JP2752360B2

JP2752360B2 - セメント混和剤

Info

Publication number: JP2752360B2
Application number: JP62218334A
Authority: JP
Inventors: 健結城; 哲夫村上; 淳之介山内; 卓司岡谷
Original assignee: KURARE KK
Current assignee: KURARE KK
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1998-05-18
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JPS6461338A

Description

【発明の詳細な説明】 A. 産業上の利用分野本発明はセメントモルタルに添加して有用なセメント
組成物を与えるセメント混和剤に関する。 B. 従来の技術土木、建築分野において砂、小石、砕石等の骨材、セ
メントおよび水を混合し成型して得られるセメントコン
クリート、モルタル、ブロツク、パイル等のセメント製
品は不燃性で圧縮強度が高く、構造材料として優れた性
質を有しており、広範に用いられている。しかし、引張
強度、曲げ強度、防水性、耐衝撃性、耐変形性、耐摩耗
性、耐凍結融解性等が不十分であり、乾燥収縮が大きい
ためひび割れを生じ易い等の欠点を有している。これらの欠点を改善するために、従来よりポリマーラ
テツクスをセメントに混入する試みがなされてきてお
り、今日ではスチレン−ブタジエン共重合体ラテツクス
を主体とする合成ゴムラテツクス類や、ポリ酢酸ビニル
やポリアクリル酸エステル等の樹脂系水性分散液類をセ
メントに混入してこれを改質する方法がよく採られてい
る。ところが、合成ゴムラテツクス類をセメントモルタル
に混和する場合においては耐候性、耐摩耗性等が必ずし
も十分ではなく、かつ古いコンクリート面への接着性が
十分ではないために著しくその応用範囲が限定され、作
業方法に制限が課せられる等の欠点を有している。ま
た、ポリ酢酸ビニルエマルジヨンをセメントモルタルに
混和する場合においては十分な耐水性、耐アルカリ性が
得られず、吸水率も大きく、また温度変化に対しても敏
感であるので、特に水中養生の場合や低温度下の養生時
の接着強さ、引張強度、曲げ強度、圧縮強度等の機械的
強度が低いという欠点を有するため、実用に供し難い面
があり、あるいは著しくその応用範囲が限定される。次
に、ポリアクリル酸エステルエマルジヨンを混和する場
合においては特有の異臭による公害の心配があり、また
原料が高価で経済的に不利である等の欠点を有するた
め、実用に供し難い面があり、あるいは著しくその応用
範囲が限定される。これに対し、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジ
ヨンをセメントモルタルに混和する場合においてはポリ
酢酸ビニルエマルジヨンに見られる耐水性、耐アルカリ
性が不足する等の欠点が改良され、かつポリアクリル酸
エステルエマルジヨンに比べて安価で経済的に有利であ
り、異臭もない。さらに合成ゴムラテツクス類に比べて
耐候性、耐摩耗性等が良好なのでセメント混和用エマル
ジヨンとして非常に良く適していると言える。しかるに本発明者等はエチレン−酢酸ビニル共重合体
エマルジヨンをセメントモルタル混和用に供する為鋭意
検討を重ねた結果、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマ
ルジヨンであればいかなるものでもセメント混和剤とし
て常に所望の優れた性能を有するというものではなく、
以下に述べる様に、（ａ）水溶性高分子及び、（ｂ）特
定の非イオン性界面活性剤を特定量含有し、かつ特定の
平均粒径及び特定の共重合組成を有するエチレン−酢酸
ビニル共重合体エマルジヨンのみが、該エマルジヨン本
来の特徴を生かした優れたセメント製品を与えることが
できることを見出し本発明を完成するに到つた。 C. 発明が解決しようとする問題点すなわち本発明以外のエチレン−酢酸ビニル共重合体
エマルジヨンでは、セメント類との混和安定性が不充分
で高強度のモルタルが得られないとか、セメントの硬化
を著しく遅延させる等、モルタル混和剤として実用し供
し難い面がある。かかる状況下、本発明は、従来のエチレン接着強度、
耐衝撃強度、耐摩耗性等の著しく優れたセメント製品を
得ることができるばかりでなく、曲げ強度、圧縮強度、
古いコンクリート面への接着性においても優れたセメン
ト製品を与えるセメント混和剤を提供するものである。
さらに本発明のセメント混和剤を用いると、ち密なセメ
ント硬化物が得られることより、該硬化物は耐透水性に
優れ、かつ近年問題になつているセメントの中性化が極
めて進行しにくいものである。 D. 問題点を解決する為の手段本発明は上記の問題点を解決する技術手段として、（ａ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の
酢酸ビニル成分に対して0.1〜１重量％の水溶性高分
子、及び（ｂ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の
酢酸ビニル成分に対して２〜８重量％の、一般式Ｒ−Ｏ
−（CH₂CH₂O）_ｎ−Ｈ又は〔但しＲは炭素数６〜18のアルキル基、ｎは５〜50を表
わす。〕で表わされHLBが14〜18の非イオン性界面活性
剤、を含有し、かつ平均粒径が0.2〜0.5μでエチレン含
量が10〜25重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマ
ルジヨンからなることを特徴とするセメント混和剤を提
供するものである。本発明において、（ａ）水溶性高分子、好ましくはポ
リビニルアルコール又はヒドロキシエチルセルロースで
あり、その使用量が、エチレン−酢酸ビニル共重合体エ
マルジヨン中の酢酸ビニル成分に対して0.1重量％以
上、１重量％以下であるもの、及び（ｂ）前記の特定の
非イオン性界面活性剤を含有する、特定の平均粒径を有
し、特定組成のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジ
ヨンとは、（ｉ）保護コロイドとして水溶性高分子を使用している
該エマルジヨン、又は乳化剤として前記の特定の非イオ
ン性界面活性剤を使用している該エマルジヨン、又は保
護コロイドとしての水溶性高分子と、乳化剤としての特
定の非イオン性界面活性剤とを併用している該エマルジ
ヨン、あるいは、（ii）上記（ｉ）の該エマルジヨンに更に水溶性高分子
及び／又は特定の非イオン性界面活性剤を配合したも
の、あるいは、（iii）公知の任意の方法で得られた特定の平均粒径を
有し、特定組成のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマル
ジヨンに、水溶性高分子及び特定の非イオン性界面活性
剤を配合したもの、等のすべてを含むものである。とりわけ本発明においては、エチレン及び酢酸ビニル
を、（ａ）水溶性高分子、好ましくはポリビニルアルコール
又はヒドロキシエチルセルロースであり、その使用量
が、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の酢
酸ビニル成分に対して0.1重量％以上、１重量％以下の
もの、及び、（ｂ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の
酢酸ビニル成分に対して２〜８重量％の、一般式Ｒ−Ｏ
−（CH₂CH₂）_ｎ−Ｈ又は〔但しＲは炭素数６〜18のアルキル基、ｎは５〜50、好
ましくは10〜45を表わす。〕で表わされHLBが14〜18の
非イオン性界面活性剤、の存在下で、乳化共重合させて得られる、平均粒径が0.
2〜0.5μでエチレン含量が10〜25重量％のエチレン−酢
酸ビニル共重合体エマルジヨンが、セメント混和剤とし
て用いた場合、特にその効果が顕著であり好ましい。そもそも、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨ
ンを製造するために分散安定剤として各種水溶性高分子
を保護コロイドとして、あるいは各種界面活性剤を乳化
剤とし、これらを単独もしくは併用して用い得ることは
公知である。しかるにセメント混和用エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体エマルジヨンとしてこれら一般的な分散安
定剤のいずれを使用して製造しても、優れた混和剤にな
るというものではない。すなわち、分散安定剤として界
面活性剤のみを用いた場合、粒子径が小さくなることに
より、相対的な粒子への界面活性剤被覆率が低下し、セ
メントに混和した時の安定性に問題を生じることが多
い。これを防ぐために界面活性剤を追加添加すると、た
だでさえ界面活性剤使用エマルジヨンはセメントに混和
時、発泡の問題を生じるのに、さらに発泡を促進し、セ
メント製品の強度低下をもたらすので不都合である。特
にアニオン性界面活性剤を用いた場合には、エチレン−
酢酸ビニル共重合体の耐アルカリ性を弱める傾向があり
好ましくない。一方、分散安定剤として保護コロイドを単独系で用い
たエマルジヨンでは、セメントに添加したときにマクロ
的には安定に分散しているようであるが、ミクロ的には
ほとんどの場合、エマルジヨン粒子の凝集を生じ、これ
がセメント硬化体の欠陥部の形成要因となりち密なセメ
ント硬化体を与え難いという問題がある。分散安定剤として特定の水溶性高分子と特定の界面活
性剤を組合せた場合にのみ、所望のエマルジヨンが得ら
れるのである。すなわち本発明の好適な一態様においては、（ａ）水溶性高分子、好ましくはポリビニルアルコール
又はヒドロキシエチルセルロースであり、その使用量が
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の酢酸ビ
ニル成分に対して0.1重量％以上、１重量％以下のも
の、及び、（ｂ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の
酢酸ビニル成分に対して２〜８重量％の、一般式Ｒ−Ｏ−（CH₂CH₂O）_ｎ−Ｈ又は〔但しＲは炭素数６〜18のアルキル基、ｎは５〜50、好
ましくは10〜45を表わす。〕で表わされHLBが14〜18の非イオン性界面活性剤、が、分散安定剤として用いられる。保護コロイドとしてのポリビニルアルコールは平均重
合度100〜2000、平均けん化度80〜99モル％のものが用
いられる。ポリビニルアルコールまたはヒドロキシエチ
ルセルロースの使用量が0.1重量％に満たないときは粒
子径が小さくなり充分に安定なエマルジヨンが得られ難
くなり、一方１重量％を越える場合には、セメントに混
和した場合、エマルジヨン粒子の凝集を生じ高性能なセ
メント製品が得られ難くなるので好ましくはない。ポリ
ビニルアルコールとヒドロキシルセルロースの使用量が
この領域に限定されるなら併用することも可能である。本発明の非イオン性界面活性剤としては、一般式Ｒ−
Ｏ−（CH₂CH₂O）_ｎ−Ｈ又は〔但しＲは炭素数６〜18のアルキル基、ｎは５〜50、好
ましくは10〜45を表わす。〕で表わされHLBが14〜18の
非イオン性界面活性剤が使用される。該非イオン性界面活性剤の使用量として該エマルジヨ
ン中の酢酸ビニル成分に対して２重量％に満たない場合
には安定なエマルジヨンが得られず不適である。また使
用量の上限については特に制限はないが、８重量％を超
える場合は発泡等の問題でセメント混和時の作業性に支
障が出るばかりではなく、セメント組成物の耐水性が低
下するという欠点を有するので好ましくない。また非イ
ンオ性界面活性剤のHLBが14〜18の領域のものを使用す
ると安定なエマルジヨンが得られるが、この範囲を外れ
るものを使用するとエマルジヨンの安定性が低下する。本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン
は１つの好適な態様例として上記の分散安定剤組成によ
り製造されたものであるが、該エマルジヨンの平均粒径
は0.2〜0.5μの限定された範囲内になければ、これをセ
メントに混和してセメント硬化物を得る場合に前記の様
な顕著な効果は奏し得ないのである。（なお、平均粒径
は動的光散乱法により測定される値である。）平均粒子径が0.2μｍより小さければセメントと混和
した場合セメント硬化中にエマルジヨン粒子のブリージ
ングを生じ均質なセメント硬化物が得られ難く、また0.
5μよりも大なる場合にはエマルジヨン自身の貯蔵安定
性が損なわれるので適当でない。また本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体は、エチ
レン含有量が特定の範囲の樹脂組成を有するエマルジヨ
ンである必要がある。すなわち、エチレン含量10重量％
未満では耐水性、耐アルカリ性が十分でなく、一方25重
量％を超えると耐水性、耐アルカリ性は改良される反
面、変形が大きく接着強度が小さくなる等の欠点を生じ
るため、エチレン含量は10〜25重量％の範囲になければ
ならない。本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン
を製造するにあたつては、前記のような分散安定剤組成
による処方により、酢酸ビニルを乳化し、エチレンを圧
入して重合開始剤を添加しつつ共重合する方法が採られ
る。この開始剤は一般に乳化重合に使用されるものであ
れば、全て使用され得る。例えば過酸化水素、過硫酸ア
ンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ｔ−ブチル
ハイドロパーオキシド等の有機過酸化物が好適に用いら
れ、またこれらの酸化剤と、重亜硫酸塩、ロンガリッ
ト、第一鉄塩のような還元剤との組合せで使用され得
る。本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン
の樹脂組成は前記の通りであるが、エチレン、酢酸ビニ
ル以外の成分として共重合可能な単量体を少量共重合す
ることも可能である。例えば酢酸ビニルを除いたビニル
エステル類、（メタ）アクリル酸エステル類、Ｎ−メチ
ロール（メタ）アクリルアミド類、塩化ビニル等の単量
体を少量共重合したものも含まれる。本発明の混和剤にはその特性を損わない範囲内で、グ
リコール類、消泡剤、防腐剤、防カビ剤、充填剤、着色
剤、溶剤、増粘剤、セメント減水剤などを適宜添加して
用いることができる。本発明のセメント混和剤はセメントに対して樹脂固形
分で通常３〜60重量％の範囲で添加して用いられる。 E. 作用及び発明の効果本発明のセメント混和剤は、従来のエチレン接着強
度、耐衝撃強度、耐摩耗性等の著しく優れたセメント製
品を得ることができるばかりでなく、曲げ強度、圧縮強
度、古いコンクリート面への接着性においても優れたセ
メント製品を与えるセメント混和剤を提供するものであ
る。さらに本発明のセメント混和剤を用いると、ち密なセ
メント硬化物が得られることより、該硬化物は耐透水性
に優れ、かつ近年問題になつているセメントの中性化が
極めて進行しにくいものである。次に実施例により本発明を具体的に説明する。実施例１オートクレープに水85部にポリビニルアルコール（PV
A−205,クラレ製、重合度500、ケン化度88モル％）0.6
部、ノニルフエニルエーテルポリオキシエチレン９モル
付加物（HLB＝12.9）2.0部、ノニルフエニルエーテルポ
リオキシエチレン40モル付加物（HLB＝17.8）2.0部を溶
解後、酢酸ビニル30部を添加する。次いで窒素置換後エ
チレンを加圧し50℃、45kg/cm²に調整する。５％ロンガ
リツト水溶液を２部添加後、２％過硫酸カリウム水溶液
を添加し重合を開始する。重合開始後酢酸ビニル70部を
３時間で連続添加し、この間２％過硫酸カリウム水溶液
15部を連続添加する。酢酸ビニルモノマー添加終了後内
温を70℃に上げ30分保持することによりエマルジヨン中
の残存酢酸ビニル濃度は0.5％となつた。得られたエマ
ルジヨンは固形分濃度55.4％、粘度300cp、平均粒径
（動的光散乱法による）280nm、エチレン含量は19.5wt
％の安定なエマルジヨンであつた。このエマルジヨン100部にシリコーン系消泡剤（信越
化学製、KM−75）を0.2部添加し、セメント混和剤とし
て供試した。第１表に示す評価方法により評価した結果を第２表に
示す。実施例２実施例１のポリビニルアルコール0.6部に代えてヒド
ロキシエチルセルロース（フジケミカル（株）製、AG−
15）0.6部を使用し、ノニルフエニルエーテルポリオキ
シエチレン９モル付加物（HLB＝12.9）2.0部、ノニルフ
エニルエーテルポリオキシエチレン40モル付加物（HLB
＝17.8）2.0部、に代えてポリオキシエチレン40モル付
加ラウリルエーテル（HLB＝18.0）3.8部を使用する以外
は実施例１と同様に重合を行ない、安定なエマルジヨン
を得た。分析値は次の通りであつた。固形分濃度54.9
％、粘度190cp、平均粒径305nm、エチレン含量19.0％。このエマルジヨンに実施例１と同様に消泡剤を添加し
セメント混和剤として評価した。結果を第２表に併せて
示す。比較例１〜３実施例１の分散安定剤に代えて、第３表に示す分散剤
を用いてそれぞれエマルジヨンを得た。実施例１と同様
それぞれに消泡剤を添加し、セメント混和剤の評価を行
なつた。結果を第２表に併せて示す。比較例４実施例１のエチレン圧力を45kg/cm²から30kg/cm²に下
げる以外は実施例１と同条件で重合を行ないエマルジヨ
ンを得た。このエマルジヨンに消泡剤を添加し、セメン
ト混和剤の評価に供試したところ、セメントモルタル混
練時にモルタルの流動性が極端に低下し、混練水を多量
追加してもほとんど流動性は良くならず、明らかにエマ
ルジヨンの破壊による現象であり、セメントモルタルの
物性評価をするに到らなかつた。対照例エマルジヨン無添加系のセメントモルタルの物性を評
価した。結果を第２表に併せて示す。以上、本発明のセメント混和剤は良好なセメントモル
タル物性を与えるのに対し、本発明の条件を外れると物
性が低下することが明らかである。比較例５〜７実施例１の分散安定剤に代えて、第４表に示す分散安
定剤を用いたほかは、実施例１と同様にして、エチレン
−酢酸ビニル共重合体エマルジヨンを得た。得られたエ
マルジヨンを用いて、実施例１と同様にして、消泡剤を
添加し、セメント混和剤の評価を行なった。結果を第５
表に併せて示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭54−27370（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．（ａ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン
中の酢酸ビニル成分に対して0.1〜１重量％の水溶性高
分子、及び（ｂ）エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン中の
酢酸ビニル成分に対して２〜８重量％の、一般式Ｒ−Ｏ
−（CH₂CH₂O）ｎ−Ｈ又は〔但しＲは炭素数６〜18のアルキル基、ｎは５〜50を表
わす。〕で表わされHLBが14〜18の非イオン性界面活性
剤、を含有し、かつ平均粒径が0.2〜0.5μでエチレン含量が
10〜25重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジ
ヨンからなることを特徴とするセメント混和剤。２．水溶性高分子がポリビニルアルコール又はヒドロキ
シエチルセルロースである特許請求の範囲第１項記載の
セメント混和剤。