JPS644975B2 - - Google Patents

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JPS644975B2
JPS644975B2 JP59071033A JP7103384A JPS644975B2 JP S644975 B2 JPS644975 B2 JP S644975B2 JP 59071033 A JP59071033 A JP 59071033A JP 7103384 A JP7103384 A JP 7103384A JP S644975 B2 JPS644975 B2 JP S644975B2
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JP
Japan
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admixture
group
cement
mixture
combination
Prior art date
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JP59071033A
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JPS59199562A (ja
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Harii Gaabaa Aasaa
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NISSO MASTER BUILDERS KK
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NISSO MASTER BUILDERS KK
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Publication date
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Application filed by NISSO MASTER BUILDERS KK filed Critical NISSO MASTER BUILDERS KK
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Publication of JPS644975B2 publication Critical patent/JPS644975B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、セメント組成物用混和剤に関するも
のである。 さらに詳しく言えば、本発明は、下記(イ)、(ロ)、
(ハ)の成分を含有することを特徴とするセメント組
成物用混和剤に関する。 (イ) チオシアン酸のアンモニウム塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土金属塩およびチオ硫酸塩より
なる群から選ばれる１種または２種以上の混合
物。 (ロ) アルカノールアミン、ヒドロキシアルキル化
ヒドラジン、ヒドロキシアルキル化エチレンジ
アミンおよびアルカノールアミノ酸よりなる群
から選ばれる１種または２種以上の混合物。 (ハ) 硝酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩、お
よびアルカリ土金属塩よりなる群から選ばれる
１種または２種以上の混合物。 本発明のセメント組成物用混和剤は、セメント
組成物に対し経済性ならびに全材令にわたる圧縮
強度増大および凝結硬化速度の促進という格別の
効果をもたらすものである。ここに、セメント組
成物とは、コンクリート、モルタル、グラウト等
ならびにこれらのドライミツクスをさすものであ
る。 上記の如き効果を達成することを目的として、
従来種々の化学混和剤が使用されあるいは提案さ
れている。例えば塩化カルシウムは経済的で効果
的な促進剤としてよく知られているが、このもの
は、ある使用量以上になると、セメント組成物中
に埋設されている金属（例えば鉄筋）の腐食を促
進するという欠点をもつている。かくて、塩化カ
ルシウムに代るもので、かつ、経済的で効果のあ
る促進剤の出現が要望され、関連業界において
は、これに対する探究が引続いて推進されてき
た。 米国特許第3782991号公報には、無水硫酸アル
ミニウムが初期の圧縮強度を増大させること、お
よび凝結促進剤としてトリエタノールアミンと併
用することが開示されている。また、米国特許第
4298392号公報には、72時間より短かい材令の圧
縮強度を増大させるのにシリカゾルとチオシアン
酸ナトリウムの組合せになる混和剤が開示されて
いる。これによれば、所望の効果はチオシアン酸
塩単味では達成できず、シリカゾルとの組合せに
よつてのみ達成することができる。 さらに、米国特許第4256500号公報には、ポゾ
ラン物質を含むセメント組成物について従来得ら
れていた圧縮強度と同等の強度を、より経済的に
得るための各種の無機化合物が開示されている。
ここで使用されている化学剤は、チオ硫酸アルカ
リ塩、硫酸アルカリ塩、亜硫酸アルカリ塩、硝酸
アルカリ塩、亜硝酸アルカリ塩、チオシアン酸ア
ルカリ塩、青酸アルカリ塩、塩化アルカリ塩等の
単味または組合せである。同公報の第12表にはチ
オシアン酸ナトリウムとチオ硫酸ナトリウムとの
組合せが顕著な効果をあらわすことが示されてい
るが、その第13表には硝酸ナトリウムとチオ硫酸
ナトリウムとの組合せ、硝酸ナトリウムと亜硫酸
ナトリウムと硫酸ナトリウムとの組合せが良い結
果をもたらすことが示されている。 また、米国特許第4337094号公報には、セメン
ト組成物の促進剤として、また、圧縮強度改善剤
として、硝酸カルシウムのセメント基準添加量
0.5〜3.0％の添加量範囲とアルカノールアミンと
の組合せが開示されている。なお、この組合せに
少量のグルコン酸塩またはリグニンスルホン酸塩
を併用する場合も示されている。米国特許第
4373956号公報には、チオシアン酸のアルカリ塩、
アルカリ土金属塩またはアンモニウム塩とアルカ
ノールアミンとの組合せになる混和剤が開示され
ており、該混和剤は、セメント組成物に添加した
場合、硬化速度を増大し硬化後の圧縮強度を増大
させることが記載されている。 上に引用した先行技術は、セメント組成物の早
期強度または長期強度のどちらかを犠牲にするこ
となく、凝結速度を所望の程度に促進するという
点で、ほぼ満足すべきものではあるが、これら促
進剤より、さらに、優れた利点をもたらす促進剤
が望まれている。よつて硬化速度を促進し、圧縮
強度を増大する効果がより大きくかつ経済的に達
成し得る促進剤の開発は、関連業界にとり大きな
利益をもたらす。 本発明は、上述の事情に鑑み、効果が大きくか
つ鉄筋等の埋設金属を腐食させない促進剤を提供
することを目的として種々考究の結果、完成され
たものである。 本発明のセメント組成物用混和剤は、基本的に
は (イ) チオシアン酸のアンモニウム塩、アルカリ
塩、アルカリ土金属塩およびチオ硫酸塩よりな
る群から選ばれる１種または２種以上の混合物 (ロ) アルカノールアミン、ヒドロキシアルキル化
ヒドラジン、ヒドロキシアルキル化エチレンジ
アミンおよびアルカノールアミノ酸よりなる群
から選ばれる１種または２種以上の混合物 (ハ) 硝酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩又は
アルカリ土金属塩よりなる群から選ばれる１種
または２種以上の混合物 の３成分を含有することを特徴とするものであ
る。 本発明における上記(ロ)の成分は、アンモニア、
ヒドラジン、エチレンジアミンの窒素原子に結合
している水素原子の１箇または複数箇を同一また
は異なつたヒドロキシアルキル基で置換した構造
の化合物である。この化合物を例示すると、アル
カノールアミンとしてはモノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジ
イソプロパノールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチル
イソプロパノールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチル
ジイソプロパノールアミン等があり、ヒドロキシ
アルキル化ヒドラジンとしてはジヒドロキシエチ
ルヒドラジンがあり、ヒドロキシアルキル化エチ
レンジアミンとしてはテトラヒドロキシエチルエ
チレンジアミン、トリヒドロキシエチルエチレン
ジアミンがある。 上記のアルカノールアミノ酸またはその誘導体
とは、Ｎ−ヒドロキシアルキル化グリシンまたは
その水溶性塩、水溶性エステルならびに、一般
式、 あるいは （式中、R1およびR2は、それぞれ、水素原子ま
たはメチル基であり、Ｘはカルボキシル基および
その低級アルキルエステルの基、ニトリル基、ア
マイド基およびＮ−置換アマイド基であり、Ｙは
ＨまたはＸである。ＺはＨ、カルボキシル基のア
ルカリ塩またはアルカノールアミン塩であり、
R3はＨ、−CH2−CH2−OHまたは
【式】であり、R4は−CH2−CH2− OHまたは
【式】である）で示され る化合物よりなる群から選ばれる１種または２種
以上の混合物である。 上記の化合物を例示すれば、Ｎ，Ｎ−ジヒドロ
キシエチルグリシン、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチ
ル−β−アミノプロピオン酸、Ｎ，Ｎ−ジヒドロ
キシエチル−α−メチル−β−アミノプロピオン
酸、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−アミノメチル
コハク酸のモノナトリウム塩、ジヒドロキシ−β
−アミノプロピオニトリル等がある。なお、この
中でＮ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−アミノメチル
コハク酸は、圧縮強度の増大と硬化速度の促進に
高い効果を示す。 上記基本組成を有する、本発明の混和剤のセメ
ント組成物に対する使用量（セメント組成物中の
セメント重量基準の添加重量％）は、一般に0.10
％〜2.0％の範囲が適当であるが、約3.0％までの
使用量で使用することができる。また、上記の
(イ)、(ロ)、(ハ)の各成分毎の好ましい使用量の範囲
は、 (イ)の成分：0.01％〜0.50％ (ロ)の成分：0.005％〜0.08％ (ハ)の成分：0.05％〜2.0％ である。 本発明の混和剤を上記したような使用量の範囲
で添加することにより、セメント組成物の凝結硬
化が促進され短期および長期の圧縮強度が増大す
る。これらの効果は、構成成分から予期される以
上の効果であり、前記(イ)、(ロ)、(ハ)各成分の組合せ
による相乗的効果である。 本発明の混和剤を、セメント組成物に添加する
態様は、セメント混練物の混練時に添加する態
様、混練後に添加する態様、各成分毎に添加する
態様、セメント組成物のドライミツクスに添加す
る態様、その他混和剤の添加態様として従来公知
の各種の態様が適用できる。 本発明におけるセメント組成物のセメントと
は、水硬セメントの意であり水の作用により硬化
し得るすべてのセメント質物質を意味するが、好
ましくは、ポルトランドセメントおよび混合セメ
ントである。 本発明の混和剤は、セメント組成物中の埋設金
属を腐食させる原因となる塩化物を含まないの
で、かかる腐食をまねかないことが、本発明の混
和剤のもたらす利点の１つであるが、埋設金属を
腐食しない限度量以下ならば、前記(イ)の成分の一
部を塩化カルシウムによつて置き換えてもよい。 以下に、本発明の効果を示す実施例を掲げる。
この実施例はコンクリート試験を行つた結果を示
すものである。各試験シリーズにおいては、同一
種類および同一銘柄のセメントを使用し、骨材の
種類と細粗骨材比は実質上一定に保つた。試験の
方法と細部は現行ASTM規定に準拠し、各試験
シリーズにおいて、個々の配合は、セメント量と
ASTMC143−78に準拠して測定されたワーカビ
リテイの大きさ（スランプ値）に関して比較でき
るベースとした。試験は、全材料温度約21℃、砂
対粗骨材の重量比0.48±0.01で行なつた。なお、
単位セメント量は第１、２、５〜10、12、13、
19、20表は249Kg／m3第３、４、11、15〜18表は
307Kg／m3であつた。試験結果を第１表〜第20表
に示す。表中、略号で記載した化合物は、次のと
おりである。 DEA：ジエタノールアミン TEA：トリエタノールアミン DIPA：ジイソプロパノールアミン EIPA：Ｎ−ヒドロキシイソプロパノールアミン EDIPA：Ｎ−ヒドロキシジイソプロパノールア
ミン DEHZ：ジヒドロキシ化ヒドラジン TEEDA：トリヒドロキシエチルエチレンジアミ
ン THEED：テトラヒドロキシエチルエチレンジア
ミン DEG：Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−グリシン DAPA：Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−β−ア
ミノプロピオン酸 Ｍ−DAPA：Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−α
−メチル−β−アミノプロピオン酸 DAMSA：Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−アミ
ノメチルコハク酸モノナトリウム塩 DAPN：ジヒドロキシエチル−β−アミノプロ
ピオニトリル DOLNIT：ドロマイトを硝酸で処理して得られ
る硝酸カルシウムと硝酸マグネシウムの混合物 また、表中、凝結時間差とは（混和剤添加配合
の凝結時間−プレン配合の凝結時間）あつて負の
値なら促進、正の値なら遅延を意味する。そし
て、ISとは凝結始発、FSとは凝結終結の意味で
ある。さらに、表中、圧縮強度比とは、プレン配
合の圧縮強度を100としたときの指数である。 第１表のデータから、硝酸カルシウムの促進効
果（凝結硬化の促進と圧縮強度の増大効果）は弱
いが、これにトリエタノールアミンを併用すると
促進効果が大きくなり、これに、さらに、チオシ
アン酸塩を併用すると促進効果が一層大きくなる
ことがわかる。しかしながら配合No.４と配合No.５
とを比較すると使用量を、大きくしてもそれに伴
なう効果の増大は小さく、１日強度はむしろ低下
さえしている。（配合No.４の使用量は0.56％であ
り、配合No.５の使用量は1.07％である）このこと
は、本発明の混和剤は、比較的低使用量領域での
効果がすぐれていることを示し、コスト効率（効
果コスト比）が大きいことを示している。このこ
とは第２表において、一層明らかである。配合No.
７は、配合No.８にくらべると、硝酸塩とトリエタ
ノールアミンの使用量が、かなり少ないにもかか
わらず促進効果はほぼ同じであることが判る。 第２表の配合No.７では、低い使用量（この場合
0.3％以下）で顕著な効果がもたらされていて、
コスト効率の高いことを示している。このことは
よく知られた無機促進剤である塩化カルシウムの
通常の使用量が、2.0％であることを考慮すると
大いに評価さるべきである。ところが、第３表に
示すようにさらに低使用量においても、大きな促
進効果がもたらされる。 第３表の配合No.９の使用量は0.17％以下であ
り、配合No.10の使用量は0.14％以下であるが、共
に顕著な効果を示している。かかる使用量は、公
知の無機促進剤の単味使用量またはトリエタノー
ルアミンとの併用使用量の通常のオーダーにくら
べて小さい。 第４表の配合No.11と配合No.12とを比較すると、
硝酸塩とトリエタノールアミンの２成分に0.03％
という低い使用量のチオシアン酸塩が加わること
によつて、コンクリートの初期強度が顕著に向上
することがわかる。かかる効果は、従来技術から
は到底予期し得ないものである。 本発明の混和剤は、上述の如く低使用量で、経
済的に最も有効であるが、第５表に示すように高
使用量においても、コンクリートに対し、大きな
利点をもたらす。同表においては、各成分の使用
量を次々に２倍にして行つた試験結果が示されて
いる。使用量が大きくなると促進効果は大きくな
るが、その増え方はゆるやかであり、明らかに頭
打ち現象が認められる。 第６表においては、アルカノールアミン酸であ
るＮ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−β−アミノプロ
ピオン酸（DAPA）およびＮ，Ｎ−ジヒドロキ
シエチル−α−メチル−β−アミノプロピオン酸
（Ｍ−DAPA）を単味で使用した場合を示す。 第６表より、アルカノールアミノ酸またはその
塩はかなり広い使用量範囲にわたつて促進効果を
もたらすことがわかる。このことは広く使用され
ているトリエタノールアミンの促進効果の特性と
対照的である。すなわちトリエタノールアミンの
促進効果は、ある使用量以上で頭打ちとなつてし
まう。これを第７表に示す。 第８表にはアルカノールアミノ酸の誘導体であ
るジヒドロキシエチル−β−アミノプロピオニト
リル（DAPN）を単味もしくはトリエタノール
アミン、DEG（Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシ−グリシ
ン）と併用した場合の結果を示す。配合No.24と配
合No.25とを比較するとDEG併用の場合の方が、
トリエタノールアミン併用の場合より効果が大き
いことがわかる。 低使用量ではあるが顕著な効果を示す本発明の
混和剤に属する他の態様の前記３成分系の混和剤
を第９表に示す。同表においては、アルカノール
アミン類化合物であるテトラヒドロキシエチル−
エチレンジアミン（THEED）が用いられた。こ
のものはヒドロキシエチル置換ジアミンなる上位
概念化合物に属し該置換ジアミンは促進効果をも
つている。同表によれば、かなり低い使用量（こ
の場合0.14％）で、高い促進効果を示すことが、
わかる。 第10表の結果から、次のことがわかる。Ａ部の
結果からは２成分系にくらべ本発明の３成分系混
和剤は、効果が改善されていることが認められ、
Ｂ部の結果からはトリエタノールアミンの代りに
ジエタノールアミン（DEA）を用いてもよいこ
とがわかり、Ｃ部の結果からはナトリウム塩の方
がカルシウム塩より効果がすぐれていることがわ
かる。 第11表の試験においては、硝酸塩としてドロマ
イトを硝酸で処理して得られた硝酸カルシウムと
硝酸マグネシウムの混合塩（DOLNIT）が用い
られた。同表においては、３成分系を１成分系お
よび２成分系と比較した。 第12表は、トリエタノールアミンの代りに
DEGを用いた試験の結果を示したものである。 第13表は、チオシアン酸塩の１部または全部
を、チオ硫酸ナトリウムで置き換えた場合の試験
の結果を示したものである。 第14表は、第13表の試験より使用量の大きい場
合の結果を示したものであり、併せて、トリエタ
ノールアミンの代りに、DEGを用いた場合の結
果を示したものである。 本発明の混和剤は、セメント組成物に対し、促
進効果をもたらすため、公知の他の促進剤と併用
してもよく、また、リグニンスルホン酸塩、蔗
糖、グルコサツカライド等の如き遅延剤と併用し
て、その遅延効果を小さくするために使用するこ
ともできる。 さらに言えば、従来公知の混和剤に関し、アメ
リカコンクリート協会の塩化物の腐食の防止に関
する201委員会の推賞するところによれば、塩化
物による腐食に対し最も厳格に規定される用途で
あるプレストレストコンクリートの用途に対する
水溶性塩素イオン（Cl′）の使用量の最大値は
0.06％であるが（Concrete Construction試27巻
777ページ、1982年、参照）第15表によれば、硝
酸塩とアルカノールアミンの使用量を一定にした
とき、0.05％使用量のチオシアン酸塩を同一使用
量の塩化物で置き換えたものは、ほぼ、同一の効
果を示すことが判る。同表の配合No.47と配合No.48
とを、比較すると、CaCl2はチオシアン酸塩とほ
ぼ同じ促進効果を示すことがわかる。 第16表には、本発明の混和剤の(ロ)の成分として
トリエタノールアミンとヒドロキシエチル化エチ
レンジアミンの混合物を用いた試験の結果が示さ
れている。THEEDは、テトラヒドロキシエチル
エチレンジアミンであり、TEEDAはトリヒドロ
キシエチルエチレンジアミンである。 第18表は、第17表と同じ配合条件ではあるが試
験温度が10℃と低い場合の結果を示す。同表によ
れば、本発明の混和剤の促進効果は低温において
顕著なことがわかる。 第19表はアルカノールアミノ酸であるDEGを
単味で使用した場合の試験結果を示したものであ
り、単味使用でも顕著な促進効果をもたらすこと
がわかる。 同じくアルカノールアミノ酸であるＮ，Ｎ−ジ
ヒドロキシエチル−アミノメチルコハク酸モノナ
トリウム塩（DAMSA）単味使用の結果を第20
表に示す。このものも顕著な促進効果を示すこと
がわかる。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) チオシアン酸のアンモニウム塩、アルカ
    リ金属塩、アルカリ土金属塩およびチオ硫酸塩
    よりなる群から選ばれる１種または２種以上の
    混合物 (ロ) アルカノールアミン、ヒドロキシアルキル化
    ヒドラジン、ヒドロキシアルキル化エチレンジ
    アミンおよびアルカノールアミノ酸よりなる群
    から選ばれる１種または２種以上の混合物 (ハ) 硝酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩、お
    よびアルカリ土金属塩よりなる群から選ばれる
    １種または２種以上の混合物 の３種の成分を含有することを特徴とするセメン
    ト組成物用混和剤。
JP59071033A 1983-04-11 1984-04-11 セメント組成物用混和剤 Granted JPS59199562A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/484,062 US4473405A (en) 1983-04-11 1983-04-11 Admixture for hydraulic cement
US484062 1983-04-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59199562A JPS59199562A (ja) 1984-11-12
JPS644975B2 true JPS644975B2 (ja) 1989-01-27

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ID=23922582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59071033A Granted JPS59199562A (ja) 1983-04-11 1984-04-11 セメント組成物用混和剤

Country Status (10)

Country Link
US (2) US4473405A (ja)
EP (1) EP0138822B1 (ja)
JP (1) JPS59199562A (ja)
CA (1) CA1209596A (ja)
ES (1) ES8602559A1 (ja)
IN (1) IN171341B (ja)
IT (1) IT1175987B (ja)
PT (1) PT78387A (ja)
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