JPS63117938A

JPS63117938A - 軽量骨材用の加圧吸水抑制剤

Info

Publication number: JPS63117938A
Application number: JP61265275A
Authority: JP
Inventors: 敏男米澤; 隆岩清水; 吉岡　保彦; 孔一伊藤; 阪上　邦夫; 中瀬　哲夫
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1988-05-21
Also published as: CA1323721C; KR880006145A; JPH0587461B2; KR930006332B1; US4956403A

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、軽量骨材用の加圧吸水抑制剤、更に詳しくは
軽量コンクリートのポンプ圧送時の加圧吸水を抑制する
のに有効な軽量骨材用の加圧吸水抑制処理剤に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、軽量骨材の加圧吸水を抑制する技術としては、■
アスファルトコーティング、■エポキシ樹脂などの熱硬
化性樹脂コーティング、■ウレタン等の弾性樹脂コーテ
ィング、■ＳＢＲ（エマルジョン）コーティング、■水
溶性高分子を用いた増粘セメントペースト（又はモルタ
ル）コーティングが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来提案されている技術は、ポンプ圧送時の
ような高圧力（３０〜４０ｋｇ／ｃｎＴ）の下では、加
圧吸水抑制作用が失われる（上記■の場合）、軽量骨材
とモルタル部との付着力が低下し、コンクリート強度が
低下する（■の場合）、軽量骨材とモルタルとのスムー
スな力の伝達が行なわれず、コンクリート強度が低下す
る（■の場合）。

加圧吸水抑制作用が弱い（■の場合）、コンクリート混
練時の物理的乃至機械的作用によりコーティングが損傷
を受け、加圧吸水抑制作用が失われる（■の場合）等の
問題点を有しており、実用に適しているとは言えない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑み、軽量コンク
リートのポンプ施工時の加圧吸水を抑制し、且つコンク
リートの力学的特性やワーカビリティーに悪影響を及ぼ
さない技術を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る軽量骨材用の加圧吸水抑制剤は、軽量骨材
表層の微細空隙中に浸入し得る粘度を有し、ｐｔ（上昇
により５０倍以上の粘度まで増粘され得る高分子物質の
水性分散液からなるものである。

本発明の加圧吸水抑制剤を構成する高分子物質の水性分
散液としては、軽量骨材表層の微細な空隙中に浸入して
ｐＨ上昇により所定の粘度まで増粘され得るものであれ
ば特に限定されない。このような高分子物質のうちで好
ましいのは、その水分散液を軽量骨材表層の微細空隙に
吸水させる際には比較的低粘度〔好ましくは５０ｃｐ（
センチポイズ）以下、特に好ましくは３０ｃｐ以下〕で
、微細空隙内で所定の粘度〔増粘前の粘度（ｃｐ　ａｔ
　２０℃）の５０倍以上、好ましくは８０倍以上、更に
好ましくは３００倍以上の粘度（ｃｐ　ａｔ　２０℃）
〕に増粘させることのできるものが好ましい。増粘後の
粘度は、一般に１００ｃｐ以上、好ましくは３００ｃｐ
以上、更に好ましくは１０００ｃｐ以上である。

このような微細空隙内で所定の粘度に増粘させることの
できる高分子物質としては、カルボキシル基含有単量体
Ｔａ）及び必要により他の単量体（ｂｌから構成される
アニオン性重合体が挙げられる。上記単量体ｆａ）とし
ては、（メタ）アクリル酸〔アクリル酸及びメタクリル
酸を表す。以下、同様の表現を用いる。〕、クロトン酸
等の不飽和モノカルボン酸；マレイン酸、イタコン酸、
フマル酸等の不飽和ポリカルボン酸が挙げられる。又、
他の単量体（ｂｌとしては、（イ）不飽和カルボン酸エ
ステル、例えば上記不飽和カルボン酸〔（メタ）アクリ
ル酸等〕のアルキル（Ｃ１〜、２）エステル〔メチル−
、エチル−９ｎ−又は１ｓｏ−プロピル−９ｎ−又は１
ｓｏ−ブチル−５２−エチルヘキシルエステル等〕、（
ロ）芳香族ビニル単量体、例えばスチレン、（ハ）ビニ
ルエステル、例えば酢酸ビニル、（ニ）不飽和ニトリル
、例えば（メタ）アクリロニトリル、（ホ）ハロゲン含
有単量体、例えば塩化ビニル、クロロプレンなどの疎水
性単量体；アミド基含有単量体、例えば（メタ）アクリ
ルアミド、水酸基含有単量体、例えばビニルアルコール
、　（メタ）アリルアルコール、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート等のような親水性単量体；ジー又はポ
リ−ビニル化合物、例えばジビニルトルエン、不飽和上
ノー又はポリ−カルボン酸とポリオールとのジー又はポ
リ−エステル、例えばポリエチレングリコールジアクリ
レート、ポリカルボン酸のジー又はポリ＝（メタ）アリ
ルエステル、例えばマレイン酸ジアリル、フタル酸ジア
ルリ、ビス（メタ）アクリルアミド、その他米国特許第
４，０７６、６６３号明細書記載のような、少なくとも
２個の重合性二重結合を有する架橋性単量体が挙げられ
る。重合体中のこれらの単量体の割合は、水溶性乃至水
分散性の重合体を形成し得る範囲で種々変えられるが、
一般に、全単量体の重量に基づいて、カルボキシル基含
有単量体（ａｌの含量は通常２０％以上、好ましくは２
５〜７５％、更に好ましくは３０〜７０％、疎水性単量
体は通常８０％以下、好ましくは２５％〜７５％、更に
好ましくは３０〜７０％、架橋性単量体は通常２％以下
、好ましくは１％以下である。カルボキシル基含有単量
体（ａｌとそれ以外の親水性単量体との重量比は通常１
００：Ｏ〜５０　：　５０、好ましくは１００：０〜７
５：２５である。

アニオン性重合体は、これらの単量体を通常の重合方法
により重合させることにより製造することができる。重
合方法としては、重合触媒（過硫酸塩、過酸化物、レド
ックス触媒等）、紫外線。

放射線等（好ましくは重合触媒、特にレドックス触媒）
を用いて、塊状重合、水溶液重合、乳化（又は懸Ｓ）重
合、逆層（Ｗｌｏ）乳化（又は懸濁）重合等公知の重合
テクニック（好ましくは乳化重合）により製造すること
ができる。

かくして得られるアニオン性重合体（純分）の酸価は通
常１００〜５００、好ましくは２００〜４５０である。

このようなアニオン性重合体のうちで好ましいのは、特
開昭６０−２１０５５５号公報記載のような酸価を有す
るビニル重合体（エマルシコン）である。特に好ましい
のはアニオン性アクリル系樹脂であり、一般式（１１で
示される（メタ）アクリル酸単位及び一般式（２）で示
される（メタ）アクリル酸エステル単位を有している。

Ｒ１〔式中Ｒ３はＨ又はＣＨ３，好ましくはＣＨ３、Ｒ２は
Ｈ又はＣＨ３，好ましくはＨ，、Ｒはアルキル基、好ま
しくは炭素数１〜４のアルキル基）を表す。〕このような水分散性高分子の分子量は通常１０万以上で
ある。分子量が低すぎると加圧吸水抑制作用が充分でな
く、好ましくない。

このような高分子の水分散液を軽量骨材表層の空隙中に
吸水させるに当たり、その水分散液の固形分濃度は通常
１〜５０％、好ましくは２〜３０％である。

上記アニオン性重合体（水分散液）は酸性領域（通常ｐ
Ｈ５，５以下）では直径２〜３μｍ以下の微粒子として
水中に乳化２分散されており、この重合体を添加した水
（エマルジョン）は低粘度（通常１〜５０ｃｐ、好まし
くは１〜３０ｃｐ）であり、ｐｔ＋を中性乃至アルカリ
性領域（通常ｐＨ６〜１３、好ましくは７〜１０）に上
昇させることにより、ｐＨ上昇前の粘度（ｃｐ　ａｔ　
２０℃）の５０倍以上、好ましくは８０倍以上、更に好
ましくは３００倍以上の粘度（ｃｐ　ａｔ　２０℃）〕
に増粘させることができる。増粘後は、一般に１００ｃ
ｐ以上、好ましくは３００ｃｐ以上、更に好ましくは１
０００ｃｐ以上の高い粘度となる。

従って、このような酸性のアニオン性重合体を含有する
水（水溶液又は水分散液）を軽量骨材表層の空隙中に吸
水させた後、そのｐＨを上昇させることにより、表層空
隙中に高い粘度〔増粘前の粘度の５０倍以上の粘度（一
般に１００ｃｐ以上）〕を有する水の層を形成させた軽
量骨材を製造できる。

アニオン性重合体を含有する水の粘度の制御はｐＨ１ｊ
ｌ整により行なうことができるが、中性乃至アルカリ性
へのｐＨの上昇には、セメントと水との接触により放出
されるＯＨ−イオンを利用するのが好ましい。セメント
は水と接触すると、セメント中のフリーライム（Ｃａｂ
）と水との反応及びＣ３５（ニーライト）やＣ，Ｓ　（
ビーライト）の水和により、Ｃａ　（ＯＨ）ｚを形成し
て、水のｐＨを高め、それと同時に、セメント中のＫ　
ｚ　Ｓ　Ｏ４やＮａ２ＳＯ４とＣａ（ＯＨ）ｚやＣ３Ａ
との反応（たとえば下記のような反応）により更にｐｌ
＋が高まる。

ａＫｚＳＯｎ＋３Ｃａ（ＯＨ）ｚ　＋Ｃ３Ａ＋３２Ｈｚ
Ｏ→Ｃ３Ａ・３ＣａＳＯａ・３２Ｈ２０＋６ＫＯＨ表層
の微細空隙中で５０倍以上の粘度に増粘させる方法とし
ては、上述のような酸性のアニオン性樹脂を含有する水
のｐＨ増大による方法の外にも、例えば低粘度の樹脂原
料〔単量体１部分重合物（オリゴマー、プレポリマー）
等〕の水溶液又は水分散液を表層空隙中に含浸させた後
、空隙内でそれらを重合させて重合前の粘度の５０倍以
上の粘度を有する水の層を形成する方法等でも製造する
ことができる。

本発明に係る加圧吸水抑制剤が適用される軽量骨材とし
ては、従来から軽量コンクリートの製造に用いられてい
る人工軽量骨材及び天然軽量骨材、例えば「建築材料・
工法ハンドブック」　（昭和４４年４月１０日地人書館
発行）２７４〜２９３頁。

「土木材料ハンドブック」　（昭和４３年１０月３０日
山海堂発行）３２７〜３５０頁記載のものが使用でき、
例えば膨張頁岩（メサライト、アサノライトセイライト
等の非造粒形；ピルトン、ライオナイト等の造粒形；及
びヘイダイト等の破砕形）、造粒形膨張粘度上（ケラム
ジソト、ルカ等）、破砕形膨張スレート、造粒形焼成フ
ライアッシュ（ジョーライト、ライダク、アゲライト等
）等のような人工軽量骨材；及び火山れき（大島火山れ
き、注量火山れき等）等のような天然軽量骨材が挙げら
れる。好ましいのは膨張頁岩（メサライトアザノライト
、セイライト等の非造粒形；ピルトン、ライオナイト等
の造粒形；及びヘイダイト等の破砕形）、造粒形膨張粘
土（ケラムジソトルカ等）、破砕形膨張スレート、造粒
形焼成フライアッシュ（ジョーライト、ライダク、アゲ
ライト等）等のような人工軽量骨材である。

このような軽量骨材は、その表層に微細な空隙を有して
いる。その空隙は通常０．１〜１００μｍ程度の微細な
ものである。

本発明に係る加圧吸水抑制剤を軽量骨材に適用して、そ
の表層の空隙中に吸水させる方法としては、■乾燥軽量
骨材に本発明の加圧吸水抑制剤（５０ｃｐ以下の粘度を
有する水、例えば上述のような酸性のアニオン性重合体
を含有する水）を練り混ぜることによって、吸水させる
方法；■本発明の加圧吸水抑制剤の中に乾燥軽量骨材を
浸漬し、吸水させる方法；■本発明の加圧吸水抑制剤を
密閉下の減圧した容器内にある乾燥軽量骨材中に吸入し
、吸水させる方法；■本発明の加圧吸水抑制剤中に乾燥
軽量骨材を浸漬し、空気等で加圧して、吸水させる方法
等が挙げられる。好ましいのは■の方法である。

又、このようにして表層空隙中に吸水させた本発明の加
圧吸水抑制剤を（増粘前の粘度の）５０倍以上の粘度に
増粘せしめる方法としては、（ｉ）セメントのアルカリ
によりｐＨを上昇させ増粘させる方法；（ｉｉ）アルカ
リ金属の水酸化物及び／又は炭酸塩（例えば水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム）によりｐＨを上昇させ増粘さ
せる方法１（ｉｉｉ）多価金属（アルカリ土類金属、ア
ルミニウム等）の水酸化物（水酸化カルシウム、水酸化
マグネシウム、水酸化アルミニウム）によりｐＨを上昇
させ増粘させる方法；（ｉｖ）アルミン酸塩（アルミン
酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等）によりｐ）ｌを
上昇させ増粘させる方法；（Ｖ）水酸化アンモニウムに
よりｐＨを上昇させ増粘させる方法；（ｖｉ）その池水
溶液又は水分散液状態でＯＨ−を放出する各種の化合物
によりｐＨを上昇させ増粘させる方法が挙げられる。好
ましいのは（ｉ）の方法である。

本発明の加圧吸水抑制剤による軽量骨材処理は、生コン
クリートプラントでコンクリートの練り混ぜと同時に行
なうことができる。

本発明の加圧吸水抑制剤による処理を化コンクリートプ
ラントで行なう方法としては、例えば、下記のフロシー
トに従って、先ずミキサー中に、軽量骨材（人工軽量粗
骨材）■と、本発明の加圧吸水抑制剤（５０ｃｐ以下の
粘度を有する水、例えば上述のような酸性のアニオン性
重合体を含有する水）■（この水の量は軽量骨材表層に
吸水させるのに必要な量）を投入、攪拌し、その間に加
圧吸水抑制剤■を軽量骨材［相］の表層部に吸水させ、
次いで、残りの骨材（砂）■と水（コンクリートの全水
量から軽量骨材表層に吸水させた加圧吸水抑制剤０中の
水の量を引いた残りの量）［相］及びセメント０と混和
剤■を添加し、コンクリートを練り混ぜ、その結果、セ
メントから放出されるＯＨ−のためにコンクリート中の
水＠及び軽量骨材［相］の表層に吸収させた加圧吸水抑
制剤０の何れのｐＨも上昇し、軽量骨材［相］の表層空
隙中の加圧吸水抑制剤■は粘度が上昇して、本発明によ
る加圧吸水抑制処理が施されることになる。

本発明の加圧吸水抑制剤で処理して得られる軽量骨材１
は、第１図に示されるように、微細空隙中に高粘度（増
粘前の粘度の５０倍以上の粘度。

一般に１００ｃｐ以上）の水の層を有する表層部２を有
している。

〔発明の実施例〕

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例１アニオン性アクリル系樹脂エマルジョン〔アクリル酸エ
チル／メタクリル酸（重量比１／１）共重合体、＃Ｉ価
３２５　（純分）、樹脂含量２５％。

ｐＨ２，粘度３ｃｐ（２０℃）〕からなる本発明の加圧
吸水抑制剤を、人工軽量粗骨材〔ピルトン（住人金属鉱
山製）〕に対して、３重量％相当量を投入して、ミキサ
ー中で１５秒間均一混合し、次いで普通ポルトランドセ
メントを、該ミキサー中の骨材に対し、２重量％投入し
、更に１５秒間均一混合することにより、表層空隙中で
粘度１０万ｃｐ（増粘前の粘度の３万倍以上）に増粘さ
れた水の層を有する、本発明による加圧吸水抑制処理を
行なった軽量骨材を製造した。

上記アクリル樹脂エマルジョンからなる加圧吸収抑制剤
の粘度とｐＨの関係は第２図の通りである。

〔上記アクリル樹脂エマルジョンを５倍稀釈。

１０倍稀釈、１５倍稀釈した水分散液を用いた場合も併
記した。〕上記の加圧吸水抑制剤による加圧吸水抑制処理を行なっ
た軽量骨材及び無処理の軽量骨材について、下記の試験
方法により、加圧吸水特性を試験した。その結果は、第
３図に示される通りであった。

〔加圧吸水特性試験法〕

試験装置を第４図に示す。図中、２０は密閉された空間
を持つ圧力容器であり、この中に所定量の軽量骨材を入
れた後、残りの空間を水で満たす。

その後、油圧ジヤツキ２７によりプランジャー２３を動
かし、水に圧力を加える。この時のプランジャー２３の
変位量を変位計測棒２４を介してダイアルゲージ２５に
より測定し、軽量骨材２１に加圧吸水された水の量を求
める。尚、２８は圧力計である。

実施例２実施例１のアクリル樹脂エマルジョンに代えてアニオン
性アクリル系樹脂エマルジョン〔アクリル酸エチル／メ
タクリル酸（重量比６／４）共重合体、酸価２６０（純
分）、樹脂含量２５％、　ｐＨ２、粘度３ｃｐ（２０℃
）〕からなる、本発明の加圧吸水抑制剤を用いた外は、
実施例Ｉと同様にして、本発明による加圧吸水抑制処理
を行なった軽量骨材を製造し、加圧吸水特性を試験した
。その結果は、第３図とほとんど変わらなかった。

比較例１ヒドロキシエチルセルロースの水溶液と普通ポルトラン
ドセメントとからなる増粘ペーストＣ粘度１０万ｃｐ（
２０℃）〕を、実施例と同様にして、軽量骨材にコーテ
ィングし、加圧吸水抑制処理を行なった。

第５図は、この方法で処理した骨材の加圧吸水試験の結
果を示す。骨材のみの加圧吸水試験では、無処理のもの
に比べて、著しく加圧吸水が抑制される。しかし、この
骨材を用いて製造したコンクリートは、コンクリート練
り混ぜ時の機械的作用により、コーティングが損傷を受
け、図示のように製造されたコンクリートの加圧吸水抑
制作用は、大きく低下する。これは、第３図に示したよ
うに本発明による加圧吸水抑制剤を用いて処理した場合
にはみられないものである。

次に、これらの処理された軽量骨材及び無処理骨材を用
いたコンクリートの圧送実験を）〒なった。

この実験に用いたコンクリートの配合は、第１表の通り
であり、このコンクリートをピストン式コンクリートポ
ンプを用いて１００ｍ圧送しくパイプ径５インチ）、圧
送の可否、圧送前後のスランプ及び圧縮強度を調べた。

その結果を第２表に示す。

実施例１．２は何れも圧送後５（Ｍ１１１００スランｌ
９を添加した水を用い、そのｐＨを変化させることにより
容易に達成される。上記重合体は、酸性では径２〜３μ
ｍ以下の微粒子として水中で乳化しており、これを添加
した水（エマルジョン）は微細な空隙中へ容易に浸入し
得る低い粘度（１〜３ｃｐ程度）を有しており、そのｐ
Ｈを中性からアルカリ性に上昇させると、この重合体の
解乳化と水への溶解により水の粘度は致方ｃｐ程度まで
増加し、優れた加圧吸水抑制効果を発揮することができ
る。

又、上記ｐＨの調整は、セメントから放出されるＯＨ−
により容易に行なうことができる。

又、本発明による軽量骨材の加圧吸水抑制処理は極めて
簡便であり、軽量骨材製造の過程では何ら特殊な処理を
行なわなくて良く、必要な作業は全て生コンクリートプ
ラントにおいて実施可能である。

本発明の加圧吸水抑制剤による処理を行なった軽量骨材
を用いたコンクリートは、ポンプ施工時の加圧吸水が小
さく、そのために圧送時のコンクリートの流動性の低下
も極めて小さい。従って、軽量骨材に予め多量の水を吸
水させる必要もないし、単位水量を著しく大きくする必
要もない。即ち、本発明の加圧吸水抑制剤を用いること
により、凍結融解や鉄筋の腐食等に対して耐久性の優れ
た軽量コンクリートを、コンクリートポンプを使用して
、合理的に施工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加圧吸水抑制処理された軽量骨材
の断面図、第２図は加圧吸水抑制剤の粘度とｐＨの関係
を示すグラフ、第３図は本発明による加圧吸水抑制処理
（実施例１）を行なった軽量骨材及びこの骨材を用いた
コンクリートの加圧吸水試験結果を示す図、第４図は加
圧吸水試験装置を示す要部断面正面図、第５図は増粘ペ
ーストコーティング（比較例１）を行なった軽量骨材及
びこの骨材を用いたコンクリートの加圧吸水試験結果を
示す図である。 ■・・・軽量骨材、２・・・微細空隙中に高粘度の水の
層を有する表層部。特　許　出　願　人　　株式会社竹中工務店株式会社竹
中土木第１図７￥Φ暦を有する表層部）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軽量骨材表層の微細空隙中に浸入し得る粘度を有
し、ｐＨ上昇により５０倍以上の粘度に増粘され得る高
分子物質の水性分散液からなることを特徴とする軽量骨
材用の加圧吸水抑制剤。
（２）該高分子物質が酸性のアニオン性アクリル系樹脂
である特許請求の範囲第１項記載の軽量骨材用の加圧吸
水抑制剤。
（３）該アクリル系樹脂がメタクリル酸／（メタ）アク
リル酸アルキル共重合体である特許請求の範囲第２項記
載の軽量骨材用の加圧吸水抑制剤。
（４）５０センチポイズ以下の粘度を有する特許請求の
範囲第１項、第２項又は第３項記載の軽量骨材用の加圧
吸水抑制剤。
（５）該空隙内で該水性分散液のｐＨを酸性領域から中
性ないしアルカリ性領域に上昇させることにより、５０
倍以上の粘度に増粘される特許請求の範囲第１項〜第４
項の何れか記載の軽量骨材用の加圧吸水抑制剤。
（６）セメントから放出されるＯＨ＾−イオンにより、
ｐＨを上昇させる特許請求の範囲第１項〜第５項の何れ
か記載の軽量骨材用の加圧吸水抑制剤。