JPS5935854B2 - セメント添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメントペースト、モルタル、コンクリート
などの水硬性材料が経時的に流動性を失なっていくのを
改善するのに有用なセメント添加剤、詳しくは、ナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、低分子量体の含
有率を減少させたりゲニンスルホン酸塩を含むパルプ排
液処理物、及ヒシメチルマレートを共重合させてなるポ
リビニルアルコール又はそのアルカリ加水分解物の三成
分を必須成分として含有してなるセメント添加剤に関す
る。

一般に、セメントを使用するペーストやモルタル、コン
クリートなどを製造する際にその流動性を改善するため
に分散剤を使用している。

その分散剤としては、例えばリグニンスルホン酸塩を主
体とするもの、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン
縮合物を主体とするもの、スルホン酸残基を有するメラ
ミンのホルマリン高縮合物を主体とするものなどがある
が、これらには次のような欠点がある。

すなわち、リグニンスルホン酸塩を主体とするものは、
短期強度の発現が悪いので、塩化カルシウム、硫酸ソー
ダ、アミン類などと併用してこれを改善しているが、そ
の反面、鉄筋が腐食したり冬期においては結晶が析出し
たり、さらには空気連行性、硬化遅延性、偽凝結などが
あるので、これを多量に使用して水量を減少させること
はできない。

また、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物や
スルホン酸残基を有するメラミンのホルマリン高縮合物
を主体とするものは、低い単位水量で良好なワーカビリ
チーをもたらすことができるが、それには添加量を多（
しなげればならず、しかもワーカビリチーは短時間のう
ちに大ぎく低下してしまうので、その使用に際しては十
分な注意が必要である。

たとえば、これらの添加剤を用いる場合には、混線後の
コンクリートは急速にワーカビリチーが低下するので、
ぎわめて短時間のうちに取扱い作業を完了する必要があ
る。

通常の生コンクリートの製造において、この添加剤を用
いた場合、コンクリートミキサー車などによる運搬がで
きない。

さらには、工場においてコンクリート製品を製造する場
合でも混練後のコンクリートのワーカビリチーの低下に
十分注意する必要がある。

本発明者は、これらの欠点を解決する目的で種種検討し
た結果、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物の塩、全固形分中の分子量２０００以下の成分の
含有率が３０％以下であるリグニンスルホン酸塩を主成
分としてなるパルプ排液処理物、及びジメチルマレート
を共重合させてなるポリビニルアルコール又はそのアル
カリ加水分解物を含有してなるセメント添加剤である。

以下、詳しく本発明について説明する。

先ず、本発明に係るナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
合物の塩について説明する。

これは、ナフタレンスルホン酸の単独縮合物に限られる
ものではなく、ナフタレン、アルキルナフタレン、アン
トラセンなどの多環芳香族化合物又はそのスルホン酸化
合物やベンゼン、トルエン、フェノール、安息香酸など
のベンゼン誘導体又はそのスルホン酸化合物などから選
ばれた１種又は２種以上の化合物とのホルマリン共縮合
物であってもよい。

これらのホルマリン縮合物の塩としては、アルカリ塩及
び／又はアルカリ土類塩であり、具体的にはナトリウム
塩、カリウム塩、カルシウム塩およびこれらの混合塩で
ある。

ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩の市販品と
しては、商品名「マイティ」（花王石鹸■製）、商品名
「ポールファイン」（物本油脂■製）、商品名「セルフ
ローＲ１５５Ｊ（第−工業製体製）などがある。

次に、全固形分中分子量２０００以下の成分の含有率を
３０％以下に減少させたりゲニンスルホン酸塩を主成分
としてなるパルプ排液処理物（以下、−にパルプ排液処
理物という）について説明する。

本発明において、パルプ排液処理物に含まれる分子量２
０００以下の成分の含有率を３０％以下に限定した理由
は、分子量２０００以下の成分の含有率が３０％を越え
るものをセメント分散剤として使用した場合は硬化遅延
性が大きく、低分散性となることにもとづくものである
。

なお、リグニンスルホン酸塩の分子量は分子量既知の標
準ポリスチレンスルホン酸を基準に用いて親水性処理し
たシリカゲルによるゲルパーミエイションクロマトグラ
フにより測定することができる。

このようなパルプ排液処理物を得るには、パルプ排液を
原料とし、これに種々の化学的または物理的処理をして
低分子成分を除去すればよい。

その原料としては亜硫酸パルプ排液が好ましく、かつ針
葉樹系パルプ排液が好ましい。

また、低分子成分を除去する方法としては、実験室的に
はセルロース膜を用いた透析法などを採用できるが工業
的には限外沢過法などの方法が好ましい。

特に限外沢過法によってパルプ排液を処理する場合は任
意の成分をその分子の大きさにより分取できるので有利
である。

次に、ジメチルマレートを共重合させてなるポリビニル
アルコール（以下、変性ポバールといつ）又はそのアル
カリ加水分解物について説明する。

この成分は、前記２者の成分と共働してワーカビリチー
の経時低下を相乗的に防止するために必要な成分である
。

変性ポバールに含まれるジメチルマレートの割合は、０
．１〜５０モル％程度とするのがよい。

さらに、変性ポバールはジメチルマレートの部分を苛性
ソーダ等のアルカリで加水分解された物であってもよい
。

変性ポバールを製造するには、例えば、メタノール溶液
中で酢酸ビニルを重合させる際に、ジメチルマレートを
連続的に分添して共重合させ、その後、酢酸ビニル部分
をケン化すればよい。

また、さらにそのジメチルマレート部分を加水分解する
には、メタノール溶液中あるいは水溶液中で苛性ソーダ
等のアルカリを加えて、好ましくは高温で反応させれば
よい。

・これらにおいて、ケン化率や加水分解率の程度は、本
発明の効果に著しい影響を与えることはな（、いかなる
度合のものでも使用できる。

ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物）塩トパルプ排
液処理物の割合は、高減水性と持続性のあるワーカビリ
チーすなわち流動性の経時低下防止、および強度発現性
の向上の点から、前者に対する後者の重量比を９５対５
かも５対９５とするのが望ましい。

その理由は、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の
塩の割合がこれよりも多くなるとワーカビリチーの持続
性が悪（流動性の経時低下が顕著となり、また、パルプ
排液処理物の割合がこれよりも多くなると硬化遅延して
強度発現が不十分となるからである。

また、変性ポバール又はそのアルカリ加水分解物の割合
は、前２者の成分合計量に対し１〜７５重量％とするの
が好ましい。

１重量％よりも少量ではワーカビリチーの相乗的な改善
効果は小さく、また、７５重量％よりも多いと分散性に
悪影響を与えるおそれがある。

以上、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、パ
ルプ排液処理物及び変性ポバール又はそのアルカリ加水
分解物を主成分としてなる添加剤を用いれば、減水性と
持続性のあるワーカビリチーを付与し、硬化遅延もほと
んどない水硬性材料を製造することができるという効果
がある。

本発明のセメント添加剤のセメントに対する添加率は通
常０．０５〜２％程度である。

また、本発明のセメント添加剤は従来からセメント用混
和剤（材）として一般に用いられている減水剤、遅延剤
、硬化促進剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、膨張材などと併用
しても何ら差支えはない。

現在、水硬性材料のコンシスチンシーの経時低下を防止
するためのよりすぐれた添加剤の開発が強（要望されて
おり、本発明はこれに応えたものである。

従って、本発明のセメント添加剤の添加時期は、前添加
法、後添加法、分割添加法のいずれでもよ（、特に前添
加法により使用する場合は有利である。

なお、前添加法とは水硬性材料の混練前または混練中に
セメント添加剤を添加する方法、後添加法とは水硬性材
料を短時間混練した後セメント添加剤を添加する方法、
分割添加法とはセメント添加剤を一定時間ごとに分割し
て水硬性、材料に添加する方法である。

水硬性材料を調合するセメントとしては、普通、早強、
超早強、中庸熱、白色のポルトランドセメント、シリカ
、フライアッシュ、高炉水砕スラグなどを配合した混合
セメント、膨張セメント、カオ′ルシウムアルミネート
と石コウを存在させた急硬セメント、アルミナセメント
、さらには高炉水砕スラグとアルカリ金属又はアルカリ
土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩などのア
ルカリ刺激剤からなるセメントなどがあげられる。

本発明のセメント添加剤を添加した水硬性材料は、土木
用建築用などの場所打ちコンクリート、並びにつき固め
、振動締め固めもしくは遠心力締め固め成形したのち常
温養生又は蒸気養生もしくはオートクレーブ養生などの
加熱養生を行なって生産される、例えば、パイル、ポー
ル、コンクリート管、ボックスカルバート、Ｕ字溝、鋼
管コンクリート複合体、ブロックなどの工場製品製造用
コンクリートとして使用される。

以下、実施例をあげて本発明を説明する。

実施例 １ 第１表に示した添加剤を所定量の水に溶解し、これに普
通ポルトランドセメント２．０ ｋｇ、相模用産川砂６
．０に９を加えバンドミキサーを用いて３０℃で１分間
混合しモルタルを混練した。

このモルタルの練り上り直後のミニスランプフローを測
定し、フロー値が２６０ｍｍとなるまで水量を変化させ
てモルタルを再混練し、このときの所要水量から水セメ
ント比Ｗ／Ｃを求めて第１表に示した。

混練直後のフロー値が２６０ｍｍとなったモルタルはフ
ロー測定径静置し、１５分毎に〕・ンドミキサーにより
１５秒間混練しミニスランプフローを測定した。

ミニスランプフローは高さ１５ｃｒｒＬ（上開口部直経
５ｃｒｒＬ、下開口部直経１ＯｃｒｒＬ）のスランプコ
ーンにモルタルを充てんした後すみやかにスランプコー
ンヲ引き上げ、このときのモルタルの広がりを測定して
求めた。

その結果を第１表に示す。実験番号３〜８は空気量調整
（３±１％）のため消泡剤を適当量使用した。

第１表から明らかな通り、実施例は比較例に比べてフロ
ーの経時変化、強度の発現性の性能のバランスにおいて
すぐれていることがわかる。

なお、第１表で示した添加剤記号は次の成分を表わすも
のである。

Ｎ：β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のソー
ダ塩 Ｌ：限外沢過したサルファイドパルプ排液（分離限界Ｍ
Ｗ６０００の限外沢過膜使用） Ａ：モル比で５％のジメチルマレートを共重合させだポ
リビニルアルコール Ｂ：モル比で５％のジメチルマレートを共重合させたポ
リビニルアルコールを苛性ソーダにて加水分解したもの Ｃ：モル比で５０％のジメチルマレートを共重合させた
ポリビニルアルコール Ｄ：モル比で５０％のジメチルマレートを共重合させた
ポリビニルアルコールを苛性ソーダにて加水分解したも
の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、全固
   形分中の分子量２０００以下の成分の含有率が３０重量
   ％以下であるリグニンスルホン酸を主成分としてなるパ
   ルプ排液処理物、及びジメチルマレートを共重合させて
   なるポリビニルアルコール又はそのアルカリ加水分解物
   を含有してなるセメント添加剤。