JP2010037130A - 水硬性組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記式(1)で表される単量体由来の構成単位を70重量%以上含む構成単位からなる重合体(A)、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(B)、水硬性粉体(C)、黒色微粉末を含む粉体(X)、細骨材、粗骨材、及び水を含有し、水硬性粉体(C)と黒色微粉末を含む粉体(X)との比率が、(C)/(X)=95/5〜20/80(体積比)であり、水硬性粉体(C)と黒色微粉末を含む粉体(X)の合計100重量部に対する重合体(A)の含有量が0.02〜0.3重量部である、水硬性組成物。
H2C=CHCOOCH2CH2OH (1)
【選択図】なし
Description
(C)成分と(X)成分との比率が、(C)/(X)=95/5〜20/80(体積比)であり、
(C)成分と(X)成分の合計100重量部に対する(A)成分の含有量が0.02〜0.3重量部である、
水硬性組成物に関する。
H2C=CHCOOCH2CH2OH (1)
(A)成分は、構成単位の70重量%以上が上記式(1)で表される単量体〔以下、単量体(1)という〕由来の構成単位である重合体である。(A)成分は構成単位の75重量%以上、更に85重量%以上、より更に90重量%以上が単量体(1)由来の構成単位であることが好ましい。構成単位中の単量体(1)由来の構成単位の割合がこの範囲にある(A)成分を(B)成分と併用することで、流動保持性を付与し、黒ずみを抑制することができる。なお、(A)成分の構成単位中に中和された酸又は塩基の塩がある場合は、その構成単位は、中和前の酸型又は塩基型の重量で換算して、式(1)で表される単量体由来の構成単位の重量%を計算する。
(B)成分は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物であり、コンクリートの流動性の観点から、重量平均分子量は200000以下が好ましく、100000以下がより好ましく、80000以下が更に好ましく、50000以下がより好ましい。また、重量平均分子量は1000以上が好ましく、3000以上がより好ましく、4000以上がさらに好ましく、5000以上がより好ましい。したがって、1000〜200000が好ましく、3000〜100000がより好ましく、4000〜80000が更に好ましく、5000〜50000がより更に好ましい。(B)成分のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は酸の状態あるいは中和物であってもよい。
水硬性粉体とは、水と反応して硬化する性質をもつ粉体及び単一物質では硬化性を有しないが、2種以上を組み合わせると水を介して相互作用により水和物を形成し硬化する粉体をいう。水硬性粉体(C)としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメント(例えばJIS R5214等)等のセメントが挙げられる。セメント以外の水硬性粉体として、下記に示す黒色微粉末を含む粉体以外の石膏等が含まれてよい。
黒色微粉末とは、疎水性黒色系粒子であって、一般に未燃カーボンをいう。黒色微粉末を含む粉体(X)としては、高炉スラグ、フライアッシュ及びシリカヒュームからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。なお、(X)成分に該当する成分が(C)成分に配合されている場合、その量は(X)成分の量に算入するものとする。
また、本発明の水硬性組成物は骨材を含有する。骨材として細骨材及び粗骨材が好ましい。骨材の用語は、「コンクリート総覧」(1998年6月10日、技術書院発行)による。細骨材としては、山砂、陸砂、川砂、砕砂が好ましく、亜炭の含まれる細骨材を用いてもよい。また、粗骨材としては、山砂利、陸砂利、川砂利、砕石が好ましい。用途によっては、軽量骨材を使用してもよい。
また、本発明の水硬性組成物は、材料分離の防止、又は環境面からリサイクルの目的で、水硬性粉体や黒色微粉末を含む粉体以外の粉体を含有することができる。水硬性粉体や黒色微粉末を含む粉体以外の粉体としては、炭カル、石粉、ゴミ焼却灰等が挙げられる。
本発明の水硬性組成物は、(C)成分と(X)成分との比率が、(C)/(X)=95/5〜20/80(体積比)であり、好ましくは90/10〜30/70、より好ましくは80/20〜40/60である。(C)/(X)の比率がこの範囲にあることで、コンクリート表面の黒ずみ抑制効果が顕著となる。
(A)成分として以下の合成例の重合体を用いた。
・ヒドロキシエチルアクリレート:Aldrich(有効分96%)〔単量体(1)〕
・アクリル酸:Aldrich(有効分99%)
・メルカプトプロピオン酸:Aldrich
・ペルオキソ二硫酸アンモニウム:和光純薬工業(株)
合成例1
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水84.2gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。アクリル酸(以下、AAと表記する)20.2gとヒドロキシエチルアクリレート(以下、HEAと表記する)83.5gを混合し、単量体液を調製した。ペルオキソ二硫酸アンモニウム1.3gをイオン交換水26.4gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸2.6gをイオン交換水25gに溶解し連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にして単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.3gをイオン交換水6.6gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、pH5の重合体A−1の水溶液を得た。
仕込み組成比:
AA/HEA=19.5/80.5(重量比)(HEA80.5重量%)
AA/HEA=28.0/72.0(モル比)
重量平均分子量:34500
AA:反応率97%(HPLC)
HEA:反応率98%(HPLC)
分子量の測定は以下のGPC条件で行った。
[GPC条件]
標準物質:ポリスチレン換算
カラム:G4000PWXL+G2500PWXL(東ソー)
溶離液:0.2Mリン酸バッファー/アセトニトリル=9/1
流量:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出器:RI
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水85.6gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。AA11.7gとHEA92.1gを混合し、単量体液を調製した。ペルオキソ二硫酸アンモニウム1.3gをイオン交換水25.2gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸2.5gをイオン交換水25gに溶解し連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にして単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.3gをイオン交換水6.3gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、pH5の重合体A−2の水溶液を得た。
仕込み組成比:
AA/HEA=11.3/88.7(重量比)(HEA88.7重量%)
AA/HEA=17.0/83.0(モル比)
重量平均分子量:30600
AA:反応率97%(HPLC)
HEA:反応率98%(HPLC)
GPCの測定条件は合成例1と同様である。
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水224.5gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。ペルオキソ二硫酸アンモニウム4.4gをイオン交換水90gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸10.2gをイオン交換水80gに溶解した連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にしてHEA280gの単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.6gをイオン交換水10gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で攪拌しながら中和した。pH5の重合体A−3の水溶液を得た。
仕込み組成比:HEA100モル%(100重量%)
重量平均分子量:14200
HEA:反応率96%(HPLC)
GPCの測定条件は合成例1と同様である。
(B)成分として、マイテイ150〔ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物系混和剤、花王(株)製〕を用いた。これをB−1とした。
上記(A)成分、(B)成分を、表1の配合の成分に対して、表2の添加量で用いて、下記に示す方法で、コンクリートを調製し、以下の評価を行った。結果を表2に示す。
W(水):水道水
C(セメント):普通ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)製普通ポルトランドセメント/住友大阪セメント製普通ポルトランドセメント=1/1(重量比)の混合セメント〕、密度3.16(g/cm3)
S:細骨材、城陽産山砂、密度2.55(g/cm3)
G:粗骨材、鳥形山産石灰砕石、密度2.72(g/cm3)
FA:北陸電力製フライアッシュ2種、密度2.22(g/cm3)
BS:住金鉱化製高炉スラグ、密度2.88(g/cm3)
W/P=〔W/(C+FA+BS)〕×100(重量%)
FA、BSは、水硬性粉体に該当するため、これらの量もW/Pの算出に用いる。
(1)コンクリートのスランプフロー保持評価方法
60L練り二軸ミキサーに表1のコンクリート配合の30L分、全材料と表2の練り水に溶解した(A)成分、(B)成分を投入して120秒間混練りした。調製直後と30分後のコンクリートについて、スランプフローを測定した。下記の方法でスランプ保持率を算出した。
スランプ保持率(%)=(30分後のスランプフロー値/調製直後のスランプフロー値)×100
60L練り二軸ミキサーに表1のコンクリート配合の30L分、全材料と表2の練り水に溶解した(A)成分、(B)成分を投入して120秒間混練りした。調製直後のコンクリートを縦60cm、横100cm、高さ20cmのブリキ容器に入れ、コンクリート表面を写真撮影し、目視観察により黒ずみ部分を判断し、写真の2値化を行い、画像解析で全面積に対する黒ずみ部分の面積を求め、黒ずみ面積率とした。なお、(B)成分のみを添加したコンクリートについても同様に黒ずみ量〔「黒ずみ量(B)」とする〕を判定した。この「黒ずみ量(B)」と、(A)成分及び(B)成分の両方〔比較例の一部は(B)成分のみ〕を用いた場合(表中、試験系と表記)の黒ずみ量〔「黒ずみ量(A)+(B)」とする〕とから、以下の式による黒ずみ抑制率で黒ずみ抑制の評価を行った。
黒ずみ抑制率(%)={(黒ずみ量(B))−(黒ずみ量(A)+(B))}/(黒ずみ量(B))×100
Claims (5)
- 下記式(1)で表される単量体由来の構成単位を70重量%以上含む構成単位からなる重合体(A)〔以下、(A)成分という〕、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(B)〔以下、(B)成分という〕、水硬性粉体(C)〔以下、(C)成分という〕、黒色微粉末を含む粉体(X)〔以下、(X)成分という〕、骨材、及び水を含有する水硬性組成物であって、
(C)成分と(X)成分との比率が、(C)/(X)=95/5〜20/80(体積比)であり、
(C)成分と(X)成分の合計100重量部に対する(A)成分の含有量が0.02〜0.3重量部である、
水硬性組成物。
H2C=CHCOOCH2CH2OH (1) - 骨材が細骨材及び粗骨材である請求項1記載の水硬性組成物。
- (A)成分と(B)成分の重量比率が、(A)/(B)=3/97〜45/55である請求項1又は2記載の水硬性組成物。
- (C)成分と(X)成分の合計100重量部に対する(B)成分の含有量が0.2〜1.5重量部である請求項1〜3の何れか1項記載の水硬性組成物。
- (X)成分が、高炉スラグ、フライアッシュ及びシリカヒュームからなる群から選ばれる1種以上である請求項1〜4の何れか1項記載の水硬性組成物。
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