JPS61256954A - セメント系組成物 - 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） 本発明はセメント系組成物、特にはポンプ圧送性がよく
、特性のすぐれた硬化物を与えるセメント系組成物に関
するものである。

（従来の技術） コンクリート、モルタル、グラウトなどのセメント混線
物にそのブリージング防止、保水性やワーカビリティの
改良、ポンパアビリテイ改良のためにセルロースエーテ
ルを混和剤として添加することはよく知られたところで
あり、このセルロースエーテルは水中コンクリート用の
分離低減剤、逆打コンクリート用のブリージング防止剤
としてもその性能が認められて需要が伸びつつある。

しかし含水セメント混線物に対するセルロースエーテル
粉末の添加はセルロースエーテルが水に濡れると同時に
高粘度液に被われるためにままこが生じてその分散溶解
が完全に行なわれず、その添加効果が十分に発揮されな
くなるという不利があり、そのためこの混和には先づセ
メント、骨材および粉末混和剤を空練りし、ついで注水
混和する、いわゆる混和剤の前添加方法が採用されてき
たが、これには工程が２段階となり、作業能率がわるい
という欠点があつた、またこのセルロースエーテルは生
コンクリートに添加される場合でも水、セメント、骨材
が略々同時に投入されるために条件によってはそれが充
分均一に混線されないことがあり、生コンクリートプラ
ントに使用するときにもこれを多量に添加すると生コン
クリートが粘着性をもつようになってミキサー内壁への
生コンクリートの付着が多くなり、次回以降のバッチに
硬化の進んだものが混入し、生コンクリートの汚染が問
題となるので、生コンクリートの現場では生コンクリー
ト用のよりよい混和剤の開発が望まれている。

そのため、セルロースエーテルのセメントに対する添加
についてはセルロースエーテルをスラリーとして添加す
ることも試みられているが、これは高濃度スラリーを得
ることができず、水量が多くなるために生コンクリート
製造時の水量を減じておく必要があるし、このスラリー
の供給装置も必要になるという問題があり、セルロース
エーテルを砂あるいはフライアッシュなどの骨材で数倍
量に増量して添加するという方法も検討されたがこの場
合にはままこの発生があり、これを防ぐ満足な方法が見
出されていない。

なお、このセメントについては強度のすぐれたセメント
硬化物を得るため、またコンシスチンシーを向上させた
り、ポンプ圧送をスムースに行なうために減水剤や流動
化剤の添加が行なわれているが、これにセルロースエー
テルを添加するとそれが０．２％までの範囲では特に支
障はないが、セルロースエーテルをこれ以上多量に添加
するとセメント混線物の粘着性が増加するために減水剤
や流動化剤の分散効果が低下するという不利が生じる。

（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決したセルロースエーテル
を添加したセメント系組成物に関するものであり、これ
は１）セメント１００重量部、２）セルロースエーテル
１００重量部に、分子鎖再末端が水酸基で封鎖されたジ
オルガノポリシロキサン０．１〜５重量部と式　ＣＨ３
３ＳｉＸ３（ここにＸはメトキシ基、アセトキシ基、ブ
タノンオキシム基から選択される基）で示されるメチル
シラン化合物０．１〜５重量部とを加温反応させてなる
シリコーン処理セルロースエーテル０．０１〜３重量部
、とからなることを特徴とするものである。

これを説明すると、本発明者らはセメントに対するセル
ロースエーテルの添加方法について種々検討した結果、
セメント混線剤としてのセルロースエーテルを上記した
ようなジオルガノポリシロキサンとメチルシラン化合物
とで予め処理したものとすると、これをセメント混線物
やセメントと骨材および水を同時に攪拌する系に添加し
たときでもままこの発生が著しく減少するので均一なセ
メント混線物を容易に得ることができるということを見
出すと共に、このものはその添加量を増加してもセメン
ト混線物の粘着力増加が少ないので、減水剤や流動化剤
の性能低下を招くことがなく、したがってポンプ圧送性
のよいセメント混線物が得られること、これを添加した
セメント混線物は水中セメントとして使用すると分離低
減剤の性能が十分に発揮されるし、水質を汚染すること
がなくなること、またこのセメント混線物は流動性がよ
く。

単位水量が少なくてすむので耐久性、強度特性のすぐれ
た硬化物を与えるということを確認し、このセルロース
エーテルを処理するシロキサン、シランの種類、添加量
、さらにはこのシリコーン処理したセルロースエーテル
のセメントに対する配合量などについての研究を進めて
本発明を完成させた。

本発明のセメント系組成物を構成する主材としてのセメ
ントは従来公知のものでよく、これは通常市販されてい
るポルトランドセメントとすればよいが、フライアッシ
ュセメント、高炉セメントとしてもよく、さらにはフラ
イアッシュ、ヒユームドシリカ、石こう、ベントナイト
、粘土などを添加したものであってもよい。

他方、このセメントに添加されるシリコーン処理セルロ
ースエーテルはメチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシエチルエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセ
ルロースなどのような水溶性セルロースをシリコーン処
理したものとされる。このセルロースエーテルのシリコ
ーン処理は攪拌機付きの反応釜やニーグーの中にセルロ
ースエーテルと分子鎖再末端が水酸基で封鎖されたジオ
ルガノポリシロキサンと弐ＣＨＳ　１Ｘ３（Ｘは前記の
通り）で示されるメチルシラン化合物とを同時に仕込み
、１００〜１２０℃で２〜３時間加温反応させればよい
。

ここに使用されるジオルガノポリシロキサンは例えば次
式 ％式％ で示されるようにその分子鎖末端がジメチルヒドロキシ
シリル基で封鎖されたものとすればよく、このものは２
５℃における粘度が２０−１００．０００ｃｐｓ、好ま
しくは５００〜６，０００ｅｐｓのものとされるが、こ
の使用量はセルロースエーテル１００部に対し０．１重
量部以下では効果がなく、５．０重量部以上とすると得
られるセルロースエーテルの撥水性が強くなりすぎて、
濡れが遅延し、溶解が遅れたり一部不溶化し、粘度低下
も起って性能が低下するので、０．１〜５゜０重量部の
範囲とする必要があり、この好ましい範囲は０．３〜３
．０重量部とされる。

また、ここに使用されるメチルシラン化合物は弐ＣＨ５
ＩＸ３で示され、このＸはメトキシ基、アセトキシ基、
ブタノンオキシム基から選択されるものであるが、これ
は架橋剤として作動するのもであり、この使用量はセメ
ント１００重量部に対し、０．１重酸部以下では効果が
なく、５．０重量部以上としてもままこの生成量はそれ
以上減少しないので０．１〜５．０重量部の範囲とすれ
ばよい。

本発明のセメント系組成物は上記した第１成分としての
セメントと第２成分としてのシリコーン処理セルロース
エーテルを混和することによって得ることができるが、
この混和は通常のバッチャ−ブランド、トラックミキサ
−などを用いて混合すればよい、しかし、この第２成分
としてのシリコーン処理セルロースエーテルの添加量は
第１成分としてのセメン）１００重量部に対し０．０１
重量部以下では効果がな（，３，０重量部以上とすると
著しく粘度が上昇してこれを抑制するための水量を増す
と硬化物の強度低下を招くので、これは０．０１〜３．
０重量部の範囲とする必要があるが、この好ましい範囲
は０．０５〜２．０重量部とされる。

なお、このセメント系組成物には必要に応じ川砂、山砂
、けい砂、寒水砂などの骨材さらには人工の軽量骨材な
どを適宜混合してもよいし、さらには公知の減水剤、流
動化剤、消泡剤、収縮低減剤、硬化促進剤、繊維物質な
どを配合してもよい。

このようにして得られた本発明のセメント系組成物はセ
メントに添加される混和剤としてのセルロースエーテル
がシリコーン処理されたものであるので、このセルロー
スエーテルをセメント、骨材と共に空練りし、ついで注
水し、混練する、いわゆる前添加方法、セメント、骨材
、水およびセルロースエーテルの同時混線方法でも、あ
るいはセメント、骨材の注水混線物にセルロースエーテ
ルを添加する後添加方法のいずれでもままこの発生の少
ない状態で得ることができるし、この組成物はセルロー
スエーテルを多量添加してもセメント混線物の粘着力増
加が小さく、減水剤や流動化剤の分散効果が低下するこ
とがないのでポンプ圧送性がよく、これはまた流動性が
よく、単位水量が少なくてよいので耐久性、強度のすぐ
れた硬化物を与え、さらに水中セメントとして使用した
ときにもこのセルロースエーテルがすぐれた分離低減剤
として作動し、水質を汚染することもないので、これは
各方面に広く使用できるという有用性をもつものである
。

つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
、また粘度は２５℃での測定値を示したものである。

実施例１〜３、比較例１〜４ （シリコーン処理セルロースエーテルの製造）ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース・メトローズ９０３Ｈ−３
０，０００［信越化学工業（株）製商品名］　１００部
に分子鎖再末端がジメチルヒドロキシシリル基で封鎖さ
れた粘度１．５００ｃｐｓのジメチルポリシロキサン２
．０部と式 で示されるメチルシラン化合物２．０部を加え。

１００℃で３時間反応させてシリコーン処理セルロース
エーテル−Ａを作り、上記におけるメチルシラン化合物
を式 ％式％ のとしたほかは上記と同様に処理してシリコーン処理セ
ルロースエーテル−Ｂを作った。

（セメント混練物の製造方法） ポルトランドセメントに水、細骨材（川砂）１、粗骨材
（最大粒径２５■層）および上記で得たシリコーン処理
セルロースエーテル−Ａ、８を第１表に示した量で混合
してセメント系組成物−Ｉ−ＩＩＩを作ると共に、比較
のためにこのシリコーン処理セルロースエーテル−Ａ、
Ｈに代えてシリコーン処理をしていないヒドロキシプロ
ピルメチルセルロース・メトローズ９０ＳＨ−３０，０
００（前出）を使用してセメント系組成物ＩＶ−ＶＩＥ
を作り、このときの攪拌時Ｍ２分、５分、１０分におい
て発生したままこを篩分けし、このままこ中に含まれて
いる残存セルロースエーテル量を測定したところ、第１
表に併記したとおりの結果が得られた。

なお、このままこの篩分けは混線物を水で希釈し、まま
この大部分が２．５１オンでｌＯ■腸パスとされること
から２．５層重の篩を用いて篩分けし、ままこ中のセル
ロースエーテルの測定はままこを水に入れて攪拌溶解し
、無機質分を遠心分離してから水可溶分を乾燥し、置換
度分析によってセルロースエーテルの量を求めたもので
あり、表中におけるセルロースエーテル添加方法はセメ
ント、骨材、セルロースエーテルを空練りしてから注水
し混練したものを前添加とし、セメント、骨材の注水混
和物にセルロースエーテルを添加し、混練したものを後
添加とした。

すなわち、これによればシリコーン処理をしたセルロー
スエーテルを使用すると後添加でもままこの生成量（こ
れは残存セルロース量に比例する）が前添加にほぼ近い
数値を示すこと、またこのままこの量は攪拌時間を長く
すれば減少するがモルタルの場合はこの減少量が少なく
、コンクリートの場合は粗骨材につぶされるので減少割
合の大きくなることが確認された。

実施例４〜５、比較例５〜９ ポルトランドセメントに水、細骨材（川砂）、粗骨材（
最大粒径２５層■）を第２表に示した量で添加しミキサ
ー中で混練して得たセメント混線物に実施例１で作った
シリコーン処理セルロースエーテル−Ａを第１表に示し
た量で後添加し、混練してセメント系組成物ＶＩＩＩを
作ると共に、これに流動化剤・ＮＰ−２０［ホゾリス物
産（株）製商品名］を加えてセメント系組成物ＩＸを作
り、さらに比較のために上記におけるシリコーン処理セ
ルロースエーテル−Ａの代わりに公知の分離低減剤・ア
スカクリーン［信越化学工業（株）製商品名］およびこ
れと流動化剤−ＮＰ−２０（前出）を第２表に示した量
で添加し混練してセメント系組成物Ｘ〜−ＸＩＶを作っ
た。

つぎにこれらの組成物についてのポンプ圧送性、水中に
落下させたときの分離低減性能、硬化物の圧縮強度を測
定すると共に、ＪＩＳ−Ａ−１１０１のスランプ測定方
法によるスランプが２１ｃｍになる水／セメント比につ
いての測定を行なったところ、第２表に示したとおりの
結果が得られた。

なお、このポンプ圧送性のテストに使用したコンクリー
トポンプの仕様は次記 型式　　　　　　　　　　　油圧ピストン式容量　　　
　　　　　　　　１００ｍ３／時吐出量　　　　　　　
　　５０ｍ３／時油圧シリンダーロ径　　　　１００ｍ
ｍφコンクリーコンクリートポンダー径ｍφ輸送配管径
　　　　　　　　１２５ｍｍφのとおりであり、この結
果は上記ポンプ車からコンクリートを７０ｍの距離圧送
したときの管内圧力（ｋｇ／　ｃｒｎ’）で示した。

また、この分離低減性能（水中落下試験）は混練したコ
ンクリートＯ９３ｍ３をバケ−／　トで水深１ｍの水槽
に投入してから５分後に、水深５０ｃｍの位置の水を採
取し、濁度計を用いて濁度を測定することによって判定
したが、圧縮強度は下記による測定結果をもって示した
ものである。

水中成形：水深３０ｃｍのところに１０ｃｍφｘ２０ｃ
ｍの型枠を置き、コン クリートを水中落下させて、ここ に自然充填された供試体の２８日 材令の圧縮強度を測定。

気中成形：気中で型枠に充填し、その後水中養生して２
８日材令の圧縮強度を 測定。

すなわち、この結果からスランプが同じでもシリコーン
処理セルロースエーテルを添加したものはポンプ圧送性
がよく、流動化剤を併用すればさらに圧送性が向上する
こと、またこの硬化物も圧縮強度のすぐれたものになり
、さらには水中成形／気中成形の強度比もよくなること
が確認された。

（ζＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セメント１００重量部 ２）セルロースエーテル１００重量部に分子鎖再末端が
   水酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン０．１〜
   ５重量部と式ＣＨ＿３ＳｉＸ＿３（ここにＸはメトキシ
   基、アセトキシ基、ブタノンオキシム基から選択される
   基）で示されるメチルシラン化合物０．１〜５重量部と
   を加温反応させてなるシリコーン処理セルロースエーテ
   ル０．０１〜３重量部 とからなることを特徴とするセメント系組成物。