JP2774445B2 - コンクリート混和剤 - Google Patents
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Description
する。更に詳しくは、セメントペースト、モルタル及び
コンクリート等の水硬性組成物の流動性及び流動性の保
持性に優れた効果を発現するコンクリート混和剤に関す
るものである。
の大きい代表的なものに、ナフタレンスルホン酸ホルム
アルデヒド縮合物塩(以下ナフタレン系と称す)、メラ
ミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩(以下メラミ
ン系と称す)、ポリカルボン酸塩(以下ポリカルボン酸
系と称す)等の高性能減水剤と呼ばれているものがあ
る。
る反面、問題点を有している。例えば、ナフタレン系や
メラミン系は硬化特性に優れるものの流動保持性 (スラ
ンプロスと称す) に問題点を有し、ポリカルボン酸系は
硬化遅延が大きいという問題点を抱えている。
ン酸系の開発により、低添加量で分散性を得ることが可
能となり、硬化遅延が改善されつつある。例えば、不飽
和結合を有するポリアルキレングリコールモノエステル
系単量体とアクリル酸系及び/又は不飽和ジカルボン酸
系単量体との共重合物類 (特公昭59-18338、特公平2-78
978 、特公平2-7898、特公平2-7901、特公平2-11542 、
特開平3-75252 、特開昭59-162163)等の水溶性ビニル共
重合体が挙げられる。
ポリカルボン酸系においてもスランプロスについては解
決されておらず、コンクリートの製造から輸送・打設間
の品質管理に苦慮しているのが現状である。
ン基を有する水溶性ビニル共重合体の優れた分散機構は
オキシアルキレン鎖のグラフト構造が立体障害となり粒
子の付着を抑制する分散機構と推察されている。
特許 (前述の共重合物特許) によるとエチレンオキシド
及び/又はプロピレンオキシドのモル数が2〜100 モル
と限定されている。さらに実施例においてはエチレンオ
キシドの23モル付加が上限 (特公昭59-188338)であり、
付加モル数の大きいものについては何ら言及されていな
い。
ルキレン基の鎖長について種々検討した結果、ある特定
領域の高鎖長 (付加モル数= 110〜300)範囲において、
分散性が低下することなく、スランプロスが飛躍的に改
善されることを見出し、本発明の改良された水溶性ビニ
ル共重合体を完成するに至った。
れる単量体(a) と下記の一般式(B)及び(C) で表される
化合物の中から選ばれる1種以上の単量体(b) とを重合
して得られる共重合体を必須成分とするコンクリート混
和剤に関する。
m2COOM2 R6 :水素、メチル基 M1,M2,Y :水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ア
ンモニウム、アルキルアンモニウムまたは置換アルキル
アンモニウム m2 :0〜2の整数 を表す。)本発明を分散機構から考察すれば、オキシア
ルキレン基の鎖長を長くすることによって、セメントの
水和反応に取り込まれるまでの時間が長くなり、分散性
が低下することなく、スランプが持続するものと推察さ
れる。
表される単量体(a) としては、メトキシポリエチレング
リコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリコ
ール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポリ
エチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリエ
チレングリコール、プロポキシポリエチレンポリプロピ
レングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレン
グリコールとアクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱
水素 (酸化) 反応物とのエステル化物やアクリル酸、メ
タクリル酸又は脂肪酸の脱水素 (酸化) 反応物へのエチ
レンオキシド、プロピレンオキシド付加物が用いられ
る。ポリアルキレングリコールの付加モル数が 110〜30
0 であり、エチレンオキシド、プロピレンオキシドの両
付加物についてはランダム付加、ブロック付加、交互付
加等のいずれでも用いることができる。ポリアルキレン
グリコールの付加モル数が 110未満の場合はスランプ保
持性に劣り、 300を越えると重合性が低下するばかりで
はなく分散性も低下する。
は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及びこれら
の金属塩が挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸系単
量体としては、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタ
コン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン
酸、フマル酸、又はこれのアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩が使用される。
は、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、又はこれ
らのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウ
ム塩、アミン塩が使用される。
単量体(b) の反応単位は、単量体(a) /単量体(b) =
0.1/100 〜 100/100(モル比) の範囲が適当である。
単量体(a) /単量体(b) = 0.1/100 〜10/100(モル
比) の範囲がスランプ保持性に優れ、特に単量体(a) /
単量体(b) =10/100 〜 100/100(モル比) の範囲にお
いては流動性の低下が殆どなく、スランプ保持性に極め
て優れる。上記のモル比が0.1/100 よりも小さい場合
はスランプ保持性が低下傾向になり、 100/100 よりも
大きくなると共重合性が低下して好ましくない。
製造することができる。例えば、特開昭59-162163 、特
公平2-11542 、特公平2-7901、特公平2-7897等の溶媒重
合法が挙げられる。
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、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロ
ヘキサン、n−ヘキサン、脂肪族炭化水素、酢酸エチ
ル、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。取
扱と反応設備から考慮すると水および1〜4級アルコー
ルが好ましい。
又はアルカリ金属の過硫酸塩あるいは過酸化水素等の水
溶性の開始剤が使用される。水系以外の溶剤重合にはベ
ンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等が重
合開始剤として使用される。
て亜硫酸水素ナトリウムやメルカプトエタノールやアミ
ン化合物を使用することも可能であり、これら重合開始
剤あるいは促進剤を適宜選択して用いることができる。
パーミエーションクロマトグラフィー法/ポリスチレン
スルホン酸換算) は 3,000〜1,000,000 の範囲が良く、
5,000〜100,000 がより好ましい。分子量が大きすぎる
と分散性が低下し、また分子量が小さすぎるとスランプ
保持性が低下傾向を示す。
の効果を損なわない範囲内で他の共重合可能な単量体と
反応させてもよい。例えば、アクリロニトリル、アクリ
ル酸エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ス
チレン、スチレンスルホン酸等が挙げられる。
トへの添加量はセメントに対して固形分で0.02〜1.0 重
量%が好ましく、0.05〜0.5 重量%がより好ましい。
の添加剤 (材) と併用することができる。例えば、AE
剤、AE減水剤、流動化剤、高性能減水剤、遅延剤、早
強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡剤、増粘剤、防水
剤、防泡剤や珪砂、高炉スラグ、フライアッシュ、シリ
カヒューム等が挙げられる。
硬性のセメント類を組成とするセメントペースとやモル
タル、コンクリート等に添加するものであり、その内容
について限定されるものではない。
はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、以下
の例における%は、重量%である。
合体の平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラ
フィー法/ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算によ
る分子量から求めたものである。
と記号を以下に示す。但し、EOはエチレンオキシド、PO
はプロピレンオキシドを表す。
エステル (EO付加モル数=115) A−2:メタノールEO/アクリル酸モノエステル (EO付
加モル数=220) A−3:メタノールEO/メタクリル酸モノエステル (EO
付加モル数=280) A−4:アクリル酸EO付加物 (EO付加モル数=130) A−5:アクリル酸PO/EOブロック付加物(PO付加モル
数=10・EO付加モル数=135) A−6:アクリル酸EO/POブロック付加物(EO付加モル
数=135・PO付加モル数=5) A−7:メタノールEO/メタクリル酸モノエステル (EO
付加モル数=23)(比較) A−8:メタノールEO/メタクリル酸モノエステル (EO
付加モル数=100)(比較) A−9:メタノールEO/メタクリル酸モノエステル (EO
付加モル数=350)(比較) 。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−1
0.09 モルとアクリル酸1モル (モル比=9/100)、水
7.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール4gの
3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下する。
次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分かけ
て滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成後95
℃に昇温して、35%過酸化水素12gを1時間かけて滴下
し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48
%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子量22,0
00の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−
2 0.05 モルとメタクリル酸1モル (モル比=5/100)、
水 8.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウ
ム水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール3g
の3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下す
る。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分
かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成
後95℃に昇温して、35%過酸化水素9gを1時間かけて
滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了
後、48%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子
量85,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で95℃まで昇温した。A−3
0.002モルとマレイン酸モノナトリウム塩1モル (モル
比=0.2/100)、90℃温水15モルを混合溶解したものと20
%過硫酸アンモニウム水溶液0.01モル、及び2−メルカ
プトエタノール3gの3者をそれぞれ同時に反応系に2
時間かけて滴下する。次に20%過硫酸アンモニウム水溶
液0.03モルを30分かけて滴下し、1時間同温度 (95℃)
で熟成する。熟成後95℃で35%過酸化水素9gを1時間
かけて滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成
終了後、48%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、
分子量12,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−4
0.01 モルとアクリル酸 0.9モルとメタリルスルホン酸
ナトリウム 0.1モル (モル比=1/90/10)、水 7.5モルを
混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム水溶液0.01
モル、及び2−メルカプトエタノール4gの3者をそれ
ぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下する。次に20%過
硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分かけて滴下し、
1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成後95℃に昇温し
て、35%過酸化水素12gを1時間かけて滴下し、2時間
同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48%水酸化ナ
トリウム 0.6モルを加えて中和、分子量 7,200の共重合
体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−5
0.01 モルとメタクリル酸1モル (モル比=1/100)、水
7.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール1gの
3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下する。
次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分かけ
て滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成後95
℃に昇温して、35%過酸化水素5gを1時間かけて滴下
し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48
%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子量105,
000 の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−6
0.01 モルとアクリル酸ナトリウム1モル (モル比=1/
100)、水 7.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アン
モニウム水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノー
ル2gの3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴
下する。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを
30分かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。
熟成後95℃に昇温して、35%過酸化水素9gを1時間か
けて滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終
了後、48%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分
子量77,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−2
0.045モルとアクリル酸 0.3モル (モル比=15/100) 、
水10モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液 0.003モル、及び2−メルカプトエタノール 1.2
gの3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下す
る。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液 0.009モルを30
分かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟
成後95℃に昇温して、35%過酸化水素4gを1時間かけ
て滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了
後、48%水酸化ナトリウム0.21モルを加えて中和、分子
量51,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−1
0.08 モルとアクリル酸 0.2モル (モル比=40/100) 、
水12モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液 0.002モル、及び2−メルカプトエタノール 0.6
gの3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下す
る。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液 0.006モルを30
分かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟
成後95℃に昇温して、35%過酸化水素3gを1時間かけ
て滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了
後、48%水酸化ナトリウム0.14モルを加えて中和、分子
量56,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−1
0.06 モルとアクリル酸 0.1モル (モル比=60/100) 、
水8モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液 0.001モル、及び2−メルカプトエタノール 0.3
gの3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下す
る。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液 0.003モルを30
分かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟
成後95℃に昇温して、35%過酸化水素2gを1時間かけ
て滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了
後、48%水酸化ナトリウム0.07モルを加えて中和、分子
量45,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−1
0.1モルとアクリル酸 0.1モル (モル比=100/100)、水
13モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム水
溶液 0.001モル、及び2−メルカプトエタノール 0.3g
の3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下す
る。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液 0.003モルを30
分かけて滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟
成後95℃に昇温して、35%過酸化水素2gを1時間かけ
て滴下し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了
後、48%水酸化ナトリウム0.07モルを加えて中和、分子
量72,000の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−7
0.1モルとアクリル酸1モル (モル比=10/100) 、水
7.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール4gの
3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下する。
次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分かけ
て滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成後95
℃に昇温して、35%過酸化水素12gを1時間かけて滴下
し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48
%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子量11,0
00の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で75℃まで昇温した。A−8
0.05 モルとアクリル酸1モル (モル比=5/100)、水
7.5モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモニウム
水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール3gの
3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下する。
次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30分かけ
て滴下し、1時間同温度 (75℃) で熟成する。熟成後95
℃に昇温して、35%過酸化水素10gを1時間かけて滴下
し、2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48
%水酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子量31,0
00の共重合体を得た。
窒素置換し、窒素雰囲気中で95℃まで昇温した。A−
9 0.005モルとアクリル酸1モル (モル比=0.5/100)、
75℃温水15モルを混合溶解したものと20%過硫酸アンモ
ニウム水溶液0.01モル、及び2−メルカプトエタノール
3gの3者をそれぞれ同時に反応系に2時間かけて滴下
する。次に20%過硫酸アンモニウム水溶液0.03モルを30
分かけて滴下し、1時間同温度 (95℃) で熟成する。熟
成後95℃で35%過酸化水素9gを1時間かけて滴下し、
2時間同温度 (95℃) で熟成する。熟成終了後、48%水
酸化ナトリウム 0.7モルを加えて中和、分子量25,000の
共重合体を得た。
用した比較混和剤の内容と記号を以下に示す。 混和剤の記号NS:ナフタレン系混和剤 (マイテイ150
; 花王(株)製) 混和剤の記号MS:メラミン系混和剤 (マイテイ150V-
2;花王(株)製) 。
リート配合により、材料と混和剤を傾胴ミキサーで 25r
pm×3分間混練りして調整した。流動性 (スランプ値)
を測定後、さらに4rpm で60分間回転させ、90分までの
スランプ値(cm)を測定した。また、初期スランプ値が20
±1cmになるように本発明及び比較混和剤の添加量で調
整した。スランプ値はJIS-A1101 法により測定した。測
定結果を表2に示す。
流動性に優れ、スランプの低下が少ない。本発明による
コンクリート混和剤をセメント組成物に添加すれば、長
時間にわたりスランプの変化が少ないことから、コンク
リートの品質管理が容易となる。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記の一般式(A) で表される単量体(a)
と下記の一般式(B)及び(C) で表される化合物の中から
選ばれる1種以上の単量体(b) とを、単量体(a) /単量
体(b) = 0.1/100 〜 100/100(モル比) の反応単位で
重合して得られる共重合体を必須成分とするコンクリー
ト混和剤。 【化1】 (式中、R1, R2:水素、メチル基 m1 :0〜2の整数 AO :炭素数2〜3のオキシアルキレン基 n : 110〜300 の整数 X :水素または炭素数1〜3のアルキル基 を表す。) 【化2】 (式中、R3〜R5 :水素、メチル基、(CH2)m2COOM2 R6 :水素、メチル基 M1,M2,Y :水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ア ルキルアンモニウムまたは置換アルキルアンモニウム m2 :0〜2の整数 を表す。) - 【請求項2】 共重合体を構成する単量体(a) 、単量体
(b) の反応単位が、単量体(a) /単量体(b) = 0.1/10
0 〜10/100(モル比) である請求項1記載のコンクリー
ト混和剤。 - 【請求項3】 共重合体を構成する単量体(a) 、単量体
(b) の反応単位が、単量体(a) /単量体(b) =10/100
〜 100/100(モル比) である請求項1記載のコンクリー
ト混和剤。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6101099A JP2774445B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-05-16 | コンクリート混和剤 |
DE69417576T DE69417576T2 (de) | 1993-12-14 | 1994-12-14 | Zementzusatzmittel |
ES95902952T ES2129190T3 (es) | 1993-12-14 | 1994-12-14 | Aditivo para hormigon. |
EP95902952A EP0734359B1 (en) | 1993-12-14 | 1994-12-14 | Admixture for concrete |
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