JP2002179449A - セメント分散剤 - Google Patents
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Abstract
安定した分散性を発現し、且つ、硬化遅延を抑制しなが
らスランプ保持性を確保できるセメント分散剤を提供す
る。 【解決手段】 ポリオキシアルキレン基を有するエチレ
ン系不飽和カルボン酸誘導体等の特定の単量体(A1)と
(メタ)アクリル酸等の特定の単量体(A2)とを共重合さ
せて得られ、前記モル比(A1)/(A2)が反応途中において
少なくとも1回変化されている共重合体混合物又は該共
重合体混合物をアルカリで中和した共重合体混合物塩、
並びに特定のエチレン性不飽和単量体(b1)から誘導され
る単位と、エチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸エス
テル系単量体(b2)から誘導される単位とを構造単位とし
て有する共重合体又は該共重合体をアルカリで中和した
共重合体塩を含有するセメント分散剤。
Description
関する。
グリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体と
(メタ)アクリル酸系単量体とから製造された共重合体
(以下、アクリル酸系という)が知られている。
オキサイド(以下AOという)の付加モル数(以下、nで
表す)やモノマー比を変化させることで、特徴的な性能
を付与することが可能であることが開示されている(特
開昭58-74552号、特開平8-12396号、特開平7-247150号
等)。しかし、これらは単独で使用すると、(1)配合
条件が多岐に渡り、年間を通じて広い範囲で温度が変動
する実際のコンクリート製造条件に対して、極めて汎用
性が低い、(2)混練時から充填までに時間を要する生
コンクリート用途などで、混練直後のフレッシュ状態を
充填時まで(約2時間)持続するのに必要な、いわゆる
スランプ保持力を確保することが困難である、という問
題が生じる。
るために、異なる2種以上の共重合体を配合して、相互
の欠点を補い合うことが提案されている。例えば、特開
平9-40446号には、nが100〜300と1〜30の単量体を共
重合した共重合体を混合したものが開示されている。し
かし、併用する共重合体の単量体重量比が互いに接近し
ていると、汎用性の広がりが小さく、逆に単量体重量比
があまり離れたものを選択すると、相互の欠点が補えな
い領域が生じるため、性能が不十分な領域が生じる。ま
た、(2)に対しては、遅延剤を配合する技術が知られ
ているが、2時間もの長時間にわたりこの効果を持続で
きるだけの遅延剤を配合すると、水硬性組成物が過度の
硬化遅延を起こしてしまう。
開平10-81549号には、特定の共重合体を用いることが開
示されている。該共重合体は、硬化遅延を生じることな
く、スランプ保持性を確保するためには有効であるが、
該共重合体を単独で使用すると、初期の分散性が不足
し、また、その他の高性能減水剤を配合しても、初期の
分散性や、上記(1)に係るコンクリート製造条件に対
する汎用性が不十分である。
性組成物に対して、多様な製造条件下で安定した分散性
を発現し、且つ、硬化遅延を抑制しながらスランプ保持
性を確保できるセメント分散剤を提供することである。
(a1)で表される単量体の少なくとも1種(A1)と下記の一
般式(a2)で表される単量体の少なくとも1種(A2)とを共
重合させて得られ、且つ前記単量体(A1)と(A2)のモル比
(A1)/(A2)が反応途中において少なくとも1回変化され
ている共重合体混合物又は該共重合体混合物をアルカリ
で中和した共重合体混合物塩〔以下、両者を共重合体混
合物(A)という〕と、炭素数2〜3のオキシアルキレン
基2〜300モルを有するエチレン性不飽和単量体(b1)か
ら誘導される単位と、エチレン性不飽和モノ又はジカル
ボン酸のアルキル、アルケニル又はヒドロキシアルキル
エステル単量体(b2)から誘導される単位とを構造単位と
して有する共重合体又は該共重合体をアルカリで中和し
た共重合体塩〔以下、両者を共重合体(B)という〕とを
含有するセメント分散剤に関する。
レン基 n:2〜300の数 X:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基 を表す。)
(CH2)m1COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m1COOM2と無水物を
形成していてもよく、その場合、それらの基のM1,M2は
存在しない。 M1,M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アル
キルアンモニウム基 m1:0〜2の数 を表す。)
混合物(A)の製造に用いられる一般式(a1)で表される単
量体(A1)としては、メトキシポリエチレングリコール、
メトキシポリプロピレングリコール、メトキシポリブチ
レングリコール、メトキシポリスチレングリコール、エ
トキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末
端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールと(メタ)ア
クリル酸、マレイン酸との(ハーフ)エステル化物や、
(メタ)アリルアルコールとのエーテル化物、及び(メ
タ)アクリル酸、マレイン酸、(メタ)アリルアルコー
ルへのエチレンオキシド(以下、EOと表記する)、プロ
ピレンオキシド(以下、POと表記する)付加物が好まし
く用いられ、R3は水素原子が好ましく、pは1が、mは0
が好ましい。より好ましくはアルコキシ、特にはメトキ
シポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエ
ステル化物である。
モル数nは小さくなると硬化速度、分散性、粘性が低減
される傾向にあり、nが大きくなるとこれらは増加する
傾向にある。従って、目的とする性能に合わせてnを選
べばよい。
重視する場合は、80≦nであることが好ましく、より好
ましくは90≦n、さらに好ましくは100≦n、最も好まし
くは110≦nであることである。また、300<nでは、分散
性が低下し、製造の際の重合性も低下するので、より好
ましくはn≦200、さらに好ましくはn≦150、特に好まし
くはn≦130である。
は、2≦n≦100が好ましく、より好ましくは5≦n≦8
0、さらに好ましくは5≦n≦50、最も好ましくは5≦n
≦30である。
が必要な場合、nの大きなものと小さなものとを共重合
することが好ましく、特に単量体(A1)として、下記一般
式(a1-1)で表される単量体(A1-1)及び下記一般式(a1-2)
で表される単量体(A1-2)とを併用することが好ましい。
レン基、好ましくは炭素数2〜3のオキシアルキレン基 n1:12〜300の数 X1:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基、好ましく
は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基 を表す。)
レン基、好ましくは炭素数2〜3のオキシアルキレン基 n2:2〜290の数(ただし、一般式(a1-1)中のn1との関
係は、n1>n2且つ(n1−n 2)≧10、好ましくは≧30、更
に好ましくは≧50である。) X2:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基、好ましく
は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基 を表す。)。
は(A1-1)/(A1-2)=0.1〜8、より好ましくは0.2〜2.
5、特に好ましくは0.4〜2の範囲にあることである。な
お、この平均重量比は、反応に用いる全単量体の重量比
の平均である。
反応モル比[(A1-1)+(A1-2)]/(A2)は、好ましくは、
変化前後の該モル比の少なくとも何れかが0.02〜4、さ
らに好ましくは0.05〜2.5、特に好ましくは0.1〜2の範
囲にあることである。最も好ましくは、変化前後の該モ
ル比が共に、これらの範囲にあることである。
≦n2≦290、n2+10≦n1であることが好ましく、より好
ましくはn2+30≦n1、さらに好ましくはn2+50≦n1であ
れば、両者の性能が顕著に発現する。さらに好ましくは
80≦n1≦300、2≦n2<50、より好ましくは100≦n1≦30
0、2≦n2<30、特に好ましくは110≦n1≦300、2≦n2
<10からn1、n2を選ぶことである。
れる一般式(a2)で表される単量体(A2)としては、(メ
タ)アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸系単量
体、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等のジカルボン
酸系単量体、又はこれらの無水物もしくは塩、例えばア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、
水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキル
(炭素数2〜8)アンモニウム塩が好ましく、より好ま
しくは(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン
酸、更に好ましくは(メタ)アクリル酸又はこれらのア
ルカリ金属塩である。
(A2)とを、好ましくは(A1)/(A2)=0.02〜4の範囲のモ
ル比で反応させて得られるが、これらのモル比(A1)/(A
2)は反応途中において少なくとも1回変化されている。
そして、本発明では、共重合体混合物(A)のうち、共重
合体混合物(A-1)を製造するための全単量体に対する単
量体(A2)の平均重量比(XI)と異なる平均重量比(XII)に
より得られた共重合体混合物(A-2)を併用することが好
ましい。すなわち、共重合体混合物(A-2)は、上記単量
体(A1)、(A2)とを、好ましくは(A1)/(A2)=0.02〜4の
範囲のモル比で反応させて得られた共重合体混合物であ
って、これらのモル比(A1)/(A2)は反応途中において少
なくとも1回変化されており、該共重合体混合物(A-2)
を製造するための全単量体に対する単量体(A2)の平均重
量比(XII)が、共重合体混合物(A-1)の平均重量比(XI)と
は異なるものである。平均重量比は、〔単量体(A2)の合
計量/全単量体量〕×100(重量%)で表され、それぞ
れ1〜30(重量%)の範囲にあることが好ましい。な
お、以下この平均重量比を「(A2)平均重量比」という場
合もある。また、この平均重量比(XI)、(XII)は、少な
くとも1.0(重量%)、更に少なくとも2.0(重量%)、
特に少なくとも3.0(重量%)相違することが好まし
い。なお、共重合体混合物(A-1)と(A-2)とで、製造に用
いる単量体(A1)、(A2)の種類が異なっていても、本発明
では平均重量比(XI)、(XII)が異なっていればよいが、
単量体(A1)、(A2)として同一の種類のものを用いるのが
好ましい。
重量比(XI)が、1〜30重量%、更に7〜20重量%、特に
8〜16重量%であることが好ましい。そして、この共重
合体混合物(A-1)を主剤として、配合系を組み立てる
と、各性能のバランスのよいコンクリート減水剤を得ら
れる。
として、(A2)平均重量比の異なる複数の単量体混合物か
らそれぞれ得られた複数の共重合体を用いることができ
る。実用的な面から、(A2)平均重量比の異なる1〜3つ
の単量体混合物からそれぞれ得られた1〜3つの共重合
体混合物を用いるのが好ましい。共重合体混合物(A-2)
として1つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全
部で2つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそ
れらを共重合体混合物(Ai)、(Aii)とし、これらの(A2)
平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)とすると、 5≦(Xi)<8(重量%) 8≦(Xii)≦16 であることが好ましい。また、共重合体混合物(A-2)と
して2つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全部
で3つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそれ
らを共重合体混合物(Ai)、(Aii)、(Aiii)とし、これら
の(A2)平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)、(Xiii)とす
ると、 5≦(Xi)<8(重量%) 8≦(Xii)≦16(重量%) 16<(Xiii)≦30(重量%) であることが好ましい。
多数存在することで広い範囲のW/Cとコンクリート温度
で良好な分散性と分散保持性が発現する。特に長時間に
わたる分散保持性が安定になる。その結果、W/Cの変動
や温度の変動にも十分対応できるセメント分散剤とな
る。
上記単量体(A1)、(A2)とを、好ましくは(A1)/(A2)=0.
02〜4の範囲のモル比で反応させて得られた共重合体混
合物(A-1)、好ましくは更に共重合体混合物(A-2)を含有
するが、何れにおいても、これらのモル比(A1)/(A2)は
反応途中において少なくとも1回変化されている。該モ
ル比の変化は、増加、減少、それらの組み合わせの何れ
でもよい良い。該モル比を段階的ないし断続的に変化さ
せる場合は、変化の回数は1〜10回、特に1〜5回が好
ましい。また、該モル比を連続的に変化させる場合は直
線的な変化、指数関数的な変化、その他の変化の何れで
もよいが、変化の度合いは1分あたり0.0001から0.2、
更に0.0005から0.1、特に0.001から0.05が好ましい。ま
た、該モル比は、変化前後のモル比(A1)/(A2)の少なく
とも何れかが0.02〜4の範囲にあることが好ましく、特
に変化前後のモル比(A1)/(A2)が共に0.02〜4の範囲に
あることが好ましい。また、前記したようにモル比の変
化は種々の態様があるが、何れの場合も、全共重合反応
における該モル比(A1)/(A2)の最大値と最小値の差が、
少なくとも0.05、特に0.05〜2.5の範囲にあることが好
ましい。
2)モル比を少なくとも1回変化させて重合する工程を有
する製造方法により得られるが、具体的には、単量体(A
1)の水溶液の滴下開始と同時に、単量体(A2)の滴下を開
始し、それぞれのモル比が、所定範囲となるように滴下
流量(重量部/分)を変化させて所定時間滴下する方法
が挙げられる。この方法では、単量体(A1)/(A2)モル比
の変化量(最大値と最小値の差)は、0.05〜2.5が好ま
しく、より好ましくは0.1〜2である。この方法のよう
に反応途中で一回でもモル比を変化させることで得られ
た共重合体混合物(A)は、一定の(A1)/(A2)モル比で反
応させて得られる共重合体より(A1)/(A2)モル比の分布
が広い多数の共重合体の混合物であると推測される。
50〜100%を上記のように滴下流量を変化させて製造す
ることが好ましい。
溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロ
パノール、ブタノール等の低級アルコール;ベンゼン、
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサ
ン等の脂環式炭化水素;n−ヘキサン等の脂肪族炭化水
素;酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン類等を挙げることができる。これら
の中でも、取り扱いが容易で、単量体、重合体の溶解性
の点から、水、低級アルコールが好ましい。
することができる。重合開始剤としては、有機過酸化
物、無機過酸化物、ニトリル系化合物、アゾ系化合物、
ジアゾ系化合物、スルフィン酸系化合物等を挙げること
ができる。重合開始剤の添加量は、単量体(A1)、単量体
(A2)及び他の単量体の合計に対して0.05〜50モル%が好
ましい。
することができる。連鎖移動剤としては、低級アルキル
メルカプタン、低級メルカプト脂肪酸、チオグリセリ
ン、チオリンゴ酸、2-メルカプトエタノール等を挙げる
ことができる。共重合反応の反応温度は、0〜120℃が
好ましい。
て、脱臭処理をすることができる。特に連鎖移動剤とし
てメルカプトエタノール等のチオールを用いた場合に
は、不快臭が重合体中に残存しやすいため、脱臭処理を
することが望ましい。
合物であって酸型のものは、酸型のままでもセメント用
分散剤として適用することができるが、酸性によるエス
テルの加水分解を抑制する観点から、アルカリによる中
和によって塩の形にすることが好ましい。このアルカリ
としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化
物、アンモニア、モノ、ジ、トリアルキル(炭素数2〜
8)アミン、モノ、ジ、トリアルカノール(炭素数2〜
8)アミン等を挙げることができる。(メタ)アクリル
酸系重合体をセメント用分散剤として使用する場合は、
一部又は完全中和することが好ましい。本発明での共重
合体混合物塩とは、この酸型の共重合体混合物を一部又
は完全中和した塩のことをいう。なお、酸型の共重合体
混合物には、単量体(A2)として一部塩を用いて得られる
共重合体混合物も含まれる。
合体混合物の重量平均分子量〔ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算、カ
ラム:G4000PWXL + G2500PWXL(東ソー(株)製)、溶
離液:0.2Mリン酸緩衝液/アセトニトリル=7/3(体
積比)〕は、セメント用分散剤として充分な分散性を得
るため、10,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000
が特に好ましい。
アクリルアミド、スチレン、(メタ)アクリル酸アルキ
ル(水酸基を有していてもよい炭素数1〜12のもの)エ
ステル、スチレンスルホン酸等の共重合可能な単量体を
併用してもよい。これらは全単量体中50重量%以下、更
に30重量%以下の比率で使用できるが、0重量%が好ま
しい。
いて、炭素数2〜3のオキシアルキレン基2〜300モル
を有するエチレン性不飽和単量体(b1)としては、前記単
量体(A1)として例示したものや、炭素数2〜3のオキシ
アルキレン基を付加したアクリルアミド、アクリルアル
キルアミド等が挙げられる。また、こうした単量体(b1)
としては、次の一般式で表されるものを好ましいものと
して挙げることができる。
は2〜300であり、EO、POの両付加物についてはランダ
ム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれでも用いる
ことができる。特にコンクリートの硬化遅延を引き起こ
さないものという観点からは、付加モル数として50以上
が好ましく、さらに110以上が特に好ましい。オキシア
ルキレン基の付加モル数が300以下であれば、重合性は
良好で且つ流動付与性も良好となる。
はジカルボン酸のアルキル、アルケニル又はヒドロキシ
アルキルエステル単量体(b2)は、例えば次の一般式
は(CH2)pCOOY Y:炭素数1〜18のアルキル基 p:0〜2)で表される不飽和モノカルボン酸のエステ
ルを好ましいものとして挙げることができる。
18の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル又はアルケニル(メ
タ)アクリル酸エステル、炭素数2〜6のヒドロキシア
ルキル(メタ)アクリル酸エステルを用いることができ
る。ここで、上の一般式(B2)中のRb4としては、炭素数
1〜4のものが、得られる重合体の水への溶解性が良い
点で特に好ましいが、直鎖、分岐鎖の形態については特
に限定されるものではない。
〜18の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル又はアルケニルの
マレイン酸エステル、フマル酸エステル、イタコン酸エ
ステル、又はシトラコン酸エステルを使用することもで
きる。なお、エステルはモノ又はジエステルのいずれで
もよく、モノエステルが好ましい。
量体(b1)単位及び単量体(b2)単位の割合は、単量体(b1)
0.1〜50モル%及び単量体(b2)50〜99.9モル%の範囲が
流動保持性に優れ、特に単量体(b1)1〜40モル%及び単
量体(b2)60〜99モル%の範囲においては流動性の低下が
殆どなく、流動保持性に極めて優れる。上記の範囲以外
では流動保持性が低下傾向となる。
単位として単量体(b3)から誘導される単位を有すること
ができる。この単量体(b3)は、エチレン性不飽和モノカ
ルボン酸若しくはその塩、又はエチレン性不飽和ジカル
ボン酸、その酸無水物、若しくはそれらの塩であり、例
えば次の一般式で記述することができる。
モニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキル
アンモニウム基 Rb6〜Rb8:水素原子、メチル基又は(CH2)m2COOM''、但
しM''はM'と同じ m2:0又は1) こうした単量体(b3)としては、モノカルボン酸単量体と
して、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又はこ
れらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、置
換アミン塩を使用できる。また不飽和ジカルボン酸系単
量体として、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、
フマル酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩を使
用できる。その他含有してもよい単量体としては、アク
リルアミド、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル等が一
例として挙げられる。
る共重合体(B)を構成する単量体(b1)単位、単量体(b2)
単位及び単量体(b3)単位の割合は、単量体(b1)0.1〜50
モル%、単量体(b2)50〜90モル%及び単量体(b3)0.1〜5
0モル%の範囲が流動保持性に優れ、特に単量体(b1)5
〜40モル%、単量体(b2)50〜90モル%及び単量体(b3)5
〜40モル%の範囲においては流動性の低下が殆どなく、
かつ初期流動性と流動保持性のバランスがよく、その結
果コンクリートに対する混和剤の使用量が低減できる点
で極めて優れる。
で製造することができる。例えば、特開昭62−119147号
公報、特開昭62−78137号公報等に記載された溶液重合
法が挙げられる。即ち、適当な溶媒(例えば共重合体混
合物(A)で例示したもの)中で、上記単量体(b1)及び(b
2)又は(b1)、(b2)及び(b3)を上記の割合で組み合わせて
重合させることにより製造される。また、重合開始剤、
促進剤、連鎖移動剤を併用することもできる。また、こ
のようにして得られた共重合体をアルカリで一部又は完
全中和した塩も本発明の共重合体(B)に含まれる。
子量(測定方法は共重合体混合物(A)と同じ)は、8,000
〜1,000,000の範囲が良く、10,000〜300,000がより好ま
しい。この範囲で流動付与性と流動保持性が良好とな
る。
発明の効果を損なわない範囲内、例えば0〜20重量%
で、他の共重合可能な単量体を用いて製造してもよい。
こうした単量体としては例えば、アクリロニトリル、メ
タリルスルホン酸、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、スチレン、スチレンスルホン酸等が挙げられる。
剤は、共重合体混合物(A)と共重合体(B)の合計で、セメ
ントに対して0.02〜2.0重量%(固形分として)、更に
0.02〜1.0重量%、特に0.1〜0.5重量%の比率で使用さ
れるのが好ましい。
上記共重合体混合物(A)と共重合体(B)の固形分重量比
は、(A)/(B)=1/99〜99/1、更に10/90〜90/10、
特に50/50〜90/10が好ましい。
クリートに対し、予め両者を混合してから添加しても、
別々に添加してもよく、先に混練水で稀釈してから添加
してもよい。
体混合物(A)で示した単量体(A1)と単量体(A2)とをモル
比を変化させずに共重合して得られた共重合体又は該共
重合体をアルカリで一部又は完全中和した共重合体塩
〔以下、両者を共重合体(C-1)という〕を併用すること
ができる。共重合体(C-1)の製造に用いる単量体は前記
単量体(A1)と単量体(B2)で例示したものが挙げられる。
共重合体(C-1)は一般式(a1)中のnにより、性能が異なる
ため、共重合体混合物(A)と共重合体(B)の種類や配合量
を考慮して、要求特性に適当なnを選定する。具体的に
は、 (1)一般式(a1)中のnが1以上50未満の単量体を用い
た共重合体(C-1-i) (2)一般式(a1)中のnが50以上110未満の単量体を用い
た共重合体(C-1-ii) (3)一般式(a1)中のnが110以上300以下の単量体を用
いた共重合体(C-1-iii) が挙げられ、それぞれの性能や用途を考慮して共重合体
混合物(A)と共重合体(B)と併用すればよい。
の一般式(c1)で表される単量体の少なくとも1種(C')
と、マレイン酸又はその塩もしくは無水物(C'')とを共
重合させて得られる共重合体又は該共重合体をアルカリ
で一部又は完全中和した共重合体塩〔以下、両者を共重
合体(C-2)という〕を併用してもよい。共重合体(C-2)の
重量平均分子量は、300〜300,000が好ましく、5000〜10
0,000がより好ましい。この分子量は共重合体混合物(A)
と同様に測定される。共重合体(C-2)は、マリアリムEKM
60K、マリアリムAKM60F(共に日本油脂社)、スーパー2
00(電気化学社)等の商品名で市販されているものを使
用することもできる。 Rc1O(Rc2O)rRc3 (c1) (式中、 Rc1:炭素数2〜5のアルケニル基、好ましくはビニル
基、アリル基、メタリル基、より好ましくはアリル基 Rc2:炭素数2〜3、好ましくは2のアルキレン基 Rc3:水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基、好まし
くはメチル基 r:2〜150、好ましくは2〜90、より好ましくは10〜6
0、更に好ましくは20〜50の数 を表す。)。
合体(C)という)の使用量は、共重合体混合物(A)と共重
合体(B)の量を勘案して適宜決定すればよいが、共重合
体混合物(A)の特長を主とする場合は、〔(C)/[(A)+
(C)]〕×100が0超50未満(重量%)が好ましく、より
好ましくは0超30未満(重量%)、より好ましくは0超
20未満(重量%)である。また、共重合体混合物(A)と
共重合体(C)の相互の効果を勘案して〔(A)/[(A)+
(C)]〕×100が0超50未満(重量%)の比率で用いるこ
ともでき、この場合、より好ましくは0超30未満(重量
%)、より好ましくは0超20未満(重量%)である。
ミンスルホン酸ホルマリン縮合物(C-3)を併用してもよ
い(例えば特公昭63−37058号公報参照)。塩として
は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、ア
ンモニア、モノ、ジ、トリアルキル(炭素数2〜8)ア
ミン、モノ、ジ、トリアルカノール(炭素数2〜8)ア
ミン等による塩を挙げることができる。市販品として、
マイティ150V-2(花王(株)製)、SMF-PG(日産化学工
業(株))、メルメントF-10(昭和電工(株)製)等が
ある。また、(C-3)と上記共重合体混合物(A)との重量比
は、(A)/(C-3)=100/1〜100/100が好ましく、100/
5〜100/50がより好ましく、100/5〜100/30がより
好ましい。
分子(C-4)を併用することもできる。水溶性高分子とし
ては、下記(C-4-1)〜(C-4-8)から選ばれる少なくとも一
種が好ましい。 (C-4-1)非イオン性セルロースエーテル (C-4-2)アクリル酸共重合体 (C-4-3)ポリアルキレングリコール (C-4-4)醗酵により得られる多糖類 (C-4-5)キサンタンガム (C-4-6)炭素数6〜30の一価アルコール又は炭素数6〜3
0の一価メルカプタン又は炭素数6〜30のアルキルを有
するアルキルフェノール又は炭素数6〜30のアミン又は
炭素数6〜30のカルボン酸に、アルキレンオキサイドを
平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体 (C-4-7)炭素数6〜30の一価アルコール又は炭素数6〜3
0の一価メルカプタン又は炭素数6〜30のアルキルを有
するアルキルフェノールに、アルキレンオキサイドを平
均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体
と、エポキシ基を1個以上有する化合物との反応生成物 (C-4-8)多糖類又はそのアルキル化もしくはヒドロキシ
アルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子
が、炭素数8〜40の炭化水素鎖を部分構造として有する
疎水性置換基(P)と、スルホン酸基、カルボキシル基、
リン酸基及び硫酸エステル基並びにこれらの塩からなる
群から選ばれる一種以上の基を部分構造として有するイ
オン性親水性基(Q)で置換されてなる多糖誘導体。
重量比は、上記(C-4-1)、(C-4-2)、(C-4-4)、(C-4-6)、
(C-4-7)を用いる場合、両者の重量比は、(A)/(C-4)=1
00/0.02〜100/1000が好ましく、100/0.2〜100/1000
がより好ましい。また、上記(C-4-3)を用いる場合、両
者の重量比は、(A)/(C-4)=100/2〜100/5000が好ま
しく、100/2〜100/3000がより好ましい。また、上記
(C-4-5)、(C-4-8)を用いる場合、両者の重量比は、(A)
/(C-4)=100/0.02〜100/100が好ましく、100/0.2〜
100/20がより好ましく、100/0.2〜100/10が特に好ま
しい。
シカルボン酸又はその塩、糖類及び糖アルコールからな
る群から選ばれる一種以上の化合物(C-5)を配合するこ
とができる。(C-5)のうち、オキシカルボン酸は、グル
コン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸及び
クエン酸から選ばれる一種以上が好ましい。オキシカル
ボン酸の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カル
シウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、トリエタ
ノールアミン塩等の有機塩、無機塩が挙げられる。ま
た、(C-5)のうち、糖類は、単糖類、オリゴ糖類及び多
糖類から選ばれる一種以上の化合物が好ましい。単糖類
は、グルコース、フラクトース、ガラクトース、サッカ
ロース、キシロース、アビトース、リポーズ、異性化糖
等が、オリゴ糖としては、二糖類、三糖類、デキストリ
ン等が挙げられる。また、これら単糖類、オリゴ糖類を
含む糖蜜類が挙げられる。また、(C-5)のうち、糖アル
コールはソルビトールが好ましい。(C-5)としては、オ
キシカルボン酸又はその塩、糖類が好ましく、糖類が特
に好ましい。コンクリート温度が30℃を超える過酷な条
件では、サッカロース、グルコース等の単糖類、グルコ
ン酸等のオキシカルボン酸又はその塩が好ましい。(C-
5)と共重合体混合物(A)との重量比は、(A)/(C-5)=100
/1〜100/50が好ましく、100/3〜100/40がより好
ましく、100/3〜100/30が更に好ましい。
剤(C-6)を併用することができる。(C-6)としては、シリ
コーン系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、エーテル系
消泡剤が好ましく、シリコーン系消泡剤ではジメチルポ
リシロキサンがより好ましく、脂肪酸エステル系消泡剤
ではポリアルキレングリコール脂肪酸エステルがより好
ましく、エーテル系消泡剤ではポリアルキレングリコー
ルエーテルがより好ましい。
化タイプのものが好ましく、そのような乳化タイプのも
のとしては、KM-70、KM-73A(何れも信越シリコン
社)、TSAシリーズ(ジーイー東芝シリコーン
(株))、FSアンチフォームシリーズ(ダウコーニング
アジア社)、アンチフォームE-20(花王(株))等の市
販品が挙げられる。
ルキレングリコール脂肪酸エステルを主成分とするもの
としてレオゾールTWL120(花王社)、ニコフィックス、
フォームレックス(何れも日華化学社)等が挙げられ
る。
(C-6-1)で表されるポリアルキレングリコールエーテル
が挙げられる。 R-O[(PO)m(EO)n]H (C-6-1) 〔式中、Rは水素原子、炭素数6〜24のアルキル基もし
くはアルケニル基、又はアリール基である。POはオキシ
プロピレン基、EOはオキシエチレン基、m、nはそれぞ
れ独立して0〜50の数である。なお、POとEOの配列はラ
ンダムでもブロックでも何れでも良い。〕。
炭素数6〜18のアルキル基が好ましい。ポリアルキレン
グリコールエーテル系の消泡剤としては、消泡剤No.8
(ポリオキシプロピレン(平均付加モル数3)ラウリル
エーテル、花王社)、消泡剤No.11(ポリオキシプロピ
レン(平均付加モル数3)ポリオキシエチレン(平均付
加モル数1)ラウリルエーテル、花王社)、SNデフォー
マー15-P、フォーマスターPC(何れもサンノプコ社)、
アデカプルロニックシリーズ(旭電化工業社)等の市販
品が挙げられる。
計で、セメントに対して0.02〜2.0重量%(固形分とし
て)、更に0.02〜1.0重量%、特に0.1〜0.5重量%の比
率で使用されるのが好ましい。また、本発明のセメント
分散剤において、上記共重合体混合物(A)と消泡剤(C-6)
の固形分重量比は、(A)/(C-6)=100/0.01〜100/5、
更に100/0.1〜100/1が好ましい。
剤(材)を含有することもできる。例えば、樹脂石鹸、
飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナ
トリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンス
ルホン酸(塩)、アルカンスルホネート、ポリオキシア
ルキレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシア
ルキレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル
(塩)、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エ
ーテルリン酸エステル(塩)、蛋白質材料、アルケニル
コハク酸、α−オレフィンスルホネート等のAE剤;遅
延剤;起泡剤;増粘剤;珪砂;AE減水剤;塩化カルシ
ウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシ
ウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化
鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カ
リウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸
(塩)、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤;発
泡剤;樹脂酸(塩)、脂肪酸エステル、油脂、シリコー
ン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤;
高炉スラグ;流動化剤;防泡剤;フライアッシュ;高性
能減水剤;シリカヒューム;亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜
鉛等の防錆剤;水溶性高分子;(メタ)アクリル酸アル
キル等の高分子エマルジョンが挙げられる。
ト、コンクリート振動製品分野の外、セルフレベリング
用、耐火物用、プラスター用、石膏スラリー用、軽量又
は重量コンクリート用、AE用、補修用、プレパックド
用、トレーミー用、グラウト用、寒中用等の種々のコン
クリートの何れの分野においても有用である。
混合物を製造した。その際、単量体(A1)と(A2)のモル比
(A1)/(A2)を反応途中において変化させた。
シポリエチレングリコールモノメタクリレートの略であ
り、( )内の数字はEO平均付加モル数である(以下同
様)。また、MAAはメタクリル酸である。また、表2
中、「-Na」はナトリウム塩であることを意味する。な
お、表1、2中の共重合体混合物は以下の製造例に準じ
て製造した。
-Naの製造>ガラス製反応容器に水329.9重量部を仕込
み、窒素置換後、窒素雰囲気下で78℃まで昇温した。次
に、MPEGMM(120)の60%水溶液216.4重量部、MPEGMM(9)
の90%水溶液75.5重量部、メタクリル酸38.3重量部の混
合液と5%過硫酸アンモニウム水溶液27.7重量部と5%
−2−メルカプトエタノール水溶液30.8重量部とを55分
で滴下し、MPEGMM(120)の60%水溶液78.7重量部、MPEGM
M(9)の90%水溶液32.1重量部、メタクリル酸9.7重量部
の混合液と5%過硫酸アンモニウム水溶液8.2重量部と
5%−2−メルカプトエタノール水溶液9.2重量部とを2
0分で滴下し、更にMPEGMM(120)の60%水溶液59.0重量
部、MPEGMM(9)の90%水溶液26.0重量部、メタクリル酸
5.6重量部の混合液と5%過硫酸アンモニウム水溶液5.4
重量部と5%−2−メルカプトエタノール水溶液6.0重
量部とを15分で滴下した。滴下時間ごとのモル比(A1)/
(A2)を表2に示す。滴下終了後、60分間78℃で熟成させ
た後、5%過硫酸アンモニウム水溶液20.7重量部を5分
で添加した。更に120分間78℃で熟成し、表1に示す共
重合体混合物A-IVを得た。さらに、48%水酸化ナトリウ
ム水溶液20.8重量部を加えて、表2に示す共重合体混合
物A-IV-Naを得た。この共重合体混合物A-IV-Naの5重量
%水溶液のpH(20℃)は5.9であった。なお、表1及び
表2において、(A1)/(A2)のモル比を2回変化させた共
重合体混合物A-V、A-V-Naは、この製造例1に準じて
製造した。
-Naの製造>温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入
管、及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水423
重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下
で70℃まで昇温した後、MPEGMM(9)を44.9重量部、メタ
クリル酸18.2重量部を混合した滴下用単量体液(1)と
5%−2−メルカプトエタノール酸水溶液14.2重量部と
5%過硫酸アンモニウム水溶液13.8重量部の3液を同時
に15分間で滴下し、次いで、MPEGMM(9)を250.5重量部、
メタクリル酸65.2重量部を混合した滴下用単量体液
(2)と5%−2−メルカプトエタノール酸水溶液59.2
重量部と5%過硫酸アンモニウム水溶液57.6重量部の3
液を75分間で滴下し合計90分間で滴下を終了させた。滴
下終了後、同温で1時間熟成し5%過硫酸アンモニウム
水溶液21.4重量部を10分かけて滴下した後、70℃で2時
間熟成させ重合反応を完結させ、表1に示す共重合体混
合物A-Iを得た。さらに、48%水酸化ナトリウム水溶液
57重量部を加えて中和し、表2に示す共重合体混合物A-
I-Naを得た。この共重合体混合物A-I-Naの5重量%水
溶液のpHは6.0(20℃)であった。なお、表1及び表2
において、(A1)/(A2)のモル比を1回変化させた共重合
体混合物A-II、A-III、A-VI、A-II-Na、A-III-Na、A-VI
-Naは、この製造例2に準じて製造した。
て共重合体(B)を製造した。
エチレンポリプロピレン(ランダム付加物)グリコール
モノメタクリレート(EO平均付加モル数125、PO平均付
加モル数15)の略である。
造した。その際、単量体(C1)と(C2)の重量比は一定とし
た。
グリコール(n=32)モノアリルエーテルの略である。
×100% (2)配合 上記材料により調製したコンクリートの配合を表5に示
す。
分散剤等を、傾胴ミキサーに投入し、25rpmで3分間混
練し、排出直後の以下の性能を評価した。また、配合II
については、コンクリート30リットル分の材料と分散剤
等を、パン型ミキサーに投入し、90秒間混練し、排出直
後の以下の性能を評価した。結果を表6〜10に示す。表
6、7、8は表5のコンクリート配合Iに対して、表
9、10は表5のコンクリート配合IIに対して実施した結
果であり、表6、7、9、10は室温20℃(コンクリート
温度22℃)で、表8は室温30℃(コンクリート温度33
℃)で実施した。
する共重合体混合物(A)と共重合体(B)と共重合体(C)の
固形分の総粉体に対する添加率を測定する。数値が小さ
い程、分散性が良い。
mで所定時間回転させ、120分後のスランプ値を測定し
た。120分後のスランプ値の、初期スランプ値に対する
百分率を保持性とした。数値が大きい程、分散保持性が
良い。
指針(コンクリートライブラリー93)〕となるのに要す
る共重合体混合物(A)と共重合体(B)と共重合体(C)の固
形分の総粉体に対する添加率を測定する。数値が小さい
程、分散性が良い。
静置し、120分後のスランプフロー値を測定する。120分
後のスランプフロー値の、初期スランプフロー値に対す
る百分率を保持性とした。数値が大きい程、分散保持性
が良い。、 (3−2−3)粘性 スランプフロー値650±10mm〔高流動コンクリート施工
指針(コンクリートライブラリー93)〕のコンクリート
から目開き5mmの篩で粗骨材を分離して得たモルタル
を、ステンレス鋼(SUS304)を加工して作製した図1の
形状の装置に、下部排出開口を閉じた状態で充填し上部
投入開口の面で擦り切った後、下部排出開口を開放して
モルタルを自然流下させ、上部投入開口から目視で観察
したときにモルタルの少なくとも一部に孔が確認される
までの時間(流下時間)を測定し、これを粘性の評価に
用いた。流下時間が大きいほどコンクリートの粘性が高
く、材料分離抵抗性が強い。
の全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比、Yは、共
重合体(C)の製造の際の全単量体に対する単量体(C2)の
平均重量比である(以下同様)。
7、脂肪酸エステル系、日華化学社)を、共重合体混合
物(A)、共重合体(B)、共重合体(C)の固形分総重量の0.5
重量%を添加した。
797、脂肪酸エステル系、日華化学社)を、共重合体
混合物(A)、共重合体(B)、共重合体(C)の固形分総重量
の0.5重量%を添加した。また、水溶性高分子A〜Dは
以下の化合物である。 ・水溶性高分子A:ポリエチレングリコール(重量平均
分子量20000) ・水溶性高分子B:オクタデシル(置換度0.0032)-3-
スルホ-2-ヒドロキシプロピル(置換度0.332)-ヒドロ
キシエチルセルロース ・水溶性高分子C:オレイルアルコールのEO平均200モ
ル付加物 ・水溶性高分子D:オレイルアルコールのEO平均200モ
ル付加物と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反
応生成物(特開平8-73250号の製造例12の水溶性高分子N
o.12)。
ント分散剤単独では長時間にわたる分散保持性が不十分
であり、また比較例1-5〜1-7から、共重合体混合物(A)
に従来の分散保持力強化型の成分を配合しても長時間に
わたる分散保持性が不足することや凝結遅延が大きいこ
とがわかる。
と共重合体(B)とを併用すると、凝結遅延を小さく抑制
し、かつ十分な分散保持特性を確保できることがわか
る。更に、実施例1-3〜1-6、1-9〜1-12から、単量体(A
2)の平均重量比の異なる共重合体混合物(A)を併用する
ことにより、分散保持特性が更に安定になることがわか
る。
ント分散剤と共重合体(B)を併用しても分散性が悪化
し、分散保持性も不十分であることがわかる。
と共重合体(B)とを併用すると、高温下においても室温
時の分散保持性を低下させることなく、良好な凝結遅延
抑制効果が得られることがわかる。更に、共重合体(C)
による分散保持付与効果も良好に発現する。
分散剤を高流動コンクリートに適用することにより、長
時間の分散保持性を必要とする生コン用途でも良好なフ
レッシュ状態を確保できることがわかる。また、更に水
溶性高分子を併用することで、混練から長時間経過後も
それぞれの増粘力に応じて所望の材料分離抵抗性を得る
ことができることがわかる。
略図
Claims (2)
- 【請求項1】下記の一般式(a1)で表される単量体の少な
くとも1種(A1)と下記の一般式(a2)で表される単量体の
少なくとも1種(A2)とを共重合させて得られ、且つ前記
単量体(A1)と(A2)のモル比(A1)/(A2)が反応途中におい
て少なくとも1回変化されている共重合体混合物又は該
共重合体混合物をアルカリで中和した共重合体混合物塩
〔以下、両者を共重合体混合物(A)という〕と、 炭素数2〜3のオキシアルキレン基2〜300モルを有す
るエチレン性不飽和単量体(b1)から誘導される単位と、
エチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸のアルキル、ア
ルケニル又はヒドロキシアルキルエステル単量体(b2)か
ら誘導される単位とを構造単位として有する共重合体又
は該共重合体をアルカリで中和した共重合体塩〔以下、
両者を共重合体(B)という〕とを含有するセメント分散
剤。 【化1】 (式中、 R1,R2:水素原子又はメチル基 m:0〜2の数 R3:水素原子又は-COO(AO)nX p:0又は1の数 AO:炭素数2〜4のオキシアルキレン基又はオキシスチ
レン基 n:2〜300の数 X:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基 を表す。) 【化2】 (式中、 R4〜R6:水素原子、メチル基又は(CH2)m1COOM2であり、
(CH2)m1COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m1COOM2と無水物を
形成していてもよく、その場合、それらの基のM1,M2は
存在しない。 M1,M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アル
キルアンモニウム基 m1:0〜2の数 を表す。) - 【請求項2】 (A)と(B)の固形分重量比が、(A)/(B)=
1/99〜99/1である請求項1記載のセメント分散剤。
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