JPH06104585B2

JPH06104585B2 - セメント配合物のスランプロス防止方法

Info

Publication number: JPH06104585B2
Application number: JP4260414A
Authority: JP
Inventors: 恒雄椿本; 秀行田原; 健枚田; 宏伊藤; 森　　泰宏
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH05213644A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント分散性能を有す
るスランプロス防止剤を用いたセメント配合物のスラン
プロス防止方法に関し、詳しくは、セメントモルタル、
コンクリートなどのセメント配合物に配合して、その流
動性を高め且つ流動性の経時的低下（以下、スランプロ
スという。）を防止して、施工性を向上せしめる薬剤を
用いたセメント配合物のスランプロス防止方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】モルタルやコンクリートなどのセメント
配合物は、セメントと水との水和反応などにより、配合
後の時間の経過と共にコンシステンシーが低下し、作業
性の低下をきたす。この現象は、一般にスランプロスと
呼ばれている。

【０００３】セメント配合物におけるスランプロスは、
生コンクリートにおいて、運搬時間の制限、打設現場で
の待機時間等による品質変化、施工性不良、コールドジ
ョイント等による耐久性低下などの障害をおこす。ま
た、コンクリート二次製品製造工場などにおいて、セメ
ント配合物のポンプ圧送を昼休みやトラブルによって一
時中断し、その後圧送を再開した時に、圧送圧が急激に
増加したりポンプが閉塞するなどの事故の原因となり、
また型枠にセメント配合物を打ち込んだ後、何らかの理
由で締め固めなどの成型が遅れた場合に未充填等の問題
を生ずる。したがって、セメント配合物におけるスラン
プロスは、生コンクリート工場、二次製品製造工場その
他において、セメント配合物の品質管理上および施工性
改善のために解決しなければならない重要な課題であ
る。

【０００４】従来、スランプロスの防止対策としては、
次のような方法が知られていた。

【０００５】イ）コンクリートの単位水量を増加する方
法。

【０００６】ロ）セメント分散剤の後添加による方法。

【０００７】ハ）セメント分散剤の繰り返し添加による
方法。

【０００８】ニ）凝結遅延剤の添加あるいはセメント分
散剤との併用による方法。

【０００９】上記のイ）の方法は、セメント配合物の打
設に至るまでのスランプロスを見込んで単位水量を増大
する方法であるが、これにより施工性の改善は図れて
も、硬化物の強度低下や乾燥収縮によるひび割れ発生等
により耐久性低下をきたすという品質上の不利あるいは
所定強度を得るために単位セメント量を増大するという
経済的な不利を伴なう。

【００１０】ロ）の方法は、一時的な流動性改善策であ
り、スランプ維持の目的を終了した後にもセメント分散
剤がセメント配合物中に局在的に残存し、局部的なブリ
ージングの発生、ひいては強度低下などの悪影響をもた
らす。

【００１１】ハ）の方法は、スランプロスした時点で混
和剤を再添加する方法であり、スランプロスを完全に防
止するものではない。しかも、繰り返し添加という作業
性、経済性の不利がある。

【００１２】ニ）の方法は、オキシカルボン酸塩、リグ
ニンスルホン酸塩、デキストリン、フミン酸等の遅延剤
を単独あるいはセメント分散剤との併用により、セメン
ト配合物の凝結時間を遅延させて流動性を維持させよう
とする方法であり、過剰添加の場合、強度低下や硬化不
良などの事故を招く危険性が非常に大きい。

【００１３】このように、いずれの方法も各々欠点を有
しており、実用上問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記欠
点を改善し、セメント配合物に添加して、その流動性を
高め且つスランプロスを防止することのできる薬剤につ
いて鋭意研究した結果、特定の共重合体が有効であるこ
とを見出して、本発明に到達した。

【００１５】

【問題点を解決するための手段】すなわち、本発明は一
般式

【００１６】

【化３】

【００１７】（但し、式中Ｘは水素又はメチル基を表わ
し、Ｒ¹ は炭素数２〜３のアルキレン基を表わし、Ｒ²
は水素又は炭素数１〜５のアルキル基を表わし、ｎは１
〜１００の正の整数である。）で示されるアルキレンオ
キシド付加単量体（イ）、一般式

【００１８】

【化４】

【００１９】（但し、式中Ｍは水素、一価金属、二価金
属、アンモニウム基又は有機アミン基を表わし、Ｙは水
素又はメチル基を表わす。）で示されるカルボン酸系単
量体（ロ）およびこれらの単量体と共重合可能な単量体
（ハ）を、アルキレンオキシド付加単量体（イ）が１０
〜８０重量％でカルボン酸系単量体（ロ）が２０〜９０
重量％（但し、（イ）及び（ロ）成分の合計は１００重
量％である。）の比率で、且つ単量体（ハ）が全単量体
中３０重量％以下となるような比率で用いて得られる平
均分子量５００００〜５０００００の共重合体（Ａ）及
び／又は該共重合体（Ａ）を更にアルカリ性物質で中和
して得られる共重合体（Ｂ）からなるスランプロス防止
剤を、セメント分散剤によりスランプ調整されたセメン
ト配合物に混合することを特徴とするセメント配合物の
スランプロス防止方法に関するものである。

【００２０】

【作用】本発明で用いられる単量体（イ）は、前記一般
式で示されるものであり、例えばアクリル酸やメタクリ
ル酸からなる不飽和カルボン酸類の

【００２１】

【化５】

【００２２】（但し、Ｒ¹ ，Ｒ² 及びｎは前記の通りで
ある。）で示される一価もしくは二価アルコール類によ
るエステル化物あるいは前記不飽和カルボン酸類にエチ
レンオキシドやプロピレンオキシドを付加させて得られ
るエステル化物等が挙げられ、これらの１種又は２種以
上を用いることができる。また、上記ｎで示されるアル
キレンオキシドの前記不飽和カルボン酸類のカルボキシ
ル基あたりの付加モル数は１〜１００個が適当であり、
それ以上に付加させた単量体（イ）を用いると重合収率
が低下するので好ましくない。

【００２３】本発明で用いられる単量体（ロ）は、前記
一般式で示されるものであり、例えばアクリル酸、メタ
クリル酸、あるいはそれらの一価金属塩、二価金属塩、
アンモニウム塩及び有機アミン塩等が挙げられ、これら
の１種又は２種以上を用いることができる。

【００２４】本発明で必要により用いられる単量体
（ハ）は、単量体（イ）及び単量体（ロ）と共重合可能
な単量体であり、例えば炭素数１〜２０個の脂肪族アル
コールと（メタ）アクリル酸とのエステル類；マレイン
酸、フマル酸あるいはこれらの酸と炭素数１〜２０個の
脂肪族アルコールまたは炭素数２〜４個のグリコールも
しくはこれらのグリコールの付加モル数２〜１００のポ
リアルキレングリコールとのモノエステルあるいはジエ
ステル類；（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル
アルキルアミドなどの不飽和アミド類；酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類；スチレンな
どの芳香族ビニル類；ビニルスルホン酸、アリルスルホ
ン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート、スチレンス
ルホン酸などの不飽和スルホン酸類およびそれらの一価
金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩類
等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いること
ができる。

【００２５】共重合体（Ａ）は、単量体（イ）、単量体
（ロ）及び単量体（ハ）を前記特定比率で用いて得られ
たものである。この比率の範囲をはずれる場合、すなわ
ち単量体（イ）の量を単量体（イ）及び単量体（ロ）の
合計量中１０重量％未満の少量とした場合には、得られ
る共重合体に、凝結遅延性が発現するなどの好ましくな
い作用が生じる。また、単量体（ハ）の量を全単量体中
３０重量％を超える多量とした場合には、得られる共重
合体のスランプロス防止性能は不充分となり、好ましく
ない。更に、得られる共重合体（Ａ）及び／又は（Ｂ）
のセメント分散性能を考慮するならば、共重合体（Ａ）
を得るに際し、単量体（ロ）の量を単量体（イ）及び単
量体（ロ）の合計量中２０重量％以上用いるのが好まし
い。すなわち、単量体（ロ）の量が２０重量％未満の少
量ではスランプロス防止性能は良くてもセメント分散性
能に劣ったものとなる。

【００２６】本発明におけるスランプロス防止剤として
有効な共重合体（Ａ）の平均分子量は、連行空気量の少
なさやスランプロス防止性能を重視するならば比較的高
分子量の５００００〜５０００００の範囲のものが好ま
しい。

【００２７】共重合体（Ａ）を製造するには、重合開始
剤を用いて前記単量体成分を共重合させればよい。共重
合は溶媒中での重合や塊状重合等の方法により行うこと
ができる。

【００２８】溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行
うことができ、その際使用される溶媒としては、水；メ
チルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアル
コール等の低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシ
レン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン等の芳香族あるい
は脂肪族炭化水素；酢酸エチル；アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン化合物等が挙げられる。原料単量体
および得られる共重合体（Ａ）の溶解性並びに該共重合
体（Ａ）の使用時の便からは、水及び炭素数１〜４の低
級アルコールよりなる群から選ばれた少なくとも１種を
用いることが好ましい。炭素数１〜４の低級アルコール
の中でもメチルアルコール、エチルアルコール、イソプ
ロピルアルコールが特に有効である。

【００２９】水媒体中で重合を行う時は、重合開始剤と
してアンモニウム又はアルカリ金属の過硫酸塩あるいは
過酸化水素等の水溶性の重合開始剤が使用される。この
際亜硫酸水素ナトリウム等の促進剤を併用することがで
きる。又、低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭
化水素、酢酸エチルあるいはケトン化合物を溶媒とする
重合には、ベンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオ
キシド等のパーオキシド；クメンハイドロパーオキシド
等のハイドロパーオキシド；アゾビスイソブチロニトリ
ル等の脂肪族アゾ化合物等が重合開始剤として用いられ
る。この際アミン化合物等の促進剤を併用することもで
きる。更に、水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合
には、上記の種々の重合開始剤あるいは重合開始剤と促
進剤の組合せの中から適宜選択して用いることができ
る。重合温度は、用いられる溶媒や重合開始剤により適
宜定められるが、通常０〜１２０℃の範囲内で行われ
る。

【００３０】塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイル
パーオキシドやラウロイルパーオキシド等のパーオキシ
ド；クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキ
シド；アゾビスイソブチロニトリル等の脂肪族アゾ化合
物等を用い、５０〜１５０℃の温度範囲内で行われる。

【００３１】このようにして得られた共重合体（Ａ）
は、そのままでも本発明におけるスランプロス防止剤と
して用いられるが、必要に応じて、更にアルカリ性物質
で中和して得られる共重合体（Ｂ）を本発明におけるス
ランプロス防止剤として用いてもよい。このようなアル
カリ性物質としては、一価金属及び二価金属の水酸化
物、塩化物及び炭酸塩；アンモニア；有機アミン等が好
ましいものとして挙げられる。

【００３２】本発明におけるスランプロス防止剤である
共重合体（Ａ）及び／又は（Ｂ）は、優れたスランプロ
ス防止性能を有するため、公知のセメント分散剤と混合
して用いることにより、スランプロス防止性能に優れた
セメント分散剤として使用することができる。

【００３３】上に述べた公知のセメント分散剤として
は、たとえばナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合
物、ナフタレンとアルキルナフタレンを含む混合物のス
ルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸ホル
マリン縮合物、リグニンスルホン酸、オキシカルボン
酸、ポリカルボン酸およびそれらの塩等を挙げることが
できる。

【００３４】さらに、本発明におけるスランプロス防止
剤は、硬化遅延剤、硬化促進剤、空気連行剤、セメント
湿潤分散剤、防水剤、消泡剤、強度増進剤、膨張材その
他のセメント混和剤と併用してもよい。

【００３５】本発明におけるスランプロス防止剤の添加
量は、セメント配合物中のセメントに対して、固形分重
量％として０．００５％〜２．５％が良い。０．００５
％未満であると、充分なスランプロス防止性能が得られ
ないことがある。また、２．５％を超える多量になる
と、経済的に不利であったり凝結遅延や連行空気量過多
などの問題を引きおこしたりすることがある。

【００３６】本発明におけるスランプロス防止剤は、各
種ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、各
種混合セメント、特種セメント等の水硬性セメントを使
用するセメント配合物に用いることができる。

【００３７】本発明におけるスランプロス防止剤のセメ
ント配合物への添加形態は、水溶液状において実施され
ることが最も好ましいが、粉末あるいは粒状でもよい。
水溶液状で使用する場合は、セメント配合物の練りまぜ
水に添加してもよく、またセメント配合物の練りまぜ後
に添加することも可能である。また、粉末あるいは粒状
で使用する場合は、あらかじめセメントあるいは骨材等
のセメント配合物成分とプレミックスして後、練りまぜ
ることもできる。

【００３８】

【実施例】次に本発明のスランプロス防止方法について
参考例及び実施例を挙げて更に詳細に説明するが、もち
ろん本発明はこれだけに限定されるものではない。尚、
例中特にことわりのない限り％は重量％、また部は重量
部を表わすものとする。

【００３９】

【参考例１】温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管
および還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水３８
６．５部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、
窒素雰囲気下で９５℃まで加熱した。次に、メトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレート（エチレンオ
キシドの平均付加モル数１０個）１９６部、メタクリル
酸ナトリウム８４部および水１２０部からなるモノマー
水溶液と５％過硫酸アンモニウム水溶液９．０部とのそ
れぞれを２時間で添加し、添加終了後さらに５％過硫酸
アンモニウム水溶液４．５部を１時間で添加した。その
後１時間引き続いて９５℃に温度を保持し、重合反応を
完結させ、平均分子量１７００００の共重合体（１）の
水溶液を得た。得られた共重合体（１）の２５℃、濃度
５％での粘度は４０cps であった。

【００４０】

【参考例２】温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管
および還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水３９
５．５部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、
窒素雰囲気下で９５℃まで加熱した。次に、メトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレート（エチレンオ
キシドの平均付加モル数５０個）１４０部、メタクリル
酸ナトリウム６０部および水２００部からなるモノマー
水溶液と５％過硫酸アンモニウム水溶液３．０部とのそ
れぞれを２時間で添加し、添加終了後さらに５％過硫酸
アンモニウム水溶液１．５部を１時間で添加した。その
後１時間引き続いて９５℃に温度を保持し、重合反応を
完結させ、平均分子量２３００００の共重合体（２）の
水溶液を得た。得られた共重合体（２）の２５℃、濃度
５％での粘度は１１０cps であった。

【００４１】

【実施例１】セメントとして普通ポルトランドセメント
（住友セメント（株）製）、細骨材として淀川産川砂
（最大粒径５mm）、粗骨材として高槻産砕石（最大粒径
２５mm）およびＡＥ減水剤としてポゾリスNo．７０を用
い、単位セメント量３２０kg／ｍ³ 、単位水量１６９kg
／ｍ³ （水／セメント比５２．８％）、単位細骨材量８
８３kg／ｍ³ 、単位粗骨材量９３３kg／ｍ³ （細骨材率
４８．６％）および単位ＡＥ減水剤量０．８kg／ｍ³ の
配合で、練り混ぜ量が３０リットルとなるようにそれぞ
れの材料を計量し、可傾式ミキサーに全材料を投入し
た。直ちに３分間練り混ぜを行い、得られた目標スラン
プ８cm、目標空気量４％のベースコンクリートを全量ミ
キサーより排出した。次に、ベースコンクリート全量を
ミキサーに戻し、参考例１で得られた共重合体（１）を
対セメント固形分で０．１％となる量およびセメント分
散剤としてナフタレンスルホン酸ナトリウム塩ホルマリ
ン縮合物を対セメント固形分で０．２５％となる量をミ
キサーに投入し、２分間練り混ぜを行い、流動化コンク
リートを調製した。

【００４２】得られた流動化コンクリートは、直ちにミ
キサーより全量排出し、調製直後のスランプおよび空気
量を測定した。次に、流動化コンクリート全量を再度ミ
キサーに戻し、低速で所定時間練り続け、３０分後、６
０分後、９０分後のスランプを測定して、スランプの経
時変化をみた。

【００４３】また、得られた流動化コンクリートの圧縮
強度および凝結時間も測定した。これらの測定結果を表
１に示す。

【００４４】なお、スランプ、空気量、圧縮強度および
凝結時間の測定方法や圧縮強度供試体の採取方法は、す
べて日本工業規格（ＪＩＳＡ 1101, 1128, 1108, 62
04,1132）に準拠して行った。

【００４５】

【実施例２】参考例２で得られた共重合体（２）および
セメント分散剤としてのメラミンスルホン酸ナトリウム
塩ホルマリン縮合物を表１に示された添加量で使用する
他は、実施例１と同様の操作を繰り返して流動化コンク
リートを調製し、それらのスランプ、空気量、圧縮強度
および凝結時間を測定した。測定結果を表１に示す。

【００４６】

【比較例１】実施例１において共重合体（１）を使用し
ない他は、実施例１と同様の操作を繰り返して、比較用
の流動化コンクリートを調製し、そのスランプ、空気
量、圧縮強度および凝結時間を測定した。測定結果を表
１に示す。

【００４７】

【比較例２】実施例２において共重合体（２）を使用し
ない他は、実施例２と同様の操作を繰り返して、比較用
の流動化コンクリートを調製し、そのスランプ、空気
量、圧縮強度および凝結時間を測定した。測定結果を表
１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明におけるスランプロス防止剤は、
特定の共重合体（Ａ）及び／又は共重合体（Ｂ）よりな
るが、共重合体（Ａ）及び／又は（Ｂ）の平均分子量が
５００００〜５０００００の場合、種々の公知なセメン
ト分散剤により、所定のスランプとなるように調整され
たセメント配合物の経時的な流動性の低下を防止するこ
とができ、しかも公知なセメント分散剤の本来有するセ
メント分散能を増大したり低減したりすることが無く、
したがってセメント配合物の流動性を任意に調整するこ
とが容易である。

【００５０】以上の効果により、本発明におけるスラン
プロス防止剤は、スランプロスが小さくかつ流動性が望
ましい範囲に正確に制御されたセメント配合物を要求す
る需要家の要望に答えるものである。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−27637（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式【化１】（但し、式中Ｘは水素又はメチル基を表わし、Ｒ¹ は炭
素数２〜３のアルキレン基を表わし、Ｒ² は水素又は炭
素数１〜５のアルキル基を表わし、ｎは１〜１００の正
の整数である。）で示されるアルキレンオキシド付加単
量体(イ) 、一般式【化２】（但し、式中Ｍは水素、一価金属、二価金属、アンモニ
ウム基又は有機アミン基を表わし、Ｙは水素又はメチル
基を表わす。）で示されるカルボン酸系単量体（ロ）お
よびこれらの単量体と共重合可能な単量体（ハ）を、ア
ルキレンオキシド付加単量体（イ）が１０〜８０重量％
でカルボン酸系単量体（ロ）が２０〜９０重量％（但
し、（イ）及び（ロ）成分の合計は１００重量％であ
る。）の比率で、且つ単量体（ハ）が全単量体中３０重
量％以下となるような比率で用いて得られる平均分子量
５００００〜５０００００の共重合体（Ａ）及び／又は
該共重合体（Ａ）を更にアルカリ性物質で中和して得ら
れる共重合体（Ｂ）からなるスランプロス防止剤を、セ
メント分散剤によりスランプ調整されたセメント配合物
に混合することを特徴とするセメント配合物のスランプ
ロス防止方法。