JPH0155210B2

JPH0155210B2 -

Info

Publication number: JPH0155210B2
Application number: JP6619384A
Authority: JP
Inventors: Koki Wami; Yasuhiro Kameda; Masayoshi Kakizaki; Tetsuo Ishizuka; Hiroshi Ueno; Tatsuo Kojima; Hiroshi Takimoto; Hiroshi Hotsuta
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1989-11-22
Also published as: JPS60210554A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水硬性セメント混和剤に関する。さら
に詳しくは、水硬性セメント配合物であるコンク
リート、モルタルあるいはペーストの経時による
流動性低下を抑制し、その施工性、作業性を改善
すると共に、高い減水性を有し品質向上をならし
めた水硬性セメント混和剤に関するものである。コンクリートあるいはモルタルは、セメント、
水、砂、砂利、必要に応じて混和剤を練り混ぜる
ことによつて得られるが、セメントと水の接触に
よりセメント粒子は化学的、物理的作用により時
間の経過と共に流動性が低下し、その作業性、施
工性の障害となる。この現象は一般にコンクリー
トのスランプロス、モルタルのフローダウンと呼
ばれる。コンクリートあるいはモルタルの品質向上をは
かる第一歩はできるだけ少ない単位水量で練り混
ぜることが原則である。ナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩あ
るいはメラミン樹脂スルホン酸ホルマリン縮合物
塩等、いわゆる高性能減水剤は高い減水能を有
し、単位水量を大幅に低下できる。しかし経時に
よるスランプロスが極めて大きく、多量添加で使
用するコンクリート高強度二次製品には使用でき
るが、生コンクリート工場では使用し得ず、樹脂
酸塩等のAE剤、リグニンスルホン酸塩等のAE減
水剤を用いているのが現状であり、前者の減水率
は５〜８％、後者は10〜13％程度である。コンクリートのスランプロスは生コンクリート
においては、アジテータ車の搬送時間の制限、打
設現場での待機時間、ポンプ圧送の一時中断等に
よる品質変化、施工性不良、未充填、コールドジ
ヨイントの発生等耐久性低下の障害を起こす。ま
たコンクリートパイル、ポール等の二次製品工場
では成型時間の制限、締め固め不良等、作業性、
品質上で多くの問題点を生じる。従つて、コンクリートの経時スランプロスは生
コンクリート工場をはじめコンクリート二次製品
工場、その他において解決しなければならない重
要な課題であり、モルタルにおいても同様であ
る。就中、生コン工場では、骨材品質の低下による
単位水量、単位セメント量の増大を余儀なくされ
ており、高い減水性を有し、しかもスランプロス
のない混和剤の開発が最も重要な課題となつてい
る。従来コンクリートのスランプロス防止法とし
て、次のようないくつかの方法が知られている。
すなわち、 (イ) コンクリートの単位水量を増大する方法。 (ロ) 液状または顆粒状コンクリート混和剤の後添
加による方法。 (ハ) コンクリート混和剤の繰り返し添加による方
法。 (ニ) 凝結遅延剤の添加あるいは併用による方法。上記(イ)の方法は練り混ぜ開始により、打設に至
るまでのスランプロスを見込んだコンクリートの
単位水量を増大する方法であり、最も容易にスラ
ンプロスを抑制できるが、コンクリートの品質
上、強度低下または乾燥収縮によるひび割れ発生
等、耐久性低下を来すことや、所定強度を得るた
めには単位セメント量の増大という経済的な不利
を伴う。 (ロ)の方法は一時的なスランプロス防止改善策で
あつて、本質的な防止策ではない。特に高品質を
目的とした単位水量の少ないコンクリートにおい
ては、添加後のスランプロスを却つて助長する傾
向にある。しかも後添加という作業の煩雑は避け
られない。また顆粒状混和剤の場合、徐々に溶解
することによつてセメント粒子の分散性が得ら
れ、スランプロスを防止する方法であるが、練り
混ぜから打設に至る時間はその時々によつて異な
り、その溶解速度をコントロールすることは困難
であり、しかも部分的に未溶解のまゝコンクリー
ト中に存在すると、強度、耐久性の点で問題であ
る。 (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、完全に防止するものでな
いが、効果的な手段といえる。しかしながら繰り
返し添加という作業性および絶対添加量の増大と
いう経済的な不利がある。 (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塩等の凝結遅延
剤を単独あるいは高性能減水剤との併用により凝
結時間を遅延させ、流動性を維持させようとする
方法であるが、必ずしもスランプロスを防止する
ものではなく、しかも過剰添加の場合、硬化不
良、強度低下などの事故を招く危険性が非常に大
きい。以上のような従来のスランプロス防止法は、コ
ンクリート品質または施工性、経済性に問題があ
り、あるいは一時的なスランプロス防止対策であ
つて、実用的な防止方法とは言えない。本発明者らは、従来技術の問題点を解消すべ
く、鋭意研究の結果、高い減水性を有すると共
に、長時間流動性を保持し、しかも凝結遅延、そ
の他品質および施工性に悪影響をおよぼさない水
硬性セメント配合物のスランプロス抑制混和剤を
見い出し本発明に到達したものである。本発明は、一般式、（ただし、式中R₁はＨまたは低級アルキル基、
R₂は炭素数１〜４の直鎖または分枝状アルキレ
ン基、ＸはＨまたはアルカリ金属またはNH₄ま
たは有機塩基を表す）で示される化合物100〜15
モル％、一般式、（ただし、式中R₃はＨまたは低級アルキル基、
ＡはＨまたは−CH₂OHを表す）で示される化合
物を０〜85モル％、一般式、（ただし、式中R₄はＨまたは低級アルキル基、
ＹはＨまたはアルカリ金属またはNH₄または有
機塩基を表す）で示される化合物０〜85モル％、を重合させて得られる極限粘度（1N NaCl水溶
液の30℃における）が0.05〜2.0dl／ｇを有する
水溶性重合体を必須の構成成分として含有するこ
とを特徴とする水硬性セメント混和剤を提供する
ものである。上記一般式(1)で示される化合物としては、２−
アクリロイルアミノ−２−メチルプロパンスルホ
ン酸、２−アクリロイルアミノエタンスルホン
酸、３−メタアクリロイルアミノプロパンスルホ
ン酸等があり、一般式(2)で示される化合物として
は、アクリルアミド、メタクリルアミド等があ
り、また一般式(3)で示される化合物としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、およびそれらの塩等が
ある。本発明水硬性セメント混和剤の配合量は、対セ
メント固型分として、0.05〜1.5重量％の範囲が
好ましい。また水硬性セメント混和剤の添加方法
および養生方法としては、セメント組成物の練り
混ぜ水の添加しても良く、またセメント組成物の
練り混ぜ後に添加して練り混ぜることもできる。
さらに本発明水硬性セメント混和剤である水溶性
重合体の乾燥粉末物をあらかじめセメントとプレ
ミツクスした後練り混ぜることもできる。また、添加練り混ぜ後の打設あるいは成型後の
養生方法は、通常の気乾、水中、水蒸気、オート
クレーブ養生しても良い。対象とするセメントとしては各種ポルトランド
セメント、混合セメント、フライアツシユセメン
ト、特殊セメント等の水硬性セメントを挙げるこ
とができる。また必要に応じて、樹脂酸塩等のAE剤、リグ
ニンスルホン酸塩等のAE減水剤、ナフタリンス
ルホン酸ホルマリン高縮合物塩等の高性能減水剤
と併用しても良く、さらに硬化促進剤、凝結遅延
剤あるいは膨張剤等と併用することもできる。次に、本発明における水溶性重合体の製造方法
は、ラジカル開始剤の存在下で、要すれば重合調
節剤の存在下に、一般式(1)で示される化合物を重
合、または一般式(1)、(2)および(3)で示される化合
物を共重合させることによつて得られる。また基
体となるポリマーを常法により合成した後、高分
子反応により官能基を変換することにより合成す
ることもできる。次に一般式(1)、(2)および(3)で示される化合物の
配合モル比に関して述べる。一般式(1)で示される化合物は100〜15モル％
（好ましくは90〜25モル％）であり、15モル％以
下の場合はセメント粒子の分散性が劣り、セメン
ト組成物中の単位水量が増大する。即ち減水率が
大幅に増大し、流動化減水剤としては供し得な
い。一般式(2)、(3)で示される化合物は０〜85モル％
（好ましくは10〜75モル％）であり、一般式(2)で
示される化合物が85モル％以上の場合、減水率が
低下し、しかもスランプの経時安定性が劣る。ま
た一般式(3)で示される化合物が85モル％以上にな
るとセメント配合物の凝結遅延作用を呈し、初期
強度の低下を招く恐れがある。本発明水硬性セメント混和剤である水溶性重合
体の1N NaCl水溶液の30℃における極限粘度
（η）は0.05〜2.0dl／ｇの範囲であることが好ま
しく、極限粘度が0.05dl／ｇ未満の場合、および
2.0dl／ｇを越えると、水硬性セメント混和剤の
セメント組成物に対する添加直後の流動化効果が
発揮されず、減水率が低下し、しかもスランプの
経時安定性が不良となる。本発明水硬性セメント混和剤をセメント配合物
に添加することにより、遅延作用を伴うことな
く、従来のAE剤、AE減水剤では得られなかつた
高い減水率を得ることができ、しかも高温時で
も、長時間スランプの安定性を保持することが可
能となる。従つて、従来単位水量の少ないコンクリートを
打設する場合、生コンクリートでは現場へ搬入
し、現場でアジテーター車に、いわゆる流動化剤
を投入し、撹拌、混合し、一時的に流動性を高め
てポンプ圧送し、打設を行つていたが、生コンプ
ラントで従来のAE剤、AE減水剤と同様の方法で
混和剤の添加、練り混ぜ、運搬、打設が可能とな
り、ポンプ圧送性の改善がなされ、作業性の向上
がはかれて、現場での高速撹拌による騒音公害も
なく、しかも低水量コンクリートの流動性および
経時安定性を保持することができ、安定した高品
質のコンクリートを打設することが可能となつ
た。さらにコンクリート二次製品の成型、製造に
おいても、より高い減水効果と安定した流動性を
有することにより、高品質でしかも作業効率の向
上がはかれる。以下に本発明を実施例により具体的に説明する
（部、％は重量基準を示す）。製造例１撹拌棒、温度計、リフラツクスコンデンサー、
窒素導入管を具備した容量１の４つ口フラスコ
に固型分濃度30％、PH8.0の２−アクリロイルア
ミノ−２−メチル−プロパンスルホン酸ナトリウ
ム水溶液500ｇを仕込む。次いで窒素を導入しながら２−メルカプトエタ
ノール3.0ｇを仕込み、温度を40℃に調節する。
２−2′−アゾビス（２−アミノジプロパン）塩酸
塩0.15ｇを水20mlに溶解し加える。若干の誘導期
の後発熱が認められ重合反応が開始する。温度を60℃にコントロールしながら４時間重合
反応を続ける。かくして得られたポリ−２−アク
リロイルアミノ−２−メチル−プロパンスルホン
酸ナトリウムの30℃1N NaCl中で測定した極限
粘度は0.51dl／ｇであつた。製造例２製造例１において２−アクリロイルアミノ−２
−メチル−プロパンスルホン酸ナトリウムの水溶
液の内300ｇを、150ｇを9.3％のアクリルアミド
水溶液、更に150ｇを12.3％、PH8.0のアクリル酸
ナトリウム水溶液に変え、２−メルカプトエタノ
ールの添加量を0.1ｇとすることの外は製造例１
と同様に合成した。得られた共重合体の極限粘度は1.5dl／ｇであ
つた。製造例３製造例１において２−アクリロイルアミノ−２
−メチル−プロパンスルホン酸ナトリウムに変え
て30％のアルリルアミド水溶液を用い、２−メル
カプトエタノールを５ｇ添加し、同様に重合して
ポリアクリルアミドを得た。このポリアクリルアミド水溶液に37％ホルムア
ルデヒド171ｇ、酸性亜硫酸ナトリウム220ｇを加
え、PH12.0になるよう調整する。得られた混合物を50℃、４時間反応せしめてス
ルホメチル化ポリアクリルアミドのナトリウム塩
を得た。得られた重合物の極限粘度は0.09dl／ｇ
であつた。なお上記製造例に準じて合成した重合体および
共重合体（混和剤）を表−１に示す。

【表】

【表】実施例１表−１に示す混和剤をコンクリートに添加し、
スランプの経時変化、凝結時間を測定した。コンクリートの調合を表−２に示す。

【表】実験は100傾胴型ミキサーに練り混ぜ量が50
となるように表−２の調合を計量し、全材料を
投入する。直ちに３分間練り混ぜを行い（19r.p.
m.）ミキサーより全量排出しスランプ（JIS
A1101）、空気量（JIS A1128）を測定する。こ
の値を添加前とする。測定後直ちにミキサーに戻し、表−１に示す混
和剤を添加し、１〜２分間練り混ぜ、スランプ、
空気量および凝結時間（ASTM（403−79T）の
測定をした。この値を添加直後とする。以後ミキサーを低速（10r.p.m.）でアジテーテ
イングを行い、20分毎にスランプ、空気量を測定
し経時変化を見た。測定結果を表−３に示す。

【表】

【表】＊添加量：対セメント固型分換算
コンクリート温度：25〜26℃
表−３の測定結果から明らかなように、本発明
例混和剤No.１〜６を添加したコンクリートはスラ
ンプの経時安定性が良く90分後においても高い流
動性を示している。しかも凝結時間は無添加コン
クリート（No.11）と同等であり、凝結遅延をおこ
さないことが判る。一方比較例No.７は一般式(1)、
(3)の配合モル比（％）が本発明外のものであり、
スランプ増大効果も弱く、経時安定性が不良で、
しかも凝結時間は無添加コンクリートよりも２時
間以上遅延することが確認された。 No.８は一般式(1)の配合モル比（％）が本発明外
のものであり、No.７同様スランプ増大効果、経時
安定性が不良であつた。No.９は本発明混和剤No.２
と同一配合モル比のものであるが極限粘度が2.65
dl／ｇのため凝結遅延はないがスランプ増大効果
が得られなかつた。 No.10は一般式(3)のホモポリマーであり、セメン
ト粒子の分散能が弱くスランプ増大効果が小さ
い。しかも凝結遅延が極めて大きいことが明らか
となり本発明混和剤の配合モル比（％）、および
極限粘度の範囲のみにおいて有効な混和剤となる
ことが認められた。実施例２コンクリートの調合を表−４に示す。

【表】表−４の調合に基づき、生コンクリート工場に
おいて強制練りミキサーで45秒間練り混ぜ（混和
剤は練り混ぜ水に含む）生コンクリートを製造し
た。これをトラツクアジテーターに移し、直後の
スランプ、空気量の測定を行い以後トラツクアジ
テーターを低速（2r.p.m.）で連続アジテーテイ
ングし、経時のスランプ、空気量を測定した。測定結果を表−５に示す。

【表】無添加コンクリートの単位水量
コンクリート温度：28〜30℃
表−５から明らかなように通常のAEコンクリ
ート（No.13）、AE減水コンクリート（No.14）は90
分後スランプ16cm以上と経時安定性は見られるが
減水率は各々6.9％、11.9％と小さい。また比較例No.15、No.16は本発明範囲外の重合物
（混和剤）であり、いずれもスランプの経時安定
性に欠ける。一方本発明No.17、No.18は単位水量の多い無添加
コンクリートと同等の良好なスランプ経時安定性
と共に減水率が14.9％、18.8％のコンクリートが
得られ、従来の生コンクリートでは得られなかつ
たスランプの安定性と高い減水率、すなわち高品
質の生コンクリートが得られることが確認され
た。実施例３本発明の添加剤と市販の高性能減水剤との併用
によるスランプの経時変化と圧縮強度（JIS
A1108による）の測定を実施した。コンクリートの調合を表−６に、測定結果を表
−７に示す。

【表】使用材料は実施例１表−２に同じ
練り混ぜ方法は実施例２に準じた。

【表】測定結果から明らかなように、本発明No.19、20
は市販の高性能減水剤と併用することによつても
安定した経時スランプを示すことが判る。一方、
比較例No.21は本発明外の混和剤との併用であり、
No.22は高性能減水剤単独添加のものである。No.21
はスランプの安定性、圧縮強度共に劣り、No.22は
強度面では問題はないがスランプの経時低下が著
しい。このように本発明混和剤は低水セメント比にお
けるコンクリート、いわゆる高強度コンクリート
において安定した流動性を保持することができ、
コンクリートの二次製品あるいは生コンクリート
工場で現場打ち高強度コンクリートの製造が可能
になる。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式、（ただし、式中R₁はＨまたは低級アルキル基、
R₂は炭素数１〜４の直鎖または分枝状アルキレ
ン基、ＸはＨまたはアルカリ金属またはNH₄ま
たは有機塩基を表す）で示される化合物100〜15
モル％、一般式、（ただし、式中R₃はＨまたは低級アルキル基、
ＡはＨまたは−CH₂OHを表す）で示される化合
物を０〜85モル％、一般式、（ただし、式中R₄はＨまたは低級アルキル基、
ＹはＨまたはアルカリ金属またはNH₄または有
機塩基を表す）で示される化合物０〜85モル％を重合させて得られる極限粘度（1N NaCl水溶
液の30℃における）が0.05〜2.0dl／ｇを有する
水溶性重合体を必須の構成成分として含有するこ
とを特徴とする水硬性セメント混和剤。