JPS6051647A - セメント混和剤 - 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ｙ）またはセメント配合物の混和剤に関す
るものであり、さらに詳しくは水硬性セメント配合物で
あるコンクリート、モルタルまたはペーストの流動性を
高めると共に経時による流動性の低下を防止し、その施
工性１作業性を改善することを可能ならしめるセメント
混和剤に関するものである。

従来、セメント、水及び必要に応じて砂、砂利、混和材
（剤）とを混合して成るセメント配合物は、混鯉後、時
間の経過とともにセメント粒子の物理的、化学的凝集が
進行し、流動性を次第に失ない、施工性・作業性が経時
的に低下する。このためセメント配合物は施工可能時間
（可使時間）が限定されるという欠点を有する。

又セメント配合物は混線後、アジテータ−車（生コンク
リートミキサ車）により打設：！Ｊ！場まで運搬される
場合が多く、輸送距離あるいは交通渋６ｎなどにより運
搬に要する時間は大きく変動する。このため打設現場で
ｅユ、アジテータ−車ごとに流動性が異なり、一定の施
工性を得ることは極めて困嬬である。

又セメント配合物のポンプ圧送に際し、昼休みあるいは
段どりがえなどによりポンプ圧送を一時中断し、その後
圧送を再開しようと１−る場合、配管中のセメント配合
物の流動性が低下し。

圧送書開時の圧送圧が急、激に上昇したりあるいは閉基
するなどの問題も多い。

又、遠心力締固めコンクリート又ｅユモルタルでは、混
線後、遠心成形型枠にコンクリートを充填し、数本の型
枠に充填が終了した時点で遠心締固め開始する場合が多
い。この場合、型枠充填に時間がかかると、コンクリー
トの流動性が低下し遠心締固めが困難となる。

このため、セメント配合物の流動性低下防止に関し、い
くつかの方法が考案されている。

例えば、化学的凝集を防止する目的で、オキシカルボン
酸等の硬化遅延剤を添加する方法がある。この方法では
セメントの水相反応は遅延できても、物理的凝集を防止
することは困難であり、従ってスランプロスを防止する
までには至っていない。又コンクリート、モルタルの早
期強度が低下する等の欠点が生じる。

又、β−ＮＳＦ等のコンクリート流動化剤を粒状にして
、コンクリート等に添加し、この粒状流動化剤を徐々に
浴解させることによりスランプロスを防止する方法があ
る（特開昭５４−１３９９２９号公報）。この方法では
、スランプロスをある程度防止することができるが、粒
状の流動化剤が硬化後のコンクリート中に局在的に残存
することによる強度、耐久性の低下などの欠点が生じる
。

又、β−ＮＳＦ等の流動化剤を分割又は連続してコンク
リート等に添加することにより、コンクリートの流動性
を長時間保持する方法がある（特公昭４Ｍ−１５８５６
号公報）。この方法はスランプロス防止方法として有効
なものであるが、流動化剤の添加に手間がががり、又ポ
ンプ圧送配管中のコンクリートや遠心締固め用型枠中の
コンクリートなど、＃、勤化剤の分割添加が回帰な状況
下にあるコンクリートのスランプロスは防止できない。

これら従来からのセメント配合物の流動性低下防止法に
は少なからず問題があり、満足すべきものとは白えなか
った。

本発明は上ｍｌした従来方法の欠点を改善すべ（／よさ
れたもので、炭素数２〜６０オレフインとエチレン性不
飽和ジカルボン酸無水物との共重合物の部分中和物をセ
メント配合物に添加することにより、セメント配合物の
流動性を高めしかもｖｉｔ剛性を一定に保ち、その結果
セメント配合物の施工性１作業性を著しく改善しうろこ
とを見出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は炭素数２〜６のオレフィンとエチレン性
不飽和ジカルボン酸無水物との共重合物を溶解剤で部分
中和して得られる中和度０．２〜０．９の部分中和物を
主成分とするセメント混和剤であり、セメント配合物の
流動性を高めると共にスランプロス防止に極めて有効な
セメント混和剤である。

本発明による流動化およびスランプロス防止のメカニズ
ムは次のように推察づ−る。

セメント、水及び必要に応じて砂、妙利、混和材（剤）
とを混合して成るセメント配合物中のセメント粒子は、
混練後、水相反応による化学的ωを集と、粒子間引力に
よる物理的凝集とが進行し、流動性を徐々に失なう。こ
の為、コンクリート、モルタル等のセメント配合物には
スランプロスが生じる。この時点でセメント分散剤を添
加することにより、セメント粒子ＩｕＪに反発力が生じ
、セメント粒子が分散し、流動性が向上することにより
、スランプロスを一時的に防止できる。

しかしセメントの水相反応はさらに進行し。

ニトリツガイド（俗称セメントバチルス又はカルシウム
スルホアルミネート）のゲルが連続的に生成される。こ
のため系の流動性は低下し続けるとともにセメント分散
剤が溶液中及びセメント粒子上に功たに生成するエトリ
ンガイドなどのｌｌｉ’　Ｌい析出鉱物中に吸着あるい
は収蔵され。

溶液中のセメント分散剤画度が減少し、セメント粒子の
ｈｔ集が進行する。ここに、セメント分散剤を何らかの
方法で連続的に供給できればスランプロスを防止できる
。

本発明者らｔ、ｔ−１−でにセメント分散剤として公知
の０゜〜０６のオレフィンとエチレン性不飽和ジカルボ
ン鈑無水物との共重合物の水浴性塩に着目し、このもの
をセメント配合物に連続的に供給しうる方法を鋭意前兆
した結果、本発明のセメント混和剤を開発するに至った
。即ち０２〜Ｃ６のオレフイ／とエチレン性不飽和ジカ
ルボン酸無水物との共重合物の部分中和物は下記（１７
式に示すように、中和された部分と未中相の部分が存在
する。この部分中和物をセメント配合物に混相すると、
中和された部分は直にセメント分散剤としての性能を示
し、セメント配合物の流動性を高める。一方未中和部分
は、セメントの水相反応によって生じるＣａ、Ｎａ、Ｍ
ｇ　等の金属イオンにより徐々に加水分解され中和が進
１テする。この加水分解の進行に伴な（・セメント分散
性を徐々に発揮し、セメント配合物のｉ＊性を長時間保
持しスランプロスを防止するものと推察するＯ Ｍ：アルカリ金属、アルシカ９士ｗ金ｋｊ％、アンモニ
ウム、アミン Ｎ；アルカリ金属、アルカリ土類金属 （ＡＪ　；　Ｃ２〜Ｃ６のオレフィン （Ｂ）；エチレン性不飽和ジカルボ／酸無水物残基本発
明においては、セメント配合物の流動化効果とスランプ
ロス防止効果のバランスが最も重要な９索である。

すなわち０２〜０６０オレフインとエチレン性不飽和ジ
カルボン酸無水物との共重合物の中和度が最もＮ要であ
る。

中和度が高すぎると流動化効果が大きくなる反面スラン
プロス防止効果が失なわれる。一方中和展が低すぎると
流動化効果が期待できないため本発明品としては不都合
である。ここでいう中和度とは完全に中和するのに必要
な溶解剤の必要量（理論蓋）を１としたときに、実際に
使用した浴＃剤の使用量の割合であり、本発明の部分中
和物の中和度に０．２〜０．９、望ましくは０．５〜０
．８である。

本発明における溶解剤はアルカリ金塊、アルカリ土類金
鵬を含有する化合物、アミン、アンモニウム又はこれら
の混合物であり、例えばＮａＯＨ，０ｓｉ（ＯＨ）２．
アミン類、アンモニウム等が挙げられる。

本発明の共重合物の分子鼠は５００〜３０，０００の範
囲が最も好ましい。又、Ｃ２〜０６のオレフィンとエチ
レン性不飽和ジカルボン酸無水物との共重合物における
炭素数２〜６０オレフインとしては、例えばエチレン、
プロピレン、ｎ−ブテン、インブチレン（リターンＢ、
Ｂ、を含む〕、ｎ−ペンテン、シクロペンテン、２−メ
チル−１−ブテン、ｎ−ヘキセン、シクロヘキセン、２
−メチル−１−ペンテン％３−メチルー１−ベンテン、
４−メチル−１−ペンテン及ヒこれらの混合物等が挙げ
られるが、特にイソブチレンが好ましい。またエチレン
性不飽和ジカルボン酸無水物としては無水マレイン酸、
無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が４げられるが無
水マレイン酸が好ましい。共重合のモル比は４／６〜６
／４の範囲が好ましい。

本発明者らはかかる炭素数２〜６のオレンインとエチレ
ン性不飽和ジカルボン酸無水物との共重合物の部分中和
物と共に更に減水剤を添加混合するとセメント配合物の
施工性２作業性等を史に改善することができることを見
い出した。

本発明に用いられる減水剤としてはβ−す７タレンスル
ホン戚ホルムアルデヒド高縮合物もしくはその塩等のナ
フタレンスルホン酸ホルム゛アルデヒド高縮合物系減水
剤、スルホン化メラミン樹脂の水溶性塩等のスルホン化
メラミン樹脂系減水剤、リグニンスルホン酸もしくはそ
の塩等のりゲニンスルホン酸系減水剤等が挙げられる。

又、上記共重合物の部分中和物と減水剤の併用割合は１
：９９〜？９：１（重量比〕が好ましい。

本発明によるセメント混和剤のセメント配合物への添加
方法は、混練水への溶解、一旦練り上ったセメント配合
物への添加等の方法がある。

また、減水剤を併用する場合はβ−ナフタレンスルホン
酸ホルムアルデヒド高縮合物もしくはその塩するいはス
ルホン化メラミン樹脂の水溶性塩等の減水剤と、０２〜
Ｃ６のオレフィンとエチレン性不飽和ジカルボン酸無水
物との共重合物の部分中和物をあらかじめ混合しておい
てもよく、又、一方をセメントに配合した恢あるいは一
方をセメントに配合して練っておいてから他方を配合し
てもよい。

又他のセメント添加剤（材）例えば空気連行剤、流動化
剤、防水剤、膨張剤（材）、グラスファイバ、スチール
ファイバー、フライアッシュ、高炉スラグ等との併用も
可能である。

木兄”／Ｊにかかるセメント混和剤を配合したコンクリ
ートは通常のコンクリートを硬化せしめる方法で硬化さ
せることが可能であり、水蒸気養生やオートクレーブ養
生等の方法を用いても硬化させることができる。

本発明に係るセメント混和剤を用いたときの効果はコン
クリートの流動性を高めると共に流動性を一定に保つこ
とができる点がその最も特徴的な点であり、本発明によ
る混和剤をコンクリートに添加しておくだけで、流動性
を高めると共に流動性を一定に保つことができるのは本
願が本発明において初めて開示するところのものである
。このような特徴的な性能をコンクリートに付与し得る
のは前述の如く、０２〜Ｃ６のオレフィンとエチレン性
不飽和ジカルボン酸無水物との共重合物の部分中和物を
使用して始めて可能となるのである。

本発明の混和剤のセメントへの添加鼠はセメント配合物
の流動性保持時間により決定することができ、通常の使
用量はセメント垂蓋に対し固型分でＯ，ＯＳ〜２％であ
る。

本発明によりコンクリートの流動性を高めると共に流動
性を一定に保つことが可能になったことから１本発明に
係るセメント混和剤は種々の用途に具体的に用いられる
。例えばコンクリートのポンプ圧送助剤として用いられ
る。セメント配合物はポンプ圧送により打設されること
が多（なってきているが、前述の如く１作業の昼休み９
段どりかえ、ｔａ株故障等によるポンプ圧送の一時中断
がなされる場合、中断時間が長びくと圧送配管中のコン
クリートの流動性が低下し、圧送再開時の圧送圧が急激
に上昇したり、閉塞するなどの問題が生じている。

しかし本発明にかかるセメント混和剤を添加するとコン
クリートの流動性は一定に保たれて。

流動性の低下は防止され、ポンプ圧送中断後、圧送再開
時の圧送圧の上昇を防止することが可能になって、ポン
プ圧送作業の効率を著しく高めることを可能ならしめる
のである。

又、他の例としては、遠心力締固め助剤として用いるこ
とができる。遠心力締固め成形法はモルタル、コンクリ
ート、石綿セメント混合物などセメント含有物質を回転
による遠心力を利用してセメント２次製品を成形、製造
する方法であるが、本発明に係るセメント混和剤を用い
て遠心力締固め成形すると、成形前のコンクリートの流
動性を長く保持できるので、製品仕上げが容易となり、
またノロの発生防止、廃水の清澄化に有効である。

更に他の例としては、セメントミルク、又はモルタルの
グラフト用助剤、トレミー管により打設されるセメント
配合物、水中コンクリート。

連続地中壁用コンクリートなどの流動性保持と材料分離
防止などの用途にも有効である。

以下、実施例により本発明を更に詳述する。

実施例１ 炭素９２，４，６．８のオレフィンとエチレン性不飽和
ジカルボン酸無水物として無水マレイン酸を用いた共重
合物（共重合モル比１／１、平均分子賞約１００００）
を、溶解剤とし“（９ａＯＨを用いて各々の共重合物の
中和度が０　、０．７　。

１．０となるように中和した。これらを混和剤として用
いてコンクリートの流動性および流動性低下防止効果に
ついて検討した。

コンクリートの流動性および流動性低下防止効果の測定
は下記材料および調合のコンクリートを用い、ＪＩＳ　
Ａ　１１０１のスランプロスによった。

使用材料 セメント：Ｖ通ボルトランドセメン−ト（比重：　５．
１　７　） 細骨材：紀ノ用産（比ｉ：２，５７） 粗骨材：日高月産（比重：　２．５９　）調合 表−１ 準備した混和剤の添加電はセメント重量の０．２重電％
である。

表−１に示す調合に基づき混練したコンクリ−）（１０
０４傾胴型ミキサーを用い５０−ｅのコンクリートを２
分間混練した）に所定のサンプルを投入し、　４　ｒｐ
ｍで定速アジテートしながら、所定時間にスランプを測
定した。結果を表−２に示す。

表−２ 表−２に示す実験結果より明らかな如く本発明品を用い
た実験Ａ２，５．．８ではコンクリートのスランプが２
０〜２１ｃｍと高い値を示すとともに、９０分経過後も
ほぼ同様の値を保持し、流動化効果及びスランプロス防
止効果が極めて優れている。一方、中和度０の共重合物
を添加した実験ＡＩ、４．７では、スランプロス防止効
果は認められるがスランプ値が１２ｃｍ程夏と低（、流
動化効果は認められない。更に、中和度１．０の共重合
物を添加した実験Ａ５，６．９では流動化効果は認めら
れるものの、スランプ値が時間とともに低下し、スラン
プロス防止効果は誌められない。

炭素数８のオレフィンを用いた実験Ａ１０゜１１．１２
では、流動化効果、スランプロス防止効果ともに認めら
れない。

実施例２ ０２〜０６０オレフインとエチレン性不飽和ジカルボン
酸無水物との共重合物の部分中和物と、β−ナフタレン
スルホン酸ホルムアルデヒド高粗金物、スルホン化メラ
ミン樹脂の水溶性塩。

リグニンスルホン酸との混合物のコンクリートの流動性
低下防止効果について以下に示す方法により検討した。

結果を表−３に示す。

く実験方法〉 実施例１と同様の方法によりコンクリートのスランプの
経時変化を測定した。

セメント混和剤は次のものを用いた。

（ａ）　β−す７タレンスルホン酸ホルムアルデヒド高
縮合物 （ｂＪ　スルホン化メラミン樹脂の水溶性塩（ＯＪ　リ
グニンスルホン酸 （ｄｌ　ｌ−ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド＾
縮金物を５０重量部とイソブチレン−無水マレイン酸鉄
重金物の部分中和物（中和度０・５）５０重蓋部の混合
物 （６３スルホン化メラミン樹脂の水溶性塩を５０重蓋部
とイソブチレン−無水マレイン酸共重合物の部分中和物
（中和度０．５　）　５０重量部の混合物 （ｆ）　リグニンスルホン酸を５０ＭＭ部とインブチレ
ン−無水マレイン酸共重合物の部分中和物（中和度０．
５　）　５０重量部の混合物（註）　（（１）−（ｅＬ
　（ｆｉのインブチレン−無水マレイン酸鉄重金物は実
施例１に使用したものと同一のものを使用し、ＮａＯＨ
を溶解剤として用いた。

表−５ 表−３に示す実験結果より明らかな如く、本発明品を用
いた実験Ａ１６〜１８ではコンクリートのスランプを９
０分間はは一定に保持できた。一方比較に用いた実験Ａ
Ｉ５〜１５ではコンクリートのスランプは時間と共に低
下し、スランプロス低下防止効果は認められな（・。

出願人代理人　古　谷　馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　炭素数２〜６のオレフィンとエチレン性不飽和ジカ
   ルボン酸無水物との共重合物を溶解剤で部分中和して得
   られる中和度０．２〜０．９の部分中和物を含有するこ
   とを％微とするセメント混和剤。 ２　共重合物の分子量が５００〜３０，０００である特
   許請求の範囲第１項記載のセメント混和剤。 ３　溶解剤がアルカリ金槁、アルカリ土類金属を含有す
   る化合物、アミン、アンモニウム又はこれらの混合物で
   ある特許請求の範＃ＩＢ第１項又は第２項記載のセメン
   ト混和剤。 ４　炭素数２〜６０オレフインとエチレン性不飽和ジカ
   ルボン酸無水物との共重合物を溶解剤で部分中和して得
   られる中和度０．２〜０．９の部分中和物と、減水剤と
   を含有することを特徴とするセメント混和剤。 ５　減水剤がナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高
   縮合物系、スルホン化メラミン樹脂系、リグニンスルホ
   ン酸系から選ばれる１橿又Ｆｉ２種以上の減水剤である
   特許請求の範囲第４項記載のセメント混和剤。 ６　共重合物の部分中和物と減水剤の併用割合が１：９
   ９〜９９：１（重崖比）である特許請求の範囲第４項自
   己載のセメント混和剤。