(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ８〜Ｃ１８の脂肪酸アルカリ金属塩の２種または３種以上からなる液状のエフロレッセンス防止剤であって、Ｃ１２〜Ｃ１６の飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量が８０重量％以上であり、Ｃ１２飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量が４０重量％以上であり、Ｃ１４飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量が３１重量％以上６０重量％未満であることを特徴とする、前記エフロレッセンス防止剤。
【請求項２】
Ｃ１８の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を５重量％以上含有しないことを特徴とする、請求項１に記載のエフロレッセンス防止剤。
【請求項３】
Ｃ１０以下の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を１０重量％以上含有しないことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエフロレッセンス防止剤。
【請求項４】
Ｃ１８の不飽和脂肪酸アルカリ金属塩を１５重量％以上含有しないことを特徴とする、請求項１〜請求項３に記載のエフロレッセンス防止剤。
【請求項５】
更に、アルカノールアミン及び／又はアルキレンジアミンを含有することを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のエフロレッセンス防止剤。
【請求項６】
アルカノールアミンがジエタノ−ルアミン又はトリエタノールアミンであり、アルキレンジアミンがエチレンジアミンであることを特徴とする、請求項５に記載のエフロレッセンス防止剤。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れかに記載のエフロレッセンス防止剤を含有することを特徴とするセメント組成物。
【請求項８】
更に、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ポリアルキルスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、アミノスルホン酸塩、ポリサッカライド誘導体の中から選ばれた減水剤の１種または２種以上を含有することを特徴とする、請求項７に記載のセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状のエフロレッセンス防止剤及びこれを用いたセメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート表面が被覆されることなく露出した状態にあるコンクリート製品や現場打ち放しコンクリート等は、外観上、表面の美観が特に要求されている。しかし、これらのコンクリートは、コンクリート中に含まれる水溶性塩類がその表面に滲出し、乾燥することにより析出するエフロレッセンス（白華）が発生して、美観を損ねている。
【０００３】
従来から、コンクリートのエフロレッセンスの発生を防止する手法が種々提案されている。エフロレッセンス防止剤としては、高級脂肪酸のカルシウム、マグネシウム、アルミニウム等のアルカリ土類金属塩を主成分とする粉末品やオレイン酸等の不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩を主成分とする液状品などの市販品が挙げられる。
【０００４】
例えば、粉末品の例として、特公平０６−７４１６０号公報に、水溶性アミノ樹脂と高級脂肪酸金属塩又は／及び非イオン界面活性剤とをコンクリートに配合してエフロレッセンスを防止する方法が提案されている。この公報によれば、高級脂肪酸金属塩として、炭素数９〜２１の高級飽和モノカルボン酸アルカリ土類金属塩、とりわけステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ミリスチン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム等が特に好ましいとされている。しかしながら、炭素数９〜２１の脂肪酸アルカリ土類金属塩は、水に難溶であるために、液状のエフロレッセンス防止剤を供給することができないことから、取扱いが容易でなく、計量等の使用時の利便性からみても問題がある。また、オレイン酸（Ｃ１８）、リノール酸（Ｃ１８）等の不飽和脂肪酸或いはパルミチン酸（Ｃ１６）、ステアリン酸（Ｃ１８）等の飽和脂肪酸のアルカリ金属塩を主成分としたエフロレッセンス防止剤もあるが、これは、常温〜低温環境下で白濁或いは固化するために貯蔵安定性に劣り、液状品としての供給が不可能であったり、冬期の取扱いに支障をきたしていた。
【０００５】
一方、液状品であっても従来のエフロレッセンス防止剤は、超硬練りコンクリートを加圧・振動・脱型して製造するセメント製品には使用されているが、スランプを有する通常のコンクリートには、殆ど使用されていない。これは、スランプを有する通常のコンクリートに、従来の液状のエフロレッセンス防止剤を使用した場合、コンクリートに空気が過剰に連行されるためにそのままでは使用することができないことによる。
【０００６】
例えば、特開昭６１−２１９７４７号公報には、塩化カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムを用いてエフロレッセンスを防止する方法が提案されているが、この方法は、ＡＥ剤の一種であるラウリル硫酸ナトリウムやオレイン酸ナトリウムがコンクリートに過剰に空気を連行するとともに、塩化カルシウムがコンクリート中の鉄筋を腐食するなどの問題をも内包している。更に、特開平５−３１９８８２号公報には、トール油脂肪酸と炭素数８〜２８の不飽和脂肪酸、アルカノールアミン及び／又はアルキルアミンを含有するエフロレッセンス防止剤が提案されているが、これも不飽和脂肪酸がコンクリートに過剰な空気を連行するために好ましくない。
【０００７】
このような問題の解決策として、消泡剤を併用する方法もあるが、所望の空気量に調整するために必要な消泡剤量が極端に多くなり、その調整が難しく、凍結融解に対する耐久性を考慮したコンクリートの製造が困難であると言う問題がある。
【０００８】
さらに、脂肪酸塩は、一般に撥水性という特性を有するため、従来のエフロレッセンス防止剤ではこの特性がコンクリート等のセメント組成物の強度発現性を低下させるという問題をも有している。
【０００９】
このように、エフロレッセンス防止剤は、使用の利便性から見て、液状で、かつ、空気連行性が少なく、少量のＡＥ剤の使用により所望の空気量が容易に調整でき、さらに強度発現性を低下させないものが強く望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、液状でコンクリート等のセメント組成物への空気連行性が小さく、また低温環境下での貯蔵安定性が良好であり、さらに強度発現性にも優れたエフロレッセンス防止剤を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、特定の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を特定の割合で用いることで、液状でセメント組成物への空気連行性が小さく、さらに低温環境下でも貯蔵安定性に優れたエフロレッセンス防止剤を見出すに至った。さらにまたアルカノールアミン及び／又はアルキレンジアミンを併用することで、強度発現性にも優れたエフロレッセンス防止剤を見出すに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、炭素数８〜１８（Ｃ８〜Ｃ１８）の脂肪酸アルカリ金属塩の１種以上からなるエフロレッセンス防止剤において、炭素数１２〜１６（Ｃ１２〜Ｃ１６）の飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量が８０重量％以上であることを特徴とする液状のエフロレッセンス防止剤及び該防止剤を含有するセメント組成物に関する。また、本発明は前記の脂肪酸アルカリ金属塩に加え、さらにアルカノ−ルアミン及び／又はアルキレンジアミンを含有するエフロレッセンス防止剤及び該防止剤を含有するセメント組成物にも関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における全脂肪酸アルカリ金属塩中のＣ１８の飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量は、常温〜低温環境下における溶液の白濁や固化物の沈殿発生を防止するうえで、５重量％未満であることが好ましい。
【００１４】
また、セメント組成物への空気連行性からみて、本発明における全脂肪酸アルカリ金属塩中のＣ１０以下の飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量は、１０重量％未満、好ましくは５重量％未満であり、Ｃ１８の不飽和脂肪酸アルカリ金属塩の含有量は、１５重量％未満、好ましくは１０重量％未満である。
【００１５】
さらに、低温環境下における貯蔵安定性の点からみて、本発明の更に好適な態様は、Ｃ１２〜Ｃ１６の飽和脂肪酸アルカリ金属塩の配合割合が、前記の配合条件に加え、Ｃ１２の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を４０〜１００重量％、Ｃ１４の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を６０重量％未満、好ましくは５０重量％未満であり、Ｃ１６の飽和脂肪酸アルカリ金属塩を２０重量％未満、好ましくは１５重量％未満である。
【００１６】
本発明における脂肪酸のアルカリ金属は、ナトリウム、カリウムであり、溶液の貯蔵安定性の面からカリウム塩が好ましい。
【００１７】
また、本発明のエフロレッセンス防止剤は、更にアルカノールアミン及び／又はアルキレンジアミンを含有することができ、アルカノールアミンとしては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミンが、アルキレンジアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミンが挙げられる。アルカノールアミン及び／又はアルキレンジアミンを配合することにより、セメント組成物の強度低下を改善することができる。アルカノールアミン及び／又はアルキレンジアミンの使用量は、セメント組成物中のセメント重量に対して、固形分換算で０．００５〜０．０５重量％、好ましくは０．０１〜０．０３重量％となるようにエフロレッセンス防止剤に配合すればよい。
【００１８】
更に、本発明は、本発明のエフロレッセンス防止剤と減水剤とを併用したセメント組成物を提供するものである。減水剤は、セメント組成物の単位水量を低減する効果を有するものが使用でき、減水剤を本発明のエフロレッセンス防止剤と併用することにより、セメント組成物のエフロレッセンスの発生をより効果的に防止することができる。減水剤としては、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ポリアルキルスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、アミノスルホン酸塩、ポリサッカライド誘導体を主成分とするものが例示できる。また、本発明における減水剤の使用量は、一般的にセメント組成物中のセメント重量に対して固形分換算で０．０１〜３．０重量％、好ましくは０．０５〜１．０重量％である。
【００１９】
本発明におけるセメント組成物とは、少なくともセメントを含有するものであり、セメントペースト、モルタル、グラウト、超硬練りコンクリート及びスランプを有するコンクリート等を例示することができる。また、本発明のエフロレッセンス防止剤の使用量は、適宜定められるが、基本的には硬化したセメント組成物に対してエフロレッセンス防止効果を有する量であり、セメント組成物中のセメント重量に対して固形分換算で０．０５〜２．０重量％であり、好ましくは０.１〜１．０重量％である。
【００２０】
更に、本発明のエフロレッセンス防止剤は、多様性を持たせるために、他の添加剤と併用することもできる。他の添加剤としては、乾燥収縮低減剤、促進剤、遅延剤、気泡剤、消泡剤、防錆剤、急結剤、増粘剤、水溶性高分子物質等を例示することができる。
【００２１】
以下に、本発明のエフロレッセンス防止剤をモルタル及びコンクリートに使用した場合の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものでない。
【実施例】
１．使用材料
試験に使用した材料を表１に示す
【００２２】
【表１】
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【００２３】
２．モルタル及びコンクリート試験
２．１  モルタル試験（Ｉ）
炭素数の異なる飽和脂肪酸アルカリ金属塩（以下、飽和脂肪酸塩と略す）及び不飽和脂肪酸アルカリ金属塩（以下、不飽和脂肪酸塩と略す）の、モルタルへの空気連行性について試験した。
１）モルタル配合
試験に用いたモルタルの配合を表２に示す。配合Ａは減水剤を使用しないモルタルであり、配合Ｂは減水剤（ＬＳＮ）をセメント１００kg当たり２５０ml使用したモルタルである。また、脂肪酸塩の使用量は、セメント重量に対して固形分換算で０．１５重量％と一定とした。なお、ＡＥ剤（Ｃ１）の使用量は、Ａの数で示し、セメント重量に対して０．００２重量％に相当する量を１Ａと表示した。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
２）試験方法
目標とする空気量９±１％に調整するために必要な空気調整剤（ＡＥ剤又は消泡剤）の使用量について試験した。また、モルタルのフロー及び空気量の試験は、下記の方法による。
（１）モルタルフロ−：  ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１による。
（２）空気量：           質量法による。
【００２６】
３）試験結果
試験結果を表３及び図１、図２に示す。表３及び図１より、炭素数が８（Ａ８）〜１８（Ａ１８）の各飽和脂肪酸塩は、炭素数が小さくなるに従い、モルタルへの空気連行性が小大きくなる傾向を示す。炭素数が１８の不飽和脂肪酸塩（Ｂ１８）は、炭素数が同一の飽和脂肪酸塩と比較して、空気連行性が大きい。また、この傾向は配合Ａ及びＢの場合において同様であり、かつ、減水剤（ＬＳＮ）を併用した配合Ｂの方が減水剤を用いない配合Ａより連行空気量は大きい。図２は、飽和脂肪酸塩の炭素数とモルタルに９％の空気を連行させるために必要なＡＥ剤量との相関関係（相関式）を表１の試験結果から求めた。表３中の「９％に必要なＡＥ剤量」の欄に、この相関式より求めた値を示した。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
２．２  モルタル試験（ＩＩ）
飽和脂肪酸塩中の不飽和脂肪酸塩の含有量が、モルタルの空気連行性に及ぼす影響について試験した。
１）モルタルの配合
試験に用いたモルタルは、２．１の１）に示す配合Ｂを用いた。なお、各脂肪酸塩は、セメント重量に対して固形分換算で０．３重量％使用した。
２）試験方法
飽和脂肪酸塩（Ａ１２−１６）に対して、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２の各飽和脂肪酸塩及び不飽和脂肪酸塩（Ｂ１８）の混合比率を変化させた場合のモルタルへの空気連行性について試験した。また、モルタルのフロー及び空気量は、２．１の２）と同様の方法で行った。
３）試験結果
試験結果を表４に示す。表４より、モルタルの空気量は、Ａ８、Ａ１０及びＢ１８の含有量が多くなるに従い、大きくなる傾向を示す。これに対して、Ａ１２は、含有量を増加させてもほとんど空気量の変化がない。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
２．３  モルタル試験（ＩＩＩ）
飽和脂肪酸アルカリ金属塩にアルカノールアミンを併用した場合のモルタルの圧縮強度について試験を行った。
１）モルタルの配合
試験に用いたモルタルは、２．１の１）に示す配合Ｂを用いた。また、飽和脂肪酸塩は、セメント重量に対して固形分換算で０．３重量％使用した。
２）試験方法
モルタルのフロー及び空気量は、２．１の２）と同様に、圧縮強度はφ５×１０cmの試験体をＪＳＣＥ-Ｆ５０６-１９９５により作製しＪＩＳ Ａ １１０８に準じて行った。
３）試験結果
試験結果を表５に示す。表５より、飽和脂肪酸塩を添加したモルタルの圧縮強度は、比較例の９０〜９２％である。これに対してアルカノールアミン及びアルキレンジアミンを添加した場合、モルタルの圧縮強度は、比較例の９３〜９９％であり、強度発現性が改善された。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
２．４  コンクリート試験（Ｉ）
超硬練りコンクリートに対する飽和脂肪酸塩のエフロレッセンス防止効果について試験した。
１）コンクリートの配合
試験に用いた超硬練りコンクリートの配合を表６に示す。
【００３３】
【表６】
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【００３４】
２）コンクリートの練混ぜ
コンクリートの練混ぜは、練混ぜ量が４０リットルとなるように、それぞれの材料を計量した後、５０リットルパン型強制ミキサに全材料を投入し、その後９０秒間練り混ぜてコンクリートを製造した。
３）試験方法
（１）エフロレッセンス防止効果の評価
φ１０ｘ２０ｃｍの円柱供試体を作製し、練り上がりから２４時間５０℃環境下において養生した後、脱型後中心部から２ｃｍ幅に切断してφ１０ｘ２ｃｍの切断試験体を得た。試験体側面からの水分の浸入・蒸発を防ぐためにその側面を蝋でコーティングした後、試験体を３０℃の環境下において半浸水し、エフロレッセンス発生度合いを目視観察する。エフロレッセンス発生度合いの判定は、次の基準によった。
Ａ（良好）：エフロレッセンスの発生なし。
Ｂ（普通）：エフロレッセンスが僅かに発生。
Ｃ（悪い）：エフロレッセンス発生
【００３５】
４）試験結果
試験結果を表７に示す。表７より、Ａ８は「普通」と、また、Ａ１０〜Ａ１6の各飽和脂肪酸塩、Ａ１２−１６、Ａ１２−１８の飽和脂肪酸塩、及びＢ１８の不飽和脂肪酸塩は、何れもエフロレッセンス防止効果が認められ「良好」又は使用量が少ない場合には「普通」と評価された。
【００３６】
【表７】
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【００３７】
２．５  コンクリート試験（ＩＩ）
コンクリート製品に使用されている標準的なスランプを有するコンクリートに対する飽和脂肪酸塩の空気連行性及びエフロレッセンス防止効果について試験した。
１）コンクリートの配合
試験に用いた目標スランプ８±２．５ｃｍ、目標空気量４．５±０．５容量％のコンクリートの配合を表８に示す。  減水剤及び／又は空気量調整剤の使用量は、スランプ及び空気量が目標の範囲となるように調整した。また、減水剤は、ＰＣＡの場合がセメンド重量に対する重量％で、ＬＳＡ，ＭＳＡの場合がセメント１００kg当たりのリットル又はミリリットルで使用した。
【００３８】
【表８】
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【００３９】
２）コンクリートの練混ぜ
コンクリートの練り混ぜは、２．４の２）と同様に行った。
３）試験方法
コンクリートのスランプ、空気量及びエフロレッセンス防止効果の評価試験は、以下の方法による。
（１）スランプ ：ＪＩＳ Ａ １１０１による。
（２）空気量 ：ＪＩＳ Ａ １１２８による。
（３）エフロレッセンス防止効果の評価：  ２．４の３）と同様に行った。
【００４０】
４）試験結果
試験結果を表９に示す。表９より、Ａ１２〜Ａ１６の各飽和脂肪酸塩及びＡ１２−１６、Ａ１２−１８の飽和脂肪酸塩は、空気連行性が無いためにＡＥ剤を用いた。これに対してＢ１８の不飽和脂肪酸塩は、コンクリートに対する空気連行性が過大であるために消泡剤を用いた。飽和及び不飽和脂肪酸塩のいずれも、エフロレッセンスの防止効果が認められ、使用量により「普通」又は「良好」と評価された。また、減水剤の種類によって空気連行性が異なる結果であった。
【００４１】
【表９】
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【００４２】
３．低温環境下における溶液安定性試験
脂肪酸塩水溶液を０℃の低温環境温度下に静置し、溶液安定性を外観の目視観察で検討を行った。溶液の低温環境下での安定性は、次の基準によった。
○（良好）：溶液性状に変化が無く透明液状である。
×（不良）：溶液中に結晶析出、全体濁り、下部沈殿が確認、又は固化した。
試験結果を表１０に示す。表１０より、Ａ１２とＡ１４との配合割合を変化させた場合、Ａ１４の配合割合が６０重量％以上になると、また、Ａ１２とＡ１６との配合割合を変化させた場合、Ａ１６の配合割合が２０重量％以上になると、溶液中に結晶が析出したり、白濁したり、或いは固化物が確認された。
【００４３】
【表１０】
0004469428.tif 000011
【００４４】
【発明の効果】
本発明のエフロレッセンス防止剤は、利便性に優れた液状で、エフロレッセン防止効果を有し、超硬練りコンクリートへの使用はもちろん、空気連行性がほとんどないために、従来の不飽和脂肪酸塩を主成分とするエフロレッセンス防止剤を使用することが難しかったスランプを有するコンクリートへの使用を可能とし、更に、低温環境下においても溶液の貯蔵安定性に優れ、強度発現性に優れるために、極めて汎用的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】飽和脂肪酸塩の炭素数と連行する空気量との相関関係を示すグラフである。
【図２】飽和脂肪酸塩の炭素数とモルタルに９％の空気を連行させるために必要なＡＥ剤量との相関関係を示すグラフである。
【図１】
0004469428.tif 000012
【図２】
0004469428.tif 000013