JP3342525B2 - セメント分散剤組成物 - Google Patents

セメント分散剤組成物

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JP3342525B2
JP3342525B2 JP02563693A JP2563693A JP3342525B2 JP 3342525 B2 JP3342525 B2 JP 3342525B2 JP 02563693 A JP02563693 A JP 02563693A JP 2563693 A JP2563693 A JP 2563693A JP 3342525 B2 JP3342525 B2 JP 3342525B2
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cement
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秀雄 小谷田
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセメントまたはセメント
配合物の分散剤に関するものであり、詳しくはセメント
モルタル、コンクリートなどのセメント組成物に配合
し、その流動性の経時的低下(以下スランプロスと呼
ぶ)を防止することで、その作業性、施工性を大幅に改
善することを可能とするセメント分散剤組成物に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】アルケニルエーテルと無水マレイン酸と
の共重合体やその誘導体をセメント用添加剤として用い
る技術は、特開昭63−285140号公報、および特
開平2−163108号公報等で公知であり、これらの
公報中には、この共重合体を使用することによりスラン
プロスが改善されることが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】スランプロスは、コ
ンクリート業界最大の問題であり、この問題の解決に多
くの研究者が種々の方法を試みているが、未だ十分な解
決策は見つかっていない。そのため、この問題の早期解
決について強く渇望されている。
【0004】
【問題点を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、以上の問題点を解決すべく鋭意研究した結果、特開
昭63−285140号公報および特開平2−1631
08号公報に示す技術中において、ある特定の分子構造
をもつ共重合体が顕著にスランプロス防止に有効である
ことを見いだし、本発明をなすに至った。
【0005】すなわち、本発明のセメント分散剤組成物
は、(a)成分として、下記の一般式(I) R1O(AO)m2 ・・・(I) [ただし、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基
の1種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、R1は炭素数2〜5のアルケニル基、R2は炭素数
1〜4のアルキル基、mはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で1〜40である。]で示されるアルケニルエ
ーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル比が
30〜70:70〜30である共重合体、その加水分解
物またはその加水分解物の塩の1種または2種以上と、 (b)成分として、下記の一般式(II) R1O(AO)n2 ・・・(II) [ただし、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基
の1種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、R1は炭素数2〜5のアルケニル基、R2は炭素数
1〜4のアルキル基、nはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で100〜150である。]で示されるアルケ
ニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモ
ル比が30〜70:70〜30である共重合体、その加
水分解物またはその加水分解物の塩の1種または2種以
上とを含み、前記(a)成分と前記(b)成分との重量
比が95〜5:5〜95であることを特徴とする。
【0006】本発明のセメント分散剤組成物は、従来の
セメント分散剤に比べ、著しくスランプロス低減性に優
れ、しかも低凝結遅延性であり、また硬化後の強度にも
全く悪影響を与えないものである。
【0007】特に、前記(a)成分と前記(b)成分と
は前記混合比の範囲で任意に使用することができ、最適
な比率を選ぶことにより、あらゆるセメント組成物にお
いてスランプロスをゼロにすることを可能とするもので
ある。
【0008】前記一般式(I)および前記一般式(II)
において、R1で示される炭素数2〜5のアルケニル基
としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、1,1−
ジメチル−2−プロペニル基、3−メチル−3−ブテニ
ル基等があるが、汎用的であるアリル基が最も好まし
い。
【0009】AOで示される炭素数2〜18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、オキシテトラメチレン基、
オキシドデシレン基、オキシテトラデシレン基、オキシ
ヘキサデシレン基、オキシオクタデシレン基などがある
が、特に炭素数2〜4のオキシアルキレン基が好まし
い。
【0010】R2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、第三ブチル基等があ
る。炭素数が5以上の場合には、モルタルやコンクリー
ト組成物中に連行する空気量が多くなるため、低空気量
を求める場合には炭素数1〜4のアルキル基を選ぶとよ
い。
【0011】オキシアルキレン基の平均付加モル数mが
1〜40である前記(a)成分は、単独で使用した場合
には、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物
系セメント分散剤、スルホン化メラミン樹脂系セメント
分散剤、リグニンスルホン酸系セメント分散剤、ポリカ
ルボン酸系セメント分散剤等のような従来型のセメント
分散剤とほぼ同等の性質を示すセメント分散剤となる。
【0012】一方、オキシアルキレン基の平均付加モル
数nが100以上である前記(b)成分は、経時に伴う
スランプを増大させる効果がある。特に、nの値が大き
いほどその効果は大きくなる傾向を示す。そのため、前
記(b)成分を単独的に使用した場合には、経時的なセ
メント組成物の流動性の増大に伴い、材料分離を引き起
こすことがあるため、他のセメント分散剤と組み合わせ
て使用することが好ましい。
【0013】nの値は100以上であれば特に限定され
ないが、製造の容易性とスランプ保持性のバランスから
判断すると100〜150が好ましい。
【0014】すなわち、前記(a)成分と前記(b)成
分とバランスよく組み合わせて使用することにより、あ
らゆるセメント組成物においてスランプロスをゼロにす
ることを可能とする。その混合比は、前記(a)成分お
よび前記(b)成分中のオキシアルキレン基の平均付加
モル数によって異なり、また配合や試験条件等の違いに
より一義的に決められないが、95〜5:5〜95、好
ましくは80〜20:20〜80の範囲において使用す
ることが好ましい。混合比が上記範囲外において十分な
スランプ保持性が得られないか、または経時的な流動性
の増加のために材料分離を起こす危険性がある。
【0015】また、本発明のセメント分散剤組成物は、
その他の公知のセメント混和剤、例えば空気連行剤、防
水剤、強度増進剤、硬化促進剤等との併用も可能であ
り、さらに必要に応じて消泡剤を添加して使用すること
もできる。
【0016】本発明のセメント分散剤組成物が優れたス
ランプ保持性を示す理由は未だ明らかではないが次のよ
うに推察される。
【0017】すなわち、オキシアルキレン基の付加モル
数が1〜40である前記(a)成分が早期においてセメ
ント粒子の分散性を高める作用をする傍ら、オキシアル
キレン基の付加モル数が100〜150である前記
(b)成分は、緩慢にセメント分散剤として作用する。
さらに、セメント粒子に吸着した共重合体から伸びるポ
リオキシアルキレン基のまわりに水和層が形成され、こ
れに伴う立体的障害によりセメント粒子の分散性を長時
間保持する。それゆえ、本発明のセメント分散剤組成物
は優れた分散性能ならびに優れたスランプロス防止性能
を併せ持っている。前記(a)成分および前記(b)成
分である共重合体は、前記一般式(I)あるいは前記一
般式(II)の化合物と無水マレイン酸とを過酸化物触媒
を用いて共重合させることによって容易に得ることがで
きる。それらの共重合体のモル比は30〜70:70〜
30より選ばれるが、好ましくは50:50である。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、多くとも該共重合体を製造する際
の単量体の合計量の30重量%まで混合して共重合させ
てもよい。また、該共重合体は、無水物、加水分解物、
あるいはその塩のいずれをも用いることができる。 該
共重合体の加水分解物は、共重合した無水マレイン酸単
位が加水分解してマレイン酸単位となったものである。
【0018】該共重合体の加水分解物の塩は、このマレ
イン酸単位が塩を形成したものであり、リチウム塩、ナ
トリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム
塩等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩の他、アン
モニウム塩や有機アミン塩等がある。
【0019】本発明のセメント分散剤組成物の使用量
は、一般にセメント100重量部に対し、0.05〜2
重量部であり、好ましくは0.1〜1重量部である。配
合量が少なすぎると期待した効果は得られず、また多す
ぎると材料分離を起こしたり凝結遅延を起こすこともあ
り好ましくない。
【0020】本発明のセメント分散剤組成物は、普通ポ
ルトランドセメント、早強セメント、超早強セメント、
高炉セメント、中庸熱セメント、フライアッシュセメン
ト、耐硫酸塩セメント等の各種セメント、ならびに石膏
等のセメント以外の水硬性材料にも使用することができ
る。
【0021】本発明のセメント分散剤組成物は、混練水
に混ぜて使用する方法、あるいは既に練り上がったコン
クリート中に後添加する方法等のいずれの方法を使用し
てもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明のセメント分散剤組成物は、モル
タルやコンクリート等のセメント組成物に対して著しい
硬化遅延をもたらすことなく高い流動性を発揮し、しか
も優れたスランプロス防止効果を有しているため、土木
や建築関係の工事において著しく作業性の改善を図るこ
とができる。
【0023】したがって、本発明のセメント分散剤組成
物は種々の用途への応用が可能であり、レデーミクスト
コンクリート用の流動化剤や高性能AE減水剤として、
あるいはコンクリート2次製品製造用高性能減水剤とし
て有効に使用できるものである。
【0024】以下、本発明のセメント分散剤組成物につ
いて実施例をもって詳しく説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。
【0025】
【実施例】
(共重合体の製造)本発明組成物に係る一般式(I)又は
(II)の化合物と無水マレイン酸とのモル比1:1の共重
合体を特開平1−297411号公報に開示された方法
に基づき下記の方法により製造した。
【0026】
【製造例1】 共重合体(a)の製造 下記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計及
び撹拌器を備えた4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下
で80〜90℃に昇温して7時間撹拌することにより共
重合反応を行った。
【0027】 アルケニルエーテル:CH2=CHCH2O(C2H4O)11CH3 1668.0g 無水マレイン酸 308.7g tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 16.2g トルエン 556.0g 反応終了後、約10mmHgの減圧下に110℃でトル
エンを留去して褐色の粘性液体である共重合体を得た。
【0028】
【製造例2】 共重合体(b)の製造 下記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計及
び撹拌器を備えた4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下
で80〜90℃に昇温して7時間撹拌することにより共
重合反応を行った。
【0029】 アルケニルエーテル:CH2=CHCH2O(C2H4O)33CH3 1524.0g 無水マレイン酸 102.9g ベンゾイルパーオキシド 9.1g トルエン 508.0g 反応終了後、約10mmHgの減圧下に110℃でトル
エンを留去して常温で褐色の固体である共重合体を得
た。
【0030】
【製造例3】 共重合体(c)の製造 下記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計及
び撹拌器を備えた4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下
で80〜90℃に昇温して7時間撹拌することにより共
重合反応を行った。
【0031】 アルケニルエーテル: 1644.0g CH2=CHCH2O(C3H6O)15(C2H4O)15C4H9(ランダム状付加物) 無水マレイン酸 102.9g ベンゾイルパーオキシド 8.6g トルエン 556.0g 反応終了後、約10mmHgの減圧下に110℃でトル
エンを留去して黄色の粘性液体である共重合体を得た。
【0032】
【製造例4】 共重合体(d)の製造 下記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計及
び撹拌器を備えた4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下
で75〜85℃に昇温して7時間撹拌することにより共
重合反応を行った。
【0033】 アルケニルエーテル: 1864.0g CH2=CHCH2O(C3H6O)6(C2H4O)12CH3(ブロック状付加物) 無水マレイン酸 205.8g アゾビスイソブチロニトリル 13.0g トルエン 621.0g 反応終了後、約10mmHgの減圧下に110℃でトル
エンを留去して黄色の粘性液体である共重合体を得た。
【0034】
【製造例5】 共重合体(e)の製造 下記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計及
び撹拌器を備えた4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下
で90〜100℃に昇温して3時間撹拌することにより
共重合反応を行った。
【0035】 アルケニルエーテル:CH2=CHCH2O(C2H4O)115CH3 2566.0g 無水マレイン酸 51.5g ベンゾイルパーオキシド 13.0g トルエン 427.7g 反応終了後、約10mmHgの減圧下に110℃でトル
エンを留去して常温で褐色の固体である共重合体を得
た。
【0036】製造された共重合体の数平均分子量を表1
に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
【実施例1〜5】表2に示す調合に基づき、50リット
ル強制練りミキサーを用い、40リットルのコンクリー
ト材料と表3に示す所定のセメント混和剤を投入し、9
0秒間練り混ぜを行い、スランプ18cm、空気量4〜
5%(目標の空気量にするためデンカグレース社製空気
連行剤AE−140Dを使用)の流動化コンクリートを
調整した。練り上がり後、練り舟に排出し、所定の回数
の練り返しを行い、30分毎に60分後までのスランプ
および空気量の経時変化を測定した。
【0039】なお、スランプ、空気量、凝結時間および
圧縮強度の測定方法、ならびに圧縮強度用供試験体の作
製方法はすべて日本工業規格(JIS−A6204)に
準拠して行った。結果を表4に示す。
【0040】
【比較例1〜5】実施例1〜5と同様の操作を行い、比
較用の流動化コンクリートを調整した。その結果を表4
に示す。
【0041】
【表2】
【表3】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08F 299/02 C08F 299/02 C08L 29/10 C08L 29/10 35/00 35/00 (72)発明者 小谷田 秀雄 神奈川県横浜市泉区緑園4丁目2−1 サンステージ緑園都市2番館105 (72)発明者 本多 進 東京都大田区南雪谷4−7−9 (56)参考文献 特開 昭57−118058(JP,A) 特開 平2−138317(JP,A) 特開 平2−138319(JP,A) 特開 平6−48801(JP,A) 特開 平6−48797(JP,A) 特開 平5−43288(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 24/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)成分として、下記の一般式(I) R1O(AO)m2 ・・・(I) [ただし、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基
    の1種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブ
    ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
    よく、R1は炭素数2〜5のアルケニル基、R2は炭素数
    1〜4のアルキル基、mはオキシアルキレン基の平均付
    加モル数で1〜40である。]で示されるアルケニルエ
    ーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル比が
    30〜70:70〜30である共重合体、その加水分解
    物またはその加水分解物の塩の1種または2種以上と、 (b)成分として、下記の一般式(II) R1O(AO)n2 ・・・(II) [ただし、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基
    の1種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブ
    ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
    よく、R1は炭素数2〜5のアルケニル基、R2は炭素数
    1〜4のアルキル基、nはオキシアルキレン基の平均付
    加モル数で100〜150である。]で示されるアルケ
    ニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモ
    ル比は30〜70:70〜30である共重合体、その加
    水分解物またはその加水分解物の塩の1種または2種以
    上とを含み、 前記(a)成分と前記(b)成分との重量比が95〜
    5:5〜95であるセメント分散剤組成物。
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