(57)【要約】【課題】セメントを所定の粉末度に効率よく粉砕する他、発塵抑制効果や水和熱抑制効果、さらには、ひび割れの自己修復機能を有するセメント組成物が製造可能な粉砕助剤を提供する。【解決手段】多価アルコールとトリアルカノールアミンを含有してなるセメント粉砕助剤であり、多価アルコールが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの中から選ばれる１種または２種以上である前記セメント粉砕助剤、トリアルカノールアミンが、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンの中から選ばれる１種または２種以上である前記セメント粉砕助剤であり、多価アルコールとトリアルカノールアミンの質量比が、５０：５０〜９５：５である前記セメント粉砕助剤であり、前記セメント粉砕助剤を、セメント１００質量部に対して０.０１〜０.１０質量部を添加して粉砕してなるセメント組成物の製造方法、である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多価アルコールとトリアルカノールアミンを含有してなるセメント粉砕助剤。
【請求項２】
多価アルコールが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの中から選ばれる１種または２種以上である請求項１に記載のセメント粉砕助剤。
【請求項３】
トリアルカノールアミンが、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンの中から選ばれる１種または２種以上である請求項１または２に記載のセメント粉砕助剤。
【請求項４】
多価アルコールとトリアルカノールアミンの質量比が、５０：５０〜９５：５である請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメント粉砕助剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセメント粉砕助剤を、セメント１００質量部に対して０.０１〜０.１０質量部を添加し粉砕してなるセメント組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、土木・建築分野で使用されるセメント粉砕助剤およびそれを用いたセメント組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント工場においては、セメント原料、セメントクリンカー、又はセメント製品等を効率良く粉砕するべく、粉砕助剤が用いられている。かかる粉剤助剤としては、セメント製品の製造コスト低減の観点から、エチレンオキサイド（ＥＯ）からエチレングリコール（ＥＧ）を製造する際に副産物として生成されるジエチレングリコール（ＤＥＧ）を用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
また、トリイソプロパノールアミンを用いることにより、セメント構成化合物のうち、カルシウムアルミノフェライトの水和率を高め、長期強度の増進に効果的であることも知られている（特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８）。
近年では、粉砕助剤に求められる性能は益々、多様化している。所定の粉末度に効率良く粉砕できるほか、粉砕後のセメントの粉体特性を改質できるような粉砕助剤も求められている。
すなわち、セメントの発塵を抑制できるような粉砕助剤があれば、有益である。また、近年のセメントは初期の強度発現性に優れる一方で、水和発熱量が大きいという課題や、ひび割れが入りやすいという課題があり、その改善が強く望まれている。
【０００３】
そこで、本発明者らは、前記課題に鑑み、種々の検討を重ねた結果、特定のセメント粉砕助剤を使用することにより、発塵を抑制し、水和発熱を抑制し、ひび割れの自己治癒機能を持つセメントが得られることを知見し、本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２９８３６６号公報
【特許文献２】特開２００９−７８９５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１６２９４号公報
【特許文献４】特開２０１５−３９６９５号公報
【特許文献５】特開２０１３−１８９３７５号公報
【特許文献６】米国特許第４９４３３２３号公報
【特許文献７】米国特許第５０１７２３４号公報
【特許文献８】米国特許第５１０２４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、セメントを所定の粉末度に効率よく粉砕する他、発塵抑制効果や水和熱抑制効果、さらには、ひび割れの自己修復機能を有するセメント組成物が製造可能な粉砕助剤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）多価アルコールとトリアルカノールアミンを含有してなるセメント粉砕助剤、（２）多価アルコールが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの中から選ばれる１種または２種以上である（１）のセメント粉砕助剤、（３）トリアルカノールアミンが、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンの中から選ばれる１種または２種以上である（１）または（２）のセメント粉砕助剤、（４）多価アルコールとトリアルカノールアミンの質量比が、５０：５０〜９５：５である（１）〜（３）のいずれかのセメント粉砕助剤、（５）（１）〜（４）のいずれかのセメントの粉砕助剤を、セメント１００質量部に対して０.０１〜０.１０質量部を添加して粉砕してなるセメント組成物の製造方法、である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセメント粉砕助剤は、セメントを所定の粉末度に効率よく粉砕する他、発塵抑制効果や水和熱抑制効果、さらには、ひび割れの自己修復機能を有するセメント組成物が製造可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で使用する部や％は特に規定のない限り質量基準である。
【０００９】
本発明のセメント粉砕助剤は、多価アルコールとトリアルカノールアミンを含有してなる。
多価アルコールとしては、エチレングリコールやプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられ、これらの多価アルコールから選ばれる１種または２種以上を組み合わせて使用される。特に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールが好ましい。
トリアルカノールアミンとしては、トリエタノールアミン、ヒドロキシエチルジ−（ヒドロキシプロピル）−アミン、ジ−（ヒドロキシエチル）−ヒドロキシプロピルアミン、トリ−（ヒドロキシプロピル）−アミン、ヒドロキシエチルジ−（ヒドロキシ−ｎ−ブチル）−アミン、トリ−（２−ヒドロキシブチル）−アミン、ヒドロキシブチルジ−（ヒドロキシプロピル）−アミン、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、N,N −ビス−（２−ヒドロキシブチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−アミン、及びトリ−（２−ヒドロキシブチル）−アミンが挙げられ、これらの中から選ばれる１種または２種以上を組み合わせて使用される。特に、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンが好ましい。
【００１０】
本発明のセメント粉砕助剤は、多価アルコールとトリアルカノールアミンから構成され、トリアルカノールアミンの含有量は５〜５０％の範囲であることが好ましい。５％未満では粉砕して得られるセメントおよびセメント組成物の発塵性が悪化し、５０％を超えると粉砕性能が低下するので好ましくない。
本発明のセメント粉砕助剤の添加量は、従来のセメント粉砕助剤と同様であり、セメントを粉砕する場合、セメント１００部に対して０．０１〜０．１０部が好ましい。０．０１部未満では本発明の効果が十分に得られない場合があり、０．１０部を超えるとさらなる効果の増進が期待できない。
【００１１】
本発明のセメントとは、ポルトランドセメントなどのクリンカーやその他のセメント系材料であり、石灰石、フライアッシュ、スラグ、シリカ質混合材、セッコウなどを含むものである。また、これらの粉砕物をセメント組成物と云う。
【００１２】
本発明のセメント粉砕助剤は、セメントの粉砕時又は粉砕前に添加することができる。また、粉砕方法については、特に限定されるものではなく、従来公知の手段を採用することができる。
【実施例】
【００１３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１４】
「実験例１」
表１に示す多価アルコールとトリアルカノールアミンとからなるセメント粉砕助剤を、セメントクリンカー（イ）９２部、セッコウ５部、石灰石３部からなるセメント１００部に対し、０．０４部添加し、ブレーン比表面積が３２００±１００（ｃｍ２／ｇ）となるようにバッチ式ボールミル（容量５０リットル）にて粉砕した。ボールミル開口時の発塵抑制効果、水和熱、および自己治癒効果を調べた。結果を表１に併記した。
【００１５】
＜試験方法＞
発塵抑制効果の確認：バッチ式ボールミルにて粉砕し、ミルを開口してセメントを排出した直後の発塵量を測定した。粉塵計による計測で８．０ｍｇ／ｍ３以下は○、８．０を超え〜１０．０ｍｇ／ｍ３以下の場合は△、１０．０ｍｇ／ｍ３を超える場合は×とした。
水和発熱：単位セメント量３１０ｋｇ／ｍ３、単位骨材量１８２０ｋｇ／ｍ３、ｓ／ａ＝４６．０％、水セメント比６０％のコンクリートを用いて断熱温度上昇のパラメータ（Ｋ(終局断熱温度上昇量)、α(温度上昇速度の定数)）を測定した。
実験式のパラメータ(Ｋ,α,β)：Ｑ＝Ｋ（１−ｅｘｐ（−α（ｔ−ｔ0）＊＊β))
自己治癒効果の確認：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じてモルタルを調製し、ビニロン繊維を０．５ｖｏｌ．％添加した。材齢３日の時点で０．２ｍｍのひび割れを入れ、その後、水中養生を行い、材齢２８日までのひび割れ幅を観測した。ひび割れが閉塞した場合は○、最大幅で０．０５ｍｍ未満の場合は△、それ以上の場合は×とした。
【００１６】
＜使用材料＞
多価アルコールＡ：エチレングリコール（市販品、試薬）
多価アルコールＢ：ジエチレングリコール（市販品、試薬）
多価アルコールＣ：トリエチレングリコール（市販品、試薬）
多価アルコールＤ：エチレングリコールとジエチレングリコールの等量混合物
多価アルコールＥ：ジエチレングリコールとトリエチレングリコールの等量混合物
多価アルコールＦ：エチレングリコール２０部とジエチレングリコール６０部とトリエチレングリコール２０部の混合物
トリアルカノールアミン（イ）：トリエタノールアミン（市販品、試薬）
トリアルカノールアミン（ロ）：トリイソプロパノールアミン（市販品、試薬）
トリアルカノールアミン（ハ）：トリエタノールアミンとトリイソプロパノールアミンの等量混合物
石灰石：粒度５ｍｍ下
セメントクリンカー：ポルトランドセメントクリンカー、粒径５ｍｍ下
セッコウ：天然二水セッコウ、粒度５ｍｍ下 
細骨材：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１で使用する標準砂
水：水道水
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１より、本発明の多価アルコールとトリアルカノールアミンを含むセメント粉砕助剤は、所定の粉末度に粉砕した時、発塵抑制効果、水和熱抑制効果、自己治癒効果が認められることが分かる。特に、多価アルコールとトリアルカノールアミンの配合割合が、５０：５０〜９５：５の範囲にある場合にその効果が顕著である。
【００１９】
「実験例２」
多価アルコールＦ９０部とトリアルカノールアミン（ロ）１０部からなるセメント粉砕助剤（実験No.1-14）を用い、セメント１００部に対するセメント粉砕助剤の添加量を表２に示すように変化したこと以外は、実験例１と同様に行った。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
表２より、本発明のセメント粉砕助剤が添加されないと、発塵が多く、水和熱は大きく、自己治癒効果は得られないことが分かる。一方、本発明のセメント粉砕助剤を０．０１部以上添加したものは発塵が少なく、水和熱が小さく、自己治癒効果が得られることが分かる。特に０．０１５部以上だと本発明の効果が顕著となっていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のセメントの粉砕助剤は、セメントを所定の粉末度に効率よく粉砕する他、発塵抑制効果や水和熱抑制効果、さらには、ひび割れの自己修復機能を有するセメント組成物が製造可能であるので、土木、建築分野に好適である。