JPS6374945A

JPS6374945A - セメント系組成物の製造方法

Info

Publication number: JPS6374945A
Application number: JP22149186A
Authority: JP
Inventors: 早川　和良; 久保田　一雄
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-05
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0617260B2

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］本発明はセメントペースト、モルタル、コンクリート混
和物等の未硬化のセメント系組成物の製造方法、とくに
は材料分離低減効果を有する混和剤の後添加を可ｆ走に
し、打設時の作業性を改善することのできるセメント系
組成物のｔＡ造方法に関するものである。

［従来の技術とその問題点］従来、分離低減剤を添加した生コンクリートの製造方法
としては、プラントで分離低減剤をセメント、骨材、水
と同時に添加するか、あらかじめセメント、骨材とトラ
イブレンドした後、水を添加して混錬する場合が多く、
−たん混練されたコンクリートに分離低減剤を後添加す
る方法は一般には採用されていない、この理由は、この
混和剤が水溶性の高分子であり、粉体で後添加した場合
、分散が不均一な状態で粘性が発現するため、攪拌効率
の悪いトラックミキサ−車などでは混練が均一に行なわ
れず、コンクリートの品質に悪影響を及ぼすためである
。

また注入工法用セメントペーストの製造における分離低
減剤の添加方法としては、セメントと分離低減剤をあら
かじめトライブレンドして水を添加しても、骨材によっ
て分離低減剤をすりつぶし分散させるという効果が少な
いため、ダマが生じて均一なペーストになりに〈〈品質
上の問題が生じる。またセメントペーストに分離低減剤
を粉体で後添加すると、さらに分散が悪い状態になる。

このように従来の分離低減剤では添加する方法に制約を
受けるか、品質上の問題を生じていた。

現実の施工に際してはプラントでの添加に制約があるた
め、現場後添加が必要となる場合や、製造プロセス上、
後添加でなければならない場合があり、後添加しても均
一に分散し効果を充分に発揮できる混和剤や混練システ
ムの開発が進められてきた。

分離低減剤を粉体で後添加する場合、混線を均一に行な
うために、バッチ式ミキサー、連続ミキサーなどの混線
機械の改良による方法も検討されているが、これらの方
法によってもなお混線が均一に行なわれない場合があり
、現場にミキサーなどを搬入するために要する労力、場
所の確保に問題がある。

一方混和剤の改良としては、分離低減剤に増量材をブレ
ンドしたものを添加する方法、水に分散したスラリーと
して添加する方法が考えられ検討されている。

曲者の方法は適当な増量材の選定と、その量、添加方法
により、一応の効果は認められるが、粉立ちによるミキ
サー壁面への付着によるロスや作業環境が悪いという問
題が残る。

後者のスラリー状で添加する方法では、一般に水に分散
すると粘度の発現が早く粘度上昇に伴なう分散不良に対
処して混和剤の溶解性を遅らせるためにグリオキザール
などのアルデヒドで処理したものが用いられている。し
かし、この混和剤の添加量が少ない場合は完全に水に溶
解したものを添加することもできるが、セメント組成物
に多く添加しようとする場合、スラリーの流動性を保つ
ために多くの水を費やすと、セメント組成物に加えるこ
とのできる残りの水が少なくなり過ぎてセメント組成物
の混線、運搬がうまくゆかなくなることや、多！４のス
ラリー液の準備、投入に多大の・万力を要することなど
のため、スラリー濃度を高めなければならなくなる。　
従来の技術では、高粘度タイプの混和剤を用いる場合の
スラリー濃度の限界は４％程度であり、それ以上では流
動性のとぼしいペースト状になり、ミキサーへの輸送。

投入がうまくゆかなくなり、またセメント組成物への均
一な分散も不可能であった。このために高濃度でスラリ
ー化することのできる混和剤の出現が強く望まれていた
。

［問題点を解決するための子役］本発明者らは、上記の要求に応えられる混和剤を開発す
るため鋭意研究を重ねた結果、この混和剤としてセルロ
ースエーテルを主成分とするものを採用した場合には、
セルロースエーテルに対するアルデヒド処理、この処理
に際しての脂肪族カルボン酸またはオキシカルボン酸の
併用、得られた混和剤の粉の見掛密度、スラリーにおけ
るｐＨ調整、セルロースエーテルの種類等が高濃度スラ
リーの調製または安定化のための重要な因子となること
；つまり、（１）　ｆｆｉ橘剤のアルデヒドの量を多く
すればスラリー濃度はある程度は上がるが、粉の粒が軟
かく見掛密度が低いと水に膨潤しやすく、高濃度スラリ
ー化には限界がある。（２）アルデヒドと脂肪族カルボ
ン酸および／またはオキシカルボン酸を処理することに
より、アセタール反応が均一で、かつ効率的に進み、粒
の表面からの水の吸収膨潤が起りにくいためスラリーの
高濃度化が可能となる。（３）アセタール結合はアルカ
リサイドでは切れ易く溶解が促進されるが、酸性サイド
では安定しておりスラリーの高濃度化とスラリー寿命を
長くする効果がある。（４）熱ゲル化性を有するヒドロ
キシアルキルアルキルセルロース（Ｍ、Ｓ、　０．１〜
２．０．　Ｄ、Ｓ、　０．５〜２．５）は、製造時の加
熱洗浄→冷却→加熱乾燥の工程において、その特性によ
り、最終製品の粉がち密化され見掛密度が上がる効果を
有する等の関係のあることを見出し、本発明に到達する
に至ったものである。

したがって、本発明によるセメント系組成物の製造方法
は、アルカリ可溶性アセタール化セルロースエーテルを
主成分とする混和剤を低級脂肪族カルボン酸酸性水に分
散して４％以上の高濃度スラリーとし、これを未硬化の
セメント組成物に後添加することを要旨とするものであ
る。

以下本発明をさらに詳細に説明する。

まず、本発明で対象とする未硬化のセメント系組成物の
材料分離防止、ブリージング防止に効果のあるアルカリ
可溶性アセタール化セルロースエーテルの原料となるセ
ルロースエーテルとしてはメチルセルロース（ＭＯ）や
エチルセルロース（ＥＣ）などのアルキルセルロース、
ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）やヒドロキシ
エチルセルロース（ＨＥＣ）のようなヒドロキシアルキ
ルセルロース、さらにはヒドロキシプロピルメチルセル
ロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロー
ス（ＨＥＭＣ）、ヒドロキシエチルエチルセルロース（
ＨＥＥＣ）などのヒドロキシアルキルアルキルセルロー
スなどが挙げられる。

これらの水溶性セルロースエーテルはそのアセタール化
物の高濃度におけるスラリー化を可能にするために、に
、Ｓ、が０．１〜２．０（好ましくは０．１５〜１．５
　）　、　Ｄ、Ｓ、が０．５〜２．５（好ましくは１．
０〜２．０　）のヒドロキシアルキルアルキルセルロー
スを選択するのが有利である。

上記の置換度のヒドロキシアルキルアルキルセルロース
は溶液の温度が上昇すると、ある温度以上（踵、Ｓ、、
　Ｏ，Ｓ、によって異なる）で高置換度部分のアルキル
基が結晶化し溶液がゲル化するという現象が起り、この
現象が製造時の冷却ゲル化工程において他のセルロース
エーテル［熱ゲル化性を有しないＨＥＣ，ＲＰＣなどの
ヒドロキシアルキルセルロース、熱ゲル化性を有するが
ゲル化温度が低過ぎるＭＯや、に、Ｓ、が低く　［１，
Ｓ、が高いヒドロキシアルキルアルキルセルロース、熱
ゲル化性を有するがゲル化温度が高過ぎるヒドロキシア
ルキルアルキルセルロース（Ｍ、Ｓ、が高＜　Ｏ，Ｓ、
が低い）〕とは異なった挙動を示し、最終製品の粉体の
見掛密度を上げる効果を有する。

１記セルロ〜スエーテルの７セタール化に際して使用さ
れる脂肪族ジアルデヒドとしてはグリオキザール、スク
シンアルデヒドなどが挙げられる。高濃度スラリー化を
可７１にする添加雀は上記水溶性セルロースエーテルに
対して１〜１０１ｉ％が望ましく、これを混和剤の表面
にスプレーし、加熱処理すると、反応が起り、表面が一
部不溶化する。この時用いる混和剤の粒が硬く、見掛密
度が大きいと、水に対する膨潤性が小さく、高濃度のス
ラリー化を可能とする。

一方、アルデヒドの反応を均一にしかも効率的に進める
ために用いる、脂肪族カルボン酸やオキシカルボ〉酸と
しては、ギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、コハク酸な
どがあげられ、ホルムアルデヒドまたは脂肪族ジアルデ
ヒドの単独使用よりさらに高濃度スラリー化が図れる。

混和剤に対して０．１〜５重量％添加するのが望ましい
。

得られたアセタール化物粉末の見掛密度は０．２５以上
が好ましいが０．６を越えると高濃度のスラリー化は実
現するが、粒が硬すぎるためセメント系組成物に添加し
た後の溶解が遅れ、限られた混練時間における完全な溶
解を阻害することになる。

このようなセルロースエーテルのアセタール化物の重量
平均分子績もまた、材料分離防止の重要な因子であり、
３Ｘ１０５ｇ／■ｏ１以上の場合、効果が大きい、この
添加量は、用途、目標とする性億、施工条件等によって
加減されるが水に対して０．１〜２重量％程度の範囲で
用いられる。

また、スラリーのｐＨが４〜６．５になるように低級脂
肪族カルボン酸、好ましくは酢酸をあらかじめ混和剤に
添加しておくとスラリー寿命の長い高濃度スラリーが得
られる。液のｐＨを酸性にするものは種々あるが無機酸
の塩酸、硫酸は強酸であるためｐＨのコントロールが難
しく低ｐＨの場合、水溶性セルロースエーテルの粘度低
下をまねく、またＣイオン、ＳＯｓ　イオンはセメント
系組成物の耐久性にとって好ましくない成分である。コ
ハク酸、クエン酸等のオキシカルボン酸はセメントの凝
結に対して影響があり望ましくない、この点、酢酸は弱
酸であり、ｐＨは比較的コントロールしやすくかつセメ
ント系組成物への影響が少なく最も望ましい酸性物質で
ある。

本発明を実施するにあたり、連行される空気を少なくし
たい場合は消泡剤を併用してもよい、この消泡剤として
はシリコーン系、トリブチルホスフェート、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレンブロック重合型消泡剤な
どが例示される。

また、流動性、強度を向上するために流動化剤を併用し
ても良い、流動化剤としては、芳香族多環縮合物のスル
ホン酸塩を主成分とするもの、メラミンホルマリン縮合
物のスルホン酸塩を主成分とするもの、ポリカルボン酸
塩を主成分とするものなどが使用される。また、セメン
トの硬化を調整する必要がある場合は硬化促進剤、遅延
剤を併用してもよい。

次に本発明の具体的態様を実施例により説明する。

実施例１ヒドロキシプロピルメチルセルロース（）ＩＰＭｃ）に
、第１表に示すようにグリオキザール、酢酸、またはグ
リコール酸をスプレーし、７５℃で２時間加熱処理して
粉末状の混和剤を得た。これを下記の配合のコンクリー
トモルタルとした。

混和剤についての限界スラリー濃度、スラリー添加前の
コンクリートのスランプ、および得られたコンクリート
モルタルについての水中分離抵抗性を試験したところ第
１表に示す結果が得られた。

なお、表中のＨＰＩＩＧの種類、添加方法、各試験方法
を次に示す。

（１）　ＨＰＭＣの種類ＨＰＮＣ−１：　Ｍ、Ｓ、　＝　０．２３、Ｉｌ、Ｓ、
＝１．４５．２％における粘度３００００ｃｐｓＨＰＭＣ−２：に、Ｓ、　＝　０．８５、Ｄ、Ｓ、＝１
．３８．２％における粘度３００００ｃｐｓ（２）添加方法・生コンプラント同時添加：粉体の混和剤をセメント、骨材、水と同時に添加し混練
した。

・トラックミキサ−車粉体技添加：生コンプラントで練られたコンクリートをトラックミキ
サ−車（１０ｔｏｎ）で運搬し現場でトラックミキサ−
の上部口より粉体を少發ずつ添加し１０分間高速攪拌し
た後、水中分離抵抗性試験を行なった。

・トラックミキサ−車スラリー後添加：混和剤のスラリ
ー化に必要な水を残して、混練された生コンをトラ−２
クミキサー１１ｉ（１０ｔｏｎ）で運搬し現場でトラッ
クミキサ−の上部口より限界スラリー濃度のスラリーを
バケツにて投入し１０分間高速攪拌した後、水中分離抵
抗性試験を行なった。

（３）試験方法・限界スラリー濃度：２０℃で３０分間の間スラリー状態で流動性を保てる限
界の濃度を示す。

働水中分離抵抗性：ｌＯφＸ　２０Ｃ鳳の型枠を用い気中製作供試体の圧縮
強度に対する水中製作供試体（水深５０ｃ＋ｓの型枠に
コンクリートを自由落下して成型）の圧縮強度の比（強
度比）で表わす。

争見掛密度：パウダーテスター（線用鉄工所製）による測定で粉体の
ゆるみ、見掛密度を表わす。

実施例２ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）として
、信越化学工業社製のＨＥＭＣ−３０００（Ｎ、Ｓ、　
＝　０．１８、Ｄ、Ｓ、　＝　１．４９）を用い、これ
に第２表に示すようにグリオキザール、グリコール酸、
または酢酸をスプレーし、７５℃で２時間加熱処理して
、粉末状の混和剤を得た。

つぎに、水・セメント比ｌ：ｌ、混和剤：１％（対水）
、トリブチルホスフェート（消泡剤）二〇、２％（対水
）の配合でセメントペーストとし、混線の安定性および
均一性の評価を行なったところ、第２表に示す結果が得
られた。

なお、表中の添加方法および各試験方法を次に示す。

（１）添加方法争トライブレンド：２０ｇ、のホバート型ミキサーを用いセメン）　１０ｋ
ｇと混和剤１００ｇとを１分間トライブレンドし、均一
になったところで水を添加し３分間混練した。

・１％スラリー＋セメント：水１０ｋｇに混和剤を１００　ｇ添加し１分間攪拌した
後セメントを添加し３分間混練した。

・セメントペースト＋８％スラリｍ：セメント１０ｋｇと水９．１ｋｇを１分間混練した中に
、混和剤の１０％（混和剤１００ｇ十水９０Ｏｇ）のス
ラリーの調製後３０分経過したものを添加し、さらに３
分間混練した。

（２）試験方法・スラリー寿命：２０℃で流動性のあるスラリー状態が持続する時間。

・ダマの発生量：混練したセメントペースト２０ｋｇを目開きｌ鳳脂の篩
を通過させ篩上に残った物質の量を測定した。

・ブリージング率：１文のメスシリンダーに入れたセメントペーストを２４
時間静置した後のブリージング水を百分率で表わした値
（％）。

［発明の効果］本発明によるセメント系組成物の製造方法によれば、従
来の製造方法に比べて４％以上の高スラリー濃度添加が
可渣となり、セメント組成物中の水分調整が不安、スラ
リー量が少ｅですみ、調整投入労力の省力化、セメント
組成物中の混和剤の分散およびセメントアルカリに溶解
後の均一性が保持され、打設後コンクリートの機械的強
度の増加均一性を発揮するというすぐれた効果を挙げる
。

特許出願人　信越化学工業株式会社代理人・弁理士　山　本　亮　−□。

Claims

【特許請求の範囲】１、アルカリ可溶性アセタール化セルロースエーテルを
主成分とする混和剤を低級脂肪族カルボン酸酸性水に分
散して４％以上の高濃度スラリーとし、これを未硬化の
セメント系組成物に後添加することを特徴とするセメン
ト系組成物の製造方法。２、アルカリ可溶性アセタール化セルロースエーテルが
、水溶性セルロールエーテルのホルムアルデヒドまたは
脂肪族ジアルデヒドとのアセタール化物であって、粉体
の見掛密度が０．２５〜０．６ｇ／ｃｍ＾３である特許
請求の範囲第１項記載のセメント系組成物の製造方法。３、アルカリ可溶性アセタール化セルロースエーテルが
、水溶性セルロールエーテルのホルムアルデヒドまたは
脂肪族ジアルデヒドと、脂肪族カルボン酸および／また
はオキシカルボン酸との処理生成物であって、粉体の見
掛密度が０．２５〜０．６ｇ／ｃｍ＾３である特許請求
の範囲第１項記載のセメント系組成物の製造方法。４、水溶性セルロースエーテルが、セルロースのグルコ
ース単位当りのヒドロキシアルキル基の平均置換度（Ｍ
．Ｓ．）で０．１〜２．０であり、アルキル基の平均置
換度（Ｄ．Ｓ．）で０．５〜２．５２である熱ゲル化性
を有する水溶性ヒドロキシアルキルアルキルセルロース
である特許請求の範囲第２項または第３項に記載のセメ
ント系組成物の製造方法。５、高濃度スラリーが、ｐＨ４〜６．５の低級脂肪族カ
ルボン酸酸性の分散液である特許請求の範囲第１項ない
し第４項の各項に記載のセメント系組成物の製造方法。