JPS60260456A - 水中打設用セメント組成物 - 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】 産業上の利用分野 本発明は水中に直接打設するためのセメント組成物であ
って、増粘性が非常に大きく、空気連行性が小さく且つ
流動性に優れた組成物に関するものである。

従来の技術 従来、生コンクリートをトレミー管や囲いを用いること
なく水中に直接打設すると、打設時点で周辺の水に洗わ
れてセメントが水中に飛散したり、打設後も硬化に至る
までに水流や波浪の作用によってセメントが拡散あるい
は浸食されて形状が崩れたり、コンクリート中のセメン
ト分が部分的に流出したりして、充分な硬化がｔｆ３ら
ず、硬化後の強度が著しく劣るものしか傅らイｔない。

そ１％故、水中での工事には水中へのセメントの拡散を
防止するために、粘性を与えるような商号、子添加剤を
添加したセメン）　Ａ’ｌｉ成物を使う工法が、ｌＡ発
されている。例えば、西独公告特許２，３２６，６４．
７号明細薔にはセルロースエーテル、ポリアクリルアミ
ドなどを添加することにより、セメントの水中への拡散
を防止できる旨述べられている。また特開昭５７−３９
２１号公報は、水中コンクＩＪ−ト打設工法に関するも
のであるが、コンクリート処方としてポリアクリルアミ
ドを用いる例が示さィｔている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような増粘効果を持つ高分子添加剤を添卯
した水中灯１没用セメント組成□吻を使用した場合は、
確かにセメントの水中への拡散は有効に低下するが、セ
メント組成物の流動性が損われ、ポンプ移送が困難とな
る欠点を有している。

このように水中で打設できるセメント組成物さしてはセ
メントの水中への拡散が少ないこさ、ポンプ移送が容易
であることは当然必要であるが、これ以外に高い圧縮強
度の組成物を得るため１こ未硬化組成物中の窒気媛を減
少させること、および減水剤等のセメントの分散＋ＩＪ
を併用して組成物中の水着を減らすことなどの対応策が
必要である。

しかるに、モルタルおよびコンクリート混；ＦＯ５ｊｌ
ｌとして１史イつイ１ているヒドロキシプロピルメチル
セルロース（１−Ｉ　Ｐ　Ｍ　Ｏ）　、ヒドロキシエチ
ルメチルセルロース（１−Ｉ　ＥＭ　Ｃ）、メチル−ヒ
ルロース（ＭＣ）、ヒドロキシエチルロース（）（ＥＣ
）等の水溶性セルロースエーテルはいずれもノニオン性
のポリマーで組成物中の空気量を増す性質（空気連行性
）があり、組成物の強度面からみ７１．ばＱｆましい材
料とは言い難い。また、こｉｔらのヒルｔ、１−スエー
テルの空気連行性を抑制するためにセルロースエーテル
と消泡剤とを併用すれば容易１こ空気連行性が小さくな
るが、その反面組成物のＡ　ｒ＋ｒ性が著しく低下する
ことがわかっている。ずなイー）チ、ノニオン性の水ｍ
性セルロースエーデルヲ６カロしたセメント組成物はそ
の空気連イＩ性により流動性の低下を防止しているもの
と考えろイする。一方特開昭５７−３９２１号公報は、
水中コノクリート打設工法に関するものであり、コンク
リート処方としてポリ−アクリルアミドを用いる例が示
さイｔている。このポリアクリルアミドは空気連イ自７
１が小さいポリマーであるが：組成物のυ１１勤〆１を
著しく低下させることが苅られている。

従ってこれまでセメントの水中への拡散を防ぐだめの増
粘性があり、空気連行性が小さく且つ流動性の良いポリ
マーは発見されていないのが現状である。

本発明者らはこイｔまでの水中打設用セメント組成物に
みらイｌるこれらの技術的問題点を解決するために鋭意
検討の砧東、従来力ルミウムイオンの多いセメント／水
混合系ではカルシウムイオンによるゲル化現象のため使
用てきないとされていた（例えばＩ待開昭５７−１２３
８５０号公Ｌ４）１オンｈ高分子に属する、親水性のア
ニオン基と親水性のノニオン基を共に有するカルボキシ
メチルヒドロキシエチルセルロース（（Ｊ４［−１ＥＣ
）　が、上呂Ｃの性質を兼ね備えたすぐれたポリマーで
あることを見いだして、本発明を完成するに￥１」−）
たものである。

間４点を解決するための手段 すなわち、本発明はセメント１００重量部に対シ、カル
ボキシメチルヒドロキシエチルセルロースを０１〜２０
重［１ｍ配合したものを主剤とする水中打設用セメント
組成物により上記の目的を達成するものである。

本発明に使用するカルボキシメチルヒドロキシエチルセ
ルロースは公知の方法（例えば米国特許第２６１８６３
２号、米国特許第３４４６７　！１５号、特公昭４’　
８−１８５８６号公報記載の方法）に従って、セルロー
スをアルカリセルローストシた後、モノクロ酢酸でカル
ボキンメチル化シ、すらにエチレンオキサイドを反応さ
せＣヒドロキシエチル化するか、父は逆にアルカリセル
ロースを先にエチレンオキサイドでヒドロキシエチル化
した後、モノクロル酢酸を反応させてカルホキ／メチル
比するこ♂によって傅らイｌるものである。イ４）うｎ
、　タＣＭ　ＨＥ　ｃのカルボキンメチル基はアルカリ
金属塩であり、通常はナトリウム塩である。

本発明に使用するＣ　Ｍ　Ｈｌ＞　Ｃは特定の分子構造
ヲ持つカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースで
なければならない。すなわち、グルコース単位当りのカ
ルボキンメチル基の１ｌｈｊ！！ｉ　（Ｄ　Ｓ　）が２
０以下で、エチレンオキサイドの！ｉｉ換モル数（ＭＳ
）が１２〜７０のＣＭ　ＨＥ　Ｃであるっ親水性のアニ
オン基のみを有するセルロースエーテルであるカルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）は、カルシウムイオンの
多いセメント／水混合糸に使用するとカルボキシメチル
基とカルシウムイオンとの架橋現象によりゲル化して析
出するが、ノニオン性のヒドロキシエチル基を導入する
とカルボキシル基とカルシウムイオンとの結合によるゲ
ル化現象が一部緩和されセメント／水混合系においても
使用可能となる。しかもその増粘性はノニオン性のヒド
ロキシエチル基のみを有するＨＩ［Ｏよりも著しく増大
し、セメントの水中への拡散を防ぐ効果が犬となる。

また、ＣＭＨＥＯ中のカルボキシメチル基のＤＳは大き
い程セメント組成物の空気連行性が小さくなり、且つ流
動性が良好である。しかし、Ｄｓが２．０より大きくな
ると、カルシウムイオンによるゲル化が強くなりすぎて
流動性は低下してしまう。ＤＳが０．０１より小さいと
空気連行性の抑制効果がほとんどなくなる。従って好ま
しいカルボキシメチル基のＤＳは２．０以下、特に０．
０１〜２．０の範囲である。

一方、本発明に使用するＣＭＨＥＯのヒドロキシエチル
基のＭＳは、１．２以下ではセメントの凝結時間が長く
なりすぎる欠点がある。逆にＭＳが７．０より大きくな
ると、空気連行性が大きすぎて硬化後の強度が弱くなる
。従ってヒドロキシエチル基のＭＳの好ましい範囲は１
２〜７．０である。

本発明に使用するＯＭＨＥＯの粘度は、１％水溶液の２
５℃における粘度が１００〜７０００ＣＰＳであるもの
が適当である。ＯＭ　Ｉ−（Ｅｃはその分子中のカルボ
キシメチル基とカルシウムイオンとの相互作用により、
セメント／水混合系においテ同−粘度ノヒドロキシエチ
ルセルロースやヒドロキシプロピルメチルセルロースよ
りも大きな増粘性を有するが、粘度が１０００ＰＳ以下
のものでは十分な増粘性とセメントの水中への拡散防止
効果が得られず、粘度が７００００ＰＳより大きいもの
では流動性がかえって悪くなる。

セメントに対するＣＭ）（ＥＣの添加前は、少なすぎる
とセメントの水中拡散防止、流動性向上の効果がなく、
多すぎると空気量が多くなり、また粘度も高くなりすぎ
てかえって流動性が低下し、且つセメントの凝結時間が
長くなる。従って適当な範囲はセメント１００重量部に
対し、０．２〜２．０重量部である。

本発明においてＯＭＨｇＣ！以外にも、セメント組成物
の性状を改善するために一般に使用されている各種の添
加剤を併用することができる。すなわち、リグニンスル
ホン酸塩、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩および
高縮合トリアジン系化合物等の減水剤や塩化カルシウム
、アルミン酸ナトリウム、ギ酸カルシウムなどの凝結促
進剤その他を必要に応じて添加することができる。

次に本発明を実施例について具体的に説明する。

実施例 ポルトランドセメント６００Ｆ、水３００　Ｎ。

川砂１２００１１に３ｇの添加剤を刃口え、ＪＩＳＲ−
５２０１に準じた方法で混練する。こうして作った生モ
ルタルの空気量、流動性（貫入深さ）、水の濁りを測定
した。これらの測定方法は次の通りである。

（１）生モルタルの空気量 日本住宅公団［左官用モルタル混和剤の品質判定基準（
案）」に規定された「空気量」の試験方法に従って測定
する。

（２）流動性（２，０／Ｃ９の貫入深さ）日本住宅公団
「左官用モルタル混和剤の品質判定基準（案）」に規定
された［ワーカビリテコ試験方法に準じて２．０　ｋｇ
のプランジャーのモルタル中への貫入深さを測定する。

（３）水の濁り 生モルタル１５０ｆを１１のメスシリンダー中の１１の
水へ水面上より数回に分けて落下させ、５秒後に４００
　ｍｌの所から１０ｍ１の濁水をホールピペットで採集
し、比色計で濁度を測定する。一方、予め精製カオリン
を用い、濁度と８８（ｐｐｍ）　との検量線を作成して
おき、測定した濁度をＳＳに換算する。

また、添加剤をセメントに対し０６２５重ｔ％添加した
ポルトランドセメントペーストの２１℃における凝結時
間を、ＪＩＳ　Ｒ−５２０１に準じた方法で測定した。

カルボキシメチル基のＤＳおよびヒドロキシエチル基の
ＭＳの異なる各種のＣＭ　ｌ−Ｉ　Ｅ　Ｏ１市販のヒド
ロキシエチルセルロース（１−Ｉ　Ｅ　ｃユニセルＱＰ
−３００００：ダイセル化学工業（株））および、市販
ノヒドロキシグロピルメチルセルロース（メトローズ９
０ＳＨ−３００００：信越化学工業（粋））ならびにこ
れらのＨト：　Ｃ（：　ＨＰ　Ｍ　Ｏに市販の消泡剤（
ＳＮディフォーマ−１４８Ｐ　：サンノプコ社）を０．
０５重破チ添υ口したものについて測定した結果を表１
に示す。

ｐｌかられかるようにＨｐｉ　ＣやＩ−Ｉ　ＰＭ　Ｃの
単独使用では水の濁りがひどくセメントの水への拡散防
止がなく、生モルタルの空気前が多い欠点がある。これ
らのｌ−ｌＥＣ，ＨＰＭＯｊこ消泡剤を併用すると空気
量は減少するが水の濁りは改善さイＬない。

これに対し、本発明のＣＭ　）（Ｅ　ｃ　ヲセメントζ
ζ対し０５重−％添加したものは、消泡Ａｌｌを１史用
しなくても空気量が１０％以下となり、水の濁りも小さ
く、流動性も良好である。

＃績時間はＯＭ　ＨＥＣのカルボキシメチル基のＤＳよ
りも、ヒドロキシエチル基のＭＳに大キく影響を受け、
ＭＳが１２より小さいＣＭ　ＨＥ　（：は凝結時間が大
きくなりすぎて好才しくないこ々がわかる。

発明の効果 本発明の水中打設用セメント組成物は、水中・＼直接打
設してもセメントの水中への拡散がなく、しかも連行空
気曖が小さいため硬１ヒ鏝の強度が大きい。しかじも空
気量が小さいにもかかわらず、流動性が良好なためポン
プ移送ちり能で、現吻の作業性が著しく向上する。消泡
剤７，１′どの１史用も必鷹でな（、ＣＭＩ−ＩＳＯ単
品で極めて大きなセメントの水中への拡散防止効果が得
らイｌるので、作業性と共ｌと経済的にも浸イｔた水中
ｎ段用セメノ）・組成物である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】）セメント１ＯＯｉ量部に対し、カルボキノメチルヒ
   ドロキシエテルセルロースヲＯ，１〜２０重着部配合し
   たものを主剤とする水中打設用セメント組成物。 ２）カルボキノメチルヒドロキシエテルセルロースが、
   グルコース単位当りのカルボキシメチル基の置換度が２
   ０以下で、エチレンオキサイドの置侠モル数が１２〜７
   ０であり、且つ２５”ｃ　ｃｃおける１％水ｍ液粘Ｌ　
   ＩＪｉ　１００〜．，７０００　ｃｐｓである特許請求
   の範囲第１項記載の水中打設用セメント組成物。