JP3239531B2 - セメント用添加剤 - Google Patents

セメント用添加剤

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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセメント用添加剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、コンクリート等、セメント配
合物の添加剤として、ナフタリンスルホン酸ホルムアル
デヒド縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド
縮合物塩、リグニンスルホン酸塩等が減水剤として用い
られている。近年コンクリートには、高強度の要求が高
まり、コンクリート組成物中の水の量を少なくする必要
性が出てきた。上記添加剤はコンクリート組成物中の水
の量を少なくする効果はあるが、経時的に起こるコンク
リート組成物の流動性の低下、すなわち、スランプロス
を避けることはできなかった。このスランプロスを防止
するために、種々の提案がなされている。特開昭60−
16851号公報には、粉体状のオレフィン・無水マレ
イン酸共重合物とナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合
物等の減水剤との配合物が提案されているが、分離が起
きやすく、不均一となる問題点がある。特開昭59−1
62162号公報には、ナフタリンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物塩またはメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物
塩とアリルアルコールアルキレンオキシド付加物−不飽
和ジカルボン酸共重合物との併用がスランプロスの防止
に有効であることが開示されているが、必ずしも十分で
はない。特開昭63−285140号公報には、ポリオ
キシアルキレン不飽和エーテルと無水マレイン酸との共
重合体、その加水分解物またはその加水分解物の塩が提
案されているが、この場合もスランプロスの防止の面で
必ずしも十分でない。特開平2−163108号公報に
は、ポリオキシアルキレン不飽和エーテルとマレイン酸
エステルとの共重合物が提案されているが、凝結時間が
長いという問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記スランプロスの防
止は、コンクリート業界の大きな関心事であり、早期の
解決が切望されていた。本発明の目的は、スランプロス
防止効果が優れ、減水性が大きく、かつ使用に際し作業
性の良いセメント用の添加剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の好
ましい性質を有するセメント用添加剤を得るため鋭意研
究の結果、特定の共重合成分と特定のオキシアルキレン
基を有する窒素化合物との反応物が本発明の目的に適合
することを見いだし、この知見に基づき本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は(A)成分(イ)一般
式[1] CH2=CHCH2O(A1O)n1 …[1] (ただし、A1Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基
でその50〜100モル%はオキシエチレン基、R1
炭素数1〜4のアルキル基、nは4〜150である)で
示されるポリオキシアルキレン誘導体と(ロ)無水マレ
イン酸とを必須成分とする共重合物と(B)成分一般式
[2] R2・R3・N(A2O)mH …[2] (ただし、R2とR3は炭素数1〜4のアルキル基、A2
Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、mは1〜30
0である)で示されるポリオキシアルキレン誘導体との
エステル化反応物からなるセメント用添加剤を提供する
ものである。
【0005】以下に本発明を詳細に説明する。本発明セ
メント用添加剤は、上記(A)成分の共重合体と(B)
成分のオキシアルキレン基を有する窒素化合物との反応
物からなるものである。本発明の(A)成分に用いる一
般式[1]のA1Oで示される炭素数2〜4のオキシア
ルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピ
レン基、オキシブチレン基およびオキシテトラメチレン
基があげられ、その50〜100モル%はオキシエチレ
ン基である。オキシエチレン基が50モル%未満の場合
は、水溶性が不十分のため高い減水性を得ることができ
ない。一般式[1]のR1で示される炭素数1〜4のア
ルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、
イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基および第三ブ
チル基があげられる。一般式[1]のnは4〜150で
あり、4未満の場合は凝結が遅くなり、150より大き
いと粘度が高くなり製造が困難となる。一般式[2]の
2とR3で示される炭素数1〜4のアルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基および第三ブチル基があげ
られる。一般式[2]のA2Oで示される炭素数2〜4
のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オ
キシプロピレン基、オキシブチレン基およびオキシテト
ラメチレン基があげられる。一般式[1]の化合物と無
水マレイン酸との共重合物は、一般式[1]の化合物と
無水マレイン酸とを過酸化物系重合開始剤あるいはアゾ
系重合開始剤を用いて共重合させることにより容易に得
ることができる。その際、スチレン、α−オレフィン、
酢酸ビニル等の他の共重合可能な成分を混合して共重合
させてもよい。一般式[1]の化合物と無水マレイン酸
との比率はモル比で1:0.5〜1:2であるが、より
好ましくは1:0.9〜1:1.2である。一般式[1]
の化合物と無水マレイン酸との共重合物と一般式[2]
の化合物との比率は共重合物の無水マレイン酸単位の酸
無水物基当量数と一般式[2]の化合物の水酸基の当量
数の比で1:2〜10:1が好ましい。
【0006】本発明の(A)成分である一般式[1]の
化合物と無水マレイン酸との共重合体と(B)成分であ
る一般式[2]の化合物との反応物はエステル化物であ
り、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウムメ
チラート等のアルカリ類あるいはアミン類等を触媒とし
て反応させることにより、容易に製造することができ
る。また、パラトルエンスルホン酸等の酸触媒を用いて
脱水することによっても製造でき、さらに無触媒で加熱
することによっても製造することができる。本発明セメ
ント添加剤は、上記製造方法の代わりに、一般式
[1]の化合物と一般式[2]の化合物のマレイン酸
エステルと必要により無水マレイン酸、マレイン酸の
1種または2種との共重合反応によっても得ることがで
きる。無水マレイン酸を添加した場合には、共重合反応
及びエステル交換反応が起こり、前記製造方法と同一の
本発明添加剤を製造することができる。
【0007】本発明の添加剤の使用量はセメントに対し
て0.02〜2重量%、好ましくは0.04〜1重量%で
ある。本発明の添加剤は、ナフタリンスルホン酸ホルマ
リン縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
合物塩、ポリカルボン酸系化合物等の他の添加剤、ある
いは消泡剤、空気連行剤、防錆剤、凝結促進剤、凝結遅
延剤等と併用しても良い。ポリカルボン酸系化合物とし
ては、一般式[1]の化合物と無水マレイン酸との共重
合物、ポリオキシエチレンモノメチルエーテルのメタク
リル酸エステルとメタクリル酸塩との共重合物、スチレ
ンと無水マレイン酸との共重合物の塩、オレフィンと無
水マレイン酸との共重合物の塩、ポリアクリル酸塩、ポ
リメタクリル酸塩等がある。本発明の添加剤として、水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等
のアルカリ類、およびアミン類を混合しても良い。
【0008】
【実施例】 製造例1〜10 第1表に一般式[1]の化合物と無水マレイン酸との共
重合物を示す。その共重合物と第2表に示した一般式
[2]の化合物とを、第2表に示した重量%の比率で、
撹拌装置、窒素吹き込み管、温度計、還流管の付いた四
つ口フラスコに仕込んだ。さらに、共重合物の0.1重
量%のナトリウムメチラートを加え100℃、3時間反
応させた。得られた反応物の重量平均分子量を第2表に
示す。
【0009】
【表1】
【0010】注1){ }内はランダム状付加体である
ことを示す。 2)C48Oはオキシテトラメチレン基を示す。
【0011】
【表2】
【0012】注1){ }内はランダム状付加体である
ことを示す。 2)C48Oはオキシブチレン基を示す。 製造例11〜14 第2表で示したエステル化物と第3表に示した他の添加
剤とを第3表中に示した重量%の比率で混合し、混合物
を得た。
【0013】
【表3】
【0014】実施例1〜14 実施例として製造例1〜14に対応する反応物および混
合物を用いてコンクリートによる試験を実施した。配合
組成、試験条件を次に示す。 配合組成(kg/m3) 水 166 セメント 450 砂 681 砕石 1032 添加剤 第4表に示す。 水/セメント比 36.9% 細骨材率 39.9% 上記の各成分を強制練りミキサーにとり、2分間練り混
ぜたのち取り出し、スランプおよび空気量を測定した。
さらに可倒式ミキサーに移し、毎分2回転で混合し、3
0分後、60分後、90分後のスランプおよび空気量を
測定した。また凝結時間、圧縮強度についても測定を行
い、これらの結果を第4表に示した。 比較例1〜6 次に示す化合物を比較例として、実施例1〜14と同様
の試験を行った。その結果を第4表に示す。 比較例1 ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物ナト
リウム塩 比較例2 ポリエチレングリコールモノアリルエーテル
−マレイン酸共重合物ナトリウム塩 比較例3 比較例1の化合物75wt%、比較例2の化合
物25wt%の混合物 比較例4 第1表の共重合物名Aで使用した一般式
[1]の化合物と無水マレイン酸との共重合物 比較例5 第1表の共重合物名Aで使用した一般式
[1]の化合物とマレイン酸のポリオキシエチレンモノ
メチルエーテルによるモノエステル化物との共重合物 比較例6 添加剤なし 比較例6は水を多くしないとセメント混合物を混練する
ことができないので配合組成を次のように変更した。 配合組成(kg/m3) 水 195 セメント 450 砂 652 砕石 985 水/セメント比 43.3% 細骨材率 40.0%
【0015】
【表4】
【0016】
【表5】
【0017】比較例1〜4、6は経時的にスランプ値が
小さくなり、流動性が少なくなるのに対し、実施例1〜
14は経時的にスランプ値が小さくならず、流動性が保
持されている。比較例2および5は凝結時間が長くなっ
ている。また添加剤なしの場合は、水の量を多くしない
と一定のスランプ値を得ることができず、圧縮強度が小
さいのに比べ、本発明の添加剤を使用すると水の量を少
なくして一定のスランプ値を得ることができるため、圧
縮強度が大きくなっている。
【0018】
【発明の効果】本発明の添加剤は共重合性のポリオキシ
アルキレン誘導体と無水マレイン酸との共重合体と窒素
原子を持つ特定のポリオキシアルキレン誘導体との反応
物を有効成分とすることにより、高いスランプロス防止
性、高い減水性を有し、かつ優れた作業性を有する物で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−175254(JP,A) 特開 昭58−32051(JP,A) 特開 昭63−285142(JP,A) 特開 昭63−11557(JP,A) 特開 昭51−18732(JP,A) 特開 昭60−27638(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/02 - 32/02 C04B 40/00 - 40/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)成分(イ)一般式[1] CH2=CHCH2O(A1O)n1 …[1] (ただし、A1Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基
    でその50〜100モル%はオキシエチレン基、R1
    炭素数1〜4のアルキル基、nは4〜150である)で
    示されるポリオキシアルキレン誘導体と(ロ)無水マレ
    イン酸とを必須成分とする共重合物と(B)成分一般式
    [2] R2・R3・N(A2O)mH …[2] (ただし、R2とR3は炭素数1〜4のアルキル基、A2
    Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、mは1〜30
    0である)で示されるポリオキシアルキレン誘導体との
    エステル化反応物からなるセメント用添加剤。
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