(57)【要約】【課題】セメント組成物、特に超速硬性セメント・コンクリートの優れた初期強度の発現性を損なうことなく、所望する作業性を確保することが可能な凝結遅延剤及び当該凝結遅延剤を用いた水硬性組成物を提供する。【解決手段】凝結遅延剤は、少なくとも２種類の異なる凝結遅延成分、好適には、グルコン酸またはその塩及びクエン酸またはその塩からなる２種類の異なるオキシカルボン酸化合物からなるものである。また、前記凝結遅延剤は、任意のセメントと混合して使用されることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の異なるオキシカルボン酸化合物からなることを特徴とする凝結遅延剤。
【請求項２】
請求項１記載の凝結遅延剤において、２種類の異なるオキシカルボン酸化合物は、グルコン酸またはその塩、及びクエン酸またはその塩であることを特徴とする凝結遅延剤。
【請求項３】
請求項１又は２記載の凝結遅延剤において、２種類の異なるオキシカルボン酸化合物の含有比率は、５〜９５重量％：９５〜５重量％であることを特徴とする凝結遅延剤。
【請求項４】
セメントと、請求項１〜３いずれかの項記載の凝結遅延剤とを含むことを特徴とする水硬性組成物。
【請求項５】
請求項４記載の水硬性組成物において、セメントはカルシウムアルミネートを含むものであることを特徴とする水硬性組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝結遅延剤及び当該凝結遅延剤を用いた水硬性組成物に関し、特に、所定の初期強度発現性に対して、作業性、即ち可使時間を向上させることを可能とする凝結遅延剤及び当該凝結遅延剤を用いた水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、超速硬セメント・コンクリートは、優れた初期強度発現性を示すことから、例えば緊急補修用の工事材料としてはもちろんのこと、施工の省力化及び迅速化に対しても、極めて有効な材料である。
しかし一方、これらの超速硬セメント・コンクリートは、その硬化が速いため、作業時間等の作業性を確保することが極めて難しい材料である。
【０００３】
また、暑中や地熱発生地域等の温度が高い場所では、セメントの水和反応が活性化され、セメントの硬化が速くなり、硬化後のひび割れ等の原因となっている。
【０００４】
このために、凝結遅延剤をセメント・コンクリートに混入させて、施工条件に応じた作業性を確保することとしている。
例えば、従来のセメントに対する凝結遅延剤は、グルコン酸塩、ショ糖、ケイフッ化物等の遅延剤が使用されている。
【０００５】
これらの凝結遅延剤を、セメント・コンクリートに混入させて併用し、施工条件に応じてその添加量を変化させて所定の作業性を確保するにあたり、当該凝結遅延剤の添加量を増加させ、作業時間を長くすれば、初期強度発現性が低下し、さらには、長期間の遅延のために、初期にこわばりを生じ、異常凝結が発生することもある。
このことは、特に、短期材齢になるほど顕著に影響する。
【０００６】
このように、現状では、初期強度発現性を低下させずに所望する施工条件に応じた作業性を確保することは困難であり、作業性を確保するときに初期強度発現性があまり損なわれないことが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、セメント組成物、特に超速硬性セメント・コンクリートの優れた初期強度の発現性を損なうことなく、所望する作業性を確保することが可能な凝結遅延剤を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、上記作業時間の制御が可能な凝結遅延剤を用いた水硬性組成物を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々の凝結遅延剤を検討した結果、凝結遅延成分を少なくとも２種類以上含有する凝結遅延剤を用いることで、従来の単一成分の凝結遅延剤よりも、所定の初期強度発現性に対して、作業性（可使時間）を著しく向上できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
即ち、本発明の凝結遅延剤は、少なくとも２種類の異なるオキシカルボン酸化合物からなることを特徴とする。
好適には、前記凝結遅延剤において、２種類の異なるオキシカルボン酸化合物は、グルコン酸またはその塩、及びクエン酸またはその塩であることを特徴とする。
更に好適には、上記凝結遅延剤において、２種類の異なるオキシカルボン酸化合物の含有比率は、５〜９５重量％：９５〜５重量％であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の水硬性組成物は、セメントと、上記凝結遅延剤とを含有することを特徴とする。
好適には、前記水硬性組成物において、セメントはカルシウムアルミネートを含むものであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を次の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の凝結遅延剤は、凝結遅延成分が少なくとも２種類以上の凝結遅延成分からなるものである。
従来、化合物を１種類使用した凝結遅延剤としての例は数多くあるが、本発明のように異なる２種類以上の化合物を混合して使用するという発想は新規なものであり、異なる２種類以上の凝結遅延成分を混合することにより得られた凝結遅延剤を用いると、初期強度発現性の低下を軽減できることは、全く知られていなかった。
【００１３】
本発明の凝結遅延剤に使用できるオキシカルボン酸化合物としては、１分子中にカルボキシル基−ＣＯＯＨとアルコール性水酸基−ＯＨ基とを有していれば公知のオキシカルボン酸化合物が使用でき、α−オキシカルボン酸、β−オキシカルボン酸、γ−オキシカルボン酸等、カルボキシル基と水酸基との相対的な位置関係は、特に限定されない。
これらのオキシカルボン酸系の凝結遅延剤は、作業時間調整の容易さの点から好適に使用できる。
【００１４】
また、具体的には、グルコン酸、オキシマロン酸、グルコヘプトン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸等が挙げられ、これらの塩、エステル、アミド、ニトリル等も含まれる。
塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩等の種々の塩が使用できる。
【００１５】
本発明の凝結遅延剤は、特定の２種類の凝結遅延成分、即ち２種類の異なるオキシカルボン酸化合物からなり、好ましくは、その配合割合は、５〜９５重量％：９５〜５重量％、好適には、２０〜７０重量％：７０〜２０重量％、更に好適には３０〜６０重量％：６０〜３０重量％である。
かかる範囲での配合割合とすることにより、より初期強度発現性に対するハンドリング時間の確保が容易にできることとなる。
【００１６】
特に、異なる２種類のオキシカルボン酸化合物としては、グルコン酸またはその塩と、クエン酸またはその塩との組合せが、後述する効果を一層良好なものとするため好ましい。
【００１７】
また、本発明の水硬性組成物は、セメントと上記凝結遅延剤とを混合してなるものである。
本発明の凝結遅延剤を、セメントモルタルやセメントコンクリートに添加することにより、セメント組成物の初期強度発現性があまり損なわれずに作業時間を確保することができる。
【００１８】
使用できるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、中庸熱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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントや、シリカセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント等の混合セメント、カルシウムアルミネートを主成分とするアルミナセメント、Ｃ１１Ａ７・ＣａＦ２、アーウィン、非晶質Ｃ１２Ａ７、ジェットセメント等の超速硬セメント等が挙げられる。
【００１９】
好適にはカルシウムアルミネートを含むセメントが好ましく、カルシウムアルミネート含有量が高く速硬性の高いセメントが好ましい。
セメントに含まれるカルシウムアルミネートとしては、その種類は特に限定されないが、例えば、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３系、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３系および１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ系等、具体的には３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＳＯ３等を、その使用目的により選択することが可能である。
【００２０】
好適には、優れた水和特性から、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３系カルシウムアルミネートが望ましい。
１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３系カルシウムアルミネートは、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３及びハロゲンを添加した１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２（但し、Ｘは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素を示す）単独、若しくは１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３との混合物等が好ましい。
【００２１】
本発明の凝結遅延剤は、セメントと混合する際、当該凝結遅延剤は粉状のままで添加してもよく、または、凝結遅延剤と水とを混合し、或いは水で希釈した後にセメントと混合して用いても、いずれの方法でも良い。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明を実施例、比較例及び試験例により説明する。
実施例１〜３
グルコン酸ソーダ（試薬１級；関東化学株式会社製）と、クエン酸（試薬１級；関東化学株式会社製）との２種類の化合物を、下記の表１に示す割合で混合して、本発明の凝結遅延剤を得た。
【００２３】
比較例１〜２
比較例１として、グルコン酸ソーダ（試薬１級；関東化学株式会社製）を、また、比較例２としてクエン酸（試薬１級；関東化学株式会社製）を、凝結遅延剤として用いた。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
試験例１
クリンカー系超速硬セメント（商品名  ジェットセメント；住友大阪セメント株式会社製；下記の表２中の▲１▼で示す）１００重量部と、標準砂１２０重量部とを混合し、これに混練水３８重量部を添加して、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて混練を行い、セメントモルタルを調製した。
【００２６】
ただし、混練水としては、減水剤（商品名  マイティ１５０；花王株式会社製）２重量部及び所定の凝結遅延剤所定量を混合したものを用いたが、当該凝結遅延剤は、上記実施例２、比較例１及び比較例２で得られた凝結遅延剤の３種を用い、その添加量をそれぞれ０重量部、０．３重量部、０．４重量部及び０．５重量部と変化させて、混練水に用いた。
【００２７】
次いで、得られた各セメントモルタルを、ＪＩＳ  Ｒ  ５１２０に従い成形し、表面が白くなるのを目安として、硬化後キャッピングを行い、３時間程度で脱型して、供試体を得た。
かかる供試体を用いて材令３時間の圧縮強度を、圧縮強さ試験機（ＪＩＳ  Ｒ５２０１）により測定した。
【００２８】
また、ハンドリングタイムを、以下の方法により測定した。
ハンドリングタイム（Ｈ．Ｔ．）測定用コーンは、直径１インチ、高さ２インチのコーン型で、ビカー針装置に取付けた際、降下するものの重量が３５０ｇになるように調節した。
【００２９】
ＪＩＳモルタル用凝固試験型枠にフロー試験（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準ずる）の要領で詰め、表面をならし、ビカー針装置に取付けたコーンの尖端が、モルタル表面に接する位置にセット（目盛りを０）し、コーンをモルタルに落下させコーンの侵入深さ（ｍｍ）を測定した。侵入深さが１．５ｍｍになった時の注水時からの時間をハンドリングタイム（分）とした。
【００３０】
このようにして得られた各セメントモルタルのハンドリング（可使）時間（硬化時間）と材齢３時間後の圧縮強度との関係を図１に示す。
【００３１】
試験例２
クリンカー系超速硬セメントに代えて、混合系超速硬セメント（速硬性材料（下記の表２中の▲２▼で示す）３０重量部と早強セメント（下記の表２中の▲３▼で示す）７０重量部とを混合したセメント）を用い、凝結遅延剤を上記実施例１〜３、比較例１及び比較例２の５種とし、その添加量をそれぞれ０重量部、０．１４重量部及び０．２４重量部とした以外は、試験例１と同様に試験を行った。
【００３２】
このようにして得られた各セメントモルタルのハンドリング（可使）時間（硬化時間）と材齢３時間後の圧縮強度との関係を図２に示す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
【発明の効果】
本発明の凝結遅延剤は、異なる遅延成分２種類以上からなることにより、強度発現性に対する可使時間を長く確保することを可能とする。
また、本発明の凝結遅延剤を用いた水硬性組成物は、初期の強度発現性に対し、充分な作業時間を確保することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凝結遅延剤を用いた水硬性組成物（クリンカー系超速硬セメントの場合）に関する、材齢３時間後の可使時間（ハンドリング時間）と圧縮強度との一例の関係を示す線図。
【図２】本発明の凝結遅延剤を用いた水硬性組成物（混合系超速硬セメントの場合）に関する、材齢３時間後の可使時間（ハンドリング時間）と圧縮強度との一例の関係を示す線図。
【図１】
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【図２】
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