JPS585864B2 - Ａｅコンクリ−トまたはａｅモルタル用混和剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特定の両性界面活性剤を含有するＡＢコンクリ
ートまたはＡＥモルタル用混和剤に関する。

コンクリートあるいはモルタルに空気連行性を与える混
和剤（以下ＡＦ剤と称す）を用いることにより、■）ワ
ーカビリテイの改善およびそれに伴う水セメント比の低
減・細骨材量の減少、２）空気泡の保水力増加によるブ
リージング減少、３）ポンパビリテイの改善、４）耐凍
結融解抵抗性の向上等の効果が期待できる。

最も一般的なＡＥ剤としては主成分に、高酸化樹脂酸塩
、蛋白性物質の塩類、アルキルベンゼンスルホ／酸塩、
アルキルスルホン酸のトリエタノールアミン塩、ポリオ
キシエチレンアルキルスルホン酸塩等のアニオン性界面
活性剤あるいはポリオキシエチレンアルキルアリールエ
ーテル等の非イオン性界面活性剤がある。

また空気連行型の減水剤（以下ＡＥ減水剤と称す）とし
ては、リグニンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスル
ホン酸ホルマリン縮合物塩に代表される空気連行型の芳
香族炭化水素ホルマリン縮合物スルホン酸塩等がある。

本発明においてＡＥコンクリートまたはＡＥモルタルと
はＡＥ剤もしくはＡＥ減水剤を使用したコンクリートも
しくはモルタルをいう。

一方コンクリート用高性能減水剤としてはβ−ナフタリ
ンスルホ／酸ホルマリン高縮合物塩、クレオソート油石
油分解物のスルホン化物のホルマリン縮合物およびメラ
ミンホルマリン重合体スルホン酸塩が代表的な混和剤で
ありいずれも非遅延性且つ低気泡性である。

ここで非遅延性とはコンクリートに当該減水剤を添加し
たときコンクリートが２４時間後には硬化することを意
味する。

又、低気泡性とはコンクリートに当該減水剤を添加した
とき，コンクリート中）の空気連行量が３％（容量で）
以下であることを意味する。

従来非空気連行型高性能減水剤はいわゆる高強度コンク
リートの領域で用いられ，ＡＥ剤あるいはＡＥ減水剤は
主として建築用コンクリートあるいは比較的強度の低い
コ／クリートに用いられる事が多かった。

しだがって非空気連行型高性能減水剤とＡＥ剤を併用す
る場合は冶んどなかった。

近年ドイツにおいて高性能減水剤であるメラミンホルマ
リン重合体スルホ／酸塩が流動化コンクリート（ＦＬＩ
ＳＳＢＥＴＯＮ）の流動化剤として用いられるようにな
った。

また高性能減水剤であるβ−ナフタリンスルホン酸ホル
マリン高縮合物塩も流動化剤として極めて優れた性能を
持つことが解ってきた。

しかしながら流動化コンクリート調製の際に，流動化コ
ンクリートのベースコンクリート（流動化剤を添加する
前のコンクリート）にＡＥ剤・ＡＥ減水剤を用いて連行
した空気が上記の高性能減水剤系の流動化剤を添加する
ことにより消泡されＡｇコンクリートに期待される効果
が達せられなくなることが明らかになった。

また高強度プレストレストコンクリート製品、例えば鉄
道用マクラギ、軌道スラグあるいは橋桁のように外気に
暴露され凍結融解を受けるコンクリート製品においても
高性能減水剤とＡＥ剤を併用する場合が多くなり，その
場合にも連行空気が消泡される。

すなわち従来用いられてきた市販の高性能減水剤と市販
のＡＥ剤をただ単に組合せても、まだ固まらないコンク
リートにおいては極めて流動性が大きくかつ硬化したコ
ンクリートにおいては空気連行性能を十分に発揮しりる
という，双方の混和剤の機能を十分に生かしたコンクリ
ートが調製できない。

ＡＣ Ｉ （ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
Ｉｎｓ ｔｉｔｕｔｅ）はＡＨコンクリートの重要な性
能である凍結融解・抵抗性について、気泡間隔係数が２
５０μ以下望むらくは２００μ以下になるように提言し
、凍結融解試験における耐久性指数と共にＡＥコンクリ
ート製造上の重要な目安としている。

市販のＡＥ剤・ＡＥ減水剤を単独で使用したコンクリー
トの気泡間隔係数は２００μ以下あるいは２００μを僅
かに越える程度であり、凍結融解に対する抵抗性も十分
である。

しかし同じＡＥ剤・ＡＥ減水剤を使用し、しかも多くの
場合は通常、使用量より多く用いても高性能減水剤（流
動化剤）を併用すれば気泡間隔係数は２５０μ以上とな
り、凍結融解抵抗性も低下してくる。

本発明者らはかかる実情において、高性能減水剤と併用
しても、一般のＡＥコンクリート同様の凍結融解抵抗性
を有し気泡間隔係数が２００μ以下となるＡＥ剤を見い
出すべく鋭意研究した結果、ある種の起泡性の両性昇面
活性剤が良い性能を示すことを見い出し，本発明に到達
した。

即ち、本発明は下記一般式（Ａ）で表わされる両性宥面
活性剤を含有することを特徴とするＡＥコンクリートま
たはＡＥモルタル用混和剤である。

（但しＲは炭素数１０〜１８のアルキル基、アルケニル
基、アルカリール基、またはアラルキル基を示す。

）本発明に係る昇面活性剤である一般式（Ａ）において
，Ｒの炭素数１０〜１８とは，Ｒそのものが炭素数１０
〜１８であるほかに，Ｒが分布を持つとき炭素数の平均
が１０〜１８であることを含む。

Ｒの炭素数が８以下又は２２以上であると明らかに空気
連行性が悪くなったり、混和性が悪くなったりする。

本発明にかかわる一般式（Ａ）で表わされる竹面活性剤
は単独で用いても良好なＡｇ剤となるが高性能減水剤と
併用してＳＡＥ効果を十分に発揮するものである。

このようなコンクリート用高性能減水剤として好ましく
用いられるものはβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン
高縮合物，クレオソート油石油分解物のスルホン化物の
ホルマリン縮合物又は，メラミンホルマリン縮合物のス
ルホン酸塩である。

本発明においてβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン高
縮合物とはナフタリンスルホン酸とホルマリンの縮合反
応を高度にすすめて未反応ナフタリンスルホン酸の残存
量が８％以下になる迄縮合せしめた高重合物であり、又
、本発明においてメラミンホルマリン縮合物のスルホン
酸塩とは，スルホン化メラミンとホルマリンを縮合反応
せしめ，その生成物の固体物質の２０重量パーセント水
溶液が８〜１８０センチボイズを示す程度にまで縮合せ
しめたものをいうのである。

本発明の混和剤の使用方法はコンクリートまたはモルタ
ルを調製する際に■あらかじめ高性能減水剤と界面活性
剤を一緒に練り混ぜ水中に溶解して添加する、■高性能
減水剤と界面活性剤を別々に練り混ぜ水中に溶解して添
加するかまたは混利剤の高濃度水溶液で添加する、■高
性能減水剤と昇面活性剤の乾燥固形物をあらかじめ水以
外のセメント配合物に混合する等いずれの方法によって
も可能である。

本発明の混和剤の好ましい配合割合は、β−ナフタリン
スルホン酸ホルマリン縮合物またはクレオソート油石油
分解物のスルホン化物のホルマリン縮合物を含有する場
合、この１００重量部に対して，一般式（Ａ）で表わさ
れる両性竹面活性剤２０〜０．２９重量部であり、メラ
ミンホルマリン縮合物のスルホン化物を含有する場合、
この１００重量部に対して，一般式（Ａ）で表わされる
両性ｆｒ面活性剤１０〜０．１４重量部である。

本発明の混和剤の使用量は必要とする空気量、所要スラ
ンプ，使用するセメント・骨材の種類、各材料の配合比
、練り混ぜ順序，練り混ぜ機械、温度等によって異り一
様に定められないが，建築学会ＪＡＳＳ５Ｔ−４０１コ
ンクリート用表面活性剤の品質基準によるコンクリート
の空気量４． ０±０．５％、土木学会規準によるＡＥ
剤規格のコンクリート空気量４〜４．５％とするには， 高性能減水剤をセメントに対してβ−ナフタリンスルホ
ン酸ホルマリン高縮合物又はクレオソート油石油分解物
のスルホン化物のホルマリノ縮合物の場合は０．１５〜
１．０５重量％、メラミンホルマリン縮合物のスルホン
酸塩の場合は０．３〜２．１重量％と、一般式（Ａ）で
表わされる界面活性剤をセメントに対して０．００３〜
０．０３重量％添加すれば良い。

界面活性剤の使用量を増減することにより、建築学会Ｊ
ＡＳＳ５鉄筋コンクリート工事（解説）による所要空気
量３〜６％、あるいは土木学会標準示方書によるＡＥコ
ンクリートの空気量３〜６％を容易に得ることが出来る
。

本発明によれば調製したコンクリートあるいはモルタル
においては、高性能減水剤の性能を十分に生かし、得ら
れたＡＥコンクリートも凍結融解３００サイクルで相対
動弾性係数が９５％以上の十分な凍結融解抵抗性を持ち
，気泡間隔係数も多くは２００μ以下が大きい場合にも
２３０μ以下でありＡＣＩが望まない２５０μを越える
ことがない。

次に本発明の混和剤を用いて得られるＡＥコンクリート
の性能を実施例によって更に詳しく説明する実施例にお
けるまだ固まらないコンクリートのスランプ、空気量測
定はそれぞれＪＩＳ ＡＩＩＯＩＪＩＳ Ａ１１２８に
より行った。

凍結融解抵抗性試験、気泡間隔係数の測定は夫々ＡＳＴ
Ｍ Ｃ６６６ Ａ項、ＡＳＴＭ Ｃ４５７修正ポイント
カウント法により行った。

凍結融解抵抗試験用供試体は１０×１０×４０ｃｍとし
ＪＩＳ Ａ１１３２により調製した。

本発明者らがコンクリートの耐凍結融解性を重点に置い
て実験を実施したのは，耐凍結融解性を満足するコンク
リートは自ずと先に記載したＡＥコンクリート或いはＡ
Ｅモルタルに期待される効果の１）， ２）， ３）を
満足すると考えたからである。

使用材料は普通ボルトランドセメント（小野田社）、細
骨材（紀の川産砂、比重２．６０，ＦＭ２．７２），粗
骨材（宝塚産砕石、比重２，６２、最大寸法２０ｍｍ，
ＦＭ６．８４），高性能減水剤として市販品のマイテイ
１５０（β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物
塩、花王石鹸ＫＫ製）またはメルメノトＦＩＯ（メラミ
ンホルマリン重合体スルポン酸塩，昭和電工ＫＫ製）を
用いた。

実施例 コンクリートの配合は表１に示す。

練り混ぜは５０ｌ強制練りミキサーにて３分間練り混ぜ
た。

表中 Ｗは水をあらわし Ｃはセメントをあらわし Ｓは細骨材をあらわし Ｇは粗骨材をあらわし ＡはＳ十Ｇである。

表２にコンクリートの性能試験結果を示す。

凍結融解抵抗性テスト コンクリート供試体を実験室内の水中において凍結融解
の急速反復サイクル（＋５℃と−１８℃の間）にかけ〔
本実験では１サイクル３時間〕、コンクリートの品質変
化の状態を、１次撓み振動周波数試験によって観察する
。

通常は次式の相対動弾性係数によって凍結融解抵抗性が
示され１００に近いもの程良い。

Ｐｃ＝（ ｎｔ／ｎ ）ＸＩ ００ Ｐｃ：凍結融解Ｃサイクル後の相対動弾性係数（％） 旧 ：凍結融解Ｏサイクルにおける１次撓み篠動周波数 ロ ：凍結融解Ｃサイクルにおける１次撓み彷動周波数 気泡間隔係数 コンクリートに連行された気泡の平均的な分布？態を表
わす指標として気泡間隔係数が用いられる。

測定には種々な方法があるが、本実験は修正ポイントカ
ウント法によった。

すなわち良く研磨されたコンクリート表面を顕微鏡にて
直線的にトラバースしてゆき、気泡の数を測定すること
により、次の計算式にて気泡間隔係数（Ｌ）を求める。

一一，．ＢＵ＋Ｂ÷−１， ただし Ｌ：気泡間隔係数 Ｐ：コンクリート中ペースト量〔配合より計算入：硬化
体中空気量 Ａ＝１ ０ ０ ８ｓ／Ｓ ｔ Ｓｓ：指標点が気泡断面と一致した停止 数の総計〔実測値〕 Ｓｔ：トラバース中の全停止数〔実測値〕α：気泡の表
面積 ４ ｔ：気泡の平均弦長 ７＝Ａ／１００， Ａ： （上記の数値）ｎ：トラバ
ースで横切った 単位長当りの平均気泡数 ｎ ＝Ｎ／Ｔ Ｔ：トラバースの横切った気泡断面の総 数〔実測値〕 Ｎ：トラバースの全長〔実測値〕 比較例１〜３は混和剤無添加および高性能減水剤単独添
加コンクリートは全く凍結融解抵抗性がないことを示し
ている。

比較例４〜６は市販ＡＥ剤単独使用した場合であり、お
のおのの市販ＡＥ剤にマイテイ１５０を添加すると、Ａ
Ｅコンクリートとしての性能が落ちることが比較例８〜
１０に示されている。

実施例２は，本発明にかかわる界面活性剤は高性能減水
剤と併用しても気泡間隔係数が２００μ前後、３００サ
イクル時相対動弾性係数が９５％以上となり極めて優れ
たＡＥコンクリートが調製できることを示している。

なお実施例１は本発明に係る界面活性剤は単独で使用し
ても良いＡｇコンクリートが調製可能であることを示し
ている。

比較例７，１１は界面活性剤Ｄが有効なＡＥ剤でないこ
とを示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中Ｒは炭素数１０〜１８のアルキル基、アルケニル
   基、アルカリール基，またはアラルキル基を表わす）。 で表わされる両性昇面活性剤を含有することを特徴とす
   るＡＥコンクリートまたはＡＥモルタル用混和剤。 ２ クレオソート油石油分解物のスルホン化物のホルマ
   リン縮合物、β−ナフタリノスルホン酸ホルマリン縮合
   物およびメラミンホルマリ／縮合物のスルホン酸塩から
   なる群から選ばれる化合物をさらに含有する特許請求の
   範囲第１項記載の混和剤。 ３ β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物または
   クレオソート油石油分解物のスルホン化物のホルマリン
   縮合物１００重量部と一般式（Ａ）で表わされる両性界
   面活性剤２０〜０．２９重量部とからなる特許請求の範
   囲第２項記載の混和剤。 ４ メラミンホルマリン縮合物のスルホン化吻１００重
   量部と一般式（Ａ）で表わされる両性昇面活性剤１０〜
   ０．１４重量部とからなる特許請求の範囲第２項記載の
   混和剤。