JP2007517752A - 高初期強度流動化剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作りたての可塑性段階にある混合物の当初の作業性を相当に向上させ、同時に、硬化段階中の水和をなんら遅らせることなく早く高い機械的強度を発達させることが可能な、コンクリート等のセメント物質用の新規な流動化剤に関する。これらの特性によって、冬期に典型的な低温に特徴付けられる不利な気候条件においてさえ、非常に速やかに硬化する、高流動性と極めて少量の混合水とを特徴とするコンクリート混合物を、本発明の新規な流動化剤を用いて鋳造することが可能である。より詳しくは、本発明は上述の特性とさらに本質的に空気同伴が少ないという効果をさらに有する流動化剤に関する。
流動化剤は建設分野において広く使用されている。これを作りたてのコンクリートに加えるとその流動性が劇的に変化し、セメント混合物の粘度が急に低下して、ぎっしりとしてかつ複雑な補強棒システムの場合でさえ、コンクリートの鋳造が容易になる。実際、流動性のコンクリートを容易にポンプで送り出してコンクリート自身の重みで鋳型の隅々まで完全に充填することができ、したがって費用のかかる手の込んだ機械的振動作業が軽減されるかまたは完全に節約される。
さらに、流動化剤を使用することにより混合用水を20%以上も減らすことができ、それでもなお混合物は優れた流動性を特徴とする。この方法によって、混合水を減らした濃厚な流動性コンクリート混合物(水/セメント比の小さい)を容易に鋳造することができ、このものは一旦硬化すると機械的強度が非常に大きいことが特徴である。
伝統的な流動化剤は、ナフタレンスルホン酸の塩とホルムアルデヒドとの縮合生成物(NSFC)およびメラミンスルホン酸塩(メラミンスルホネート)とホルムアルデヒドとの縮合生成物(MSFC)をベースとする。これらの流動化剤は、改良リグノスルホン酸塩(LGS)(リグノスルホネート)とともに20世紀の第2半期に開発され、第1および第2世代の流動化剤を代表する。これらの流動化剤は流体化能力が低いので、混合用の水を十分に減らすためにはコンクリート混合物に比較的多量に加える必要がある。このことが流動化剤の使用を魅力の少ないものにし、過去に流動化剤の使用を思いとどまらせた主要要因の一つになった。
20世紀の最後の20年以降、(メタ)アクリル酸塩と(メタ)アクリル酸エステルとの親水性コポリマーをベースとして新しい種類の流動化剤が開発された。「ポリカルボキシレート」と呼ばれるこれら流動化剤の最初の例は、日本特許JP58−74552に記載されており、a)(メタ)アクリル酸とb)メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを共重合させることによって誘導される流動化剤がクレイムされている。モノマー(b)は、米国特許US2,815,369、US3,041,371、およびUS3,989,740に記載の方法など従来既知の方法にしたがって、適当な溶媒、エステル化またはエステル交換反応触媒および重合防止剤の存在下でモノメトキシポリオキシエチレングリコールによる(メタ)アクリル酸のエステル化によって容易に製造できる。
この新しい種類のポリカルボキシレート流動化剤は、ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネートおよびリグノスルホネートをベースとする従前の流動化剤と比較して、コンクリート混合物の粘性と混合水の量を減少させる効率が極めて高いことが特徴である。
エイチフチカワら(「作りたてのセメントペースト中のセメント粒子の分散に対する有機混合物の静電気および立体反発力の影響」、Proceedings of the 10th International Congress on the Chemistry of Cement, vol.3, 3iii001, 1997)によって指摘されたように、巨大分子中の長いポリオキシエチレン鎖がポリカルボキシレート流動化剤の良好な成績の原因となっている。というのは、この流動化剤が従前の流動化剤の非効率的な「静電効果」と比較して極めて効果的な「立体効果」と呼ばれるメカニズムによってできたての混合物中のセメント粒子をより良く安定化、分散化させるからである。ポリカルボキシレート流動化剤の高い分散効率が、できたてのコンクリート混合物が同じ流動性を達成するため第1世代および第2世代の流動化剤と比較して使用量を実質的に減らす(60%超の減少)ことを可能にし、コンクリートの全体コストがそれに応じて減少する。この理由のため、ポリカルボキシレート流動化剤の使用が最近10年間で広く普及し、この新しい種類のポリマーが第3世代の流動化剤として定義されている。
それでも、日本特許JP58−74552に記載されている第3世代の流動化剤の使用はそれ自身欠点がなくはない。実際ポリカルボキシレート流動化剤は、その表面活性のため、混合中にコンクリート中に気泡を巻き込む傾向が強い。その結果、気泡の同伴を抑制しないでおくとコンクリートの機械強度の発達および外観に対して有害な影響を生じさせかねない。この不便を克服するため、第3世代流動化剤にしばしば消泡剤が混合されるが、これら物質は水に不溶のためポリマー溶液から分離する傾向があり、したがってその効率は貯蔵の時間とともに低下する。本質的に低発泡性の第3世代流動化剤が米国特許US5,362,324およびUS6,139,623に記載されてあり、この両特許とも消泡剤がポリマー鎖に結合しているポリマーに関する。この方法によって消泡剤はポリマー溶液中で安定化され、消泡能力がより長時間維持される。これらポリマーの消泡効率は、ポリマー溶液中で安定性が高いことを特徴とする外部消泡剤の添加によって最終的にさらに改善することができる。特に、米国特許US5,362,324は次式を有するモノマーの三元共重合によって得られる空気同伴の少ない流動化剤について記述している。
式中、Z=H,Na,Li,1/2Caであり、XはHまたはCH3である。
式中、W=−(−CH2−CH2−O−)n−CH3であり、nは8〜50の整数であり、XはHまたはCH3である;これらのモノマーは200〜2000の分子量を有するポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートを含む。
式中、
であり、mは2〜50の整数である。これらのモノマーは好ましくは概略280〜3100の分子量、すなわちmが概略2〜50を有するポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートで表わされる。
この第3世代ポリカルボキシレート流動化剤の第2の欠点は、セメントの水和速度を低下させる影響であり、これはそれらが多量に使用されるとき、および冬期に典型的な低温に特徴付けられる不利な気候条件で使用されるときさらにはっきりと分かる。このことは、水和の最初の時間での機械強度の発達が遅いためそれらの使用に対するある限界を表わしている。この欠点を克服するため、市販製品は硝酸カルシウムやアルカノールアミンなどの加速用添加剤と一緒に調剤されているが、この解決法には得られる混合物の安定性が悪いことと使用量が多くてコストが高いための商業上の不利による実際的な制約がある。この不利な点は、米国特許US5,362,324に記載の上述の製品を使用することによって明らかとなった。
本発明は、セメントの水和速度を遅らせない、したがって発達の初期におけるコンクリートの機械的強度発達に悪い影響を与えない、新規な水溶性または水分散性のポリマーに関する。これらの特徴のため、冬期に典型的な低温に特徴付けられるような不利な気候条件においてさえ、本発明の新規な流動化剤を用いて、流動性が大きく、極めて速やかに硬化する、非常に少ない混合水を特徴とするコンクリート混合物を鋳造することが可能である。さらに、本発明の新規な流動化剤は、外部添加の消泡剤が存在しなくても空気同伴が少ない効果を特徴とする。
本発明の新規な流動化剤は、次のモノマーの三元共重合によって得られる。
式中、Z=H,Na,Li,1/2Caであり、XはHまたはCH3であり、
式中、W=−(−CH2−CH2−O−)n−CH3、nは概略51〜300の間の整数であり、XはHまたはCH3である;このモノマーは分子量が概略2000〜13000の間のポリエチレングリコールモノメチルエーテル−(メタ)アクリレートを含み;そして
式中、
であり、mは2〜50の間の整数である。このモノマーは、好ましくは概略280〜11800の分子量、すなわちmが概略2〜200のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートで表わされる。
本発明のポリマーは、ポリメチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートのポリオキシエチレン側鎖の分子量に関して、従来技術のポリマー、特に米国特許US5,362,324に記載のポリマーとは異なる。上述の特許において、式(II)の酸化エチレンの繰返し単位数nは8〜50の整数であるが、本発明では式(V)の酸化エチレンの繰返し単位数は51〜300の整数である。驚くべきことに発見されたのは、式(V)のモノマーの側鎖の長さが、セメント水和の速度、したがって機械的強度の発達を決める基本的な要因であるということである。側鎖が短い(nが50未満の整数)ことが特徴である式(II)のモノマーでは、米国特許US5,362,324に記載のポリマーの場合のように、セメントの水和速度は流動化剤の添加によって逆に影響される。他方、側鎖が長いこと(nが約50を超える整数)が特徴である本発明の式(V)のモノマーでは、水和速度は流動化剤による影響が少なく、冬期に典型的な低温を特徴とするような不利な気候条件においてさえセメントの硬化が極めて速い。式(V)の酸化エチレンの繰返し単位数nが50を超える整数であると機械的強度発達に対する有利な効果が明白となるが、機械強度の発達という点での最良結果は、式(V)のnが90を超す整数の場合に得られる。
本発明の式(IV)、(V)および(VI)のモノマーは、さまざまの割合で組合せることができる。多くの組合せが可能であっても、初期の機械的強度の発達と空気同伴効果という点からみて最良の結果は、アクリルモノマー(IV)および(V)の量が重合可能質量の90〜99.9%であるとき、およびモノマー(VI)の量が重合可能質量の0.1〜10%であるときに得られることが観測されている。次には、機械強度の発達という点での最良の結果を得るためには、アクリルモノマー(IV)と(V)の間の重量比は0.05〜0.5の範囲内にあるべきである。
ハーマンエフマークによる“高分子科学および技術百科事典”に記載されているような従来公知のいかなるフリーラジカル溶液法によってでも各種異なるモノマーを重合させることができる。ポリマーの分子量は、重合温度、開始剤のタイプと量を適切に選択することにより、さらに最終的に連鎖移動剤を加えることによって、従来公知の通常法によって調節することができる。
本発明ポリマーの範囲と特徴を次の実施例でさらに詳細に述べる。
実施例1
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が4468のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート180g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート4.56g、メタクリル酸22.65g、水180gおよびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を反応器に5時間で加える。その間にNa2S2O8の10%溶液30gを別の漏斗で反応混合物に5時間で加える。両者の添加が終了後、重合した反応混合物をNaOHの30%水溶液約40gで中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約730gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が4468のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート180g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート4.56g、メタクリル酸22.65g、水180gおよびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を反応器に5時間で加える。その間にNa2S2O8の10%溶液30gを別の漏斗で反応混合物に5時間で加える。両者の添加が終了後、重合した反応混合物をNaOHの30%水溶液約40gで中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約730gが得られる。
実施例2
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が10188のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート150g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート3.9g、メタクリル酸23.3g、水204.5gおよびメルカプト−プロピオン酸2.79gの混合物を5時間で反応器に加える。その間にNa2S2O8の10%溶液30gを別の漏斗によって反応混合物に5時間で加える。両者の添加が終了後、重合した反応混合物をNaOHの30%溶液約40gで中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約725gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が10188のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート150g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート3.9g、メタクリル酸23.3g、水204.5gおよびメルカプト−プロピオン酸2.79gの混合物を5時間で反応器に加える。その間にNa2S2O8の10%溶液30gを別の漏斗によって反応混合物に5時間で加える。両者の添加が終了後、重合した反応混合物をNaOHの30%溶液約40gで中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約725gが得られる。
実施例3
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを具備した丸底のガラス反応器に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージし、90℃で加熱する。分子量が2368のポリエチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート187.3g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート4.8g、32.7gのメタクリル酸、75gの水、および2.7gのメルカプトプロピオン酸の混合物を反応器に5時間で加えた。その間に1%Na2S2O8溶液330gを別の漏斗で反応混合物に5時間で加える。この両添加の終了後、重合した反応混合物を約55gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約35%のポリマー溶液約887gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを具備した丸底のガラス反応器に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージし、90℃で加熱する。分子量が2368のポリエチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート187.3g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート4.8g、32.7gのメタクリル酸、75gの水、および2.7gのメルカプトプロピオン酸の混合物を反応器に5時間で加えた。その間に1%Na2S2O8溶液330gを別の漏斗で反応混合物に5時間で加える。この両添加の終了後、重合した反応混合物を約55gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約35%のポリマー溶液約887gが得られる。
比較例1
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージし、90℃で加熱する。分子量が818のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート216g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート6g、メタクリル酸60g、水30g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を5時間で反応器に加える。その間に330gの1%Na2S2O8水溶液を別の漏斗により5時間で反応混合物に加える。両添加が完了後、重合した反応混合物を約100gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液役945gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えたガラス丸底反応器中に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージし、90℃で加熱する。分子量が818のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート216g、分子量が861のポリプロピレングリコールジメタクリレート6g、メタクリル酸60g、水30g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を5時間で反応器に加える。その間に330gの1%Na2S2O8水溶液を別の漏斗により5時間で反応混合物に加える。両添加が完了後、重合した反応混合物を約100gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液役945gが得られる。
比較例2
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えた丸底ガラス反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱した。分子量が4468のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート180g、メタクリル酸22.65g、水180g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を5時間で反応器に加える。その間に、30gの10%Na2S2O8水溶液を別の漏斗により5時間で反応混合物に加える。この両方の添加の完了後、重合した反応混合物を約40gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約730gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えた丸底ガラス反応器中に270gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱した。分子量が4468のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート180g、メタクリル酸22.65g、水180g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を5時間で反応器に加える。その間に、30gの10%Na2S2O8水溶液を別の漏斗により5時間で反応混合物に加える。この両方の添加の完了後、重合した反応混合物を約40gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約730gが得られる。
比較例3
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えた丸底のガラス反応器に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が818のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート216g、メタクリル酸60g、水30g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を反応器に5時間で加える。その間に330gの1%Na2S2O8溶液を別の漏斗によって反応混合物に5時間で加える。両添加が終了後、重合した反応混合物を約100gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約945gが得られる。
機械攪拌器、温度計およびリフラックスコンデンサーを備えた丸底のガラス反応器に200gの水を装入する。このシステムを窒素でパージして90℃で加熱する。分子量が818のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート216g、メタクリル酸60g、水30g、およびメルカプトプロピオン酸2.7gの混合物を反応器に5時間で加える。その間に330gの1%Na2S2O8溶液を別の漏斗によって反応混合物に5時間で加える。両添加が終了後、重合した反応混合物を約100gの30%NaOH水溶液で中和する。合計固形物含量が約30%のポリマー溶液約945gが得られる。
実施例4
この実施例では、実施例1および3にしたがって製造した本発明のポリマーを使用して行ったコンクリート試験の結果を、米国特許US5,362,324にしたがって製造した比較例1のポリマーで得られた結果と比較する。コンクリート混合物はすべて同じ水/セメント比および骨材/セメント比で製造した。粗い骨材の最大直径は20mmであった。
この実施例では、実施例1および3にしたがって製造した本発明のポリマーを使用して行ったコンクリート試験の結果を、米国特許US5,362,324にしたがって製造した比較例1のポリマーで得られた結果と比較する。コンクリート混合物はすべて同じ水/セメント比および骨材/セメント比で製造した。粗い骨材の最大直径は20mmであった。
すべてのコンクリート混合物を150mmのステンレス立方形鋳型中で、低温(5℃)と通常の実験室条件(20℃)の両条件で養生させた。
テスト(試験)には2つの異なるセメントを使用した:
1)ASTM C−150にしたがうタイプIIIポートランドセメント(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)
2)ASTM C−150にしたがうタイプIポートランドセメント(ENV 197/1によるCEM IV/A 42.5)
低温(5℃)で養生したサンプルの圧縮強度は、タイプIIIポートランドセメントでのテストでは24時間の養生後、タイプIポートランドセメントでのテストでは48時間後に測定し、一方、通常実験室条件(20℃)で養生したサンプルの圧縮強度は、テストした両セメントとも28日間の養生後に測定した。コンクリートテストの比較結果をタイプIIIセメントに対しては下記の表1に、タイプIセメントに対しては表2に示す。
1)ASTM C−150にしたがうタイプIIIポートランドセメント(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)
2)ASTM C−150にしたがうタイプIポートランドセメント(ENV 197/1によるCEM IV/A 42.5)
低温(5℃)で養生したサンプルの圧縮強度は、タイプIIIポートランドセメントでのテストでは24時間の養生後、タイプIポートランドセメントでのテストでは48時間後に測定し、一方、通常実験室条件(20℃)で養生したサンプルの圧縮強度は、テストした両セメントとも28日間の養生後に測定した。コンクリートテストの比較結果をタイプIIIセメントに対しては下記の表1に、タイプIセメントに対しては表2に示す。
表1 米国特許US5,362,324にしたがって製造した流動化剤(比較例1)と比較して本発明の流動化剤(実施例1および3)を使用するコンクリートテスト。ASTMC−150にしたがうタイプIIIセメントでのテスト。
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
セメントの使用量: 360kg/m3
粗骨材最大直径: 20mm
水/セメント比 W/C: 0.43
添加剤の使用量:実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
セメントの使用量: 360kg/m3
粗骨材最大直径: 20mm
水/セメント比 W/C: 0.43
添加剤の使用量:実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
表2 米国特許US5,362,324にしたがって製造した流動化剤(比較例1)と比較して本発明の流動化剤(実施例1および3)を使用するコンクリートテスト。ASTMC−150にしたがうタイプIセメントでのテスト。
セメントのタイプ: タイプIポートランドセメント(ASTMC−150)
セメントの使用量: 380kg/m3
粗骨材最大直径: 20mm
水/セメント比 W/C: 0.46
添加剤の使用量:実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
セメントのタイプ: タイプIポートランドセメント(ASTMC−150)
セメントの使用量: 380kg/m3
粗骨材最大直径: 20mm
水/セメント比 W/C: 0.46
添加剤の使用量:実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
表1および表2のコンクリートテストの結果は、米国特許US5,362,324に記載されている比較例1の流動化剤と比較して本発明の流動化剤(実施例1および3)が、低養生温度条件において初期の機械的強度の発達を著しく促進する能力を有することをはっきりと示している。特に、式(V)中の“n”の値が大きい(n=100)ことが特徴である実施例1の流動化剤は、“n”の値が小さい(n=52)ことが特徴である実施例3の流動化剤と較べて低温度でより早く機械的強度を発達させる。このことは式(V)の側鎖の分子量がセメントの水和速度、したがって機械的強度の発達を決定する基本的な要素であることを確証させる。このことはコンクリートを寒冷気候で鋳造して短時間内に機械的強度を発達させる必要があるような使用に際しては最高に重要である。通常条件で28日間養生後の最終機械強度の値は、テストした各セメントで全く同様であり、本発明の流動化剤が発達初期の機械強度を増進することが確認される。
実施例5
この実施例では、実施例1および2にしたがって製造した本発明のポリマーを使用して行ったモルタルテストの結果を、米国特許US5,362,324にしたがって製造した比較例1のポリマーで得られた結果と比較する。すべてのモルタルはASTM C−150(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)にしたがうタイプIIIポートランドセメントを使用することによって製造した。同じW/C=0.39で、かつ、使用前にすべての原材料(セメント、規格化した砂および水)を10℃に調節することによって異なるセメント混合物をENV 196/1法にしたがって製造した。流動化剤としての各種ポリマーの効率を、同じポリマーの使用量で(セメント重量当り乾燥混合物として0.25%)UNI 7044の方法にしたがってできたてのモルタルの流れを測定して(ドロップテーブルテスト)評価した。これらの条件で各種モルタルの施工軟度は125〜135%範囲となった。プリズム型の鋼鋳型(40×40×160mm)中で低温(10℃)において14、16、18時間養生後初期機械強度の発達を測定した。このモルタルテストの比較結果を次の表3に示した。
この実施例では、実施例1および2にしたがって製造した本発明のポリマーを使用して行ったモルタルテストの結果を、米国特許US5,362,324にしたがって製造した比較例1のポリマーで得られた結果と比較する。すべてのモルタルはASTM C−150(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)にしたがうタイプIIIポートランドセメントを使用することによって製造した。同じW/C=0.39で、かつ、使用前にすべての原材料(セメント、規格化した砂および水)を10℃に調節することによって異なるセメント混合物をENV 196/1法にしたがって製造した。流動化剤としての各種ポリマーの効率を、同じポリマーの使用量で(セメント重量当り乾燥混合物として0.25%)UNI 7044の方法にしたがってできたてのモルタルの流れを測定して(ドロップテーブルテスト)評価した。これらの条件で各種モルタルの施工軟度は125〜135%範囲となった。プリズム型の鋼鋳型(40×40×160mm)中で低温(10℃)において14、16、18時間養生後初期機械強度の発達を測定した。このモルタルテストの比較結果を次の表3に示した。
表3 米国特許US5,362,324にしたがって製造した流動化剤(比較例1)と比較しての本発明の流動化剤(実施例1および2)を使用するモルタルテスト。
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
規格化した砂/セメント比: 3.0
水/セメント比 W/C: 0.39
養生温度: 10℃
添加剤の使用量: 実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
規格化した砂/セメント比: 3.0
水/セメント比 W/C: 0.39
養生温度: 10℃
添加剤の使用量: 実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
実施例2 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例1 セメントの0.25重量%の活性物質
モルタルテストの結果は、式(V)中のn値=100を特徴とする本発明の実施例1のポリマーは、比較例1のポリマーと比較して寒冷気候(10℃)での発達初期機械強度を平均して約6倍増加させ、一方式(V)中のn値=230を特徴とする本発明実施例2のポリマーは寒冷気候(10℃)での初期機械強度を約7倍増加させる。このことにより、式(V)の側鎖の分子量がセメントの水和速度、したがって初期機械強度の発達を決める基本的な要因であることが確認される。
実施例6
本発明の実施例4のポリマーを比較例2の流動化剤とモルタルテストで比較した。その結果を次の表4に示す。モルタルはASTM C−150(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)にしたがってタイプIIIポートランドセメントを使用することによって製造した。ENV 196/1方法により同じW/C=0.39で各種異なるセメント混合物を製造した。同じ使用量のポリマー(乾燥混合物としてセメントの0.25重量%)で、UNI 7044の方法にしたがってできたてのモルタルの流れ(ドロップテーブルテスト)と、DIN 18555にしたがって空気同伴効果を測定して異なるポリマーの挙動を評価した。
本発明の実施例4のポリマーを比較例2の流動化剤とモルタルテストで比較した。その結果を次の表4に示す。モルタルはASTM C−150(ENV 197/1によるCEM I 52.5R)にしたがってタイプIIIポートランドセメントを使用することによって製造した。ENV 196/1方法により同じW/C=0.39で各種異なるセメント混合物を製造した。同じ使用量のポリマー(乾燥混合物としてセメントの0.25重量%)で、UNI 7044の方法にしたがってできたてのモルタルの流れ(ドロップテーブルテスト)と、DIN 18555にしたがって空気同伴効果を測定して異なるポリマーの挙動を評価した。
表4 比較例2にしたがって製造した流動化剤と比較して本発明の流動化剤(実施例4)を使用するモルタルテスト。
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
規格化した砂/セメント比: 3.0
水/セメント比 W/C: 0.38
添加剤使用量: 実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例2 セメントの0.25重量%の活性物質
セメントのタイプ: タイプIIIポートランドセメント(ASTMC−150)
規格化した砂/セメント比: 3.0
水/セメント比 W/C: 0.38
添加剤使用量: 実施例1 セメントの0.25重量%の活性物質
比較例2 セメントの0.25重量%の活性物質
このモルタルテストの結果は、少ない空気同伴効果と高い初期機械強度を特徴とする本発明の流動化剤を製造するのに、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートで表される第3のモノマーの存在が必須であることを示している。
Claims (6)
- 式Vのモノマーが、分子量約2000〜約13200のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートである、請求項1記載の流動化剤。
- 式VIのモノマーが、分子量約280〜約11800のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートである、請求項1記載の流動化剤。
- アクリルモノマー(IV)および(V)の量が全重合体の90〜99.9重量%であり、モノマー(VI)の量が全重合体の0.1〜10重量%である、請求項1記載の流動化剤。
- アクリルモノマー(IV)と(V)の重量比が、0.05〜0.5である、請求項1記載の流動化剤。
- 請求項1記載の流動化剤を、乾燥物基準でセメントの0.01〜3.00重量%含む、セメント混合物。
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