JP2017206427A - Multifunctional additive for concrete - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はコンクリート用多機能混和剤に関し、詳しくはコンクリートに流動性を付与して過剰なブリーディング水の発生量を抑制し、同時に得られるコンクリート硬化物に充分な早期強度を発現させ、更に乾燥収縮によるひび割れを低減し凍結融解抵抗性を向上することに有用な一液型のコンクリート用多機能混和剤に関する。 The present invention relates to a multifunctional admixture for concrete, and more specifically, imparts fluidity to concrete to suppress the generation of excessive bleeding water, and at the same time, exhibits sufficient early strength in the obtained concrete cured product, and further shrinks by drying. The present invention relates to a one-component type multi-functional admixture for concrete which is useful for reducing cracks due to corrosion and improving freeze-thaw resistance.
従来、補修・補強コンクリート工事や現場打設コンクリート工事において、得られるコンクリート硬化物に充分な早期強度を発現させて工期の短縮及び工事の省力化を図るため、各用途において、結合材として、速硬性セメント、アルミナセメント、超早強ポルトランドセメント等の特殊セメントや、急結材、硬化促進剤等の混和材料を用いる早強コンクリートが使用されている。また、コンクリート硬化物の早期強度発現の向上のみではなく、同時に乾燥収縮によるひび割れを低減する等、複数の機能を付与するための硬化促進技術の提案がなされている(例えば特許文献1〜6参照)。しかしながら、比較的単位結合材量の少ないコンクリートを調製するに際し、汎用のポルトランドセメントや混合セメントを用いる場合において、調製後のブリーディング水の発生量が多い、また同時に得られるコンクリート硬化物の早期強度の発現が低いことや、中長期材齢における乾燥収縮によるひび割れが多い、加えて凍結融解抵抗性が充分でないという問題があり、これらの課題を同時に解決する一液型のコンクリート用多機能混和剤が望まれる。 Conventionally, in repair / reinforcement concrete work and on-site concrete work, in order to shorten the work period and save labor during construction by expressing sufficient early strength in the obtained concrete hardened material, as a binder in each application, Special cements such as hard cement, alumina cement, and ultra-high-strength Portland cement, and early-strength concrete using admixtures such as quick setting materials and hardening accelerators are used. Moreover, not only the improvement of early strength expression of hardened concrete but also the proposal of hardening acceleration technology for imparting a plurality of functions such as reducing cracks due to drying shrinkage has been made (see, for example, Patent Documents 1 to 6). ). However, when preparing concrete with a relatively small amount of unit binder, when using general-purpose Portland cement or mixed cement, the amount of bleeding water after preparation is large, and at the same time the early strength of the hardened concrete obtained There are many problems such as low expression and many cracks due to drying shrinkage in medium and long-term ages, and insufficient freeze-thaw resistance, and a one-component multi-functional admixture for concrete that solves these problems at the same time. desired.
本発明が解決しようとする課題は、以上の5つの課題を同時に且つ充分に解決することができる一液型のコンクリート用多機能混和剤を提供する処にある。すなわち、結合材として比較的単位セメント量の少ないコンクリート配合の調製をする場合において、1)調製後の可使時間確保のために継時的な流動保持性がよくない、2)骨材の沈降による材料分離が起こり易く、ブリーディング水の発生量が多い、3)材齢1日の初期強度及び中期材齢の強度増進性が小さい、4)乾燥収縮によるひび割れが多い、5)凍結融解抵抗性が充分でない、以上の5つの課題を同時に且つ充分に解決することができるコンクリート用多機能混和剤を提供する。 The problem to be solved by the present invention is to provide a one-component multi-functional admixture for concrete that can simultaneously and sufficiently solve the above five problems. That is, in the case of preparing a concrete blend with a relatively small amount of unit cement as a binder, 1) poor flow retention over time to ensure pot life after preparation 2) settling of aggregate 3) Easily segregates material and generates a large amount of bleeding water. 3) Small initial strength at the age of one day and small strength enhancement at middle age. 4) Many cracks due to drying shrinkage. 5) Resistance to freezing and thawing. The present invention provides a multifunctional admixture for concrete that can solve the above five problems simultaneously and sufficiently.
本発明者らは、前記の課題を解決するべく鋭意研究した結果、特定の四つの成分を特定割合で含有するコンクリート用多機能混和剤であって、結合材に対し特定割合で用いるようにしたコンクリート用多機能混和剤が正しく好適であることを見出した。 As a result of earnest research to solve the above-mentioned problems, the present inventors are a multi-functional admixture for concrete containing specific four components in a specific ratio, and are used in a specific ratio with respect to the binder. We have found that the multifunctional admixture for concrete is right and suitable.
すなわち本発明は、下記のA成分、下記のB成分、下記のC成分及び下記のD成分の4成分からなり、且つA成分を1〜35質量%、B成分を10〜55質量%、C成分を0.1〜6質量%及びD成分を4〜89.9質量%(合計100質量%)の割合で含有していて、結合材100質量部当たり、0.4〜5質量部の割合で用いるようにして成ることを特徴とするコンクリート用多機能混和剤に係る。 That is, the present invention comprises the following 4 components of the following A component, the following B component, the following C component and the following D component, and the A component is 1 to 35% by mass, the B component is 10 to 55% by mass, C It contains 0.1 to 6% by mass of components and 4 to 89.9% by mass (total 100% by mass) of component D, and a ratio of 0.4 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the binder The present invention relates to a multifunctional admixture for concrete characterized in that it is used in the above.
A成分:ポリカルボン酸(塩)系水溶性ビニル共重合体Component A: Polycarboxylic acid (salt) water-soluble vinyl copolymer
B成分:ケイ酸ナトリウム、又はケイ酸ナトリウムとケイ酸カルシウムの混合物の中から選ばれる一つ又は二つ以上。Component B: One or more selected from sodium silicate or a mixture of sodium silicate and calcium silicate.
C成分:リン酸2ナトリウム及びリン酸1ナトリウムから選ばれる一つ又は二つ。Component C: One or two selected from disodium phosphate and monosodium phosphate.
D成分:下記の化1で示される脂肪族ポリエーテル。Component D: an aliphatic polyether represented by the following chemical formula 1.
化1において、
R1:炭素数3〜6の脂肪族炭化水素基
A1:分子中に合計2〜8個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基。In chemical formula 1,
R 1 : Aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms A 1 : All polyalkylene glycols having a polyoxyalkylene group composed of 2 to 8 oxyethylene units and oxypropylene units in the molecule Residues excluding hydroxyl groups.
本発明に係るコンクリート用多機能混和剤(以下、本発明の混和剤という)は、A成分とB成分とC成分とD成分の4成分からなる混合物である。A成分は分散剤としての役割を担う水溶性ビニル共重合体(以下、ビニル共重合体という)を主成分とするものである。本発明において使用できるビニル共重合体としては、ビニル共重合体X及びビニル共重合体Yの2種類が使用できる。該2種類の一つとして、分子中に構成単位Eを45〜55モル%、構成単位Fを55〜45モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000のビニル共重合体Xが挙げられる。本発明において、A成分のビニル共重合体の質量平均分子量はGPC法(ゲル浸透クロマトグラフ法、以下同じ)で測定したポリエチレングリコール換算の質量平均分子量である。 The multifunctional admixture for concrete according to the present invention (hereinafter referred to as the admixture of the present invention) is a mixture composed of four components of an A component, a B component, a C component, and a D component. The component A is mainly composed of a water-soluble vinyl copolymer (hereinafter referred to as a vinyl copolymer) that plays a role as a dispersant. As the vinyl copolymer that can be used in the present invention, two types of vinyl copolymer X and vinyl copolymer Y can be used. As one of the two types, a vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 80000 having a constitutional unit E of 45 to 55 mol% and a constitutional unit F of 55 to 45 mol% (100 mol% in total) in the molecule. Compound X is mentioned. In the present invention, the mass average molecular weight of the vinyl copolymer of the component A is a polyethylene glycol equivalent mass average molecular weight measured by GPC method (gel permeation chromatography method, hereinafter the same).
構成単位Eはマレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸ナトリウム塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。具体的には、1)マレイン酸から形成された構成単位、2)マレイン酸ナトリウム塩から形成された構成単位、3)マレイン酸から形成された構成単位とマレイン酸ナトリウム塩から形成された構成単位の双方が挙げられる。 The structural unit E is one or more selected from a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from maleic acid sodium salt. Specifically, 1) a structural unit formed from maleic acid, 2) a structural unit formed from maleic acid sodium salt, 3) a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from sodium maleate Both are mentioned.
構成単位Fは分子中に10〜80個のオキシエチレン単位、好ましくは15〜60個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位、及び分子中に10〜80個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。 The structural unit F is formed from α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group composed of 10 to 80 oxyethylene units, preferably 15 to 60 oxyethylene units in the molecule. And one or two selected from structural units formed from α-allyl-ω-hydroxy-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group composed of 10 to 80 oxyethylene units in the molecule More than one.
以上のA成分の一つの種類として説明したマレイン酸(塩)系のビニル共重合体X自体は公知であり、また公知の方法で合成することができる。例えば、特許登録第2541218号公報や特開2005−132955号公報等に記載されている方法を利用して合成することができるが、特に本発明が目的とする高い性能が得られ易い観点から、後者の公報に開示される合成方法を用いるのが好ましい。すなわち、無水マレイン酸とアリルエーテル類の重合方法において、重合溶媒を用いずにバルク状態で重合して得られる共重合体をアルカリ加水分解して得られるものが好ましく、この場合、部分中和物、或は完全中和物であってもよい。また、かかるビニル共重合体は質量平均分子量が2000〜80000のものであるが、3000〜60000のものが好ましい。 The maleic acid (salt) -based vinyl copolymer X itself described as one type of the above component A is known and can be synthesized by a known method. For example, it can be synthesized using the methods described in Japanese Patent Registration No. 2541218, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-132955, etc., but from the viewpoint that the high performance intended by the present invention is particularly easily obtained, It is preferable to use the synthesis method disclosed in the latter publication. That is, in the polymerization method of maleic anhydride and allyl ethers, those obtained by alkaline hydrolysis of a copolymer obtained by polymerization in a bulk state without using a polymerization solvent are preferable. Or a completely neutralized product. The vinyl copolymer has a mass average molecular weight of 2000 to 80000, preferably 3000 to 60000.
2種類のビニル共重合体のもう一つは、分子中に構成単位Gを35〜85モル%、構成単位Hを15〜65モル%、構成単位Iを0〜5モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量5000〜100000(前記GPC法)のビニル共重合体Yである。好ましくは構成単位Gを37〜80モル%、構成単位Hを20〜60モル%、構成単位Iを0〜3モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量10000〜600000のものが好ましい。 Another one of the two types of vinyl copolymers is that 35 to 85 mol% of the structural unit G, 15 to 65 mol% of the structural unit H, and 0 to 5 mol% of the structural unit I in the molecule (total of 100 mol%). ) Having a mass average molecular weight of 5,000 to 100,000 (the GPC method). Preferably, those having a mass average molecular weight of 10,000 to 600,000 having 37 to 80 mol% of structural unit G, 20 to 60 mol% of structural unit H, and 0 to 3 mol% (100 mol% in total) of structural unit I preferable.
構成単位Gはメタクリル酸から形成された構成単位、及びメタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。具体的には、1)メタクリル酸から形成された構成単位、2)メタクリル酸ナトリウム塩から形成された構成単位、3)メタクリル酸から形成された構成単位とメタクリル酸ナトリウム塩から形成された構成単位の双方が挙げられる。 The structural unit G is one or more selected from a structural unit formed from methacrylic acid and a structural unit formed from sodium methacrylate. Specifically, 1) a structural unit formed from methacrylic acid, 2) a structural unit formed from sodium methacrylate, 3) a structural unit formed from methacrylic acid and a structural unit formed from sodium methacrylate. Both are mentioned.
構成単位Hは分子中に7〜90個のオキシエチレン単位、好ましくは15〜80個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールから形成された構成単位である。 The structural unit H is a structural unit formed from methoxypolyethylene glycol having a polyoxyethylene group composed of 7 to 90 oxyethylene units, preferably 15 to 80 oxyethylene units in the molecule.
構成単位Iは(メタ)アリルスルホン酸ナトリウム塩から構成された構成単位である。具体的には、アリルスルホン酸ナトリウム及びメタリルスルホン酸ナトリウムが挙げられるが、なかでもメタリルスルホン酸ナトリウムが好ましい。 The structural unit I is a structural unit composed of (meth) allylsulfonic acid sodium salt. Specific examples include sodium allyl sulfonate and sodium methallyl sulfonate, with sodium methallyl sulfonate being preferred.
以上のA成分の一つの種類として説明したメタクリル酸(塩)系のビニル共重合体Y自身は公知の方法で合成できる。これには例えば、特開昭58−74552号公報や特開平1−226757号公報に記載されている方法を利用して合成することができる。 The methacrylic acid (salt) -based vinyl copolymer Y itself described as one type of the above component A can be synthesized by a known method. For this purpose, for example, synthesis can be carried out using the methods described in JP-A-58-74552 and JP-A-1-226757.
本発明において、以上説明したA成分はビニル共重合体X及びビニル共重合体Yの中から選ばれるいずれのビニル共重合体も使用できるが、エステル結合を有しないビニル共重合体Xが好ましい。すなわち、多機能混和剤の一液化水溶液として製品化する際に、保存中にアルカリ性溶液で容易に加水分解が起こらないことが重要であり、一液化した製品が経時的に安定である観点からビニル共重合体Yよりもビニル共重合体Xが好ましい。 In the present invention, as the component A described above, any vinyl copolymer selected from vinyl copolymer X and vinyl copolymer Y can be used, but vinyl copolymer X having no ester bond is preferred. That is, when commercializing as a one-component aqueous solution of a multifunctional admixture, it is important that hydrolysis does not occur easily in an alkaline solution during storage. From the viewpoint that the one-component product is stable over time, Vinyl copolymer X is preferred over copolymer Y.
B成分はケイ酸ナトリウム単独、又はケイ酸ナトリウムとケイ酸カルシウムの混合物の中から選ばれる一つ又は二つ以上である。本発明において、B成分の役割は、一定時間コンクリートの流動保持時間を確保しつつ充填作業後の流動性を速やかに停止して凝結を早め、硬化反応を促進する役割として使用する。ケイ酸ナトリウム単独の場合は、工業的に入手し易い観点から、ケイ酸ナトリウムを主成分とする水ガラスを使用するのが好ましい。水ガラスの分子式は、Na2O・nSiO2で表され、限定するものではないが、JIS−K1408に規定された1号〜3号までの化合物、言い換えると分子式で示される酸化ナトリウムに対する二酸化ケイ素のモル比(n)がSiO2/Na2O=1.8〜3.5の範囲のものが有利に使用でき、またこの範囲の中でもモル比の高いものを使用するが好ましい。Component B is one or more selected from sodium silicate alone or a mixture of sodium silicate and calcium silicate. In the present invention, the role of the component B is used as a role of promptly stopping the fluidity after the filling work while ensuring the fluid retention time of the concrete for a certain period of time to accelerate the setting and accelerate the curing reaction. In the case of sodium silicate alone, it is preferable to use water glass containing sodium silicate as a main component from the viewpoint of industrial availability. The molecular formula of water glass is represented by Na 2 O · nSiO 2 and is not limited, but is a compound from No. 1 to No. 3 defined in JIS-K1408, in other words, silicon dioxide with respect to sodium oxide represented by the molecular formula The molar ratio (n) in the range of SiO 2 / Na 2 O = 1.8 to 3.5 can be advantageously used. Among these ranges, those having a high molar ratio are preferably used.
また、ケイ酸ナトリウムとケイ酸カルシウムの混合物で使用する場合は、該混合物の組成比率において、ケイ酸ナトリウムが85〜99.95質量%、ケイ酸カルシウムが0.05〜15質量%(合計100質量%)の割合、好ましくは、ケイ酸ナトリウムを90〜99.9質量%、ケイ酸カルシウムを0.1〜10質量%(合計100質量%)の割合で含有するケイ酸塩混合物を使用する。なお、本発明においてケイ酸カルシウムを使用する場合は通常結晶水が含まれるが、水溶液又は懸濁液として調製した時には結晶水を除いた質量割合として換算するものとする。 When used in a mixture of sodium silicate and calcium silicate, the composition ratio of the mixture is 85 to 99.95% by mass of sodium silicate and 0.05 to 15% by mass of calcium silicate (100 in total). Silicate mixture containing sodium silicate in a proportion of 90-99.9% by mass and calcium silicate in a proportion of 0.1-10% by mass (total 100% by mass). . In the present invention, when calcium silicate is used, water of crystallization is usually contained, but when prepared as an aqueous solution or suspension, it is converted as a mass ratio excluding water of crystallization.
C成分はリン酸2ナトリウム及びリン酸1ナトリウムから選ばれる一つ又は二つである。なかでも水に対する溶解性がよい観点からリン酸2ナトリウムが好ましい。本発明においてC成分の役割としては、セメントの急激な水和反応を引き起こすB成分の急結作用を一定時間遅延させ、所望の流動保持時間を確保しつつセメントの凝結時間及び早期の硬化時間を調節する目的に用いる。 Component C is one or two selected from disodium phosphate and monosodium phosphate. Of these, disodium phosphate is preferred from the viewpoint of good solubility in water. In the present invention, the role of the component C is to delay the rapid setting action of the component B causing a rapid hydration reaction of the cement for a certain period of time, and to secure the desired fluid retention time while reducing the setting time and early setting time of the cement. Used for adjustment purposes.
D成分は下記の化1で示されるポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルである。 The component D is a polyalkylene glycol monoalkyl ether represented by the following chemical formula 1.
但し、化1において、
R1:炭素数3〜6のアルキル基
A1:分子中に合計2〜10個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基から成る化合物の条件に適合するものが本発明において使用できる。However, in chemical formula 1,
R 1 : Alkyl group having 3 to 6 carbon atoms A 1 : Excluding all hydroxyl groups from polyalkylene glycol having a polyoxyalkylene group composed of a total of 2 to 10 oxyethylene units and oxypropylene units in the molecule Those that are compatible with the conditions of the compound consisting of the remaining residues can be used in the present invention.
D成分における化1の化合物として、好ましくはR1が炭素数4のブチル基であって、且つA1が分子中に合計3〜8個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基から成る化合物が挙げられ、D成分自体は常温で液状のものが有利に使用でき、公知の方法で合成できる。また、本発明においてD成分の役割としては、複数の成分からなる本発明の混和剤を水に溶解、或いは分散させた際に沈殿物が発生することなく、各成分が均一で化学的安定性の優れた溶液を作成して一液型のコンクリート用混和剤を得るためであり、同時に硬化後のコンクリート硬化体の収縮ひび割れを抑制する機能付与の役割として使用する。As the compound of Chemical Formula 1 in the D component, preferably, R 1 is a butyl group having 4 carbon atoms, and A 1 is a polyoxyethylene unit composed of a total of 3 to 8 oxyethylene units and oxypropylene units in the molecule. The compound which consists of the residue remove | excluding all the hydroxyl groups from the polyalkylene glycol which has an oxyalkylene group is mentioned, The component D itself can use a liquid thing advantageously at normal temperature, and it can synthesize | combine by a well-known method. Further, in the present invention, the role of the component D is that each component is uniform and chemically stable without generating precipitates when the admixture of the present invention comprising a plurality of components is dissolved or dispersed in water. Is used to obtain a one-component type admixture for concrete, and at the same time, it is used as a function imparting a function of suppressing shrinkage cracking of the hardened concrete after hardening.
本発明の混和剤は、以上説明したA成分、B成分、C成分及びD成分の4成分からなり、且つA成分を1〜35質量%、B成分を10〜55質量%、C成分を0.1〜6質量%及びD成分を4〜89.9質量%(合計100質量%)の割合で含有してなるものであるが、好ましくはA成分を5〜30質量%、B成分を15〜50質量%、C成分を0.3〜5質量%及びD成分を15〜79.7質量%(合計100質量%)の割合で含有してなる一液型の混和剤である。A成分、B成分、C成分及びD成分の割合がかかる範囲から外れたものを用いると、コンクリートを調製する際に、一定の必要な作業時間(例えば練り混ぜ30分後)内にスランプロスが大きくなって作業性が低下したり、調製後のコンクリートを型枠内に充填する際に振動締固めをすると、骨材の沈降による材料分離が起こり易くなってブリーディング水が多く発生したり、また得られる硬化体において初期材齢強度増進性の改善効果が小さい、或いは該硬化体の中長期材齢の耐久性において乾燥収縮が大きくひび割れの発生が多い、更には凍結融解抵抗性が充分でない等、本発明が目的とする複数の課題を同時にバランスよく解決することは難しい。 The admixture of the present invention is composed of the four components of the A component, B component, C component and D component described above, the A component is 1 to 35% by mass, the B component is 10 to 55% by mass, and the C component is 0. 0.1 to 6% by mass and D component in a ratio of 4 to 89.9% by mass (total 100% by mass), preferably 5 to 30% by mass of A component and 15 of B component It is a one-component admixture containing ˜50 mass%, C component of 0.3-5 mass%, and D component of 15-79.7 mass% (total 100 mass%). If the ratio of A component, B component, C component and D component is out of the range, slump loss will occur within a certain required work time (for example, after 30 minutes of mixing) when preparing concrete. When it becomes large and workability deteriorates, and when compacted concrete is filled into the mold, vibration compaction is likely to cause material separation due to the settling of aggregates, resulting in a large amount of bleeding water. In the obtained cured product, the effect of improving the initial age strength is small, or in the durability of the cured product in the medium to long-term age, the drying shrinkage is large and the occurrence of cracking is further insufficient. It is difficult to simultaneously solve a plurality of problems targeted by the present invention in a balanced manner.
本発明の混和剤は、結合材100質量部当たり、0.4〜5質量部の割合で用いるようにしたものであるが、好ましくは0.5〜3質量部の割合で用いるのがよい。本発明の混和剤の使用量がかかる範囲から外れると、前記したような本発明の効果が得られない。 The admixture of the present invention is used at a rate of 0.4 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the binder, but preferably 0.5 to 3 parts by mass. If the amount of the admixture of the present invention is out of this range, the effects of the present invention as described above cannot be obtained.
本発明の混和剤を用いるコンクリートの結合材としては、その種類が特に制限されるものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられ、また、高炉スラグ微粉末を含有する高炉セメント、フライアッシュ微粉末を含有するフライアッシュセメント、シリカフューム微粉末を含有するシリカフュームセメント等の混合セメントが挙げられ、いずれも使用することができる。本発明において、水結合材比を35〜65%に調製するコンクリートの場合には、結合材として汎用で入手し易い普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントを使用するのが好ましく、また、混合セメントを用いる場合には、水結合材比を35〜65%、好ましくは40〜60%に調製するコンクリートに適用するのが有用である。 The type of concrete binder using the admixture of the present invention is not particularly limited, and includes ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strong Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, and the like. Examples include various Portland cements, and also include mixed cements such as blast furnace cement containing blast furnace slag fine powder, fly ash cement containing fly ash fine powder, and silica fume cement containing silica fume fine powder. be able to. In the present invention, in the case of concrete prepared with a water binder ratio of 35 to 65%, it is preferable to use portland cement such as ordinary Portland cement and early-strength Portland cement which are easily available as a binder. When mixed cement is used, it is useful to apply it to concrete prepared with a water binder ratio of 35 to 65%, preferably 40 to 60%.
本発明の混和剤を用いてコンクリートを調製する際には、本発明の混和剤や結合材のほかに、練り混ぜ水、細骨材及び粗骨材を用いる。練り混ぜ水としては水道水を使用でき、細骨材としては、公知の川砂、山砂、砕砂等を使用でき、粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。 When preparing concrete using the admixture of the present invention, kneaded water, fine aggregate and coarse aggregate are used in addition to the admixture and binder of the present invention. Tap water can be used as the mixing water, known river sand, mountain sand, crushed sand, etc. can be used as fine aggregate, and known river gravel, crushed stone, lightweight aggregate, etc. can be used as coarse aggregate. .
本発明の混和剤は、水結合材比が35〜65%、好ましくは40〜60%のコンクリート、且つ結合材の単位量が280〜500kg/m3、好ましくは300〜450kg/m3、のコンクリートに対して特に有用である。調製したコンクリートの経時的な流動保持性を一定時間保ちつつ、材料分離を抑えてブリーディング水の発生量を抑え、且つ得られる硬化体において初期材齢強度の発現性を高め、同時に中長期材齢における乾燥収縮の低減及び凍結融解抵抗性を高めることができる。The admixture of the present invention has a water binder ratio of 35-65%, preferably 40-60% concrete, and a binder unit amount of 280-500 kg / m 3 , preferably 300-450 kg / m 3 . Especially useful for concrete. While maintaining the fluidity retention of the prepared concrete over time for a certain period of time, it suppresses material separation and suppresses the generation of bleeding water. Can reduce drying shrinkage and increase freeze-thaw resistance.
また本発明の混和剤を用いてコンクリートを調製するに際しては、本発明の効果を損なわない範囲内で、AE(空気連行)剤、消泡剤、防水剤、防腐剤、防錆剤等の他の混和剤を併用することができる。 Further, when preparing concrete using the admixture of the present invention, other than AE (air entrainment) agent, antifoaming agent, waterproofing agent, antiseptic agent, rust inhibitor, etc., within the range not impairing the effects of the present invention. These admixtures can be used in combination.
以上説明した本発明の混和剤、結合材、水、細骨材及び粗骨材等を公知の方法で練り混ぜることにより所期の通りのコンクリートを調製することができる。具体的には、結合材としてのポルトランドセメント、水の一部、細骨材及び粗骨材をミキサーで混錬する一方で、本発明の混和剤と必要に応じてAE調節剤等を水の残部で希釈し、しかる後に双方を練り混ぜる方法で所期の通りのコンクリートを調製することができる。コンクリートを調製するに際して、本発明の混和剤は、予め固形濃度(A成分、B成分、C成分及びD成分の合計濃度)が10〜50質量%の一液の水溶液又は水分散懸濁液の状態に調整しておくのが取り扱い上の簡便性及び練り混ぜの均一性を図る点で好ましく、特に生コンクリートプラントにおいて混和剤の貯蔵や計量が効率的に行なえる上で好ましい。 The desired concrete can be prepared by kneading the admixture, binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and the like of the present invention described above by a known method. Specifically, Portland cement as a binder, a part of water, fine aggregate and coarse aggregate are kneaded with a mixer, while the admixture of the present invention and an AE regulator as necessary are mixed with water. The desired concrete can be prepared by diluting the remainder and then kneading both. When preparing the concrete, the admixture of the present invention is prepared in advance as a one-part aqueous solution or water-dispersed suspension having a solid concentration (total concentration of component A, component B, component C and component D) of 10 to 50% by mass. It is preferable to adjust to a state from the viewpoint of easy handling and uniformity of kneading, and in particular, from the viewpoint of efficient storage and measurement of the admixture in a ready-mixed concrete plant.
以上説明した本発明の混和剤には、比較的単位セメント量の少ない早強性コンクリートの調製において、1)練り混ぜ後の作業性確保のための継時的な流動保持性がよくない、2)骨材の沈降による材料分離が起こり易く、ブリーディング水の発生量が多い、3)材齢1日の初期強度及び中期材齢の強度増進性が小さい、4)乾燥収縮によるひび割れが多い、5)凍結融解抵抗性が充分でない、以上の5つの課題を同時に且つ充分に解決することができるコンクリート用多機能混和剤を提供する。 In the admixture of the present invention described above, in preparation of early-strength concrete with a relatively small amount of unit cement, 1) the fluidity retention over time for ensuring workability after kneading is not good. 3) Material separation due to sedimentation of aggregate is likely to occur, and generation amount of bleeding water is large. 3) Initial strength of material day is small and strength enhancement of medium age material is small. 4) Cracking due to drying shrinkage is large. ) Provided is a multi-functional admixture for concrete capable of simultaneously and sufficiently solving the above five problems, which have insufficient freeze-thaw resistance.
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、%は質量%を、また部は質量部を意味する。 Hereinafter, in order to make the configuration and effects of the present invention more specific, examples and the like will be described. However, the present invention is not limited to the examples. In the following examples and the like, unless otherwise indicated,% means mass%, and part means mass part.
試験区分1(A成分の水溶性ビニル共重合体の合成)
・水溶性ビニル共重合体Xとしての(xa−1)の合成
無水マレイン酸98g及びα−アリル−ω−メチル−ポリ(n=33)オキシエチレン512gを反応容器に仕込み、徐々に加温して攪拌しながら均一に溶解した後、反応容器内の雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水中にて83℃に保ち、過酸化ベンゾイル2gを投入してラジカル重合反応を開始した。更に過酸化ベンゾイル3gを分割投入し、ラジカル重合反応を4時間継続して反応させた。得られた共重合体に水を加えて加水分解し水溶性ビニル共重合体(xa−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(b−1)を分析したところ、マレイン酸から形成された構成単位/α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=33)から形成された構成単位=50/50(モル比)の割合で有する質量平均分子量42000(GPC法、プルラン換算)の水溶性ビニル共重合体であった。Test Category 1 (Synthesis of component A water-soluble vinyl copolymer)
-Synthesis of (xa-1) as water-soluble vinyl copolymer X 98 g of maleic anhydride and 512 g of α-allyl-ω-methyl-poly (n = 33) oxyethylene were charged into a reaction vessel and gradually heated. Then, the mixture was uniformly dissolved with stirring, and the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen. The temperature of the reaction system was maintained at 83 ° C. in warm water, and 2 g of benzoyl peroxide was added to initiate radical polymerization reaction. Further, 3 g of benzoyl peroxide was added in portions, and the radical polymerization reaction was continued for 4 hours. The obtained copolymer was hydrolyzed by adding water to obtain a 40% aqueous solution of the water-soluble vinyl copolymer (xa-1). When the water-soluble vinyl copolymer (b-1) was analyzed, structural unit formed from maleic acid / structural unit formed from α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 33) = 50 / It was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 42,000 (GPC method, converted to pullulan) at a ratio of 50 (molar ratio).
・水溶性ビニル共重合体Xとしての(xa−3)の合成
α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ(n=30)オキシエチレン1370g(1.0モル)、マレイン酸116g(1.0モル)及び水1760gを反応容器に仕込み、撹拌しながら均一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水浴にて70℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液8gを加えてラジカル重合反応を開始した。更に、過硫酸ナトリウムの20%水溶液5gを加え、ラジカル重合反応を5時間継続して反応を完結し、水溶性ビニル共重合体を得た後、48%水酸化ナトリウム水溶液167g(2.0モル)を加えて中和し、水を390g加えて水溶性ビニル共重合体(xa−3)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(xa−3)を分析したところ、マレイン酸ナトリウムから形成された構成単位/α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=30)から形成された構成単位=50/50(モル比)の割合で有する質量平均分子量51600(GPC法、プルラン換算)の水溶性ビニル共重合体であった。Synthesis of (xa-3) as water-soluble vinyl copolymer X α-allyl-ω-hydroxy-poly (n = 30) oxyethylene 1370 g (1.0 mol), maleic acid 116 g (1.0 mol) And 1760 g of water were charged in a reaction vessel and dissolved uniformly with stirring, and then the atmosphere was replaced with nitrogen. The temperature of the reaction system was kept at 70 ° C. in a warm water bath, and 8 g of a 20% aqueous solution of sodium persulfate was added to initiate radical polymerization reaction. Further, 5 g of a 20% aqueous solution of sodium persulfate was added and the radical polymerization reaction was continued for 5 hours to complete the reaction to obtain a water-soluble vinyl copolymer. Then, 167 g (2.0 mol) of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was obtained. ) Was added to neutralize, and 390 g of water was added to obtain a 40% aqueous solution of the water-soluble vinyl copolymer (xa-3). When the water-soluble vinyl copolymer (xa-3) was analyzed, structural unit formed from sodium maleate / structural unit formed from α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 30) = 50. It was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 51600 (GPC method, converted to pullulan) at a ratio of / 50 (molar ratio).
水溶性ビニル共重合体(xa−2)、(xar−1)、(xar−2)、(xar−4)及び(xar−5)の合成
(xa−1)と同様な方法で、水溶性ビニル共重合体(xa−2)、(xar−1)、(xar−2)、(xar−4)及び(xar−5)を合成した。Synthesis of water-soluble vinyl copolymer (xa-2), (xar-1), (xar-2), (xar-4) and (xar-5) Vinyl copolymers (xa-2), (xar-1), (xar-2), (xar-4) and (xar-5) were synthesized.
水溶性ビニル共重合体(xar−3)及び(xar−6)の合成
(xa−3)と同様な合成方法で、水溶性ビニル共重合体(xar−3)及び(xar−6)を合成した。以上で合成した水溶性ビニル共重合体Bの内容を表1にまとめて示した。Synthesis of water-soluble vinyl copolymers (xar-3) and (xar-6) Water-soluble vinyl copolymers (xar-3) and (xar-6) were synthesized by the same synthesis method as (xa-3). did. The contents of the water-soluble vinyl copolymer B synthesized above are summarized in Table 1.
表1において、
*1:GPC法、プルラン換算
L−1:マレイン酸
L−2:マレイン酸ナトリウム
M−1:α−アリル−ω−メチル−ポリ(n=33)オキシエチレン
M−2:α−アリル−ω−メチル−ポリ(n=68)オキシエチレン
M−3:α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ(n=30)オキシエチレン
M−4:α−アリル−ω−メチル−ポリ(n=90)オキシエチレン
M−5:α−アリル−ω−メチル−ポリ(n=8)オキシエチレン
M−6:α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリ(n=8)オキシエチレンIn Table 1,
* 1: GPC method, pullulan conversion L-1: maleic acid L-2: sodium maleate M-1: α-allyl-ω-methyl-poly (n = 33) oxyethylene M-2: α-allyl-ω -Methyl-poly (n = 68) oxyethylene M-3: α-allyl-ω-hydroxy-poly (n = 30) oxyethylene M-4: α-allyl-ω-methyl-poly (n = 90) oxy Ethylene M-5: α-allyl-ω-methyl-poly (n = 8) oxyethylene M-6: α-allyl-ω-hydroxy-poly (n = 8) oxyethylene
・水溶性ビニル共重合体Yとしての(ya−1)の合成
メタクリル酸60g、メトキシポリ(オキシエチレン単位が23個、以下n=23)エチレングリコールメタクリレート300g及びメタリルスルホン酸ナトリウム5g、3−メルカプトプロピオン酸3g及び水490gを反応容器に仕込んだ後、48%水酸化ナトリウム水溶液58gを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液25gを加えてラジカル重合反応を開始し、5時間反応を継続して反応を終了した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液23gを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体(ya−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(ya−1)を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位/メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位/メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=70/27/3(モル%)の割合で有する質量平均分子量35500(GPC法、プルラン換算)の水溶性ビニル共重合体であったSynthesis of (ya-1) as water-soluble vinyl copolymer Y: 60 g of methacrylic acid, methoxypoly (23 oxyethylene units, hereinafter n = 23) 300 g of ethylene glycol methacrylate and 5 g of sodium methallylsulfonate, 3-mercapto After charging 3 g of propionic acid and 490 g of water into the reaction vessel, 58 g of 48% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was partially neutralized with stirring and dissolved uniformly. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, the temperature of the reaction system was maintained at 60 ° C. in a warm water bath, 25 g of a 20% aqueous solution of sodium persulfate was added to start radical polymerization reaction, and the reaction was continued for 5 hours. The reaction was terminated. Thereafter, 23 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added to completely neutralize the reaction product, thereby obtaining a 40% aqueous solution of a water-soluble vinyl copolymer (ya-1). When the water-soluble vinyl copolymer (ya-1) was analyzed, it was formed from a structural unit formed from sodium methacrylate / a structural unit formed from methoxypoly (n = 23) ethylene glycol methacrylate / sodium methallylsulfonate. The structural unit was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 35500 (GPC method, converted to pullulan) at a ratio of 70/27/3 (mol%).
水溶性ビニル共重合体(ya−2)〜(ya−3)及び(yar−1)〜(yar−3)の合成
(ya−1)と同様な方法で、水溶性ビニル共重合体(ya−2)〜(ya−3)及び(yar−1)〜(yar−3)を合成した。以上で合成した水溶性ビニル共重合体Yの内容を表2にまとめて示した。Synthesis of water-soluble vinyl copolymers (ya-2) to (ya-3) and (yar-1) to (yar-3) In the same manner as (ya-1), the water-soluble vinyl copolymer (ya -2) to (ya-3) and (yar-1) to (yar-3) were synthesized. The contents of the water-soluble vinyl copolymer Y synthesized above are summarized in Table 2.
表2において、
*1:GPC法、プルラン換算
g−1:メタクリル酸ナトリウム
g−2:メタクリル酸
h−1:メトキシポリ(23モル)エチレングリコールメタクリレート
h−2:メトキシポリ(70モル)エチレングリコールメタクリレート
i−1:メタリルスルホン酸ナトリウム
i−2:アリルスルホン酸ナトリウム
i−3:メチルアクリレートIn Table 2,
* 1: GPC method, pullulan conversion g-1: sodium methacrylate g-2: methacrylic acid h-1: methoxypoly (23 mol) ethylene glycol methacrylate h-2: methoxypoly (70 mol) ethylene glycol methacrylate i-1: meta Sodium rylsulfonate i-2: Sodium allylsulfonate i-3: Methyl acrylate
試験区分2(多機能混和剤の調製及び評価)
実施例1{多機能混和剤(P−1)の調製}
A成分として水溶性ビニル共重合体Xの(xa−1)の40%水溶液を500部、B成分としてケイ酸ナトリウム(昭和化学社製の商品名:水ガラス3号、モル比SiO2/Na2O=3〜3.3)の40%水溶液(b−1)を625部、C成分としてリン酸2ナトリウム(c−1)を20部、D成分としてポリ(n=2モル)エチレングリコールポリ(n=2モル)プロピレングリコールモノブチルエーテル(d−1)を530部及び水道水825部を混合して均一に溶解し、A成分/B成分/C成分/D成分=20/25/2/53(質量比、合計100%)の構成成分から成る水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−1)を調製した。Test Category 2 (Preparation and evaluation of multifunctional admixture)
Example 1 {Preparation of Multifunctional Admixture (P-1)}
500 parts of 40% aqueous solution of (xa-1) of water-soluble vinyl copolymer X as A component, sodium silicate as B component (trade name: Showa Chemical Co., Ltd., water glass No. 3, molar ratio SiO 2 / Na 625 parts of 40% aqueous solution (b-1) of 2 O = 3 to 3.3), 20 parts of disodium phosphate (c-1) as C component, and poly (n = 2 mol) ethylene glycol as D component 530 parts of poly (n = 2 mol) propylene glycol monobutyl ether (d-1) and 825 parts of tap water are mixed and dissolved uniformly. A component / B component / C component / D component = 20/25/2 A multifunctional admixture (P-1) having an aqueous solution concentration of 40% by mass comprising / 53 (mass ratio, total 100%) components was prepared.
実施例2及び3
実施例1の調製と同様な方法で、水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−2)及び(P−3)を調製した。Examples 2 and 3
In the same manner as in the preparation of Example 1, multifunctional admixtures (P-2) and (P-3) having an aqueous solution concentration of 40% by mass were prepared.
実施例4
A成分として水溶性ビニル共重合体(xa−1)の40%水溶液を625部、B成分としてケイ酸ナトリウム(昭和化学社製の商品名:水ガラス1号、モル比SiO2/Na2O=2〜2.3)の40%水溶液(b−2)を750部、C成分としてリン酸1ナトリウム(c−2)を30部、D成分としてポリ(n=2モル)エチレングリコールポリ(n=2モル)プロピレングリコールモノブチルエーテル(d−1)を420部及び水道水675部を混合して均一に溶解し、A成分/B成分/C成分/D成分=25/30/3/42(質量比、合計100%)の構成成分から成る水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−4)を調製した。Example 4
625 parts of a 40% aqueous solution of a water-soluble vinyl copolymer (xa-1) as component A, sodium silicate (trade name: water glass No. 1 manufactured by Showa Chemical Co., Ltd., molar ratio SiO 2 / Na 2 O, as component B) = 2 to 2.3) 40% aqueous solution (b-2), 750 parts, C component as monosodium phosphate (c-2), 30 parts, D component as poly (n = 2 mol) ethylene glycol poly ( n = 2 mol) 420 parts of propylene glycol monobutyl ether (d-1) and 675 parts of tap water are mixed and dissolved uniformly. A component / B component / C component / D component = 25/30/3/42 A multifunctional admixture (P-4) having an aqueous solution concentration of 40% by mass composed of components (mass ratio, total 100%) was prepared.
実施例5
A成分として水溶性ビニル共重合体(xa−1)の40%水溶液を375部、B成分としてケイ酸ナトリウム(粉末試薬品)/ケイ酸カルシウム(粉末試薬品)=96/4(質量比、合計100)の混合物(b−3)を200部、C成分としてリン酸2ナトリウム(c−1)を20部、D成分としてポリ(n=3モル)エチレングリコールポリ(n=3モル)プロピレングリコールモノブチルエーテル(d−2)を630部及び水道水1275部を混合して溶解し、A成分/B成分/C成分/D成分=25/30/3/42(質量比、合計100%)の構成成分から成る水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−5)を調製した。Example 5
375 parts of 40% aqueous solution of water-soluble vinyl copolymer (xa-1) as component A, sodium silicate (powder reagent product) / calcium silicate (powder reagent product) = 96/4 (mass ratio, 200 parts of a total (100) mixture (b-3), 20 parts of disodium phosphate (c-1) as C component, and poly (n = 3 mol) ethylene glycol poly (n = 3 mol) propylene as D component 630 parts of glycol monobutyl ether (d-2) and 1275 parts of tap water are mixed and dissolved, and A component / B component / C component / D component = 25/30/3/42 (mass ratio, total 100%) A multifunctional admixture (P-5) having an aqueous solution concentration of 40% by mass was prepared.
実施例6〜8
A成分として水溶性ビニル共重合体Yを用いる以外は、実施例1〜3の調製と同様な方法で水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−6)〜(P−8)を調製した。Examples 6-8
The multifunctional admixtures (P-6) to (P-8) having an aqueous solution concentration of 40% by mass were prepared in the same manner as in the preparation of Examples 1 to 3, except that the water-soluble vinyl copolymer Y was used as the component A. Prepared.
実施例9
A成分として水溶性ビニル共重合体Yを用いる以外は、実施例4の調製と同様な方法で水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−9)を調製した。Example 9
A multifunctional admixture (P-9) having an aqueous solution concentration of 40% by mass was prepared in the same manner as in Example 4 except that the water-soluble vinyl copolymer Y was used as the component A.
実施例10
A成分として水溶性ビニル共重合体Yを用いる以外は、実施例5の調製と同様な方法で水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(P−10)を調製した。Example 10
A multifunctional admixture (P-10) having an aqueous solution concentration of 40% by mass was prepared in the same manner as in Example 5 except that the water-soluble vinyl copolymer Y was used as the component A.
比較例1〜18{多機能混和剤(R−1)〜(R−18)の調製}
実施例1の多機能混和剤(P−1)の調製と同様にして水溶液濃度が40質量%の多機能混和剤(R−1)〜(R−18)を調製した。
以上で調製した各多機能混和剤の内容を表3にまとめて示した。Comparative Examples 1 to 18 {Preparation of Multifunctional Admixtures (R-1) to (R-18)}
In the same manner as in the preparation of the multifunctional admixture (P-1) of Example 1, multifunctional admixtures (R-1) to (R-18) having an aqueous solution concentration of 40% by mass were prepared.
The contents of each multifunctional admixture prepared above are summarized in Table 3.
・多機能混和剤の水溶液の安定性の評価
調製した多機能混和剤(P−1)〜(P−10)及び(R−1)〜(R−18)の各40%水溶液を、100m容量のメスシリンダーに入れ、室温で1週間静置した後に目視判定し、下記の基準で評価した。結果を表3にまとめて示した。
評価基準
○:透明均一であるか又は僅かに濁りがあるが、分離せずに均一である。
×:明らかに分離している。Evaluation of stability of aqueous solution of multifunctional admixture 40% aqueous solutions of prepared multifunctional admixtures (P-1) to (P-10) and (R-1) to (R-18) The sample was placed in a graduated cylinder and allowed to stand at room temperature for 1 week, then visually judged and evaluated according to the following criteria. The results are summarized in Table 3.
Evaluation criteria (circle): It is transparent and uniform, or it is slightly turbid, but it is uniform without isolate | separating.
X: Clearly separated.
表3において、
xa−1〜xa−3,xar−1〜xar−6:試験区分1で合成した表1の水溶性ビニル共重合体
ya−1〜ya−3,yar−1〜yar−3:試験区分1で合成した表2の水溶性ビニル共重合体
b−1:ケイ酸ナトリウム(昭和化学社製の製品名:水ガラス3号、モル比SiO2/Na2O=3〜3.3)
b−2:ケイ酸ナトリウム(昭和化学社製の製品名:水ガラス1号、モル比SiO2/Na2O=2〜2.3)
b−3:ケイ酸ナトリウム/ケイ酸カルシウム=96/4(質量比、合計100)の混合 物
c−1:リン酸2ナトリウム
c−2:リン酸1ナトリウム
cr−1:リン酸3ナトリウム
d−1:ポリ(n=2モル)エチレングリコールポリ(n=2モル)プロピレングリコールモノブチルエーテル
d−2:ポリ(n=3モル)エチレングリコールポリ(n=3モル)プロピレングリコールモノブチルエーテル
dr−1:ポリ(n=6モル)エチレングリコールモノブチルエーテルIn Table 3,
xa-1 to xa-3, xar-1 to xar-6: water-soluble vinyl copolymers of Table 1 synthesized in Test Category 1 ya-1 to ya-3, yar-1 to yar-3: Test Category 1 Water-soluble vinyl copolymer b-1 of Table 2 synthesized in Step 1: Sodium silicate (Product name: Showa Chemical Co., Ltd .: Water glass No. 3, molar ratio SiO 2 / Na 2 O = 3 to 3.3)
b-2: Sodium silicate (Product name: Showa Chemical Co., Ltd .: Water glass No. 1, molar ratio SiO 2 / Na 2 O = 2 to 2.3)
b-3: Sodium silicate / calcium silicate = 96/4 (mass ratio, total 100) mixture c-1: disodium phosphate c-2: monosodium phosphate cr-1: trisodium phosphate d -1: poly (n = 2 mol) ethylene glycol poly (n = 2 mol) propylene glycol monobutyl ether d-2: poly (n = 3 mol) ethylene glycol poly (n = 3 mol) propylene glycol monobutyl ether dr-1 : Poly (n = 6 mol) ethylene glycol monobutyl ether
試験区分3(コンクリートの調製及び評価)
試験例1〜10
試験区分2で調製した表3に記載の多機能混和剤を用いて、表4に記載の配合番号1の条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに結合材(普通ポルトランドセメント(密度=3.16g/cm3)、細骨材(川砂、密度=2.58g/cm3)、練り混ぜ水(水道水)、多機能混和剤(P−1)及び空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤、商品名AE300)の各所定量を順次投入してスラリーが均一になるまで練り混ぜた。多機能混和剤の使用量は表5に示した。次に、粗骨材(砕石、密度=2.68g/cm3)を投入し30秒間練り混ぜ、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4±1%の実施例1のコンクリートを調製した。また、同様な方法により、試験例2〜10のコンクリートを調製した。いずれの場合も練り混ぜ温度は20℃であった。Test category 3 (Preparation and evaluation of concrete)
Test Examples 1-10
Using a multifunctional admixture described in Table 3 prepared in Test Category 2, a binder (ordinary Portland cement (density = 3) was added to a 50-liter pan-type forced kneader mixer under the conditions of Formulation No. 1 described in Table 4. .16 g / cm 3 ), fine aggregate (river sand, density = 2.58 g / cm 3 ), kneaded water (tap water), multifunctional admixture (P-1) and air amount regulator (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) AE agent, trade name AE300) were sequentially added and kneaded until the slurry was uniform, and the amount of multifunctional admixture used is shown in Table 5. Next, coarse aggregate (crushed stone, density) = 2.68 g / cm 3 ) and kneaded for 30 seconds to prepare the concrete of Example 1 with a target slump of 18 ± 1 cm and a target air amount of 4 ± 1%. 2 to 10 concretes were prepared and in each case kneaded The mixing temperature was 20 ° C.
試験例11〜20
試験例1〜10と同様にして、表4に記載の配合番号2の条件で、試験例11〜20のコンクリートを調製した。練り混ぜ温度はいずれの場合も20℃であった。練り混ぜ後のコンクリートの試験結果を表5に、また硬化体の試験結果を表6にまとめて示した。Test Examples 11-20
In the same manner as in Test Examples 1 to 10, the concretes of Test Examples 11 to 20 were prepared under the conditions of blending number 2 described in Table 4. The kneading temperature was 20 ° C. in all cases. Table 5 summarizes the test results of the concrete after mixing, and Table 6 summarizes the test results of the cured body.
試験例31〜56
試験区分2で調製した表3に記載の比較例の多機能混和剤を用いて、表4に記載の配合番号1の条件で、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4±1%の比較例21〜38のコンクリートを調製した。また表4に記載の配合番号2の条件で、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4±1%の比較例39〜56のコンクリートを調製した。練り混ぜ温度はいずれの場合も20℃であった。練り混ぜ後のコンクリートの試験結果を表7に、また硬化体の試験結果を表8にまとめて示した。Test Examples 31-56
Using the multifunctional admixture of Comparative Example described in Table 3 prepared in Test Category 2, the target slump is 18 ± 1 cm and the target air amount is 4 ± 1% under the conditions of Formulation No. 1 described in Table 4. Concretes of Comparative Examples 21 to 38 were prepared. Further, concretes of Comparative Examples 39 to 56 having a target slump of 18 ± 1 cm and a target air amount of 4 ± 1% under the conditions of the blending number 2 shown in Table 4 were prepared. The kneading temperature was 20 ° C. in all cases. Table 7 shows the test results of the concrete after mixing, and Table 8 shows the test results of the cured body.
表2において、
*1:普通ポルトランドセメント(密度=3.16/cm3)
*2:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3)
*3:細骨材(川砂、密度=2.58g/cm3)
*4:粗骨材(砕石、密度=2.68g/cm3)In Table 2,
* 1: Ordinary Portland cement (density = 3.16 / cm 3 )
* 2: Blast furnace cement type B (density = 3.04 g / cm 3 )
* 3: Fine aggregate (river sand, density = 2.58 g / cm 3 )
* 4: Coarse aggregate (crushed stone, density = 2.68 g / cm 3 )
・コンクリートの物性評価
調製した各例のコンクリートについて練り混ぜ直後のスランプ及び空気量、練り混ぜ直後から30分後のスランプ及び空気量、ブリーディング率、圧縮強度、乾燥収縮率、凍結融解耐久性指数を下記のように求めて評価し、結果を表5〜表8にまとめて示した。-Evaluation of physical properties of concrete Slump and air amount immediately after mixing, slump and air amount 30 minutes after mixing, bleeding rate, compressive strength, drying shrinkage rate, freeze-thaw durability index Obtained and evaluated as follows, and the results are summarized in Tables 5 to 8.
・スランプ(cm):練り混ぜ直後及びそれから30分間練り舟に静置したコンクリートについて、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):30分間静置後のスランプ値/練り混ぜ直後のスランプ値)×100で求めた。
・空気量(容量%):練り混ぜ直後及びそれから30分間練り舟に静置したコンクリートについて、JIS−A1128に準拠して測定した。
・ブリーディング率:JIS−A1123に準拠して測定した。
数値が小さい方が上表面の沈下が小さく、均質であることを示す。
・圧縮強度(N/mm2):材齢1日、材齢3日、及び材齢28日の硬化体について、JIS−A1108に準拠して測定した。
・乾燥収縮率:JIS−A1132に準じて、寸法10cm×10cm×40cmの鋼製直方型枠に充填して供試体を作成し、JIS−A1129に準拠してコンパレータ法により材齢26週(182日)における乾燥収縮率を測定した。
・凍結融解耐久性指数(300サイクル):各例のコンクリートについて、JIS−A1148に準拠して測定した値を用い、ASTM−C666−75の耐久性指数で計算した値を示した。この数値は、最大値が100で、100に近いほど、凍結融解に対する抵抗性が優れていることを示す。-Slump (cm): It measured based on JIS-A1101 about the concrete which left still on the kneading boat for 30 minutes after it kneaded.
-Slump residual ratio (%): slump value after standing for 30 minutes / slump value immediately after kneading) x 100.
-Air amount (volume%): It measured based on JIS-A1128 about the concrete left still in the kneading boat for 30 minutes after it kneaded.
-Bleeding rate: It measured based on JIS-A1123.
The smaller the value, the smaller the upper surface settlement and the more homogeneous.
-Compressive strength (N / mm < 2 >): It measured based on JIS-A1108 about the hardening body of material age 1 day, material age 3 days, and material age 28 days.
-Drying shrinkage: In accordance with JIS-A1132, a test specimen was prepared by filling a steel rectangular mold with dimensions of 10 cm x 10 cm x 40 cm, and the material age was 26 weeks (182) by the comparator method according to JIS-A1129. The drying shrinkage rate was measured on the day.
-Freezing and thawing durability index (300 cycles): About the concrete of each example, the value calculated by the durability index of ASTM-C666-75 was shown using the value measured based on JIS-A1148. This numerical value indicates that the maximum value is 100, and the closer to 100, the better the resistance to freezing and thawing.
表5〜表8において、
配合番号:表4に記載の配合番号
*1:表3に記載の多機能混和剤の種類
*2:セメント100質量部に対する多機能混和剤(固形分として)の添加質量部
*3:多機能混和剤の水溶液が完全に沈殿又は相分離していたので使用せず、測定しなかった。
*4:目標とする流動性のコンクリートが得られなかったので測定しなかった。In Tables 5 to 8,
Formulation number: Formulation number described in Table 4 * 1: Type of multifunctional admixture described in Table 3 * 2: Addition mass part of multifunctional admixture (as solid content) to 100 parts by mass of cement * 3: Multifunction Since the aqueous solution of the admixture was completely precipitated or phase-separated, it was not used and was not measured.
* 4: Measurement was not performed because the desired fluid concrete could not be obtained.
表5〜表8の結果からも明らかのように、本発明の混和剤によると、比較的単位セメント量の少ない配合の調製に用いた場合に、練り混ぜ後の継時的な流動性の低下や空気量の低下が抑えられて作業時間を確保でき、且つ調製したコンクリートのブリーディング水の発生量が少なく抑えられ、しかも初期材齢(材齢1日及び3日)の圧縮強度が増進し、更に硬化体の乾燥収縮が抑えられて収縮ひび割れが少なく、同時に凍結融解に対する抵抗性が優れ、高品質な早強性コンクリートを調製することができるという効果がある。 As is clear from the results of Tables 5 to 8, according to the admixture of the present invention, when used for the preparation of a blend having a relatively small unit cement amount, the fluidity drop over time after kneading is reduced. The amount of air and the amount of air can be suppressed, the working time can be secured, the amount of bleeding water of the prepared concrete can be reduced, and the compressive strength of the initial ages (ages 1 and 3) is increased. Furthermore, drying shrinkage of the cured body is suppressed, shrinkage cracks are few, and at the same time, resistance to freezing and thawing is excellent, and high-quality early strength concrete can be prepared.
Claims (9)
A成分:下記の水溶性ビニル共重合体X及び下記の水溶性ビニル共重合体Yから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体
水溶性ビニル共重合体X:分子中に下記の構成単位Eを45〜55モル%及び下記の構成単位Fを55〜45モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位E:マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸ナトリウム塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ。
構成単位F:分子中に10〜80個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に10〜80個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上。
水溶性ビニル共重合体Y:分子中に下記の構成単位Gを35〜85モル%、下記の構成単位Hを15〜65モル%及び下記の構成単位1を0〜5モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜100000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位G:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸ナトリウム塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ。
構成単位H:分子中に7〜90個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールから形成された構成単位。
構成単位I:(メタ)アリルスルホン酸ナトリウム塩から構成された構成単位。
B成分:ケイ酸ナトリウム、又はケイ酸ナトリウムとケイ酸カルシウムとの混合物の中から選ばれる一つ又は二つ以上。
C成分:リン酸2ナトリウム及びリン酸1ナトリウムから選ばれる一つ又は二つ。
D成分:下記の化1で示されるポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル
R1:炭素数3〜6のアルキル基
A1:分子中に合計2〜10個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基。)It consists of 4 components of the following A component, the following B component, the following C component, and the following D component, and A component is 1-35 mass%, B component is 10-55 mass%, C component is 0.1 -6 mass% and D component are contained in the ratio of 4-89.9 mass% (total 100 mass%), and it should be used at a ratio of 0.4-5 mass parts per 100 mass parts of the binder. A multifunctional admixture for concrete, characterized by comprising:
Component A: One or two or more water-soluble vinyl copolymers selected from the following water-soluble vinyl copolymer X and the following water-soluble vinyl copolymer Y Water-soluble vinyl copolymer X: A water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 80000 having a structural unit E of 45 to 55 mol% and a structural unit F of 55 to 45 mol% (100 mol% in total).
Structural unit E: One or two selected from a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from maleic acid sodium salt.
Structural unit F: Structural unit formed from α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group composed of 10 to 80 oxyethylene units in the molecule and 10 to 80 in the molecule One or two or more selected from structural units formed from α-allyl-ω-hydroxy-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group composed of oxyethylene units.
Water-soluble vinyl copolymer Y: 35 to 85 mol% of the following structural unit G in the molecule, 15 to 65 mol% of the following structural unit H and 0 to 5 mol% of the following structural unit 1 (100 mol in total) %) A water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 100,000.
Structural unit G: One or two selected from a structural unit formed from methacrylic acid and a structural unit formed from sodium methacrylate.
Structural unit H: a structural unit formed from methoxypolyethylene glycol having a polyoxyethylene group composed of 7 to 90 oxyethylene units in the molecule.
Structural unit I: a structural unit composed of (meth) allylsulfonic acid sodium salt.
Component B: One or more selected from sodium silicate or a mixture of sodium silicate and calcium silicate.
Component C: One or two selected from disodium phosphate and monosodium phosphate.
Component D: polyalkylene glycol monoalkyl ether represented by the following chemical formula 1
R 1 : Alkyl group having 3 to 6 carbon atoms A 1 : Excluding all hydroxyl groups from polyalkylene glycol having a polyoxyalkylene group composed of a total of 2 to 10 oxyethylene units and oxypropylene units in the molecule Residue. )
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