JPH107446A - セメント添加剤及びこのセメント添加剤の使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメント組成物の温度が高温でも、単位水量
を増加させず流動性を確保し、スランプロスを少なく
し、コールドジョイントの発生を抑制する。 【解決手段】 一般式 ＣＨ₂=ＣＨ-ＣＨ₂Ｏ-(ＡＯ)_nＲ
（ただし、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基
で、その５０〜１００モル％はオキシエチレン基であ
り、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１０〜２０
０）で示されるポリオキシアルキレン化合物及び無水マ
レイン酸を必須成分とする共重合物、この共重合物の加
水分解物及びこの共重合物の加水分解物の塩のうちの少
なくとも１種を有効成分とする減水剤と、オキシカルボ
ン酸、ホスホン酸及びその誘導体のうちの少なくとも１
種を有効成分とする遅延剤とを組み合わせたセメント添
加剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメント添加剤及
びこのセメント添加剤の使用方法に係り、詳しくは、セ
メントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメン
ト組成物に配合し、特にセメント組成物の温度がたとえ
ば２５℃以上と高温になる場合にも、単位水量を増加さ
せることなく流動性を確保し、スランプロスを少なく
し、コールドジョイントの発生を抑制して施工性を大幅
に改善するセメント添加剤及びこのセメント添加剤の使
用方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セメントペースト、モルタル、コンクリ
ートなどのセメント組成物に配合する減水剤として、リ
グニンスルホン酸、メラミンスルホン酸やナフタレンス
ルホン酸などが知られており、セメントの分散性を増
し、流動性を改善して施工性を向上させるために使用さ
れている。しかしながら、これらの減水剤では、少なか
らず時間とともにスランプが低下して(スランプロス)流
動性が損なわれる。このスランプロスを改善する方法と
して、減水剤として、アクリル系水溶性ビニル共重合物
や無水マレイン酸共重合物を用いることも行われてい
る。

【０００３】しかしながら、これらの減水剤において
も、スランプロスがあり、また特に環境温度が高い夏場
において、セメント組成物の温度がたとえば２５℃以上
となる場合には、減水剤のもつセメント分散作用が低下
して所定の流動性が得られなかったり、スランプロスが
大きくなって施工性を損なったり、さらに、このスラン
プロスとセメントの凝結が速まることが原因となって、
コンクリート打ち込み継続中に不連続面が生じ、構造上
の欠陥となるコールドジョイントが発生したり、あるい
は打設表面の仕上性が劣るなどの問題があった。

【０００４】この問題に対しては、セメント組成物の温
度を低下させるために、使用する水や骨材を冷やした
り、あるいは液体窒素をセメント組成物に吹き込む方法
もあるが、冷却のための設備を必要とし、多大な費用が
掛かるものであった。さらにセメント組成物の温度が高
い場合には、所定の流動性を得るのにより多くの減水剤
を必要としたり、あるいは所定の流動性を得るためにセ
メント組成物中の水の量(単位水量)を多くする必要が生
じ、結果としてセメント組成物硬化体の強度を低下させ
てしまうといった問題がある。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの
問題を解決し、流動性がよく、スランプロスが小さく施
工性が良好で、特に環境温度が高い場合にもコールドジ
ョイントの発生が少ないセメント添加剤とその使用方法
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、水硬性のセメ
ントを含有するセメントペースト、モルタル、コンクリ
ートなどのセメント組成物中に、特定のポリオキシアル
キレン化合物及び無水マレイン酸を必須成分とする共重
合物等を有効成分とする減水剤と、オキシカルボン酸、
ホスホン酸及びその誘導体の１種以上を有効成分とする
遅延剤とをセメント添加剤として配合することによって
達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の構成成分である減水剤は、一般式（１）ＣＨ₂=
ＣＨ-ＣＨ₂Ｏ-(ＡＯ)_nＲ （ただし、ＡＯは炭素数２〜
４のオキシアルキレン基で、その５０〜１００モル％は
オキシエチレン基であり、Ｒは炭素数１〜４のアルキル
基、ｎは１０〜２００） で示されるポリオキシアルキ
レン化合物及び無水マレイン酸を必須成分とする共重合
物、この共重合物の加水分解物及びこの共重合物の加水
分解物の塩のうちの１種以上を有効成分とする減水剤で
ある。このポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン
酸の共重合物は、例えば特開昭６３−２８５１４０号公
報や特開平５−３１０４５８号公報に示されている。

【０００８】この減水剤の使用量は、セメント１００重
量部に対して、固形分として０．０３〜１重量部の割合
である。この量が０．０３重量部より少ないと、セメン
トに対する分散効果がなく流動性が得られず、また１重
量部を超えると、ブリージングが多くなり、沈みひびわ
れや初期乾燥ひびわれを生じたり、骨材分離を生じたり
し、また不経済である。

【０００９】本発明の構成成分である遅延剤は、オキシ
カルボン酸、ホスホン酸及びその誘導体のうちの１種以
上であり、オキシカルボン酸としては、グルコン酸、グ
ルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエ
ン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩
を用いることができ、ホスホン酸及びその誘導体として
は、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1-ヒドロキシエ
チリデン-1,1-ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ
(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ
(メチレンホスホン酸)及びこれらのアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩を用いることができる。

【００１０】なかでも、グルコン酸、アミノトリ(メチ
レンホスホン酸)、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホス
ホン酸は、少量添加でスランプロスの改善効果が大き
い。これら遅延剤は単独で添加しても、あるいは２種以
上を混合して用いてもよい。この遅延剤の添加量は、セ
メント１００重量部に対して固形分で０．０１〜１重量
部がよい。０．０１重量部より少ないと、特にセメント
組成物の温度が２５℃以上となる場合には、スランプロ
スの防止効果がなく、また１重量部を超えると、水硬性
セメントが硬化不良を起こし、また所定の強度が得られ
なかったりする。

【００１１】本発明のセメント添加剤は、水硬性のセメ
ント及び水とを主体としたセメントペースト、これに細
骨材たとえば砂を加えたモルタル、さらにこれに粗骨材
たとえば砕石や軽量骨材を加えたコンクリート等のセメ
ント組成物に添加する。水硬性のセメントとしては、普
通、早強、中庸熱、耐硫酸塩などの各種のポルトランド
セメントやＣ₂Ｓを多く含有するビーライトセメント、
これらのセメントに鉱物質微粉末である高炉水砕スラ
グ、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石微粉末、
シリカ、火山灰、珪藻土などを添加した混合セメント、
アルミネート鉱物を添加した速硬性セメント等である。

【００１２】またセメント組成物には、その他成分、例
えば、ＡＥ剤、消泡剤、流動化剤、増粘剤、乾燥収縮低
減剤、防錆剤、発泡材、膨張材などの混和材料、高炉ス
ラグ骨材、鉄鉱石などの骨材、スチールファイバーや連
続繊維などの補強剤を配合してもよい。本発明のセメン
ト添加剤のセメント組成物への添加順序は、特に制限さ
れず、例えば、減水剤と遅延剤とを、水硬性セメントに
プレミックスしてもよく、あるいは、減水剤をセメン
ト、水、細骨材、粗骨材等とともに練り混ぜた後に、遅
延剤を添加してもよい。さらにセメント組成物中への本
発明の添加剤の添加方法、セメント組成物各材料の練り
混ぜ方法は特に制限を受けるものではない。

【００１３】

【実施例】実施例１ 普通ポルトランドセメント１００重量部、水３８重量
部、小笠産砂２００重量部、岩瀬産砕石３３７重量部に
対して、表１に示すように、減水剤として、末端がメチ
ル基(Ｒ；ＣＨ₃)で、ｎ＝３４のオキシエチレン基を構
造中にもつポリオキシアルキレン化合物…ＣＨ₂=ＣＨ-
ＣＨ₂Ｏ-(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ-)₃₄ＣＨ₃と無水マレイン酸との
共重合物Ａ、リグニンスルホン酸塩Ｂ、アクリル酸系の
共重合物Ｃ及びＤを、遅延剤として表−１に示すものを
用い、添加量を変えて、スランプ及び強度を測定した。
各材料は予め３０℃とし、３０℃恒温室で１分間強制パ
ン型ミキサーで練り混ぜてセメント組成物とし、練り混
ぜ直後及び練り混ぜから３０分後にスランプ試験を実施
した。また練り上がったセメント組成物を直径１０cm×
長さ２０cmの円筒形型枠に詰め、２４時間後に脱型して
圧縮強度を測定した。

【００１４】

【表１】

【００１５】その結果、実験No.１から実験No.５に示し
た本発明のセメント添加剤を適正量用いたものは、スラ
ンプ保持に優れ、また２４時間後の圧縮強度は何れも１
８０kgf/cm²で良好であった。これに対し、減水剤添加
量が０．０２重量部と少ない実験No.６では、スランプ
が０cmで流動性がなく、また、減水剤添加量が１．２重
量部と多い実験No.７では、スランプは１９．５cmとな
ったが、セメントペースト部分が粗骨材と分離し、また
ブリージングが極端に多いものであった。また、グルコ
ン酸添加量が１．２重量部と多い実験No.８では、セメ
ントの硬化不良を生じ、２４時間後の圧縮強度は極端に
低くなった。また、ポリオキシアルキレン化合物と無水
マレイン酸との共重合物以外の減水剤を用いた実験No.
９から実験No.１１では、何れも実験No.２から実験No.
４の本発明の減水剤と同一添加量でも、練り直後のスラ
ンプ値は小さく、スランプロスも大きいものであった。

【００１６】実施例２ 普通ポルトランドセメント１００重量部、水３９重量
部、小笠産砂２１５重量部、岩瀬産砕石３６０重量部に
対して、表２に示すように、減水剤として、実施例１と
同じ末端がメチル基(Ｒ;ＣＨ₃)で、ｎ＝３４のオキシエ
チレン基を構造中にもつポリオキシアルキレン化合物…
ＣＨ₂=ＣＨ-ＣＨ₂Ｏ-(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ-)₃₄ＣＨ₃と無水マ
レイン酸の共重合物Ａ、ω-ヒドロキシポリオキシエチ
レンアクリレートとメチルアクリレートとの水溶性ビニ
ル共重合物Ｂを、遅延剤として、アミノトリ(メチレン
ホスホン酸)、グルコン酸を用い、添加量を変えて、ス
ランプを測定した。各材料は予め３６℃とし、３６℃恒
温室で１分間強制パン型ミキサーで練り混ぜてセメント
組成物とし、練り混ぜ直後から経時的に３６℃恒温室で
スランプ試験を実施した。

【００１７】

【表２】

【００１８】 実験No.12、実験No.13に示した本発明の
セメント添加剤を適正量用いたものは、練り混ぜから１
２０分後でもスランプロスは僅かであるが、遅延剤無添
加の実験No.14では、練り混ぜから９０分以後のスラン
プロスが大きく、また、減水剤Ａの代わりに減水剤Ｂを
用いた実験No.15では、練り直後のスランプ値が小さ
く、スランプロスも大きいものであった。

【００１９】

【発明の効果】本発明のセメント添加剤は、セメントペ
ースト、モルタル、コンクリートなどのセメント組成物
に配合することによって、セメント組成物が流動性に優
れ、スランプロスが少なく、コールドジョイントの発生
が少なく、特に環境温度が高くセメント組成物の温度が
たとえば２５℃を超える場合にも、特別な冷却装置を必
要とすることなく、施工性が良好となる。また、本発明
のセメント添加剤は、レディーミクストコンクリート用
の減水剤、流動化剤、高性能AE減水剤、暑中コンクリー
ト用減水剤として、あるいはコンクリート製品製造用高
性能減水剤として、また左官、床仕上げ、グラウトなど
に用いるプレミツクス製品用の減水剤として有効に使用
でき、土木ならびに建築関係の工事における作業性を著
しく改善するものであり、ポンプ圧送性や表面仕上げに
も優れ、その効果は特に環境温度の高い夏場で顕著とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０４Ｂ 103:20 103:30 (72)発明者 山下 裕毅 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父小 野田株式会社中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式(１) ＣＨ₂=ＣＨ-ＣＨ₂Ｏ-(ＡＯ)_nＲ ……(１) （ただし、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基
   で、その５０〜１００モル％はオキシエチレン基であ
   り、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１０〜２０
   ０）で示されるポリオキシアルキレン化合物及び無水マ
   レイン酸を必須成分とする共重合物、この共重合物の加
   水分解物及びこの共重合物の加水分解物の塩のうちの少
   なくとも１種を有効成分とする減水剤と、 オキシカルボン酸、ホスホン酸及びその誘導体のうちの
   少なくとも１種を有効成分とする遅延剤とを組み合わせ
   ることを特徴とするセメント添加剤。
2. 【請求項２】 オキシカルボン酸が、グルコン酸、クエ
   ン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩
   のなかから選ばれたものであることを特徴とする請求項
   １に記載のセメント添加剤。
3. 【請求項３】 ホスホン酸及びその誘導体が、アミノト
   リ(メチレンホスホン酸)、1-ヒドロキシエチリデン-1,1
   -ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホス
   ホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホ
   ン酸)及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属
   塩のなかから選ばれたものであることを特徴とする請求
   項１または２に記載のセメント添加剤。
4. 【請求項４】 セメント１００重量部に対し、減水剤を
   ０．０３〜１重量部、遅延剤を０．０１〜１重量部添加
   することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
   載のセメント添加剤の使用方法。