WO2018230574A1 - コンクリート用添加剤及びコンクリート用添加剤の製造方法 - Google Patents

コンクリート用添加剤及びコンクリート用添加剤の製造方法 Download PDF

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WO2018230574A1
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resin
functional material
concrete
alkali
additive
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裕太 村田
沙織 水之江
裕太 中野
和仁 小畑
恭久 石田
進一 瀬戸口
茂晴 有家
武田 信司
英治 岸本
雅記 竹内
宏佳 松沼
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日立化成株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06Oxides, Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/38Polysaccharides or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups

Definitions

  • the present invention relates to a concrete additive and a method for producing a concrete additive.
  • Concrete is a cured product of a mixture of cement, sand, gravel, water and the like.
  • the hydrated product with a large surface area precipitated by the reaction of water exhibits cohesion and adhesive force due to hydroxyl bond, hydrogen bond, van de Swirl bond and the like.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide an additive for concrete and a method for producing the additive, which can delay the time until the function of various functional materials is developed.
  • Another object of the present invention is to provide an additive for concrete and a method for producing the additive capable of adjusting the time until the functions of various functional materials are developed.
  • An additive for concrete comprising a functional material and a resin layer that covers the functional material and includes a resin having a water vapor permeability of 200 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the functional material is a swelling agent, a thickener, a dispersant, an AE agent, a water reducing agent, a setting / curing modifier, a rust inhibitor, a foaming agent, a foaming agent, a fiber reinforcing agent, and a polymer admixture.
  • the additive for concrete according to ⁇ 1> which is at least one selected from siliceous admixture accelerators.
  • the resin layer is a phenol resin, an epoxy resin, an acrylate resin, a polyester resin, a polyamide resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, a fluororesin, a nylon resin, a styrene resin, an acrylonitrile resin, a polyethylene resin, a polyolefin resin, or a polycarbonate resin.
  • ⁇ 4> The additive for concrete according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the resin layer is a single layer or a plurality of layers.
  • the resin layer is a plurality of layers
  • the resin contained in at least one of the plurality of layers has a composition different from that of the resin contained in the other layers of the plurality of layers, ⁇ 1> to ⁇ 4>
  • ⁇ 6> The concrete additive according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resin layer includes a network polymer.
  • ⁇ 7> The concrete additive according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the resin layer includes a resin having a number average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • ⁇ 8> The additive for concrete according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the resin layer is 50% by mass or less based on the whole.
  • ⁇ 9> The concrete additive according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the resin layer has a thickness of 0.5 ⁇ m or more.
  • ⁇ 10> The method for producing a concrete additive according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, wherein the resin used for forming the resin layer is applied to the surface of the functional material,
  • the functional material is used for forming the resin layer, and the resin is added to the functional material having a softening temperature that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature, and that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature.
  • the functional material is a swelling agent, a thickener, a dispersant, an AE agent, a water reducing agent, a setting / curing modifier, a rust inhibitor, a foaming agent, a foaming agent, a fiber reinforcing agent, and a polymer blend.
  • the resin layer is phenol resin, epoxy resin, acrylate resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, fluororesin, nylon resin, styrene resin, acrylonitrile resin, polyethylene resin, polyolefin resin, polycarbonate.
  • ⁇ 7 ′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′> to ⁇ 6 ′>, wherein the resin layer is a single layer or a plurality of layers.
  • the resin layer is a plurality of layers
  • the resin contained in at least one of the plurality of layers has a composition different from that of the resin contained in the other layers of the plurality of layers.
  • ⁇ 9 ′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′> to ⁇ 8 ′>, wherein the resin layer includes a network polymer.
  • ⁇ 10 ′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′> to ⁇ 9 ′>, wherein the resin layer includes a resin having a number average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • ⁇ 11 ′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′> to ⁇ 10 ′>, wherein the resin layer is 50% by mass or less based on the whole.
  • ⁇ 12 ′> A method for producing a concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′> to ⁇ 11 ′>, wherein a resin used for forming the resin layer is applied to a surface of the functional material. Then, the manufacturing method of the additive for concrete which forms the said resin layer which coat
  • ⁇ 13 ′> A method for producing a concrete additive according to any one of ⁇ 2 ′> to ⁇ 4 ′>, wherein the functional material is a granulated product, and the surface of the granulated product is The manufacturing method of the additive for concrete which forms the said resin layer which coat
  • ⁇ 14 ′> After mixing the functional material and the binder resin that binds the functional materials together, a granulated product in which the functional materials are bound by the binder resin is formed.
  • ⁇ 1 ''> An additive for concrete comprising a functional material and an alkali-soluble resin layer covering the functional material.
  • the functional material is a swelling agent, a thickener, a dispersant, an AE agent, a water reducing agent, a setting / curing modifier, a rust inhibitor, a foaming agent, a foaming agent, a fiber reinforcing agent, a polymer
  • the additive for concrete according to ⁇ 1 ′′> which is at least one selected from an admixture and a siliceous admixture accelerator.
  • the alkali-soluble resin layer includes an alkali-soluble resin containing at least one functional group selected from an OH group, a COOH group, and a SO 3 H group.
  • the alkali-soluble resin layer includes at least one alkali-soluble resin selected from a phenol resin, an epoxy resin, an acrylate resin, a polyester resin, a polyamide resin, a polyimide resin, and a polyamideimide resin.
  • the additive for concrete according to any one of ⁇ ⁇ 3 ′′>.
  • ⁇ 5 ′′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′′> to ⁇ 4 ′′>, wherein the alkali-soluble resin layer is a single layer or a plurality of layers.
  • ⁇ 6 ''> When the alkali-soluble resin layer is a plurality of layers, the composition of the alkali-soluble resin contained in at least one of the plurality of layers is different from the composition of the alkali-soluble resin contained in the other layers of the plurality of layers.
  • ⁇ 1 ′′> to ⁇ 4 ′′> The concrete additive according to any one of the above.
  • ⁇ 7 ′′> The concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′′> to ⁇ 6 ′′>, wherein the alkali-soluble resin layer includes a network polymer.
  • ⁇ 8 ′′> The alkali-soluble resin layer according to any one of ⁇ 1 ′′> to ⁇ 7 ′′>, wherein the alkali-soluble resin layer includes an alkali-soluble resin having a number average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • Additive for concrete. ⁇ 9 ''> The additive for concrete according to any one of ⁇ 1 ''> to ⁇ 8 ''>, wherein the alkali-soluble resin layer contains a phenol resin.
  • ⁇ 10 ′′> The method for producing a concrete additive according to any one of ⁇ 1 ′′> to ⁇ 9 ′′>, wherein the alkali-soluble resin layer is formed on the surface of the functional material.
  • covers the said functional material after providing the alkali-soluble resin to be used.
  • ⁇ 11 ′′> The alkali-soluble resin is added to the functional material having a softening temperature that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature, and that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature.
  • the resin is added, the functional material is coated with the added alkali-soluble resin, and the temperature of the functional material set to the softening temperature or higher and lower than the curing temperature is heated to a temperature higher than or equal to the curing temperature of the alkali-soluble resin.
  • ⁇ 12 ′′> The functional material is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the alkali-soluble resin used for forming the alkali-soluble resin layer, and the alkali-soluble resin is added to the heated functional material and added. Coating the functional material with the alkali-soluble resin, setting the temperature of the heated functional material to less than the dissolution temperature of the alkali-soluble resin, and forming the alkali-soluble resin layer covering the functional material; ⁇ 10 The manufacturing method of the additive for concrete as described in ''>.
  • an additive for concrete and a method for producing the additive that can delay the time until the function of various functional materials is developed.
  • FIG. 2 is an enlarged photograph showing an additive for concrete before the latent evaluation described in Example 1.
  • FIG. 2 is an enlarged photograph showing a concrete additive after function expression in the functional material described in Example 1.
  • FIG. 5 The schematic sectional drawing of the additive for concrete described in Example 5 is shown.
  • each component may contain a plurality of corresponding substances.
  • the content of each component means the total content of the multiple types of materials present in the composition unless otherwise specified.
  • “content ratio” represents mass% of each component when the total amount of the additive for concrete is 100 mass% unless otherwise specified.
  • resin layer may be read as “alkali-soluble resin layer”, and “alkali-soluble resin layer” may be read as “resin layer”.
  • the concrete additive according to the first aspect of the present disclosure includes a functional material and a resin layer that covers the functional material and includes a resin having a water vapor permeability of 200 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the additive for concrete delays the time until the function of the functional material is manifested because the functional material is coated with a resin layer containing a resin having a water vapor permeability of 200 g / m 2 ⁇ day or less. be able to. This is because the water vapor permeability of the resin contained in the resin layer is less than or equal to a predetermined value, so that the resin layer is difficult to permeate water, and the time until the water contacts the functional material is slow. As a result, it is assumed that the time until the function of the functional material is developed is delayed. Further, the concrete additive is not limited as long as it includes a functional material and a resin layer covering the functional material.
  • the concrete additive of the present disclosure may lose its potential or easily lose its potential due to external stimulus, i.e., the function of the functional material may be expressed. It may be possible to shorten the time until.
  • external stimuli include mechanical and electrical stimuli such as external pressure and vibration, solvents such as water, and chemical and thermal stimuli such as acid and alkali.
  • the concrete additive of the present disclosure may be one in which the resin layer is broken by the external stimulus and the function of the functional material is expressed, or the resin layer becomes brittle and the function of the functional material is reduced. The time until expression may be shortened.
  • the functional material contained in the concrete additive of the present disclosure may be any material that exhibits some function and can be used as a concrete additive.
  • the functional material preferably contributes to the reaction of concrete.
  • the functional material may exhibit a function by contacting with water, reacting, interacting, and the like.
  • functional materials include swelling agents, thickeners, dispersants, AE agents (air entraining agents), water reducing agents, condensation / curing modifiers, rust inhibitors, foaming agents, foaming agents, fibers. It is preferable to include at least one selected from a quality reinforcing agent, a polymer admixture, and a siliceous admixture accelerator.
  • a swelling agent, a thickener, and the like are preferable, and a swelling agent is more preferable.
  • the swelling agent prevents cracking due to shrinkage during hardening of the cement, and may expand by contact with water and reacting.
  • Specific examples of the swelling agent include CaO, Al 2 O 3 , MgO, CaCO 3 , and organic materials.
  • the expansion agent can be appropriately selected depending on the expansion coefficient desired to be imparted.
  • the functional material includes, for example, a solid or liquid material at normal temperature (25 ° C.), and a solid material is preferable at normal temperature (25 ° C.) from the viewpoint of resin coverage.
  • the shape of the functional material may be square, needle or round, and is preferably round or square from the viewpoint of resin coverage.
  • the particle diameter of the functional material varies depending on its function, and is preferably 0.1 ⁇ m to 5,000 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 3,000 ⁇ m, from the viewpoint of resin coverage.
  • the thickness is more preferably 1.0 ⁇ m to 2,000 ⁇ m, and particularly preferably 5.0 ⁇ m to 1,000 ⁇ m.
  • the particle size of the functional material can be measured by a laser diffraction method, sieving or the like.
  • the particle size of the functional material indicates the average particle size of the functional material contained in the concrete additive.
  • the average particle diameter of the functional material is an average particle diameter (D50) corresponding to 50% cumulative from the small particle diameter side of the weight cumulative distribution in the particle diameter distribution measured using the laser diffraction method.
  • the content of the functional material is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass to 99% by mass, and 80% by mass to 98% by mass. More preferably.
  • the resin layer of the present disclosure is formed using a resin having a water vapor permeability of 200 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the resin layer may cover one functional material, or may cover a plurality of functional materials.
  • the resin layer may cover one type of functional material, or may cover a plurality of types of functional material.
  • the term “coating” means that the surface of the functional material is not exposed in order to adjust the time until the function of the functional material is developed.
  • the concrete additive of the present disclosure and the concrete additive having no resin layer which are different from the present disclosure, can be used in combination.
  • the resin layer is preferably one that can withstand the friction pressure when mixing cement, sand, gravel, water, or the like.
  • the surface of the functional material may be directly coated with a resin layer, and another layer is disposed between the surface of the functional material and the resin layer, The surface of the functional material may be covered with a resin layer.
  • the concrete additive of the present disclosure can be described with reference to the drawings.
  • a material obtained by coating one functional material 1 with a resin layer 2 can be used.
  • a material in which a plurality of types of functional materials such as a functional material 3 and a functional material 4 are coated with a resin layer 5 is used. You can also
  • the concrete additive of the present disclosure may be a functional material granulated material coated with a resin layer.
  • the resin layer tends to be coated with high uniformity, and the time until the function of the functional material is developed tends to be adjusted later.
  • the granulated product of functional materials may be formed by binding functional materials together using a binder resin or the like, or may be formed by binding using functional materials having binding properties. Good.
  • the binder resin may be the same component as the resin contained in the resin layer, or may be a different component.
  • the concrete additive of the present disclosure is obtained by coating a granulated product of a functional material with a resin layer, a plurality of functional materials 8 are bound by a binder resin 9 as shown in FIG.
  • the granulated product may be coated with the resin layer 10.
  • the layer structure of the resin layer may be a single layer or a plurality of layers, and can be selected according to the purpose.
  • the resin layer is a plurality of layers
  • the resin contained in at least one of the plurality of layers may have a composition different from the resin contained in the other layers of the plurality of layers.
  • the function can be expressed by a method other than adjusting the film thickness of the resin layer.
  • the time until function expression can be suitably adjusted, for example, by delaying the time until.
  • the thickness of the resin layer is not particularly limited, and can be set in consideration of the required time until the function of the functional material is manifested. Specifically, the thickness is 0.1 ⁇ m to 1,000 ⁇ m. From the viewpoint of expressing the function of the functional material before the completion of the concrete curing reaction, it is more preferably 0.5 ⁇ m to 500 ⁇ m, further preferably 1.0 ⁇ m to 300 ⁇ m. It is particularly preferably 0 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer can be examined by the FIB method in which a Ga + ion beam is irradiated in the x and y directions of the sample to perform sputtering and focus the secondary electrons to observe the cross section. Further, the thickness of the resin layer means a minimum thickness. The region where the thickness of the resin layer is minimum can be confirmed by observation with an electron microscope, for example.
  • the resin layer is phenol resin, epoxy resin, acrylate resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, fluororesin, nylon resin, styrene resin, acrylonitrile resin, polyethylene resin, polyolefin resin, polycarbonate. It is preferable to include at least one resin selected from a resin, a vinyl chloride resin, a polysulfone resin, a silicone resin, and a butyl rubber, and from the viewpoint of easy resin coating, it is more preferable to include at least one of a phenol resin and an epoxy resin. More preferably, an epoxy resin is included.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin is preferably 80 g / eq to 200 g / eq, more preferably 90 g / eq to 180 g / eq, and still more preferably 100 g / eq to 160 g / eq.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin is a value measured by a method according to JIS K 0070 (1992).
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 150 g / eq to 1000 g / eq, more preferably 170 g / eq to 800 g / eq, and still more preferably 180 g / eq to 600 g / eq.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is a value measured by a method according to JIS K 7236 (2009).
  • the resin layer may contain an alkali-soluble resin containing at least one functional group selected from an OH group, a COOH group, and a SO 3 H group as a resin.
  • a resin layer contains a network polymer from a viewpoint of controlling the time until function expression.
  • the network polymer include phenol resin and urea resin.
  • the number average molecular weight of the resin contained in the resin layer is preferably 1,000 to 1,000,000 from the viewpoint of easy resin coating. The number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the resin layer is preferably 50% by mass or less, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, and 1.0% by mass to 25% by mass. % Is more preferable.
  • a differential scanning calorimetry method (DSC method), a thermogravimetric analysis method (TGA method), a differential thermal analysis method (DTA method).
  • DSC method differential scanning calorimetry method
  • TGA method thermogravimetric analysis method
  • DTA method differential thermal analysis method
  • SEM observation Scanning electron microscope observation
  • EDX method energy dispersive X-ray spectroscopy
  • FIB method focused ion beam method
  • the coating amount of the resin layer is measured by raising the temperature above the thermal decomposition temperature of the resin by the TGA method and measuring the mass reduction amount. (Content rate) can be estimated.
  • the additive for concrete of this indication can confirm that the functional material surface is coat
  • Water vapor permeability of the resin contained in the resin layer is preferably 0g / m 2 ⁇ day ⁇ 190g / m 2 ⁇ day, 0.05g / m 2 ⁇ More preferably, it is from day to 180 g / m 2 ⁇ day, more preferably from 1 g / m 2 ⁇ day to 100 g / m 2 ⁇ day, and from 3 g / m 2 ⁇ day to 50 g / m 2 ⁇ day. It is particularly preferred.
  • the water vapor permeability of the resin contained in the resin layer is a value measured according to the cup method of JIS Z 0208 (1976).
  • the permeability coefficient of the resin contained in the resin layer is preferably 200 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day or less, more preferably 0 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day to 190 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day. 0.1 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day to 180 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day is more preferable.
  • the permeability coefficient of the resin contained in the resin layer is 200 g ⁇ mm / m 2 ⁇ day or less, when a concrete additive and water are mixed, functional materials (swelling agent, thickener, etc.) It tends to be possible to delay the time until the function is expressed.
  • the water vapor permeability and permeability coefficient of the resin contained in the resin layer can be appropriately adjusted by changing the resin formation conditions such as the functional group, curing temperature, and curing time of the resin contained in the resin layer. is there.
  • the resin formation conditions such as the functional group, curing temperature, and curing time of the resin contained in the resin layer. is there.
  • the resin contained in the resin layer when a hydrophobic resin is used as the resin contained in the resin layer, the water vapor permeability and the permeability coefficient tend to be small.
  • a hydrophilic resin is used as the resin contained in the resin layer, specifically, when the resin contained in the resin layer has a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group, the water vapor permeability and the permeability coefficient are It tends to grow.
  • the method for manufacturing a concrete additive in the present disclosure is the above-described method for manufacturing a concrete additive, wherein the resin layer that covers the functional material is applied after the resin is applied to the surface of the functional material. It is a method of forming.
  • Specific Example 1 the specific example 1 of the manufacturing method of the additive for concrete in this indication is shown.
  • Specific example 1 of the method for producing an additive for concrete described above is a resin for a functional material having a functional material having a softening temperature not lower than a curing temperature and lower than a curing temperature and used for forming a resin layer.
  • the functional material is coated with the added resin, and the temperature of the functional material that is not lower than the softening temperature and lower than the curing temperature is heated above the curing temperature of the resin to form a resin layer that covers the functional material It may be.
  • the manufacturing method of the concrete additive in the specific example 1 is “(a) the step of setting the functional material to the softening temperature or higher and lower than the curing temperature of the resin used in the step (b).
  • the process of forming the resin layer to be performed is performed including three processes.
  • the thickness of the resin layer can be adjusted by repeating the steps (a) to (c).
  • the resin used in the step (b) preferably has a smaller particle size.
  • the average particle size of the resin used in the step (b) is preferably 10,000 ⁇ m or less, more preferably 5,000 ⁇ m or less, further preferably 1,000 ⁇ m or less, and 500 ⁇ m or less. It is particularly preferred.
  • the average particle size of the resin used in the step (b) is an average particle size (corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative distribution in the particle size distribution measured using the laser diffraction method). D50).
  • what crushed resin may be sufficient. Examples of the method for crushing the resin include crushing with a jet mill, a mortar, a hammer, and the like, and jet mill crushing is preferable from the viewpoint of improving productivity. Further, the crushed resin may be sieved with a mesh, and the sieved resin may be used in the step (b).
  • the method of kneading the functional material and the resin includes a method of kneading using a planetary mixer, a stirring blade, a Henschel mixer, etc., from the viewpoint of efficiently covering the functional material, It is preferable to knead using a Henschel mixer. Moreover, you may add components other than a functional material and resin, for example, a hardening
  • (C) As a method of heating the functional material in the step, heating by a gas burner, an electric furnace, a drier, etc. can be mentioned, but a drier that can easily hold the resin at a temperature higher than the curing temperature or It is desirable to use an electric furnace.
  • Specific Example 2 Next, the specific example 2 of the manufacturing method of the additive for concrete in this indication is shown.
  • Specific example 2 of the above-described method for producing an additive for concrete is that the functional material is heated to a temperature higher than the melting temperature of the resin used for forming the resin layer, the resin is added to the heated functional material, and the added resin
  • the method may be a method in which the functional material is coated, the temperature of the heated functional material is set to be lower than the melting temperature of the resin, and a resin layer that covers the functional material is formed.
  • the concrete additive manufacturing method in Example 2 is “(a) a step of heating the functional material to a temperature higher than or equal to the melting temperature of the resin used in the step (b). (B) the heated functional material. On the other hand, a step of adding a resin and coating the functional material with the added resin. (C) A step of setting the temperature of the functional material below the melting temperature of the resin and forming a resin layer covering the functional material. It is performed including three steps.
  • the resin used in the step (b) preferably has a smaller particle size from the viewpoint that it is easily dissolved upon contact with the heated functional material.
  • the average particle size of the resin used in the step (b) is preferably 10,000 ⁇ m or less, more preferably 5,000 ⁇ m or less, further preferably 1,000 ⁇ m or less, and 500 ⁇ m or less. It is particularly preferred.
  • (A) As a method of heating the functional material in the step, heating by a gas burner, an electric furnace, a dryer, etc. can be mentioned. From the viewpoint of heating the functional material in a short time as much as possible without thermal decomposition. An electric furnace is preferred.
  • the heating temperature of the functional material is preferably higher than the melting temperature of the resin and lower than the thermal decomposition temperature of the functional material.
  • the resin layer when a resin layer covering a functional material is formed using a mixture of a resin and a functional material, the resin layer may be formed by a wet method.
  • a resin solution is prepared by dissolving a resin and, if necessary, a curing agent in a solvent, mixed with the prepared resin solution and a functional material, and a resin layer that covers the functional material is formed using the mixture. Also good. After coating the surface of the functional material with resin, if necessary, the coating may be dried to volatilize the solvent, or the coating may be heated to cure the resin to form a resin layer. Good.
  • the solvent a solvent that is highly compatible with the resin and does not react with the functional material may be used, and a solvent that is further excellent in volatility is preferable.
  • the solvent include methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ketones such as acetone, dichloromethane, ethyl acetate, ethers, and the like.
  • the additive for concrete according to the second aspect of the present disclosure includes a functional material and a resin layer that covers the functional material and has a thickness of 0.5 ⁇ m or more. Since the functional material is covered with a resin layer having a thickness of 0.5 ⁇ m or more, the concrete additive can slow down the time until the functional material exhibits its function.
  • the thickness of the resin layer means the minimum thickness of the resin layer when there are regions having different thicknesses. The region where the thickness of the resin layer is minimum can be confirmed by observation with an electron microscope, for example.
  • the concrete additive is not limited as long as it includes a functional material and a resin layer covering the functional material.
  • the concrete additive according to the second aspect of the present disclosure will be described. Here, description of matters common to the concrete additive according to the first aspect described above is omitted.
  • the resin layer of the present disclosure is formed using a resin and has a thickness of 0.5 ⁇ m or more. By covering the functional material with the resin layer, it is possible to delay the time until the function of the functional material is developed.
  • the concrete additive of the present disclosure can be described with reference to the drawings.
  • a material obtained by coating one functional material 1 with a resin layer 2 can be used.
  • a material in which a plurality of types of functional materials such as a functional material 3 and a functional material 4 are coated with a resin layer 5 is used. You can also
  • the thickness of the resin layer is not particularly limited, and can be set in consideration of the required time until the function of the functional material is expressed. Specifically, the thickness is 0.5 ⁇ m to 1,000 ⁇ m. From the viewpoint of expressing the function of the functional material before the completion of the concrete curing reaction, it is more preferably 1.0 ⁇ m to 500 ⁇ m, further preferably 3.0 ⁇ m to 300 ⁇ m. It is particularly preferably 0 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer can be examined by the FIB method in which a Ga + ion beam is irradiated in the x and y directions of the sample to perform sputtering and focus the secondary electrons to observe the cross section.
  • the water vapor permeability of the resin contained in the resin layer is preferably 200 g / m 2 ⁇ day or less, more preferably 0 g / m 2 ⁇ day to 190 g / m 2 ⁇ day, and 0.05 g / m. More preferably, it is 2 ⁇ day to 180 g / m 2 ⁇ day, particularly preferably 1 g / m 2 ⁇ day to 100 g / m 2 ⁇ day, and 3 g / m 2 ⁇ day to 50 g / m 2 ⁇ day. Is more preferable.
  • the water vapor permeability of the resin contained in the resin layer is a value measured according to the cup method of JIS Z 0208 (1976).
  • the additive for concrete according to the present disclosure has an angle of repose of preferably 50 ° or less, more preferably 40 ° or less, and further preferably 30 ° or less, from the viewpoint of excellent uniformity of the resin layer. .
  • an additive for concrete having an angle of repose of 50 ° or less tends to be obtained by granulating the functional material.
  • the lower limit of the angle of repose in the concrete additive is not particularly limited, and may be, for example, 10 ° or more.
  • the concrete additive according to the third aspect of the present disclosure includes a granulated product containing a functional material and a resin layer that covers the granulated product.
  • the resin layer tends to be coated with high uniformity, and it is possible to delay the time until the functional material exhibits its function.
  • the description is abbreviate
  • the granulated product of functional materials may be formed by binding functional materials together using a binder resin or the like, or may be formed by binding using functional materials having binding properties. Good.
  • the binder resin may be the same component as the resin contained in the resin layer, or may be a different component.
  • the content of the binder resin is preferably 30% by mass or less, more preferably 0.5% by mass to 20% by mass, and 1.0% by mass to 10% by mass. % Is more preferable.
  • the total content of the resin layer and the binder resin is preferably 50% by mass or less, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass. More preferably, the content is 0.0 mass% to 25 mass%.
  • a concrete additive in which a granulated product of a functional material is coated with a resin layer is granulated by binding a plurality of functional materials 8 with a binder resin 9 as shown in FIG.
  • the granulated product may be coated with the resin layer 10.
  • a functional material is used as a granulated product, a resin layer is formed on the surface of the granulated product, and then a resin layer that covers the granulated product is formed. May be.
  • the granulated product of functional materials may be formed by binding functional materials together using a binder resin or the like, or may be formed by binding using functional materials having binding properties. Good.
  • a granulated product in which the functional materials are bound by the binder resin may be formed.
  • the resin layer when a resin layer covering a functional material is formed using a mixture of a resin and a functional material, the resin layer may be formed by a wet method.
  • a resin solution is prepared by dissolving a resin and, if necessary, a curing agent in a solvent, mixed with the prepared resin solution and a functional material, and a resin layer that covers the functional material is formed using the mixture. Also good. After coating the surface of the functional material with resin, if necessary, the coating may be dried to volatilize the solvent, or the coating may be heated to cure the resin to form a resin layer. Good.
  • the granulated product when the granulated product is formed using a mixture of the binder resin and the functional material, the granulated product may be formed by a wet method.
  • a resin solution is prepared by dissolving a binder resin and, if necessary, a curing agent in a solvent, mixing the prepared resin solution and a functional material, and binding the functional materials using the mixture.
  • Granules may be formed.
  • the mixture may be dried to volatilize the solvent, or the mixture may be heated to cure the binder resin to form a granulated product.
  • the solvent a solvent that is highly compatible with the resin and does not react with the functional material may be used, and a solvent that is further excellent in volatility is preferable.
  • the solvent include methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ketones such as acetone, dichloromethane, ethyl acetate, ethers, and the like.
  • the concrete additive according to the fourth aspect of the present disclosure includes a functional material and an alkali-soluble resin layer that covers the functional material.
  • the additive for concrete is capable of adjusting the time until the function of the functional material is developed by covering the functional material with the alkali-soluble resin layer, for example, the function of the functional material can be delayed.
  • the concrete additive is not limited as long as it includes a functional material and an alkali-soluble resin layer covering the functional material.
  • the concrete additive of the present disclosure may lose its potential or easily lose its potential due to external stimulus, i.e., the function of the functional material may be expressed. It may be possible to shorten the time until.
  • external stimuli include mechanical and electrical stimuli such as external pressure and vibration, solvents such as water, and chemical and thermal stimuli such as acid and alkali.
  • the concrete additive of the present disclosure may be one in which the alkali-soluble resin layer is broken by the external stimulus and the function of the functional material is expressed, or the alkali-soluble resin layer becomes brittle and has functionality. The time until the function of the material is manifested may be shortened.
  • the functional material contained in the concrete additive of the present disclosure may be any material that exhibits some function and can be used as a concrete additive.
  • the functional material preferably contributes to the reaction of concrete.
  • the functional material may exhibit a function by contacting with water, reacting, interacting, and the like. More specifically, the functional material is a swelling agent, a thickener, a dispersant, an AE agent (air entraining agent), a water reducing agent, a setting / curing modifier, a rust inhibitor, a foaming agent, a foaming agent, and a fiber.
  • a quality reinforcing agent e.g., a polymer admixture, and a siliceous admixture accelerator.
  • a functional material e.g., a swelling agent, a thickener, and the like are preferable, and a swelling agent is more preferable.
  • the swelling agent prevents cracking due to shrinkage during hardening of the cement, and may expand by contact with water and reacting.
  • the expansion agent can be appropriately selected depending on the expansion coefficient desired to be imparted.
  • the functional material includes, for example, a solid or liquid material at normal temperature (25 ° C.), and a solid material is preferable at normal temperature (25 ° C.) from the viewpoint of the coverage of the alkali-soluble resin.
  • the shape of the functional material may be square, needle or round, and is preferably round or square from the viewpoint of the coverage of the alkali-soluble resin.
  • the particle diameter of the functional material varies depending on its function, and is preferably 0.1 ⁇ m to 5,000 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 3,000 ⁇ m from the viewpoint of the coverage of the alkali-soluble resin. It is preferably 1.0 ⁇ m to 2,000 ⁇ m, more preferably 5.0 ⁇ m to 1,000 ⁇ m.
  • the particle size of the functional material can be measured by a laser diffraction method, sieving or the like.
  • the particle size of the functional material indicates the average particle size of the functional material contained in the concrete additive.
  • the average particle diameter of the functional material is an average particle diameter (D50) corresponding to 50% cumulative from the small particle diameter side of the weight cumulative distribution in the particle diameter distribution measured using the laser diffraction method.
  • the content of the functional material is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass to 99% by mass, and 80% by mass to 98% by mass. More preferably.
  • the alkali-soluble resin layer of the present disclosure includes an alkali-soluble resin and is formed using the alkali-soluble resin.
  • the alkali-soluble resin layer may cover one functional material or may cover a plurality of functional materials.
  • the alkali-soluble resin layer may cover one type of functional material, or may cover a plurality of types of functional materials.
  • the term “coating” means that the surface of the functional material is not exposed in order to adjust the time until the function of the functional material is developed.
  • the concrete additive of the present disclosure and the concrete additive having no alkali-soluble resin layer different from the present disclosure can be used in combination.
  • the alkali-soluble resin layer is preferably one that can withstand the friction pressure when mixing cement, sand, gravel, water or the like.
  • the surface of the functional material may be directly coated with an alkali-soluble resin layer, and another layer is disposed between the surface of the functional material and the alkali-soluble resin layer, The surface of the functional material may be covered with an alkali-soluble resin layer via another layer.
  • the concrete additive according to the present disclosure may be described with reference to the drawings.
  • a single functional material 1 covered with a resin layer 2 (alkali-soluble resin layer) may be used. it can.
  • a plurality of types of functional materials such as a functional material 3 and a functional material 4 are coated with a resin layer 5 (alkali-soluble resin layer). You can also use what you are doing.
  • the concrete additive of the present disclosure may be a functional material granulated material coated with an alkali-soluble resin layer.
  • the alkali-soluble resin layer tends to be coated with high uniformity, and the time until the functional material has a function tends to be adjusted more suitably.
  • the granulated product of functional materials may be formed by binding functional materials together using a binder resin or the like, or may be formed by binding using functional materials having binding properties.
  • the binder resin may be the same component as the alkali-soluble resin contained in the alkali-soluble resin layer, or may be a different component.
  • the concrete additive of the present disclosure is obtained by coating a granulated product of a functional material with an alkali-soluble resin layer, a plurality of functional materials 8 are bonded with a binder resin 9 as shown in FIG. It may be made to be a granulated product and coated with the resin layer 10.
  • the layer structure of the alkali-soluble resin layer may be a single layer or a plurality of layers, and can be selected according to the purpose.
  • the composition of the alkali-soluble resin contained in at least one layer of the plurality of layers may be different from the composition of the alkali-soluble resin contained in the other layers of the plurality of layers.
  • the thickness of the alkali-soluble resin layer can be obtained by using alkali-soluble resins having different alkali solubilities for the first alkali-soluble resin layer and the second alkali-soluble resin layer as viewed from the surface of the functional material. The time until function expression can be adjusted by a method other than the adjustment.
  • the thickness of the alkali-soluble resin layer is not particularly limited, and can be set in consideration of the required time until the function of the functional material is expressed. Specifically, the thickness is 0.1 ⁇ m to 1,000 ⁇ m. Preferably, from the viewpoint of expressing the function of the functional material before the completion of the concrete curing reaction, it is more preferably 0.5 ⁇ m to 500 ⁇ m, further preferably 1.0 ⁇ m to 300 ⁇ m, A thickness of 5.0 ⁇ m to 100 ⁇ m is particularly preferable.
  • the thickness of the alkali-soluble resin layer can be examined by the FIB method in which a Ga + ion beam is irradiated in the x and y directions of the sample to perform sputtering and focus the secondary electrons to observe the cross section. .
  • the thickness of the alkali-soluble resin layer means the minimum thickness. The region where the thickness of the alkali-soluble resin layer is minimized can be confirmed, for example, by observation with an electron microscope.
  • the alkali-soluble resin layer is not particularly limited as long as it is soluble in alkali, but includes an alkali-soluble resin containing at least one functional group selected from an OH group, a COOH group, and a SO 3 H group. Is preferable from the viewpoint of controlling the alkali-soluble time.
  • the alkali-soluble resin layer preferably contains at least one alkali-soluble resin selected from phenol resin, epoxy resin, acrylate resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, and polyamideimide resin. It is more preferable that at least one of a phenol resin and an epoxy resin is included from a viewpoint that it is easy to do.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin is preferably 80 g / eq to 200 g / eq, more preferably 90 g / eq to 180 g / eq, and still more preferably 100 g / eq to 160 g / eq.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin is a value measured by a method according to JIS K 0070 (1992).
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 150 g / eq to 1000 g / eq, more preferably 170 g / eq to 800 g / eq, and still more preferably 180 g / eq to 600 g / eq.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is a value measured by a method according to JIS K 7236 (2009).
  • the alkali-soluble resin layer may contain a resin other than the alkali-soluble resin.
  • the alkali-soluble resin layer contains a resin such as a fluororesin, nylon resin, styrene resin, acrylonitrile resin, polyethylene resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, polysulfone resin, silicone resin, butyl rubber. Also good.
  • the alkali-soluble resin layer preferably contains a network polymer from the viewpoint of controlling the alkali-soluble time.
  • the network polymer include phenol resin and urea resin.
  • the number average molecular weight of the alkali-soluble resin is preferably 1,000 to 1,000,000 from the viewpoint of easy resin coating. The number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the alkali-soluble resin layer is preferably 50% by mass or less, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, and 1.0% by mass to More preferably, it is 25 mass%.
  • a differential scanning calorimetry method (DSC method), a thermogravimetric analysis method (TGA method), a differential thermal analysis method (DTA method).
  • DSC method differential scanning calorimetry method
  • TGA method thermogravimetric analysis method
  • DTA method differential thermal analysis method
  • SEM observation Scanning electron microscope observation
  • EDX method energy dispersive X-ray spectroscopy
  • FIB method focused ion beam method
  • the alkali-soluble resin is measured by raising the temperature to a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the alkali-soluble resin by the TGA method and measuring the mass reduction amount.
  • the coating amount (content ratio) of the layer can be estimated.
  • the water vapor permeability of the resin contained in the alkali-soluble resin layer is preferably 200 g / m 2 ⁇ day or less, and 0 g / m 2 ⁇ more preferably from day ⁇ 190g / m 2 ⁇ day , more preferably from 0.05g / m 2 ⁇ day ⁇ 180g / m 2 ⁇ day, 1g / m 2 ⁇ day ⁇ 100g / m 2 ⁇ day Particularly preferred is 3 g / m 2 ⁇ day to 50 g / m 2 ⁇ day.
  • the water vapor permeability of the resin contained in the alkali-soluble resin layer is a value measured according to the cup method of JIS Z 0208 (1976).
  • a sample for measuring the water vapor permeability is prepared as follows (a) to (d).
  • (B) The aluminum cup to which the resin solution is added in (a) above is placed on a hot plate, and the resin solution is heated to produce a resin plate.
  • the method for manufacturing a concrete additive according to the fourth aspect of the present disclosure is the above-described method for manufacturing a concrete additive, in which an alkali-soluble resin used for forming an alkali-soluble resin layer is provided on the surface of a functional material. Thereafter, an alkali-soluble resin layer for coating the functional material is formed.
  • Specific Example 1 the specific example 1 of the manufacturing method of the additive for concrete in the 4th aspect of this indication is shown.
  • Specific example 1 of the above-described method for producing an additive for concrete is a functional material in which the functional material has a softening temperature that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature, and that is higher than the softening temperature and lower than the curing temperature.
  • the functional material is coated with the added alkali-soluble resin, the functional material is coated with the added alkali-soluble resin, and the temperature of the functional material set to the softening temperature or higher and lower than the curing temperature is heated to the alkali-soluble resin curing temperature or higher.
  • covers material may be sufficient.
  • the concrete additive manufacturing method in Example 1 is “(a) a step of setting the functional material to be higher than or equal to the softening temperature of the alkali-soluble resin used in the step (b) and lower than the curing temperature. (B) the softening temperature.
  • the step of forming an alkali-soluble resin layer that covers the functional material by heating is performed.
  • the thickness of the alkali-soluble resin layer can be adjusted by repeating the steps (a) to (c).
  • the alkali-soluble resin used in the step (b) preferably has a smaller particle size.
  • the average particle size of the alkali-soluble resin used in the step (b) is preferably 10,000 ⁇ m or less, more preferably 5,000 ⁇ m or less, still more preferably 1,000 ⁇ m or less, and 500 ⁇ m or less. It is particularly preferred that The average particle size of the alkali-soluble resin used in the step (b) is the average particle size corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative distribution in the particle size distribution measured using the laser diffraction method. Diameter (D50).
  • D50 Diameter
  • Examples of the method for crushing the alkali-soluble resin include crushing with a jet mill, a mortar, a hammer, and the like, and jet mill crushing is preferable from the viewpoint of improving productivity. Further, the crushed alkali-soluble resin may be sieved with a mesh, and the sieved alkali-soluble resin may be used in the step (b).
  • the method of kneading the functional material and the alkali-soluble resin includes a method of kneading using a planetary mixer, a stirring blade, a Henschel mixer or the like, and a viewpoint of efficiently covering the functional material. Therefore, it is preferable to knead using a Henschel mixer. Moreover, you may add components other than a functional material and alkali-soluble resin, for example, a hardening
  • (C) As a method of heating the functional material in the step, heating by a gas burner, an electric furnace, a drier, etc. can be mentioned, but drying is easy to keep the alkali-soluble resin at a temperature higher than the curing temperature. It is desirable to use a machine or an electric furnace.
  • Specific Example 2 Specific example 2 of the method for manufacturing the concrete additive in the fourth aspect of the present disclosure is that the functional material is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the alkali-soluble resin used for forming the alkali-soluble resin layer, and the alkali-soluble resin is added to the heated functional material.
  • a method of forming an alkali-soluble resin layer that covers the functional material by adding, coating the functional material with the added resin, setting the temperature of the heated functional material to less than the dissolution temperature of the alkali-soluble resin, may be used. .
  • the concrete additive production method in Example 2 is “(a) a step of heating the functional material to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the alkali-soluble resin used in the step (b). (B) the heated functionality.
  • the process of forming a soluble resin layer is performed including three processes.
  • the alkali-soluble resin used in the step (b) preferably has a smaller particle size from the viewpoint that it is easily dissolved upon contact with the heated functional material.
  • the average particle size of the alkali-soluble resin used in the step (b) is preferably 10,000 ⁇ m or less, more preferably 5,000 ⁇ m or less, still more preferably 1,000 ⁇ m or less, and 500 ⁇ m or less. It is particularly preferred that
  • (A) As a method of heating the functional material in the step, heating by a gas burner, an electric furnace, a dryer, etc. can be mentioned. From the viewpoint of heating the functional material in a short time as much as possible without thermal decomposition. An electric furnace is preferred.
  • the heating temperature of the functional material is preferably not less than the melting temperature of the alkali-soluble resin and not more than the thermal decomposition temperature of the functional material.
  • an alkali-soluble resin layer covering a functional material is formed using a mixture of an alkali-soluble resin and a functional material
  • an alkali is used by a wet method.
  • a soluble resin layer may be formed.
  • an alkali-soluble resin and an alkali-soluble resin layer in which a curing agent is dissolved in a solvent as necessary to prepare a resin solution, the prepared resin solution and the functional material are mixed, and the functional material is coated using the mixture May be formed. After coating the surface of the functional material with an alkali-soluble resin, if necessary, the coating is dried to volatilize the solvent, or the coating is heated to cure the alkali-soluble resin.
  • a layer may be formed.
  • the solvent a solvent having high compatibility with the alkali-soluble resin and not reacting with the functional material may be used, and a solvent having excellent volatility is preferable.
  • the solvent include methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ketones such as acetone, dichloromethane, ethyl acetate, ethers, and the like.
  • Example 1 MgO as an expanding agent was used as a functional material, a resin shown in Table 1 below was used as a coating resin, and an imidazole curing agent was used as a curing agent. Then, a resin type (resin, curing agent and solvent) is added to the polybin according to the blending contents shown in items (1) to (9) of Table 1, and the resin and the curing agent are dissolved in MEK as a solvent in a stirrer. I let you. Thus, resin solutions (1) to (9) were prepared.
  • N.V represents a non-volatile component (mass%).
  • NMP represents N-methylpyrrolidone.
  • the resin solutions (1) to (9) and the functional material MgO are mixed so that the total resin amount of the resin and the curing agent is 20% by mass with respect to MgO.
  • the resin was coated on MgO by a wet method using a high speed mixer (Earth Technica Co., Ltd.). As a result, MgO coatings A to I were obtained.
  • the MgO coatings A to I were left in a dryer at 300 ° C. for 3 hours to cure the resin, and concrete additives A to I were produced.
  • the resin solutions (4) to (6) and the functional material MgO are mixed so that the total resin amount of the resin and the curing agent is 50% by mass with respect to MgO.
  • the resin was coated on MgO by a wet method using a speed mixer (Earth Technica Co., Ltd.). As a result, MgO coatings J to L were obtained.
  • the MgO coatings J to L were allowed to stand in a dryer at 300 ° C. for 3 hours to cure the resin, thereby preparing concrete additives J to L, respectively.
  • ⁇ Potential evaluation method 1> The potential was evaluated by immersing the concrete additives A to L in ultrapure water for a certain period of time and measuring the time until the functional material expands (time until the function is manifested).
  • concrete additives A to I 10 g and ultrapure water: 15 mL are separated into a 30 mL beaker, and concrete additives J to L: 12.5 g and ultrapure water: 15 mL are separated into a 30 mL beaker.
  • Each was stirred on a hot stirrer at 60 ° C. using a stirring blade at 200 rpm (rotation / min).
  • the concrete additives A to L are taken out every 30 minutes of stirring, and observed with an electron microscope until the functional material expands by reacting with water (addition for concrete before the potential evaluation shown in FIG. 4). In the agent, the time from the start of stirring to the state shown in FIG. 5) was recorded. The results are shown in Tables 3-5.
  • Example 2 As a functional material, Metroze (water-soluble cellulose ether, registered trademark, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a thickener was used, and the resins shown in Table 6 below were used as coating resins. Then, a resin type (resin and curing agent) is added to the polybin with the blending contents shown in items (1) ′ to (3) ′ of Table 6, and triethylenetetramine as a curing agent and the resin are added in a stirrer. Mixed. Thereby, resin solutions (1) ′ to (3) ′ were prepared.
  • Metroze water-soluble cellulose ether, registered trademark, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the resin solutions (1) ′ to (3) ′ and Metroze which is a thickener, are placed in the polycup so that the total resin amount of the resin and the curing agent with respect to Metroze is 20% by mass. And the mixture was stirred. After stirring, the mixture was dried to obtain coatings MO. Thereafter, the coverings M to O were put in a dryer at 120 ° C. for 30 minutes to cure the resin, and concrete additives M to O were produced.
  • resin solutions (1) ′ to (3) ′ and Metroze which is a thickener, are added to the polycup so that the total amount of resin and curing agent is 40% by mass with respect to Metroze. And the mixture was stirred. After stirring, the mixture was dried to obtain coatings PR. Thereafter, the coatings P to R were put into a dryer at 120 ° C. for 30 minutes to cure the resin, and concrete additives P to R were produced.
  • ⁇ Potential evaluation method 2> The potential was evaluated by immersing the concrete additives M to R in ultrapure water for a certain period of time and measuring the time until the function of the thickener as a functional material was developed.
  • samples 1 to 8 were each divided into 100 mL of polyvins, and stirred at 200 rpm (rotation / min) using a stirring blade at room temperature.
  • Samples 1 to 3 Concrete additives M to O: 2.4 g and ultrapure water: 80 mL
  • Samples 4 to 6 Concrete additives P to R: 2.8 g and ultrapure water: 80 mL
  • Sample 7 80 mL of ultrapure water
  • Sample 8 ... Metroise 2g and ultrapure water 80mL
  • each sample liquid was taken out from the samples 7 and 8 with a 1 mL syringe, and the viscosity of the sample liquid was measured with an E-type viscometer (Toki Sangyo Co., Ltd., TV-22 type). As a result, the viscosity of Sample 8 was higher than that of Sample 7, and it was confirmed that the function of Metroze was manifested immediately after Metroze and ultrapure water were mixed.
  • the granulated products A to I and the resin solutions (1) to (9) are mixed with N.I.
  • coated by a wet method using an FS2 type high speed mixer In this way, coated granulated products A to I were respectively produced.
  • the coated granules A to I were left in a dryer at 300 ° C. for 3 hours to prepare concrete additives A ′ to I ′, respectively.
  • the additives A ′ to I ′ for concrete were observed with an electron microscope, it was confirmed that the functional material was uniformly coated with the resin layer, and the portions where the thickness of the resin layer was small were It was 0.5 ⁇ m or more when confirmed by cross-sectional observation of the granulated product using a microscope.
  • the cross section of the granulated material was produced by casting and then polishing the granulated material.
  • Example 4 MgO is used in place of the granulated product, and MgO and the resin solutions (1) to (9) are mixed with N.O.
  • a solution diluted to V 20% is mixed with MgO so that the total resin amount of the resin and the curing agent is 20% by mass, and coated by a wet method using an FS2 type high speed mixer. did. In this way, MgO coatings A ′ to I ′ were produced.
  • the MgO coatings A ′ to I ′ were left in a dryer at 300 ° C. for 3 hours to prepare concrete additives A ′′ to I ′′, respectively.
  • the concrete additives A ′′ to I ′′ are concrete additives A ′ to I ′ in that a part of the surface of the MgO is exposed and the resin layer has a thickness of less than 0.5 ⁇ m. Is different.
  • Example 5 MgO was used as a functional material used as an expanding agent, HP-850N (an alkali-soluble phenol resin manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used as a coating resin, and hexamine was used as a curing agent.
  • HP-850N an alkali-soluble phenol resin manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
  • the additive for concrete in which the periphery of MgO of the functional material 7 used as an expanding agent is covered with an alkali-soluble resin layer 6 formed using a phenol resin and a curing agent is as follows. Manufactured.
  • HP-850N was crushed using a mortar and sieved with a 300 ⁇ m mesh to obtain 20 g of a resin of 300 ⁇ m or less.
  • step (a) 1,000 g of MgO was put in an electric furnace heated to 270 ° C. for 30 minutes, and MgO was heated to 200 ° C.
  • a mixer pot manufactured by Aikosha Seisakusho Co., Ltd. was charged with 1,000 g of MgO heated to 200 ° C. and 20 g of HP-850N: 300 ⁇ m or less (step (b)) and kneaded for 2 minutes. Then, after the temperature of the mixture decreased to 100 ° C., 3.3 g of hexamine as a curing agent was added to the mixture and kneaded until the lump was broken.
  • step (c) The sample obtained by the above kneading was allowed to stand at 300 ° C. for 1 hour in an electric furnace to cure the resin, thereby obtaining a concrete additive A (step (c)).
  • the latency evaluation samples (sample B to sample D) were prepared in the same manner as sample A, except that the stirring time was changed from 2 hours to 6 hours, 10 hours, and 14 hours.
  • Samples A to D were heated at a rate of 20 ° C./min from 30 ° C. to 1000 ° C. in a nitrogen atmosphere using a differential thermothermal gravimetric measuring apparatus (manufactured by RIKEN), and the thermal mass change rate was measured.
  • RIKEN differential thermothermal gravimetric measuring apparatus
  • Table 8 shows the thermal mass change rates of Sample A, Sample B, Sample C, and Sample D.

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Abstract

機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を含む樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。

Description

コンクリート用添加剤及びコンクリート用添加剤の製造方法
 本発明は、コンクリート用添加剤及びコンクリート用添加剤の製造方法に関する。
 コンクリートは、セメント、砂、砂利、水等の混合物の硬化物である。
 コンクリートの硬化反応では、水が反応して析出した表面積の大きい水和生成物が、水酸基結合、水素結合、ファンデスワールス結合等によって凝集力と接着力を示す。
 また、近年では、コンクリートひび割れの原因となる硬化時の収縮反応を抑制するための膨張材、コンクリートの流出を防ぐための増粘剤等の「機能性材料(添加剤)」が使用されるケースがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2015-140272号公報
 しかしながら、機能性材料は、セメント、砂、砂利、水等と混ぜると反応が開始され、その機能が直ちに発現してしまうが、機能発現までの時間を遅くする等の、機能発現のタイミングをコントロールする研究は未だなされていない。
 本発明の一形態は、様々な機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の別の一形態は、様々な機能性材料の機能発現までの時間を調整可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することを、目的とする。
 前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
<1> 機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を含む樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
<2> 前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、<1>に記載のコンクリート用添加剤。
<3> 前記樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、<1>又は<2>に記載のコンクリート用添加剤。
<4> 前記樹脂層が、単層又は複数層である、<1>~<3>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<5> 前記樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも1つの層に含まれる樹脂が、前記複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なる、<1>~<4>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<6> 前記樹脂層が、網目状高分子を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<7> 前記樹脂層が、数平均分子量1,000~1,000,000の樹脂を含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<8> 前記樹脂層が、全体に対して50質量%以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<9> 前記樹脂層の厚さが、0.5μm以上である、<1>~<8>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<10> <1>~<9>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
<11> 前記機能性材料を前記樹脂層の形成に用いる前記樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して前記樹脂を添加し、添加した前記樹脂により前記機能性材料を被覆し、前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を前記樹脂の硬化温度以上に加熱し、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、<10>に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
<12> 前記機能性材料を前記樹脂層の形成に用いる前記樹脂の溶解温度以上に加熱し、前記加熱した機能性材料に対して前記樹脂を添加し、添加した前記樹脂により前記機能性材料を被覆し、前記加熱した機能性材料の温度を前記樹脂の溶解温度未満とし、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、<10>に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
<1’> 機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが0.5μm以上である樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
<2’> 機能性材料を含む造粒物と、前記造粒物を被覆する樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
<3’> 前記造粒物が前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を含む、<2’>に記載のコンクリート用添加剤。
<4’> 前記樹脂層の厚さが、0.5μm以上である、<2’>又は<3’>に記載のコンクリート用添加剤。
<5’> 前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、<1’>~<4’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<6’> 前記樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、<1’>~<5’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<7’> 前記樹脂層が、単層又は複数層である、<1’>~<6’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<8’> 前記樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも1つの層に含まれる樹脂が、前記複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なる、<1’>~<7’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<9’> 前記樹脂層が、網目状高分子を含む、<1’>~<8’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<10’> 前記樹脂層が、数平均分子量1,000~1,000,000の樹脂を含む、<1’>~<9’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<11’> 前記樹脂層が、全体に対して50質量%以下である、<1’>~<10’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<12’> <1’>~<11’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
<13’> <2’>~<4’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料を造粒物とし、前記造粒物の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記造粒物を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
<14’> 前記機能性材料、及び前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を混合した後、前記バインダー樹脂により前記機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成する、<13’>に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
<1’’> 機能性材料と、前記機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
<2’’> 前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、<1’’>に記載のコンクリート用添加剤。
<3’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、OH基、COOH基及びSOH基から選ばれる少なくとも一種の官能基を含むアルカリ可溶性樹脂を含む、<1’’>又は<2’’>に記載のコンクリート用添加剤。
<4’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種のアルカリ可溶性樹脂を含む、<1’’>~<3’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<5’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、単層又は複数層である、<1’’>~<4’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<6’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも1つの層に含まれるアルカリ可溶性樹脂が、前記複数層の他の層に含まれるアルカリ可溶性樹脂と組成が異なる、<1’’>~<4’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<7’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、網目状高分子を含む、<1’’>~<6’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<8’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、数平均分子量1,000~1,000,000のアルカリ可溶性樹脂を含む、<1’’>~<7’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<9’’> 前記アルカリ可溶性樹脂層が、フェノール樹脂を含む、<1’’>~<8’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤。
<10’’> <1’’>~<9’’>のいずれか1つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料の表面に前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いるアルカリ可溶性樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
<11’’> 前記機能性材料を前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いる前記アルカリ可溶性樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して前記アルカリ可溶性樹脂を添加し、添加した前記アルカリ可溶性樹脂により前記機能性材料を被覆し、前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を前記アルカリ可溶性樹脂の硬化温度以上に加熱し、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、<10’’>に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
<12’’> 前記機能性材料を前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いる前記アルカリ可溶性樹脂の溶解温度以上に加熱し、前記加熱した機能性材料に対して前記アルカリ可溶性樹脂を添加し、添加した前記アルカリ可溶性樹脂により前記機能性材料を被覆し、前記加熱した機能性材料の温度を前記アルカリ可溶性樹脂の溶解温度未満とし、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、<10’’>に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
 本発明の一形態によれば、様々な機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することができる。
 本発明の別の一形態によれば、様々な機能性材料の機能発現までの時間を調整可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することができる。
本発明の一形態を示す概略断面図を示す。 本発明の別の一形態を示す概略断面図を示す。 本発明の別の一形態を示す概略断面図を示す。 実施例1に記載する潜在性評価前のコンクリート用添加剤を示す拡大写真である。 実施例1に記載する機能性材料における機能発現後のコンクリート用添加剤を示す拡大写真である。 実施例5に記載するコンクリート用添加剤の概略断面図を示す。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
 本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。コンクリート用組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
 また、本開示において、「含有率」とは、特に記載がなければ、コンクリート用添加剤の全量を100質量%としたときの、各成分の質量%を表す。
 また、本開示において、「樹脂層」を「アルカリ可溶性樹脂層」と読み替えてもよく、「アルカリ可溶性樹脂層」を「樹脂層」と読み替えてもよい。
<コンクリート用添加剤>
[第1の態様]
 本開示の第1の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を含む樹脂層とを備える。コンクリート用添加剤は、機能性材料が、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を含む樹脂層にて被覆されていることにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。この理由は、樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度が所定の数値以下であることにより、樹脂層が水を透過しにくくなっており、水と機能性材料とが接触するまでの時間が遅くなり、その結果、機能性材料の機能が発現するまでの時間が遅くなるためと推測される。
 また、コンクリート用添加剤は、機能性材料と、この機能性材料を被覆する樹脂層とを備えていれば、他に限定されるものではない。
 本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、潜在性を失う又は潜在性を失いやすくなる、すなわち、機能性材料の機能が発現するものであってもよく、機能性材料の機能発現までの時間を短くできるものであってもよい。外部からの刺激としては、外部圧力、振動等の機械的、電気的、水等の溶媒、酸・アルカリ等の化学的、熱的な刺激が挙げられる。例えば、本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、樹脂層が壊れて機能性材料の機能が発現するものであってもよく、又は、樹脂層が脆くなり機能性材料の機能が発現するまでの時間が短くなるものであってもよい。
(機能性材料)
 本開示のコンクリート用添加剤に含まれる機能性材料は、何らかの機能を発現し、且つコンクリートの添加剤に用いられるものであればよく、例えば、コンクリートの反応に寄与するものであることが好ましい。また、機能性材料は、水と接触して反応、相互作用等することにより、機能を発現するものであってもよい。
 機能性材料は、より具体的には、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤(Air Entraining剤)、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。中でも、機能性材料としては、膨張剤、増粘剤等が好ましく、膨張剤がより好ましい。
[膨張剤]
 膨張剤は、セメント硬化時の収縮によるヒビ割れを防ぐものであり、水と接触して反応することにより膨張するものであってもよい。膨張剤としては、具体的には、CaO、Al、MgO、CaCO、有機材等が挙げられる。膨張剤は、付与させたい膨張率等によって、適宜選択することができる。
 機能性材料としては、例えば、常温(25℃)にて、固体又は液体のものがあり、樹脂の被覆性の観点から常温(25℃)にて固体のものが好ましい。
 機能性材料の形状は、角状、針状又は丸状のいずれでもよく、樹脂の被覆性の観点から、丸状又は角状が好ましい。
 機能性材料の粒径は、その機能によってさまざまであり、樹脂の被覆性の観点から、0.1μm~5,000μmであることが好ましく、0.5μm~3,000μmであることがより好ましく、1.0μm~2,000μmであることが更に好ましく、5.0μm~1,000μmであることが特に好ましい。
 尚、機能性材料の粒径は、レーザー回折法、篩い分け等で測定することができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤において、樹脂層が複数の機能性材料を被覆する場合、機能性材料の粒径は、コンクリート用添加剤に含まれる機能性材料の平均粒径を指す。機能性材料の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積50%に対応する平均粒径(D50)である。
 本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の含有率は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%~99質量%であることがより好ましく、80質量%~98質量%であることが更に好ましい。
(樹脂層)
 本開示の樹脂層は、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を用いて形成されるものである。樹脂層により機能性材料を被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。
 尚、樹脂層は、1個の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数個の機能性材料を被覆するものであってもよい。また、樹脂層は、1種の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数種類の機能性材料を被覆するものであってもよい。
 また、本開示において「被覆」とは、機能性材料の機能発現までの時間を調整するために、機能性材料の表面を露出させないようにすることを指す。
 また、実使用状態においては、本開示のコンクリート用添加剤と、本開示とは異なる、樹脂層を有さないコンクリート用添加剤とを、併用することもできる。
 尚、樹脂層は、セメント、砂、砂利、水等の混合時の摩擦圧に耐えうるものが好ましい。
 また、本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の表面は樹脂層により直接被覆されていてもよく、機能性材料の表面と樹脂層の間に別の層が配置され、別の層を介して機能性材料の表面が樹脂層により被覆されていてもよい。
 本開示のコンクリート用添加剤としては、図面を用いて説明すると、図1に示すように、1個の機能性材料1を樹脂層2にて被覆したものを用いることができる。更には、本開示のコンクリート用添加剤としては、図2に示すように、機能性材料3及び機能性材料4といった複数種類の機能性材料を、樹脂層5にて被覆しているものを用いることもできる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤は、機能性材料の造粒物を樹脂層により被覆したものであってもよい。機能性材料を造粒物とすることにより、樹脂層により均一性高く被覆できる傾向にあり、機能性材料の機能発現までの時間をより遅く調整できる傾向にある。
 機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。バインダー樹脂としては、樹脂層に含まれる樹脂と同じ成分であってもよく、違う成分であってもよい。
 本開示のコンクリート用添加剤が、機能性材料の造粒物を樹脂層により被覆したものである場合、図3に示すように、複数個の機能性材料8を、バインダー樹脂9により結着させて造粒物とし、造粒物を樹脂層10にて被覆したものであってもよい。
 樹脂層は、その層構造を、単層としても複数層としてもよく、目的に応じて選択することができる。
 樹脂層が複数層である場合、複数層の少なくとも1つの層に含まれる樹脂が、複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なっていてもよい。例えば、機能性材料の表面から見て、1層目の樹脂層と2層目の樹脂層について、水蒸気透過度が異なる樹脂を用いることで、樹脂層の膜厚調整以外の方法により、機能発現までの時間を遅くする等、機能発現までの時間を好適に調整することができる。
 樹脂層の厚さは、特に限定されるものではなく、機能性材料の機能を発現させるまでの要求時間等を考慮して設定でき、具体的には、0.1μm~1,000μmであることが好ましく、コンクリートの硬化反応が終了する前に機能性材料の機能を発現させるという観点から、0.5μm~500μmであることがより好ましく、1.0μm~300μmであることが更に好ましく、5.0μm~100μmであることが特に好ましい。
 尚、樹脂層の厚さは、Ga+イオンビームを試料のx方向及びy方向に照射してスパッタリングを行ない、2次電子を集束することによって断面を観察するFIB法によって調べることができる。
 また、樹脂層の厚さとは、最小の厚さを意味する。樹脂層の厚さが最小となる領域は、例えば、電子顕微鏡による観察により確認することができる。
 樹脂層は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含むことが好ましく、樹脂被覆がし易いという観点から、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含むことがより好ましく、エポキシ樹脂を含むことが更に好ましい。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、80g/eq~200g/eqであることが好ましく、90g/eq~180g/eqであることがより好ましく、100g/eq~160g/eqであることが更に好ましい。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、JIS K 0070(1992)に準じた方法で測定される値とする。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、150g/eq~1000g/eqであることが好ましく、170g/eq~800g/eqであることがより好ましく、180g/eq~600g/eqであることが更に好ましい。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、JIS K 7236(2009)に準じた方法で測定される値とする。
 樹脂層は、樹脂として、OH基、COOH基及びSOH基から選ばれる少なくとも一種の官能基を含むアルカリ可溶性樹脂を含んでいてもよい。
 また、樹脂層は、機能発現までの時間を制御する観点から、網目状高分子を含むことが好ましい。網目状高分子としては、フェノール樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
 樹脂層に含まれる樹脂の数平均分子量は、樹脂被覆がし易いという観点から、1,000~1,000,000であることが好ましい。
 尚、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
 本開示のコンクリート用添加剤について、樹脂層の含有率は、50質量%以下であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましく、1.0質量%~25質量%であることが更に好ましい。
 本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の機能発現までの時間を確認する手法としては、示差走査熱量法(DSC法)、熱重量分析法(TGA法)、示差熱分析法(DTA法)、走査型電子顕微鏡観察(SEM観察)、エネルギー分散型X線分光法(EDX法)、集束イオンビーム法(FIB法)等が挙げられる。
 樹脂層がアルカリ可溶性樹脂を用いて構成される場合、DSC法により本開示のコンクリート用添加剤とアルカリ水溶液とを接触させながら測定すると、樹脂溶解に起因する吸熱ピークが現れる。樹脂層内部の機能性材料が発熱反応を示す場合、吸熱反応後に機能性材料起因の発熱ピークが発現する。一方、機能性材料(樹脂層を有さない)とアルカリ水溶液とを接触させながら測定した際には、直ちに機能性材料起因の発熱ピークが発現する。上記方法によって、機能性材料の機能の発現タイミングを確認することができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤にて、例えば機能性材料として鉱物を選定した場合、TGA法により樹脂の熱分解温度以上に昇温させ、質量減少量を測定することによって樹脂層の被覆量(含有率)を見積もることができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤について、SEM観察後にEDX分析を行なうことによって機能性材料表面が樹脂により被覆されていることを確認することができる。
 樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、200g/m・day以下であればよく、0g/m・day~190g/m・dayであることが好ましく、0.05g/m・day~180g/m・dayであることがより好ましく、1g/m・day~100g/m・dayであることが更に好ましく、3g/m・day~50g/m・dayであることが特に好ましい。樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度が200g/m・day以下であることにより、コンクリート用添加剤と水とを混合した場合に、機能性材料(膨張剤、増粘剤等)の機能発現までの時間を遅くできる傾向にある。
 本開示において、樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、JIS Z 0208(1976)のカップ法に準拠して測定した値である。
 樹脂層に含まれる樹脂の透過度係数は、200g・mm/m・day以下であることが好ましく、0g・mm/m・day~190g・mm/m・dayであることがより好ましく、0.1g・mm/m・day~180g・mm/m・dayであることが更に好ましい。樹脂層に含まれる樹脂の透過度係数が200g・mm/m・day以下であることにより、コンクリート用添加剤と水とを混合した場合に、機能性材料(膨張剤、増粘剤等)の機能発現までの時間を遅くできる傾向にある。
 樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度及び透過度係数は、例えば、樹脂層に含まれる樹脂が有する官能基、硬化温度、硬化時間等の樹脂の形成条件などを変更することで適宜調整可能である。
 例えば、樹脂層に含まれる樹脂として疎水性の樹脂を用いる場合、水蒸気透過度及び透過度係数が小さくなる傾向にある。一方、樹脂層に含まれる樹脂として親水性の樹脂を用いる場合、具体的には、樹脂層に含まれる樹脂がヒドロキシル基等の親水性の官能基を有する場合、水蒸気透過度及び透過度係数が大きくなる傾向にある。
<コンクリート用添加剤の製造方法>
 本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、前述のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料の表面に前記樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する方法である。
 〔具体例1〕
 以下、本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例1を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例1は、機能性材料を樹脂層の形成に用いる樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆し、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する方法であってもよい。
 この具体例1では、樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
 例えば、具体例1におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「(a)機能性材料を、(b)工程にて用いる樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とする工程。(b)軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆する工程。(c)機能性材料の温度を樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する工程。」の3つの工程を含んで行われる。
 また、樹脂層の厚さは、(a)工程~(c)工程を繰り返すことにより、調整することができる。
 (b)工程にて用いる樹脂は、粒径が小さいほうが好ましい。(b)工程にて用いる樹脂の平均粒径は、10,000μm以下であることが好ましく、5,000μm以下であることがより好ましく、1,000μm以下であることが更に好ましく、500μm以下であることが特に好ましい。
 尚、(b)工程にて用いる樹脂の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積50%に対応する平均粒径(D50)である。
 (b)工程にて用いる樹脂としては、樹脂を破砕したものであってもよい。樹脂を破砕するための方法としては、ジェットミル、すり鉢、ハンマー等での破砕が挙げられるが、生産性向上という観点からジェットミル破砕であることが好ましい。また、破砕した樹脂をメッシュで篩い分けし、篩い分けされた樹脂を(b)工程にて用いてもよい。
 (b)工程の後、機能性材料と樹脂とを混練する方法としては、プラネタリミキサー、撹拌羽、ヘンシェルミキサー等を用いて混練する方法が挙げられ、機能性材料を効率よく被覆する観点から、ヘンシェルミキサーを用いて混練することが好ましい。また、機能性材料及び樹脂以外の成分、例えば、硬化剤を混練物に添加してもよい。
 (c)工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、樹脂を硬化温度以上の温度で保持することが容易である乾燥機又は電気炉を使用することが望ましい。
〔具体例2〕
 次に、本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例2を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例2は、機能性材料を樹脂層の形成に用いる樹脂の溶解温度以上に加熱し、加熱した機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆し、加熱した機能性材料の温度を樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する方法であってもよい。
 この具体例2では、樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
 尚、前述の具体例1と共通する事項については、その説明を省略する。
 例えば、具体例2におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「(a)機能性材料を、(b)工程にて用いる樹脂の溶解温度以上に加熱する工程。(b)加熱した機能性材料に対し、樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆する工程。(c)機能性材料の温度を樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する工程。」の3つの工程を含んで行われる。
 (b)工程にて用いる樹脂は、加熱した機能性材料との接触時に溶解し易いという観点から、粒径が小さいほうが好ましい。(b)工程にて用いる樹脂の平均粒径は、10,000μm以下であることが好ましく、5,000μm以下であることがより好ましく、1,000μm以下であることが更に好ましく、500μm以下であることが特に好ましい。
 (a)工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、機能性材料が熱分解をせず且つ極力短時間で熱する観点から、電気炉であることが好ましい。
 機能性材料の加熱温度は、樹脂の溶解温度以上且つ機能性材料の熱分解温度以下であることが好ましい。
 本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、樹脂と機能性材料との混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成する場合、湿式方式にて樹脂層を形成してもよい。例えば、樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成してもよい。機能性材料の表面に樹脂を被覆した後、必要に応じて、被覆物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、被覆物を加熱して樹脂を硬化させたりして、樹脂層を形成してもよい。
 このとき、溶剤としては、樹脂と相溶性が高く、且つ機能性材料と反応しないものを用いればよく、更に揮発性に優れるものが好ましい。溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセトン等のケトン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エーテル類などが挙げられる。
[第2の態様]
 本開示の第2の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが0.5μm以上である樹脂層とを備える。コンクリート用添加剤は、機能性材料が、厚さ0.5μm以上である樹脂層にて被覆されていることにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。
 ここで、樹脂層の厚さとは、厚さの異なる領域が存在する場合、樹脂層の最小の厚さを意味する。樹脂層の厚さが最小となる領域は、例えば、電子顕微鏡による観察により確認することができる。
 樹脂層の最小の厚さが0.5μm以上であることにより、水等が機能性材料と接触して機能を発現することが抑制され、水と機能性材料とが接触するまでの時間が遅くなり、その結果、機能性材料の機能が発現するまでの時間が遅くなるためと推測される。
 また、コンクリート用添加剤は、機能性材料と、この機能性材料を被覆する樹脂層とを備えていれば、他に限定されるものではない。
 以下、本開示の第2の態様に係るコンクリート用添加剤について説明する。ここで、前述の第1の態様に係るコンクリート用添加剤と共通する事項についてはその説明を省略する。
(樹脂層)
 本開示の樹脂層は、樹脂を用いて形成されるものであり、その厚さが0.5μm以上である。樹脂層により機能性材料を被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。
 本開示のコンクリート用添加剤としては、図面を用いて説明すると、図1に示すように、1個の機能性材料1を樹脂層2にて被覆したものを用いることができる。更には、本開示のコンクリート用添加剤としては、図2に示すように、機能性材料3及び機能性材料4といった複数種類の機能性材料を、樹脂層5にて被覆しているものを用いることもできる。
 樹脂層の厚さは、特に限定されるものではなく、機能性材料の機能を発現させるまでの要求時間等を考慮して設定でき、具体的には、0.5μm~1,000μmであることが好ましく、コンクリートの硬化反応が終了する前に機能性材料の機能を発現させるという観点から、1.0μm~500μmであることがより好ましく、3.0μm~300μmであることが更に好ましく、5.0μm~100μmであることが特に好ましい。
 尚、樹脂層の厚さは、Ga+イオンビームを試料のx方向及びy方向に照射してスパッタリングを行ない、2次電子を集束することによって断面を観察するFIB法によって調べることができる。
 樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、200g/m・day以下であることが好ましく、0g/m・day~190g/m・dayであることがより好ましく、0.05g/m・day~180g/m・dayであることが更に好ましく、1g/m・day~100g/m・dayであることが特に好ましく、3g/m・day~50g/m・dayであることがより一層好ましい。樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度が200g/m・day以下であることにより、コンクリート用添加剤と水とを混合した場合に、機能性材料(膨張剤、増粘剤等)の機能発現までの時間を遅くできる傾向にある。
 本開示において、樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、JIS Z 0208(1976)のカップ法に準拠して測定した値である。
 本開示のコンクリート用添加剤は、樹脂層の均一性に優れる点から、安息角が50°以下であることが好ましく、40°以下であることがより好ましく、30°以下であることが更に好ましい。例えば、安息角が50°超の機能性材料を用いた場合であっても、機能性材料を造粒することにより、安息角が50°以下のコンクリート用添加剤が得られる傾向にある。
 なお、コンクリート用添加剤における安息角の下限値は、特に限定されず、例えば10°以上であればよい。
[第3の態様]
 本開示の第3の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料を含む造粒物と、造粒物を被覆する樹脂層とを備える。機能性材料を造粒物とすることにより、樹脂層により均一性高く被覆できる傾向にあり、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能である。
 なお、第3の態様に係るコンクリート用添加剤について、第1の態様又は第2の態様に係るコンクリート用添加剤と同様の構成は、その説明を省略する。
 機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。バインダー樹脂としては、樹脂層に含まれる樹脂と同じ成分であってもよく、違う成分であってもよい。
 本開示のコンクリート用添加剤において、バインダー樹脂の含有率は、30質量%以下であることが好ましく、0.5質量%~20質量%であることがより好ましく、1.0質量%~10質量%であることが更に好ましい。
 また、本開示のコンクリート用添加剤について、樹脂層及びバインダー樹脂の合計の含有率は、50質量%以下であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましく、1.0質量%~25質量%であることが更に好ましい。
 例えば、機能性材料の造粒物を樹脂層により被覆したものであるコンクリート用添加剤は、図3に示すように、複数個の機能性材料8を、バインダー樹脂9により結着させて造粒物とし、造粒物を樹脂層10にて被覆したものであってもよい。
<コンクリート用添加剤の製造方法>
 本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、機能性材料を造粒物とし、造粒物の表面に樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、造粒物を被覆する樹脂層を形成してもよい。
 機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。
 バインダー樹脂を用いて造粒物を製造する場合、機能性材料、及びバインダー樹脂を混合した後、バインダー樹脂により機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成してもよい。
 本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、樹脂と機能性材料との混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成する場合、湿式方式にて樹脂層を形成してもよい。例えば、樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成してもよい。機能性材料の表面に樹脂を被覆した後、必要に応じて、被覆物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、被覆物を加熱して樹脂を硬化させたりして、樹脂層を形成してもよい。
 また、バインダー樹脂と機能性材料との混合物を用いて造粒物を形成する場合、湿式方式にて造粒物を形成してもよい。例えば、バインダー樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料同士を結着させてなる造粒物を形成してもよい。このとき、必要に応じて、混合物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、混合物を加熱してバインダー樹脂を硬化させたりして、造粒物を形成してもよい。
 このとき、溶剤としては、樹脂と相溶性が高く、且つ機能性材料と反応しないものを用いればよく、更に揮発性に優れるものが好ましい。溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセトン等のケトン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エーテル類などが挙げられる。
[第4の態様]
<コンクリート用添加剤>
 本開示の第4の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料と、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層とを備える。コンクリート用添加剤は、機能性材料がアルカリ可溶性樹脂層にて被覆されていることにより、機能性材料の機能発現までの時間を調整でき、例えば、機能性材料の機能発現を遅延させることができる。
 尚、コンクリート用添加剤は、機能性材料と、この機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層とを備えていれば、他に限定されるものではない。
 本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、潜在性を失う又は潜在性を失いやすくなる、すなわち、機能性材料の機能が発現するものであってもよく、機能性材料の機能発現までの時間を短くできるものであってもよい。外部からの刺激としては、外部圧力、振動等の機械的、電気的、水等の溶媒、酸・アルカリ等の化学的、熱的な刺激が挙げられる。例えば、本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、アルカリ可溶性樹脂層が壊れて機能性材料の機能が発現するものであってもよく、又は、アルカリ可溶性樹脂層が脆くなり機能性材料の機能が発現するまでの時間が短くなるものであってもよい。
(機能性材料)
 本開示のコンクリート用添加剤に含まれる機能性材料は、何らかの機能を発現し、且つコンクリートの添加剤に用いられるものであればよく、例えば、コンクリートの反応に寄与するものであることが好ましい。また、機能性材料は、水と接触して反応、相互作用等することにより、機能を発現するものであってもよい。
 機能性材料は、より具体的には、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤(Air Entraining剤)、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。中でも、機能性材料としては、膨張剤、増粘剤等が好ましく、膨張剤がより好ましい。
[膨張剤]
 膨張剤は、セメント硬化時の収縮によるヒビ割れを防ぐものであり、水と接触して反応することにより膨張するものであってもよい。具体的には、CaO、Al、MgO、CaCO、有機材等が挙げられる。膨張剤は、付与させたい膨張率等によって、適宜選択することができる。
 機能性材料としては、例えば、常温(25℃)にて、固体又は液体のものがあり、アルカリ可溶性樹脂の被覆性の観点から常温(25℃)にて固体のものが好ましい。
 機能性材料の形状は、角状、針状又は丸状のいずれでもよく、アルカリ可溶性樹脂の被覆性の観点から、丸状又は角状が好ましい。
 機能性材料の粒径は、その機能によってさまざまであり、アルカリ可溶性樹脂の被覆性の観点から、0.1μm~5,000μmであることが好ましく、0.5μm~3,000μmであることがより好ましく、1.0μm~2,000μmであることが更に好ましく、5.0μm~1,000μmであることが特に好ましい。
 尚、機能性材料の粒径は、レーザー回折法、篩い分け等で測定することができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤において、アルカリ可溶性樹脂層が複数の機能性材料を被覆する場合、機能性材料の粒径は、コンクリート用添加剤に含まれる機能性材料の平均粒径を指す。機能性材料の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積50%に対応する平均粒径(D50)である。
 本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の含有率は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%~99質量%であることがより好ましく、80質量%~98質量%であることが更に好ましい。
(アルカリ可溶性樹脂層)
 本開示のアルカリ可溶性樹脂層は、アルカリ可溶性樹脂を含み、アルカリ可溶性樹脂を用いて形成されるものである。アルカリ可溶性樹脂層により機能性材料を被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を調整でき、例えば、機能性材料の機能発現を遅延させることができる。
 尚、アルカリ可溶性樹脂層は、1個の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数個の機能性材料を被覆するものであってもよい。また、アルカリ可溶性樹脂層は、1種の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数種類の機能性材料を被覆するものであってもよい。
 また、本開示において「被覆」とは、機能性材料の機能発現までの時間を調整するために、機能性材料の表面を露出させないようにすることを指す。
 また、実使用状態においては、本開示のコンクリート用添加剤と、本開示とは異なるアルカリ可溶性樹脂層を有さないコンクリート用添加剤とを、併用することもできる。
 尚、アルカリ可溶性樹脂層は、セメント、砂、砂利、水等の混合時の摩擦圧に耐えうるものが好ましい。
 また、本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の表面はアルカリ可溶性樹脂層により直接被覆されていてもよく、機能性材料の表面とアルカリ可溶性樹脂層の間に別の層が配置され、別の層を介して機能性材料の表面がアルカリ可溶性樹脂層により被覆されていてもよい。
 本開示のコンクリート用添加剤としては、図面を用いて説明すると、図1に示すように、1個の機能性材料1を樹脂層2(アルカリ可溶性樹脂層)にて被覆したものを用いることができる。更には、本開示のコンクリート用添加剤としては、図2に示すように、機能性材料3及び機能性材料4といった複数種類の機能性材料を、樹脂層5(アルカリ可溶性樹脂層)にて被覆しているものを用いることもできる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤は、機能性材料の造粒物をアルカリ可溶性樹脂層により被覆したものであってもよい。機能性材料を造粒物とすることにより、アルカリ可溶性樹脂層により均一性高く被覆できる傾向にあり、機能性材料の機能発現までの時間をより好適に調整できる傾向にある。
 機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。バインダー樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂層に含まれるアルカリ可溶性樹脂と同じ成分であってもよく、違う成分であってもよい。
 本開示のコンクリート用添加剤が、機能性材料の造粒物をアルカリ可溶性樹脂層により被覆したものである場合、図3に示すように、複数個の機能性材料8を、バインダー樹脂9により結着させて造粒物とし、造粒物を樹脂層10にて被覆したものであってもよい。
 アルカリ可溶性樹脂層は、その層構造を、単層としても複数層としてもよく、目的に応じて選択することができる。
 アルカリ可溶性樹脂層が複数層である場合、複数層の少なくとも1つの層に含まれるアルカリ可溶性樹脂が、複数層の他の層に含まれるアルカリ可溶性樹脂と組成が異なっていてもよい。例えば、機能性材料の表面から見て、1層目のアルカリ可溶性樹脂層と2層目のアルカリ可溶性樹脂層について、アルカリに対する溶解度が異なるアルカリ可溶性樹脂を用いることで、アルカリ可溶性樹脂層の膜厚調整以外の方法により、機能発現までの時間を調整することができる。
 アルカリ可溶性樹脂層の厚さは、特に限定されるものではなく、機能性材料の機能を発現させるまでの要求時間等を考慮して設定でき、具体的には、0.1μm~1,000μmであることが好ましく、コンクリートの硬化反応が終了する前に機能性材料の機能を発現させるという観点から、0.5μm~500μmであることがより好ましく、1.0μm~300μmであることが更に好ましく、5.0μm~100μmであることが特に好ましい。
 尚、アルカリ可溶性樹脂層の厚さは、Ga+イオンビームを試料のx方向及びy方向に照射してスパッタリングを行ない、2次電子を集束することによって断面を観察するFIB法によって調べることができる。
 また、アルカリ可溶性樹脂層の厚さとは、最小の厚さを意味する。アルカリ可溶性樹脂層の厚さが最小となる領域は、例えば、電子顕微鏡による観察により確認することができる。
 アルカリ可溶性樹脂層は、アルカリに対して可溶性であれば、特に限定されるものではないが、OH基、COOH基及びSOH基から選ばれる少なくとも一種の官能基を含むアルカリ可溶性樹脂を含むことが、アルカリ可溶時間制御の観点から好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂層は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種のアルカリ可溶性樹脂を含むことが好ましく、樹脂被覆がし易いという観点から、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含むことがより好ましい。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、80g/eq~200g/eqであることが好ましく、90g/eq~180g/eqであることがより好ましく、100g/eq~160g/eqであることが更に好ましい。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、JIS K 0070(1992)に準じた方法で測定される値とする。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、150g/eq~1000g/eqであることが好ましく、170g/eq~800g/eqであることがより好ましく、180g/eq~600g/eqであることが更に好ましい。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、JIS K 7236(2009)に準じた方法で測定される値とする。
 アルカリ可溶性樹脂層は、アルカリ可溶性樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。具体的には、アルカリ可溶性樹脂層は、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ブチルゴム等の樹脂を含んでいてもよい。
 また、アルカリ可溶性樹脂層は、アルカリ可溶時間制御の観点から、網目状高分子を含むことが好ましい。網目状高分子としては、フェノール樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
 アルカリ可溶性樹脂の数平均分子量は、樹脂被覆がし易いという観点から、1,000~1,000,000であることが好ましい。
 尚、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
 本開示のコンクリート用添加剤について、アルカリ可溶性樹脂層の含有率は、50質量%以下であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましく、1.0質量%~25質量%であることが更に好ましい。
 本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の機能発現までの時間を確認する手法としては、示差走査熱量法(DSC法)、熱重量分析法(TGA法)、示差熱分析法(DTA法)、走査型電子顕微鏡観察(SEM観察)、エネルギー分散型X線分光法(EDX法)、集束イオンビーム法(FIB法)等が挙げられる。
 DSC法により本開示のコンクリート用添加剤とアルカリ水溶液とを接触させながら測定すると、樹脂溶解に起因する吸熱ピークが現れる。アルカリ可溶性樹脂層内部の機能性材料が発熱反応を示す場合、吸熱反応後に機能性材料起因の発熱ピークは発現する。一方、機能性材料(アルカリ可溶性樹脂層を有さない)とアルカリ水溶液とを接触させながら測定した際には、直ちに機能性材料起因の発熱ピークが発現する。上記方法によって、機能性材料の機能の発現タイミングを確認することができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤にて、例えば機能性材料として鉱物を選定した場合、TGA法によりアルカリ可溶性樹脂の熱分解温度以上に昇温させ、質量減少量を測定することによってアルカリ可溶性樹脂層の被覆量(含有率)を見積もることができる。
 また、本開示のコンクリート用添加剤について、SEM観察後にEDX分析を行なうことによって機能性材料表面がアルカリ可溶性樹脂により被覆されていることを確認することができる。
 アルカリ可溶性樹脂層に含まれる樹脂(アルカリ可溶性樹脂、又はアルカリ可溶性樹脂とそれ以外の樹脂との混合物)の水蒸気透過度は、200g/m・day以下であることが好ましく、0g/m・day~190g/m・dayであることがより好ましく、0.05g/m・day~180g/m・dayであることが更に好ましく、1g/m・day~100g/m・dayであることが特に好ましく、3g/m・day~50g/m・dayであることがより一層好ましい。アルカリ可溶性樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度が200g/m・day以下であることにより、コンクリート用添加剤と水とを混合した場合に、機能性材料(膨張剤、増粘剤等)の機能発現までの時間を遅くできる傾向にある。
 本開示において、アルカリ可溶性樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、JIS Z 0208(1976)のカップ法に準拠して測定される値である。水蒸気透過度を測定するための試料は、以下の(a)~(d)のようにして作製する。
(a)まず、アルカリ可溶性樹脂層に含まれる樹脂を含む樹脂溶液(必要に応じて、硬化剤及び溶剤を含む)をアルミカップに添加する。
(b)上記(a)にて樹脂溶液が添加されたアルミカップをホットプレート上に置き、樹脂溶液を加熱して樹脂板を作製する。
(c)上記(b)の後、平らな樹脂板を作製するため、加熱を止める前にアルミカップ上にガラス板をのせ、ホットプレート上で樹脂板の温度が25℃になるまで冷却する。
(d)上記(c)の後、アルミカップより樹脂板を剥がし、端部を研磨して平らな樹脂板を作製する。この樹脂板を水蒸気透過度を測定するための試料とする。
<コンクリート用添加剤の製造方法>
 本開示の第4の態様におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、前述のコンクリート用添加剤の製造方法であって、機能性材料の表面にアルカリ可溶性樹脂層の形成に用いるアルカリ可溶性樹脂を付与した後、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する方法である。
〔具体例1〕
 以下、本開示の第4の態様におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例1を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例1は、機能性材料をアルカリ可溶性樹脂層の形成に用いるアルカリ可溶性樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対してアルカリ可溶性樹脂を添加し、添加したアルカリ可溶性樹脂により機能性材料を被覆し、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度をアルカリ可溶性樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する方法であってもよい。
 この具体例1では、アルカリ可溶性樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
 例えば、具体例1におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「(a)機能性材料を、(b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とする工程。(b)軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対してアルカリ可溶性樹脂を添加し、添加したアルカリ可溶性樹脂により機能性材料を被覆する工程。(c)機能性材料の温度をアルカリ可溶性樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する工程。」の3つの工程を含んで行われる。
 また、アルカリ可溶性樹脂層の厚さは、(a)工程~(c)工程を繰り返すことにより、調整することができる。
 (b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂は、粒径が小さいほうが好ましい。(b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂の平均粒径は、10,000μm以下であることが好ましく、5,000μm以下であることがより好ましく、1,000μm以下であることが更に好ましく、500μm以下であることが特に好ましい。
 尚、(b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積50%に対応する平均粒径(D50)である。
 (b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂を破砕したものであってもよい。アルカリ可溶性樹脂を破砕するための方法としては、ジェットミル、すり鉢、ハンマー等での破砕が挙げられるが、生産性向上という観点からジェットミル破砕であることが好ましい。また、破砕したアルカリ可溶性樹脂をメッシュで篩い分けし、篩い分けされたアルカリ可溶性樹脂を(b)工程にて用いてもよい。
 (b)工程の後、機能性材料とアルカリ可溶性樹脂とを混練する方法としては、プラネタリミキサー、撹拌羽、ヘンシェルミキサー等を用いて混練する方法が挙げられ、機能性材料を効率よく被覆する観点から、ヘンシェルミキサーを用いて混練することが好ましい。また、機能性材料及びアルカリ可溶性樹脂以外の成分、例えば、硬化剤を混練物に添加してもよい。
 (c)工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、アルカリ可溶性樹脂を硬化温度以上の温度で保持することが容易である乾燥機又は電気炉を使用することが望ましい。
〔具体例2〕
 次に、本開示の第4の態様におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例2を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例2は、機能性材料をアルカリ可溶性樹脂層の形成に用いるアルカリ可溶性樹脂の溶解温度以上に加熱し、加熱した機能性材料に対してアルカリ可溶性樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆し、加熱した機能性材料の温度をアルカリ可溶性樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する方法であってもよい。
 この具体例2では、アルカリ可溶性樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
 尚、前述の具体例1と共通する事項については、その説明を省略する。
 例えば、具体例2におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「(a)機能性材料を、(b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂の溶解温度以上に加熱する工程。(b)加熱した機能性材料に対してアルカリ可溶性樹脂を添加し、添加したアルカリ可溶性樹脂により機能性材料を被覆する工程。(c)機能性材料の温度をアルカリ可溶性樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する工程。」の3つの工程を含んで行われる。
 (b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂は、加熱した機能性材料との接触時に溶解し易いという観点から、粒径が小さいほうが好ましい。(b)工程にて用いるアルカリ可溶性樹脂の平均粒径は、10,000μm以下であることが好ましく、5,000μm以下であることがより好ましく、1,000μm以下であることが更に好ましく、500μm以下であることが特に好ましい。
 (a)工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、機能性材料が熱分解をせず且つ極力短時間で熱する観点から、電気炉であることが好ましい。
 機能性材料の加熱温度は、アルカリ可溶性樹脂の溶解温度以上且つ機能性材料の熱分解温度以下であることが好ましい。
 本開示の第4の態様におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、アルカリ可溶性樹脂と機能性材料との混合物を用いて機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成する場合、湿式方式にてアルカリ可溶性樹脂層を形成してもよい。例えば、アルカリ可溶性樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層を形成してもよい。機能性材料の表面にアルカリ可溶性樹脂を被覆した後、必要に応じて、被覆物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、被覆物を加熱してアルカリ可溶性樹脂を硬化させたりして、アルカリ可溶性樹脂層を形成してもよい。
 このとき、溶剤としては、アルカリ可溶性樹脂と相溶性が高く、且つ機能性材料と反応しないものを用いればよく、更に揮発性に優れるものが好ましい。溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセトン等のケトン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エーテル類などが挙げられる。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
 機能性材料として膨張剤であるMgOを用い、被覆樹脂として以下の表1に示す樹脂、硬化剤としてイミダゾール系硬化剤を用いた。そして、表1の項目(1)~(9)に示す配合内容にて樹脂種(樹脂、硬化剤及び溶剤)をポリビンに添加し、撹拌機中で溶剤であるMEKに樹脂及び硬化剤を溶解させた。これにより、樹脂溶液(1)~(9)をそれぞれ調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1中、「N.V」は不揮発成分(質量%)を表す。
 表1中、「NMP」はN-メチルピロリドンを表す。
 次に、樹脂溶液(1)~(9)と機能性材料であるMgOとを、MgOに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が20質量%となるように混合し、FS2型ハイスピードミキサー(株式会社アーステクニカ)を用いて湿式方式にてMgOに樹脂を被覆させた。これにより、MgO被覆物A~Iを得た。
 MgO被覆物A~Iを300℃の乾燥機で3時間放置して樹脂を硬化させ、コンクリート用添加剤A~Iをそれぞれ作製した。
 また、樹脂溶液(4)~(6)と機能性材料であるMgOとを、MgOに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が50質量%となるように混合し、FS2型ハイスピードミキサー(株式会社アーステクニカ)を用いて湿式方式にてMgOに樹脂を被覆させた。これにより、MgO被覆物J~Lを得た。
 MgO被覆物J~Lを300℃の乾燥機で3時間放置して樹脂を硬化させ、コンクリート用添加剤J~Lをそれぞれ作製した。
<水蒸気透過度及び透過度係数の測定>
 樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度を、JIS Z 0208(1976)のカップ法に準拠して測定した。水蒸気透過度を測定するための試料は、以下の(a)~(d)のようにして作製した。
(a)まず、樹脂溶液(1)~(9)を持ち手付きアルミカップ(65mL)に6.4gずつ添加した。
(b)上記(a)にて樹脂溶液が添加されたアルミカップをホットプレート上に置き、110℃で1時間、120℃で30分、150℃で30分及び180℃で1時間、この順で樹脂溶液を加熱した。
(c)上記(b)の後、平らな樹脂板を作製するため、加熱を止める前にアルミカップ上にガラス板をのせ、ホットプレート上で樹脂板の温度が25℃になるまで冷却した。
(d)上記(c)の後、アルミカップより樹脂板を剥がし、端部を研磨して平らな樹脂板を作製する。この樹脂板を水蒸気透過度を測定するための試料とした。
 結果を表2に示す。なお、透過度係数は以下の式に基づき算出した。
 透過度係数=水蒸気透過度×樹脂板の厚さ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<潜在性評価方法1>
 潜在性については、超純水に一定時間コンクリート用添加剤A~Lを水没させ、機能性材料が膨張するまでの時間(機能発現までの時間)を測定することにより評価した。
 まず、コンクリート用添加剤A~I:10gと超純水:15mLとを30mLビーカーに取り分け、また、コンクリート用添加剤J~L:12.5gと超純水:15mLとを30mLビーカーに取り分け、それぞれを60℃のホットスターラー上にて、撹拌羽を用い200rpm(回転/分)にて撹拌した。
 撹拌30分ごとにコンクリート用添加剤A~Lをそれぞれ取り出し、電子顕微鏡で観察して、機能性材料が水と反応して膨張するまでの時間(図4に示す潜在性評価前のコンクリート用添加剤において、撹拌開始時の状態から図5の状態になるまでの時間)を記録した。結果を表3~表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表3~表5に示すように、樹脂の種類によって機能性材料の機能発現までの時間を調整できることが示された。また、表3~表5に示すように、樹脂の被覆量を多くすることにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅らせることができることが示された。
 また、表2~表6に示すように、水蒸気透過度の低い樹脂を用いて機能性材料を被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅らせることができることが示された。
<実施例2>
 機能性材料として増粘剤であるメトローズ(水溶性セルロースエーテル、登録商標、信越化学工業株式会社)を用い、被覆樹脂として以下の表6に示す樹脂を用いた。そして、表6の項目(1)’~(3)’に示す配合内容にて樹脂種(樹脂及び硬化剤)をポリビンに添加し、撹拌機中で硬化剤であるトリエチレンテトラミンと樹脂とを混合させた。これにより、樹脂溶液(1)’~(3)’をそれぞれ調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 次に、樹脂溶液(1)’~(3)’と増粘剤であるメトローズとを、メトローズに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が20質量%となるようにポリカップ内に添加し、混合物を撹拌した。
 撹拌後、混合物を乾燥させて被覆物M~Oを得た。
 その後、被覆物M~Oを120℃の乾燥機に30分投入し、樹脂を硬化させ、コンクリート用添加剤M~Oをそれぞれ作製した。
 また、樹脂溶液(1)’~(3)’と増粘剤であるメトローズとを、メトローズに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が40質量%となるようにポリカップ内に添加し、混合物を撹拌した。
 撹拌後、混合物を乾燥させて被覆物P~Rを得た。
 その後、被覆物P~Rを120℃の乾燥機に30分投入し、樹脂を硬化させ、コンクリート用添加剤P~Rをそれぞれ作製した。
<潜在性評価方法2>
 潜在性については、超純水に一定時間コンクリート用添加剤M~Rを水没させ、機能性材料である増粘剤の機能が発現するまでの時間を測定することにより評価した。
 まず、以下のサンプル1~8を100mLのポリビンにそれぞれ取り分け、室温にて撹拌羽を用い200rpm(回転/分)にて撹拌した。
 サンプル1~3・・・コンクリート用添加剤M~O:2.4g及び超純水:80mL
 サンプル4~6・・・コンクリート用添加剤P~R:2.8g及び超純水:80mL
 サンプル7・・・超純水80mL
 サンプル8・・・メトローズ2g及び超純水80mL
 次に、サンプル7、8から1mLシリンジでサンプル液をそれぞれ取り出し、E型粘度計(東機産業株式会社 TV-22形)にてサンプル液の粘度を測定した。その結果、サンプル8はサンプル7よりも粘度が高く、メトローズと超純水とを混合してすぐにメトローズの機能が発現したことを確認した。
 また、撹拌開始後、30分毎にサンプル1~6から1mLシリンジでサンプル液をそれぞれ取り出し、E型粘度計(東機産業株式会社 TV-22形)にてサンプル液の粘度を測定した。サンプル液の粘度がサンプル8とほぼ同じ粘度になるまでの時間を機能発現までの時間とし、遅延効果を確認した。
 結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表7に示すように、機能性材料を樹脂で被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を、樹脂で被覆していない機能性材料(表5中のメトローズ単体)よりも遅らせることができた。
 また、表7に示すように、樹脂の被覆量を多くすることにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅らせることができた。
<実施例3>
 表1に示す樹脂溶液(1)~(9)と機能性材料であるMgOとを、MgOに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が5質量%となるように混合し、FS2型ハイスピードミキサー(株式会社アーステクニカ)を用いて湿式方式にて造粒した。
 そして、各々作製した造粒物を180℃の乾燥機に1時間投入し、樹脂を硬化させて強度を高めた。以上により、樹脂溶液(1)~(9)から造粒物A~Iをそれぞれ作製した。
 次に、造粒物A~Iと樹脂溶液(1)~(9)をN.V=20%に希釈した溶液とを、MgOに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量(造粒物に対して混合した樹脂と硬化剤との合計量)が20質量%となるように混合し、FS2型ハイスピードミキサーを用いて湿式方式にて被覆した。これにより、被覆造粒物A~Iをそれぞれ作製した。
 被覆造粒物A~Iを300℃の乾燥機で3時間放置し、コンクリート用添加剤A’~I’をそれぞれ作製した。コンクリート用添加剤A’~I’を電子顕微鏡にて観察したところ、機能性材料が樹脂層によって均一性高く被覆されていることが確認され、かつ、樹脂層の厚さが小さい箇所を、電子顕微鏡を用いた造粒物の断面観察により確認したところ、0.5μm以上であった。なお、造粒物の断面は、造粒物を注型後、研磨することにより作製した。
<実施例4>
 造粒物の替わりにMgOを用い、MgOと樹脂溶液(1)~(9)をN.V=20%に希釈した溶液とを、MgOに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が20質量%となるように混合し、FS2型ハイスピードミキサーを用いて湿式方式にて被覆した。これにより、MgO被覆物A’~I’をそれぞれ作製した。
 MgO被覆物A’~I’を300℃の乾燥機で3時間放置し、コンクリート用添加剤A’’~I’’をそれぞれ作製した。
 コンクリート用添加剤A’’~I’’は、MgOの表面の一部が露出し、樹脂層の厚さが0.5μm未満の箇所が見られた点でコンクリート用添加剤A’~I’と相違する。
<樹脂コーティング性の評価>
 造粒物A~Iを樹脂被覆して得られたコンクリート用添加剤A’~I’、及びMgOを樹脂被覆して得られたコンクリート用添加剤A’’~I’’の樹脂コーティング性を評価した。具体的には、コンクリート用添加剤A’~I’及びコンクリート用添加剤A’’~I’’:10gを50mLのポリカップにそれぞれ加え、撹拌羽を用い500rpm(回転/分)にて30分撹拌した後、コンクリート用添加剤A’~I’及びコンクリート用添加剤A’’~I’’の外観を電子顕微鏡にて確認した。
 撹拌後のコンクリート用添加剤A’~I’について、いずれもMgOが剥き出しになっていなかった。そのため、コンクリート用添加剤A’~I’は樹脂コーティング性が良好であった。
 一方、撹拌後のコンクリート用添加剤A’’~I’’について、いずれも端部が欠けてMgOが一部剥き出しになっているサンプルが多く見られた。
 したがって、実施例1のコンクリート用添加剤A’~I’は、実施例4のコンクリート用添加剤A’’~I’’よりも端部が欠けにくく、機能性材料が樹脂により均一性高く被覆されていたことが確認された。ここで、機能性材料が樹脂によって均一性高く被覆されていれば、樹脂被覆の均一性が低い場合と比較して機能発現までの時間をより一層遅くできることが推測される。
<実施例5>
 膨張剤として用いる機能性材料としてMgO、被覆樹脂としてHP-850N(日立化成株式会社製アルカリ可溶フェノール樹脂)、硬化剤としてヘキサミンを用いた。
 図6に示すように、膨張剤として用いる機能性材料7のMgOの周囲を、フェノール樹脂と硬化剤とを用いて形成されたアルカリ可溶性樹脂層6にて覆ったコンクリート用添加剤を以下のようにして製造した。
 まず、すり鉢を用いてHP-850Nを破砕し、300μmメッシュで篩い分けをし、300μm以下の樹脂を20g得た。
 次に、270℃に熱した電気炉の中にMgO:1,000gを30分間投入し、MgOを200℃まで加熱した(工程(a))。
 ミキサー釜(株式会社愛工舎製作所製)に上記200℃に加熱したMgO:1,000gと、300μm以下のHP-850N:20gとを投入し(工程(b))、2分間混練した。そして、100℃まで混合物の温度が下がった後、硬化剤としてヘキサミン:3.3gを混合物に添加して、塊が崩れるまで混練した。
 上記混練で得られたサンプルを、電気炉にて300℃で1時間放置して樹脂を硬化させ、コンクリート用添加剤Aとした(工程(c))。
<潜在性評価方法>
 潜在性については、水酸化カルシウム水溶液内に一定時間コンクリート用添加剤Aを水没させ、樹脂が完全に溶解するまでの時間を、反応遅延時間(機能発現までの時間)として評価した。
 水酸化カルシウム:2gと超純水:1Lとを2Lポリカップに取り分け、撹拌羽を用い400rpm(回転/分)にて1時間撹拌した。その後、上澄み液の収集しPH計を用い、PH=11.7であることを確認した。これにより、水酸化カルシウム水溶液(PH=11.7)を調製した。
 その後、200mL容量のポリビン内にコンクリート用添加剤Aを50g、水酸化カルシウム水溶液100gを投入し、撹拌羽を用いて200rpm(回転/分)にて撹拌した。2時間撹拌した後、ポリビン内から水酸化カルシウム水溶液を抜き取り、湿った状態のコンクリート用添加剤Aを2時間風乾させた。(サンプルA)
 また、撹拌時間を2時間から6時間、10時間及び14時間にそれぞれ変更した以外は、サンプルAと同様にして潜在性評価サンプル(サンプルB~サンプルD)をそれぞれ作製した。
 サンプルA~サンプルDを用い、示差熱熱重量測定装置(理化学研究所製)を用い、窒素雰囲気にて30℃~1000℃まで20℃/分で昇温させ、熱質量変化率を測定した。
 表8にサンプルA、サンプルB、サンプルC及びサンプルDの熱質量変化率を記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008

 
 表8より、サンプルA(撹拌2時間)では、熱質量変化率が-12.10(%)であった。つまり、被覆樹脂が完全に溶解していないことがわかった。一方、サンプルD(撹拌14時間)では熱質量変化率が-0.02(%)であり、比較例であるMgOの質量変化率-0.03(%)と略同等値となった。つまり、被覆樹脂は完全に溶解したことがわかった。したがって、10時間超14時間以下の間に、被覆樹脂は完全に溶解し、機能性材料は機能を発現可能な状態になっていることが分かった。
 上記結果より、MgOにフェノール樹脂を被覆することで、機能性材料としてのMgOの機能が発現するまでに、10時間超14時間以下の潜在性を有することがわかった。また、機能性材料を被覆する樹脂を変更することにより、機能発現までの時間を調整できることが推測される。
 2017年6月14日に出願された日本国特許出願2017-117066、2017年6月14日に出願された日本国特許出願2017-117067及び2017年6月14日に出願された日本国特許出願2017-117068の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的且つ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
1.機能性材料、2.樹脂層、3.機能性材料、4.機能性材料、5.樹脂層、6.アルカリ可溶性樹脂層、7.機能性材料、8.機能性材料、9.バインダー樹脂、10.樹脂層

Claims (30)

  1.  機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、水蒸気透過度が200g/m・day以下である樹脂を含む樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
  2.  機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが0.5μm以上である樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
  3.  機能性材料を含む造粒物と、前記造粒物を被覆する樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
  4.  前記造粒物が前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を含む、請求項3に記載のコンクリート用添加剤。
  5.  前記樹脂層の厚さが、0.5μm以上である、請求項1、請求項3又は請求項4に記載のコンクリート用添加剤。
  6.  前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  7.  前記樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  8.  前記樹脂層が、単層又は複数層である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  9.  前記樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも1つの層に含まれる樹脂が、前記複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なる、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  10.  前記樹脂層が、網目状高分子を含む、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  11.  前記樹脂層が、数平均分子量1,000~1,000,000の樹脂を含む、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  12.  前記樹脂層が、全体に対して50質量%以下である、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  13.  機能性材料と、前記機能性材料を被覆するアルカリ可溶性樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
  14.  前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、AE剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、請求項13に記載のコンクリート用添加剤。
  15.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、OH基、COOH基及びSOH基から選ばれる少なくとも一種の官能基を含むアルカリ可溶性樹脂を含む、請求項13又は請求項14に記載のコンクリート用添加剤。
  16.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種のアルカリ可溶性樹脂を含む、請求項13~請求項15のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  17.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、単層又は複数層である、請求項13~請求項16のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  18.  前記アルカリ可溶性樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも1つの層に含まれるアルカリ可溶性樹脂が、前記複数層の他の層に含まれるアルカリ可溶性樹脂と組成が異なる、請求項13~請求項17のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  19.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、網目状高分子を含む、請求項13~請求項18のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  20.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、数平均分子量1,000~1,000,000のアルカリ可溶性樹脂を含む、請求項13~請求項19のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  21.  前記アルカリ可溶性樹脂層が、フェノール樹脂を含む、請求項13~請求項20のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤。
  22.  請求項1~請求項12のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、
     前記機能性材料の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
  23.  前記機能性材料を前記樹脂層の形成に用いる前記樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、
     前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して前記樹脂を添加し、添加した前記樹脂により前記機能性材料を被覆し、
     前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を前記樹脂の硬化温度以上に加熱し、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、請求項22に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
  24.  前記機能性材料を前記樹脂層の形成に用いる前記樹脂の溶解温度以上に加熱し、
     前記加熱した機能性材料に対して前記樹脂を添加し、添加した前記樹脂により前記機能性材料を被覆し、
     前記加熱した機能性材料の温度を前記樹脂の溶解温度未満とし、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、請求項22に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
  25.  請求項3又は請求項4に記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、
     前記機能性材料を造粒物とし、前記造粒物の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記造粒物を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
  26.  形成された前記樹脂層の厚さが、0.5μm以上である、請求項25に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
  27.  前記機能性材料、及び前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を混合した後、前記バインダー樹脂により前記機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成する、請求項25又は請求項26に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
  28.  請求項13~請求項21のいずれか1項に記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、
     前記機能性材料の表面に前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いるアルカリ可溶性樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
  29.  前記機能性材料を前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いる前記アルカリ可溶性樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、
     前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して前記アルカリ可溶性樹脂を添加し、添加した前記アルカリ可溶性樹脂により前記機能性材料を被覆し、
     前記軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を前記アルカリ可溶性樹脂の硬化温度以上に加熱し、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、請求項28に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
  30.  前記機能性材料を前記アルカリ可溶性樹脂層の形成に用いる前記アルカリ可溶性樹脂の溶解温度以上に加熱し、
     前記加熱した機能性材料に対して前記アルカリ可溶性樹脂を添加し、添加した前記アルカリ可溶性樹脂により前記機能性材料を被覆し、
     前記加熱した機能性材料の温度を前記アルカリ可溶性樹脂の溶解温度未満とし、前記機能性材料を被覆する前記アルカリ可溶性樹脂層を形成する、請求項28に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
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