JP3128810B2

JP3128810B2 - セメント組成物

Info

Publication number: JP3128810B2
Application number: JP02207774A
Authority: JP
Inventors: 昇嶋田; 八郎北嶋; 寿男小野; 達男上川
Original assignee: ジェイエスアール株式会社
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1990-08-06
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH0490843A

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野本発明は、石炭、セメント、砂、石膏、金属酸化物、
顔料などの分散体に、水溶性分散剤であるスルホン基含
有共役ジエン系（共）重合体を固形状で混合することに
より得られる、分散性、運搬性および作業性に優れた分
散体組成物に関する。

b. 従来の技術近年、固形燃料、セメント、染料および／または顔
料、あるいは金属酸化物などの分散体に分散剤を配合し
た分散体組成物が、多数提案されている。

例えば、石炭などの固形燃料を微粉化し、これを水に
分散させて得られたスラリーを液体と同様に取り扱う技
術が種々提案されている。

c. 発明が解決しようとする課題しかし上記スラリーを使用する場合、輸送時に石炭の
他に水を輸送しなければならないため、効率が悪い。ま
た、水を加えてスラリー状態で保存すると、安定性が悪
くなり沈降するという問題がある。

また、セメントの分散体組成物の場合、予めセメント
と水とを混合すると、セメントと水が水和反応を起して
固ってしまうという問題がある。また、現場において、
水、セメント、砂、砂利などを混合する場合、セメント
の分散性が悪くなるとか、複数の材料を混合するのに手
間がかかるなどの作業性の問題がある。

d. 課題を解決するための手段本発明は、上記の如き従来技術の課題を解決するため
になされたものであり、本発明者らは、分散性の良好な
固形状または粉末状の水溶性分散剤を分散体（石炭、セ
メント、顔料、金属酸化物など）に予め混合することに
より得られた分散体組成物は、注水後の混合時間を短縮
することができ、スラリー中における分散性が良く、か
つ、無駄な水を必要としないため、運搬効率が良い。ま
た、長期間保存しても凝結などの心配がなく、さらに、
予め計量混合することができるため、現場での計量時間
を短縮し、計量ミスを防止することができ、品質管理が
容易であるということを見出し、本発明を完成したもの
である。

すなわち本発明は、分散体と固形状のスルホン基含有
共役ジエン系（共）重合体とからなる分散体組成物を提
供するものである。

上記スルホン基含有共役ジエン系（共）重合体として
は、共役ジエンスルホン酸（特開平１−263103）の単独
重合体、共役ジエンスルホン酸とビニル単量体の共重合
体、および共役ジエン（共）重合体のスルホン化物が挙
げられる。

上記共役ジエン（共）重合体のスルホン化物に使用さ
れる共役ジエン（共）重合体としては、ブタジエン、イ
ソプレン、ピペリレンなどの共役ジエン重合体、および
これら共役ジエンと他の共重合可能な単量体との共重合
体が挙げられる。

このとき用いる共重合可能な単量体としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルケトン、ｐ−メチルス
チレンなどの芳香族化合物、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、
メタクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸
グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのアクリル酸
あるいはメタクリル酸のアルキルエステル類；アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸などのモノもしくはジカルボン酸または
ジカルボン酸の無水物；アクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリルなどのビニルシアン化合物；塩化ビニル、塩
化ビニリデン、ビニルメチルエチルケトン、ビニルメチ
ルエーテル、酢酸ビニル、塩酸ビニル、アリルアセテー
ト、メタアリルアセテート、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルア
ルコールなどが挙げられる。

上記共役ジエン（共）重合体の好ましい具体例として
は、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−イソ
プレン共重合体、イソプレン−スチレン共重合体などが
挙げられる。

これらの共役ジエン（共）重合体は、該（共）重合体
中の二重結合部分を無水硫酸、発熱硫酸、クロルスルホ
ン酸、亜硫酸水素ナトリウムなどの公知のスルホン化剤
を用いて公知の条件でスルホン化することができる。

スルホン基含有共役ジエン系（共）重合体としては、
例えば次式で示される化合物の重合体、および該化合物
と共重合可能な他の単量体との共重合体を用いることも
できる。

〔式中、R₁〜R₆は水素原子、炭素原子、炭素数１〜８の
アルキル基、炭素数６〜20のアリール基または−SO₃Xで
あり、ここでＸは水素原子、金属原子（好ましくは、ア
ルカリ金属原子および／またはアルカリ土類金属原
子）、アンモニウム基もしくはアミノ基であり、R₁〜R₆
の少なくとも１つは−SO₃Xである。〕上記スルホン化物は、共役ジエンの２つの二重結合を
残したままスルホニル基を導入した化合物である。

上記化合物のうち好ましいものは、ブタジエン骨格、
イソプレン骨格を有するものであり、特にイソプレン骨
格を有するものが好ましい。

上記共重合可能な他の単量体としては、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルケトン、ｐ−メチルスチレン
などの芳香族化合物；アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクチル酸オクチル、メタク
リル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸グリシジルなどのアクリル酸あるい
はメタクリル酸のアルキルエステル類；アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸などのモノもしくはジカルボン酸またはジカルボ
ン酸の無水物；アクリロニトリル、メタアクリロニトリ
ルなどのビニルシアン化合物；ブタジエン、イソプレ
ン、２−クロルブタジエン、１−クロルブタジエンなど
の共役ジエン；ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、
メタクリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、スチ
レンスルホン酸、２−アクリルアミドプロパンスルホン
酸、２−ヒドロキシ−３−アクリルアミドプロパンスル
ホン酸、２−アクリル酸エチルスルホン酸および／また
はこれらの化合物のアルカリ金属、アルカリ土類金属、
アンモニウムまたはアミン塩類；塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、ビニルメチルエチルケトン、ビニルメチルエー
テル、酢酸ビニル、蟻酸ビニル、アリルアセテート、メ
タアリルアセテート、アクリルアミド、メタアクリルア
ミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコー
ルなどが挙げられる。

スルホン基含有共役ジエン系（共）重合体のポリスチ
レンスルホン酸ナトリウム換算重量平均分子量は、一義
的に決めることはできず、用途によっても異なるが、通
常は500〜5,000、好ましくは1,000〜500,000である。

スルホン基含有共役ジエン系（共）重合体は、イオン
交換法あるいは中和反応などにより酸型またはアルカリ
金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミンなどの
塩に相互に交換することができる。

なお、本発明において使用されるスルホン化物あるい
はこれから得られるスルホン基含有共役ジエン系（共）
重合体の構造は、赤外線吸収スペクトルによってスルホ
ン基の吸収より確認でき、これらの組成比は電位差、電
導度などの酸・アルカリ滴定により知ることができる。

また、核磁気共鳴スペクトルによりアルキル基やオレ
フィン性水素などの存在によってその構造を確認するこ
とができる。

本発明においてスルホン基含有共役ジエン（共）重合
体（以下、「本発明の分散剤」という）は、本発明の効
果を得るために、固形状で分散体と混合される。本発明
の分散剤は、乾燥して水分を除くことにより固形状とす
ることが可能である。なお、本発明において、固形状と
は水分含量が、通常、10重量％以下、好ましくは絶乾状
態のものを示す。

例えば、本発明の分散剤は、スプレードライヤー、媒
体流動乾燥装置、ドラムドライヤーなど公知の乾燥手段
を用いて固形状、好ましくは粉末状にすることができ
る。

粉末状の本発明の分散剤の粒径は、0.1μｍ〜1mmが好
ましく、振動ミルなどで粒径を調整することができる。

本発明の分散体組成物は、分散体と本発明の分散剤と
を混合することにより得られる。

本発明においては、スルホン基含有共役ジエン系
（共）重合体に、他の分散剤を添加することもできる。

他の分散剤としては、アルキルアリールスルホン酸塩
のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸塩およびその
誘導体、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ア
ミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルマリン縮合
物などが挙げられる。

上記アルキルアリールスルホン酸塩のホルマリン縮合
物としては、ベンゼンスルホン酸やナフタレンスルホン
酸のホルマリン縮合物のアルカリ金属塩およびアルカリ
土類金属塩、アルキルベンゼンやアルキルナフタレンス
ルホン酸のホルマリン縮合物のアルカリ金属塩およびア
ルカリ土類金属塩、これらの芳香族化合物とその性能を
阻害しない程度の他の芳香族化合物とを共縮合して得ら
れる共縮合化合物などが挙げられる。

上記リグニンスルホン酸およびその誘導体としては、
針葉樹や広葉樹の天然リグニンのスルホン化物のアルカ
リ金属塩およびアルカリ土類金属塩などが挙げられる。

上記メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物として
は、メラミンとホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ドまたは亜硫酸塩類（亜硫酸ナトリウム、亜硫酸アンモ
ニウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム）
とを、水中でアルカリ条件下に付加反応させたもの、ア
ルカリ条件下に付加反応させたものをさらに弱酸性下に
縮合反応させたもの、あるいはアルカリ条件下に付加反
応させたものを強酸性下で高度に縮合させたものが挙げ
られる。

本発明において分散体としては、固形燃料、セメン
ト、染料および／または顔料、あるいは金属酸化物を用
いることができる。これらは固形状、粉末状であること
が好ましいが、予め水が添加されていてもよい。

本発明の分散体として用いられるセメントとしては、
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、中庸熱ポルトランド
セメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色鉄ポル
トランドセメントなどの各種ポルトランドセメント；高
炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメン
ト、アルミナセメント、ソリジット、ケイ酸カルシウム
などの公知のセメント；あるいはこれらを２種以上組み
合わせてなる混合セメント；これらのセメントに石膏な
どの無機物を混合したセメントなどを挙げることができ
る。

分散体としてセメントを用いたセメント組成物におけ
る本発明の分散剤の使用量は、その使用目的やセメント
の種類、配合量などによって種々変化させることがで
き、一義的に決定できないが、通常、セメントに対して
0.002〜５重量％、好ましくは0.05〜２重量％であり、
この範囲で用いることにより、骨材の分離やブリージン
グの少ないセメント組成物を得ることができる。

なお、セメント組成物が、モルタルまたはコンクリー
トとして使用される場合、セメントに砂または砂利が加
えられた骨材／セメント比は、使用目的によって種々変
化させられるため、一義的に決定できないが、通常、1m
³あたり150kg以上のセメントが使用される。

セメント組成物は、セメント、本発明の分散剤（粉末
状の共役ジエンスルホン化物（共）重合体）、および必
要に応じて加えられる砂、砂利を、ミルやブレンダーな
どを用いる公知の混合方法で混合することによって調製
することができる。

また、セメントに対する水の量は、硬化後の組成物の
物性面などから決定され、特に限定されるものではない
が、通常、セメント100重量部に対して20〜80重量部、
好ましくは25〜60重量部である。水の量にかかわらず、
本発明の分散剤は水へセメントを高度に分散させること
ができる。

このとき、公知のセメント混和材料を必要に応じて加
えてもよい。このようにして得られるセメント組成物
は、通常の養生により硬化させることができる。

また、蒸気養生、オートクレーブ養生、遠心成形によ
って高強度のセメント二次製品を製造することもでき
る。

上記セメント組成物は、特定の形態を有する本発明の
分散剤が添加されていることに特徴を有し、水溶液の形
態の分散剤を添加したものと比較すると、本発明の分散
剤を添加したものは、同一の配合量で極めて高い流動性
が得られるため、作業性が著しく改善され、一方、流動
性を同一にすると、本発明の分散剤を添加したものは、
水／セメント比を低下させることができるため、高強度
でひび割れの少ないセメント組成物を製造することがで
きる。

したがって、本発明のセメント組成物は、高い作業
性、高品質を要求される多くの用途に使用でき、コンク
リートにおいては人工軽量コンクリート、膨張コンクリ
ート、水蜜コンクリート、遮蔽用コンクリート、暑中コ
ンクリート、寒中コンクリート、プレストコンクリー
ト、プレキャストコンクリート、舗装コンクリート、ダ
ムコンクリート、海水の作用を受けるコンクリート、海
砂を用いるコンクリート、スライディングフォーム工法
を用いるコンクリート、打放し仕上げを行うコンクリー
ト、タイル打ち込み仕上げを行うコンクリート、流動化
コンクリート、アスファルトコンクリートなどに応用さ
れる。特にアスファルトコンクリート用やモルタル用に
適している。

上記金属酸化物組成物は、従来のものよりも粘度を低
下させることができる。したがって、高濃度のスラリー
組成物が得られ、最終成形品の特性、例えばフェライト
の場合、磁気特性を悪化させることがない。また、この
金属酸化物組成物は、バインダーなどの添加剤と相溶性
があり、プレス成形する際の充填性も良好であるという
作用効果を奏する。このため、この金属酸化物組成物
が、例えばアルミナなどのセラミックス素材の粉末スラ
リーの場合には、そのままであるいは処理をして、成
形、焼結して磁芯の成形や磁気テープの製造に好適に利
用することができる。

分散体として固形状のものを用い、本発明の分散剤と
混合することにより得られた本発明の分散体組成物は、
水を添加することにより、容易に使用に供することがで
きる。水の添加量は分散体の種類により異なるが、通常
20重量％以上である。

e. 実施例以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。

なお、実施例中、％および部は、特に断らない限り、
重量％および重量部を意味する。

分散剤の合成例合成例１分子量20,000のポリイソプレンを無水硫酸とジオキサ
ン錯体を用いてスルホン化したのち、水酸化ナトリウム
で中和した。重合体のスルホン酸基含量は4.8mモル/gで
あった。得られた重合体を乾燥して、固形状の分散剤を
得た。

合成例２２−メチル−1,3−ブタジエンスルホン酸ナトリウム
を水中で過硫酸カリを触媒として重合することにより、
分子量30,000の重合体を得た。得られた重合体を乾燥
し、破砕することにより、粉末状の分散剤を得た。

実施例１および比較例１内容積25の強制練りミキサーに、０〜5mmの細骨材
（三重県内部川川砂）7.91kg、粗骨材（三重県内部川川
砂）9.74kg（５〜10mm、10〜15mmおよび15〜20mmの重量
混合割合＝3:4:3）と、普通ポルトランドセメント〔ア
サノセメント（株）製：三菱セメント（株）製：小野田
セメント（株）製（重量比）＝1:1:1〕3.20kgと、粉末
状の分散剤（合成例２の分散剤（実施例１）またはナフ
タレンスルホン酸ナトリウム縮合物（比較例１））を予
め加えて30秒間混合した。

そののち、所定量の空気連行剤（ビンソール）と水1.
75kgを加え、２分間撹拌したのちのスランプを18cm±1c
mとしたときの分散剤の添加量および連行空気量を表−
２に示す。

比較例２および３内容積25の強制練りミキサーに、０〜5mmの細骨材
（三重県内部川川砂）7.91kg、粗骨材（三重県内部川川
砂）9.74kg（５〜10mm、10〜15mmおよび15〜20mmの重量
混合割合＝3:4:3）と、普通ポルトランドセメント〔ア
サノセメント（株）製：三菱セメント（株）製：小野田
セメント（株）製（重量比）＝1:1:1〕3.20kg、水1.75k
g、空気連行剤（ビンソール）および表−２に示す40％
の分散剤の水溶液を加え、２分間撹拌したのちのスラン
プを18±1cmとしたときの添加量および連行空気量を表
−２に示す。

表−２に示す結果から、比較例１〜３に比べて、実施
例１では粉末状分散剤の添加量が少ないにもかかわら
ず、コンクリートに高い流動性を与えることができ、実
施例１のセメント組成物が道路舗装などの現場施工に適
していることが判る。

f. 発明の効果本発明の分散体組成物においては、固形状の分散剤を
予め分散体に混合することにより、長時間保存しても凝
結などの心配がなく、注水後の混合時間を短縮すること
ができ、無駄な水の運搬を必要とせず、分散安定性の優
れたスラリーを得ることができる。しかも、現場での計
量ミスを防止することができ、計量時間も短縮できる。

また、本発明により得られる分散体組成物は、水を加
えて用いる際のスラリーの分散性および流動性が良好で
ある。

フロントページの続き (72)発明者上川達男東京都中央区築地２丁目11番24号日本合成ゴム株式会社内 (56)参考文献特開平２−71832（ＪＰ，Ａ) 特開平１−263103（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−54289（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−192523（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−171259（ＪＰ，Ａ) 特公昭49−6834（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/00 - 28/08 C04B 24/26 B01F 17/52

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントと粉末状の分散剤であるスルホン
基含有共役ジエン系（共）重合体とからなるセメント組
成物。