JPS5997564A - セメント分散剤 - 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、セメント分散剤、さらに詳しくは、セメント
組成物であるセメントペースト、モルタル及びコンクリ
ートに使用する減水剤釜びにスランプロス防止剤に関す
るものである。

セメント分散剤としては、各種のものが知られているが
、代表的なものとしては、β−ナフタレンスルポン酸ホ
ルムアルデヒド縮合物（以下β−ＮＢＦと略す）塩、メ
ラミンスルホン酸ポルムアルデピド縮合物塩、リグニン
スルホン酸（以下ＬＳと略す）塩が知られている。これ
らはセメント組成物を混練する際に使用され、これによ
υ使用水量の減少や作業性の向上が計られている。とこ
ろが、これらの公知の分散剤はいずれも共通の欠点とし
て経時的に流動性の低下（以下スランプロスと称す）が
著しく大きいことが知られている。

一般に、水硬性セメント組成物は、練ｐまぜ後時間の経
過とともにセメント粒子の化学的および物理的凝集が進
み、流動性を次第に失い施Ｉ上ワーカビリチーに問題が
生ずる。特にβ−ＮＳＦに代表される高性能減水剤を添
加したコンクリートは、コンクリート用混和剤を用いな
い時や、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤などの従来の混和
剤を用いた時に比較して、その減水率が高度となるため
にスランプロスが著しい。この様なスランプロスが生ず
ると、例えばコンクリート２次製品工場などにおいてセ
メント組成物のポンプ圧送を行っている際、昼休みやト
ラブルによって圧送を一時中断し、その後圧送を再開し
た時に、圧送圧が急激に増大したシーポンプが閉塞する
などの事故となるし、また型枠にセメント組成物を打ち
込んだのち倒れかのｊＩＨ由で締め固めなどの成型が遅
れた場合未充填などの問題を生ずる。

レデイミクストコンクリートについても、コンクリート
製造プラントから打設現場に到る期間中にスランプロス
が起こシ、作業性が著しく低下したシ、ポンプの閉塞、
成型時の未充填等の問題を引き起こすことがある。この
ようなスランプロスの原因は明確にはなっていないが、
セメントペースト中のセメント粒子が水と接触後、化学
的な水利反応による凝結、および（又は）粒子間引力に
よる物理的凝集が進行し、セメントペーストひいては水
硬性セメント組成物の流動性が経時的に低下するためと
考えられている。特にβ−ＮＳＦ＋Ｌ８などのコンクリ
ート用減水剤（セメント分散剤）を添加すると、減水剤
がセメント粒子に吸着し、セメント粒子のジータ電位を
上げ、その電気的な反撥力により、セメント粒子を分散
させ、水硬性セメント組成物の流１＋Ｄ性を向上させる
ことができるが（座部、コンクリート工学１４巻３号、
１２〜１９頁、１９７６年３月号参照）１時間とともに
セメントの水利析出鉱物中に減水剤が収蔵され、その電
気的反撥力が期待できなくなシ流動性が低下してくると
考えられる。したがって、セメント粒子を分散する減水
剤を何らかの方法で供給し続けることができると、セメ
ント粒子を常に一次粒子の形態のまま分散させることが
でき、水硬性セメント組成物のスランプロスを防止する
ことができると考えられる。

このような考え方によりスランプロスの対策として見い
出された方法としては、次のようなものがある。すなわ
ち １）コンクリート用混和剤を粉末あるいは粒状にするか
、担体に封じ込めて有効成分を徐々に系に放出してその
効果を持続する（例えば特開昭５４−１３９９２９号公
報）。

１１）コンクリート用混和剤全機械力によって繰返し水
硬性セメント組成物に添力１１する（　９’Ｊえは特公
昭５１−１５８５６号公報）。

などであるＯ しかしながら１）においては、スランプロス防止効果は
十分に認められている力ヨ、スランフ゛維持の目的を終
了したのちにもセメント分散却」力；セメント配合物中
に局在的に残存し、局部的なブリージングの発生、ひい
ては強度低重などの悪影響を残す。ｉｔ）においても、
スランプロス防止効果は認められるが、ミキャ゛−排出
後のコンクリートが圧送配管中あるいは型枠中＆Ｃある
とコンクリート用混和剤の添加は困難となる０又スラン
プロス防止対策として、セメント粒子の化学的凝結を抑
制するために、オキシカルボン酸塩やりゲニンスルホン
酸塩などの物質を添加おるいは併用してセメントの初期
水利反応を遅延させる方法（例えば特公昭５２−２４５
５３号公報、特公昭５２−１３８５５号公報、特開昭５
４−１７９１８号公報）も見い出されているが、この方
法によりセメント粒子の化学的凝結はある程度抑制され
るが、その効果は十分でない。又効果を高めるために添
加量を大きくすると、初期スランプが大きくなり過ぎ、
骨材分離を引き起こす危険がある。

このように、何れの方法も各々欠点を有しておシ、実用
上問題がある０ 本発明者らは上記１）の方法におけるように分散剤が粉
末あるいは粒状のような固型ではなく、また１１）の方
法におけるように機械力によるのではなく、通常の形態
のコンクリート用混和剤によるスランプロス防止方法を
研究し本発８Ａを完成するに到った。

すなわち、本発明は高分子化されたりゲニンスルホン酸
又はその塩であシ、その２０％水溶ある化合物と他のセ
メント減水剤を必須成分として含む、スランプロス防止
型のセメント分散剤を提供するものである。

本発明の高分子化されたりゲニンスルホン酸（以下ＬＳ
と略す）又はその塩は、ＬＳ又はその塩と水溶性過酸化
物をｐＨ９以下、好ましくは８以下の水中で１０〜６０
　Ｃ’１好ましくは２０〜４５ｒにて反応させ得ること
ができる。用いられるＬＳ又はその塩は、木材のパルプ
化の際得られる一般のＬＳでよいが硬化遅延を抑制する
ためには限外ｐ適法などにょシ残存する糖分含量を減少
したものが好ましい。

水溶性過酸化物としては過硫酸アンモニウム（以下ＡＰ
Ｓと略す）や過硫酸カリウムＣ以下ＫＰＳと略す）、過
酸化水素が使用されるが、高分子化反応の制御のために
はＡＰＳ又はＫＰＳが最も好ましい。ＡＰＳ又はＫＰＳ
の場合はＬＳの固型分に対し５〜２０重量％使用され、
過酸化水素の場合は、ＬＳの固型分に対し２〜１０重量
％使用して反応し、ｐＨ５〜８における２０チ水溶液粘
度が４００〜２０万ｃｐｓ　（２ｏ　ｃ）、好ましくは
１００ｏ〜１ｏ万ｃｐθ（２０ｃ）まで高分子化される
ことが必要である。

本発明に於て必須成分として使用される他のセメント減
水剤としては次のようなものが例示される。

即チ、β−す７タレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物（β−ＮＳＦ）、リグニンスルホン酸（Ｌ　Ｓ　）　
ｓ　メラミン樹脂スルホン酸、ポリカルボン酸又を。Ｊ
これらの塩などであって、これらの中、β−Ｎ　Ｓ　Ｆ
及びＬＳの塩が最も好ましい０ リグニンスルホン酸を高分子化すると次の第１表にＬＳ
−ＡＰＳ−１として例示する如く、モル１’　ｋ　７　
ｏ−値ハ従来のりゲニンスルホン酸ＣＬｓ−１）に比べ
て低下するが、これに他のセメント分散剤を併用すると
後述する実施例（第４゜５表）に示す如く長時間スラン
プを一定に保つことができる。本発明に使用される高分
子化リグニンスルホン酸は第１図に示す如くそのゲルク
ロマトグラフィーが従来のりゲニンスルホン酸のものと
は全く異なるパターンを示している。

１）　ボレーガート社製市販リグニンスルホン酸塩２）
　　ＬＳ−１にその固型分の１５重量％の過硫酸アンモ
ニウム（以下ＡＰＳと略す）を５０〜５０Ｃにて８時間
反応させる。ｐＨは酢酸及び炭酸水素す）　ＩＪウムに
よシ調節した。

５）　２０％固型分濃度、Ｂ型粘度計にて測定４ン　フ
ェニルプロパン当シのモル数 （測定法） 透析によりＡＰＳを除去した後、カチオン交換を行ない
、　　０．　Ｉ　Ｎ−ＮＨｌｌＯＨを滴定液として電導
度測定によシ求めた。

５）　各種のＬＳを固型分にて３部とり、これを水２７
０部に溶解し、普通ポルトランドセメント６００部、細
骨材１２００部を加え、モルタルミキサーにて混合しモ
ルタルを得、Ｊ工５Ｒ−５２０１に準じてそのモルタル
フロー値を測定した。

なお、最近フェニルプロパン当ｆｉ０．２０モル以上の
カルボキシル基と０．１０モル以上のスルホン基ヲ肩す
るＬＳ塩によるスランプロス防止剤が開示されておシ（
％公昭５６−４０１０６号公報）、かかる構造を有する
ＬＳ塩がセメント中のａとキレートを形成しやすいため
、水利を抑制し、スランプロスを防止する旨説明されて
いる。これに対して本発明の高分子化ＬＳ又はその塩は
例えば第１表に示した通シ、カルボキシル基が０．１６
モル、スルホン基が０．０７モルであシ、これらの基の
含有量に関係なく、過酸化物により高分子量化されたＬ
Ｓがスランプロス防止効果を発揮するものと考えられる
。

本発明の分散剤の添加量としては高分子化されたＬＳ又
はその塩の添加量はセメント組成物のセメントに対して
、固型分重量％として０．０５〜１．０が良い。０．０
５％以下であるとスランプ防止効果の時間が短かくな夛
、充分な効果を示さない。又、１．０％以上使用しても
差しつかえはないが、経済的に無意味となる。又、高分
子化されたＬＳ以外のセメント減水剤の添加量はセメン
ト組成物のセメントに対して固型分重量％として０．１
〜０．５％が良く、所要スランプ値に応じて添加量を決
定することができる。

本発明によるセメント分散剤配合物の水硬性セメント組
成物への添加形態は水溶液状において実施されることが
最も望ましいが、粉末あるいは粒状においてもスランプ
ロス防止効果は得られる。また、その添加時期は、配合
物を練シまぜ水に溶解する、練夛上がった水硬性セメン
ト組成物に添加する、粉末にてセメントに添加するなど
が可能である。さらに配合物の各成分をあらかじめ混合
しておくことが実用上便利であるが、水硬性セメント組
成物線シまぜの任意の過程に各成分を別々に添加するこ
とも可能である。

又本発明のセメント分散剤には、硬化遅延剤を併用して
もよいし、ポリビニルアルコールやポリエチレングリコ
ール、ポリアルキレングリコール等の水溶性高分子化合
物−を併用することも出来る。

以下に本発明の実施例を挙げ本発明を説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

参考例（高分子化リグニンスルホン酸塩の製造）市販リ
グニンスルホン酸塩（ボレガード社製、以下ＬＳ−１と
略す）の２０％固型分水溶液３００ｙを酢酸及び炭酸水
素ナトリウムにょシｐＨ５，４に調節し、この溶液に過
硫酸アンモニウム（ｈＰｓ）ｑｙをｂｏｙの水に溶かし
たものを室温にて滴下する。滴下後６ｏ〜ＳａＣで８時
間反応し゛Ｃ畠分子反応生成物（以下Ｌ８−ＡＰ８−１
と略す）を得る０水分を調節して２０％固型分とした所
、ｐＨ５，４における粘度は３６０００ｃｐｅ（２０Ｃ
）であった。処理条件を変更して同様にして得られた高
分子化リグニンスルホン酸塩を第２表に示した。ＫＰＳ
は過硫酸カリウムを示す。

１）ＬＳの固型分に対する重量係 ２）　　ＮａＯＨにより調節 ５）　２０％固型分濃度にてＢ型粘度計及びレオメータ
−ＲＭ−１（高滓製）によシ測定 実施例 リ　コンクリートの配合および使用材料筒　　３　　表 セメント（Ｇｌ）　：普通ポルトランドセメント（小野
田セメント）細骨材（Ｓ）：紀の用産砂（比重２．５　
Ｂ、　７Ｍ２．９１　）粗骨材（Ｇ）：宝塚産砕石（比
重２．６１．　ＦＭ６．９８　）水（Ｗｌ コンクリートの練り混ぜ方法 方法１：セメント分散剤をあらかじめ練り混ぜ水に溶解
し２５Ｃにて可傾式ミキサ ーにおいて、４０１１Ｒ勺混ぜ第３表のコンクリートを
得、さらにその回転数 を２　ｒｐｍにて所定時間線シ続け、スランプと空気量
の経時変化を測定した○ スランプ、空気量、圧縮強度の測定お よび強度供試体の採取などは全てＪ工Ｓに準拠して行な
った０ 方法２：セメント分散剤をコンクリート練シ上シ後に添
加すること以外は方法１と 同様に行った。

２）試験条件 コンクリートの練シ混ぜ条件を第４表に示す。

３）試験結果 試験結果を第５表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ　ＩＪゲニンスルホン酸と本発明に使用する高
分子化リグニンスルホン酸のゲルクロマトグラフィーを
示す図である。 出願人代理人　古　谷　　　　馨 第　　　１　　　図 小 手続補正書（自発） 昭和５８年１月１０日 特許庁長官若杉和夫　殿 １　事件の表示 特願昭５７−２０７４１８号 ２　発明の名称 セメント分散剤 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０９１１花王石鹸株式会社 ４代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６　補正の内容 （１）　　明細書１３頁１行「水分を調節」を「水分と
ｐＨとを調節」と訂正 （１）同１５頁第２表の脚注の２１　　　　ｒ　ＮａＯ
Ｈにより調節」を「酢酸および炭酸水素ナトリウムによ
り調節」と訂正

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高分子化リグニンスルホン酸又はその塩と４００セ
   ンチボイズを越え２０万センチポイズ以下の範囲のもの
   であること′ｆｒ：％徴とするセメント分散剤。 ２　高分子化リグニンスルホン酸又はその塩が酸素ラジ
   カルを発生し得る水溶性過酸化物によｆｉ　ＩＪゲニン
   スルホン酸又はその塩を高分子化したものである特許請
   求の範囲第１項記載のセメント分散剤。 ３　水溶性過酸化物が過硫酸アンモニウム又は過硫酸カ
   リウムである特許請求の範囲第２項記載のセメント分散
   剤。