品であるこ
とを要しない。

例えば、グリオキザールとして通常市販される形の４０
％水溶液を用いることができるのはもちろんであるがそ
れのみでなく、不純物の酸分除去が通常の市販用として
は不十分であるとされる粗グリオキザール（製造工程中
間体）を用いることもできる。

本発明で用いられるジカルボニル化合物はそれ自体で粉
末状のものもあるが、液状のものであっても担体に吸着
させるとか、再生可能な固体誘導体に変化させるなどの
方法で粉末化して用いることができる。

このような粉末状の調節剤とアルミナセメント及びポル
トランドセメントとの乾燥粉末混合物は安定に保存流通
でき、現場では水又は水と骨材を加えて混練するのみで
正確に設定された所望の可使時間を呈させることができ
る。

本発明の水硬性組成物はそのま〜水と混練したセメント
ペーストとしても、又は骨材を併用してセメントモルタ
ル又はコンクリートとしても用いることができる。

そして本発明の範囲内で組成を選択することにより、α
、β又はγ−ジカルボニル化合物を含む組成物はアルミ
ナセメント、ポルトランドセメントだけの組成物に比べ
であるいは長く、あるいは短く所望の値に合わせた可使
時間をもつことができる。

更に本発明の組成物は従来の急結性組成物に比べて収縮
が小さいことも特徴である。

以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例中部は重量部を表わす。

実施例 １ アルミナセメント１５部とポルトランドセメント８５部
の混合物に第１表に示した各種の可使時間調節剤を添加
し、水６５部を加えて混練しペーストを得た。

このペースト２００７７１１を柔軟なポリエチレン製ビ
ーカーに入れ、２５°±４°Ｃで放置し流動性を肉眼で
観察した。

表面の流動性及び内部の可動性の消失するまでの時間を
可使時間とした。

無添加及びδ−ジカルボニル化合物添加の比較例。

に示される短かすぎた可使時間は調節剤の使用により広
範囲にわたるより長い可使時間に調節できた。

結果を第１表に示す。なおグリオキサールは４０％水溶
液、グルタルアルデヒドは２０％水溶液を用いたが第１
表では使用量を純分で表示した。

実施例 ２ アルミナセメント５部、ポルトランドセメント９５部、
アセチルアセトン１部、水６５部より成るセメントペー
ストにつき実施例１と同様にして可使時間を測定したと
ころ可使時間は１５０分であった。

アセチルアセトン無添加以外はこれと同組成のセメント
ペーストの可使時間は２１０分であるので、アセチルア
セトンの使用により長すぎる可使時間は短縮され、代っ
て硬化が早まったことが示される。

実施例 ３ アルミナセメント３７部、ポルトランドセメント６３部
、水６５部より戒るセメントペーストは可使時間が４分
できわめて短いが、４０φグリオキサール２．５部（純
分１部）を加えた組成のセメントペーストの可使時間は
５０分に延長された。

実施例 ４ アルミナセメント１５部、ポルトランドセメント８５部
、標準砂２００部、水６５部の他に４０％グリオキサー
ル水溶液を含むセメントモルタルを調製し、可使時間を
測定しｆも更にセメントの物理試験方ｍ、ＴＩ ５Ｒ−
５２０１）に準じて強度測定をおこなった結果を第２表
に示す。

第２表からグリオキサールの添加は２８日強度にはあま
り影響しないが早期の強度発現効果をもたらす特徴があ
ることがわかる。

実施例 ５ ホワイトカーボン（シリカ）にグリオキサールを吸着さ
せて得た５４優粉末グリオキサール２．７８部（グリオ
キサール純分として１．５部）、アルミナセメント１５
部、ポルトランドセメント８５部を含む混合物に標準砂
２００部、水６５部を加えて混練し、可使時間３０分の
セメントモルタルを得た。

また５４％粉末グリオキサールに代えてグリオキサール
、重亜硫酸ソーダ付加物１．２５部（グリオキサール０
．５重量部相当）を用いて同様の操作をおこない可使時
間６０分のセメントモルタルを得た。

実施例 ６ アルミナセメント２５部、ポルトランドセメント７５部
、標準砂２００部を含むセメントモルタルの可使時間は
Ｗ／Ｃ（水セメント比）６５％のとき７分、８０％のと
き８５＋であった。

上記組成に更ｔｔ’ｔ４ｏｆｂグリオキサール２．５部
（純分１部）を含むセメントモルタルはＷ／Ｃ６５％の
とき２３分、８０φのとき２８分の可使時間を示した。

比較例 上記の実施例に示したようにアルミナセメントの混合率
が５−４０％の時はグリオキサールの添加により長い可
使時間は調節できるが、アルミナセメントの混合率が５
０係の時は、第３表に示すようにグリオキサール添加の
場合も瞬結し、可使時間がない。

但しグリオキサールを含むときは崩壊現象が起りセメン
トの結合性は失なわれる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミナセメントとポルトランドセメントとを結合
   剤として含む水硬性組成物においてアルミナセメントと
   ポルトランドセメントの合計重量に対するアルミナセメ
   ントの重量百分率が５乃至４０φであり、かつ可使時間
   調節剤としてα又はβ又はγ−ジカルボニル化合物を含
   むことを特徴とする水硬性組成物。