JPS59128250A - セメントに用いられる収縮低減剤 - 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】 本発明はセノン１−に用いられる収縮低減剤に関する。

従来、セメントモルタルおよびコンクリート（以下、セ
メント組成物と称する。）の重大な欠点の一つとして乾
燥ひび割れが発生し易いことがある。これはセメン）−
の乾燥収縮が大きいことに起因している。そのためにセ
メント組成物の乾燥収縮を低減することが望まれている
。

セメンＩ・組成物の乾燥収縮の低減を図るためには、セ
メン１へ組成物中にアクリルラテックス、合成ゴムラテ
ックスなどのラテックスを混入させる力法が行われてい
るが、この場合、比較的高価なラテックスを多量（例え
は、セメン１−に対し２０〜３０重量％程度）に混入す
る必要があるので、経済上好ましくないばかりか、セメ
ン１−組成物の強度が大幅に低下１−るという致命的欠
陥が生ずる。さらに、ラテックスを多量に混入すること
によってセメント組成物の不燃性が損なわれるという重
大な欠陥も生ずる。

また近年、無機系膨張性混和材（例えば、カルシウムス
ルホアルミ不−１−系の膨張性混和材）か開発されるに
至ったものの本質的な乾燥収縮低減には七分ではない。

かかる状況下で、発明者らは前述したような欠点を持た
ないセメントに用いられる収縮低減剤につき鋭意検利し
た結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は一般式（１） ％式％（） （式中、Ｘは炭素数１〜７の脂肪族アミン、炭素数４〜
７のシクロアルキルアミンからｍ個の活性水素を除いた
残基、Ａは炭素数２〜３のアルキレン基、Ｔｌば１〜］
０の数、ｍは１または２の数であり、ｎ　Ｘ　ｍは」〜
１０の数）で示される化合物よりなるセメントに用いら
れる収縮低減剤、および−１１）式（１）で示される化
合物とさらにフッソ系界面活性剤または／およびシリコ
ーン系界面活性剤を含有する、より収縮低減効果の改善
されたセメン１へに用いられる収縮低減剤である。

本発明の一般式（１）を構成するＸ残基となる炭素数１
〜７の脂肪族アミンの例としては、メチルアミン、エチ
ルアミン、プロピルアミン、イン１０ピルアミン、ブチ
ルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、２−エチ
ルブチルアミン、ジメチルアミン、シエナルアミン、ジ
プロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピル
アミン、メチルペンチルアミン、エチルプロピルアミン
、エチルブチルアミンなどが挙げられ、またＸ残基とな
る炭素数４〜７のシクロアルキルアミンの例としては、
シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘ
キシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンなとが挙げ
られる。これら各種アミンのうち、脂肪族アミンが収縮
低減効果をより改善できる点で好ましく、特に炭素数３
〜５のアルキル基またはシクロアルキル基を冶する第１
級脂肪族アミンが好ましい。炭素数８以上のアルキル基
または炭素数８以上のシクロアルキル基を有するアミン
を用いると収縮低減効果か低下するのみならず、セメン
ト組成物に空気を連行させて強度を低下させることとな
り好ましくない。

本発明の一般式（１）におい°（、咲Ａｏ＋ｎを構成す
るアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシドなどである。また、本発明においてこれらア
ルキレンオキシドの全モル数ｒｉ　Ｘ　ｍは１〜１０の
数がよく、さらに収縮低減効果の点からｒｌＸ　ｍば３
〜６の範囲内にあることがより好ましい。この数が１０
を超えると、セメント組成物に空気を連行させるように
なり、該組成物の強度を低下させるばかりが収縮低減効
果をも低下させ、好ましくない。また、収縮低減効果の
点からエチレンオキシド／プロピレンオキシド（Ｃ２１
１４０／Ｃ３１１６０）のモル比が０〜５の範囲内にあ
る共付加物（特にブロック状付加物）が好ましく、ごの
−ノも特にプロピレンオキシドだりを付加させたものが
最も好ましい。なお、この場合、フチレンオキシト、ス
チレンオキシド等のオキシド類をセメント組成物の性能
を阻害しない程度に共付加（全オキシアルキレン中、通
常５０重量％以下）させたものも本発明の範囲に含まれ
る。また、ｏｉｊ記アミン化合物が一般アミノ基を有す
る場合、このアミノ基が一価として働いてアルキレンオ
キシドの鎖を１本伸ばす場合と、二価として働いて２本
の鎖を伸ばす゛場合とがあるが、これらいずれの場合で
もよい。しかし、収縮低減効果の点から特に好、ましい
のは、二価のアミノ基として働き、これにアルキレンオ
キシドが付加した場合の化合物であり、一般式（１）に
おりるｍが２の化合物である。

本発明の一般式（１）の化合物の合成法は、ｉｉｊ記−
アミン化合物にアルキレンオキシドを付加して得る方法
が簡便であ−るため好ましいが、これに限定されるもの
ではなく、例えばポリエチレングリコール（分子量２０
０程度）などのポリアルキレングリコールの末端基のう
ち１つの水酸基を三塩化リンでクロライド−化し、これ
を更に前記アミン化合物と反応させる方法でも得ること
ができる。

上記以外にも種々の合成法があり、し＼ずれの方法で得
られた一般式（１）の化合物も本発明の収縮低減剤とし
−（使用できる。

本発明の収縮低減剤は一般式（１）で示される化合物の
一種または二種以上の混合物を必須成分として用いるこ
とで優れた収縮低減効果が得られるか、これにフッソ系
界面活性剤またば／およびシリコーン系界面活性剤を併
用すると相乗効果により収縮低減効果が−Ｊｉ向上し非
當に好ましいものとなる。これら併用するフッソ系界面
活性剤、シリコーン系界面活性剤とし′（は、カチオン
型、ノニオン型、アニオン型のものがあり、これらいず
れのものもず史用できるが、カナメン型、ノニオン型の
ものがセメント収縮低減効果の点で好ましく、さらにノ
ニオン型のものがより好ましい。

本発明に用いられるフッソ系界面活性剤は一般　　・に
市販されているものが使用できる。カチオン型フッソ系
界面活性剤の代表的な例としては、炭素数５〜１日ツバ
−フルオロアルキル基を疏水基とし、これとカチオン性
親水性基（例えば、第４級アンモニウム塩基など）とを
有する化合物がある。例えば、住人スリーエムｃ株社製
のソロラードＦＣ−１３４、入日本インキ化学側社製の
メガファソクＦ−１５０などが挙げられ、その他旭硝子
■社製のサーフロンＳ−１２１、ネオス■社製のスター
ジェント３００、東北肥料＠社製のエフトップＥＦ−１
２３８，ＥＦ−１３２なとが挙げられる。ノニオン型フ
ッソ系界面活性剤の代表的な例としζば、炭素数５〜１
８のパーフルオロアルキル基を疏水基とし、これとノニ
オン性親水性基（例えば、エチレンオキンド付加物なと
）とからなる化合物がある。例えば、住人スυ−ユム■
社製のフロラ−）’ＦＣ−１７０ｃ、入日不インキ化学
−社製のメガファソクＦ−１４２Ｄ、　Ｆ−１４４Ｄ、
　Ｆ−１７１、Ｆ−１７７、旭硝子＠社製のサーフ１：
Ｊ７Ｓ−１４１、ネオス■社製のスタージエント２００
．２５Ｉ、東北肥料（ｍ社製のエフトップＥＦ−１２１
、ＥＦ−１２２Ａ、　ＩＥＦ−１，２２Ｂ、　　ＥＦ−
１２２Ｃ，ＥＦ１２２Ａ３などが挙げられる。アニオン
型フッソ系界面活性剤の代表的な例としては、炭素数５
〜１８のパーフルオロアルキル基を疏水基とし、これと
アニオン性親水性基（例えば、スルボン酸基、カルボと
酸基、リン酸エステル基なと）とからなる化合物がある
。これには、住人スリーエム（株社製のフロラードＦＣ
−９５、ＦＣ−９８、ＰＣ−１２６、ＦＣ−１２８、入
日本インキ化学（株社製のメガファノクＦ−１１０、Ｆ
−１１３、Ｆ−１２０、Ｆ−８１２、Ｆ−１９１、旭硝
子０菊社製のサーフロン５−ｕｉ　、Ｓ−１１２、Ｓ−
１１３、ネオス＠社製のスターシェント１００．１５０
、東北肥料（株社製のエフ１−ツブ　ＥＦ−１０２、Ｅ
Ｆ−１０３、ＥＦ−１１２、ＥＦ−１２３Ａ、　ＥＦ−
１２３Ｂなとが挙げられる。上記のものの他に、カナオ
ン型、アニオン型、ノニオン型フッソ系界面活性剤は、
ダイキン工業（（菊、関東電化■、Ｄｕ　Ｐｏｎｔ　、
　ＩＣＩ　、ｌ１ｏｅｃｈｓｔ、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ
　　各社からも市販され、これらも本発明のフッソ系界
面活性剤として使用できる。

また、本発明に用いられるシリコーン系界面活性剤とは
、ポリシロキサンを疏水基とし、これとカチオン型親水
性基（例えば、第４゛ノ′ンモニウム塩基）、ノニオン
型親水性基（例えば、アルキレンオキシド付加物など）
、アニオン型親水性基（例えば、硫酸エステル塩、リン
酸エステル塩、カルボン酸塩など）とを有する化合物で
ある。日本では、トーレ・シリコーン■、信越シリコー
ン■、東芝シリコーン（株などから各種のものが市販さ
れており、本発明ではこれら種々のものを用いることが
できる。

本発明のセメントの収縮低減剤の使用量は、一般式（１
）で示される化合物のアルキル基の炭素数、アルキレン
基の炭素数によっても異なるが、通常、セメントに刻し
て０．５〜ｌＯ重量％である。

使用量が０．５重量％未満では収縮低減効果が少なく、
−力、１０重量％を超えるとセメント組成物の強度が無
添加のものに比較して約２／３に）、下となって、実用
性におい゛Ｃ充分でない。また、一般式（１）で示され
る化合物と、フッソ系界面活性剤または／およびシリコ
ーン系界面活性剤とを併用する場合には相乗効果により
収縮低減効果が鵬大する。これらの界面活性剤を併用す
る場合、各化金物の添加量は、一般式（１）で示される
化合物はセメントに対して０．３〜１０重量％、フッソ
系界面活性剤はセメント重量に刻し′Ｃ５０〜５００　
ｐｐｍ　１シリコ一ン系界面活性剤ばセメントに対して
０．０５〜１重量％である。

本発明のセメントに用いられる収縮低減剤の添加ｉ段は
、普通一般に行われているセメント混和剤の場合と同じ
であり、例えば混練水に予め適量の該収縮低減剤を混和
しＣおくか、あるいはセメン１−１骨材、水からなる混
合物の混練時に適量の本収縮低減剤を添加するなどの手
段を採用することができる。

本発明のセメントに用いられる収縮低減剤は、使用に当
たっζ他の成分（任意成分）と併用Ｊるごとかできる。

このような任意成分とし゛（は、塩化カルシウム、塩化
ナトリウムなどの金属塩化物、硫酸ナトリウムなどの金
属硫酸塩、トリエタノールアミンなどの自機アミン等公
知のセメント硬化促進剤、アルコール類、糖類、穀粉、
グリセリン、ポリリン酸ソーダなどの公知のセメント硬
化遅延剤、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウムなどの
公知の鉄筋防錆剤、リグニンスルホン酸、オキシカルボ
ン酸、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミ
ンスルホン酸ホルマリン縮合物など公知のセメント分散
剤、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チル殿粉、リン酸化澱粉、アルギン酸ソーダなどの公知
のセメント用糊剤など種々のものが挙げられる。

本発明の収縮低減剤を添加したモルタルまたはコンクリ
ートの施工法は、従来と同じ方法でよく、コテ塗り、型
枠への充填、吹き付り塗り、コーキングガンによる注入
などの方法を取り得る。また、養生法としては気乾養生
、湿空養生、水中養生、加熱促進養生（蒸気養生、オー
トクレーブ養生など）のいずれの方法でもよく、又ごれ
ら各方法を併用し”Ｃもよい。

本発明のセメントに用いられる収縮低減剤をセメントに
列して添加した場合には、無添加の場合と比較して大幅
な乾燥収縮低減が図られる。また、セメント組成物の不
燃性を損なうことも少なく、さらには、高添加量（例え
ば数％程度）におい゛（もセメント組成物の大幅な強度
低下を来すことがない。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例１ 表−１に示すアミン化合物１モルに、常法によりエチレ
ンオキシド４モルを付加させて、本発明のセメントに用
いられる収縮低減剤を得た。これらの収縮低減剤を普通
ポルトランドセメントに刻して純分として３．５重量％
の割合で添加しＣ得たモルタル硬化物について、ＪＩＳ
　Ａ　１１２９のダイヤルゲージ法にて収縮率を、ＪＩ
Ｓ　）＋　５２０１により強度を測定し、表−１の結果
を得た。また、空気量の測定は、ＪＩＳ　Ａ　１１２８
に基づくコンクリートについて測定した。

なお、収縮率および強度を測定したモルタルの水／セメ
ント比は６５％、砂／セメント比は２００％である。空
気量を測定したコンクリ−１−の配合は、単位セメント
鍛３００ｋｇ／　ｇ、水／セメント比６０％、細刊材率
４４％である。普通ポルトランドセメントは日本セメン
ト＠製のものを使用した。

表−１には、セメントの収縮低減剤の出発物質、−テア
ル一般式（１）のＸ残基を構成するアミン化合物のみを
記載するが、これらは、上記配合によるモルタルまたは
コンクリートに当該収縮低減剤を添加し、試験したこと
を示している。

表−１ 実施例２ ブチルアミンを出発物質とし、アルキレンオキシドの付
加モル数を変えるごとにより、実施例１と同様の方法に
て各種のセメントに用いられる収縮低減剤を得た。これ
らを普通ポルトランドセメントに対して３．５重量％添
加し、実施例１と同様の手法により収縮率、空気量、強
度を測定し、表−２の結果を得た。

なお、表−２中のＥＯはエチレンオキシドを、ＰＯはプ
ロピレンオキシドを示す。

表−２ 実施例３ 実施例２の１１１ｏ、１３に用いた収縮低減剤を使用し
、その添加量を変えて実施例１と同様の方法によって試
験を行い、表−３の結果を得た。

表−３ 不買以下余白 実施例２における本発明の収縮低減剤隔１３をセメント
に刻して２．０重量％用い、フッソ系界面活性剤として
フロラードＦＣ−１７０ｃ、シリコーン系界面活性剤と
してＳＨ３７４ｅを用い、その添加量を変えて実ｈ１！
！例１と同様の方法にて試験を行い、表−５の結果を得
た。

表−４ 比 較 例 実施例５ 実施例２におりる本発明の収縮低減剤隘１３をセメント
に対して２．０重量％用い、フッソ系界面活性剤とじ−
（フロラードＦＣ−−１７０Ｃ、シリコーン系界面活性
剤としてＳＨ３７４６を用い、その添加量を変えて実施
例■と同様の方法にて試験を行い、表−５の結果を得た
。

表−５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の一般式（１） ％式％（１） （式中、Ｘは炭素数１〜７の脂肪族アミン、炭素数４〜
   ７のシクロアルキルアミンがらｒｎ個の活性水素を除い
   た残基、Ａは炭素数２〜３のアルキレン基、ｒｌは１〜
   ＩＯの数、ｍは１または２の数であり、ｎ　ｘ　ｒｎは
   ■〜１０の数）で示される化合物よりなるセメントに用
   いられる収縮低減剤。 ２、一般式（１）において、Ｘが炭素数１〜７の第１級
   脂肪族アミンの残基であり、ｍが２である特許請求の範
   囲第１項記載のセメントに用いられる収縮低減剤。 ３、一般式（１）において、Ｘが炭素数３〜５の第１級
   脂肪族アミンの残基である特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のセメントに用いられる収縮低減剤。 ４、一般式（１）において、（ｎ　Ｘ　ｒｒｉ　）が３
   〜６の数である特許請求の範囲第１項、第２項または第
   ３項のいずれかに記載のセメントに用いられる収縮低減
   剤。 ５、一般式（１）において、−１；　Ａ　Ｏ：Ｆｒｌで
   示されるポリアルキレンオキシドが、エチレンオキシド
   ／プロピレンオキシドのモル比０〜５となるランダム状
   または／およびブロック状付加体である特許請求の範囲
   第１項〜第４項のいずれかに記載のセメントに用いられ
   る収縮低減剤。 ６、一般式（１）において、＋　Ａ　Ｏ’Ｊ−ｎで示さ
   れるポリアルキレンオキシドが、エチレンオキシド／プ
   ロピレンオキシドのモル比Ｏ〜５となるブロック状付加
   体である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記
   載のセメントに用いられる収縮低減剤。 ７、一般式（１）で示される化合物と、フッソ系界面活
   性剤または／およびシリコーン系界面活性剤とよりなる
   セメントに用いられる収縮低減剤。 ８、　フッソ系界面活性剤または／およびシリコ−ン系
   界面活性剤が、カチオン型またはノニオン型界面活性剤
   である特許請求の範囲第７項記載の。セメントに用いら
   れる収縮低減剤。 ・９．フッソ系界面活性剤またば／およびシリコーン系
   界面活性剤が、ノニオン型界面活性剤である特許請求の
   範囲第８項記載のセメントに用いられる収縮低減剤。