JPH08295546A - セメント組成物用空気連行剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 （Ａ）一般式（１）、（２）または（３）で
示される長鎖アミンないしはアミドのアルキレンオキシ
ド付加体誘導体の少くとも１種から選ばれる化合物と、
（Ｂ）脂肪酸金属塩系アニオン界面活性剤Ｂとからなる
セメント組成物用空気連行剤よりなる。式中Ｒ_１，
Ｒ_２，Ｒ_３，：炭素数８〜２２のアルキル基またはアル
ケニル基。Ａ₁Ｏ，Ａ₂Ｏ，Ａ₃Ｏ：炭素数２または３の
オキシアルキレン基。ｍ，ｎ：それぞれ１以上の整数で
ｍ＋ｎ＝２〜５０。ａ，ｂ，ｃ：それぞれ１以上の整数
で、ａ＋ｂ＋ｃ＝３〜５０。ｐ，ｑ：それぞれ１以上の
整数で、ｐ＋ｑ＝２〜５０。 【効果】 所望の空気量を含有するセメント組成物を安
定的に連続して製造できる。製造されたセメント組成物
は輸送・荷おろし・打ち込み・締め固めの各段階におい
て、連行空気の減少がなく、硬化後も微細気泡に充分に
残存し、強度発現性・凍結融解抵抗性等の耐久性も充分
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント組成物用、特に
コンクリートおよびモルタル用の空気連行剤に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンクリート中に通常約３〜６
％の空気を混入させるために空気連行剤（ＡＥ剤）が使
用されている。この空気連行剤の主成分は界面活性剤で
あり、コンクリート中に独立した微細な気泡を導入す
る。これにより、未硬化のコンクリートでは空気泡のボ
ールベアリング効果により、流動性が向上してワーカビ
リティが改善され、また、硬化後は毛細間隙中の水が凝
結する際の膨張圧を緩和するので、硬化体の凍結融解作
用に対する抵抗性を著しく向上させる。

【０００３】従来、セメント組成物に空気を連行するた
めに、主として界面活性剤である空気連行剤（ＡＥ剤）
が使用されている。このようなＡＥ剤としては、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルまたはその
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸
エステルまたはその塩、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルリン酸エステルまたはその塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルまたはその
塩、アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩、樹脂酸
またはその塩、脂肪酸またはその塩等のアニオン系界面
活性剤、またポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンソルビタンオレエート等の非イオン界面活性
剤が知られている。また、代表的なものとして、松脂の
溶剤抽出精製で得られるロジンにアルカリを加えて水溶
液としたヴィンソルレジンがある。

【０００４】ところが、従来の空気連行剤を用いてセメ
ント組成物中に空気を連行した場合には次のような問題
点があった。１つは空気量安定性、すなわち連行空気量
が経時で減少してしまうことである。特に生コンクリー
トの使用の場合には、製造時に連行した空気泡が運搬・
打ち込み・締め固め等の各工程で損失してしまい、目標
とする品質のコンクリートを得ることができなくなる。
また昨今の高耐久高品質コンクリートへの要求から、空
気量安定性とともに、連行した空気泡の質の向上が必要
となってきている。すなわち微細な気泡を均一に連行さ
せ、コンクリートの凍結融解抵抗性を向上させることで
ある。このような現状を鑑み、上記問題点を解決する空
気連行剤が強く求められていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、凍結
融解抵抗性が高く品質の良いセメント組成物を安定に製
造するために、充分な空気連行性をもち微細な空気泡を
連行するとともに、経時や運搬・打ち込み・締め固めな
どの工程における連行空気量の低下を防止するセメント
組成物用空気連行剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題点
を解決すべく鋭意研究を進めた結果、ある種のアミンま
たはアミド誘導体とアニオン界面活性剤とからなる組成
物が、セメント組成物に対して優れた空気連行効果を発
揮するとともに、所定の連行空気量を安定に保持し、凍
結融解抵抗性を向上させるために有効な組成物であるこ
とを見いだし、本発明に至った。即ち、本発明はセメン
ト組成物用空気連行剤は、以下の化合物Ａと化合物Ｂと
からなることを特徴とする。 （Ａ）下記化３の一般式（１）、一般式（２）または一
般式（３）で示されるアミンないしはアミド誘導体の少
なくとも１種から選ばれる化合物Ａ。

【０００７】

【化３】 （Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃ ：炭素数８〜２２のアルキル基または
アルケニル基 Ａ₁Ｏ，Ａ₂Ｏ，Ａ₃Ｏ ：炭素数２または３のオキシアル
キレン基 ｍ，ｎ：それぞれ１以上の整数で、ｍ＋ｎ＝２〜５０ ａ，ｂ，ｃ：それぞれ１以上の整数で、ａ＋ｂ＋ｃ＝３
〜５０ ｐ，ｑ：それぞれ１以上の整数で、ｐ＋ｑ＝２〜５０） （Ｂ）下記化４の一般式（４）で示されるアニオン界面
活性剤の少なくとも１種から選ばれる化合物Ｂ。

【０００８】

【化４】Ｒ₄ＣＯＯＭ …（４） （Ｒ₄ ：炭素数８〜３０のアルキル基またはアルケニル
基 Ｍ：アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルカノー
ルアミン）

【０００９】

【発明の実施態様】本発明の化合物Ａで示されるアミ
ン、アミド誘導体は、アルキル基、アルケニル基を有す
るアミン、アミドに、常法により酸化アルキレンを付加
することにより得られ、アミン、アミドに対する酸化エ
チレンまたは／および酸化プロピレンの付加モル数は、
一般式（１）ではｍ＋ｎ＝２〜５０モル、好ましくは５
〜３０モル、一般式（２）ではａ＋ｂ＋ｃ＝３〜５０モ
ル、好ましくは５〜３０モル、一般式（３）ではｐ＋ｑ
＝２〜５０モル、好ましくは５〜３０モルである。ま
た、一般式（１）、（２）、（３）それぞれにおいて、
酸化アルキレンの付加形態は、エチレンオキサイド付加
体（ＥＯ）、エチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレン
オキサイド（ＰＯ）のブロック又はランダム付加体であ
る。アミン、アミド誘導体中のアルキル基、アルケニル
基は、例えばオレイル、ステアリル、ラウリル、ヤシ脂
肪族（ヤシアルキル）、牛脂脂肪族、大豆脂肪族等があ
る。

【００１０】本発明の化合物Ｂで示されるアニオン界面
活性剤は、炭素数８〜３０のアルキル基、アルケニル基
とカルボキシル基を有する直鎖状又は分岐鎖状の脂肪酸
を中和して得られるものである。ここでいう脂肪酸とは
次のようなものがある。カプリル酸、カプリン酸、ラウ
リン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ミリ
スチン酸、パリミチン酸、ヤシ油脂肪酸、トール油脂肪
酸、菜種脂肪酸など天然油脂の分解脂肪酸、合成脂肪酸
であるイソステアリン酸などを挙げることができるが、
特に好ましいものとしてオレイン酸、ラウリン酸、ステ
アリン酸、リノール酸、ヤシ油脂肪酸、トール油脂肪酸
などを挙げることができる。これら脂肪酸を水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン等の水溶液で中
和することにより、本発明の化合物Ｂで示されるアニオ
ン活性剤が得られる。

【００１１】こうして得られた化合物Ａと化合物Ｂと
は、化合物Ａを１〜９９重量部、好ましくは１０〜９０
重量部、化合物Ｂを９９〜１重量部、好ましくは９０〜
１０重量部の混合比率で配合することによって所望の効
果を所持する空気連行剤が得られる。なお、本発明の化
合物Ａおよび化合物Ｂを単独で使用しても良質な空気泡
が連行されず、また空気量安定性も低下するため、目的
とする効果を発揮しない。

【００１２】本発明における空気連行剤は、セメント組
成物に効果を発揮するが、ここでいうセメントとしては
公知であるものであればいずれでもよく、例えばポルト
ランドセメントや早強・超早強・中庸熱・ジェットセメ
ント、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカ
セメント、アルミナセメント等であるが、フライアッシ
ュセメント以外のセメント組成物用として用いるのが望
ましい。さらには最近高性能コンクリート用セメントと
して使用されている、低発熱ポルトランドセメント、高
流動コンクリート用セメント、高強度コンクリート用セ
メントでも良い。

【００１３】本発明の空気連行剤の必要使用量は、導入
空気量が約３％〜７％の範囲において一般的な添加量と
しては空気連行剤有効分として、セメント等の全結合材
量に対して０.０００１〜０.１重量％、好ましくは０.
０００５〜０.０５重量％の範囲である。本発明におい
て、空気連行剤を添加する方法は、通常一般の空気連行
剤の場合と同様であり、セメント組成物混練時に添加す
るか、予め混練水に希釈して添加するか、セメント組成
物を練り混ぜた後に添加し、再度均一に混練しても良
い。また本発明の化合物Ａ及び化合物Ｂの２成分を所定
の割合で別々に添加してもよい。

【００１４】本発明の空気連行剤は、従来からコンクリ
ートの性能や性質を改善するために使用されている混和
剤、例えば高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水
剤、流動化剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、防水剤、防錆
剤、収縮低減剤、膨張材（剤）、増粘剤等の各種混和材
料（剤）と併用して使用することができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の空気連行剤によれば、所望の空
気量を含有するセメント組成物を安定的に連続して製造
することができる。また、製造されたセメント組成物は
輸送・荷おろし・打ち込み・締め固めの各段階におい
て、連行空気の減少がなく、硬化後も微細気泡が充分に
残存し、強度発現性・凍結融解抵抗性等の耐久性も充分
である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明によるセメント組成物用空気連
行剤について、実施例および比較例にて説明する。 （１）空気連行剤の配合例 本発明の実施例の空気連行剤で用いた化合物Ａおよび化
合物Ｂの内容および成分比率を表１に示す。また比較例
として用いた化合物の成分比率も併せて表１に示す。

【００１７】

【表１】 表１：空気連行剤の組成 空 気 連 行 剤 種 類 化 合 物 Ａ 酸化アルキレン 混合物 記号 一般式 アルキル基種類 種類 付加モル数 化合物Ｂ A/B Ａ (1) オレイル EO m+n=10 オレイン酸Na 1/2 Ｂ (1) オレイル EO m+n=20 オレイン酸Na 1/1 Ｃ (2) 牛脂 EO a+b+c=15 オレイン酸Na 2/1 Ｄ (3) オレイル EO p+q= 5 オレイン酸Na 1/3 Ｅ (1) ヤシ EO/PO* m+n=16 オレイン酸Na 1/2 Ｆ (2) 大豆 EO a+b+c= 3 ステアリン酸Na 1/3 Ｇ (1) オレイル EO m+n=15 トール油脂肪酸Na 1/1 Ｈ (3) ステアリル EO p+q=10 ラウリン酸Na 1/2 Ｉ NP10 オレイン酸Na 1/1 Ｊ (1) オレイル EO m+n=15 ガムロジンK塩 1/1 Ｋ − オレン酸Na − Ｌ (1) オレイル EO m+n=10 − − ＮＰ１０：ノニルフェノールの酸化エチレン１０モル付加品（化合物Ａのアミ ン、アミド誘導体に替えて使用） ＊：ＥＯ８モル，ＰＯ８モルブロック重合体 （２）使用材料 使用した材料を表２に示す。

【００１８】

【表２】 表２：使用材料 セメント(C) 小野田セメント製普通ポルトランドセメント 比重3.16 細骨材(S) 富士川産川砂 比重2.60 ＦＭ2.71 粗骨材(G) 木更津産砕石 比重2.65 ＦＭ6.54 水(W) 水道水

【００１９】（３）試験方法 コンクリートの製造および評価は以下の規定に準じて実
施した。 コンクリートの混練：ＪＩＳ−Ａ１１３８ スランプ ：ＪＩＳ−Ａ１１０１ 空気量 ：ＪＩＳ−Ａ１１２８ 気泡間隔係数 ：ＡＳＴＭ−Ｃ４５７ 圧縮強度 ：ＪＩＳ−Ａ１１３２及び１１０８

【００２０】（４）コンクリートの製造 コンクリートは、２００リットルの強制ミキサーを用
い、練り上がりコンクリートの目標空気量を５％、目標
スランプを８ｃｍとし、表１、表２で示した材料を使用
し、表３に示す調合を用い製造した。空気連行剤は、連
行空気量が５％になるように添加量を調節し、予め混練
水に溶解して添加し、コンクリート製造に供した。得ら
れたコンクリートについて、空気量、スランプ、練り上
がり後３０分、６０分後の空気量、スランプ、また材令
７日、２８日の圧縮強度、硬化した供試体の気泡間隔係
数を測定した。

【００２１】

【表３】 表３：調合条件 Ｗ／Ｃ Ｓ／ａ 調合（ｋｇ／ｍ³） （％） （％） Ｃ Ｗ Ｓ Ｇ ６１．０ ４５ ３００ １８３ ７７６ ９９５ Ｓ／ａ＝［細骨材の容積／（細骨材の容積＋粗骨材の容積）］×１００（％）

【００２２】実施例１〜８ 表４に示す配合に従って、化合物Ａ〜Ｍを用い実施例１
〜８、比較例１〜４について得られたコンクリートにつ
いてスランプ、空気量、気泡間隔係数、圧縮強度を測定
した。これらの結果を表４にまとめる。

【００２３】

【表４】 表４： スランプ(cm) 空気量(%) 圧縮強度 空気連行剤 直後 30分 60分 直後 30分 60分 気泡間隔 (kgf/cm²) 種類 使用量* 後 後 後 後 係数(μm) 7日 28日 実施例 No. 1 A 0.0007 8.0 7.2 6.2 5.0 4.5 4.1 189 204 299 2 B 0.0010 8.2 7.1 6.0 5.2 4.5 4.0 190 198 288 3 C 0.0012 7.9 6.9 6.0 4.9 4.4 3.9 179 210 290 4 D 0.0009 8.1 7.3 6.1 5.2 4.6 4.0 201 189 279 5 E 0.0011 8.0 7.1 5.9 5.3 4.7 4.2 192 201 295 6 F 0.0010 7.9 7.0 6.0 5.0 4.4 4.0 190 210 302 7 G 0.0009 8.4 7.5 6.8 4.8 4.2 3.8 178 199 283 8 H 0.0012 8.1 7.2 6.4 5.1 4.3 3.9 195 205 301 比較例 No. 1 I 0.0040 8.1 5.2 3.6 4.8 3.2 2.4 320 179 270 2 J 0.0080 7.8 4.7 3.1 5.3 3.4 2.6 367 175 268 3 K 0.0097 8.4 5.3 3.5 5.0 3.5 2.4 411 181 271 4 L 0.0085 8.0 5.0 3.3 5.1 3.6 2.5 386 170 265 ＊：使用量はセメントに対する空気連行剤有効成分の重量％

【００２４】表４の実施例に示したように本発明の組成
物は、約５％の空気を連行するための使用量が少なく、
空気連行性に優れているばかりか、６０分までの空気量
保持性も良好である。また凍結融解抵抗性の指標となる
気泡間隔係数についても、比較例の３００〜４００μｍ
に比べ、本発明品は２００μｍ以下と小さく、微細気泡
が連行されていることを示し、充分な凍結融解抵抗性を
備えていると示唆される。加えてスランプ保持性、圧縮
強度についても本発明品は優れた効果を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）下記化１の一般式（１）、一般式
   （２）または一般式（３）で示されるアミンないしはア
   ミド誘導体の少なくとも１種から選ばれる化合物Ａと、 【化１】 （Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃ ：炭素数８〜２２のアルキル基または
   アルケニル基 Ａ₁Ｏ，Ａ₂Ｏ，Ａ₃Ｏ ：炭素数２または３のオキシアル
   キレン基 ｍ，ｎ：それぞれ１以上の整数で、ｍ＋ｎ＝２〜５０ ａ，ｂ，ｃ：それぞれ１以上の整数で、ａ＋ｂ＋ｃ＝３
   〜５０ ｐ，ｑ：それぞれ１以上の整数で、ｐ＋ｑ＝２〜５０） （Ｂ）下記化２の一般式（４）で示されるアニオン界面
   活性剤の少なくとも１種から選ばれる化合物Ｂ 【化２】Ｒ₄ＣＯＯＭ …（４） （Ｒ₄ ：炭素数８〜３０のアルキル基またはアルケニル
   基 Ｍ：アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルカノー
   ルアミン）とからなることを特徴とするセメント組成物
   用空気連行剤。