(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸塩を含むことを特徴とするセメント組成物混和剤。
【請求項２】
グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸塩を含むことを特徴とするセメント組成物凝結遅延剤。
【請求項３】
塩がアルカリ金属塩、アンモニウム塩またはアミン塩である請求項１に記載のセメント組成物混和剤。
【請求項４】
塩がアルカリ金属塩、アンモニウム塩またはアミン塩である請求項２に記載のセメント組成物凝結遅延剤。
【請求項５】
グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸塩をセメントに対して０．００５〜３重量％添加することを特徴とする請求項１または３に記載のセメント組成物混和剤。
【請求項６】
グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸塩をセメントに対して０．００５〜３重量％添加することを特徴とする請求項２または４に記載のセメント組成物凝結遅延剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントペースト、モルタル、コンクリートあるいはこれに類するセメント水硬物（以下、総称としてセメント組成物とする）に対して添加することで、凝結遅延効果を示し、添加量の調整による遅延時間の制御性に優れ、かつ減水効果を示さない凝結遅延剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の建設技術の向上、コンクリートの施工法の多様化に伴い、構造物の規模、打設箇所等、施工目的に応じて、種々のセメント組成物混和剤が使用されている。
その中でも、セメント組成物の凝結時間を遅延させる凝結遅延剤は広く用いられているものであり、加水から運搬・打ち込み迄の間のコンクリートの流動性低下防止による作業時間の確保、コンクリートを複数層及び／または複数ブロックに分けて順次打設して大型コンクリート構造物を構築する打設法における隣接打継部の接合一体化のためなど多くの目的で、あらかじめセメント組成物に添加あるいは未硬化状態のコンクリート表面または型枠などに塗布され使用されている。
【０００３】
凝結遅延剤はその活性成分がセメントの初期水和により遊離するカルシウムイオンと何らかの形で結合（錯化合物の形成等）して、これがセメント粒子の表面を覆いセメントの凝結遅延効果を発現するものである。これらの活性成分としては、グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ピルビン酸、グリコール酸などのオキシカルボン酸またはその塩類、サッカロース、グルコース、フラクトース、ガラクトース、マンノース、ラクトース、ラフィノースまたはデキストリン、ソルビトールなどの糖類（単糖類、二糖類、三糖類、オリゴ糖、糖アルコールなど）、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリの（重）炭酸塩などが知られており、これらの１種または２種以上を配合した凝結遅延剤（組成物）が使用あるいは検討されている（例えば、特開昭５４−６０３２７、特開昭５９−１５６９５０、特公平４−２０８６６）。その中でも、オキシカルボン酸塩のグルコン酸ナトリウムを配合した凝結遅延剤は最も広く用いられているものの１つである。
【０００４】
凝結遅延剤のセメント組成物への添加量としては、セメント重量に対して、実用においては０．１〜０．７重量％が通常であり、環境条件などによっても異なるが、１〜２４時間の遅延時間を得ることができ、所望の遅延時間に応じて添加量を調整して使用するのが一般的使用方法である。
【０００５】
しかしながら、これら従来の凝結遅延剤については、以下に述べる問題点がある。例えば、糖類のサッカロース場合は遅延性は大きいものの、そのバラツキも大きく、遅延時間の制御性に問題がある。またオキシカルボン酸塩類で、広く使用されているグルコン酸ナトリウムは凝結遅延効果と共に減水効果を示すものであり、使用に当たっては、所望する遅延効果に応じた添加量の調整の他、これに伴う減水効果をも考慮しなければならず、その都度水セメント比を調節することが不可欠であり、作業が繁雑にならざるを得ない。また、従来の凝結遅延剤の添加量は前述の通り、実用においてはセメント重量に対して、０．１〜０．７重量％であるが、凝結後のセメント組成物の強度及び経済性の観点からも、より少量の添加量で遅延効果に優れていることが望ましい。しかるに、現状の凝結遅延剤は、活性成分を２種以上配合した凝結遅延剤組成物においても、遅延時間の制御性、望まない減水効果の併発に伴う煩雑さの問題の解消には至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート組成物の凝結遅延剤は、より少量の添加量で優れた遅延効果を示し、添加量の調整による遅延時間の制御性に優れ、かつ減水効果を併発しないものが要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定のイミノジ酢酸（塩）類を主成分とするセメント組成物の混和剤が、遅延効果に優れ、従ってより少量の添加量で従来の遅延剤と同等以上の効果を示し、遅延時間の制御性も良好であり、かつ減水効果を示さないことを見出し本発明を完成させた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるイミノジ酢酸（塩）類は下記の一般式Ｉで表される化合物の少なくとも１種類以上のものであって、対応するアミノ酸、アミノアルコールの誘導体として、公知の方法により合成される。
【０００９】
【化２】
0003918264.tif 000002
（式中、Ｍは各々独立に水素、アルカリ金属、アンモニウム塩またはアミン塩を示し；Ｙは炭素数１〜５の２価アルキル基を示し、その２価アルキル基は水酸基またはＣＯＯＭ基で置換されてもよく、Ｍは水素、アルカリ金属、アンモニウム塩またはアミン塩を示し；Ｗは水素、水酸基またはＣＯＯＭ基を示し、Ｍは水素、アルカリ金属、アンモニウム塩またはアミン塩を示す。）
【００１０】
本発明の一般式Ｉで表わされるイミノジ酢酸（塩）類においては、−ＣＯＯＭ基はカルボキシル基またはそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩が好ましいが、アルカリ金属としてはナトリウムあるいはカリウムであり、好ましくはナトリウムである。
【００１１】
一般式ＩのＹは、例えば、次の基が挙げられる。
【化３】
0003918264.tif 000003
【００１２】
これらイミノジ酢酸（塩）類は例えば、α−アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、β−アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、セリン−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、エタノールアミン−Ｎ，Ｎ−二酢酸（塩）、イミノジ酢酸（塩）、ニトリロトリ酢酸（塩）が挙げられる。これらのイミノジ酢酸（塩）類はキレート能を有する化合物であり、上述の遊離カルシウムとキレート作用により結合するので、硬化遅延効果を発現すると考えられる。本発明の凝結遅延剤は、上記イミノジ酢酸（塩）類の１種または２種以上を含むものである。
【００１３】
イミノジ酢酸（塩）類のセメントへの添加量は、セメント重量に対して０．００５〜３重量％である。実用上好ましくは、０．０１〜０．３重量％であり、環境条件などによっても異なるが、１〜２４時間の遅延時間を得ることができる。遅延時間の調整は添加量を増減させることで実施され、施工時間、目的に応じて、所望の遅延時間を得ることが容易である。また、本発明の凝結遅延剤は減水効果を示さず、添加量の増減する都度の加水量等の煩雑な調整を必要としない。添加にあたっては、コンクリート練り混ぜ時、あるいは、コンクリートをアジテータ車に積み込んだ後のいずれで行うようにしてもよく、本発明の凝結遅延剤の粉末あるいは水溶液のいずれであってもかまわない。通常は、当該イミノジ酢酸類の常法で合成された反応液そのままを利用することが望ましい。この際イミノジ酢酸（塩）類は酸体あるいはアルカリ金属塩体のいずれでもよい。本発明の凝結遅延剤をコンクリートの洗い出し工法等に使用する場合は、未硬化状態のコンクリート表面または型枠などに塗布して使用しても十分な効果が得られる。
【００１４】
本発明の凝結遅延剤には、使用方法などに応じて、この種の凝結遅延剤に通常配合されている増粘剤（メチルセルロース、ＣＭＣ、アクリルアミド、アクリルアミドおよびアクリル酸ナトリウムのコポリマー、アルギン酸ナトリウム、ポリサッカライド類、加工澱粉など）、べたつき防止剤（小麦粉、シリカフューム、プラスチック微粉末、珪藻土など）、分散剤（リグニンスルホン酸塩類、ナフタレンスルホン酸の重合物など）、水などを適宜配合することができる。
【００１５】
本発明の凝結遅延剤が使用されるセメント組成物については、これらセメント水硬物を構成するセメントの種類、必要により配合される骨材あるいは他の混和剤の種類や量には制限がなく、例えばセメントの種類としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、白色ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、低発熱セメント、グラウド用セメント、油井セメントなど、通常市販されている様々のセメントを用途や要求性能に応じて適宜使い分けることができる。
本発明の混和剤は、凝結遅延効果に優れ、従ってより少量の添加量で従来の遅延剤と同等以上の効果を示し、遅延時間の制御性も良好であり、かつ減水効果を示さない優れたセメント組成物の凝結遅延剤である。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
本発明の実施例および比較例での各評価は温度２０℃、湿度６５％ＲＨ室内で実施した。
【００１７】
実施例１及び比較例１
試料：普通ポルトランドセメントに実施例（本発明凝結遅延剤）および比較例（従来の凝結遅延剤）の凝結遅延剤を０. ０５〜０. ３％添加（セメントに対する重量比）し、水セメント比３０％のセメントペーストを調整した。
流動性の評価：流動性の評価はフローテーブルを用いてその広がりの評価で実施した。試験方法は「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１  セメントの物理試験法」に従い、練り混ぜ直後、３０分後、６０分後のフロー値を測定した。
結果を表１に示した。
【００１８】
【表１】
0003918264.tif 000004
【００１９】
表１より、本発明の凝結遅延剤添加時のフロー値は無添加の場合とほぼ同値となっているのに対し、グルコン酸ナトリウム使用時はフロー値が広がり、減水効果が認められる。すなわち、本発明の凝結遅延剤は減水効果を持たないことがわかる。
【００２０】
実施例２及び比較例２
試料：普通ポルトランドセメントに実施例（本発明凝結遅延剤）および比較例（従来の凝結遅延剤）の凝結遅延剤を０. ０５〜０. ３％添加（セメントに対する重量比）し、標準軟度のセメントペーストを調整した。
遅延効果の評価：遅延効果をビカー針装置によるセメントペーストの凝結試験により評価した。「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１  セメントの物理試験法」に従い、凝結遅延剤を無添加（対照）の場合の始発時間及び終結時間に対する遅延時間を測定した。結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】
0003918264.tif 000005
【００２２】
表２より本発明の凝結遅延剤は従来の凝結遅延剤より遅延効果に優れ、かつ遅延時間の調整も容易であることがわかる。
【００２３】
実施例３及び比較例３
試料：普通ポルトランドセメントに実施例（本発明凝結遅延剤）および比較例（従来の凝結遅延剤）の凝結遅延剤を０. ０５〜０. ３％添加（セメントに対する重量比）し、水セメント比３０％のセメントペーストを調整した。
強度の評価：練り混ぜたセメントペーストを縦４cm×横４cm×高さ１６cmの型枠に気泡が入らないように流し込み、温度２０℃、湿度６５％ＲＨ下の室内で１日養生した後硬化体を脱型し、２０℃水中で養生した。材齢７日と２８日のセメント硬化体の曲げ強度を測定した結果を表３に示した。
【００２４】
【表３】
0003918264.tif 000006
【００２５】
表３より、本発明の凝結遅延剤を添加したセメントペーストの強度は無添加
（対照）の場合と同等であることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、減水性を持たない、遅延効果に優れたセメント組成物凝結遅延剤を提供することができる。また、本発明のセメント組成物凝結遅延剤は遅延時間の調整を容易に行なうことができる。