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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-14
(45)【発行日】2023-07-25
(54)【発明の名称】白華抑制剤、及び、セメント質硬化体の白華抑制方法
(51)【国際特許分類】
C04B 24/02 20060101AFI20230718BHJP
C04B 41/62 20060101ALI20230718BHJP
C04B 28/04 20060101ALI20230718BHJP
【ＦＩ】
C04B24/02
C04B41/62
C04B28/04
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019137436
(22)【出願日】2019-07-26
(65)【公開番号】P2021020824
(43)【公開日】2021-02-18
【審査請求日】2022-06-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 周彦
(74)【代理人】
【識別番号】100162145
【弁理士】
【氏名又は名称】村地 俊弥
(72)【発明者】
【氏名】丸田 浩
(72)【発明者】
【氏名】肥後 康秀
(72)【発明者】
【氏名】早川 隆之
【審査官】小川 武
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５９－１３７３５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１９５０４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１５００８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１４２６１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２２０９９４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ２／００－３２／０２
Ｃ０４Ｂ４０／００－４０／０６
Ｃ０４Ｂ４１／６２－４１／７１
Ｃ０４Ｂ１０３／００－１１１／９４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｎ－ブチルアルコールのプロピレンオキシド（付加モル数２）／エチレンオキシド（付加モル数３）付加物からなることを特徴とする白華抑制剤。
【請求項2】
請求項１に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の表面に上記白華抑制剤を塗布するセメント質硬化体の白華抑制方法。
【請求項3】
請求項１に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の原料を混練する際に、上記白華抑制剤を添加するセメント質硬化体の白華抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、白華抑制剤、及び、セメント質硬化体の白華抑制方法に関する。
【背景技術】
【0002】
セメント製品の美観上の問題として、白華（エフロレッセンス）の発生が挙げられる。
白華は、セメント質硬化体の内部に存在する水に、水酸化カルシウムが溶出し、次いで、水酸化カルシウムが水とともにセメント質硬化体の表面に移動した後、大気中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムの結晶が表面に析出する現象である。
白華の発生を長期に亘って防止することができるセメント質硬化体の製造方法として、特許文献１には、セメント、水、骨材、パラフィン系炭化水素含有物を含む配合物を混練し、成形し、養生して硬化させた後、該硬化体を４５℃～９０℃で１時間以上加温することを特徴とするセメント質硬化体の製造方法が記載されている。
また、高流動モルタル用白華防止剤として、特許文献２には、（Ａ）セルロース誘導体、（Ｂ）ポリマー及び（Ｃ）無水石膏を含有し、成分（Ａ）と（Ｂ）の固形分質量比（（Ａ）／（Ｂ））が０．１～１．４であり、かつモルタルへの配合時の成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計量がセメント１００質量部に対し０．３～９．０質量部である高流動モルタル用白華防止剤が記載されている。
白華は、セメント質硬化体の内部に存在する水に、水酸化カルシウムが溶出し、次いで、水酸化カルシウムが水とともにセメント質硬化体の表面に移動した後、大気中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムの結晶が表面に析出する現象である。
白華の発生を長期に亘って防止することができるセメント質硬化体の製造方法として、特許文献１には、セメント、水、骨材、パラフィン系炭化水素含有物を含む配合物を混練し、成形し、養生して硬化させた後、該硬化体を４５℃～９０℃で１時間以上加温することを特徴とするセメント質硬化体の製造方法が記載されている。
また、高流動モルタル用白華防止剤として、特許文献２には、（Ａ）セルロース誘導体、（Ｂ）ポリマー及び（Ｃ）無水石膏を含有し、成分（Ａ）と（Ｂ）の固形分質量比（（Ａ）／（Ｂ））が０．１～１．４であり、かつモルタルへの配合時の成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計量がセメント１００質量部に対し０．３～９．０質量部である高流動モルタル用白華防止剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－１７２６６６号公報
【文献】特開２０１０－８３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、セメント質硬化体における白華の発生を抑制することができる白華抑制剤、及び、該白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華抑制方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の化学式で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物からなる白華抑制剤によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。
［１］ 下記化学式（１）で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物からなることを特徴とする白華抑制剤。
ＲＯ（ＡＯ）ｎＨ ・・・（１）
（上記化学式（１）中、Ｒは炭素数４～６のアルキル基であり、Ａは炭素数２～３のアルキレン基であり、ｎは１～１０の整数である。）
［２］ 前記［１］に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の表面に上記白華抑制剤を塗布するセメント質硬化体の白華抑制方法。
［３］ 前記［１］に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の原料を混練する際に、上記白華抑制剤を添加するセメント質硬化体の白華抑制方法。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。
［１］ 下記化学式（１）で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物からなることを特徴とする白華抑制剤。
ＲＯ（ＡＯ）ｎＨ ・・・（１）
（上記化学式（１）中、Ｒは炭素数４～６のアルキル基であり、Ａは炭素数２～３のアルキレン基であり、ｎは１～１０の整数である。）
［２］ 前記［１］に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の表面に上記白華抑制剤を塗布するセメント質硬化体の白華抑制方法。
［３］ 前記［１］に記載の白華抑制剤を用いたセメント質硬化体の白華を抑制する方法であって、上記セメント質硬化体の原料を混練する際に、上記白華抑制剤を添加するセメント質硬化体の白華抑制方法。
【発明の効果】
【0006】
本発明の白華抑制剤によれば、該白華抑制剤を、セメント質硬化体の製造において用いることで、セメント質硬化体における白華の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の白華抑制剤は、下記化学式（１）で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物からなるものである。
ＲＯ（ＡＯ）ｎＨ ・・・（１）
（上記化学式（１）中、Ｒは炭素数４～６のアルキル基であり、Ａは炭素数２～３のアルキレン基であり、ｎは１～１０の整数である。）
炭素数４～６のアルキル基の例としては、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｉｓｏ－ペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基等が挙げられる。
また、炭素数２～３のアルキレン基の例としては、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。
上記化学式（１）で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物の中でも好ましいものは、ｎ－ブチルアルコールのプロピレンオキシド（付加モル数２）／エチレンオキシド（付加モル数３）付加物である。具体的には、市販品として太平洋マテリアル社製の、商品名「太平洋テトラガードＡＳ２１」や商品名「クラックセイバー」が挙げられる。
ＲＯ（ＡＯ）ｎＨ ・・・（１）
（上記化学式（１）中、Ｒは炭素数４～６のアルキル基であり、Ａは炭素数２～３のアルキレン基であり、ｎは１～１０の整数である。）
炭素数４～６のアルキル基の例としては、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｉｓｏ－ペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基等が挙げられる。
また、炭素数２～３のアルキレン基の例としては、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。
上記化学式（１）で示される低級アルコールのアルキレンオキシド付加物の中でも好ましいものは、ｎ－ブチルアルコールのプロピレンオキシド（付加モル数２）／エチレンオキシド（付加モル数３）付加物である。具体的には、市販品として太平洋マテリアル社製の、商品名「太平洋テトラガードＡＳ２１」や商品名「クラックセイバー」が挙げられる。
【0008】
本発明の白華抑制剤を用いてセメント質硬化体の白華を抑制する方法の例としては、以下の（１）～（２）の方法が挙げられる。以下、各方法について詳しく説明する。
なお、白華を抑制する対象となるセメント質硬化体としては、白華が起こりうるものであれば、特に限定されるものではなく、各種セメント、水、骨材等を含むセメント組成物を硬化してなるモルタルまたはコンクリート等が挙げられる。
なお、白華を抑制する対象となるセメント質硬化体としては、白華が起こりうるものであれば、特に限定されるものではなく、各種セメント、水、骨材等を含むセメント組成物を硬化してなるモルタルまたはコンクリート等が挙げられる。
【0009】
（１）セメント質硬化体の表面に白華抑制剤を塗布する方法
白華抑制剤を塗布する方法としては、セメント質硬化体の表面に白華抑制剤を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、ハケ、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー等を用いて塗布すればよい。
通常、白華抑制剤の塗布はセメント組成物が硬化した直後に行われる。
上記方法において、セメント質硬化体に塗布される白華抑制剤の量は、好ましくは５～１５０ｇ／ｍ２、より好ましくは１０～１２０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１５～８０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１８～４０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０～３０ｇ／ｍ２である。該量が５ｇ／ｍ２以上であれば、白華の発生をより抑制することができる。該量が１５０ｇ／ｍ２以下であれば、材料にかかるコストをより低減することができる。
なお、白華抑制剤は粘度等を調整して作業性を向上させる等の観点から、水などの溶媒に適宜溶解させてから使用してもよい。
白華抑制剤を塗布する方法としては、セメント質硬化体の表面に白華抑制剤を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、ハケ、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー等を用いて塗布すればよい。
通常、白華抑制剤の塗布はセメント組成物が硬化した直後に行われる。
上記方法において、セメント質硬化体に塗布される白華抑制剤の量は、好ましくは５～１５０ｇ／ｍ２、より好ましくは１０～１２０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１５～８０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１８～４０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０～３０ｇ／ｍ２である。該量が５ｇ／ｍ２以上であれば、白華の発生をより抑制することができる。該量が１５０ｇ／ｍ２以下であれば、材料にかかるコストをより低減することができる。
なお、白華抑制剤は粘度等を調整して作業性を向上させる等の観点から、水などの溶媒に適宜溶解させてから使用してもよい。
【0010】
（２）セメント質硬化体の原料を混練する際に白華抑制剤を添加する方法
上記方法は、各種セメント、水、骨材等のセメント質硬化体の原料を、ミキサ等を用いて混練する際に、上述した白華抑制剤を添加し、白華抑制剤を含むセメント組成物を得る方法である。該方法によって得られたセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体は、白華の発生が抑制されたものである。
上記方法において、白華抑制剤の添加量は、セメント組成物１ｍ３当たりの量として、好ましくは０．５～１０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは１～８ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは２～７ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは３～６ｋｇ／ｍ３、特に好ましくは４～５．５ｋｇ／ｍ３である。該量が０．５ｋｇ／ｍ３以上であれば、白華の発生をより抑制することができる。該量が１０ｋｇ／ｍ３以下であれば、材料にかかるコストをより低減することができる。
なお、白華抑制剤は、原料である水の一部と置き換えて使用することが好ましい。
上記方法は、各種セメント、水、骨材等のセメント質硬化体の原料を、ミキサ等を用いて混練する際に、上述した白華抑制剤を添加し、白華抑制剤を含むセメント組成物を得る方法である。該方法によって得られたセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体は、白華の発生が抑制されたものである。
上記方法において、白華抑制剤の添加量は、セメント組成物１ｍ３当たりの量として、好ましくは０．５～１０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは１～８ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは２～７ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは３～６ｋｇ／ｍ３、特に好ましくは４～５．５ｋｇ／ｍ３である。該量が０．５ｋｇ／ｍ３以上であれば、白華の発生をより抑制することができる。該量が１０ｋｇ／ｍ３以下であれば、材料にかかるコストをより低減することができる。
なお、白華抑制剤は、原料である水の一部と置き換えて使用することが好ましい。
【0011】
上記（１）～（２）の方法の中でも、材料にかかるコストをより低減することができ、セメント組成物の凝結時間が短くなることを防ぐことができる観点から、（１）の方法が好適である。
【実施例】
【0012】
以下、本発明を実施例により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。
［使用材料］
（１）普通ポルトランドセメント；太平洋セメント社製、密度：３．１６ｇ／ｃｍ３
（２）細骨材；山砂、表乾密度：２．５７ｇ／ｃｍ３
（３）白華抑制剤Ａ；低級アルコールのアルキレンオキシド付加物（上述した化学式（１）を満たすもの）の含有率：１００質量％、太平洋マテリアル社製、商品名：「クラックセイバー」
（４）白華抑制剤Ｂ；低級アルコールのアルキレンオキシド付加物（上述した化学式（１）を満たすもの）の含有率：８５質量％、太平洋マテリアル社製、商品名：「太平洋テトラガードＡＳ２１」
（５）水：上水道水
［使用材料］
（１）普通ポルトランドセメント；太平洋セメント社製、密度：３．１６ｇ／ｃｍ３
（２）細骨材；山砂、表乾密度：２．５７ｇ／ｃｍ３
（３）白華抑制剤Ａ；低級アルコールのアルキレンオキシド付加物（上述した化学式（１）を満たすもの）の含有率：１００質量％、太平洋マテリアル社製、商品名：「クラックセイバー」
（４）白華抑制剤Ｂ；低級アルコールのアルキレンオキシド付加物（上述した化学式（１）を満たすもの）の含有率：８５質量％、太平洋マテリアル社製、商品名：「太平洋テトラガードＡＳ２１」
（５）水：上水道水
【0013】
［実施例１］
２０℃の環境下において、水セメント比が７５％であり、細骨材とセメントの質量比（細骨材／セメント）が３．０であるモルタルを、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して調製した。なお、水セメント比を７５％としたのは、白華の発生を起こりやすくするためである。
材料の混練は、ブリーディングが発生しなくなるまで行った。混練時間（混練の開始から、ブリーディングが発生しなくなるまでの時間）は６時間であった。ブリーディングが発生しなくなった後、再度、混練を行い、モルタルを得た。次いで、内寸が１０×１０×１０ｃｍである型枠に、モルタルを打設して成型を行った。
４８時間後、脱型を行い、得られた硬化体を、材齢７日まで水中養生した。次いで、硬化体の打設上面から、鉛直方向に２ｃｍ間隔で、硬化体の切断を行い、１０×１０×２ｃｍの試験体を５つ得た。
５つの試験体のうち、中段に位置していた試験体（切断前の硬化体の上面部分または下面部分を含まないもの）３つを取り出し、これらの試験体を８０℃の雰囲気下で２４時間乾燥した。乾燥後、各試験体の側面部分（１０×２ｃｍの面）をエポキシ樹脂で被覆し、次いで、上面部分（１０×１０ｃｍの面）全体に、白華抑制剤Ａを２５ｇ／ｍ２となる量で塗布した。
２０℃の環境下において、水セメント比が７５％であり、細骨材とセメントの質量比（細骨材／セメント）が３．０であるモルタルを、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して調製した。なお、水セメント比を７５％としたのは、白華の発生を起こりやすくするためである。
材料の混練は、ブリーディングが発生しなくなるまで行った。混練時間（混練の開始から、ブリーディングが発生しなくなるまでの時間）は６時間であった。ブリーディングが発生しなくなった後、再度、混練を行い、モルタルを得た。次いで、内寸が１０×１０×１０ｃｍである型枠に、モルタルを打設して成型を行った。
４８時間後、脱型を行い、得られた硬化体を、材齢７日まで水中養生した。次いで、硬化体の打設上面から、鉛直方向に２ｃｍ間隔で、硬化体の切断を行い、１０×１０×２ｃｍの試験体を５つ得た。
５つの試験体のうち、中段に位置していた試験体（切断前の硬化体の上面部分または下面部分を含まないもの）３つを取り出し、これらの試験体を８０℃の雰囲気下で２４時間乾燥した。乾燥後、各試験体の側面部分（１０×２ｃｍの面）をエポキシ樹脂で被覆し、次いで、上面部分（１０×１０ｃｍの面）全体に、白華抑制剤Ａを２５ｇ／ｍ２となる量で塗布した。
【0014】
材齢９日において、５℃、相対湿度７０％の環境下で、白華抑制剤Ａを塗布した試験体を、該試験体の下面（１０×１０ｃｍの面であって、白華抑制剤が塗布されていないもの）から１ｃｍの高さまで、蒸留水に浸漬させた。該試験体に対して、扇風機を用いて、１．５ｍ／秒間程度の風速で送風を行った。
材齢２１日において、試験体上面における白華の発生の有無を目視で確認した。
白華の発生が確認された場合には×、白華の発生が確認されなかった場合は〇と評価した。
材齢２１日において、試験体上面における白華の発生の有無を目視で確認した。
白華の発生が確認された場合には×、白華の発生が確認されなかった場合は〇と評価した。
【0015】
［実施例２］
白華抑制剤Ａを、５０ｇ／ｍ２となる量で塗布した以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
［実施例３］
白華抑制剤Ａを、１００ｇ／ｍ２となる量で塗布した以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
白華抑制剤Ａを、５０ｇ／ｍ２となる量で塗布した以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
［実施例３］
白華抑制剤Ａを、１００ｇ／ｍ２となる量で塗布した以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
【0016】
［実施例４］
モルタルの各原料を混練する際に、白華抑制剤Ｂを、モルタル１ｍ３当たり６．０ｋｇとなる量で添加して混練する以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。白華抑制剤Ｂは、予め水に溶かした状態で添加し、その量は、モルタル１ｍ３当たりの水の量の内割とした。
該モルタルを用いて、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
モルタルの各原料を混練する際に、白華抑制剤Ｂを、モルタル１ｍ３当たり６．０ｋｇとなる量で添加して混練する以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。白華抑制剤Ｂは、予め水に溶かした状態で添加し、その量は、モルタル１ｍ３当たりの水の量の内割とした。
該モルタルを用いて、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
【0017】
［比較例１］
白華抑制剤を使用しない以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
それぞれの結果を表１に示す。
白華抑制剤を使用しない以外は、実施例１と同様にして試験体を作製して、白華の発生の有無の確認及び評価を行った。
それぞれの結果を表１に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
表１から、実施例１～４と比較例１を比較すると、本発明の白華抑制剤を使用した場合、白華が抑制されることがわかる。