JPS6027638A - 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
ト忙使用する減水剤並びにスランプロス防止剤に関する
本のであるうセメント分散剤として社、各種の本の、が
知られているが、代表的なものとしては、β−ナフタレ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（以下β−ＮＳＦ
と略す）塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物塩、リグニンスルホン酸（以下ＬＢと略す）塩が知ら
れている。これられセメント組成物を汎神する際に使用
さノ１１、これにより使用水掛の減少や作卒性の向上が
計らｆｌていＡ。ところが、これらの公知の分散剤けい
ずり、も井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＋、　＜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、練りζ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ＩＲ，集
が進み、流動性を次第に失い施工上ワーカビリチーに問
題が生ずる。特にβ−Ｎ　ＲＦ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
用い庁い時や、ＡＦｔ剤、減水剤、ＡＰ！減水剤などの
従来の混和剤を用いた時に比較１．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成製品工場な
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り、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
組成物な打ち込んだのち何らかの理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−）
Ｎ造プラントから打設現場に到る期間中にスランプロス
が起こり、作栗性が著しく低下したり、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たっていないが、
セメントペースト中のセメント粒子が水と接触後、化学
的な水和反応による凝結、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。

かかる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。即ち１）コンクリート用
混和剤を粉末あるいけ粒状にするか、担体に封じ込めて
有効成分を徐々に系に放出！、てその効果を持続する（
例えば特開昭５４−１５９９２９号公報）。

１１）　コンクリート用混和剤を機械力によって繰返；
２水硬性セメント組成物に添加する（例えば特公昭５ｌ
−１５８５Ｓ号公報）、１などである。

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が、スランプ維持の目的を終了し
たのちにもセメント分散剤が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
低下などの悪影響を残すｎｌＨにおいても、スランプロ
ス防止効果は閂められるが、ミキサー排出後のコンクリ
ートが圧送配管中あるいは型枠中にあるとコンクリート
用混和剤の添加は困難となる。又スランプロス防止対策
として、リグニンスルホン酸塩やオギシカルボン酸塩な
どの物質を添加あるいけ併用する方法（例、えげ、特公
昭５６−ｓｒｚｏ６．ｌｒ’ｊ開昭５７−３７５３．特
公昭５８−６７１１３　、特公昭５２−２４５３３　、
特公昭Ｆ１２−１．３１３５３．特開昭５４−１７９１
Ｆ＋）も見い出されているが、これらはその効果が十分
でかい。又効果を高めるために添加量を大六くすると、
初期ヌランプが大六〈なり過ぎ、骨材分離を引き起こす
危険があり、凝結時間の増大を引き起こし、ブリージン
グや初期強度に大きな支障となる。

このように、何れの方法も各々欠点を有して卦り、実用
上問題がある。

本発明者等は一ト記の欠点を改善するため、スランプロ
スを防止するセメント分散剤に関［７て鋭意研究しまた
結果本発明に到達した。

すなわち木発８１１Ｆｉアミン化合物に対しその活性水
素１ケに対してエチレンオキシド及びプロ　。

ピレンオキシドを必ず含むアルキレンオキシドを２０〜
３００モル付加した分子量６．０００〜２．ｏｏｎ、ｎ
ｎｎのポリニーデルポリオール又はポリエーテルボリオ
ール誘導体を必須成分とするセメント分散剤に関するも
のである。アミン化合物としては分子内に下記（Ｉ）式
にて示す骨格を連続して５ケ以上有するポリアミン化合
物が好ましく、菅に千れらの内、１ケ以上が下記Ｃ１１
）式に示す骨格であるものが好ましい。本発明に使用さ
れるかかるポリアミン化合物は分子末端がＯＨ及び／又
はＮＨ２であり、窒素原子６〜２００個を含むポリアミ
ン化合物であり、その活性水素１ケに対して、エチレン
オキシド及びプロピレンオキシドラ必ず含むアルキレン
オキシドを２０〜５００モル付加して得られるＭＷ６，
０００〜２，０００，０００のポリエーテルポリオール
又はポリニーデルポリオール誘導体を有効成分として含
有せしめることによりスランプロスの少ないセメント分
散剤が提供さｉする。

／ ２２　＼　（Ｉ） 本発明の安定剤の出発物質であるアミン化合物としては
エチレンジアミン、ジエチレントリ丁ミン、トリエグー
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエ
チレンヘキサミンなどのポリエチレンポリアミン、好ま
しくはエチレンジアミン及びジエチレントリアミンも使
用し得るが、上記骨格（ｒ＞　、　（ｎ）を分子内に有
するポリアミン化合物は、上記の如きポリエチレンポリ
アミンにエチレンイミンを付加させる事により、容易に
得る事ができる【７、又、エチレンイミンを一般に酸性
触媒を用いて重合することにより得る事もできる。この
様にして得らり、たポリアミン化合物は窒素原子全６〜
２００個含むものであり、１級窒素原子、２級窒素原子
及び３級窒素原子の個数の比率がそれぞれおよそ１：１
：１ないし１：２：１の範囲にあるものが好ましい。ス
ランプロスを防止するためにはアミン化合物をよりかさ
高くする事が望ましく、このため本発明に使用すべきポ
リアミン化合物は上記（１′０式の骨格を有する分枝を
有するポリアミンにする率により、かさ高さを大きくし
たものが適当である。

上記の如く、本発明の出発物質として使用するポリアミ
ン化合物中のｇ４素原子の数は６ケ以−ヒが好ましく、
更に好ましくは１０ケ以上であり、上限としては取扱い
上２００個は下が」こい。

末端基は、エチレンイミンの重合の停止反応試剤により
、アξ）基にも水酸基にもなり得る。

よりバルキー性を高めるためにれ、末端基はアミノ基の
方が好ましい。

その他の使用１．イクるアミン化合物としては、オクチ
ルアミン、牛脂アミン、アニリン、トルイジン、ベンジ
ルアミン、シクロヘキシルアミン等の一部アミン、ジエ
チルアミン、メチルラウリルアミン、Ｎ−メヂルアニリ
ン１モルホリン等の２級アミン、フェニレンジアミンな
どのポリアミン及びその置換物などがある、付加すペヘ
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド及びプ
ロピレンオキシドは必須であり、他にブチレンオキシド
、テトラヒじロフラン、スヂレンオキシドが一部付加さ
れても良く、付加モル数はアミン化合物の活性水素１ヶ
当り、２０〜３００モルである。付加反応は、エチレン
オキシド、プロピレンオキシドいずり、が先でも良く、
又、ブロック状でもランタン・状でも良好であるが、プ
ロピレンオキシドを先に付加しエチレンオキシドを後に
付加しブロック状に付加する方がより好ましい。又エチ
レンオキシド（卸）トブロビレンオキシド（ＰＯ）の割
合は、好ましくはＦ！Ｏ／Ｉ’Ｏ＝　５０１５０〜９５
１５　（重降比）、虞に好まし２くは７０／３０〜９０
／１０である。

ポリニーデルポリオールの平均分子成け６，０凹〜２，
０口ｏ、ｏｏｏ　、好ましくけ１０．０００〜１．００
０．ＯＯ［］であり、平均分子量が６．０００未満であ
ると、かさ高性が減少し、スランプロス防止能は低い。

又、本発明に使用し得るポリエーテルポリメルルの誘導
体としては以下のようなものがある。

ａ）　末端の水酸基と等モルのエビＩ・ロヒドリンとの
反応物。

エピハロヒトリンとしては、一般的にはエピクロルヒド
リンが使用される。この反応ｄ１、エポキシ基とハロゲ
ンの反応性の差を利用【７て、末端にエポキシ基を導入
する事が可能となる。

ｂｌ　骨格に含まれる窒素原子の一部又は全部をカチメ
ン化又は、有機又は無機酸により中和した化合物。

カチオン化試剤としては、アルキルノ・ライド又Ｌ、ジ
エチル硫酸などが使用され得る。

又酸としては、アルキルアリールスルホン酸、酢醗、塩
酸などが使用されるが、有機スルホン酸が好ましい。

Ｃ）末端基の水酸基の一部又は全部をカルボキンアルキ
ル化又は硫酸化した化合物又はその熾である化合物。

ｄ）　末端の水酸基の一部又は全部をホウ酸エステル化
又はリン酸エステル化した化合物又べその塩である化合
物。

ホウ酸エステル化は、ホ、つ酸との脱水反応又は無水ホ
ウ酸との反応により、又、リン酸ニスデル化についても
五酸化リンとの反応により容易に行なうことができる。

θ）末？１基の水酸基の一部又は全部をエステル化又伏
エーテル化した化合物。

本発明のセメント分散剤の添加量は、水硬性セメンｌ−
組成物のセメン）Ｋ対して、固型分重量係としてｏ、ｏ
ｏｓ〜２．５が良い。ｏ、ｏｏｓ鴫以下であるとセメン
ト粒子に対して十分な分散剤効果とスランプロス抑制効
果が得られない。又２．５係以上になると経済的に不利
であったり、凝結７％延や連行空気貴過多などを引ｆＡ
起したりする。

本発明によるセメント分散剤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、配合物を轢り（ぜ水に溶解する
。舛り混ぜと同時に添加する。ｎり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。六らに本発明の分散剤を各段階で分割
して添加−することも可能である。

本発明のセメント分散剤はセメントの種類に関係なく使
用可能であるが、管にフライアッシュを含有するセメン
トには有効である。

本発明のセメント分散剤には必須成分としてのポリエー
テルポリメール又はその誘導イ氷のイ山に、特に連行空
気月が過多となる様な場合は消泡剤を使用した方が好ま
しい。消泡剤としてはシリコン系でも非シリコン系でも
良い力く、特にソルビタンニスデル等のエステル、炭素
数５〜Ｂのアルコールが好ましい。

又本発明のセメント分散剤には本発明の７３ζ１Ｊニー
デルポリオール又はその誘導体の他に、他のセメント分
散剤、例えばポリオールやり・７タレンスルホン酸又は
その誘導体のホルマ１）ン縮合物、ホルマリン共縮合物
、ナフタレンスルホン酸又はその誘導体とこれとホルマ
リン共縮合し得る化合物のホルマリン共縮合物、メラミ
ンスルポン酸のホルマリンｍ合物＋　ＩＪ　グ＝７フル
ホン酸、カルボン酸、ポリカルボン酸及びそれらの塩な
どが使用され得る。

本発明のセメント分散剤とこれらの他のセメント分散剤
との配合割合けＥｌｒｌ／２０〜２Ｇ／８０　（重量比
）が好ましい。

ここで言うナフタレンスルホン晴誘導体とけ、メチルナ
フタレンやクレオソート油、ナフタレン油、又は石炭の
乾留等で生成するピッチ等の成分１反炭液化油等のスル
ホン化物又は部分−ルホン化物である。

更に本発明のセメント分散剤には硬化遅延剤や硬化促進
剤を併用してもよいし、ポリビニＡ・アルコールやヒド
ロキシエチルセルロース等ノ水溶性高分子化合物を併用
すること本出来る。

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。

尚実施例及び比較例におけるコンクリートの配合および
使用材料は次の第１表の通りである１、第　１　表 １１　ベースコンクリート セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（小野田七
メント）細骨材（Ｓ）：紀の用産砂（比重２．５８　、
　ＦＭ　２．９１　）粗骨利（ａ）：宝塚産砕石（比重
２．６１　、　ＦＭ　６．９８　）水（Ｗ） ヤ　マイディｈｎ−ａｓ　［花王石＃（株）？！〕を適
当量添加又セメント分散剤の添加方法及びコンクリート
の練り混ぜ方法社次の方法１及び方法２の何ｉｔかで行
なった。

方法１：セメント分散剤を予め練り混ぜ水に溶解し２５
℃にて可傾式ミキサーにおいて、４ｏｔＨｔ）混ぜ、第
１表のコンクリートを得、さらにその回転数を２　ｒｐ
ｍにて所定時間掠り続け、スランプと空気量の経時変化
を測定した。スランプ、空気凰、圧縮強度の測定及び強
度供試体の採取などは全てＪ工８に準拠して行なった。

方法２：セメント分散剤を練り混ぜ水と同時に添加する
こと以外は方法１と同様に行なった。

参考例 本発明品及び比較界のポリエーテルｓ？すｓ−ルの組成
を第２表に示す。

実施例１〜２４及び比較例１〜４ 上記参考例で得た本発明品及び比較品並び（・τ。

市販のセメント分散剤を分散剤とｌ−で用いてコンクリ
ートへの岬り混ぜＥ験を行なった。試駆条件を第３表（
実施例］及び第４表（比較例）に示す。

第３表 １）　対セメント固型分（又は有効分）量ｖｌ：％２１
　花王石＃（ｍｌｌノンルビタンモノアルキレート３Ｉ
　θ−ナフ〃レンスルホン酸Ｈａのホルマリン縮合物市
販品のＩｌ＋　メラミンスルポン酸Ｎａのホルマリン縮
合物商品名）商品名（花王石鹸（株）製） 第　４　表 又コンクリートへの絆り混ぜ試験結果をｇｒ、５表、第
６表に示す。

第５表 ＩＩスランフ残存率＝（一定時間後のスランプ）／（初
期スランカ×１００口）第　６　表 第５．６表より本発明品がスランプ残存率の点で極めて
優れた効果を与えている事が明白である。

出願人代珂人　古　谷　馨 １９３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アミン化合物に対しその活性水素１ケに対してエチ
   レンオキシド及びプロピレンオキシドを必ず含むアルキ
   レンオキシドを２０〜３０θモル付加した分子量６．０
   ００〜２，０００．０００のポリエーテルポリオール又
   はポリエーテルポリオール誘導体を必須成分とするセメ
   ント分散剤。 ２　アミン化合物が分子内に下記（Ｉ）式にて示す骨格
   を連続して５ケ以上有するポリアミン化合物である特許
   請求の範囲第１項記載のセメント分散剤。 −０Ｈ２−０Ｈ２−Ｎ、　（１） ５　ポリアミン化合物が下記偉）弐忙示す骨格を有する
   化合物である特許請求の範囲第２項記載のセメント分散
   剤。 ４　ポリアミン化合物が分子末端がＯＨ又＃−１，Ｎｕ
   　２であり、９素原子の数が６〜２００の化合物である
   特許請求の１１１１第１〜３項のいずｆｌか１項に記載
   のセメント分散剤。 ５　アミン化合物がエチレンイミンの重合物である特許
   請求の範囲第４項記載のセメント分散剤。 ６　アミン化合物がエチレンイミン又はジエチレントリ
   アミンである特許請求の範囲第１項記載のセメント分散
   剤。