JP4015088B2 - Dispersant for hydraulic composition - Google Patents
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Description
本発明は、水硬性組成物用分散剤に関する。特に、混練後短時間経過後の水硬性組成物の流動安定性に優れる水硬性組成物用分散剤及び該分散剤を含有する水硬性組成物並びに水硬性組成物成形体に関する。 The present invention relates to a dispersant for a hydraulic composition. In particular, the present invention relates to a dispersant for a hydraulic composition that is excellent in the flow stability of the hydraulic composition after a short time has elapsed after kneading, a hydraulic composition containing the dispersant, and a hydraulic composition molded body.
従来のポリカルボン酸系高性能AE減水剤は、生コンクリートが要求する長時間保持性に対応するものが多く、例えば、特許文献1に開示されているエステル化反応物は、スランプが混練後60分移行も急速には低下せず、特許文献2や特許文献3に開示される剤では、混練後30分経過時のスランプフローがむしろ大幅に増大している。
Many of the conventional polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agents correspond to the long-term retention required for ready-mixed concrete. For example, the esterification reaction product disclosed in Patent Document 1 has a 60% after slump kneading. The minute shift does not decrease rapidly, and the slump flow after 30 minutes has elapsed rather greatly with the agents disclosed in
さらに、従来のポリカルボン酸系高性能AE減水剤は、コンクリート温度が高いと流動保持性が急激に低下し、混練後15分程度まで流動性が確保できなくなり、コンクリート温度が低いと分散性が急速に低下し、同一の混練時間では流動性が十分に発現せず、混練後に過分散状態が継続し、混練後30分経過しても流動性が増大し続けることになり、この傾向は、水/水硬性粉体比〔水硬性組成物中の水と水硬性粉体の重量百分率(重量%)、以下、W/Pと表記する。〕が低くなるとさらに顕著となる。 Furthermore, the conventional polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent has a rapid decrease in fluidity when the concrete temperature is high, and the fluidity cannot be secured until about 15 minutes after kneading, and the dispersibility is low when the concrete temperature is low. It decreases rapidly, the fluidity does not sufficiently develop in the same kneading time, the overdispersed state continues after kneading, and the fluidity will continue to increase even after 30 minutes after kneading. Water / hydraulic powder ratio [weight percentage (% by weight) of water and hydraulic powder in the hydraulic composition, hereinafter referred to as W / P. ] Becomes more prominent as it decreases.
このような温度依存性を小さくするための技術として、特許文献4に開示されている技術がある。しかし、ここに具体的に開示されている範囲では、よりW/Pが低いコンクリート系では、温度による流動保持性の変動を十分に抑制することができず、また十分に粘性を低減することができない。 As a technique for reducing such temperature dependence, there is a technique disclosed in Patent Document 4. However, in the concretely disclosed range, in a concrete system having a lower W / P, it is not possible to sufficiently suppress fluctuations in flow retention due to temperature, and to sufficiently reduce viscosity. Can not.
コンクリート製品や土木・建築構造物を製造、若しくは、生コンクリートにより現場打設する場合、コンクリートを型枠に注入しながら内部、又は外部振動機で締め固めるものや、パイル、ポール、ヒューム管のようにコンクリートを型枠内に盛り込んで遠心締め固めすることが一般的である。
かかる分野では、良好な作業性を有するコンクリートを混練することが必要で、特に、混練後30分以内のコンクリートは、安定した流動保持性と低い粘性が要求される。
When manufacturing concrete products, civil engineering and building structures, or placing them on the site using ready-mixed concrete, concrete is poured into the formwork and compacted with an internal or external vibrator, such as piles, poles, and fume pipes. It is common to place concrete in a mold and centrifuge it.
In such a field, it is necessary to knead concrete having good workability. In particular, concrete within 30 minutes after kneading is required to have stable fluidity retention and low viscosity.
コンクリート製品は、多くの場合、混練後30分以内に型枠に充填されるので、混練後30分程度でも十分な低粘性と流動性が必要とされ、30分以降はコンクリート充填面の仕上作業性やブリージング抑止を確保するため、流動性は低下することが好ましい。 In many cases, concrete products are filled in the mold within 30 minutes after kneading, so sufficient low viscosity and fluidity are required even after about 30 minutes after kneading. It is preferable that the fluidity is lowered in order to ensure the property and suppression of breathing.
一方、生コンクリートによる現場打設では、1〜3時間後の現場打設時におけるコンクリートの状態を確保するのに、混練後15分前後のコンクリートの流動状態を見て混練条件を管理することが多いため、やはり混練後短時間経過後のコンクリートの流動性が、コンクリート材料やコンクリート温度に対して安定していることが必要である。 On the other hand, in the field placement with ready-mixed concrete, in order to secure the state of the concrete at the site placement after 1 to 3 hours, it is possible to manage the mixing conditions by looking at the flow state of the concrete around 15 minutes after the mixing. Therefore, it is necessary that the fluidity of the concrete after a short period of time after kneading is stable with respect to the concrete material and the concrete temperature.
流動保持性を確保するのに、従来から、いわゆる遅延剤(「コンクリート混和剤の開発技術」普及版、pp94〜pp107、(株)シーエムシー、1998年)が使われるが、遅延剤は主に混練後30分以降の流動保持性を確保するために使用されるものである。
従って、30分以降の流動性がむしろ急速に低下することが必要で、蒸気養生により硬化促進されることが多いコンクリート製品用途に遅延剤を使用することは、長期に渡り過剰な流動性が発現し、蒸気養生強度が大幅に低下する点において好ましくない。
Conventionally, so-called retarders ("Concrete admixture development technology" popular version, pp94-pp107, CMC, 1998) are used to ensure fluidity retention. It is used to ensure fluidity retention after 30 minutes after kneading.
Therefore, it is necessary that the fluidity after 30 minutes decreases rather rapidly, and the use of a retarder in concrete products that are often accelerated by steam curing will cause excessive fluidity over the long term. However, this is not preferable in that the steam curing strength is significantly reduced.
混練後15分前後のコンクリートの流動状態を良好に保持する方法として、各種の高性能AE減水剤を使用することが好ましい場合がある(「コンクリート混和剤の開発技術」普及版、pp58〜pp69、(株)シーエムシー、1998年)。特に、ポリカルボン酸系高性能AE減水剤は、コンクリートの耐久性確保に必要なW/Pが低いコンクリートを混練するのに優れている。しかし、従来のポリカルボン酸系高性能AE減水剤は、一定のコンクリート温度下で、コンクリート製品に要求される混練後30分までの流動性を確保し、それ以降に流動性が急速に低下するようにすることができるものもあるが、かかる性能が温度によって大きく変動する欠点がある。 In some cases, it is preferable to use various high-performance AE water reducing agents as a method for favorably maintaining the flow state of the concrete around 15 minutes after kneading ("Concrete admixture development technology" popular version, pp 58 to pp 69, CMC Corporation, 1998). In particular, the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent is excellent for kneading concrete with low W / P necessary for ensuring the durability of the concrete. However, the conventional polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent secures the fluidity up to 30 minutes after kneading required for concrete products at a constant concrete temperature, and the fluidity rapidly decreases thereafter. Although there are some which can be made to do so, there is a drawback that such performance varies greatly with temperature.
本発明は、低いW/Pでも、モルタルの粘性が低く、混練後短時間内の流動性がコンクリート温度の変動に対して安定で充填性が良好な品質管理し易いコンクリートを与え、安定したコンクリート製品やコンクリート構造物を提供できる水硬性組成物用分散剤を得ることを課題とする。 The present invention provides a concrete that has low W / P and has low viscosity of mortar, fluidity within a short time after kneading is stable against fluctuations in concrete temperature, good filling property and easy quality control. It aims at obtaining the dispersing agent for hydraulic compositions which can provide a product or a concrete structure.
本発明は、
(イ)一般式(1)で示されるアルキレングリコールエーテル単量体単位、
(ロ)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩から選ばれる1種以上のカルボン酸単量体単位、及び
(ハ)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩から選ばれる1種以上のカルボン酸と一般式(2)で示されるアルキレングリコール化合物とのハーフエステル単量体単位
を有し、(イ)、(ロ)及び(ハ)の合計100モル%における(ハ)の比率が1モル%超45モル%以下である共重合体(I)を含有する水硬性組成物用分散剤に関する。
R1−O−(R2O)nR3 (1)
〔式中、
R1:アルケニル基
R2O:炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種又は2種以上の混合物で、2種以上の場合はブロック状にでもランダム状にでも付加していてよい。
R3:水素原子、炭素数1〜22のアルキル基、フェニル基、又はアルキルフェニル基
n:平均値[n]が15〜100となる1以上の整数
を示す。〕
R4−O−(R5O)mH (2)
〔式中、
R4:アルケニル基
R5O:炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種又は2種以上の混合物で、2種以上の場合はブロック状にでもランダム状にでも付加していてよい。
m:平均値[m]が15〜100となる1以上の整数
を示す。〕
The present invention
(A) an alkylene glycol ether monomer unit represented by the general formula (1),
(B) one or more carboxylic acid monomer units selected from maleic anhydride, maleic acid, maleate, and (c) one or more carboxylic acids selected from maleic anhydride, maleic acid, maleate. And the alkylene glycol compound represented by the general formula (2) has a half ester monomer unit, and the ratio of (C) in the total of 100 mol% of (A), (B) and (C) is 1 mol%. It is related with the dispersing agent for hydraulic compositions containing the copolymer (I) which is super 45 mol% or less.
R 1 —O— (R 2 O) n R 3 (1)
[Where,
R 1 : Alkenyl group R 2 O: One kind or a mixture of two or more kinds of oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms. In the case of two kinds or more, they may be added in a block form or a random form.
R 3: a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a phenyl group, or alkylphenyl group n: an average value [n] is an integer of 1 or more which is a 15 to 100. ]
R 4 —O— (R 5 O) m H (2)
[Where,
R 4 : Alkenyl group R 5 O: One type or a mixture of two or more types of oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and in the case of two or more types, they may be added in block or random form.
m: An integer of 1 or more with an average value [m] of 15 to 100. ]
また、本発明は、上記本発明の水硬性組成物用分散剤を含有する水硬性組成物、及び該水硬性組成物を成形した水硬性組成物成形体に関する。 Further, the present invention, the hydraulic composition containing hydraulic composition dispersant of the present invention, and to a hydraulic composition MonoNaru features that were molded water hydraulic composition.
本発明の水硬性組成物用分散剤によれば、モルタル粘性が低く、混練後の短時間内の流動性が温度により変動せず安定で、充填性やこて仕上性に優れた水硬性組成物を得ることができる。これにより優れたコンクリート製品やコンクリート構造物が得られる。 According to the dispersant for a hydraulic composition of the present invention, the hydraulic composition has low mortar viscosity, the fluidity within a short time after kneading does not vary with temperature, is stable, and has excellent filling properties and iron finishing properties. Can be obtained. As a result, excellent concrete products and concrete structures can be obtained.
一般式(1)で示されるアルキレングリコールエーテル単量体単位において、アルケニル基R1は、ビニル基、アリル基、メタリル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等があるが、特にアリル基が汎用的であり好ましい。 In the alkylene glycol ether monomer unit represented by the general formula (1), the alkenyl group R 1 includes a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and the like. General purpose and preferable.
R2Oはアルキレングリコール(以下AO)であり、エチレンオキシド(以下EO)、プロピレンオキシド(以下PO)等であり、付加形態は単独、ランダム、ブロック又は交互のいずれでもよい。好ましくは全てEOである。R3は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル基等が挙げられるが、特にメチル基が好ましい。 R 2 O is alkylene glycol (hereinafter referred to as AO), such as ethylene oxide (hereinafter referred to as EO) or propylene oxide (hereinafter referred to as PO). Preferably all are EO. R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a methyl group is particularly preferable.
一般式(1)において、AOの付加モル数nは1以上の整数であり、その平均付加モル数[n]が15未満では、分散力が弱く、コンクリートを流動させるのに添加量が過剰となり、結果として混練後30分以上経過後もコンクリートの流動性が増大することになる。かかる分散力とAOの重合性及びモルタル粘性の観点から、[n]は15〜100であり、15〜90が好ましく、更に15〜75、更に15〜50、更に20〜50、特に25〜50が好ましい。 In the general formula (1), the added mole number n of AO is an integer of 1 or more, and if the average added mole number [n] is less than 15, the dispersion force is weak, and the added amount becomes excessive to flow the concrete. As a result, the fluidity of the concrete increases even after 30 minutes or more after kneading. From the viewpoint of the dispersion force, AO polymerizability, and mortar viscosity, [n] is 15 to 100, preferably 15 to 90, more preferably 15 to 75, further 15 to 50, further 20 to 50, particularly 25 to 50. Is preferred.
一般式(2)で示されるアルキレングリコール化合物において、アルケニル基であるR4は、ビニル基、アリル基、メタリル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等があるが、特に、アリル基が汎用的であり好ましい。 In the alkylene glycol compound represented by the general formula (2), R 4 that is an alkenyl group includes a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and the like. And preferred.
R5OはAOであり、EO、PO等であり、付加形態は単独、ランダム、ブロック又は交互のいずれでもよい。好ましくは全てEOであることである。 R 5 O is AO, such as EO, PO, and the addition form may be any of single, random, block, or alternating. Preferably all are EO.
一般式(2)において、AOの付加モル数mは1以上の整数であり、その平均付加モル数[m]は、[n]と同様の理由で、分散性とAOの重合性及びモルタル粘性の観点から15〜100であり、15〜90が好ましく、更に15〜75、更に15〜50、更に20〜50、特に25〜50が好ましい。 In the general formula (2), the added mole number m of AO is an integer of 1 or more, and the average added mole number [m] is the same as [n] for dispersibility, AO polymerizability and mortar viscosity. From this point of view, it is 15 to 100, preferably 15 to 90, more preferably 15 to 75, further 15 to 50, further 20 to 50, and particularly preferably 25 to 50.
本発明に用いられる無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩から選ばれる1種以上のカルボン酸単量体(以下、マレイン酸系ジカルボン酸ともいう)は、これらの誘導体や、α,β−不飽和カルボン酸、例えば、(無水)シトラコン酸(塩)、(無水)イタコン酸(塩)が含まれていてもよい。 One or more carboxylic acid monomers selected from maleic anhydride, maleic acid, and maleate used in the present invention (hereinafter also referred to as maleic acid-based dicarboxylic acid) are derivatives thereof, α, β-non Saturated carboxylic acids such as (anhydrous) citraconic acid (salt), (anhydrous) itaconic acid (salt) may be contained.
本発明でのハーフエステルとは、マレイン酸系ジカルボン酸の部分エステルであり、マレイン酸系ジカルボン酸の酸無水物基1当量に対して、一般式(2)の水酸基0.8〜1.2当量、好ましくは1当量となる比率で結合している反応物をいう。なお、この比率が1未満の場合、マレイン酸系ジカルボン酸が存在することになるが、これは単量体単位(ロ)に算入すればよい。 The half ester in the present invention is a partial ester of maleic acid-based dicarboxylic acid, and the hydroxyl group of general formula (2) is 0.8 to 1.2 with respect to 1 equivalent of the acid anhydride group of maleic acid-based dicarboxylic acid. It refers to a reactant bound in an equivalent, preferably 1 equivalent ratio. In addition, when this ratio is less than 1, maleic acid type dicarboxylic acid will exist, but this should just be included in a monomer unit (b).
本発明の共重合体(I)は、予め当該ハーフエステルとなっている単量体と、一般式(1)で示されるアルキレングリコールエーテル単量体及びマレイン酸系ジカルボン酸単量体とを共重合させてもよいし、一般式(1)で示されるアルキレングリコールエーテル単量体とマレイン酸系ジカルボン酸単量体とを共重合させた後に、一般式(2)で示されるアルキレングリコール化合物をエステル化して得ても良いが、マレイン酸系ジカルボン酸のハーフエステル状態と、単量体毎の共重合量が明確であることから、前者の方法で共重合体(I)を得ることがより好ましい。前者又は後者の方法でハーフエステルを得る場合、反応性の観点から、マレイン酸系ジカルボン酸の中でも無水マレイン酸を選択することが好ましい。 The copolymer (I) of the present invention comprises a monomer that is a half ester in advance and an alkylene glycol ether monomer and a maleic dicarboxylic acid monomer represented by the general formula (1). The alkylene glycol ether monomer represented by the general formula (1) and the maleic dicarboxylic acid monomer may be copolymerized, and then the alkylene glycol compound represented by the general formula (2) may be polymerized. Although it may be obtained by esterification, since the half ester state of maleic dicarboxylic acid and the copolymerization amount for each monomer are clear, it is more possible to obtain the copolymer (I) by the former method. preferable. When the half ester is obtained by the former or the latter method, it is preferable to select maleic anhydride from maleic dicarboxylic acids from the viewpoint of reactivity.
本発明の共重合体(I)の構成単位(イ)、(ロ)及び(ハ)の共重合モル比は、(イ)+(ロ)+(ハ)を100モル%としたとき、それぞれが以下の範囲(単位はモル%)であることが好ましい。
(イ)は、分散性及び共重合性の観点から、40モル%≦(イ)≦60モル%が好ましく、45モル%≦(イ)≦55モル%がより好ましい。
(ハ)は、分散性と流動保持性の観点から、1モル%<(ハ)≦45モル%であり、2モル%≦(ハ)≦35モル%が好ましく、5モル%≦(ハ)≦30モル%がより好ましく、10モル%≦(ハ)≦25モル%がさらに好ましい。10モル%≦(ハ)≦20モル%が特に好ましい。
このモル比において、(ハ)の比率が1モル%以下であれば、混練後短時間経過後の流動保持性が十分に発現せず、45モル%超であれば、流動保持性が過剰となり、混練後30分経過後も流動性が低下しない場合がある。
Copolymer molar ratios of the structural units (I), (B) and (C) of the copolymer (I) of the present invention are as follows when (A) + (B) + (C) is 100 mol%. Is preferably in the following range (unit: mol%).
From the viewpoint of dispersibility and copolymerization, (A) is preferably 40 mol% ≦ (A) ≦ 60 mol%, and more preferably 45 mol% ≦ (A) ≦ 55 mol%.
From the viewpoints of dispersibility and fluidity, (C) is 1 mol% <(C) ≦ 45 mol%, preferably 2 mol% ≦ (C) ≦ 35 mol%, and 5 mol% ≦ (C). ≦ 30 mol% is more preferable, and 10 mol% ≦ (C) ≦ 25 mol% is further preferable. 10 mol% ≦ (C) ≦ 20 mol% is particularly preferable.
In this molar ratio, if the ratio of (c) is 1 mol% or less, the fluidity retention after a short time after kneading does not sufficiently develop, and if it exceeds 45 mol%, the fluidity retention becomes excessive. In some cases, the fluidity does not decrease even after 30 minutes from kneading.
また、共重合体(I)の好ましい重量平均分子量は流動性付与の点から、3000〜30万であり、5000〜10万がより好ましく、1万〜7万がさらに好ましい。重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(標準物質ポリエチレングリコール換算)による。 Moreover, the preferable weight average molecular weight of copolymer (I) is 3000-300,000 from the point of fluid provision | providing, 5000-100,000 are more preferable, and 10,000-70,000 are more preferable. The weight average molecular weight is determined by gel permeation chromatography (converted to standard substance polyethylene glycol).
本発明の共重合体(I)には、発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、(イ)、(ロ)、(ハ)以外の、これらと共重合可能な単量体単位を導入することができる。 In the copolymer (I) of the present invention, monomer units other than (A), (B), and (C) can be copolymerized with these as necessary, as long as the effects of the invention are not impaired. Can be introduced.
他の単量体の例としては、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸と炭素数1〜20のアルキルアミンおよび炭素数2〜4のグリコールの片末端アミノ化物、もしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールの片末端アミノ化物とのモノアミド、ジアミド類;マレイン酸と炭素数1〜20のアルキルアルコールおよび炭素数2〜4のグリコールもしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールとのジエステル類、また、これらの酸と炭素数1〜20のアルキルアミンおよび炭素数2〜4のグリコールの片末端アミノ化物、もしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールの片末端アミノ化物とのジアミド類;(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸類ならびにこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩およびこれらの酸と炭素数1〜20のアルキルアルコールおよび炭素数2〜4のグリコールもしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールとのエステル類、また、炭素数2〜4のグリコールの片末端アミノ化物、もしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールの片末端アミノ化物とのアミド類;スルホエチル(メタ)アクリレート、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びにこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド等の不飽和アミド類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の不飽和アミノ化合物類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン等の芳香族ビニル類等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of other monomers include one-terminal aminated products of unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and alkylamines having 1 to 20 carbon atoms and glycols having 2 to 4 carbon atoms, or these Monoamides and diamides with one-terminal amination product of polyalkylene glycols having 2 to 100 moles of glycol addition; addition moles of maleic acid and alkyl alcohols having 1 to 20 carbon atoms and glycols having 2 to 4 carbon atoms or these glycols Diesters of polyalkylene glycols having 2 to 100, and one-terminal amination products of these acids with alkylamines having 1 to 20 carbon atoms and glycols having 2 to 4 carbon atoms, or addition mole number of these glycols 2 Diamides with ˜100 polyalkylene glycol single-terminal aminations; (meth) Unsaturated carboxylic acids such as crylic acid, and their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic amine salts, these acids, alkyl alcohols having 1 to 20 carbon atoms, and glycols having 2 to 4 carbon atoms, or these Esters of polyalkylene glycols having 2 to 100 moles of addition of glycols, single-terminal aminations of glycols having 2 to 4 carbon atoms, or fragments of polyalkylene glycols having 2 to 100 moles of addition of these glycols Amides with terminal aminations; unsaturated sulfonic acids such as sulfoethyl (meth) acrylate, 2-methylpropanesulfonic acid (meth) acrylamide, styrenesulfonic acid, and monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts thereof And organic amine salts; (meth) acrylamide, (meth) acrylic Unsaturated amides such as alkylamide; Unsaturated amino compounds such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate; Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; Aromatic vinyls such as styrene, etc. 1 type (s) or 2 or more types can be used.
本発明の共重合体(I)は、混練後短時間経過後のコンクリート流動性を良好に保持するので、特に、混練後30分間の流動保持性の安定が求められるコンクリート製品用途に使用する場合は、単独の構造物のものを使用することで、十分に目的を達成することができるが、さらに安定した流動保持性を得るには、共重合体(I)に該当する互いに異なる構造を有する複数の混合物であることが好ましい。 Since the copolymer (I) of the present invention maintains good concrete fluidity after a short time after kneading, it is particularly used for concrete product applications that require stability of fluidity retention for 30 minutes after kneading. Can achieve the purpose sufficiently by using a single structure, but in order to obtain more stable fluid retention, they have different structures corresponding to the copolymer (I). A plurality of mixtures are preferred.
本発明の共重合体(I)の水硬性組成物用分散剤中の割合は、混練後(混練後15分程度)の流動保持性と混練後(混練後30分程度)の流動低減性の観点から、5〜95重量%が好ましく、15〜85重量%がより好ましく、25〜75重量%が更に好ましい。 The ratio of the copolymer (I) of the present invention in the dispersant for hydraulic composition is such that the flow retention after kneading (about 15 minutes after kneading) and the flow reducing property after kneading (about 30 minutes after kneading). From the viewpoint, it is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 15 to 85% by weight, and still more preferably 25 to 75% by weight.
また、本発明の共重合体(I)は、従来のポリカルボン酸系水硬性組成物用分散剤に係る共重合体(II)と組み合わせることで、従来の分散剤がコンクリート温度に対して不安定であった混練後短時間経過時の流動保持性を安定化して、全体として良好なコンクリートとすることができる。 Further, the copolymer (I) of the present invention is combined with the copolymer (II) related to the dispersant for a conventional polycarboxylic acid-based hydraulic composition, so that the conventional dispersant is insensitive to the concrete temperature. It was possible to stabilize the fluidity retention after a short time after kneading, which was stable, and to make good concrete as a whole.
特に、共重合体(II)としては、以下の(II-1)〜(II-4)のものが挙げられる。
(II-1):下記一般式(A)で示されるアルケニルエーテルとマレイン酸系ジカルボン酸との共重合体又はその塩
R1aO(AO)n1R2a (A)
(式中、R1aは炭素数2〜5のアルケニル基、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基、n1は2〜300の数、R2aは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)
(II-2):下記の一般式(B)で表される単量体(a)と、下記の一般式(C)及び(D)で表される化合物から選ばれる1種以上の単量体(b)とを含有する単量体混合物を重合して得られる共重合体
In particular, examples of the copolymer (II) include the following (II-1) to (II-4).
(II-1): a copolymer of an alkenyl ether represented by the following general formula (A) and a maleic dicarboxylic acid or a salt thereof R 1a O (AO) n1 R 2a (A)
(In the formula, R 1a is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, AO is an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms, n 1 is a number having 2 to 300, and R 2a is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Represents.)
(II-2): at least one monomer selected from the monomer (a) represented by the following general formula (B) and the compounds represented by the following general formulas (C) and (D) Copolymer obtained by polymerizing monomer mixture containing body (b)
(式中、R1b、R2bは水素原子又はメチル基、m1は0〜2の数、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基、n2は1〜300の数、Xは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。) (Wherein R 1b and R 2b are hydrogen atoms or methyl groups, m1 is a number of 0 to 2, AO is an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms, n2 is a number of 1 to 300, and X is a hydrogen atom or carbon. Represents an alkyl group of formulas 1 to 3.)
(式中、R1c〜R3cは水素原子、メチル基又は(CH2)m2COOM2、R1dは水素原子又はメチル基、M1、M2、Yは水素原子又は陽イオン、m2は0〜2の数を表す。)
Wherein R 1c to R 3c are hydrogen atoms, methyl groups or (CH 2 ) m 2 COOM 2 , R 1d is a hydrogen atom or methyl group, M 1 , M 2 and Y are hydrogen atoms or cations, and
(II-3):下記の一般式(a1)で表される単量体の少なくとも1種(A1)と下記の一般式(a2)で表される単量体の少なくとも1種(A2)とを共重合させて得られ、且つ前記単量体(A1)と(A2)のモル比(A1)/(A2)が反応途中において少なくとも1回変化されている共重合体混合物(A) (II-3): at least one monomer represented by the following general formula (a1) (A1) and at least one monomer represented by the following general formula (a2) (A2) A copolymer mixture (A) obtained by copolymerization of the monomers (A1) and (A2) in which the molar ratio (A1) / (A2) is changed at least once during the reaction
(式中、
R11,R12:水素原子又はメチル基
m11:0〜2の数
R13:水素原子又は-COO(AO)n11X1
p:0又は1の数
AO:炭素数2〜4のオキシアルキレン基、又はオキシスチレン基
n11:2〜300の数
X1:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基を表す。)
(Where
R 11 , R 12 : hydrogen atom or methyl group
m11: Number from 0 to 2
R 13 : hydrogen atom or —COO (AO) n11 X 1
p: Number of 0 or 1
AO: C2-C4 oxyalkylene group or oxystyrene group
n11: Number from 2 to 300
X 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. )
(式中、
R14〜16:水素原子、メチル基又は(CH2)m12COOM12であり、(CH2)m12COOM12はCOOM11又は他の(CH2)m12COOM12と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM11,M12は存在しない。
M11,M12:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
m12:0〜2の数
を表す。)
(Where
R 14 to 16 : a hydrogen atom, a methyl group, or (CH 2 ) m 12 COOM 12 , and (CH 2 ) m 12 COOM 12 may form an anhydride with COOM 11 or other (CH 2 ) m 12 COOM 12 In that case, M 11 and M 12 of these groups are not present.
M 11 , M 12 : hydrogen atom, alkali metal, alkaline earth metal, ammonium group, alkylammonium group or substituted alkylammonium group
m12: represents a number from 0 to 2. )
(II-4):下記一般式(4A)で表されるエチレン性不飽和単量体(a)から誘導される単位と、下記一般式(4B)で表されるエチレン性不飽和モノジカルボン酸のエステル単量体(b)から誘導される単位とを構造単位として有する共重合体 (II-4): a unit derived from an ethylenically unsaturated monomer (a) represented by the following general formula (4A), and an ethylenically unsaturated monodicarboxylic acid represented by the following general formula (4B) Having as structural units a unit derived from the ester monomer (b)
(式中、
R41,R42:水素原子又はメチル基
AO:炭素数2〜3のオキシアルキレン基
n’:25〜300の数
X’:水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基)
(Where
R 41 , R 42 : hydrogen atom or methyl group
AO: C2-C3 oxyalkylene group n ': 25-300 number X': hydrogen atom or C1-C3 alkyl group)
(式中、
R43:水素原子又はメチル基
R44:炭素数1〜18のアルキル基若しくはアルケニル基、又は炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基)
(Where
R 43 : hydrogen atom or methyl group
R 44: alkyl group or alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms)
<共重合体(II-1)>
上記(II-1)を構成するアルケニルエーテルの一般式(A)に於いて、R1aで示される炭素数2〜5のアルケニル基として好ましくは、ビニル基、アリル基、メタリル基等であるが、特にアリル基が汎用的であり好ましい。AOは、EO、PO又はスチレンオキシドであり、付加形態は単独、ランダム、ブロック又は交互のいずれでもよい。好ましくはEOである。R2aは炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル基等が挙げられる。特にメチル基が好ましい。
<Copolymer (II-1)>
In the general formula (A) of the alkenyl ether constituting the above (II-1), the alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms represented by R 1a is preferably a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, etc. In particular, an allyl group is versatile and preferred. AO is EO, PO or styrene oxide, and the addition form may be any of single, random, block or alternating. EO is preferred. R 2a is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. A methyl group is particularly preferable.
<共重合体(II-2)>
また、上記(II-2)を構成する一般式(B)で表される単量体(a)としては、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル基封鎖ポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物や、(メタ)アクリル酸へのEO、PO付加物が好ましく用いられる。付加形態は単独、ランダム、ブロック又は交互のいずれでもよい。より好ましくはメトキシポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物であり、EO平均付加モル数が2以上100未満のメトキシポリエチレングリコールとメタクリル酸とのエステル化物が特に好ましい。また、水硬性組成物の分散性及び初期強度発現性を重視する場合は一般式(B)中のn2が110〜300である単量体(a)を用いることが好ましく、水硬性組成物のフレッシュ状態の粘性を重視する場合は一般式(B)中のn2が1〜50である単量体(a)を用いることが好ましい。
<Copolymer (II-2)>
In addition, the monomer (a) represented by the general formula (B) constituting the above (II-2) includes, for example, methoxypolyethylene glycol, methoxypolypropylene glycol, ethoxypolyethylenepolypropyleneglycol, etc., one-end alkyl group-capped polyalkylene An esterified product of glycol and (meth) acrylic acid, or an EO or PO adduct to (meth) acrylic acid is preferably used. The additional form may be single, random, block, or alternating. An esterified product of methoxypolyethylene glycol and (meth) acrylic acid is more preferable, and an esterified product of methoxypolyethylene glycol and methacrylic acid having an EO average addition mole number of 2 or more and less than 100 is particularly preferable. Moreover, when placing importance on the dispersibility and initial strength development of the hydraulic composition, it is preferable to use the monomer (a) in which n2 in the general formula (B) is 110 to 300. When emphasizing the viscosity in the fresh state, it is preferable to use the monomer (a) in which n2 in the general formula (B) is 1 to 50.
また、上記(II-2)を構成する一般式(C)で示される単量体としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸系単量体、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸系単量体、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、水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキルアンモニウム塩が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸又はこれらのアルカリ金属塩であり、特に好ましくはメタクリル酸又はそのアルカリ金属塩である。 Further, the monomer represented by the general formula (C) constituting the above (II-2) includes unsaturated monocarboxylic acid monomers such as (meth) acrylic acid and crotonic acid, maleic anhydride, maleic acid Unsaturated dicarboxylic acid monomers such as acid, itaconic anhydride, itaconic acid, fumaric acid, or their alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, mono-, di-, optionally substituted with hydroxyl groups A trialkylammonium salt is preferable, more preferably (meth) acrylic acid or an alkali metal salt thereof, and particularly preferably methacrylic acid or an alkali metal salt thereof.
また、上記(II-2)を構成する一般式(D)で示される単量体としては、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、水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキルアンモニウム塩が使用される。 Further, as the monomer represented by the general formula (D) constituting the above (II-2), allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, or an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt thereof, Mono-, di-, and trialkylammonium salts that may be substituted with hydroxyl groups are used.
上記(II-1)、(II-2)の化合物の製法や好ましい範囲などは、特開2002−187755号を参照することができる。 JP-A-2002-187755 can be referred to for the production method and preferred range of the above compounds (II-1) and (II-2).
<(II-3)共重合体混合物(A)>
また、上記(II-3)の共重合体混合物(A)の製造に用いられる一般式(a1)で表される単量体(A1)としては、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、メトキシポリブチレングリコール、メトキシポリスチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸、マレイン酸との(ハーフ)エステル化物や、(メタ)アリルアルコールとのエーテル化物、及び(メタ)アクリル酸、マレイン酸、(メタ)アリルアルコールへのエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物が好ましく用いられ、R13は水素原子が好ましく、pは1が、m11は0が好ましい。より好ましくはアルコキシ、特にはメトキシポリエチレングリコールとメタアクリル酸とのエステル化物である。
<(II-3) Copolymer mixture (A)>
Examples of the monomer (A1) represented by the general formula (a1) used for the production of the copolymer mixture (A) of (II-3) include methoxypolyethylene glycol, methoxypolypropylene glycol, methoxypolybutylene. One-terminal alkyl-blocked polyalkylene glycols such as glycol, methoxypolystyrene glycol, ethoxypolyethylenepolypropylene glycol, and (half) esterified products of (meth) acrylic acid and maleic acid, etherified products of (meth) allyl alcohol, and (meta ) Adducts of ethylene oxide and propylene oxide to acrylic acid, maleic acid and (meth) allyl alcohol are preferably used, R 13 is preferably a hydrogen atom, p is 1 and m11 is preferably 0. More preferred is an esterified product of alkoxy, particularly methoxypolyethylene glycol and methacrylic acid.
共重合体混合物(II-3)については、初期強度発現性と粘性低減を併せ持つことが必要な場合、n11の大きなものと小さなものとを共重合することが好ましく、特に単量体(A1)として、下記一般式(a1-1)で表される単量体(A1-1)及び下記一般式(a1-2)で表される単量体(A1-2)とを併用することが好ましい。 For the copolymer mixture (II-3), when it is necessary to have both initial strength development and viscosity reduction, it is preferable to copolymerize those having a large n11 and those having a small n11, particularly the monomer (A1) It is preferable to use a monomer (A1-1) represented by the following general formula (a1-1) and a monomer (A1-2) represented by the following general formula (a1-2) together .
(式中、
R':水素原子又はメチル基
AO:炭素数2〜4のオキシアルキレン基、又はオキシスチレン基、好ましくは炭素数2〜3のオキシアルキレン基
s:12〜300の数
X11:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基、好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)
(Where
R ′: hydrogen atom or methyl group
AO: oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms or oxystyrene group, preferably oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms
s: Number from 12 to 300
X 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. )
(式中、
R'':水素原子又はメチル基
AO:炭素数2〜4のオキシアルキレン基、又はオキシスチレン基、好ましくは炭素数2〜3のオキシアルキレン基
t:2〜290の数(ただし、一般式(a1-1)中のsとの関係は、s>t且つ(s−t)≧10、好ましくは≧30、更に好ましくは≧50である。)
X12:水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基、好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)
(Where
R ″: hydrogen atom or methyl group
AO: oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms or oxystyrene group, preferably oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms
t: Number of 2 to 290 (however, the relationship with s in the general formula (a1-1) is s> t and (s−t) ≧ 10, preferably ≧ 30, more preferably ≧ 50). )
X 12 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. )
この場合、両者の平均重量比は、好ましくは(A1-1)/(A1-2)=0.1〜8、より好ましくは0.2〜2.5、特に好ましくは0.4〜2の範囲にあることである。なお、この平均重量比は、反応に用いる全単量体の重量比の平均である。 In this case, the average weight ratio of the two is preferably (A1-1) / (A1-2) = 0.1 to 8, more preferably 0.2 to 2.5, and particularly preferably 0.4 to 2. In addition, this average weight ratio is an average of the weight ratio of all the monomers used for reaction.
また、単量体(A1-1)、(A1-2)と、(A2)との反応モル比[(A1-1)+(A1-2)]/(A2)は、好ましくは、変化前後の該モル比の少なくとも何れかが0.02〜4、さらに好ましくは0.05〜2.5、特に好ましくは0.1〜2の範囲にあることである。最も好ましくは、変化前後の該モル比が共に、これらの範囲にあることである。 The reaction molar ratio [(A1-1) + (A1-2)] / (A2) of the monomers (A1-1), (A1-2) and (A2) is preferably before and after the change. Is at least one of the molar ratios of 0.02 to 4, more preferably 0.05 to 2.5, and particularly preferably 0.1 to 2. Most preferably, the molar ratios before and after the change are both in these ranges.
また、共重合体混合物(A)の製造に用いられる一般式(a2)で表される単量体(A2)としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸系単量体、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等のジカルボン酸系単量体、又はこれらの無水物もしくは塩、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、水酸基が置換されていてもよいモノ、ジ、トリアルキル(炭素数2〜8)アンモニウム塩が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、更に好ましくは(メタ)アクリル酸又はこれらのアルカリ金属塩であり、特に好ましくはメタクリル酸又はそのアルカリ金属塩である。 Further, as the monomer (A2) represented by the general formula (a2) used for the production of the copolymer mixture (A), monocarboxylic acid monomers such as (meth) acrylic acid and crotonic acid, Dicarboxylic acid monomers such as maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, etc., or anhydrides or salts thereof, such as alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, mono- and di-substituted with hydroxyl groups , Trialkyl (2 to 8 carbon atoms) ammonium salt is preferable, (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, more preferably (meth) acrylic acid or alkali metal salts thereof, particularly preferable. Is methacrylic acid or an alkali metal salt thereof.
共重合体混合物(A)は、上記単量体(A1)、(A2)とを、好ましくは(A1)/(A2)=0.02〜4の範囲のモル比で反応させて得られた共重合体混合物(A)を含有するが、これらのモル比(A1)/(A2)は反応途中において少なくとも1回変化されている。 The copolymer mixture (A) is a copolymer obtained by reacting the monomers (A1) and (A2) with a molar ratio preferably in the range of (A1) / (A2) = 0.02-4. The coalescence mixture (A) is contained, but the molar ratio (A1) / (A2) is changed at least once during the reaction.
上記(II-3)の共重合体混合物(A)の詳細な製法や好ましい範囲などは、特開2002−3259号を参照することができる。なお、(II-3)において、単量体単位(イ)、(ロ)、(ハ)を有するものは、本発明の共重合体(I)として取り扱うものとし、(II-3)の共重合体混合物(A)からは除かれる。 JP-A-2002-3259 can be referred to for the detailed production method and preferred range of the copolymer mixture (A) of (II-3). In (II-3), those having monomer units (A), (B), and (C) shall be handled as the copolymer (I) of the present invention. It is excluded from the polymer mixture (A).
<共重合体(II-4)>
前記一般式(4A)で表される単量体(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又はメタクリル酸とのエステル化物や、アクリル酸又はメタクリル酸へのエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物が挙げられる。一般式(4A)中のAOがエチレンオキシドとプロピレンオキシドとを含む場合、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれでもよい。また、特にコンクリートの硬化遅延を引き起こさないものという観点からは、一般式(4A)中の付加モル数n’は50以上が好ましく、さらに110以上が好ましい。
<Copolymer (II-4)>
Examples of the monomer (a) represented by the general formula (4A) include esterified products of one-end alkyl-blocked polyalkylene glycol such as methoxypolyethylene glycol and acrylic acid or methacrylic acid, acrylic acid or methacrylic acid. Examples thereof include ethylene oxide and propylene oxide adducts. When AO in general formula (4A) contains ethylene oxide and propylene oxide, any of random addition, block addition, alternating addition, etc. may be sufficient. In addition, from the viewpoint of not causing concrete hardening delay, the added mole number n ′ in the general formula (4A) is preferably 50 or more, and more preferably 110 or more.
また、前記一般式(4B)で表される単量体(b)としては、炭素数1〜18の直鎖もしくは分岐鎖アルキル(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられ、特に好ましくはR43が水素原子の場合である。ここで、上の一般式(4B)中のR44としては、炭素数1〜4のものが、得られる重合体の水への溶解性が良い点で特に好ましいが、直鎖、分岐鎖の形態については特に限定されるものではない。 Examples of the monomer (b) represented by the general formula (4B) include linear or branched alkyl (meth) acrylates having 1 to 18 carbon atoms, and particularly preferably R 43. This is the case for hydrogen atoms. Here, as R 44 in the above general formula (4B), those having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferable in view of good solubility of the resulting polymer in water. The form is not particularly limited.
共重合体(II-4)を構成する単量体(a)単位及び単量体(b)単位の割合は、流動性の低下がなく、優れた流動保持性が得られるという観点から、単量体(a)0.1〜50モル%及び単量体(b)50〜99.9モル%、特に単量体(a)1〜40モル%及び単量体(b)60〜99モル%の範囲が好ましい。 The ratio of the monomer (a) unit and the monomer (b) unit constituting the copolymer (II-4) is simple from the viewpoint that fluidity is not lowered and excellent fluidity can be obtained. The range of monomer (a) 0.1-50 mol% and monomer (b) 50-99.9 mol%, especially monomer (a) 1-40 mol% and monomer (b) 60-99 mol% preferable.
また共重合体(II-4)はさらに、一般式(4C)で表される単量体(c)から誘導される単位を有することができる。 The copolymer (II-4) can further have units derived from the monomer (c) represented by the general formula (4C).
(式中、
M41:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
R45〜R47:それぞれ、水素原子、メチル基又は(CH2)m41COOM42、但しM42はM41と同じ
m41:0又は1)
(Where
M 41 : hydrogen atom, alkali metal, alkaline earth metal, ammonium group, alkylammonium group or substituted alkylammonium group
R 45 to R 47 : hydrogen atom, methyl group or (CH 2 ) m41 COOM 42 , respectively, but M 42 is the same as M 41
m41: 0 or 1)
単量体(c)としては、モノカルボン酸単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩を使用できる。また不飽和ジカルボン酸系単量体として、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、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、置換アミン塩を使用できる。その他含有してもよい単量体としては、アクリルアミド、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル等が一例として挙げられる。 As the monomer (c), acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, or alkali metal salts, ammonium salts, amine salts and substituted amine salts thereof can be used as monocarboxylic acid monomers. As the unsaturated dicarboxylic acid monomer, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, fumaric acid, or alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, substituted amine salts thereof can be used. Other examples of the monomer that may be contained include acrylamide, vinyl acetate, styrene, vinyl chloride, and the like.
単量体(c)を含有する場合、共重合体(II-4)を構成する単量体(a)単位、単量体(b)単位及び単量体(c)単位の割合は、単量体(a)0.1〜50モル%、単量体(b)50〜90モル%及び単量体(c)0.1〜50モル%の範囲が流動保持性に優れ、特に単量体(a)5〜40モル%、単量体(b)50〜90モル%及び単量体(c)5〜40モル%の範囲においては流動性の低下が殆どなく、かつ初期流動性と流動保持性のバランスがよく、その結果コンクリートに対する分散剤の使用量が低減できる点で極めて優れる。 When the monomer (c) is contained, the ratio of the monomer (a) unit, the monomer (b) unit and the monomer (c) unit constituting the copolymer (II-4) is as follows. The range of the monomer (a) 0.1 to 50 mol%, the monomer (b) 50 to 90 mol% and the monomer (c) 0.1 to 50 mol% is excellent in fluidity retention, particularly the monomer (a) In the range of 5 to 40 mol%, monomer (b) 50 to 90 mol% and monomer (c) 5 to 40 mol%, there is almost no decrease in fluidity, and initial fluidity and fluidity retention. The balance is good, and as a result, it is extremely excellent in that the amount of the dispersant used for the concrete can be reduced.
これら化合物(II-1)〜(II-4)の中でも、分散性と粘性の観点からこれらのAO付加モル数の最大値が5〜110であるものがより好ましく、更に5〜90、更に5〜75、更に5〜50、特に10〜50が好ましい。 Among these compounds (II-1) to (II-4), those having a maximum value of AO addition mole number of 5 to 110 are more preferable from the viewpoint of dispersibility and viscosity, more preferably 5 to 90, and further 5 To 75, more preferably 5 to 50, and particularly preferably 10 to 50.
共重合体(I)と共重合体(II)の重量比は、共重合体(I)/共重合体(II)=5/95〜95/5が好ましく、共重合体(I)/共重合体(II)=15/85〜85/15がより好ましく、共重合体(I)/共重合体(II)=25/75〜75/25がさらに好ましい。 The weight ratio of the copolymer (I) and the copolymer (II) is preferably copolymer (I) / copolymer (II) = 5/95 to 95/5, and the copolymer (I) / copolymer The polymer (II) = 15/85 to 85/15 is more preferable, and the copolymer (I) / copolymer (II) = 25/75 to 75/25 is more preferable.
共重合体(II)の重量平均分子量は、流動性の点より5000〜500000の範囲が良く、20000〜100000、更に30000〜85000の範囲が流動性に特に優れる。重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(標準物質ポリエチレングリコール換算)による。 The weight average molecular weight of the copolymer (II) is preferably in the range of 5000 to 500000 from the viewpoint of fluidity, and in the range of 20000 to 100000, and further in the range of 30000 to 85000 is particularly excellent in fluidity. The weight average molecular weight is determined by gel permeation chromatography (converted to standard substance polyethylene glycol).
なお、共重合体(II)の原料として他の共重合可能なモノマーを併用でき、具体的には、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数1〜12)エステル、(メタ)アクリルアミド、スチレン、スチレンスルホン酸等が挙げられる。 In addition, other copolymerizable monomers can be used together as a raw material for the copolymer (II). Specifically, acrylonitrile, alkyl (meth) acrylate (C1-12) ester, (meth) acrylamide, styrene And styrene sulfonic acid.
本発明の水硬性組成物用分散剤は、共重合体(I)を含む全水硬性組成物用分散剤がセメントに対して固形分で0.02〜3.0重量%、好ましくは0.1〜2.5重量%となるように添加される。 In the dispersant for a hydraulic composition of the present invention, the dispersant for a total hydraulic composition containing the copolymer (I) is 0.02 to 3.0% by weight, preferably 0.0. It is added so as to be 1 to 2.5% by weight.
また本発明の共重合体(I)含む水硬性組成物用分散剤はコンクリートに対し、予め全成分を混合してから添加しても、共重合体(I)と他の成分を別々に添加してもよく、先に混練水で希釈してから用いてもよい。 Moreover, even if the dispersing agent for hydraulic compositions containing the copolymer (I) of the present invention is added after mixing all components in advance to the concrete, the copolymer (I) and other components are added separately. Alternatively, it may be used after first diluted with kneading water.
本発明の水硬性組成物用分散剤は、コンクリート製品用として振動成形製品用コンクリート、振動機や遠心力で締め固めて成型する遠心成形製品用コンクリート及び現場施工用の生コンクリートの製造に適する。
更に、振動機を使用しない自己充填性を有する、スランプフロー500mm以上の流動性を示す高流動コンクリートにも用いることができる。特に好ましくは500〜800mmである。
The dispersant for a hydraulic composition of the present invention is suitable for the production of concrete for vibration molded products for concrete products, concrete for centrifugal molded products molded by compaction with a vibrator or centrifugal force, and ready-mixed concrete for on-site construction.
Furthermore, it can also be used for high-fluidity concrete that has a self-filling property without using a vibrator and exhibits a fluidity of a slump flow of 500 mm or more. Especially preferably, it is 500-800 mm.
本発明の分散剤が良好に機能する水硬性組成物は、水、セメント、骨材を含有するモルタル又はコンクリートである。セメントとして、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が挙げられる。水硬性組成物のW/Pは、20〜45重量%、更に25〜40重量%、特に25〜35重量%であっても本発明の効果を十分に得ることができる。 The hydraulic composition in which the dispersant of the present invention functions well is mortar or concrete containing water, cement, aggregate. Examples of the cement include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, and ultra-early-strength Portland cement. Even if the W / P of the hydraulic composition is 20 to 45% by weight, more preferably 25 to 40% by weight, and particularly 25 to 35% by weight, the effects of the present invention can be sufficiently obtained.
また、骨材のうち、細骨材は山砂、陸砂、川砂、砕砂が好ましく、粗骨材は山砂利、陸砂利、川砂利、砕石が好ましい。用途によっては、軽量骨材を使用してもよい。なお、骨材の用語は、「コンクリート総覧」(1998年6月10日、技術書院発行)による。 Of the aggregates, fine aggregates are preferably mountain sand, land sand, river sand and crushed sand, and coarse aggregates are preferably mountain gravel, land gravel, river gravel and crushed stone. Depending on the application, lightweight aggregates may be used. The term “aggregate” is based on the “concrete overview” (published on June 10, 1998, published by Technical Shoin).
添加対象となるコンクリートはセメント、細骨材、粗骨材等を主成分とするものであるが、各種の高炉スラグ、石灰石微粉末、フライアッシュ、珪砂、シリカヒューム等を使用することができる。 Concrete to be added is mainly composed of cement, fine aggregate, coarse aggregate, etc., but various types of blast furnace slag, fine limestone powder, fly ash, silica sand, silica fume and the like can be used.
更に公知の添加剤と併用することもでき、例えば、AE剤、AE減水剤、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、防泡剤等が挙げられる。 Further, it can be used in combination with known additives, for example, AE agent, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, retarder, early strengthening agent, accelerator, foaming agent, foaming agent, antifoaming agent, thickening agent. , Waterproofing agents, antifoaming agents and the like.
《コンクリート材料》
下記のコンクリート材料を用いて表1の配合によりコンクリートを製造した。
W:セメント分散剤を混合した水道水
C:普通ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)〕、表乾比重=3.16
LS:石灰石微粉末(清水工業、ブレーン値5200)、表乾比重=2.70
S:細骨材、千葉県君津産山砂、表乾比重=2.63
G:粗骨材、和歌山産砕石G2013、表乾比重=2.62
W/P:[W/(C+LS)]×100(重量%)
s/a:[S/(S+G)]×100(体積%)
空気量:2%
《Concrete material》
Concrete was produced according to the formulation shown in Table 1 using the following concrete materials.
W: Tap water mixed with cement dispersant C: Ordinary Portland cement [Pacific Cement Co., Ltd.], surface dry specific gravity = 3.16
LS: Limestone fine powder (Shimizu Kogyo, brain value 5200), surface dry specific gravity = 2.70
S: Fine aggregate, mountain sand from Kimitsu, Chiba Prefecture, surface dry specific gravity = 2.63
G: Coarse aggregate, Wakayama crushed stone G2013, surface dry specific gravity = 2.62
W / P: [W / (C + LS)] × 100 (% by weight)
s / a: [S / (S + G)] × 100 (volume%)
Air volume: 2%
《セメント分散剤》
表2の単量体(イ)、単量体(ロ)及び予め表2中のカルボン酸と一般式(2)の化合物でハーフエステル化〔マレイン酸の酸無水物基1当量に対して、一般式(2)の水酸基が1当量となる比率で結合〕した単量体(ハ)を用いて表2の共重合体を製造し、セメント分散剤とした。また、任意の共重合体として表3の共重合体もしくは共重合体を用い、表5のセメント分散剤を得た。得られたセメント分散剤を用いて、以下の条件でコンクリートを製造し、各配合における性能を評価した。結果を表4〜8に示す。
<Cement dispersant>
Half-esterification with the monomer (b), monomer (b) in Table 2 and the carboxylic acid in Table 2 and the compound of the general formula (2) in advance [with respect to 1 equivalent of an acid anhydride group of maleic acid, Copolymers shown in Table 2 were produced using the monomer (c) in which the hydroxyl group of the general formula (2) was bonded at a ratio of 1 equivalent] and used as a cement dispersant. Moreover, the cement dispersing agent of Table 5 was obtained using the copolymer of Table 3 or a copolymer as arbitrary copolymers. Using the obtained cement dispersant, concrete was produced under the following conditions, and the performance in each formulation was evaluated. The results are shown in Tables 4-8.
*Mwは重量平均分子量である(以下同様)。共重合モル%は、単量体(イ)、(ロ)、(ハ)の合計における比率である。[n]、[m]は平均付加モル数である。 * Mw is a weight average molecular weight (the same applies hereinafter). The copolymerization mol% is a ratio in the sum of the monomers (A), (B), and (C). [N] and [m] are average added mole numbers.
《コンクリート製造条件》
混練量は40リットルとした。セメント分散剤と混合した水以外のコンクリート材料を60リットル強制2軸ミキサーに投入し、10秒間混練後、セメント分散剤と混合した水を投入し、90秒間混練した後、排出する。
《Concrete production conditions》
The kneading amount was 40 liters. Concrete materials other than water mixed with the cement dispersant are put into a 60-liter forced biaxial mixer, kneaded for 10 seconds, water mixed with the cement dispersant is added, kneaded for 90 seconds, and then discharged.
《分散性》
(1)配合W/P=27の場合
コンクリートの分散性は、コンクリートの混練直後のスランプフロー値(コンクリートライブラリー93:高流動コンクリート施工指針、pp160-161、土木学会)が65±1cmとなるときに要した分散剤の水硬性粉体(P)重量に対する固形分添加率を尺度とした。数値が小さい程、分散性が良好である。このとき、初期空気量は2%以下になるように起泡連行剤(マイティAE-03:花王(株)製)と消泡剤(アンチフォームE-20:花王(株)製)で調整した。
《Dispersibility》
(1) In the case of compounding W / P = 27 The dispersibility of the concrete is 65 ± 1 cm in the slump flow value (concrete library 93: high fluid concrete construction guidelines, pp160-161, Japan Society of Civil Engineers) immediately after mixing the concrete. The solid content addition ratio with respect to the weight of the hydraulic powder (P) of the dispersant required at times was used as a scale. The smaller the value, the better the dispersibility. At this time, the initial air volume was adjusted to 2% or less with a foaming agent (Mighty AE-03: manufactured by Kao Corporation) and an antifoaming agent (Antifoam E-20: manufactured by Kao Corporation). .
(2)配合W/P=40の場合
コンクリートの分散性は、コンクリートの混練直後のスランプ値(JIS A1101)が18.0〜18.5cmとなるときに要した分散剤の水硬性粉体(P)重量に対する固形分添加率を尺度とした。数値が小さい程、分散性が良好である。このとき、初期空気量は2%以下になるように起泡連行剤(マイティAE-03:花王(株)製)と消泡剤(アンチフォームE-20:花王(株)製)で調整した。
(2) In the case of blend W / P = 40 The dispersibility of the concrete is the weight of the hydraulic powder (P) of the dispersant required when the slump value (JIS A1101) immediately after kneading the concrete is 18.0 to 18.5 cm. The solid content addition rate relative to was taken as a scale. The smaller the value, the better the dispersibility. At this time, the initial air volume was adjusted to 2% or less with a foaming agent (Mighty AE-03: manufactured by Kao Corporation) and an antifoaming agent (Antifoam E-20: manufactured by Kao Corporation). .
《分散保持性》
混練直後から15分後、30分後及び45分後のスランプフロー値(W/P=27)又はスランプ値(W/P=40)を分散保持性の尺度とした。混練直後の数値に比べ、15分近傍までは数値が同等程度にあり、30分経過以降の数値が小さいことが、本発明に係るコンクリートには良好である。
<Dispersion retention>
The slump flow value (W / P = 27) or slump value (W / P = 40) after 15 minutes, 30 minutes and 45 minutes immediately after kneading was used as a measure of dispersion retention. It is good for the concrete according to the present invention that the numerical value is about the same up to about 15 minutes and the numerical value after 30 minutes is small compared to the numerical value immediately after kneading.
特に、充填安定性との関係では、上記コンクリート配合では、混練直後から30分後に、スランプフローが650mmあるいはスランプ値が18cmを超えると、振動を加えたとき粗骨材がモルタルから分離したり硬化後に水路が発生するおそれがあり、混練直後から30分後に、スランプフローが550mm以下あるいはスランプ値が10cm以下になると、硬化後のコンクリート表面に粗大気泡が残存するため好ましくない。 In particular, in relation to filling stability, in the above concrete blending, after 30 minutes from immediately after kneading, if the slump flow is 650 mm or the slump value exceeds 18 cm, the coarse aggregate separates from the mortar or hardens when vibration is applied. If a slump flow is 550 mm or less or a slump value is 10 cm or less 30 minutes after the kneading, coarse bubbles remain on the concrete surface after curing, which is not preferable.
また、こて仕上性との関係では、上記コンクリート配合では、混練直後から45分後に、スランプフローが650mmあるいはスランプ値が18cmを超えると、こて仕上が2度必要となり好ましくない。 Also, in relation to the finish of the trowel, if the above-mentioned concrete blend is 45 minutes after kneading and the slump flow exceeds 650 mm or the slump value exceeds 18 cm, the finish of the trowel is required twice, which is not preferable.
《粘性》
混練後10分経過後のコンクリートから目開き5mmの篩で骨材を分離して取り除いたものをモルタルとした。このモルタルを、ステンレス鋼(SUS304)を加工して作製した図1の形状の装置に、下部排出開口を閉じた状態で充填し上部投入開口の面で擦り切った後、下部排出開口を開口してモルタルを自然流下させ、上部投入開口から目視で観察したときにモルタルの少なくとも一部に孔が確認されるまでの時間(流下時間)を測定し、粘性の尺度とした。流下時間が短いほどモルタルの粘性が低い。
"viscosity"
Mortar was obtained by separating and removing the aggregate from the concrete after 10 minutes from kneading with a sieve having an opening of 5 mm. This mortar is filled in the device of the shape shown in Fig. 1 made by processing stainless steel (SUS304), with the lower discharge opening closed, and then scraped off at the surface of the upper input opening, and then the lower discharge opening is opened. The mortar was allowed to flow down naturally, and the time (flow time) until pores were confirmed in at least a part of the mortar when visually observed from the upper charging opening was used as a measure of viscosity. The shorter the flow-down time, the lower the viscosity of the mortar.
《充填安定性の評価方法》
混練直後から15分以降30分経過するまでの間に、縦×横×高さ=100mm×200mm×500mmの型枠に、型枠振動をかけながら30秒間で投入が終了するようにハンドスコップでコンクリートを充填し、硬化後の硬化体の表面を観察する。型枠振動は、W/P=27では振幅0.5mm、振動数1800vpm(1分あたりの振動数1800回)、振動時間60秒、W/P=40では振幅0.5mm、振動数2200vpm(1分あたりの振動数2200回)、振動時間30秒とした。硬化体は3体ずつ製造し、以下の基準で評価した。
×:全ての硬化体に表面に水路が発生した又は全ての硬化体に粗大孔が表面全体に多数残った。
△:1つの硬化体に表面に水路が発生した又は1つの硬化体に粗大孔が表面の一部に残った。
○:全ての硬化体に表面に水路がなく、且つ全ての硬化体に粗大孔はほとんど認められなかった。
<Evaluation method of filling stability>
With a hand scoop so that charging is completed in 30 seconds while applying vibration to the mold of length x width x height = 100 mm x 200 mm x 500 mm immediately after kneading and after 30 minutes. Fill the concrete and observe the surface of the cured body after curing. Formwork vibration is 0.5 mm amplitude at W / P = 27, 1800 vpm vibration frequency (1800 vibrations per minute), 60 seconds vibration time, 0.5 mm amplitude at W / P = 40, 2200 vpm vibration frequency (2200 vpm) The vibration frequency per minute was 2200 times) and the vibration time was 30 seconds. Three cured bodies were produced and evaluated according to the following criteria.
X: A water channel was generated on the surface of all the cured bodies, or a large number of coarse pores remained on the entire surface of all the cured bodies.
(Triangle | delta): The water channel generate | occur | produced on the surface in one hardening body, or the coarse pore remained in a part of surface in one hardening body.
◯: There were no water channels on the surface of all the cured products, and almost no coarse pores were observed in all of the cured products.
《こて仕上性》
混練直後に、縦×横×高さ=200mm×500mm×100mmの型枠に、コンクリートを無振動で充填し、混練直後から30分後に、一度こてで表面を平滑仕上げた。硬化後の仕上面を観察し、以下の基準で評価した。
×:表面に乾燥したモルタルの薄層が形成され、容易に剥離する。
△:表面に乾燥したモルタルの薄層が一部形成され、表面が平滑でない。
○:表面に乾燥したモルタルの薄層がなく、表面が平滑に仕上がっている。
《Needle finish》
Immediately after kneading, concrete was filled in a mold of length × width × height = 200 mm × 500 mm × 100 mm without vibration, and after 30 minutes immediately after kneading, the surface was smoothed once with a trowel. The finished surface after curing was observed and evaluated according to the following criteria.
X: A thin layer of dried mortar is formed on the surface and peels easily.
Δ: A thin layer of dried mortar is partially formed on the surface, and the surface is not smooth.
◯: There is no thin mortar layer on the surface, and the surface is finished smoothly.
*温度は、コンクリートの温度であり、添加率は、対水硬性粉体(P)固形分重量%である(以下同様)。 * Temperature is the temperature of concrete, and the addition rate is solid powder (P) solid content weight% (hereinafter the same).
1…上部投入開口
2…下部排出開口
1 ...
Claims (6)
(ロ)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩から選ばれる1種以上のカルボン酸単量体単位、及び
(ハ)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩から選ばれる1種以上のカルボン酸と一般式(2)で示されるアルキレングリコール化合物とのハーフエステル単量体単位
を有し、(イ)、(ロ)及び(ハ)の合計100モル%における(ハ)の比率が1モル%超45モル%以下である共重合体(I)を含有する水硬性組成物用分散剤。
R1−O−(R2O)nR3 (1)
〔式中、
R1:アルケニル基
R2O:炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種又は2種以上の混合物で、2種以上の場合はブロック状にでもランダム状にでも付加していてよい。
R3:水素原子、炭素数1〜22のアルキル基、フェニル基、又はアルキルフェニル基
n:平均値[n]が15〜100となる1以上の整数
を示す。〕
R4−O−(R5O)mH (2)
〔式中、
R4:アルケニル基
R5O:炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種又は2種以上の混合物で、2種以上の場合はブロック状にでもランダム状にでも付加していてよい。
m:平均値[m]が15〜100となる1以上の整数
を示す。〕 (A) an alkylene glycol ether monomer unit represented by the general formula (1),
(B) one or more carboxylic acid monomer units selected from maleic anhydride, maleic acid, maleate, and (c) one or more carboxylic acids selected from maleic anhydride, maleic acid, maleate. And the alkylene glycol compound represented by the general formula (2) has a half ester monomer unit, and the ratio of (C) in the total of 100 mol% of (A), (B) and (C) is 1 mol%. The dispersing agent for hydraulic compositions containing the copolymer (I) which is super 45 mol% or less.
R 1 —O— (R 2 O) n R 3 (1)
[Where,
R 1 : Alkenyl group R 2 O: One kind or a mixture of two or more kinds of oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms. In the case of two kinds or more, they may be added in a block form or a random form.
R 3: a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a phenyl group, or alkylphenyl group n: an average value [n] is an integer of 1 or more which is a 15 to 100. ]
R 4 —O— (R 5 O) m H (2)
[Where,
R 4 : Alkenyl group R 5 O: One type or a mixture of two or more types of oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and in the case of two or more types, they may be added in block or random form.
m: An integer of 1 or more with an average value [m] of 15 to 100. ]
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