(57)【要約】【課題】本発明は粉末状セメント分散剤の固結の防止に有効な固結防止剤及び固結しにくい複合セメント分散剤の提供を目的とする。【解決手段】アミノ基及び／又は４級アンモニウム基を有する化合物で表面処理した後、更にアニオン基を有する化合物で表面処理してなる炭酸カルシウム微粉体を含むことを特徴とする粉末状セメント分散剤の固結防止剤を提供する。また、固結防止剤と粉末状セメント分散剤を予め混合してなる複合セメント分散剤をも提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ基及び／又は４級アンモニウム基を有する化合物で表面処理した後、更にアニオン基を有する化合物で表面処理してなる炭酸カルシウム微粉体を含むことを特徴とする粉末状セメント分散剤の固結防止剤。
【請求項２】
請求項１に記載の固結防止剤と粉末状セメント分散剤を予め混合してなることを特徴とする複合セメント分散剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末状セメント分散剤の固結防止剤及び複合セメント分散剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、セメント混和剤として、流動化剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、硬化促進剤、凝結遅延剤、分離低減剤、防錆剤、ポリマー混和剤及び収縮低減剤等がある。一般に、かかるセメント混和剤を粉粒体の形態で保管すると、粉粒体の保管条件、例えば周辺温度、積載荷重の影響により固結する場合がある。特に、粉末度が高く、また保管開始時における粉粒体の温度が高い程、固結の程度が著しくなる。その結果、使用に際して固結物の解砕又は粉砕等の作業が必要となり、作業効率の低下を招くという問題があった。一方、固結防止方法として、粉体の表面コーチング（特開昭４８−９６７３２号公報）やゼオライトを混合する方法（特開昭５１−１６４８号公報）等が提案されているが、これらの方法を粉末状セメント分散剤に適用した場合に、表面被覆による分散性能の低下やコスト高等の問題があって実用的ではない。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭４８−９６７３２号公報
【特許文献２】
特開昭５１−１６４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は粉末状セメント分散剤の固結の防止に有効な固結防止剤及び固結しにくい複合セメント分散剤の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の微粉体を粉末状セメント分散剤に配合すれば、粉末状セメント分散剤の保管時における固結を防止できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明はアミノ基及び／又は４級アンモニウム基を有する化合物（以下、「アミン系化合物」という。）で表面処理した後、更にアニオン基を有する化合物（以下、「アニオン性化合物」という。）で表面処理した炭酸カルシウム微粉体を含む粉末状セメント分散剤用の固結防止剤を提供すると共に、当該固結防止剤と粉末状セメント分散剤を予め混合してなる複合セメント分散剤をも提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の固結防止剤は、アミン系化合物で表面処理した後に、更にアニオン性化合物で表面処理してなる炭酸カルシウム微粉体を含有するものである。ここで、炭酸カルシウムの種類は特に限定されないが、重質炭酸カルシウムが廉価であることから好ましい。また、当該炭酸カルシウム微粉体の粒度は、平均粒径で０．０１〜１００μｍが好ましく、０．０３〜５０μｍがより好ましく、０．１〜５μｍが特に好ましい。平均粒径が０．０１〜１００μｍの範囲を外れると、固結防止効果が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明で用いるアミン系化合物としては、アルキルアミン（塩）、アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物（塩）若しくはアルキルアミントリメチルアンモニウム塩等の低分子化合物、又は、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンポリアミン、ポリジアリルアミン（塩）若しくはポリジアリルジメチルアンモニウム塩等の高分子化合物が挙げられる。この中でも高分子化合物が好ましく、ジアリルアミン（塩）の単独重合物又はジアリルアミン塩とビニル系単量体との共重合物がより好ましい。また、アミン系化合物の添加量は炭酸カルシウム１００重量部に対し固形分換算で０．０１〜５重量部が好ましく、０．１〜２重量部がより好ましい。アミン系化合物の添加量が０．０１重量部未満では炭酸カルシウム粒子表面を均一に処理することが不可能となり、５重量部を超えると炭酸カルシウム粒子表面を均一に処理するために必要な量以上となることからコスト的にも無駄となる。
【０００８】
また、本発明で用いるアニオン性化合物としては、水中でアニオンに解離する官能基を有する化合物なら使用可能であり、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸モノエステル基、リン酸モノエステル基又はリン酸ジエステル基等を有する化合物が挙げられる。その中でも特に高級アルキルカルボン酸（塩）又は高級アルケニルカルボン酸（塩）等の高級脂肪酸が好ましく、具体的には、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、ステアリン酸又はこれらの塩が好ましい。また、アニオン性化合物の添加量は炭酸カルシウム１００重量部に対し固形分換算で０．０１〜１００重量部が好ましく、０．１〜１０重量部がより好ましい。アニオン性化合物の添加量が０．０１重量部未満では炭酸カルシウム粒子表面を均一に処理することが不可能となり、１００重量部を超えると炭酸カルシウム粒子表面を均一に処理するために必要な量以上となることからコスト的にも無駄となる。
【０００９】
次に、炭酸カルシウムを表面処理する方法として、１）予め粉末化された炭酸カルシウム微粉末にアミン系化合物を添加して混合した後、更に、アニオン性化合物を添加して混合する方法、又は、２）塊状又は粗粉状炭酸カルシウムにアミン系化合物を添加した後、湿式粉砕して微粉化し、更に、これにアニオン性化合物を添加して混合する方法のいずれも使用できる。
【００１０】
ここで、アミン系化合物又はアニオン性化合物を添加する方法には、当該化合物を水溶液にして炭酸カルシウムに添加する他に、炭酸カルシウムの表面を湿潤状態にしてから当該化合物を添加してもよい。後者の場合には、例えば、炭酸カルシウムと水の重量比が７０／３０〜３０／７０となるように炭酸カルシウムに水を加えて混合した後、炭酸カルシウム１００重量部に対し当該化合物を固形分換算で０．０１〜５重量部添加するとよい。
【００１１】
また、前記２）における湿式粉砕において、前記したように炭酸カルシウムの粒度が、平均粒径で０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜５０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍになるように粉砕するとよい。かかる粒度に調整可能な粉砕機としてサンドミル、アトライター、ボールミル等の粉砕機を用いることができる。
【００１２】
本発明の複合セメント分散剤は、粉末状セメント分散剤に本発明の固結防止剤を予め混合したものである。ここで、本発明に用いる粉末状セメント分散剤とは、粉体になりうるセメント分散剤なら特に限定されず、例えば水溶性高分子の粉体等が挙げられ、具体的には、末端がスルホン酸塩基で置換された炭化水素基を有する水溶性ビニル共重合体、ポリスチレンスルホン酸（塩）、ナフタレンスルホン酸−ホルマリン縮合物（塩）、ポリアクリル酸系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルアルコール系、セルロース系、デンプン系又はリグニン系高分子等の粉体が挙げられる。本発明の複合セメント分散剤における粉末状セメント分散剤と固結防止剤の重量比は９９．９：０．１〜８０：２０であり、９９：１〜９０：１０がより好ましい。固結防止剤が９９．９：０．１より少ない場合は固結防止効果が十分でなく、固結防止剤が８０：２０より多い場合はセメント、コンクリート等のの分散効果が低下する。
【００１３】
なお、本発明の固結防止剤には、アミン系化合物で表面処理した後に、更にアニオン性化合物で表面処理してなる炭酸カルシウム微粉体の他に、硬化促進剤、凝結遅延剤、分離低減剤、防錆剤、ポリマー混和剤又は収縮低減剤等のセメント混和剤を含めてもよい。
【００１４】
【実施例】
以下に実施例を述べるが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
使用材料
炭酸カルシウム（平均粒径５０μｍ、日立寒水石社製）
アミン系化合物；ポリジアリルアミン塩（サンノプコ社製Ｆ−２Ｘ）
アニオン性化合物；オレイン酸ナトリウム（関東化学社製  鹿１級試薬）
粉末状セメント分散剤；コアフロー  ＮＦ−１００（水溶性ビニル共重合物、平均粒径５０μｍ、太平洋セメント社製）
【００１５】
固結防止剤の調整
炭酸カルシウム粉体に水を重量比で４０／６０の割合で添加してスラリーを調整した。次に、該スラリーにポリジアリルアミン塩（アミン系化合物）を炭酸カルシウム１００重量部に対して固形分換算で０．０７重量部添加した後、該スラリーを直径１．２ｍｍのガラスビーズを充填したテーブル式媒体撹拌ミルに注いで、周速１０ｍ／ｓｅｃで湿式粉砕した。得られたスラリーに１００重量部にオレイン酸ナトリウム（アニオン性化合物）を、炭酸カルシウム１００重量部に対して固形分換算で２重量部添加した後卓上撹拌機器（撹拌速度１２００ｒｐｍ）を用いて混合し、１２０℃の温風乾燥機で乾燥後、該乾燥物をバルパライザーを用いて解砕し固結防止剤を調整した。
【００１６】
複合セメント分散剤の調整及び固結試験
表１の配合に従い、前記固結防止剤又は炭酸カルシウムと粉末状セメント分散剤を、ブレンダー（ワーニング社製）を用いて１分間混合した後、恒温・恒湿槽に入れて含水率が２質量％になるよう調湿して複合セメント分散剤を調整した。含水率はケット科学社製赤外線水分計ＦＤ−６００を用いて、サンプル量５ｇ、加熱温度１１０℃、加熱時間３０分の条件で測定した。次に、製品の袋詰状態のモデルとしてチャック式のビニール袋（寸法：７ｃｍ×１０ｃｍ）に複合セメント分散剤５０ｇを一杯に充填してチャックを閉じて密封した状態で、恒温乾燥機に入れ７０℃で５時間加温した。次に、当該乾燥機から複合セメント分散剤を充填させたビニール袋を取り出し、このビニール袋の上に直接金属製のおもり（荷重２５ｇ／ｃｍ２）を載置して２０℃の恒温室内に２４時間放置した。２４時間経過後、ビニール袋から固結した複合セメント分散剤を金属製容器に取り出し、ＪＩＳ  Ａ  １１４７−２０１「コンクリートの凝結時間試験方法」で使用される貫入抵抗試験装置を用いて、固結した複合セメント分散剤の上面全体に均等に荷重を加えた。そして固結した複合セメント分散剤が崩壊した時点の荷重を最大荷重とし、この最大荷重を荷重面積で除した値を固結度とした。この結果を表１に示す。なお、実用上、固結度は２Ｎ／ｃｍ２以下が好ましく、１Ｎ／ｃｍ２以下がより好ましい値である。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１から分かるように、本発明の固結防止剤を含有する複合セメント分散剤（実施例１〜８）では全て、表面処理していない炭酸カルシウムを含有する複合セメント分散剤（比較例１、２）と比べ固結度が約１／２以下に低下して固結しにくくなっている。特に、固結防止剤を１質量％以上含有する複合セメント分散剤（実施例４〜８）では、固結度が１以下であり、固結度が格段に低くなって、固結防止効果が極めて高い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の固結防止剤は粉末状セメント分散剤の固結防止する効果が極めて高い。