JPS59131554A - 非空気連行性セメント混和剤 - 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】 本発明は非空気連行性セメン１−混和剤に関する。

さらに詳しくはセメントモルタルまた番、１コンクリー
ト打設施工や、コンクリート二次製品等の成型加］二に
適し、作業性を改善するとともに、セメントの練りまぜ
水を大幅に減少さセ、さらに硬化後のセメン１〜モルタ
ルまた（コセノント強度を大幅に１１１］上させ得る、
減水９ノ果の大きい非空気連行性セメント混和剤に関す
るものである。

周知のように建築物を含む各種のセメントまたはコンク
リ−１・製品に代表される水硬性セメント配合物は、セ
メン１−と砂、砂利などを水で混練し、成型することに
より得られる。この時ｆｌられる水硬性セメント配合物
の性状は、勿論原月料の品質に左右されるか、配合条件
も関係する。満足すべき水硬性セメント配合物を得るた
めに最も重要な配合条件の一つば、できるたけ少ない単
位水量で原材料を混練りすることであることは良（知ら
れており、これにより高強度でしかも単位セメント量の
減少による経済性にずくれた製品を得ることかできる。

この減水機構には、セメン１−粒子そのものを均一に一
次粒子のま＼で分散させ、セメントペーストの流！１ｆ
ＩＪ性を向上させ、その結果、同一の流動性を得るため
の水量を減少せしめるというセメンＩ〜分散剤によるも
のと、モルタル、コンクリ−１−等に微細な独立気泡を
連行せしめ、気泡のヘアリング効果によって流動性をイ
」ｊｊ、シ、作業性を向上することにより水量を減少せ
しめるＡＥ剤（空気連行剤）によるものとがある。しか
るにＡＥ剤による減水効果は連行空気量に依存し、減水
効果を増すためには連行空気量が増大し、その結果強度
低下が著しくなるのでＡＥ剤の減少効果は自ら限度があ
る。そのため高強度のセメントモルタル、コンクリ−１
品を得るには高度の減水効果を有し、しかも非空気連行
性の混和剤（減水剤）が強く要望されている。

コンクリート二次製品にはコンクリートボール、パイル
またはヒユーム管の遠心成型品と、Ｕ字溝、ブロック、
縁石またはボックスカルバートなどの流し込み成型品（
ハイブレーク−成型品）がある。

これら二次製品の成型に際し、これまでいくつかの減水
剤が実用されている。それらはりゲニンスルホン酸塩、
メラミン−ホルマリン樹脂スルホン酸塩、ヒドロキシカ
ルボン酸塩、中性油のアルキル化スルホン酸塩、β−ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩などである。し
かしながらこれらはいずれも一長一短があり、すべての
点で満足するに至っていない。例えばリグニンスルホン
酸塩および中性油のアルキルスルホン酸塩は減水効果が
弱く、これをカバーするため多量添加すると経済性にお
いて劣るばかりでなく、凝結遅延作用を示し、しかも連
行空気量が多くなってセメントモルタル、コンクリート
の強度低下をきたす。ヒドロキシカルホン酸塩は空気連
行性は小さいが減水効果が弱く、添加量を増大すること
によって著しい凝結遅延を起こし、場合によっては硬化
不良となる。メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩も曲
杆に減水効果が弱く、多量の添加を必要とし、経済的に
不利である。β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮
合物塩はセメント分散剤としてずくれた性能を有し、減
水剤として有効であり、凝結遅延性が少なく、また空気
連行性も小さいのでコンクリート二次製品に特に適した
コンクリート混和剤であると報告されている（特公昭４
１−１１７３７および特公昭４８−９５６４公報参照）
。

しかしながらβ−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物塩も実際には空気連行量が大きく、しかも空気泡径が
大きいため、前述のコンクリート二次製品、特にパイブ
レーク−成型品においては脱型後の打ちはだが悪く、ピ
ンホールまたはあばた状となり、成型後補修を必要とし
、作業性、経済性の面で不利である。

本発明はこのような実状に鑑み、前述の欠点の′ない非
空気連行性で、しかも高度に減水性能を有するセメント
混和剤を提供することを目的とする。

本発明によれば、スルホン化率が１０５ないし１３５％
の範囲にある、ナフタレンと３０モル％以下のアルキル
ナフタレンを含む混合物のスルホン化物のホルムアルデ
ヒド縮合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ア
ンモニウム塩または有機アミン塩を含有する非空気連行
性セメント混和剤が提供される。

前記スルホン酸のホルムアルデヒド縮合物の塩は、アル
キルナフタレン含量３０モル％以下のナフタレンとアル
キルナフタレンとの混合物をスルホン化率１０．５なし
い１３５％にスルホン化し、該スルホン化物をホルムア
ルデヒドと縮合させ、ついで中和することによって製造
することができる。

ナフタレンと混合するアルキルナフタレンとしては、例
えばメチルナフタレン、エチルナフタレン、ブチルナフ
タレン、ジメチルナフタレンおよびこれらの混合物など
である。これらのアルキルナフタレンはナフタレンとモ
ル比で０．３対０．７以下の割合で混合して用いること
ができる。これ以上アルキルナフタレンの混合割合か多
くなると減水性能が低下する。

スルホン化はスルホン化剤として濃硫酸、発煙硫酸、ク
ロルスルホン酸等を使用し、富岳によって行われる。そ
の際スルホン化率を１０５ないし１３５％、好ましくは
１１０ないし１３０％の範囲とすることが本発明のセメ
ント混和剤にとって必須要件である。スルホン化率１０
５％以下では連行空気量が多く、セメントモルタル、コ
ンクリート製品の打はだが悪く、外観を損ねるばかりで
なく、強度低下をきたし、減水性能も劣る。スルボン化
率１３５％以上では空気連行量は少なくなるがセメント
モルタル、コンクリートの流動性が著しく不良となり、
減７ト剤として不適なものとなる。

こ−にスルボン化率とは、使用したナフタレンとアルキ
ルナフタレンとの混合物をモノスルホン酸とするのに過
不足ない硫酸の量を基準とし、これに対する中和滴定に
よって求めた実際に消費せられた硫酸の量の割合をいう
。従ってジスルホン酸、ジスルホン化ナフチルスルホン
、トリスルホン酸等の副生物が当然副生している。スル
ホン化はβ−ナフチルスルホン酸を製造する条件で達成
可能であるが、しかしスルポン化率を前記範囲まで上昇
させるために硫酸等のスルホン化剤を増量することが必
要となって来る。

次にホルムアルデヒドとの縮合反応は、上記により得ら
れた高スルホン化物を水で希釈した後、硫酸酸性下でホ
ルムアルデヒドを添加し、審決により縮合させる。得ら
れた縮合物は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水
酸化アルカリ、水酸化カルシウムなどの水酸化アルカリ
土類金属、アンモニア、アルカノールアミン類のような
アミンで中和し、それぞれの塩とすることができる。

本発明のセメント混和剤は、セメントモルタルおよびコ
ンクリートの流動性を著しく向上改善し、その結果同一
の流動性を得る場合には単位水量を大幅に減少させ、空
気連行量が極めて少なく、強度を著しく増大させる。

さらに本発明のセメント混和剤は、従来非空気連行性の
減水剤として知られているβ−ナフタレンスルホン酸の
ホルマリン高縮合物塩よりもはるかに空気連行量が少な
く、配合量を増大しても空気連行性が増すことがなく、
強度低下は認められない。また本発明のセメント混和剤
はセメントモルタルおよびコンクリートの凝結遅延性が
なく、過剰の配合量によっても硬化不良等の事故をおこ
すことがなく、ブリーディング量も少ない混和剤であり
、従来の混和剤の欠点であるスランプロスも少ないこと
が確認された。

重量比８０：２０ないし２０：８０のナフタレンとメチ
ルナフタレンとの混合物のスルホン化ホルマリン縮合物
の塩は空気連行性減水剤として公知である（特公昭５３
−１４２５５参照）。しかしながら本発明の混和剤はス
ルホン化を高度に進める結果、疏水性と親水性のバラン
スがより親水性になり、界面活性が少なくなるため、起
泡性が少なくなり、非空気連行性の減水剤となることが
見出された。

本発明のセメント混和剤はその減水効果が極めて大きい
ため、セメントに対し通常０．１ないし３重量％、好ま
しくは０．３ないし１．２重量％の配合量で十分な流動
性を付与することができる一′また所望により硬化促進
剤、遅延剤、収縮防止剤、膨張剤、防錆剤等と併用して
も差し支えない。

本発明の混和剤は、通常セメントおよび砂、砂利等の骨
材を混合し、練り混ぜ水投入時に添加使用されるが、他
の添加方法、例えばモルタルまたはコンクリートの練り
混ぜ後に投入してもよく、さらに本発明の混和剤を乾燥
粉末化してセメントへあらかしめ混合して使用する方法
を採ることもできる。

また本発明の混和剤を含むモルタルまたはコンクリート
の施工方法および二次製品の成型方法は、従来の場合と
同しでよく、コテ塗り、吹きつけ等による塗装、型枠へ
の充填などを用いることができる。養生方法も従来方法
と同しでよく、気乾養生、水中養生、蒸気養生、オート
クレーブ養生およびそれらの組み合わせを用いることが
できる。

次に実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例中「部」および「％」は重量による。

実施例１ ナフタレン０．８モルとメチルナフタレン０．２モルの
混合物に対して９８％硫酸を１．４５モル（本発明組成
物Ｘ）、１．５３モル（組成物ＸＩ）、１゜６モル（組
成物ＸＩＩ）、１．７モル（組成物ＸＩＩＩ）。

１、８５モル（組成物ＸｒＶ）、１．９−Ｔ−ル（組成
物Ｘ■）を用い、比較例として９８％硫酸を１．１５モ
ル（比較例Ｆ）、１．３モル（比較例Ｇ）、２モル（比
較例Ｈ）を用い、常法によりスルホン化した。

得られたスルホン化生成物へ水を添加した後、硫酸酸性
下で３７％ホルマリン０．８６モルを滴下後縮合反応を
行ない、水酸化カルシウムで中和し、冷却して副生面コ
ウを口過して除去し、各々固形分４０％の組成物得た。

ただし比較例組成物Ｈは粘度が高いため、固形分３４％
とした。

得られた組成物のスルホン化率およびモルタルの空気量
、モルタルのコンシスチンシー（Ｊロート値）を第１表
に示す。

（以下余白） イｊ：：！ニー５ １．モルタルの配合 豊浦控準砂１０４０ｇ１１００ｇ 水（十混和剤）３３８獣４００厭 ２、モルタルの混練り ＡＳＴＭＣ−３０５−６５による。

３、空気量の測定 へＳＴ門Ｃ−１８５−５９による。

４、Ｊロート値 土木学会規定のｊロート（吐出口径１００ｍｍ）を使用
してモルタルの流下時間（秒）を練り上り直後と３０分
経時後に測定する。

５、圧縮強度 、１１ＳＲ５２０１による。

第１表から明らかなように、本発明混和剤Ｘないしｘ■
は、普通のβ−ナフクレンスルホン酸ホルマリン縮合物
の塩に相当する比較例ＦおよびＧ比較し、て極めて少な
い空気量であり、十分な流動性を与え、経時による流動
性低下も少ない。

圧縮強度は７日後約２０乃至３０％、２８日後１５ない
し２５％高くなっている。比較例■］は空気量は低く、
圧縮強度も問題ないが、流動性が全くなく、モルタル用
混和剤（減水剤）としては不適であることが確認された
。

実施例２ ナフタレン０７モル、メチルナフタレン０．２４モル、
ツメチルナフタレン０．０６モルの混合物に対して、９
８％硫酸を１．５５モル（本発明組成物ＸＶＩ）、１．
６５モ／ｌ／（組成物ｘ■）および１．８５モル（組成
物Ｘ〜Ｉ）を用いて実施例１に準してスルホン化を行っ
た。比較例として９８％硫酸を１゜２８モル（比較例１
）、２．２モル（比較例Ｊ）を用いて同様にスルホン化
を行い、得られたスルホン化物を硫酸酸性下で３７％ホ
ルマリン０，９６モルを滴下し、縮合反応を行った。縮
合生成物を４８％苛性ソーダで中和し、冷却して副生ず
る硫酸ナトリウムを口過して除去し、各々固形分４３％
の組成物を青た。ただし比較例、Ｊは粘度が高く、作業
性不良のため、固形分３０％とした。

ｊｕられた組成物のスルポン化率を第２表に示し、第３
表にコンクリートの調合および試験結果を示し、同時に
従未山ＩＩルのｌＪＡ和剤（減水剤）との比較結果を示
す。

第２表 本発明ＸＶｌ１１２．６ 〃Ｘ■１１６．８ 〃Ｘ■１．２７．９ 比較例１１００．３ 〃Ｊ１４３．１ （以下余白） ３２９ 備考 １．空気量の測定 ＪＩＳ八１へ２Ｈによる。

２、スランプの測定 ＪＩＳ八１へ０１による。

３、圧縮強度 供試体の作成はＪＩＳＡ１１３２により、試験法はＪＩ
Ｓへ１１０８による。

第３表から明らかなように、本発明混和剤ＸＶ［ないし
Ｘ■は、比較例組成物Ｉに比べて空気量が少なく、圧縮
強度も向上していることがわかる。

また比較例Ｊは本発明混和剤と空気量は同等であるが、
スランプが極めて小さく、減水性において大きく劣って
いる。市販品（１１，（２）はいずれも本発明混和剤に
比して減水性、強度で劣っている。

実施例３ 実施例２で得られた本発明混和剤ＸＶ１．Ｘ■および比
較例Ｉについて、添加量と空気量、およびスランプの経
時変化のテストを行った。結果を第４表に示す。

３３０− 第４表から明らかなように、本発明混和剤ＸＶＩ。

Ｘ■は、比較例Ｉに比べて添加量による空気量の変動が
少なく、スランプロスの少ないことが明らかである。

特許出願人第一工業製薬株式会社、、 代理人弁理士赤岡辿夫、 ３３１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スルボン化率が１０５ないし１３５％の範囲にある、ナ
   フタレンと３０モル％以下のアルギルナフタレンを含む
   混合物のスルボン化物のホルムアルデヒド縮合物のアル
   カリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩また
   は有機アミン塩を含有することを特徴とする非空気連行
   性セメント混和剤。