JP2016069239A - 水硬性組成物用添加剤 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]下記のA成分およびB成分を含有する水硬性組成物用添加剤。
<A成分>
アニオン変性セルロースナノファイバー。
<B成分>
下記一般式(1)で表される単量体に由来する構成単位(I)、下記一般式(2)で表される単量体に由来する構成単位(II)、および下記一般式(3)で表される単量体に由来する構成単位(III)からなる群より選ばれる少なくとも2種以上の構成単位を含有する共重合体。
[2]アニオン変性セルロースナノファイバーが、アニオン変性セルロースナノファイバーの絶乾重量に対して、カルボキシル基の量が0.6mmol/g〜2.0mmol/gである酸化セルロースナノファイバーである[1]に記載の水硬性組成物用添加剤。
[3]アニオン変性セルロースナノファイバーが、アニオン変性セルロースナノファイバーのグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度が0.01〜0.50であるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーである[1]に記載の水硬性組成物用添加剤。
[4]前記B成分が2種類以上の異なる共重合体を含んでなる、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
[5]中流動性コンクリート、高流動性コンクリート、および水中不分離性コンクリートのいずれかに用いられる[1]〜[4]のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
[6]グラウトまたは注入グラウトに用いられる[1]〜[4]のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
[7][1]〜[4]のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤を含有する水硬性組成物。
本発明の水硬性組成物用添加剤は、セルロース系増粘剤としてのA成分および分散剤としてのB成分を含有する。A成分、B成分について以下に順次説明する。
A成分は、アニオン変性セルロースナノファイバー(アニオン変性CNF)である。
セルロース系原料は、特に限定されない。例えば、植物(例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ(例えば、針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙等)、動物(例えばホヤ類)、藻類、微生物(例えば酢酸菌(アセトバクター))、微生物産生物等を起源とするものが挙げられる。パルプは叩解パルプでもよいし未叩解パルプでもよい。セルロース系原料は、好ましくは植物または微生物由来のセルロース系材料であり、より好ましくは植物由来のセルロース系原料である。セルロース系材料は、セルロース繊維と言い換えてもよい。
セルロース系原料をアニオン変性するとは、セルロース系原料にアニオン性基を導入することを意味する。アニオン性基としては、カルボキシメチル基、カルボキシル基、カルボキシレート基、アルデヒド基が例示される。
セルロース系原料へのカルボキシメチル基導入(カルボキシメチル化)は、公知の方法を用いて行うことができ、特に限定されるものではない。得られるアニオン変性セルロース系原料の無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル基置換度が0.01〜0.50であることが好ましい。アニオン変性セルロース系原料のグルコース単位当たりのカルボキシメチル基置換度は、例えば後段の実施例に記載する方法に従って測定することができる。
セルロース系原料へのカルボキシル基などのアニオン基導入(カルボキシル化(酸化))は、公知の方法を用いて行うことができ、特に限定されるものではない。得られるアニオン変性セルロース系ナノファイバーの絶乾重量に対するカルボキシル基の量が、通常は0.6mmol/g〜2.0mmol/g、好ましくは1.0mmol/g〜1.8mmol/gになるように、酸化の条件を調整することが好ましい。
アニオン変性セルロース系原料の解繊処理条件は特に限定されない。解繊(解繊および分散)する装置は、特に限定されないが、例えば、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などの装置が挙げられ、これらの装置を単独で、あるいは組み合わせて用いることができる。少なくとも、高圧または超高圧ホモジナイザなどの高圧式の装置を用いること好ましい。解繊処理においては、これらの装置を用いて、アニオン変性セルロース系原料の水分散体に強力なせん断力を印加することが好ましい。解繊する装置は、高圧または超高圧ホモジナイザなどのホモジナイザ(例えば湿式ホモジナイザ)であることが好ましく、前記水分散体に圧力を印加し、かつ強力なせん断力を印加できる湿式の高圧または超高圧ホモジナイザであることが好ましい。これにより、解繊を効率よく進めることができる。
B成分は、一般式(1)で表される単量体に由来する構成単位(I)、下記一般式(2)で表される単量体に由来する構成単位(II)、および下記一般式(3)で表される単量体に由来する構成単位(III)からなる群より選ばれる少なくとも2種以上の構成単位を含有する共重合体である。共重合体は、構成単位(I)〜(III)から選ばれる2種以上を有していればよく、3種すべてを有していてもよい。
構成単位(I)は、一般式(1)で表される単量体に由来する構成単位である。
一般式(1)中のpは、0〜2の整数を表す。
一般式(1)中のqは、0〜1の整数を表す。
B成分を構成する共重合体は、構成単位(I)〜(III)とは別に、構成単位(IV)を含んでいてもよい。構成単位(IV)は、一般式(1)〜(3)で表される単量体に共重合可能な単量体に由来する構成単位である。一般式(1)〜(3)で表される単量体に共重合可能な単量体は、一般式(1)〜(3)により表される単量体とは構造上区別される。構成単位(IV)を構成する単量体としては特に限定されないが、例えば、下記の各単量体を挙げることができ、これらのうちの1種または2種以上を用いることが可能である。
上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;
以下に、B成分が含み得る共重合体の例を示す。以下の共重合体B−1〜B−4において、構成単位(I)〜(IV)はそれぞれ、1種類であってもよいし、少なくとも1つの構成単位が2種類以上の組み合わせであってもよい。
共重合体B−1は、構成単位(I)および構成単位(II)を有する。各構成単位の含有比は、好ましくは、構成単位(I)/構成単位(II)=1モル%〜99モル%/1モル%〜99モル%であり、より好ましくは、10モル%〜90モル%/10モル%〜90モル%であり、さらに好ましくは、20モル%〜80モル%/20モル%〜80モル%である。
共重合体B−2は、構成単位(I)および構成単位(III)を有する。各構成単位の含有比は、好ましくは、構成単位(I)/構成単位(III)=1モル%〜99モル%/1モル%〜99モル%であり、より好ましくは、10モル%〜90モル%/10モル%〜99モル%であり、さらに好ましくは、10モル%〜80モル%/20モル%〜99モル%である。
共重合体B−3は、構成単位(II)および構成単位(III)を有する。各構成単位の含有比は、好ましくは、構成単位(II)/構成単位(III)=1モル%〜99モル%/1モル%〜99モル%であり、より好ましくは、1モル%〜90モル%/10モル%〜99モル%であり、さらに好ましくは、1モル%〜80モル%/20モル%〜99モル%である。
共重合体B−4は、構成単位(I)、構成単位(II)および構成単位(III)を有する。各構成単位の含有比は、好ましくは、構成単位(I)/構成単位(II)/構成単位(III)=1モル%〜99モル%/1モル%〜99モル%/1モル%〜99モル%であり、より好ましくは、10モル%〜90モル%/1モル%〜90モル%/10モル%〜90モル%であり、さらに好ましくは、15モル%〜90モル%/1モル%〜80モル%/20モル%〜90モル%である。
共重合体B−1〜B−4は、それぞれ1種類をB成分として用いてもよいし2種類以上をB成分として用いてもよいが、2種類以上を組み合わせてB成分として用いることが好ましい。2種類の好ましい組み合わせとその含有比は、例えば以下のとおりである:共重合体B−1/共重合体B−2=1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/20〜80重量%;共重合体B−1/共重合体B−3=1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは1〜99重量%/1〜90重量%、さらに好ましくは1〜99重量%/1〜80重量%;共重合体B−1/共重合体B−4=1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/20〜80重量%。3種類の好ましい組み合わせとその含有比は、例えば以下のとおりである:共重合体B−1/共重合体B−2/共重合体B−3=1〜99重量%/1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/10〜90重量%/1〜80重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/20〜80重量%/1〜70重量%;共重合体B−1/共重合体B−2/共重合体B−4=1〜99重量%/1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/10〜90重量%/10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/20〜80重量%/20〜80重量%;共重合体B−2/共重合体B−3/共重合体B−4=1〜99重量%/1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/1〜80重量%/10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/1〜70重量%/20〜80重量%。4種類の好ましい組み合わせとその含有比は、例えば以下のとおりである:共重合体B−1/共重合体B−2/共重合体B−3/共重合体B−4=1〜99重量%/1〜99重量%/1〜99重量%/1〜99重量%、より好ましくは10〜90重量%/10〜90重量%/1〜80重量%/10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%/20〜80重量%/1〜70重量%/20〜80重量%。
B成分としての共重合体は、それぞれの所定の単量体を、公知の方法によって共重合させて製造することができる。該方法としては、例えば、溶媒中での重合、塊状重合などの重合方法が挙げられる。
溶媒中での重合において使用される溶媒としては、例えば、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などの低級アルコール;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;シクロヘキサン、n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素;酢酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。原料単量体および得られる共重合体の溶解性の面から、水および低級アルコールからなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましく、その中でも水を用いることがより好ましい。
共重合に使用し得る重合開始剤は、特に限定されない。水溶媒中で共重合を行う際に使用し得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、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素などの水溶性過酸化物が挙げられる。この際、L−アスコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム、モール塩などの促進剤を併用してもよい。低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル類あるいはケトン類等の溶媒中で共重合を行う際に使用し得る重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどのパーオキサイド;クメンパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;アゾビスイソブチロニトリルなどの芳香族アゾ化合物などが挙げられる。この際、アミン化合物などの促進剤を併用してもよい。水−低級アルコール混合溶剤中で共重合を行う場合に使用し得る重合開始剤は、前述の重合開始剤あるいは重合開始剤と促進剤との組合せの中から適宜選択すればよい。重合温度は、用いる溶媒、重合開始剤の種類等重合条件によって適宜異なるが、通常50〜120℃である。
共重合においては、必要に応じて連鎖移動剤を用いて分子量を調整することができる。使用される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、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、チオグリコール酸オクチル、および、2−メルカプトエタンスルホン酸などの既知のチオール系化合物;亜リン酸、次亜リン酸、およびその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸、およびその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物およびその塩;等が挙げられる。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。共重合体の分子量調整のためには、一般式(1)〜(3)で表される単量体および構成単位(VI)を構成する単量体以外の、連鎖移動性の高い単量体(V)を用いてもよい。連鎖移動性の高い単量体(V)としては、例えば(メタ)アリルスルホン酸(塩)系単量体が挙げられる。単量体(V)の配合率は、共重合体において、通常は20重量%以下であり、10重量%以下であることが好ましい。なお、上記配合率は、共重合体を製造する際の、一般式(1)で表される単量体の配合率+一般式(2)で表される単量体由来の配合率+一般式(3)で表される単量体の配合率+構成単位(IV)を構成する単量体の配合率=100重量%としたときの配合率である。
共重合体を得る際に水溶媒中で共重合する場合、重合時のpHは通常不飽和結合を有する単量体の影響で強酸性となるが、これを適当なpHに調整してもよい。重合の際にpHの調整が必要な場合は、リン酸、硫酸、硝酸、アルキルリン酸、アルキル硫酸、アルキルスルホン酸、(アルキル)ベンゼンスルホン酸などの酸性物質を用いてpHの調整を行えばよい。これら酸性物質の中では、pH緩衝作用がある点等から、リン酸が好ましい。しかし、エステル系の単量体が有するエステル結合の不安定さを解消するためには、pH2〜7で重合を行うことが好ましい。また、pHの調整に用い得るアルカリ性物質に特に限定はないが、NaOH、Ca(OH)2などのアルカリ性物質が一般的である。pH調整は、重合前の単量体に対して行ってもよいし、重合後の共重合体溶液に対して行ってもよい。また、これらは重合前に一部のアルカリ性物質を添加して重合を行った後、さらに共重合体に対してpH調整を行ってもよい。
B成分としての共重合体の重量平均分子量は、5,000以上であることが好ましく、6,000以上であることがより好ましく、6,500以上であることがさらに好ましい。これにより、水硬性組成物用添加剤を添加した際に水硬性組成物の分散性が十分発揮され、リグニンスルホン酸系またはオキシカルボン酸系などのAE減水剤を上回る減水率を得ることができ、流動性または作業性を改善することができる。重量平均分子量の上限は、60,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましく、30,000以下であることがさらに好ましい。これにより、水硬性組成物中の粒子の凝集作用が抑制され、作業性を良好にすることができる。重量平均分子量は、5,000〜60,000であることが好ましい。
測定装置;東ソー製
使用カラム;Shodex Column OH−pak SB−806HQ、SB−804HQ、SB−802.5HQ
溶離液;0.05mM硝酸ナトリウム/アセトニトリル 8/2(v/v)
標準物質;ポリエチレングリコール(東ソー製、GLサイエンス製)
検出器;示差屈折計(東ソー製)
検量線;ポリエチレングリコール基準
水硬性組成物用添加剤におけるA成分およびB成分の含有比率は、好ましくはA成分/B成分=(0.01重量%〜20重量%)/(80重量%〜99.99重量%)であり、より好ましくはA成分/B成分=(0.02重量%〜15重量%)/(75重量%〜99.98重量%)である。
本発明の水硬性組成物用添加剤において、AおよびB成分の含有形態に制限はない。例えば、AおよびB成分をそのまま含んでいてもよいし、AおよびB成分のそれぞれをまたは両者が、溶媒に溶解させた溶液、分散させた分散液、または懸濁させた懸濁液として配合されていてもよい。
本発明の水硬性組成物用添加剤は、水溶液の形態、あるいは乾燥させて粉体化した形態で使用することが可能である。水硬性組成物用分散剤を、水硬性組成物を構成する他の成分に、または水硬性組成物以外の水硬性材料に添加する時期は、水硬性組成物の使用時であってもよい。また、セメント粉末、ドライモルタルのような、水硬性組成物を構成する水以外の成分に、粉体化した形態の本発明の水硬性組成物用添加剤を予め混合しておいて、左官、床仕上げ、グラウト等の際に水を添加して用いるプレミックス製品として用いることもできる。
本発明の水硬性組成物は、水硬性組成物用添加剤を含有すればよく、組み合わせる水硬性材料は特に限定されない。水硬性材料としては、例えば、セメント、石膏(半水石膏、二水石膏など)、ドロマイトが例示される。最も一般的な水硬性材料はセメントである。
<製造例:A1>
漂白済み針葉樹未叩解パルプ(日本製紙製)5g(絶乾)を、TEMPO(Sigma Aldrich社)78mg(0.5mmol)と臭化ナトリウム754mg(7.4mmol)とを溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に2M次亜塩素酸ナトリウム水溶液16ml添加した後、0.5N塩酸水溶液でpHを10.3に調整し、酸化反応を開始した(酸化処理)。反応中は系内のpHは低下するが、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。2時間反応させた後、ガラスフィルターで濾過し、十分に水洗することでカルボキシル基量1.60mmol/gの酸化セルロースを得た。
(酸化セルロースのカルボキシル基量)
酸化セルロースの0.5質量%スラリーを60ml調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)から、下式を用いて算出した。
カルボキシル基量〔mmol/gパルプ〕=a〔ml〕×0.05/酸化セルロース質量〔g〕
アニオン変性セルロースナノファイバー分散液の平均繊維径および平均繊維長は、径が20nm以下の場合は原子間力顕微鏡(AFM)、20nm以上の場合は電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)を用いて、ランダムに選んだ200本の繊維について解析した。なおアスペクト比は下式を用いて算出した。
アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径
パルプを混ぜることができる撹拌機に、パルプ(LBKP、日本製紙(株)製)を乾燥重量で200g、水酸化ナトリウムを乾燥重量で264g加え、パルプ固形濃度が15重量%になるように水を加えた。その後、30℃で30分攪拌した後に70℃まで昇温し、モノクロロ酢酸ナトリウムを351g(有効成分換算)添加した。1時間反応した後に、反応物を取り出して中和、洗浄して、グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度0.15のアニオン変性されたセルロースを得た。その後、アニオン変性したパルプを固形濃度1%(w/v)とし、高圧ホモジナイザにより20℃、150MPaの圧力で3回処理し、アニオン変性セルロースナノファイバー分散液を得た。得られたアニオン変性セルロースナノファイバーは、平均繊維径が8nm、アスペクト比が100以上、B型粘度が9000mPa・sであった。
(グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度の測定方法)
アニオン変性セルロースナノファイバー(絶乾)約2.0gを精秤して、300mL容共栓付き三角フラスコに入れた。硝酸メタノール、すなわちメタノールに1000mLに特級濃硝酸100mLを加えた液100mLを加え、3時間振とうして、カルボキシメチルセルロース塩(CM化セルロース)をH−CM化セルロースにした。その絶乾H−CM化セルロースを1.5〜2.0g精秤し、300mL容共栓付き三角フラスコに入れた。80%メタノール15mLでH−CM化セルロースを湿潤し、0.1N−NaOHを100mL加え、室温で3時間振とうした。指示薬として、フェノールフタレインを用いて、0.1N−H2SO4で過剰のNaOHを逆滴定した。カルボキシメチル置換度(DS)を、次式によって算出した:
DS=0.162×A/(1−0.058×A)
A:H−CM化セルロースの1gの中和に要する1N−NaOH量(mL)
F’:0.1N−H2SO4のファクター
F:0.1N−NaOHのファクター
漂白済み針葉樹未叩解パルプ(日本製紙製)5g(絶乾)を、TEMPO(Sigma Aldrich社)78mg(0.5mmol)と臭化ナトリウム754mg(7.4mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に2M次亜塩素酸ナトリウム水溶液18ml添加した後、0.5N塩酸水溶液でpHを10.3に調整し、酸化反応を開始した(酸化処理)。反応中は系内のpHは低下するが、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。2時間反応させた後、ガラスフィルターで濾過し、十分に水洗することでカルボキシル基量1.7mmol/gの酸化セルロースを得た。
次亜塩素酸ナトリウム水溶液の添加量を11mlにした以外は、製造例:A3と同様にして行った、得られたアニオン変性セルロースナノファイバー分散液のB型粘度は5400mPa・s、セルロースナノファイバーの平均繊維径は7nm、アスペクト比は100以上であった。
<製造例B1−1>
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水501部、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイドの平均付加モル数30個)500部(21モル%)を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃に昇温した。その後、アクリル酸100部(79モル%)および水501部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム12部および水188部の混合液とを、各々1時間で、80℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は共重合体(B1−1)(重量平均分子量20,200、Mw/Mn1.7)であった。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水100部を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で75℃に昇温した。その後、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数18個)90部(30モル%)、メタクリル酸20部(70モル%)、水21部、および3−メルカプトプロピオン酸0.9部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸ナトリウム1部および水29部の混合液を各々2時間で、75℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を75℃に保持した状態で1時間反応させることにより共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は共重合体(B1−2)(重量平均分子量26,000、Mw/Mn2.0)であった。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水501部、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイドの平均付加モル数30個)500部(26モル%)を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃に昇温した。その後、2−ヒドロキシプロピルアクリレート135部(74モル%)および水501部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム12部および水188部の混合液とを、各々1時間で、80℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は共重合体(B2−1)(重量平均分子量22,200、Mw/Mn1.7)であった。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水501部を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃に昇温した。その後、アクリル酸130部(63モル%)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート135部(37モル%)および水501部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム12部および水188部の混合液とを、各々1時間で、80℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は共重合体(B3−1)(重量平均分子量12,200、Mw/Mn1.4)であった。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水148部、および、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アリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数37個、プロピレンオキサイドの平均付加モル数3個、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダム付加)94部(5モル%)を仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃に昇温した。その後、メタクリル酸35部(40モル%)、アクリル酸5部(7モル%)、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25個)63部(5モル%)、ヒドロキシプロピルアクリレート60部(43モル%)、3−メルカプトプロピオン酸8部、水165部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム3部および水47部の混合液とを、各々2時間で、80℃に保持した反応容器に連続滴下した。さらに、温度を100℃に保持した状態で1時間反応させることにより共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は共重合体(B4−1)(重量平均分子量11,100、Mw/Mn1.5)であった。
A成分の比較成分として、三昌株式会社製のNEOVISCO MC RM4000(ヒドロキシプロピルメチルセルロース)を成分(C−1)として用いた。
環境温度(20℃)において、表1のように配合した粗骨材、細骨材、セメント、水および表2に示すセメント混和剤を投入して強制二軸ミキサによる機械練りにより90秒間練混ぜた(セメント混和剤は水に混合させて投入した)。その後、コンクリートの排出直後にフレッシュコンクリート試験(スランプ試験JISA1101(フレッシュコンクリートの広がりをフロー値として測定)、空気量JISA1128、コンクリート粘性評価)を行った。コンクリートの粘性は、評価者5名による官能評価で、以下の基準により評価した。試験結果を表3に示す。
◎:スコップでコンクリートを切り返した際のハンドリングが非常に良好で、スコップからのコンクリートの離れが非常に良好。
○:スコップでコンクリートを切り返した際のハンドリングが良好で、スコップからのコンクリートの離れが良好。
×:スコップでコンクリートを切り返した際のハンドリングが悪く、スコップからのコンクリートの離れが悪い。
材料分離:コンクリート構成材料の分離(コンクリート材料として使用不可の状態)
直径19cm×高さ1mの透明アクリル樹脂製円筒に高さ90cmまで水を入れ、この中にコンクリート2kgを500gずつステンレス製ビーカーにて4回に分けて投入して水中落下させ、投入終了後の円筒の中央部分における水の濁度を注視して水中分離抵抗性を以下の基準で評価した。
◎:濁りはほとんどない。
○:やや濁っている。
×:非常に濁っている。
C:普通ポルトランドセメント(宇部三菱セメント株式会社製、比重3.16)
普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製、比重3.16)
普通ポルトランドセメント(株式会社トクヤマ製、比重3.16)
セメント3種等量混合
W:水道水
S1:大分県津久見産石灰砕砂(細骨材、比重2.66)
S2:山口県周南産砕石砕砂(細骨材、比重2.66)
G1、G2:山口県岩国産砕石(粗骨材、比重2.73、2.66)
添加剤(固形分換算) 表2および3参照
表2中、括弧内は固形分重量%を示す(合計100重量%)
Claims (7)
- 下記のA成分およびB成分を含有する水硬性組成物用添加剤。
<A成分>
アニオン変性セルロースナノファイバー。
<B成分>
下記一般式(1)で表される単量体に由来する構成単位(I)、下記一般式(2)で表される単量体に由来する構成単位(II)、および下記一般式(3)で表される単量体に由来する構成単位(III)からなる群より選ばれる少なくとも2種以上の構成単位を含有する共重合体。
- アニオン変性セルロースナノファイバーが、アニオン変性セルロースナノファイバーの絶乾重量に対して、カルボキシル基の量が0.6mmol/g〜2.0mmol/gである酸化セルロースナノファイバーである請求項1に記載の水硬性組成物用添加剤。
- アニオン変性セルロースナノファイバーが、アニオン変性セルロースナノファイバーのグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度が0.01〜0.50であるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーである請求項1に記載の水硬性組成物用添加剤。
- 前記B成分が2種類以上の異なる共重合体を含んでなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
- 中流動性コンクリート、高流動性コンクリート、および水中不分離性コンクリートのいずれかに用いられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
- グラウトまたは注入グラウトに用いられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水硬性組成物用添加剤を含有する水硬性組成物。
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