JPS5913464B2 - モルタルおよびコンクリ−ト用減水剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモルタルおよびコンクリート用減水剤に関し、
その目的とするところは平均分子量２００乃至５００の
液状クマロン樹脂のスルホン化率１５乃至４０％である
ヌルホン化物をモルタルおよびコンクリート用減水剤と
して提供するにある。

従来、減水剤はモルタルおよびコンクリートの症工時に
おけるコンシヌテンシー、硬化後の強度等の増加を得る
目的で広く使用されできた。

現在以下の諸性能を兼備した減水剤が優れたものとして
切望されている。

１）強力な減水性を有し、その減水性は減水剤使用量の
増加とともに増太し、またセメント富配合、貧配合に関
係なく大きな減水性をもつこと。

２）本質的にｎｏｎ −ａｉ ｒ型であり、使用量を増
加しても連行空気量が増大しないこと。

３）凝結遅延性が小さく、凝結の異常遅延等の現象があ
られれにくく通常の混和剤に比し、大量使用が可能であ
ること。

さらに安価であるという経済性も重要なファクターであ
る。

従来、セメント減水剤として実用に供されている主なも
のとしては、セメント貧配合用にリグニンヌルホン酸塩
、富配合用にβ−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮
合物等の化合物がある。

しかしいづれも前記性能をすべて満足しているわけでは
ない。

また、前記の諸条件を兼備した減水剤を目指し多くの特
許が提出されているが満足すべきものはない。

クマロン樹脂を出発原料とした減水剤に関しては特開昭
５１−８９５３１が公知である。

この公報で説明されるクマロン樹脂とは軟化点４０〜１
６０°Ｃ２分子量６００〜１０００の常温固体の樹脂で
あり、そのスルホン化率５％以上好ましくは１０％以上
のスルホン酸塩が有好な減水剤となると述べられでいる
。

これに対し本発明は低分子量の液状クマロン樹脂を出発
原料とすることによって前記諸条件を改善したものであ
り、高分子量の固体クマロン樹脂を用いた場合からは予
期できぬ好ましい性能を持つ減水剤が得られることを発
見し本発明に到達した。

本発明の出発原料である液状クマロン樹脂の平均分子量
範囲は２００乃至５００であることが必要である。

平均分子量２００未満では減水剤としての効果がほとん
ど無くなる。

また５００を越えると凝結遅延性、空気連行性が犬とな
り好ましくない。

また、本発明の減水剤は目的にかなうためには１５乃至
４０％、好ましくは２０乃至３５％のヌルホン化率を有
する必要がある。

１５％未満では空気連行性が強く、４０％を越えると混
練り物の流動性が劣り減水剤として適さない。

液状クマロン樹脂のヌルホン化反応は従来一般に知られ
でいる種々の方法が任意に採用され、スルホン化剤とし
ては例えば濃硫酸９発煙硫酸、クロルスルホン酸等が有
利に用いられる。

該スルホン化反応において溶剤の存在下で行ってもよく
、溶剤としては二塩化エタン、四塩化炭素等の反応に安
定な塩素系溶剤が好ましい。

ヌルホン化が終了した後生成物は、アンモニア力性ソー
ダ、力性カリ、水酸化カルシウム、リン酸ソーダ、トリ
エタノールアミン等無機または有機の塩基で中和される
。

このようにして得られる本発明の減水剤は過剰のヌルホ
ン化剤の中和生成物と混合したまま使用することもでき
るが、必要ならば中和後の水溶液を冷却し、沈澱する副
生物の塩を日別分離して用いてもよい。

本発明の減水剤は対セメント添加量が０、■乃至３％、
好ましくは０．２５乃至２％の時最も有効に作用する。

また、本減水剤は単独使用のみならず、ＡＥ剤、凝結遅
延剤、硬化促進剤等の従来公知の混和剤を併用すること
ができる。

本発明の減水剤によれば、セメントまたはモルタルの水
との混練り物の流動性が著しく改善される。

その結果水量を減少させることができ、混練り物の硬化
後の強度は著しく増加する。

特に本発明の減水剤は、従来のそれに比しセメント富配
合においでは同等以上、貧配合においては著しく硬化後
の強度を向上させるという特徴を有する。

更に本発明の減水剤は従来非空気連行性のものとして使
用されているβ−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮
合物よりも空気連行性の小さい混和剤であり、使用量を
増しても空気連行による強度低下が認められない。

また、本発明の減水剤はセメントおよびモルタルに使用
した場合その凝結遅延性が小さく、凝結の異常遅延等が
認められない。

更に使用量を増しでもこの影響はほとんどない。

本発明のこれらの効果は固体クマロン樹脂のスルホン化
物を用いた場合からは予想し得ないことである。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１〜２及び比較例１〜２ 実施例１〜２及び比較例１〜２で用いたクマロン樹脂の
スルホン酸塩は次のようにして得た。

実施例１〜２の場合、原料液状クマロン樹脂それぞれ２
５ｇを二塩化エタン２００ｇに溶解し、５０℃でクロル
スルホン酸７３ｇを滴下反応させ、２５時間滴下の後に
直ちにヌルホン化反応を終結させた。

得られた反応液から二塩化エタンを留去したのち、その
水溶液を水酸化カルシウムで中和し、０°Ｃに冷却後沈
澱する硫酸カルシウムを日別分離して液状クマロン樹脂
のスルホン化物を得た。

一方比較例１〜２の場合、固体クマロン樹脂を用いスル
ホン化反応その他の操作は前記とほとんど同じであった
。

ただし、溶剤二塩化エタンを４００ｇ用い、スルホン化
反応は７０℃で行い、２５時間滴下後温度を８０℃に上
げ、３時間反応を続けた。

得られたヌルホン酸カルシウムのヌルホン化率はそれぞ
れ約１９％であった。

なお、クマロン樹脂の平均分子量はＧ、Ｐ、Ｃ法によっ
て求めた。

これら試料を用いて、減水剤としての重要なファクター
であるモルタルの流動性、空気連行性。

セメントの凝結性等に及ぼす出発原料たるクマロン樹脂
の分子量の影響を検討した。

用いたセメント、砂はそれぞれ小野田セメント（株）製
普通ボートランドセメント、豊浦標準砂であり、モルタ
ルの重量組成はセメント／砂／水−４５０／９００２４
０であった。

クマロン樹脂のヌルホン酸カルシウムの添加量は対セメ
ント重量比０，５％である。

モルタルフローおよび凝結時間の測定はＪＩＳＲ５２０
１−１９６４に準拠したものであり、モルタル密度の測
定はＡＳＴＭ Ｃ−１８５−７１によった。

試験結果を表１に示した。

この結果よりすれば、液状クマロン樹脂スルホン化物は
固体クマロン樹脂ヌルホン化物に比して、モルタル密度
においですぐれ、空気連行性が小さく、またセメント凝
結時間においても３０分〜１時間少なく、凝結遅延性が
小さいことが明白である。

実施例３〜５及び比較例３〜４ 分子量４８０の液状クマロン、樹脂のスルホン酸カルシ
ウムを用いその減水剤適応性に対するスルホン化率の影
響を検討した。

用いたクマロン樹脂のスルホン酸カルシウムはそれぞれ
のヌルホン化率になるように添加するクロルスルホン酸
量をかえたほかは実施例２と同様にして得た。

また用いたモルタルの組成、上記スルホン化物の添加量
、フロー値およびモルタル密度の測定法等は実施例１で
述べたと同様である。

表２の結果に示すように、スルホン化率１４．６係では
空気連行性が太きすぎ４３，５％ではモルタル流動性が
落ちた。

本発明の目的にかなうためには液状クマロン樹脂のヌル
ホン化物は１５乃至４０％のヌルホン化率を有す必要が
ある。

実施例 ６ 本発明品のセメント凝結テストを行い、添加量の影響を
検討した。

液状クマロン樹脂のスルホン化物は実施例２で用いたと
同様のもので用いたセメントは小野田セメント（株）製
普通ボートランドセメントであり、測定法はＪＩＳＲ５
２０１−１９６４に準拠した。

表３の結果に示すように本発明品は凝結遅延性を有する
が実際の使用にはほとんど影響のない程度であった。

添加量の増加に対しても遅延性の増加率は小さかった。

比較例 ５〜６ 本発明品との比較のため、市販品であるβ−ナフタレン
スルホン酸塩ホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸塩
のセメント凝結テストを行った。

セメントの種類、測定法等は実施例６と同じであった。

結果は表３に示した。本発明品はリグニンヌルホン酸塩
より凝結遅延性は著しく小さく、β−ナフタレンスルホ
ン酸塩ホルマリン縮合物とほとんど同じであった。

実施例 ７〜８ 本発明品の性能をモルタルへの空気混入量およびモルタ
ル強度から評価した。

用いた液状クマロン樹脂のヌルホン化物は実施例２で用
いたものと同様のものでモルタルとしてセメント富配合
および貧配合のモルタルを用い、それぞれの重量組成は
小野田セメント（株）製普通ポートランドセメント／豊
浦標準砂／オクワ標準砂−５５０１５５０１５５０およ
び３００／６００／６００であった。

またモルタルのフロー値は２２０±１０と一定にした。

空気混入量２モルタル強度の測定法は、それぞれＡＳＴ
Ｍ Ｃ１８５−７１およびＪＩＳ Ｒ５２０１−１
９６４に準じた。

結果は表４に示した。

比較例 ７〜８ 本発明品との比較のため、比較例５および６で用いたと
同様の２種の市販減水剤を用いて実施例７〜８と同様な
測定を行い評価した。

その結果を表４に示す。

この結果から以下のこさがわかった。空気混入量に関し
ては、本発明品は非空気連行性として使用されている市
販品β−ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合物より
もさらに非空気連行性であった。

モルタル強度に関しては、セメント富配合では、本発明
品は前記市販品に比し同等以上の強度を与え、特に添加
量の増加による強度の低下が認められないという特徴を
持っていた。

セメント貧配合では市販のりブニンスルホン酸塩より本
発明品は著しく高い強度を与えた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スルホン化率１５乃至４０係である、平均分子量２
   ００乃至５００の液状クマロン樹脂のスルホン化物を有
   効成分とするモルタルおよびコンクリート用減水剤。 ２ スルホン化率が２０乃至３５％である特許請求の範
   囲１に記載のモルタルおよびコンクリート用減水剤。 ３ 該スルホン化物がカリウム、ナトリウム、カルシウ
   ム、アンモニウムまたはアミンのヌルホン酸塩である特
   許請求の範囲１又は２に記載のモルタルおよびコンクリ
   ート用減水剤。