JPS6033240A - 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並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−ナフタレンスルホン酸ホ
ルムアルデヒドｍ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（以下り、８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
により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、練りまぜ後時間の経
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工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、１Ｂ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決裂品工場などにおいてセ
メント組成物のポンプ圧送を行つ瓜いる際、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を打ち
込んだのち何れ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、コンクリート
製造プラントから孔設現場に到る期間中にスランプロス
が起こり、作業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５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
的な水和反応による凝結、および（又は）粒子間引力忙
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やＩ、Ｓ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動性を向上させるこ
とができるが（眼部、コンクリート工学１４巻３号、１
２〜１９頁、１９７６年３月号参照）、時間とともにセ
メントの水相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り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な防止するこ
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５４−１５９９２９号公
報） Ｉ）コンクリート用混和剤を機械力によって繰返し水硬
性セメント組成物に添加する（例えば特公昭５１−１５
８５６号公報〕 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。Ｈ）においても、スランプロ
ス防止効果は認められるが、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効果として、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リグニン
スルホン酸塩などの物質を添加あるいは併用してセメン
トの初期水和反応を遅延させる方法（例えば特公昭５２
−２４５５．５号公報、特公昭５２−’１３８５３号公
報、特開昭５４−１７９１８号公報ヂ号公報用されてい
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おり、実用
上問題がある。

本発明者らは上記１）の方法におけるよう分散剤が粉末
あるいは粒状のような固型ではな（、またｌ）の方法に
おけるように機械力によるのではな（、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効果を研究
し本発明を完成するに到った。

即ち本発明は次に示す（２Ｌ）成分と（ｂ）成分のホル
マリン共縮合物を必須成分として含むスランプロス防止
型セメント分散剤を提供するものである。

（ａ）　ナフタレンスルホン酸及ヒ／又はアルキルナフ
タレンスルホン酸、又はこれらの塩（ｂ）　カルボキシ
ル基を含有しスルホン基を含有しないナフタレン誘導体 本発明の（＆）成分としては、ナフタレンスルホン酸や
アルキルナフタレンスルホン酸又は、これらの成分を含
有するクレオソート油、ナフタレン油、石炭のコークス
化の過程で生ずるピッチ等の成分又は石炭液化油等のス
ルホン化物も使用される。

本発明の（ｂｌ成分としては、ナフタレンカルボン酸、
１，８−ナフタレンジカルボン酸又はその無水物、ナフ
タレン環酸等が使用されるが、ナフタレンカルボン酸、
１，８−ナフタレンジカルボン酸又はその無水物等のカ
ルボキシル基がナフタレン環と直結している化合物が特
に好ましい。

本発明の化合物がスランプロス防止型セメント分散剤と
して極めて効果が高い理由は明白では無いが、次のよう
に考えられる。

本発明の化合物の（ａ）成分のホルマリン縮合物が高い
分散性を示す事は知られており、本発明の化合物の（ｂ
）成分に含まれるカルボキシル基がセメント粒子に有効
に吸着し、本発明の化合物中に存在するスルホン基が外
向きに配列し、セメント粒子の電荷を高め、セメントの
水和反応による電荷の収蔵によるスランプロスを防止す
るものと考えられる。このため、（ａ）成分と（ｂ）成
分の重量比率が極めて重要であり、好ましくは、９８／
２〜５０　／　５０　、更に好ましくは、９５１５〜６
０／４０である。この比率が太き過ぎると、スランプロ
ス防止効果が低い。又この比率が小さ過ぎると、（ｂＪ
酸成分価格が高いため経済的で無い。

最近、特開昭５７−７７０６１号公報にナフタレンスル
ホン酸、フェノール類のスルホン酸及び芳香族カルボン
酸からなるホルマリン共縮合物及び／又はその塩を主成
分としてなるセメント配合物用分散剤が開示されている
が、本発明者らは、フェノール類のスルホン酸成分はコ
ンクリート空気量の増加を伴う等の知見を見い出し、本
発明に到達した。

本発明のセメント分散剤は、酸のままでも使用されるが
、一般的には塩の形て使用するのが好ましい。形成する
カチオンとしては、Ｎａ、　Ｋ。

Ｏａ、　ＮＨ４，アルカノールアミン、Ｎ−アルキル−
置換ポリアミン、エチレンジアミン、ポリエチレンポリ
アミン、ポリエチレンイミン、又はこれらのアルキレン
オキシド付加物等が挙げられる。

本発明のセメント分散剤の添加量は、水硬性セメント組
成物のセメントに対して、固型分重量％として０．２５
〜２．５が良い。０．２５％未満であるとセメント粒子
に対して十分な分散効果とスランプロス抑制効果が得ら
れない。又２．５％以上になると経済的に不利であった
り、セメント粒子の分散が過度となってブリージングや
ベースト分離を引き起したりする。

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
物を練りまぜボに溶解する、練り混ぜと同時に添加する
、錬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。

さ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。

又、本発明のセメント分散剤の他に、他のセメント分散
剤や、水溶性高分子化合物等を併用することも出来る。

他のセメント分散剤としてはマイティ１５０〔化工石鹸
（株〕製〕の商品名であるナフタレンスルホン酸のホル
マリンａ合ｍ、’）ゲニンスルホン酸塩、メラミンスル
ホン酸のホルマリン縮合物、ポリカルボン酸塩等が有り
、これらの内、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合
物、リグニンスルホン酸塩が特に好適である。なおリグ
ニンスルホン酸塩としては、（７ｈｅｍｉｏａｌ　Ａｄ
ｍｉｘｔｕｒｅａ　ｆｏｒ　０ｏｎｏｒａｔｅ　（Ｍ、
Ｒ。

ＲＩＸＯＭ、　Ｅ＆Ｆ、　Ｎ、　５ｐａｎ　Ｌｔｄ　）
の５ページ〜９ページに記載されているような分析値、
分子量分布に近い性状のＰｕｒｅ　１ｉｇｎｏｓｕｘｐ
ｈｏｎａｔｅ　が良い（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於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。

第１表 セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（小野田セ
メントノ 細骨材（Ｓ）：紀の用産砂（比重２．５Ｂ、　ＦＭ　２
．９１）粗骨材（Ｇ）：宝塚産砕石（比重２．６Ｌ　Ｆ
Ｍ　１５．９８）水′（Ｗ） （１＊マイティＡＥ−０３（花’ＥＥ石鹸Ｃ株）Ｍ商品
名〕を適当量添加 又セメント分散剤の添加７ｊ＠及びコンクリートの練り
混ぜ方法は次の方法１及び方法２の何れかで行なった。

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２５℃にて可傾式ミキサー において４０！練り混ぜ第１表のコン クリートを得、さら罠その回転数を２ ｒｐｍにて所定時間練り続け、スランプと空気量の経時
変化を測定した。スラ ンプ、空気量、圧縮強度の測定および 強度供試体の採取などは全てＪＩＳ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と同様忙行 った。

参考例 ナフタレンスルホン酸（２０８ｌＩ）　１．ナフタレン
カルボン酸（５４，４１１）、９８％濃硫酸（１０，９
）、水（５ＯＮ）を５００ｒＩｔ１７　ラｘ伊’に入れ
、８０℃に加温した。次に８０〜９０℃にて、３７％ホ
ルマリン（１２０，９）を０．５時間にて滴下し、その
後９０〜１００℃にて８時間反応させ、共縮合物を得た
。その後、常法に従って、中和、濾過して本発明品を得
た。

同様にして得た本発明品の組成を第２表に示す。

第２表 実施例１〜１ｏ及び比較例１〜４ 上記参考例で得た本発明品及び市販のセメント分散剤等
の比較品を分散剤として用いてコンクリートへの練り混
ぜ試験を行なった。試験条件を第３表に示す。又、コン
クリートへの練り混ぜ試験結果を第４表及び第５表に示
す。

第　３　表 （０薫１　対セメント　ｗｔ％（固形分ン養２　化工石
鹸（株ン製　ナフタレンスルホ／酸ホルマリン縮金物 蒼３　詳細な説明の項に記載の性状を有するｐｕｒｅ　
ｌｉｇｎｏａｕｌｐｈｏｎａｔｅ井４　特開昭５１−４
５１２５号公報の実施例と同様に反応させたもの。即ち す７タレンカルボン酸の硫酸化物 （２５２，９）とす７タレンスルホン 戚（８５２ＪＩ）（モル比−２７８） のホルマリン縮合物を苛性ソーダに て中和した反応生成物◎ 第　４　表 （江戸〕スランプ残存率＝（一定時間後のスランプ）／
（初期スランプ）×１００（％） 第５表 （注）標準養生（ｋｇ／ｃｒｒｉ’） 第４表及び第５表の結果から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。

出願人代理人　古　谷　馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　次に示す（ａ）成分と（ｂ）成分のホルマリン共縮
   合物を必須成分として含むスランプロス防止型セメント
   分散剤。 （ａ）　ｆ７タレンスルホン酸及び／又はアルキルナフ
   タレンスルホン酸、又はこれらの塩（ｂ）　カルボキシ
   ル基を含有しスルホン基を含有しないナフタレン誘導体 ２　価）成分としてカルボキシル基がナフタレン環と直
   結している化合物を用いる特許請求の範囲第１項記載の
   スランプロス防止型セメント分散剤。 ３　カルボキシル基がナフタレン環と直結している化合
   物がナフタレンカルボン酸である特許請求の範囲第２項
   記載のスランプロス防止型セメント分散剤。 ４（ａ）成分と（ｂ）成分の重量比率が９８／２〜５０
   １５０である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
   一項に記載のスランプロス防止型セメント分散剤。