JPH0497929A

JPH0497929A - セメント混和剤用微粒子シリカ水性分散体

Info

Publication number: JPH0497929A
Application number: JP21413490A
Authority: JP
Inventors: Akio Kitagawa; 明雄北川; Jun Uchida; 潤内田; Takahiro Hori; 孝廣堀; Takeshi Inatsuchi; 稲土　剛
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-03-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、セメント、モルタル、コンクリート等の混和
剤として用いられる微粒子シリカ水性分散体の改良、特
に、長期間安定である微粒子シリカ水性分散体に関する
。

（従来の技術）セメント、モルタル、コンクリート等の配合の際、微粒
子シリカの粉末を加えると、これらセメント、モルタル
、コンクリート等の硬化物の強度、水密性、耐久性等が
向上することか知られている。

特公昭６０−５９１８２号公報には、密充填のセメント
粒子間にシリカダスト、コロイダルシリカ等を充填する
ことにより、セメント硬化体の強度を高める方法が示さ
れている。

特開平２−１０２１５２号公報には、密充填のセメント
粒子の空隙をシリカヒユーム粒子と連続粒度分布を有す
る微粒子とで充填する方法か示されている特開昭６２−
１８０７４１号公報には、シリカヒユームと、高級脂肪
酸若しくはその塩と、非イオン界面活性剤及び／又はア
ニオン界面活性剤とからなるシリカヒユーム粒子の水ス
ラリーか提案されている。

（発明が解決しようとする課題）上記特公昭６０−５９１８２号公報は、シリカダストと
コロイダルシリカとの好ましい併用比率を開示していな
いのみならず、セメントへの添加を容易ならしめる安定
な微粒子シリカ水性分散体を開示していない。上記特開
平２−１０２１５２号公報も、やはりシリカダストとコ
ロイダルシリカとの好ましい併用比率の安定な微粒子シ
リカ水性分散体を開示していない。

上記特開昭６２−１８０７４１号公報の水スラリーをセ
メント、モルタル、コンクリート等の配合の際添加する
と、この水スラリーに含まれていた界面活性剤が空気連
行剤として働き、セメント、モルタル、コンクリート等
の硬化体の強度がさ程向上しない。

本発明は、これら従来技術の難点を解消したものであっ
て、セメント、モルタル、コンクリート等の配合の際、
これらに簡便に添加することができ、そしてこの添加が
行われたセメント、モルタル、コンクリート等の硬化体
の強度を著しく向上させることができ、しかも長期間安
定である如き微粒子シリカ水性分散体を提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段）本発明の微粒子シリカ水性分散体は、セメントの粒子径
より小さい粒子径の微粒子シリカ粉末１００重量部と、
平均粒子径２〜３００ミリミクロンのシリカ水性ゾルを
ＳｉＯ□として０．１〜１００重量部と、ベントナイト
０．０５〜１０重量部と、水溶性有機高分子物質０．０
５〜５重量部とを水に分散させてなり、且つ、これら成
分の固形分合計か１０〜８０重量％であることを特徴と
する。

本発明の微粒子シリカ水性分散体か添加されるセメント
配合物は、通常の水硬性セメントのペースト、モルタル
、コンクリート等であって、用いられる水硬性セメント
としても通常のもの、例えば、普通ポルトランドセメン
ト、早強セメント、高炉セメント等でよい。通常、これ
らセメントの粒子の大きさは、１−１００　ミクロン程
度である。

本発明の微粒子シリカ水性分散体に用いられる微粒子シ
リカ粉末としては、その粒子径か上記セメントの粒子の
大きさより小さいものであって、通常、５ミリミクロン
〜１００　ミクロン程度のものである。これらシリカ粉
末は、市販品として容易に入手することができ、例えば
、フェロシリコンの製造時に副生ずるシリカヒユーム、
フライアッシュ、ハロゲン化珪素の気相法加水分解生成
のシリカ粉末、水ガラス水溶液の酸中和による沈降シリ
カの粉末等が挙げられる。

本発明に用いられるシリカ水性ゾルとしては、平均粒子
径３〜２００ミリミクロンのコロイダルシリカが５ｉＯ
ｚ濃度１〜５０重量％に水に安定に分散したのものか好
ましく、特に好ましい例としては、平均粒子径５〜１０
０　ミリミクロンのシリカＳｉＯ２濃度５〜３０重量％
程度のアルカリ性の水性ゾルか挙げられる。

このようなシリカ水性ゾルは公知の方法により容易に得
ることかできる。その例としては、水ガラスの水溶液を
陽イオン交換体により脱アルカリ処理した後、アルカリ
により安定化する方法、或いは、水ガラスの水溶液に酸
を加えることにより生成した沈降シリカをアルカリによ
って解膠する方法等が挙げられる。また、市販品として
も容易に入手することかできる。

本発明に用いられるベントナイトは、モンモリロナイト
を主成分とする通常の市販品でよい。また、水溶性有機
高分子物質も通常の合成又は天然のものでよく、例えば
、市販品のポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド
、非イオン性セルロースエーテル、ザンサンガム等が挙
げられる。

本発明の微粒子シリカ水性分散体は、上記微粒子シリカ
粉末を１００重量部と、上記シリカ水性ゾルを５１０２
として０．１〜１００重量部、好ましくは、５〜６０重
量部と、上記ベントナイトを０．０５〜ｌＯ重量部、好
ましくは、０．５〜８重量部と、上記水溶性有機高分子
物質を０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜２重量
部とを水に加えて均一に混合することにより容易に得ら
れ。この混合の際、この混合によって得られる水性分散
体中の上記混合成分の固形分の合計か１０〜８０重量％
、好ましくは、４０〜６５重量％となるように、上記混
合成分を加えるのが好ましいが、この濃度調節は、上記
混合によって得られた水性分散体に水を加えたり、或い
は、上記混合によって得られた水性分散体を濃縮するこ
とによっても行うことができる。

上記成分を水に加える順序には、特に制限はなく、任意
でよい。また、上記混合の温度としては、水の氷点より
高く、そして得られる水性分散体か増粘乃至ゲル化しな
いような温度か好ましく、通常、０〜１００°Ｃ１好ま
しくは、常温かよい。そして上記混合は、通常の攪拌機
によって、６０〜１８０分程度混合することにより行う
ことができる。

本発明の微粒子シリカ水性分散体としては、上記成分の
他に、本発明の目的が達成される限り、任意の成分を含
有することができ。例えば、少量の分散剤、消泡剤、界
面活性剤等を添加して用いることができる。

上記混合によって、２０°Ｃにおける粘度か１００〜２
０００ｃｐｓ程度の本発明の微粒子シリカ水性分散体が
得られ、この水性分散体は常温では３０日以上殆ど変化
しないという安定性を有する。

（作用）本発明の微粒子シリカ水性分散体において、加えられた
成分の相互作用は未だ完全には解明されていない。けれ
ども、シリカ水性ゾル、ベントナイト、水溶性有機高分
子物質の何れが欠けても、安定な微粒子シリカ水性分散
体か得られないから、これらシリカ水性ゾル、ベントナ
イト及び水溶性有機高分子物質三者が相乗作用によって
微粒子シリカ水性分散体の安定化に寄与しているものと
考えられる。

混合の際、微粒子シリカ粉末１００重量部に対し、シリ
カ水性ゾルの８１０２分が１００重量部を超えると、高
過ぎる粘度の微粒子シリカ水性分散体となり易く、反対
に５１０２分が０．１重量部より少ないと、安定な微粒
子シリカ水性分散体か得られない。

微粒子シリカ粉末１００重量部に対し、ベントナイト分
か１０重量部を超えると、やはり高過ぎる粘度の微粒子
シリカ水性分散体となり、反対に０．１重量部より少な
いと、安定な微粒子シリカ水性分散体か得られない。微
粒子シリカ粉末１００重量部に対し、水溶性有機高分子
物質分が５重量部を超えるときも、高過ぎる粘度の微粒
子シリカ水性分散体となり、反対に０．０５重量部より
少ないと、微粒子シリカか沈降し易く、安定な微粒子シ
リカ水性分散体が得られない。

更に、これら微粒子シリカ粉末、シリカ水性ゾル、ベン
トナイ及び水溶性有機高分子物質の固形分の合計が微粒
子シリカ水性分散体中８０重量％を超えるときも、高過
ぎる粘度の微粒子シリカ水性分散体となる。この固形分
の合計か微粒子シリカ水性分散体中１０重量％より少な
いときは、セメント混和剤としてセメントに添加する際
、多量の微粒子シリカ水性分散体の添加を必要とし、好
ましくない。

微粒子シリカ水性分散体の高過ぎる粘度は、これをセメ
ント混和剤として実用する際、計量、その他取扱いを困
難ならしめ、微粒子シリカ水性分散体の実用性を乏しく
する。

互いに粒子径の異なる微粒子シリカ粉末とシリカ水性ゾ
ルのコロイダルシリカとを組み合わせて加えられた微粒
子シリカ水性分散体を、セメントの配合に用いると、セ
メント粒子の空隙の充填密度を一層高めてセメントの強
度を向上させるのに好都合である。

（実施例）用意された混合成分は、いずれも市販品であり、微粒子
シリカ粉末としてはシリカヒユームが、シリカ水性ゾル
としてはコロイダルシリカの粒子径８ミリミクロン及び
３１０２濃度２０重量％のアルカリ性水性ゾルか、ベン
トナイトとしては８０〜１００メツシユのものが、水溶
性有機高分子物質としてはザンサンガムかそれぞれ用い
られた。

実施例１第１表記載の組成で、ミキサー中混合成分を２時間混合
することにより、第１表記載のＮｏ、　１〜１３の水性
分散体を得た。Ｎｏ、　１〜９は本発明の例であり、Ｎ
ｏ、　１０〜１３は比較例である。

次いで、得られた水性分散体について、その製造直後と
２０℃２８日密閉保存後に、２０°Ｃで粘度を測定した
ところ、第１表記載の結果が得られた。

第１表の実施例の結果と比較例の結果は、本発明の水性
分散体は良好な保存安定性を示しているのに対し、比較
例の水性分散体は保存中に増粘を起こし不安定であるこ
とをことを示している。

実施例２この例では、実施例１で得られた微粒子シリカ水性分散
体をコンクリートに配合することか行われた。用いられ
た材料は、下記のものである。

セメント・・−・・−普通ポルトランドセメント粗骨材
　・・・−・−・・・・表乾比重２．６５の砕石２００
５細骨材　・〜・・−・−表乾比重２．６０の川砂ＡＥ
剤　　・・・−・−・　ホゾリスＮｏ、　７０減水剤　
・・・・・−・−・マイティ−１５０第２表にコンクリ
ート（Ａ）〜（Ｆ）の単位配合を示す。　また、第３表
には、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）の他、ＪＩＳ　Ａ　６
２０４の規定の測定方法に準じたこれらコンクリートの
物性について、スランプ値、空気量及び圧縮強度のテス
ト結果を示した。尚、コンクリート（Ｃ）と（Ｆ）は、
微粒子シリカ水性分散体を配合しなかった比較例である
。

第３表の結果は、本発明の微粒子シリカ水性分散体を配
合した硬化コンクリートは極めて高い強度を有すること
を示している。

（発明の効果）本発明によれば、微粒子シリカ粉末と、シリカ水性ゾル
と、ベントナイトと、水溶性高分子物質とを水に混加す
るのみて、安定な微粒子シリカ水性分散体ががられる。

そしてこの安定な微粒子シリカ水性分散体を、セメント
、モルタル、コンクリート等に配合すると、強度の著し
く高いこれらの硬化体か得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

セメントの粒子径より小さい粒子径の微粒子シリカ粉末
１００重量部と、平均粒子径２〜２００ミリミクロンの
シリカ水性ゾルをＳｉＯ＿２として０．１〜１００重量
部と、ベントナイト０．０５〜１０重量部と、水溶性有
機高分子物質０．０５〜５重量部とを水に均一に分散さ
せてなり、且つ、これら成分の固形分合計が１０〜８０
重量％であるセメント混和剤用微粒子シリカ水性分散体
。