(57)【要約】【課題】  本発明は、一般にセメントの品質変動の影響を受け易いモルタルやコンクリートの流動性を、品質性状差があるセメントを使用する場合でも一定量混和するだけで、モルタルやコンクリートの性状に支障を及ぼすことなく、施工等に適した一定の流動性に容易にせしめることができるモルタル又はコンクリート用流動性調整剤を提供することを課題とする。【解決手段】  分散剤とアルカリ金属硫酸塩からなり、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上であることを特徴とするモルタル・コンクリート用流動性調整剤。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散剤とアルカリ金属硫酸塩からなり、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上であることを特徴とするモルタル・コンクリート用流動性調整剤。
【請求項２】
分散剤固形分１００質量部に対し、アルカリ金属硫酸塩１２０〜１０００質量部を含有することを特徴とする請求項１記載のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。
【請求項３】
分散剤がポリカルボン酸系高性能減水剤であることを特徴とする請求項１又は２記載のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。
【請求項４】
アルカリ金属硫酸塩が硫酸リチウムであることを特徴とする請求項１〜３何れか記載のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モルタルやコンクリートの流動性の変動を抑制するために混和する流動性調整剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
モルタルやコンクリートの高強度化を図るために、セメントへの配合水量を少なくする方法が広く行われている。セメントへの配合水量を少なくする（低水セメント比）と、モルタルやコンクリートの流動性が低下し、施工性や所望形状への成形性も低下する。このため、流動化剤、減水剤、高性能減水剤などと称されている分散剤の類（以下、総称して「分散剤」という。）をモルタルやコンクリートに混和し、少ない配合水量で安定した流動性を確保することが行われている。特にコンクリートでは分散剤を全く使用しないことは現実的にほぼ皆無と言える状況である。一方で、分散剤を使用すると、同じ種類のセメントを使用しても、セメント製造工場や製造ロットの違い等によるセメントの僅かな品質差も拡大されてモルタルやコンクリートの性状に反映される傾向がある。特にモルタルやコンクリートの分散剤使用時の流動性についてはその傾向が強い。これは、セメントの僅かな品質変動により、接水直後のセメントの水和反応量が変化し、水和物生成による比表面積の増加量が変化することによると考えられる。比表面積の増加量の変化に応じてモルタル・コンクリート中のセメント粒子への分散剤吸着密度も変動し、分散性能が変化することに繋がる。モルタルやコンクリートでセメントの品質差を受け難くする方法としては、例えば、一般にモルタルやコンクリートで使用される分散剤は、添加量に応じて分散能力が高まるよう適量使用ではセメントの飽和吸着量の８０％以下の吸着量に設計されているが、このような分散剤を過剰添加し、セメントの飽和吸着量の吸着総量となる分散剤を存在させるという方法がある。しかし、この方法ではブリージング水の発生など材料分離の誘発、凝結遅延、過剰の流動性になり易いため自立性が求められる成形物等への適用が困難といった問題がある。このため、適正限界を過える量の分散剤に加えて、増粘剤等の増粘成分を添加し（例えば、特許文献１参照。）、流動性が高過ぎた場合に抑える方法もあるが、一定の流動性にするための効果的配合量の予測は困難であり、対処的手法として、使用の都度配合量を変更するか配合設計の為の予備試験等を行う必要があるなど手間も掛かり、分散性能自体を安定化させる本質とはなり得ない。
【特許文献１】特開２００２−３５６３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、一般にセメントの品質変動の影響を受け易いモルタルやコンクリートの流動性を、品質性状差があるセメントを使用する場合でも一定量混和するだけで、モルタルやコンクリートの性状に支障を及ぼすことなく、施工等に適した一定の流動性に容易にせしめることができるモルタル又はコンクリート用流動性調整剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、課題解決のため鋭意検討を重ねた結果、一般にモルタルやコンクリートで使用される分散剤のセメントに対する吸着量は、セメント等の粒子の品質・性状の変動に起因する流動性の変化を分散剤の添加量で調整することを可能にする便宜上の観点から、セメントの飽和吸着量の１０〜８０％程度でしかないことに着目し、配合される分散剤の吸着量をセメントの飽和吸着量の９０％以上に高めればセメントの品質差による流動性への影響が実質無くなり、かつ特定の塩と併用してセメント等の飽和吸着量を低減させれば、通常使用されている分散剤でも、モルタルやコンクリートの諸性状に支障を及ぼす可能性がある分散剤の過剰添加を行うことなく吸着量を高めることができ、セメントの品質変動に拘わらず施工に適した一定の流動性を容易に得られるという知見を得、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、次の（１）〜（４）で表されるモルタル・コンクリート用流動性調整剤である。（１）分散剤とアルカリ金属硫酸塩からなり、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上であることを特徴とするモルタル・コンクリート用流動性調整剤。（２）分散剤固形分１００質量部に対し、アルカリ金属硫酸塩１２０〜１０００質量部を含有することを特徴とする前記（１）のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。（３）分散剤がポリカルボン酸系高性能減水剤であることを特徴とする前記（１）又は（２）のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。（４）アルカリ金属硫酸塩が硫酸リチウムであることを特徴とする前記（１）〜（３）何れか記載のモルタル・コンクリート用流動性調整剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、セメントの品質や性状の僅かな差に起因するモルタルやコンクリートの流動性の変化を都度分散剤の添加量を変えて仔細に調整する必要がないので、作業性が飛躍的に向上すると共に、モルタルやコンクリートの流動性に関係する諸性状も一定に保たれ、品質の安定したモルタルやコンクリートが得易くなる。即ち、本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤は、同じ種類のセメントであれば、製造メーカー、製造工場、製造ロットに拘わらず、同一の混和量で実質同一の流動性のモルタルやコンクリートを容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤は構成材料としては分散剤とアルカリ金属硫酸塩からなる。本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤に使用する分散剤は、モルタルやコンクリートに使用可能なものなものなら種類、成分とも限定されず、例えば、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤と称されているものであっても良く、また成分的には、例えばリグニンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、ポリエーテル系、アミノスルホン酸系、ポリスチレン系、オキシカルボン酸系等の分散剤を挙げることができる。また、分散剤の形態は、液状又は粉末状の何れでも良い。
【０００８】
好ましくは、アルカリ金属硫酸塩による分散能の制御がより容易なことから前記分散剤にポリカルボン酸系高性能減水剤又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を使用する。
【０００９】
また、本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤に使用するアルカリ金属硫酸塩は、セメントの分散剤に対する飽和吸着量を低下させ、分散剤を過剰添加しなくともセメントの品質変動に起因する流動性の変動を抑制することが可能となる。さらに一定量の分散剤使用時に飽和吸着量が低下すると、水中残存する分散剤量が多くなる傾向があり、セメントの水和反応生成物の経時増加が起きても、残存分散剤が該水和反応生成物の増加分に逐次吸着し、流動性の経時変化も抑制可能となる。本発明で使用するアルカリ金属硫酸塩は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム又は硫酸カリウムを挙げることができ、これらの水和物でも良く、また二種以上のアルカリ金属硫酸塩を併用しても良い。
【００１０】
好ましくは、セメントの分散剤に対する飽和吸着量低減作用が高いことから、アルカリ金属硫酸塩として硫酸リチウム又は硫酸ナトリウムを使用する。より好ましくは硫酸リチウムを使用する。
【００１１】
また、本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤は、前記分散剤とアルカリ金属硫酸塩からなることに加えて、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上のものとする。好ましくは、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９５％以上のものとする。セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上になることにより、セメント品質変化による流動性の変動に及ぼす影響が殆ど現れなくなる。本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤ではセメントやその水和反応生成物粒子等の飽和吸着量自体を低下させて、分散剤のセメントに対する吸着量が飽和吸着量の９０％以上になるため、分散剤がモルタル・コンクリートの性状に支障を及ぼす程の過剰添加になることを避けることができる。尚、分散剤はモルタルやコンクリート中ではセメント粒子以外にも吸着するが、一般にその吸着はセメント粒子に比べると少ない量となるため、セメントに対する吸着量を規定することで実質支障は無い。
【００１２】
また、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％以上にするには、前記分散剤とアルカリ金属硫酸塩の配合割合を、分散剤固形分１００質量部に対し、アルカリ金属硫酸塩１２０〜１０００質量部にすれば良い。１２０質量部未満ではセメントやその水和反応生成物粒子の分散剤に対する飽和吸着量が十分下がらないためセメント品質変化に起因する流動性の変化を抑制することが難しく、また１０００質量部を超えると流動性が低下し過ぎて、モルタルやコンクリートの施工性が低下したり、凝結遅延を起こし易くなるので適当ではない。
【００１３】
本発明のモルタル・コンクリート用流動性調整剤は、何れのセメントを用いたモルタルやコンクリートにも混和使用することができる。モルタルやコンクリートへの混和使用量は特に限定されないが、好ましくはセメント１００質量部に対し、本モルタル・コンクリート用流動性調整剤０．５〜５質量部とする。０．５質量部未満ではセメント品質変化が及ぼす流動性への影響を軽減し難くなることがあり、５質量部を超えると、材料分離の発生や凝結性が不安定になることがあるので適当ではない。また、本モルタル・コンクリート用流動性調整剤は、他のモルタル又はコンクリート用混和剤・材との併用も本発明の効果を実質喪失させない範囲で可能である。このようなモルタル又はコンクリート用混和剤・材としては、例えば膨張材、収縮低減材、非水溶性繊維、白華防止剤、高強度混和剤、凝結調整剤、空気連行剤、速硬材、消泡剤、顔料、再乳化粉末樹脂、ポリマーディスパージョン、フライアッシュ、シリカフューム、スラグ、石灰石微粉末等を挙げることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明する。
【００１５】
次に表すＡ１〜Ａ４の分散剤とＢ１〜Ｂ３のアルカリ金属硫酸塩を用い、表１の配合となるようレーディゲミキサーで混合し、流動性調整剤を作製した。
Ａ１；ポリカルボン酸系高性能減水剤（商品名「コアフローＮＦ−２００」、太平洋セメント株式会社製）
Ａ２；ポリカルボン酸系高性能減水剤（商品名「マイティ２１Ｐ」、花王株式会社製）
Ａ３；ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（商品名「マイティ１００」、花王株式会社製）
Ａ４；メラミンスルホン酸系高性能減水剤（商品名「メルメントＦ１０Ｍ」、株式会社デグサコンストラクションシステムズ製）
Ｂ１；硫酸リチウム（市販試薬）
Ｂ２；硫酸ナトリウム（市販試薬）
Ｂ３；硫酸カリウム（市販試薬）
【００１６】
【表１】
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【００１７】
この流動性調整剤を、次に表すＣ１〜Ｃ５の普通ポルトランドセメントに、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に規定するセメント強さ試験用標準砂（社団法人セメント協会研究所製）及び水と共に表２で表す配合となるよう加え、ホバートミキサーで約１０分間混練してモルタル（Ｍ１〜Ｍ６；本発明品、Ｍ７〜Ｍ８；参考品）を作製した。
Ｃ１；ブレーン比表面積３１７０ｃｍ2／ｇ、主要化学成分（質量％）ＣａＯ；６４．５、Ａｌ2Ｏ3；５．５、ＳｉＯ2；２０．４、Ｆｅ2Ｏ3；３．０、ＭｇＯ；１．１、Ｎａ2Ｏ；０．２、Ｋ2Ｏ；０．３、ＳＯ3；２．２
Ｃ２；ブレーン比表面積３４５０ｃｍ2／ｇ、主要化学成分（質量％）ＣａＯ；６４．１、Ａｌ2Ｏ3；４．９、ＳｉＯ2；２０．５、Ｆｅ2Ｏ3；３．１、ＭｇＯ；１．３、Ｎａ2Ｏ；０．２、Ｋ2Ｏ；０．３、ＳＯ3；２．２
Ｃ３；ブレーン比表面積３３３０ｃｍ2／ｇ、主要化学成分（質量％）ＣａＯ；６４．５、Ａｌ2Ｏ3；５．２、ＳｉＯ2；２０．３、Ｆｅ2Ｏ3；３．０、ＭｇＯ；１．０、Ｎａ2Ｏ；０．３、Ｋ2Ｏ；０．３、ＳＯ3；２．１
Ｃ４；ブレーン比表面積３２７０ｃｍ2／ｇ、主要化学成分（質量％）ＣａＯ；６４．６、Ａｌ2Ｏ3；５．４、ＳｉＯ2；２０．６、Ｆｅ2Ｏ3；２．９、ＭｇＯ；１．１、Ｎａ2Ｏ；０．３、Ｋ2Ｏ；０．４、ＳＯ3；２．０
Ｃ５；ブレーン比表面積３３５０ｃｍ2／ｇ、主要化学成分（質量％）ＣａＯ；６４．３、Ａｌ2Ｏ3；５．２、ＳｉＯ2；２０．３、Ｆｅ2Ｏ3；２．９、ＭｇＯ；１．０、Ｎａ2Ｏ；０．３、Ｋ2Ｏ；０．４、ＳＯ3；２．１
【００１８】
【表２】
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【００１９】
作製したモルタルについて、流動性の評価として、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１のフロー試験方法に準じてモルタルフローを測定した。該モルタルフローは、フローテーブルの落下を行わない状態でのフロー値を、混練終了直後（注水から約１５分経過時点）のモルタルに対し、２０℃の温度下で測定した。また、作製したモルタルを２０℃の屋内に１時間放置し、材料分離性の評価としてブリージング水の発生有無を目視で観察した。その結果を表２の評価特性に表す。
【００２０】
さらに、同様に作製した混練終了直後（注水から約１５分経過時点）のモルタルを、吸引濾過装置を用いて水を分離し、全有機炭素計で液相中（水中）の残存分散剤（減水剤）量を求め、配合使用した分散剤の量との差から吸着量；ＮＰを算出した。また、各モルタルに対し、使用した流動性調整剤に含まれる分散剤の量を順次増加させ、前記と同様の方法で吸着量を求め、分散剤量を増加させても吸着量が変化せずに概ね一定となったときの吸着量の値を以て飽和吸着量；ＦＰとした。各モルタル毎の該飽和吸着量と吸着量との比（ＮＰ／ＦＰ）を算出し、セメントに対する分散剤の吸着量の飽和吸着量に対する百分率；ＲＰ（＝１００×ＮＰ／ＦＰ）を得た。各モルタル毎に得た該ＲＰの値も表２の評価特性に表す。
【００２１】
表２の結果から本発明の流動性調整剤（Ｍ１〜Ｍ６）を用いたモルタルは、何れも使用セメントの品質差に拘わらず、実質一定の流動性となることがわかる。これに対し、本発明の流動性調整剤を用いずに、単に市販高性能減水剤だけを用いたモルタルは、使用セメントの品質差がその流動性にも強い影響を及ぼし、明らかに異なる流動性を呈した。また、本発明の流動性調整剤を用いずに、使用分散剤を過剰気味に配合使用したモルタル（比較例１〜３）では、セメントに対する分散剤の吸着量を飽和吸着量の９０％以上とした場合、材料分離（ブリージング水発生）が見られた。また、本発明の流動性調整剤を用いずに、セメントに対する分散剤の吸着量が飽和吸着量の９０％未満となる流動性調整剤（Ｍ８）を用いたモルタル（比較例４〜６）では、流動性がセメントの品質に応じて大きく変化した。