JP2006525938A - ポリカルボン酸系コンクリート混和剤 - Google Patents

ポリカルボン酸系コンクリート混和剤 Download PDF

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Abstract

【課題】 コンクリートの粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった特性を発揮し、セメント組成物等に対する性能が改善されたポリカルボン酸系コンクリート混和剤、及び、該ポリカルボン酸系コンクリート混和剤を含有するセメント組成物を提供する。
【解決手段】 アルキル(メタ)アクリレート系単量体、特定のポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体を含む単量体成分を重合してなり、特定の重量平均分子量を有し、ポリアルキレングリコールを側鎖に持つポリカルボン酸系重合体を必須とするポリカルボン酸系コンクリート混和剤。

Description

本発明は、ポリカルボン酸系コンクリート混和剤及びセメント組成物に関する。より詳しくは、セメント組成物等に対して流動性を高めるための減水剤等として適用することができるポリカルボン酸系コンクリート混和剤及びそれを含有するセメント組成物に関する。
コンクリート混和剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物等に対して減水剤等として広く用いられており、セメント組成物から土木・建築構造物等を構築するために欠かすことのできないものとなっている。このようなコンクリート混和剤は、セメント組成物の流動性を高めてセメント組成物を減水させることにより、硬化物の強度や耐久性等を向上させる作用を有することになる。このような減水剤の中でもポリカルボン酸系重合体を含むポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、従来のナフタレン系等の減水剤に比べて高い減水性能を発揮するため、高性能AE減水剤として多くの実績がある。
従来のコンクリート混和剤等に関し、下記の先行技術文献が開示されている。
特許文献1には、アルキレンオキシド鎖長が25〜300モルの共重合体からなるコンクリート混和剤が開示されており、特許文献2には、アルキレンオキシド鎖長が5〜40モルであり、アルキル(メタ)アクリレートを5〜35モル%共重合してなる重量平均分子量20000〜80000の共重合体を主成分とするセメント分散剤が開示されている。
特許文献3〜特許文献9には、アルキル(メタ)アクリレートの共重合比率が0〜20モル%である水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤が開示されている。この中で、特許文献8には、ポリエチレングリコール鎖長15のフェノキシメタクリレートとメチルアクリレート25モル%の共重合体が開示されている。
特許文献10には、炭素原子数4以上の炭化水素基とポリオキシアルキレン鎖とを有する(メタ)アクリル酸系重合体からなる分散性を有しない材料分離低減剤と、高性能減水剤とを併用した水硬性組成物が開示されており、特許文献11には、ポリアルキレングリコールモノアクリレート/アルキル(メタ)アクリレート(アルキル基の炭素原子数:5〜30)/(メタ)アクリル酸の3元系重合体が開示されている。また、特許文献12には、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位と、不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位とを必須の構成単位として有するセメント混和剤用共重合体が開示されており、特許文献13には、不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位及び不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位を有する重合体(A1)と、オキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基とカルボキシル基とを有する重合体(B1)との2つの重合体を含有するコンクリート混和剤が開示されている。
しかしながら、これらのコンクリート混和剤等においては、コンクリートの粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ない等のセメント組成物において要求される特性を同時に満たすようにするための工夫の余地があった。これらの特性がすべて満たされることにより、セメント組成物が作業しやすい状態となり、土木・建築構造物等の構築現場における作業効率等を改善することが可能となり、また、硬化物の強度や耐久性等を向上するというコンクリート混和剤に要求される性能を充分に発揮することが可能となることから、このような特性を発揮することができるコンクリート混和剤が求められている。
特開平10−81549号公報 特開2000−233956号公報 特開平5−213653号公報 特開平6−191918号公報 特開平6−206750号公報 特開平8−109057号公報 特開平8−290955号公報 特開平9−227205号公報 特開平11−171619号公報 特開2000−290056号公報 特開2002−053358号公報 欧州特許出願公開第1103570号明細書 国際公開第02/096823号パンフレット
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、コンクリートの粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった特性を発揮し、セメント組成物等に対する性能が改善されたポリカルボン酸系コンクリート混和剤、及び、該ポリカルボン酸系コンクリート混和剤を含有するセメント組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者等は、コンクリート混和剤について種々検討したところ、ポリアルキレングリコールを側鎖に持つポリカルボン酸系重合体を必須とするコンクリート混和剤がセメント組成物等に対して優れた減水性能を発揮することができること、このようなポリカルボン酸系重合体としては、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体とともに、疎水性の高いアルキル(メタ)アクリレート系単量体を含む単量体成分を重合してなるものが好適であることに着目し、これらの単量体の重合割合を最適化したうえで、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体の構造を特定し、また、重量平均分子量を特定すると、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。このコンクリート混和剤を用いたコンクリートは、粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった改善が見られ、これらの優れた特性がすべて満たされることになる。
また、本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、混和剤をブレンドして用いる形態においても有用であり、減水性が高い混和剤、例えば、ポリアルキレングリコール鎖長が長いものと混合して用いると、優れた減水性を発揮しつつ本発明の作用効果が発揮されることになり、セメント組成物等に対して有効に作用させることができる。
すなわち本発明は、ポリアルキレングリコールを側鎖に持つポリカルボン酸系重合体を必須とするコンクリート混和剤であって、該ポリカルボン酸系重合体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種のアルキル(メタ)アクリレート系単量体が20〜60モル%、下記一般式(1);
Figure 2006525938
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基(飽和アルキル基若しくは不飽和アルキル基)を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。nは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。Xは、炭素数1〜5の2価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CRX−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子、酸素原子同士が直接結合していることを表す。また、Xは、−CO−結合であってもよい。)で表されるポリアルキレングリコール系不飽和単量体が15〜40モル%、並びに、不飽和カルボン酸(塩)系単量体が19〜65モル%である単量体成分を重合してなり、重量平均分子量が20000以下であるポリカルボン酸系コンクリート混和剤である。
本発明はまた、上記ポリカルボン酸系コンクリート混和剤を含有するセメント組成物でもある。
以下に、本発明を詳述する。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、アルキル(メタ)アクリレート系単量体、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体の少なくとも3種を含む単量体成分を重合してなるポリカルボン酸系重合体を必須とする。このような重合体を3元系共重合体ともいうが、上記3種の単量体が共重合される限り、他の単量体が共重合されてもよく、特に3元系に限定されるものではなく、上記アルキル(メタ)アクリレート系単量体と異なるアルキル(メタ)アクリレート系単量体、また、上記3種以外の他の単量体と共重合可能な単量体が入っていてもよい。上記各単量体は、それぞれ1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。なお、他の単量体が共重合される場合、上記3種の単量体が単量体成分における主成分であることが好ましい。このような単量体成分から形成されるポリカルボン酸系重合体は、ポリアルキレングリコールが主鎖に結合した構造となる側鎖を持つ、すなわちポリアルキレングリコールを側鎖に持つ重合体となる。側鎖は、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体により形成されるものを必須とすることになる。
上記ポリカルボン酸系重合体は、アルキル(メタ)アクリレート系単量体が20〜60モル%、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体が15〜40モル%及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体が19〜65モル%である単量体成分を重合してなる。このような単量体成分により形成される重合体においては、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体により形成される単量体単位により、ポリアルキレングリコールの親水性と立体反発とによるセメント組成物の分散性を発揮させる機能を有することになり、また、不飽和カルボン酸(塩)系単量体により形成される単量体単位により、上記重合体をセメント粒子に吸着させる機能を有することになるが、疎水性の高いアルキル(メタ)アクリレート系単量体により形成される単量体単位を有し、これらの単量体の共重合割合を上記のように特定することにより、本発明の作用効果が発揮されることになる。
上記単量体成分において、アルキル(メタ)アクリレート系単量体は20〜60モル%であるが、該アルキル(メタ)アクリレート系単量体が20モル%未満であると、セメント組成物の粘性を充分に低下させることができなくなるおそれがある。好ましくは、22〜55モル%である。また、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体は15〜40モル%であるが、18〜35モル%であることが好ましい。また、不飽和カルボン酸(塩)系単量体は19〜65モル%であるが、30〜60モル%であることが好ましい。また、上記アルキル(メタ)アクリレート系単量体、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体以外の第4成分が含まれる場合には、その範囲としては、0〜30モル%であることが好ましい。なお、これらのモル%は、アルキル(メタ)アクリレート系単量体、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体、不飽和カルボン酸(塩)系単量体及び第4成分の合計を100モル%としたときの値である。
上記単量体成分を構成するポリアルキレングリコール系不飽和単量体は、ポリアルキレングリコール鎖長が25モル以下である。ポリアルキレングリコール鎖は、オキシアルキレン基がアルコールに付加した構造を有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数がポリアルキレングリコール鎖長を表すことになる。オキシアルキレン基の平均付加モル数とは、当該単量体が有するオキシアルキレン基により形成される基1モル中において付加している当該オキシアルキレン基のモル数の平均値を意味する。このようなポリアルキレングリコール鎖長としては、疎水性が高いポリアルキレングリコール系不飽和単量体により形成される単量体単位の機能がより充分に発揮されるようにするために、6モル以上20モル以下とすることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体の重量平均分子量としては、20000以下である。20000を超えると、セメント組成物のスランプ保持性を充分に向上することができず、また、セメント組成物を充分に作業しやすい状態とすることができなくなるおそれがある。好ましくは、4000〜18000であり、より好ましくは、5000〜14000であり、更に好ましくは、6000〜12000である。
なお、重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」という)によるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量であり、下記GPC測定条件により測定することが好ましい。
GPC分子量測定条件
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に、酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
打込み量:0.5%溶離液溶液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤の使用方法としては、1種のコンクリート混和剤をセメント組成物に添加する形態において用いてもよく、2種以上のコンクリート混和剤をセメント組成物に添加する形態において用いてもよい。例えば、減水性が高い混和剤と併用して用いることが好ましい。この場合には、本発明のコンクリート混和剤として減水性が高いものと低いものとを用いてもよく、本発明のコンクリート混和剤と、それよりも減水性が高い他のコンクリート混和剤とを用いてもよい。減水性が高いコンクリート混和剤としては、例えば、ポリアルキレングリコール鎖長が長いポリカルボン酸系重合体を必須とする混和剤や、(メタ)アクリレート含有量の少ないポリカルボン酸系重合体(ポリアルキレングリコール鎖長は6モル以上)を必須とする混和剤が好適であり、ポリカルボン酸系重合体を形成する単量体成分としては、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体を必須成分として含むものが好適である。(メタ)アクリレートを含有しない場合のポリアルキレングリコール鎖長は6モル以上が好ましく、より好ましくは10モル〜200モル、更に好ましくは10〜100モルである。(メタ)アクリレートを含有する場合は、ポリアルキレングリコール鎖長は10モル以上が好ましい。より好ましくは、25モル以上であり、更に好ましくは、25〜200モルであり、特に好ましくは、25〜100モルである。
以下では、本発明における単量体成分、ポリカルボン酸系重合体の製造方法、ポリカルボン酸系コンクリート混和剤等について更に説明する。
本発明におけるアルキル(メタ)アクリレート系単量体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種のアルキル(メタ)アクリレート系単量体であり、これらの1種又は2種以上を用いることができる。中でも、メチル(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明におけるポリアルキレングリコール系不飽和単量体は、重合性不飽和基とポリアルキレングリコール鎖とを有するものであり、下記一般式(1)で表される化合物である。
Figure 2006525938
上記一般式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基(飽和アルキル基若しくは不飽和アルキル基)を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。nは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。Xは、炭素数1〜5の2価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CRX−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子、酸素原子同士が直接結合していることを表す。また、Xは、−CO−結合であってもよい。
上記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物、ポリアルキレングリコールエステル系単量体が挙げられる。
上記不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物としては、不飽和基を有するアルコールにポリアルキレングリコール鎖が付加した構造を有する化合物であればよく、また、上記ポリアルキレングリコールエステル系単量体としては、不飽和基とポリアルキレングリコール鎖とがエステル結合を介して結合された構造を有する単量体であればよく、不飽和カルボン酸ポリアルキレングリコールエステル系化合物が好適であり、中でも、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好適である。
上記一般式(1)における−(RO)−で表されるオキシアルキレン基が同一のポリアルキレングリコール系不飽和単量体に2種以上存在する場合には、−(RO)−で表されるオキシアルキレン基がランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの付加形態であってもよい。
上記−(RO)−で表されるオキシアルキレン基は、炭素数2〜18のアルキレンオキシド付加物であるが、このようなアルキレンオキシド付加物の構造は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド等のアルキレンオキシドの1種又は2種以上により形成される構造である。このようなアルキレンオキシド付加物の中でも、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド付加物であることが好ましい。更にエチレンオキシドが主体であるものが好ましい。
上記ROで表されるオキシアルキレン基は、オキシエチレン基を主体とするものであることが好ましい。この場合、主体とは、全オキシアルキレン基の存在数において、大半を占めることを意味する。上記の「大半を占める」とは、全オキシアルキレン基100モル%中のオキシエチレン基をモル%で表すとき、50〜100モル%が好ましい。50モル%未満であると、オキシアルキレン基の親水性が不足しセメント粒子の分散性能が低下するおそれがある。好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。
また、上記一般式(1)で表される化合物がポリアルキレングリコールエステル系単量体の場合には、−(RO)n−で表されるオキシアルキレン基としては、(メタ)アクリル酸系単量体(RC=CR−COOH)とのエステル結合部分にエチレンオキシド部分が付加していることが(メタ)アクリル酸系単量体とのエステル化の生産性の向上の点から好ましい。
上記ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であるnは、1〜25の数である。nの範囲、及び、−(RO)n−の中におけるオキシエチレン基の平均付加モル数としては、2以上であることが好ましい。nが上記モル数未満であると、セメント粒子等を分散させるために充分な立体障害が得られないおそれがあり、また、オキシエチレン基の平均付加モル数が上記モル数未満であると、セメント粒子等を分散させるために充分な親水性が得られないおそれがある。また、n及びオキシエチレン基の平均付加モル数の上限としては、24以下が好ましい。より好ましくは、20以下であり、更に好ましくは、15以下である。nの範囲、及び、−(RO)n−の中におけるオキシエチレン基の平均付加モル数の範囲としては、2〜25が好ましい。より好ましくは、2〜24である。
上記ポリアルキレングリコール系不飽和単量体としては、オキシアルキレン基の平均付加モル数nの異なる2種類以上の単量体を組み合わせて用いることができる。好適な組み合わせとして、例えば、nの差が5以下(好ましくは3以下)、nの差が5以上(好ましくはnの差が10以上)の2種類のポリアルキレングリコール系不飽和単量体の組み合わせ、又は、各々の平均付加モル数nの差が5以上の3種類以上のポリアルキレングリコール系不飽和単量体の組み合わせ等が挙げられる。更に、組み合わせるnの範囲としては、平均付加モル数nが20〜25の範囲のポリアルキレングリコール系不飽和単量体と、1〜20の範囲のポリアルキレングリコール系不飽和単量体との組み合わせ(但しnの差は10以上、好ましくは20以上)等が可能である。
上記Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基(飽和アルキル基若しくは不飽和アルキル基)を表すが、炭素数が20を超えると、本発明のコンクリート混和剤の疎水性が強くなりすぎるために、良好な分散性を得ることができないことになる。Rの好ましい形態としては、分散性の点から、炭素数1〜20の炭化水素基又は水素である。より好ましくは、炭素数10以下、更に好ましくは、炭素数5以下、より更に好ましくは、炭素数3以下、特に好ましくは、炭素数2以下の炭化水素基である。また、炭化水素基は、飽和アルキル基又は不飽和アルキル基が適当である。これらのアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、優れた材料分離防止性能の発現や、セメント組成物中に連行される空気量を適度なものとするためには、炭素数5以上の炭化水素基とすることが好ましく、また、炭素数20以下の炭化水素基とすることが好ましい。より好ましくは、炭素数5〜10の炭化水素基である。炭化水素基の中でも、飽和アルキル基、不飽和アルキル基が好ましい。これらのアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。
上記不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物としては、例えば、ビニルアルコールアルキレンオキシド付加物、(メタ)アリルアルコールアルキレンオキシド付加物、3−ブテン−1−オールアルキレンオキシド付加物、イソプレンアルコール(3−メチル−3−ブテン−1−オール)アルキレンオキシド付加物、3−メチル−2−ブテン−1−オールアルキレンオキシド付加物、2−メチル−3−ブテン−2−オールアルキレンオキシド付加物、2−メチル−2−ブテン−1−オールアルキレンオキシド付加物、2−メチル−3−ブテン−1−オールアルキレンオキシド付加物が好適である。
上記不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物としてはまた、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(1,1−ジメチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレンポリプロピレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−プロポキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、シクロヘキシルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−オクチルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ノニルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ラウリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ステアリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ナフトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテルが好適である。
上記(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートとしては、上述したものであればよいが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ノニルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の炭素数1〜30の脂肪族アルコール類、シクロヘキサノール等の炭素数3〜30の脂環族アルコール類、(メタ)アリルアルコール、3−ブテン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等の炭素数3〜30の不飽和アルコール類のいずれかに、炭素数2〜18のアルキレンオキシド基を1〜25モル付加したしアルコキシポリアルキレングリコール類、特にエチレンオキシドが主体であるアルコキシポリアルキレングリコール類と、(メタ)アクリル酸とのエステル化物が好適である。
上記エステル化物としては、以下に示す(アルコキシ)ポリエチレングリコール(ポリ)(炭素数2〜4のアルキレングリコール)(メタ)アクリル酸エステル類等が好適である。
メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
ブトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
ヘプトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
デカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、デカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、デカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、デカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ウンデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ウンデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ウンデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ウンデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ドデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ドデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ドデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ドデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
トリデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、トリデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、トリデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、テトラデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、テトラデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、テトラデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペンタデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペンタデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペンタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペンタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
ヘキサデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキサデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキサデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプタデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘプタデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクタデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクタデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
ノナデカノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナデカナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナデカノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロペントキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、シクロペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロヘキソキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、シクロヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
本発明における不飽和カルボン酸(塩)系単量体としては、重合性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを有する単量体であればよいが、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が好適である。
上記不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、好ましい形態としては、下記一般式(2)で表される化合物である。
Figure 2006525938
上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Mは、水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基(有機アンモニウム基、すなわちプロトン化した有機アミン)を表す。
上記一般式(2)のMにおける金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子等の1価の金属原子;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属原子等の2価の金属原子;アルミニウム、鉄等の3価の金属原子が好適である。また、有機アミン基としては、エタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基や、トリエチルアミン基が好適である。更に、アンモニウム基であってもよい。このような不飽和モノカルボン酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩(有機アンモニウム塩)が好適である。これらの中でも、セメント分散性能の向上の面から、メタクリル酸;その1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩を用いることが好ましく、不飽和カルボン酸(塩)系単量体として好適である。
上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよいが、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、又は、それらの無水物が好適である。
上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、これらの他にも、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1〜22個のアルコールとのハーフエステル、不飽和ジカルボン酸類と炭素数1〜22のアミンとのハーフアミド、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数2〜4のグリコールとのハーフエステル、マレアミン酸と炭素数2〜4のグリコールとのハーフアミドが好適である。
上記アルキル(メタ)アクリレート系単量体、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体及び不飽和カルボン酸(塩)系単量体以外の第4成分が含まれる場合には、第4成分としては、上記アルキル(メタ)アクリレート系単量体と異なるアルキル(メタ)アクリレート系単量体、又は、上記3種以外の他の単量体と共重合可能な単量体であればよい。このような単量体としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数23〜30のアルコールとのハーフエステル、ジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数23〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;上記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸系単量体とのハーフエステル、ジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数5〜18のグリコール若しくはこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル、ジエステル類;マレアミン酸と炭素原子数5〜18のグリコール若しくはこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフアミド類;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びに、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩;メチル(メタ)アクリルアミドのように不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン等のビニル芳香族類;1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン等のジエン類;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)等のシロキサン誘導体が好適であり、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
次に、本発明におけるポリカルボン酸系重合体の製造方法を以下に説明する。
上記製造方法としては、例えば、単量体成分と重合開始剤とを用いて、溶液重合や塊状重合等の重合方法により行うことができる。重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;アゾビス−2メチルプロピオンアミジン塩酸塩、アゾイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のパーオキシドが好適である。また、促進剤として、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、モール塩、ピロ重亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、アスコルビン酸等の還元剤;エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、グリシン等のアミン化合物を併用することもできる。これらの重合開始剤や促進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記重合方法においては、連鎖移動剤も必要に応じて使用することができる。このような連鎖移動剤としては、1種又は2種以上使用でき、疎水性連鎖移動剤を用いることもできる。
上記疎水性連鎖移動剤としては、炭素数3以上の炭化水素基をもつチオール化合物又は25℃の水に対する溶解度が10%以下の化合物が好適であり、上述した連鎖移動剤や、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル、オクタン酸2−メルカプトエチルエステル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、デカントリチオール、ドデシルメルカプタン等のチオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等のハロゲン化物;α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤を含むことが好ましい。
上記疎水性連鎖移動剤は、必要に応じて親水性連鎖移動剤の1種又は2種と併用してもよい。このような親水性連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;2−アミノプロパン−1−オール等の1級アルコール;イソプロパノール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物及びその塩が好適である。
上記連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、連鎖移動剤を単独で反応容器へ導入してもよく、単量体成分を構成するオキシアルキレン基を有する単量体、溶媒等とあらかじめ混同しておいてもよい。
上記重合方法は、回分式でも連続式でも行うことができる。また、重合の際、必要に応じて使用される溶媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;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が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、単量体成分及び得られる重合体の溶解性の点から、水及び炭素数1〜4の低級アルコールからなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒を用いることが好ましい。
上記重合方法において、単量体成分や重合開始剤等の反応容器への添加方法としては、反応容器に単量体成分の全てを仕込み、重合開始剤を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に単量体成分の一部を仕込み、重合開始剤と残りの単量体成分を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に重合溶媒を仕込み、単量体成分と重合開始剤の全量を添加する方法等が好適である。このような方法の中でも、得られる重合体の分子量分布を狭く(シャープに)することができ、セメント組成物等の流動性を高める作用であるセメント分散性を向上することができることから、重合開始剤と単量体成分とを反応容器に逐次滴下する方法で重合を行うことが好ましい。また、単量体成分の重合性が向上して得られる重合体の保存安定性がより向上することから、重合中の反応容器内の水の濃度を50%以下に維持して重合反応を行うことが好ましい。より好ましくは、40%以下であり、更に好ましくは、30%以下である。
上記重合方法において、重合温度等の重合条件としては、用いられる重合方法、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤により適宜定められるが、重合温度としては、通常0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは、40℃以上であり、更に好ましくは、50℃以上であり、特に好ましくは、60℃以上である。また、より好ましくは、120℃以下であり、更に好ましくは、100℃以下であり、特に好ましくは、85℃以下である。
上記重合方法により得られるポリカルボン酸系重合体は、そのままでもセメント添加剤の主成分として用いられるが、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して用いてもよい。アルカリ性物質としては、1価金属及び2価金属の水酸化物、塩化物及び炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミンを用いることが好ましい。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤を製造する方法としては、上述した単量体成分を重合することにより行うことができる。重合の方法としては、上述した方法が好適であり、単量体成分中の単量体の種類や量、重合の条件等を適宜設定することになる。
上記重合方法においてはまた、反応容器における単量体成分のモル比を反応途中において少なくとも1回は変化させることが好ましい。この場合には、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体と、不飽和カルボン酸(塩)系単量体及び/又はアルキル(メタ)アクリレート系単量体とのモル比を反応途中において少なくとも1回は変化させることが好ましい。すなわち反応途中において、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体と不飽和カルボン酸(塩)系単量体とのモル比を変化させたり、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体とアルキル(メタ)アクリレート系単量体とのモル比を変化させたりすることが好ましい。このように重合中に単量体成分のモル比を変化させることにより2種類以上の共重合体の混合物が形成されるようにすると、該共重合体の混合物を用いたコンクリート混和剤がそれぞれの共重合体の各種の特性を持ち合わせたものとなり、作業効率等を改善することができるコンクリート混和剤を製造することができることとなる。
上記モル比を変化させる方法としては、例えば、モル比を増加させたり、減少させたり、増加と減少とを組み合わせたりすることが挙げられ、また、これらの変化の度合いを更に変化させることもできる。また、モル比の変化は、段階的であってもよく、連続的であってもよい。このようにモル比を重合中に変化させる方法としては、例えば、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体(以下、単量体(A)ともいう。)、不飽和カルボン酸(塩)系単量体(以下、単量体(B)ともいう。)及びアルキル(メタ)アクリレート系単量体(以下、単量体(C)ともいう。)のいずれか又は全部を重合容器に滴下し、滴下する単量体の滴下速度を段階的に又は連続的に変化させることにより行うことができる。
上記モル比を変化させる方法においては、上記単量体成分を用いた重合の初期から重合を終えるまでの重合中のある時点における重合容器中において、単量体(A)、単量体(B)及び単量体(C)の重合の初期からその時点までに仕込まれたモル数をそれぞれA、B及びCとすると、モル比A/B、A/Cの少なくとも1つを重合中に少なくとも1回は変化させることになる。また、モル比B/Cは重合中に変化させてもよく、変化させなくてもよい。
本発明の製造方法においては、単量体(C)を滴下することにより重合を行い、該単量体(C)の滴下速度を変化させることが好ましい。これにより、モル比A/Cを重合中に少なくとも1回は変化させることができることとなる。
上記モル比A/Cを重合中に少なくとも1回変化させる形態においては、例えば、単量体(A)及び単量体(B)による重合と、単量体(A)、単量体(B)及び単量体(C)による重合とを行うことにより、モル比を重合中に変化させてもよい。この場合には、単量体(A)及び単量体(B)による共重合体が生成する重合期間と、単量体(A)、単量体(B)及び単量体(C)による共重合体が生成する重合期間とが存在することになる。単量体(C)を滴下する場合には、例えば、単量体(A)及び単量体(B)による重合を行った後に、単量体(C)を滴下することによって単量体(A)、単量体(B)及び単量体(C)による重合を行うことにより、モル比A/Cを重合中に少なくとも1回変化させることができることとなる。
また、単量体(A)/単量体(B)のモル比A/Bは、0.1以上であり、また、2以下であることが好ましい。より好ましくは、0.3以上であり、また、1.2以下である。
上記モル比を変化させる方法においては、各単量体単位のモル比A/B/Cが異なる共重合体を少なくとも2種含むことになるが、該共重合体を用いたコンクリート混和剤がそれぞれの共重合体の各種の特性を持ち合わせ、本発明の作用効果を充分に発揮するという点から、上記モル比A/B/Cが異なる共重合体3種以上を含む共重合体混合物を必須とすることが好ましい。すなわち重合中に単量体成分のモル比を変化させることにより3種類以上の共重合体の混合物が形成されるようにすることが好ましい。
また、単量体(A)、単量体(B)及び単量体(C)の3種以上の単量体を含む単量体成分を重合してなる共重合体、並びに、単量体(A)及び単量体(B)の2種の単量体を含む単量体成分を重合してなる共重合体のうち少なくとも3種の共重合体を含む共重合体混合物を必須とするものであることが好ましい。すなわちモル比A/B/Cが異なる共重合体3種以上を含む共重合体混合物、又は、モル比A/B/Cが異なる共重合体2種以上を含み、かつ単量体(A)及び単量体(B)の2種の単量体による共重合体1種以上を含む共重合体混合物を必須とすることが好ましい。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、必須成分として上記ポリカルボン酸系重合体を含有するものであるが、このようなポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、セメント組成物等に混和することができる剤、すなわちセメント添加剤等を含んでなる剤を意味する。上記必須成分を主成分として含むポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、本発明の好ましい形態の一つである。本発明における必須成分は、セメント添加剤の主成分として好適なものであり、それにより本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤を構成することもできる。このようなセメント添加剤について以下に説明する。
上記セメント添加剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物に加えて用いることができる。また、超高強度コンクリートにも用いることができる。
上記セメント組成物としては、セメント、水、細骨材、粗骨材等を含む通常用いられるものが好適である。また、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカヒューム、石灰石等の微粉体を添加したものであってもよい。
上記超高強度コンクリートとは、セメント組成物の分野で一般的にそのように称されているもの、すなわち従来のコンクリートに比べて水/セメント比を小さくしてもその硬化物が従来と同等又はより高い強度となるようなコンクリートを意味し、例えば、水/セメント比が25質量%以下、更に20質量%以下、特に18質量%以下、特に14質量%以下、特に12質量%程度であっても通常の使用に支障をきたすことのない作業性を有するコンクリートとなり、その硬化物が60N/mm以上、更に80N/mm以上、より更に100N/mm以上、特に120N/mm以上、特に160N/mm以上、特に200N/mm以上の圧縮強度を示すことになるものである。
上記セメントとしては、普通、早強、超早強、中庸熱、白色等のポルトランドセメント;アルミナセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等の混合ポルトランドセメントが好適である。上記セメントのコンクリート1m当たりの配合量及び単位水量としては、例えば、高耐久性・高強度のコンクリートを製造するためには、単位水量100〜185kg/m、水/セメント比=10〜70%とすることが好ましい。より好ましくは、単位水量120〜175kg/m、水/セメント比=20〜65%である。
上記セメント添加剤のセメント組成物への添加量としては、本発明の必須成分であるポリカルボン酸系重合体が、セメント質量の全量100質量%に対して、0.01質量%以上となるようにすることが好ましく、また、10質量%以下となるようにすることが好ましい。0.01質量%未満であると、性能的に不充分となるおそれがあり、10質量%を超えると、経済性が劣ることとなる。より好ましくは、0.05質量%以上であり、また、8質量%以下であり、更に好ましくは、0.1質量%以上であり、また、5質量%以下である。
なお、上記質量%は、固形分換算の値である。
上記セメント添加剤は、通常用いられるセメント分散剤と併用することができる。上記セメント分散剤としては、以下のものが好適である。
リグニンスルホン酸塩;ポリオール誘導体;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物;ポリスチレンスルホン酸塩;特開平1−113419号公報に記載の如くアミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等のアミノスルホン酸系;特開平7−267705号公報に記載の如く(a)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系化合物と(メタ)アクリル酸系化合物との共重合体及び/又はその塩と、(b)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル系化合物と無水マレイン酸との共重合体及び/若しくはその加水分解物、並びに/又は、その塩と、(c)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル系化合物と、ポリアルキレングリコール系化合物のマレイン酸エステルとの共重合体及び/又はその塩とを含むセメント分散剤;特許第2508113号明細書に記載の如くA成分として、(メタ)アクリル酸のポリアルキレングリコールエステルと(メタ)アクリル酸(塩)との共重合体、B成分として、特定のポリエチレングリコールポリプロピレングリコール系化合物、C成分として、特定の界面活性剤からなるコンクリート混和剤;特開昭62−216950号公報に記載の如く(メタ)アクリル酸のポリエチレン(プロピレン)グリコールエステル若しくはポリエチレン(プロピレン)グリコールモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリルスルホン酸(塩)、並びに、(メタ)アクリル酸(塩)からなる共重合体。
特開平1−226757号公報に記載の如く(メタ)アクリル酸のポリエチレン(プロピレン)グリコールエステル、(メタ)アリルスルホン酸(塩)、及び、(メタ)アクリル酸(塩)からなる共重合体;特公平5−36377号公報に記載の如く(メタ)アクリル酸のポリエチレン(プロピレン)グリコールエステル、(メタ)アリルスルホン酸(塩)若しくはp−(メタ)アリルオキシベンゼンスルホン酸(塩)、並びに、(メタ)アクリル酸(塩)からなる共重合体;特開平4−149056号公報に記載の如くポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルとマレイン酸(塩)との共重合体;特開平5−170501号公報に記載の如く(メタ)アクリル酸のポリエチレングリコールエステル、(メタ)アリルスルホン酸(塩)、(メタ)アクリル酸(塩)、アルカンジオールモノ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、及び、分子中にアミド基を有するα,β−不飽和単量体からなる共重合体;特開平6−191918号公報に記載の如くポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸(塩)、並びに、(メタ)アリルスルホン酸(塩)若しくはp−(メタ)アリルオキシベンゼンスルホン酸(塩)からなる共重合体;特開平5−43288号公報に記載の如くアルコキシポリアルキレングリコールモノアリルエーテルと無水マレイン酸との共重合体、若しくは、その加水分解物、又は、その塩;特公昭58−38380号公報に記載の如くポリエチレングリコールモノアリルエーテル、マレイン酸、及び、これらの単量体と共重合可能な単量体からなる共重合体、若しくは、その塩、又は、そのエステル。
特公昭59−18338号公報に記載の如くポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体、(メタ)アクリル酸系単量体、及び、これらの単量体と共重合可能な単量体からなる共重合体;特開昭62−119147号公報に記載の如くスルホン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル及び必要によりこれと共重合可能な単量体からなる共重合体、又は、その塩;特開平6−271347号公報に記載の如くアルコキシポリアルキレングリコールモノアリルエーテルと無水マレイン酸との共重合体と、末端にアルケニル基を有するポリオキシアルキレン誘導体とのエステル化反応物;特開平6−298555号公報に記載の如くアルコキシポリアルキレングリコールモノアリルエーテルと無水マレイン酸との共重合体と、末端に水酸基を有するポリオキシアルキレン誘導体とのエステル化反応物;特開昭62−68806号公報に記載の如く3−メチル−3−ブテン−1−オール等の特定の不飽和アルコールにエチレンオキシド等を付加したアルケニルエーテル系単量体、不飽和カルボン酸系単量体、及び、これらの単量体と共重合可能な単量体からなる共重合体、又は、その塩等のポリカルボン酸(塩)。これらセメント分散剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記セメント分散剤を併用する場合には、使用するセメント分散剤の種類、配合及び試験条件等の違いにより一義的に決められないが、上記セメント添加剤と上記セメント分散剤との配合質量の割合は、5〜95:95〜5であることが好ましい。より好ましくは、10〜90:90〜10である。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤としてはまた、上記ポリカルボン酸系重合体と、これとは異なるポリカルボン酸系重合体とを含む形態であることが好適である。この上記ポリカルボン酸系重合体とは異なるポリカルボン酸系重合体としては、上記ポリカルボン酸系重合体と、酸価や分子量、構成単位の構造、構成単位の組成等の点で異なるポリカルボン酸系重合体であればよいが、例えば、(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の構成単位と、不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位とを有する共重合体(D);不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位と、マレイン酸系単量体由来の構成単位とを有する共重合体(E);不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位と、不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位とを有する共重合体(F);特開平7−53645号公報、特開平8−208769号公報、特開平8−208770号公報の如くポリエーテル化合物に不飽和カルボン酸系単量体をグラフト重合した親水性グラフト重合体等が好適である。これらの中でも、共重合体(D)、共重合体(E)及び共重合体(F)からなる群より選択される少なくとも1種の共重合体を用いることが好ましい。なお、これらの重合体等は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このように2種以上のポリカルボン酸系重合体を含むことにより、上記ポリカルボン酸系コンクリート混和剤がブレンドされたポリカルボン酸系重合体の各種特性を持ち合わせることとなるため、これをセメント組成物等に添加した場合には、コンクリートの粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった特性をより充分に発揮することが可能となる。このようなポリカルボン酸系コンクリート混和剤としては、セメント組成物等に添加される前にこれらのポリカルボン酸系重合体が混合(ブレンド)されることにより混合物となってもよいし、セメント組成物等に別々に添加されることにより、セメント組成物等において混合物となってもよい。
上記ポリカルボン酸系コンクリート混和剤において、上記ポリカルボン酸系重合体と、これとは異なるポリカルボン酸系重合体との配合質量の割合としては、5〜95:95〜5であることが好適である。より好ましくは、10〜90:90〜10である。特に好ましい形態としては、ポリカルボン酸系コンクリート混和剤の総量100質量%に対して、上記ポリカルボン酸系重合体(本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤の必須成分であるポリカルボン酸系重合体)の割合が50質量%以上である形態であり、これにより、本発明の作用効果を更に充分に発揮することが可能となる。より好ましくは、60質量%以上である。また、好適な範囲としては、50〜95質量%である。
以下に、共重合体(D)、共重合体(E)及び共重合体(F)について説明する。なお、これらの共重合体の製造方法としては特に限定されず、通常の重合方法により製造することができる。
共重合体(D)は、下記一般式(3);
Figure 2006525938
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Mは、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)で表される構成単位と、下記一般式(4);
Figure 2006525938
(式中、R、R10及びR11は、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。pは0の数を表す。qは1の数を表す。R12は、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。mは、R12Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。R13は、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される構成単位とを必須の構成単位として含む共重合体である。
上記共重合体(D)としては、上記2種の構成単位を含むものであるが、更にその他の共重合可能な単量体(例えば、上記ポリカルボン酸系重合体における第4成分として記載した単量体)に由来する構成単位を含むものであってもよい。共重合体(D)におけるこれらの構成単位は、それぞれ1種であってもよく、2種以上であってもよい。
上記共重合体(D)においては、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位とが各々全構成単位中の1質量%以上を占めることが好適であり、これらの比率としては、上記一般式(3)で表される構成単位/上記一般式(4)で表される構成単位(質量%)=1〜99/99〜1であることが好ましい。より好ましくは、2〜90/98〜10であり、更に好ましくは、3〜70/97〜30であり、特に好ましくは、4〜50/96〜50である。また、共重合体(D)において、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位との合計の比率(質量%)としては、共重合体(D)全体の50〜100質量%であることが好ましい。より好ましくは、70〜100質量%である。
共重合体(E)は、上記一般式(3)で表される構成単位(式中、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、COOMを表す。M及びMは、同一若しくは異なって、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)と、上記一般式(4)で表される構成単位(式中、R、R10及びR11は、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。pは0〜2の数を表す。qは0の数を表す。R12は、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。mは、R12Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。R13は、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)とを必須の構成単位として含む共重合体である。
上記共重合体(E)としては、上記2種の構成単位を含むものであるが、更にその他の共重合可能な単量体(例えば、上記ポリカルボン酸系重合体における第4成分として記載した単量体)に由来する構成単位を含むものであってもよい。共重合体(E)におけるこれらの構成単位は、それぞれ1種であってもよく、2種以上であってもよい。
上記共重合体(E)においては、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位とが各々全構成単位中の1質量%以上を占めることが好適であり、これらの比率としては、上記一般式(3)で表される構成単位/上記一般式(4)で表される構成単位(質量%)=1〜99/99〜1であることが好ましい。より好ましくは、2〜90/98〜10であり、更に好ましくは、3〜70/97〜30であり、特に好ましくは、4〜50/96〜50である。また、共重合体(E)において、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位との合計の比率(質量%)としては、共重合体(E)全体の50〜100質量%であることが好ましい。より好ましくは、70〜100質量%である。
共重合体(F)は、上記一般式(3)で表される構成単位(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Mは、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)と、上記一般式(4)で表される構成単位(式中、R、R10及びR11は、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。pは0〜2の数を表す。qは0の数を表す。R12は、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。mは、R12Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。R13は、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)とを必須の構成単位として含む共重合体である。
上記共重合体(F)としては、上記2種の構成単位を含むものであるが、更にその他の共重合可能な単量体(例えば、上記ポリカルボン酸系重合体における第4成分として記載した単量体)に由来する構成単位を含むものであってもよい。共重合体(F)におけるこれらの構成単位は、それぞれ1種であってもよく、2種以上であってもよい。
上記共重合体(F)においては、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位とが各々全構成単位中の1質量%以上を占めることが好適であり、これらの比率としては、上記一般式(3)で表される構成単位/上記一般式(4)で表される構成単位(質量%)1〜99/99〜1であることが好ましい。より好ましくは、2〜90/98〜10であり、更に好ましくは、3〜70/97〜30であり、特に好ましくは、4〜50/96〜50である。また、共重合体(F)において、上記一般式(3)で表される構成単位と上記一般式(4)で表される構成単位との合計の比率(質量%)としては、共重合体(F)全体の50〜100質量%であることが好ましい。より好ましくは、70〜100質量%である。
なお、ポリカルボン酸系重合体の分離方法としては、曇点分離法、GPC分取法、LC分取法、キャピラリー電気泳動法、透析法等が挙げられ、適宜組み合わせて分離することができる。
また、本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、他のセメント添加剤と組み合わせて用いることもできる。上記他のセメント添加剤としては、例えば、以下に示すようなセメント添加剤(材)等が挙げられる。
(1)水溶性高分子物質:ポリアクリル酸(ナトリウム)、ポリメタクリル酸(ナトリウム)、ポリマレイン酸(ナトリウム)、アクリル酸・マレイン酸共重合物のナトリウム塩等の不飽和カルボン酸重合物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリオキシエチレンあるいはポリオキシプロピレンのポリマー又はそれらのコポリマー;メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の非イオン性セルロースエーテル類;酵母グルカンやキサンタンガム、β−1,3グルカン類(直鎖状、分岐鎖状の何れでも良く、一例を挙げれば、カードラン、パラミロン、パキマン、スクレログルカン、ラミナラン等)等の微生物醗酵によって製造される多糖類;ポリアクリルアミド;ポリビニルアルコール;デンプン;デンプンリン酸エステル;アルギン酸ナトリウム;ゼラチン;分子内にアミノ基を有するアクリル酸のコポリマー及びその四級化合物等。
(2)高分子エマルジョン:(メタ)アクリル酸アルキル等の各種ビニル単量体の共重合物等。
(3)遅延剤:グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸又はクエン酸、及び、これらの、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、トリエタノールアミン等の無機塩又は有機塩等のオキシカルボン酸並びにその塩;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、アピオース、リボース、異性化糖等の単糖類や、二糖、三糖等のオリゴ糖、又はデキストリン等のオリゴ糖、又はデキストラン等の多糖類、これらを含む糖蜜類等の糖類;ソルビトール等の糖アルコール;珪弗化マグネシウム;リン酸並びにその塩又はホウ酸エステル類;アミノカルボン酸とその塩;アルカリ可溶タンパク質;フミン酸;タンニン酸;フェノール;グリセリン等の多価アルコール;アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等のホスホン酸及びその誘導体等。
(4)早強剤・促進剤: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、ヨウ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;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;ギ酸及びギ酸カルシウム等のギ酸塩;アルカノールアミン;アルミナセメント;カルシウムアルミネートシリケート等。
(5)鉱油系消泡剤:燈油、流動パラフィン等。
(6)油脂系消泡剤:動植物油、ごま油、ひまし油、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(7)脂肪酸系消泡剤:オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(8)脂肪酸エステル系消泡剤:グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックス等。
(9)オキシアルキレン系消泡剤:(ポリ)オキシエチレン(ポリ)オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類;ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−2−エチルヘキシルエーテル、炭素数12〜14の高級アルコールへのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等の(ポリ)オキシアルキルエーテル類;ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の(ポリ)オキシアルキレン(アルキル)アリールエーテル類;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、3−メチル−1−ブチン−3−オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類;ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等の(ポリ)オキシアルキレンアルキル(アリール)エーテル硫酸エステル塩類;(ポリ)オキシエチレンステアリルリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルリン酸エステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミン等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルアミン類;ポリオキシアルキレンアミド等。
(10)アルコール系消泡剤:オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類等。
(11)アミド系消泡剤:アクリレートポリアミン等。
(12)リン酸エステル系消泡剤:リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等。
(13)金属石鹸系消泡剤:アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等。
(14)シリコーン系消泡剤:ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン(ジメチルポリシロキサン等のポリオルガノシロキサン)、フルオロシリコーン油等。
(15)AE剤:樹脂石鹸、飽和あるいは不飽和脂肪酸、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、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸)、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル又はその塩、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテルリン酸エステル又はその塩、蛋白質材料、アルケニルスルホコハク酸、α−オレフィンスルホネート等。
(16)その他界面活性剤:オクタデシルアルコールやステアリルアルコール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する脂肪族1価アルコール、アビエチルアルコール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する脂環式1価アルコール、ドデシルメルカプタン等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する1価メルカプタン、ノニルフェノール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するアルキルフェノール、ドデシルアミン等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するアミン、ラウリン酸やステアリン酸等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するカルボン酸に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを10モル以上付加させたポリアルキレンオキシド誘導体類;アルキル基又はアルコキシル基を置換基として有しても良い、スルホン基を有する2個のフェニル基がエーテル結合した、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩類;各種アニオン性界面活性剤;アルキルアミンアセテート、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の各種カチオン性界面活性剤;各種ノニオン性界面活性剤;各種両性界面活性剤等。
(17)防水剤:脂肪酸(塩)、脂肪酸エステル、油脂、シリコン、パラフィン、アスファルト、ワックス等。
(18)防錆剤:亜硝酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛等。
(19)ひび割れ低減剤:ポリオキシアルキルエーテル類;2−メチル−2,4−ペンタンジオール等のアルカンジオール類等。
(20)膨張材:エトリンガイト系、石炭系等。
その他のセメント添加剤(材)としては、セメント湿潤剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、セルフレベリング剤、防錆剤、着色剤、防カビ剤、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石膏等を挙げることができる。これらのセメント添加剤(材)は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記セメント添加剤は、上述したセメント分散剤やセメント添加剤(材)の他に、セメント組成物の分散性、抑泡制等を向上させるものと併用させてもよい。セメント添加剤やセメント分散剤をセメント組成物に加える方法としては、これらのセメント添加剤やセメント分散剤を混合してコンクリート混和剤とし、セメント組成物への混入を容易にして行うことが好ましい。
上記セメント組成物において、セメント及び水以外の成分についての特に好適な実施形態としては、次の(1)〜(6)が挙げられる。
(1)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、及び、<2>オキシアルキレン系消泡剤の2成分を必須とする組み合わせ。尚、<2>のオキシアルキレン系消泡剤の配合質量比としては、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤に対して0.01〜20質量%が好ましい。
(2)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、<2>オキシアルキレン系消泡剤及び<3>AE剤の3成分を必須とする組み合わせ。オキシアルキレン系消泡剤としては、ポリオキシアルキレン類、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレンアセチレンエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルアミン類等が使用可能であるが、ポリオキシアルキレンアルキルアミン類が特に好適である。尚、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤と<2>の消泡剤との配合質量比としては、<2>の消泡剤が<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤に対して0.01〜20質量%であることが好ましい。一方、<3>のAE剤の配合質量比としては、セメントに対して0.001〜2質量%が好ましい。
(3)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、及び、<2>材料分離低減剤の2成分を必須とする組み合わせ。材料分離低減剤としては、非イオン性セルロースエーテル類等の各種増粘剤、部分構造として炭素数4〜30の炭化水素鎖からなる疎水性置換基と炭素数2〜18のアルキレンオキシドを平均付加モル数で2〜300付加したポリオキシアルキレン鎖とを有する化合物等が使用可能である。尚、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤と、<2>の材料分離低減剤との配合質量比としては、10/90〜99.99/0.01が好ましく、50/50〜99.9/0.1がより好ましい。この組み合わせのセメント組成物は、高流動コンクリート、自己充填性コンクリート、セルフレベリング材として好適である。
(4)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、<2>遅延剤の2成分を必須とする組み合わせ。遅延剤としては、グルコン酸(塩)、クエン酸(塩)等のオキシカルボン酸類、グルコース等の糖類、ソルビトール等の糖アルコール類、アミノトリ(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸類等が使用可能であるが、オキシカルボン酸類が特に好適である。尚、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤と<2>の遅延剤との配合質量比としては、10/90〜99.9/0.1の範囲が好ましく、20/80〜99/1の範囲がより好ましい。
(5)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、<2>促進剤の2成分を必須とする組み合わせ。促進剤としては、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム等の可溶性カルシウム塩類、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物類、チオ硫酸塩、ギ酸及びギ酸カルシウム等のギ酸塩類等が使用可能である。尚、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤と<2>の促進剤との配合質量比としては、0.1/99.9〜90/10の範囲が好ましく、1/99〜70/30の範囲がより好ましい。
(6)<1>本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤、<2>分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤の2成分を必須とする組み合わせ。尚、スルホン酸系分散剤としては、リグニンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、アミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等のアミノスルホン酸系の分散剤等が使用可能である。尚、<1>のポリカルボン酸系コンクリート混和剤と<2>のスルホン酸系分散剤との配合質量比としては、5/95〜95/5の範囲が好ましく、10/90〜90/10の範囲がより好ましい。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、各種のセメント組成物等に好適に適用することができるうえに、セメント組成物等の粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった特性を発揮することができるものであることから、本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤を用いることにより、セメント組成物の減水性が向上してその硬化物の強度や耐久性が優れたものとなり、しかもセメント組成物を取り扱う現場において作業しやすくなるような粘性となり、土木・建築構造物等を構築における作業効率等が改善されることとなる。このような本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤を含有するセメント組成物もまた、本発明の一つである。
本発明のポリカルボン酸系コンクリート混和剤は、上述の構成よりなるので、コンクリート等のセメント組成物の粘性の低下、スランプ保持性の向上、ブリーディング水が少ないといった特性を発揮することができることから、セメント組成物を作業しやすい状態とすることが可能となり、土木・建築構造物等の構築現場における作業効率等を改善することができるものである。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味するものとする。
実施例1
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却管(コンデンサ)を備えたガラス製反応槽(内容量:1リットル)に、水377gを仕込み、攪拌下で上記反応器を窒素置換し、窒素雰囲気下で70℃まで昇温した。次に、上記反応器内に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数10)239g、メタクリル酸64g、メタクリル酸ナトリウム塩14g、3−メルカプトプロピオン酸9g及びイオン交換水92g混合溶液を5時間かけて滴下すると同時に、30%過酸化水素水5.1gを水50gに溶解させた水溶液及びL−アスコルビン酸2.0gを水50gに溶解させた水溶液を6時間かけて滴下した。また同時に、57gのメタクリル酸メチルを0.148g/分のフィード速度で滴下開始した。滴下開始から235分後にメタクリル酸メチルのフィード速度を0.344g/分に変更し5時間かけて滴下を終了した。
滴下終了後、反応混合液を70℃に1時間維持した。更に、この反応混合液のpHを水酸化ナトリウムで7になるように調節することにより、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量7700の本発明のポリカルボン酸(P−1)を得た。
実施例2
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却管(コンデンサ)を備えたガラス製反応槽(内容量:0.5リットル)に、水70gを仕込み、攪拌下で上記反応器を窒素置換し、窒素雰囲気下で70℃まで昇温した。次に、上記反応器内に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数6)121g、メタクリル酸36g、3−メルカプトプロピオン酸4.3g及びイオン交換水60gの混合溶液を5時間かけて滴下すると同時に、30%過酸化水素水2.7gを水30gに溶解させた水溶液及びL−アスコルビン酸1.0gを水30gに溶解させた水溶液を6時間かけて滴下した。また同時に、27.5gのメタクリル酸メチルを5時間で滴下した。滴下終了後、反応混合液を70℃に1時間維持した。更に、この反応混合液のpHを水酸化ナトリウムで7になるように調節することにより、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量8900の本発明のポリカルボン酸(P−2)を得た。
実施例3
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却管(コンデンサ)を備えたガラス製反応槽(内容量:0.5リットル)に、水80gを仕込み、攪拌下で上記反応器を窒素置換し、窒素雰囲気下で70℃まで昇温した。次に、上記反応器内に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数25)109g、メタクリル酸22g、メタクリル酸メチル18g、3−メルカプトプロピオン酸1.7g及びイオン交換水37gの混合溶液を5時間かけて滴下すると同時に、過硫酸アンモニウム塩2.6gを水30gに溶解させた水溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を70℃に1時間維持した。更に、この反応混合液のpHを水酸化ナトリウムで7になるように調節することにより、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量18000の本発明のポリカルボン酸(P−3)を得た。
比較例1
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却管(コンデンサ)を備えたガラス製反応槽(内容量:1リットル)に、水273gを仕込み、攪拌下で上記反応器を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで昇温した。次に、上記反応器内に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数25)375g、メタクリル酸75g、3−メルカプトプロピオン酸3.3g及びイオン交換水100gの混合溶液を5時間かけて滴下すると同時に、30%過酸化水素水3gを水50gに溶解させた水溶液及びL−アスコルビン酸1.2gを水50gに溶解させた水溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を80℃に1時間維持し、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量24000の比較用のポリカルボン酸水溶液(H−1)を得た。
実施例4〜13、比較例2〜9
以下の表1の単量体組成にして、実施例2と同様にしてポリカルボン酸(P−4)〜(P−13)、及び、比較例1と同様にして比較用のポリカルボン酸(H−2)〜(H−9)を得た。なお、上記ポリカルボン酸(P−4)〜(P−13)、及び、(H−2)〜(H−9)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算での重量平均分子量を表1に示す。
Figure 2006525938
製造例1〜6
以下の表2の単量体組成にして、比較例1と同様にしてポリカルボン酸(S−1)〜(S−6)を得た。なお、上記ポリカルボン酸(S−1)〜(S−6)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算での重量平均分子量を表2に示す。
Figure 2006525938
上記表1〜2中の記載は以下の通りである。
PGM−130E、PGM−50E、PGM−28E、PGM−24E、PGM−10E:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(それぞれエチレンオキシドの平均付加モル数が、130、50、28、24、10)
IPN−50、IPN−25、IPN−15:3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド付加物(それぞれエチレンオキシドの平均付加モル数が50、25、15)
AM:アクリル酸メチル
MMA:メタクリル酸メチル
MAA:メタクリル酸
EMA:メタクリル酸エチル
IPMA:メタクリル酸イソプロピル
nBMA:メタクリル酸n−ブチル
BA:アクリル酸n−ブチル
EA:アクリル酸エチル
PGPh−10E:フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数10)
PEA−8、PEA−5:アリルアルコールエチレンオキシド付加物(エチレンオキシドの平均付加モル数がそれぞれ8、5)
MA:マレイン酸
MBS:メタリルベンゼンスルホン酸
コンクリート試験により、実施例1〜13、比較例1〜9で得られたポリカルボン酸をコンクリート混和剤として評価した。結果を表3に示す。また、これらのポリカルボン酸を表4に示す質量比で混合したものをコンクリート混和剤として評価した。結果を表4に示す。なお、コンクリート試験条件は以下のとおりである。
コンクリート試験条件
水道水:172kg/m
セメント(太平洋セメント製):491kg/m
細骨材(小笠山産山砂):744.5kg/m
粗骨材(青梅産単粒度砕石5号6号ブレンド、ブレンド比率53/47):909.8kg/m
パン型ミキサーで90秒混練した。
練りあがり直後のスランプを23.5〜25cmに合わせて測定した。
また、セメント固形分100質量%に対する、実施例1〜13、比較例1〜9で得られたポリカルボン酸の添加量(固形分換算の添加量)は、表3及び4に示した通りとした。なお、表4の添加量は、ポリカルボン酸を混合した状態での添加量(固形分換算の添加量)を示す。
Figure 2006525938
Figure 2006525938
上記表3及び4において、各種物性は、以下のように評価した。
減水性は、所定のスランプ値を出すのに必要な添加量で比較し、添加量が少ないものを減水性が良い、添加量の多いものを悪いとした。具体的には以下のとおりである。
◎:添加量0.25(質量%)未満
○:添加量0.25(質量%)以上〜0.40(質量%)未満
△:添加量0.40(質量%)以上〜0.80(質量%)未満
×:添加量0.80(質量%)以上
スランプ保持性は、初期スランプ値に対する60分後のスランプ値の比率(%)で比較し、比率が高いものをスランプ保持性が良い、比率が低いものをスランプ保持性が悪いとした。具体的には以下のとおりである。
◎:60分後のスランプ値が初期スランプ値の80%以上
〇:60分後のスランプ値が初期スランプ値の80%未満〜70%以上
△:60分後のスランプ値が初期スランプ値の70%未満〜60%以上
×:60分後のスランプ値が初期スランプ値の60%未満
コンクリートの状態は、以下のように評価した。
スコップを用いて練り返した時にコンクリートの粘性が高く、スコップにモルタル分が多量に付着するものはコンクリートの状態が悪い。コンクリートの粘性が低くなるほど、またスコップへのモルタル分の付着が少なくなるものほど良いコンクリートの状態である。具体的には以下のとおりである。
◎:練り返し時にコンクリートの粘性が低く、スコップへのモルタル分の付着がほとんどない。
○:練り返し時にコンクリートの粘性が低いが、スコップへのモルタル分の付着が見られる。
△:練り返し時にコンクリートの粘性が高く、スコップへのモルタル分の付着も
見られる。
×:練り返し時にコンクリートの粘性が高く、スコップへのモルタル分の付着が多い。
表3より、ポリカルボン酸(H−1)を用いた比較例Aは減水性は優れているが、スランプ保持性、コンクリートの状態が著しく劣る。ポリカルボン酸(H−2)、(H−3)を用いた比較例C、Dも減水性は良好であるが、スランプ保持性、コンクリートの状態が劣る。ポリカルボン酸(H−4)、(H−6)、(H−9)を用いた比較例D、F、Iは保持性は良いが、減水性が著しく劣る。ポリカルボン酸(H−5)、(H−7)、(H−8)を用いた比較例E、G、Hはコンクリートの状態が著しく悪い。
一方、ポリカルボン酸(P−1)〜(P−13)を用いた実施例A〜Mは、減水性、保持性、状態とも良好であった。
また、表4より、ポリカルボン酸(H−1)、(H−2)、(H−3)、(S−1)、(S−2)、(S−3)、(S−4)、(S−5)、(S−6)を用いた比較例a〜iは減水性は優れているが、スランプ保持性、コンクリートの状態が劣る。
一方、本発明のポリカルボン酸(P−1)又は(P−8)を配合した実施例a〜hは減水性を保ったまま、スランプ保持性、コンクリートの状態が改善された。

Claims (4)

  1. ポリアルキレングリコールを側鎖に持つポリカルボン酸系重合体を必須とするコンクリート混和剤であって、
    該ポリカルボン酸系重合体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種のアルキル(メタ)アクリレート系単量体が20〜60モル%、下記一般式(1);
    Figure 2006525938
    (式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基(飽和アルキル基若しくは不飽和アルキル基)を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。nは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。Xは、炭素数1〜5の2価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CRX−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子、酸素原子同士が直接結合していることを表す。また、Xは、−CO−結合であってもよい。)で表されるポリアルキレングリコール系不飽和単量体が15〜40モル%、並びに、不飽和カルボン酸(塩)系単量体が19〜65モル%である単量体成分を重合してなり、重量平均分子量が20000以下であることを特徴とするポリカルボン酸系コンクリート混和剤。
  2. 請求項1に記載のポリカルボン酸系重合体と、これとは異なるポリカルボン酸系重合体とを含むことを特徴とする請求項1に記載のポリカルボン酸系コンクリート混和剤。
  3. 請求項1に記載のポリカルボン酸系重合体と、これとは異なるポリカルボン酸系重合体との配合質量の割合が5〜95:95〜5であることを特徴とする請求項2に記載のポリカルボン酸系コンクリート混和剤。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載のポリカルボン酸系コンクリート混和剤を含有することを特徴とするセメント組成物。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007099530A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤及びその製造方法
JP2008543997A (ja) * 2005-06-15 2008-12-04 花王株式会社 コンクリートおよびモルタル混和剤
JP2009001683A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Nippon Shokubai Co Ltd コンクリート混和剤用ポリカルボン酸系共重合体及び共重合体組成物
JP2014024690A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体
JP2015520263A (ja) * 2012-05-24 2015-07-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 水性エマルション用安定剤としての親水性、低酸含有量ポリマー
JP2019006913A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 株式会社日本触媒 疎水性基含有共重合体
JP2019085434A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 株式会社日本触媒 ポリカルボン酸系共重合体、コンクリート混和剤、およびコンクリート組成物
WO2022082975A1 (zh) * 2020-10-22 2022-04-28 科之杰新材料集团有限公司 一种具有高吸附阻泥功能的聚羧酸减水剂及其制备方法

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5051990B2 (ja) * 2005-09-01 2012-10-17 住友大阪セメント株式会社 超速硬性セメント組成物及び超速硬性セメント組成物用分散剤
US20090075053A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Government Of The United States Of America, As Concrete Having Increased Service Life and Method of Making
FR2925042B1 (fr) * 2007-12-14 2010-10-22 Lafarge Platres Adjuvant pour liant hydraulique
EP2090596A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-19 Construction Research and Technology GmbH Copolymer mit Polyetherseitenketten und Hydroxyalkyl- und Säurebausteinen
FR2944009B1 (fr) 2009-04-01 2012-09-07 Lafarge Sa Copolymeres superplastifiants reducteurs de viscosite.
KR101106210B1 (ko) 2009-06-23 2012-01-20 주식회사 실크로드시앤티 초고강도 콘크리트 혼화제용 고분자 중합체
CN101955332B (zh) * 2009-11-17 2011-11-30 山东宏艺科技股份有限公司 一种聚羧酸盐水泥助磨剂及其制备方法
JP2013517133A (ja) * 2010-01-21 2013-05-16 ビーエーエスエフ コンストラクション ポリマース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 分散剤
FR2969155B1 (fr) 2010-12-21 2014-02-07 Chryso Polymere comportant une fonction hydrolysable utile comme fluidifiant
FR2969156B1 (fr) 2010-12-21 2013-02-08 Chryso Polymere comportant une fonction hydrolysable utilisable comme fluidifiant
FR2969157A1 (fr) 2010-12-21 2012-06-22 Chryso Polymere comportant une fonction hydrolysable utile comme fluidifiant
US8334346B2 (en) 2011-01-16 2012-12-18 Quentin Lewis Hibben Low temperature curable adhesive compositions
US9416300B2 (en) 2011-01-16 2016-08-16 Simpson Strong-Tie Company, Inc. Low temperature curable adhesive compositions
WO2013039044A1 (ja) * 2011-09-12 2013-03-21 株式会社日本触媒 水硬性材料添加剤用ポリカルボン酸系重合体
CN102516475B (zh) * 2011-12-31 2015-06-24 上海多纶化工有限公司 一种聚羧酸系混凝土减水剂
CN102531457B (zh) * 2012-01-12 2013-10-09 四川路加四通科技发展有限公司 一种地铁盾构管片专用外加剂及其制备和使用方法
CN103073674A (zh) * 2012-09-25 2013-05-01 徐江涛 一种碱矿渣水泥混凝土减水剂及其制备方法
BR112015010044A2 (pt) * 2012-12-14 2017-07-11 Dow Global Technologies Llc composição, e, revestimento de nata
EP2792653A1 (de) * 2013-04-17 2014-10-22 Sika Technology AG Verwendung von Kammpolymeren zur Kontrolle der Rheologie von mineralischen Bindemittelzusammensetzungen
KR101527177B1 (ko) * 2013-07-26 2015-06-10 주식회사 실크로드시앤티 폴리카르복실산계 공중합체 및 층상형 이중 수산화물을 포함하는 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법
CN103819627B (zh) * 2013-12-30 2017-01-18 大连市铭源全科技开发有限公司 可控缓释混凝土减水剂及其制备方法
CN103865007A (zh) * 2014-03-17 2014-06-18 南京瑞迪高新技术有限公司 一种降粘型聚羧酸系减水剂制备方法
US9919968B2 (en) * 2014-09-30 2018-03-20 Gcp Applied Technologies Inc. Low-to-mid-range water reduction using polycarboxylate comb polymers
KR101664911B1 (ko) * 2015-03-31 2016-10-12 주식회사 넥스켐 시멘트 조성물의 혼화제용 고분자 화합물
KR101733616B1 (ko) 2015-04-24 2017-05-10 이지스 주식회사 하이브리드 고분자 중합체 및 그의 제조방법과 이를 이용한 시멘트 유동화제 및 모르타르·콘크리트 혼화제
KR101756318B1 (ko) 2015-09-05 2017-07-10 이지스 주식회사 분산제 제조용 단량체, 중합체 및 이의 제조방법
KR101616273B1 (ko) * 2015-10-02 2016-04-28 (주) 로드바이오 바텀 애쉬를 주원료로 하는 친환경 투수성 블록 조성물
CN105732911B (zh) * 2016-01-15 2018-02-23 江苏苏博特新材料股份有限公司 降粘型聚羧酸减水剂的制备方法及应用
WO2018062583A1 (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 주식회사 넥스켐 시멘트 조성물의 혼화제용 고분자 화합물
US10199527B2 (en) 2017-05-08 2019-02-05 Morgan Solar Inc. Solar concentrator and illumination apparatus
RU2019130881A (ru) * 2017-07-27 2021-08-27 Сикэ Текнолоджи Аг Диспергатор на основе полидикарбоновой кислоты
US11021395B2 (en) 2018-01-29 2021-06-01 Lawrence L Kuo Method for low-to-mid-range water reduction of cementitious compositions
JP7350772B2 (ja) * 2018-04-03 2023-09-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 貯蔵安定なガラスアイオノマー組成物及びその使用
CN109749020B (zh) * 2018-12-26 2021-11-16 广西红墙新材料有限公司 一种含烷基的早强降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN109680802A (zh) * 2019-03-01 2019-04-26 辽宁省交通高等专科学校 一种掺赤泥钢管混凝土结构及其制备方法
CN110467374A (zh) * 2019-07-16 2019-11-19 江苏博思通新材料有限公司 一种混凝土缓凝减水剂
CN111171245B (zh) * 2019-12-27 2022-08-02 安徽海螺新材料科技有限公司 保坍型聚羧酸减水剂用丙烯酸酯化合物的制备方法及应用
KR102110294B1 (ko) 2020-03-17 2020-05-13 강민규 콘크리트용 화학 혼화제
CN111793165B (zh) * 2020-06-19 2022-06-28 中铁大桥局集团第四工程有限公司 一种海水侵蚀清水混凝土外加剂及其制备方法
CN112390921A (zh) * 2020-11-05 2021-02-23 云南建投高分子材料有限公司 一种合成降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112812312B (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 科之杰新材料集团福建有限公司 一种高和易性水泥分散聚合物及其制备方法
CN112521045A (zh) * 2020-12-10 2021-03-19 联泓(江苏)新材料研究院有限公司 降粘型液相组合物及其制备方法和用途
KR102257708B1 (ko) * 2021-02-06 2021-05-28 (주)에스씨엠금영 콘크리트 블리딩 저감제 및 이를 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물
CN115010875A (zh) * 2021-03-04 2022-09-06 辽宁奥克化学股份有限公司 一种降黏型聚羧酸减水剂及制备方法
CN113372499B (zh) * 2021-07-15 2022-04-01 南京友西科技集团股份有限公司 一种混凝土抗腐蚀外加剂及其制备方法
CN114105652B (zh) * 2021-11-19 2023-05-16 广东金厦瓷业有限公司 一种复合型陶瓷减水剂
CN114230727B (zh) * 2021-12-15 2023-08-29 科之杰新材料集团有限公司 一种减缩型醚类聚羧酸减水剂及其制备方法
CN114315380B (zh) * 2022-01-11 2023-01-06 湖南省博鼎建材有限公司 一种绿色环保除铬陶瓷减水剂
CN114478946B (zh) * 2022-03-21 2023-08-11 山西方兴建材股份有限公司 聚羧酸系混凝土减水剂及制备方法
CN115197413B (zh) * 2022-08-15 2023-06-23 烟台大学 一种聚羧酸减水剂抗泥功能单体
CN116143976B (zh) * 2023-02-22 2024-05-28 科顺防水科技股份有限公司 聚醚大单体聚羧酸减水剂组合物、减水剂及其制备方法和应用
CN118164704B (zh) * 2024-05-14 2024-07-12 潍坊三建砼泰建筑材料有限公司 一种高保坍混凝土减水剂

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07171619A (ja) * 1993-12-20 1995-07-11 Ykk Kk 押出機の型材牽引装置
JPH1160305A (ja) * 1997-08-06 1999-03-02 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤およびそれを用いたセメント組成物
JP2001146447A (ja) * 1999-11-17 2001-05-29 Kao Corp セメント分散剤の製造法
JP2001294463A (ja) * 2000-04-10 2001-10-23 Lion Corp 粉体セメント分散剤
JP2003286057A (ja) * 2002-03-27 2003-10-07 Nippon Paper Industries Co Ltd セメント分散助剤およびセメント分散剤、それらを含んだセメント組成物
JP2003286058A (ja) * 2002-03-27 2003-10-07 Nippon Paper Industries Co Ltd セメント分散剤およびセメント組成物

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3738440A1 (de) * 1987-11-12 1989-05-24 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur herstellung einer elektrischen und mechanischen verbindung von mantel-thermo-leitungen
JPH05213653A (ja) 1992-02-01 1993-08-24 Chichibu Cement Co Ltd 高流動高強度水硬性組成物
JP2628486B2 (ja) 1992-09-30 1997-07-09 竹本油脂株式会社 セメント用分散剤
JP2646449B2 (ja) * 1992-09-30 1997-08-27 株式会社竹中工務店 超高強度水硬性セメント組成物
JP2871489B2 (ja) 1994-10-07 1999-03-17 株式会社竹中工務店 高流動性及び材料分離防止性が同時に付与された高強度コンクリート組成物の製造方法、並びに該製造方法によって得られる高強度コンクリート組成物
JP3559094B2 (ja) 1995-04-17 2004-08-25 太平洋セメント株式会社 セルフレベリング性水性組成物
JP3322793B2 (ja) 1996-02-21 2002-09-09 株式会社竹中工務店 超早強高強度コンクリート組成物
US5911820A (en) * 1996-06-21 1999-06-15 Kao Corporation Concrete admixture
JP3507281B2 (ja) 1996-06-21 2004-03-15 花王株式会社 コンクリート混和剤
US6166112A (en) * 1997-03-10 2000-12-26 Nippon Shokubai Co., Ltd. Cement admixture and cement composition
JP3278391B2 (ja) 1997-12-16 2002-04-30 竹本油脂株式会社 セメント用分散剤
JP2000290056A (ja) 1999-02-04 2000-10-17 Nippon Shokubai Co Ltd 水硬性組成物
JP2000233956A (ja) 1999-02-10 2000-08-29 Lion Corp セメント分散剤
MY135684A (en) 1999-11-29 2008-06-30 Nippon Catalytic Chem Ind Copolymer for cement admixtures and its production process and use
JP2002053358A (ja) 2000-08-10 2002-02-19 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤とセメント組成物
KR100824576B1 (ko) 2001-05-28 2008-04-23 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 시멘트 첨가제 및 시멘트 조성물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07171619A (ja) * 1993-12-20 1995-07-11 Ykk Kk 押出機の型材牽引装置
JPH1160305A (ja) * 1997-08-06 1999-03-02 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤およびそれを用いたセメント組成物
JP2001146447A (ja) * 1999-11-17 2001-05-29 Kao Corp セメント分散剤の製造法
JP2001294463A (ja) * 2000-04-10 2001-10-23 Lion Corp 粉体セメント分散剤
JP2003286057A (ja) * 2002-03-27 2003-10-07 Nippon Paper Industries Co Ltd セメント分散助剤およびセメント分散剤、それらを含んだセメント組成物
JP2003286058A (ja) * 2002-03-27 2003-10-07 Nippon Paper Industries Co Ltd セメント分散剤およびセメント組成物

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008543997A (ja) * 2005-06-15 2008-12-04 花王株式会社 コンクリートおよびモルタル混和剤
JP2007099530A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤及びその製造方法
JP2009001683A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Nippon Shokubai Co Ltd コンクリート混和剤用ポリカルボン酸系共重合体及び共重合体組成物
JP2015520263A (ja) * 2012-05-24 2015-07-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 水性エマルション用安定剤としての親水性、低酸含有量ポリマー
US10287378B2 (en) 2012-05-24 2019-05-14 Basf Se Hydrophilic, low acid content polymers as stabilizers for water-based emulsions
JP2014024690A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Nippon Shokubai Co Ltd セメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体
JP2019006913A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 株式会社日本触媒 疎水性基含有共重合体
JP7049074B2 (ja) 2017-06-26 2022-04-06 株式会社日本触媒 疎水性基含有共重合体
JP2019085434A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 株式会社日本触媒 ポリカルボン酸系共重合体、コンクリート混和剤、およびコンクリート組成物
WO2022082975A1 (zh) * 2020-10-22 2022-04-28 科之杰新材料集团有限公司 一种具有高吸附阻泥功能的聚羧酸减水剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004099099A1 (en) 2004-11-18
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KR100855533B1 (ko) 2008-09-01

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