JP4562964B2 - セメント分散剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント分散剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高流動性コンクリートは、従来のいわゆる固練りコンクリートに比べ、モルタルの流動性を大きくしてコンクリート全体を自重に基づく応力だけで流動させようとするもので、モルタルが流動する際に、粗骨材がモルタルから分離することなくモルタルと共に移動できるような性質（分離抵抗性）をモルタルに付与することが技術上のポイントである。モルタルに適度な流動性と分離抵抗性を付与するものとして、(1)粉体系高流動コンクリート（セメントよりも微細な無機粉体を配合）、(2)増粘剤系高流動コンクリート（水溶性高分子を主成分とする増粘剤を配合）が知られている。
【０００３】
また、過度に増水することなく、モルタル中の多量の粉体を分散したり、充填工程が終了するまでモルタルの流動性を維持するためには、高性能減水剤の使用が実質的に不可欠である。そのような高性能減水剤として、ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステル系単量体と（メタ）アクリル酸系単量体とから製造された共重合体が知られている。この種の共重合体においては、アルキレンオキサイド（以下AOという）の付加モル数（以下、ｎで表す）やモノマー比を変化させることで、特徴的な性能を付与することが可能であることが開示されている。例えば、特許第2774445号（特開平7-223852号）には、ｎが110以上の単量体を用いることが、特開昭58-74552号には、ｎが１〜100の単量体を用いることが、特開平8-12396号には、ｎが50〜100の単量体を用いることが記載されている。また、ｎの異なる２種以上の単量体を共重合したポリカルボン酸系セメント分散剤として、特許第2992532号（特開平11-335150号）には、ｎが100以上の単量体を用いた共重合体とｎが１〜99の単量体を用いた共重合体の併用が、特開平7-247150号には、ｎが110〜300と１〜30の単量体を共重合した分散剤が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の粉体系高流動コンクリートは、配合系の水量によって分離抵抗性が大きく変動する。特にこの系に用いられる細骨材は、水が付着あるいは浸透しやすく、そのまま使用された場合に、配合系の水量の調整をしないと水量が過剰となり、影響が大きくなる。また、上記の増粘剤系高流動コンクリートは、使用量が多いとコンクリートの凝結遅延をもたらす場合がある。更に、上記のAO付加型の高性能減水剤は、単独で使用すると、配合条件が多岐に渡り、年間を通じて広い範囲で温度が変動する実際の高流動コンクリートの製造条件に対して、汎用性が低い。
【０００５】
従って、本発明の課題は、多様な配合系においてもコンクリート、特に高流動コンクリートの流動性を安定させ、且つ分離抵抗性を適正化ないし安定化できるセメント分散性を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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又は該共重合体混合物をアルカリで中和した共重合体混合物塩〔以下、両者を共重合体混合物(A)という〕と、共重合体混合物(A)以外の水溶性高分子(B)とを含有するセメント分散剤に関する。
【０００７】
【化３】
【０００８】
（式中、
R1，R2：水素原子又はメチル基
m：０〜２の数
R3：水素原子又は-COO(AO)nX
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
n：２〜300の数
X：水素原子又は炭素数１〜18のアルキル基
を表す。）
【０００９】
【化４】
【００１０】
（式中、
R4〜R6：水素原子、メチル基又は(CH2)m1COOM2であり、(CH2)m1COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m1COOM2と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM1，M2は存在しない。
M1，M2：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
m1：０〜２の数
を表す。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔共重合体混合物(A)〕
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（以下EOという）、プロピレンオキシド（以下POという）付加物が好ましく用いられ、R3は水素原子が好ましく、pは１が、m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。
【００１２】
一般式(a1)で表される単量体(A1)のAO付加モル数nは小さくなると硬化速度、分散性、粘性が低減される傾向にあり、nが大きくなるとこれらは増加する傾向にある。従って、目的とする性能に合わせてnを選べばよい。
【００１３】
例えば、コンクリートの初期強度発現性を重視する場合は、80≦nであることが好ましく、より好ましくは90≦n、さらに好ましくは100≦n、最も好ましくは110≦nであることである。また、300＜nでは、分散性が低下し、製造の際の重合性も低下するので、より好ましくはn≦200、さらに好ましくはn≦150、特に好ましくはn≦130である。
【００１４】
コンクリートの粘性低減を重視する場合は、２≦n≦100が好ましく、より好ましくは５≦n≦80、さらに好ましくは５≦n≦50、最も好ましくは５≦n≦30である。
【００１５】
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、n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。
【００１６】
【化５】
【００１７】
（式中、
Ra1：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
n1：12〜300の数
X1：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。）
【００１８】
【化６】
【００１９】
（式中、
Ra2：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
n2：２〜290の数（ただし、一般式(a1-1)中のn1との関係は、n1＞n2且つ（n1−n2）≧10、好ましくは≧30、更に好ましくは≧50である。）
X2：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。）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
このような条件の下で、12≦n1≦300、２≦n2≦290、n2＋10≦n1であることが好ましく、より好ましくはn2＋30≦n1、さらに好ましくはn2＋50≦n1であれば、両者の性能が顕著に発現する。さらに好ましくは80≦n1≦300、２≦n2＜50、より好ましくは100≦n1≦300、２≦n2＜30、特に好ましくは110≦n1≦300、２≦n2＜10からn1、n2を選ぶことである。
【００２３】
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る。
【００２４】
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。そして、本発明では、共重合体混合物(A)のうち、共重合体混合物(A-1)を製造するための全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比(XI)と異なる平均重量比(XII)により得られた共重合体混合物(A-2)を併用することが好ましい。すなわち、共重合体混合物(A-2)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であって、これらのモル比(A1)／(A2)は反応途中において少なくとも１回変化されており、該共重合体混合物(A-2)を製造するための全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比(XII)が、共重合体混合物(A-1)の平均重量比(XI)とは異なるものである。平均重量比は、〔単量体(A2)の合計量／全単量体量〕×100（重量％）で表され、それぞれ１〜30（重量％）の範囲にあることが好ましい。なお、以下この平均重量比を「(A2)平均重量比」という場合もある。また、この平均重量比(XI)、(XII)は、少なくとも1.0（重量％）、更に少なくとも2.0（重量％）、特に少なくとも3.0（重量％）相違することが好ましい。なお、共重合体混合物(A-1)と(A-2)とで、製造に用いる単量体(A1)、(A2)の種類が異なっていても、本発明では平均重量比(XI)、(XII)が異なっていればよいが、単量体(A1)、(A2)として同一の種類のものを用いるのが好ましい。
【００２５】
本発明では、共重合体混合物(A-1)の平均重量比(XI)が、１〜30重量％、更に７〜20重量％、特に８〜16重量％であることが好ましい。そして、この共重合体混合物(A-1)を主剤として、配合系を組み立てると、各性能のバランスのよいコンクリート減水剤を得られる。
【００２６】
本発明においては、共重合体混合物(A-2)として、(A2)平均重量比の異なる複数の単量体混合物からそれぞれ得られた複数の共重合体を用いることができる。
実用的な面から、(A2)平均重量比の異なる１〜３つの単量体混合物からそれぞれ得られた１〜３つの共重合体混合物を用いるのが好ましい。共重合体混合物(A-2)として１つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全部で２つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそれらを共重合体混合物(Ai)、(Aii)とし、これらの(A2)平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)とすると、
５≦(Xi)＜８（重量％）
８≦(Xii)≦16
であることが好ましい。また、共重合体混合物(A-2)として２つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全部で３つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそれらを共重合体混合物(Ai)、(Aii)、(Aiii)とし、これらの(A2)平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)、(Xiii)とすると、
５≦(Xi)＜８（重量％）
８≦(Xii)≦16（重量％）
16＜(Xiii)≦30（重量％）
であることが好ましい。
【００２７】
(A2)平均重量比が異なる共重合体混合物が多数存在することで広い範囲のW/Cとコンクリート温度で良好な分散性と分散保持性が発現する。特に長時間にわたる分散保持性が安定になる。その結果、W/Cの変動や温度の変動にも十分対応できるセメント分散剤となる。
【００２８】
上記の通り、本発明のセメント分散剤は、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-1)、好ましくは更に共重合体混合物(A-2)を含有するが、何れにおいても、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。該モル比の変化は、増加、減少、それらの組み合わせの何れでもよい良い。該モル比を段階的ないし断続的に変化させる場合は、変化の回数は１〜10回、特に１〜５回が好ましい。また、該モル比を連続的に変化させる場合は直線的な変化、指数関数的な変化、その他の変化の何れでもよいが、変化の度合いは１分あたり0.0001から0.2、更に0.0005から0.1、特に0.001から0.05が好ましい。また、該モル比は、変化前後のモル比(A1)／(A2)の少なくとも何れかが0.02〜４の範囲にあることが好ましく、特に変化前後のモル比(A1)／(A2)が共に0.02〜４の範囲にあることが好ましい。また、前記したようにモル比の変化は種々の態様があるが、何れの場合も、全共重合反応における該モル比(A1)／(A2)の最大値と最小値の差が、少なくとも0.05、特に0.05〜2.5の範囲にあることが好ましい。
【００２９】
本発明の共重合体混合物(A)は、(A1)／(A2)モル比を少なくとも１回変化させて重合する工程を有する製造方法により得られるが、具体的には、単量体(A1)の水溶液の滴下開始と同時に、単量体(A2)の滴下を開始し、それぞれのモル比が、所定範囲となるように滴下流量（重量部／分）を変化させて所定時間滴下する方法が挙げられる。この方法では、単量体(A1)／(A2)モル比の変化量（最大値と最小値の差）は、0.05〜2.5が好ましく、より好ましくは0.1〜２である。この方法のように反応途中で一回でもモル比を変化させることで得られた共重合体混合物(A)は、一定の(A1)／(A2)モル比で反応させて得られる共重合体より(A1)／(A2)モル比の分布が広い多数の共重合体の混合物であると推測される。
【００３０】
なお、単量体の総重量の30％以上、特には50〜100％を上記のように滴下流量を変化させて製造することが好ましい。
【００３１】
重合反応は溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ｎ−ヘキサン等の脂肪族炭化水素；酢酸エチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等を挙げることができる。これらの中でも、取り扱いが容易で、単量体、重合体の溶解性の点から、水、低級アルコールが好ましい。
【００３２】
共重合反応においては、重合開始剤を添加することができる。重合開始剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、ニトリル系化合物、アゾ系化合物、ジアゾ系化合物、スルフィン酸系化合物等を挙げることができる。重合開始剤の添加量は、単量体(A1)、単量体(A2)及び他の単量体の合計に対して0.05〜50モル％が好ましい。
【００３３】
共重合反応においては、連鎖移動剤を添加することができる。連鎖移動剤としては、低級アルキルメルカプタン、低級メルカプト脂肪酸、チオグリセリン、チオリンゴ酸、2-メルカプトエタノール等を挙げることができる。共重合反応の反応温度は、０〜120℃が好ましい。
【００３４】
得られた共重合体混合物は、必要に応じて、脱臭処理をすることができる。特に連鎖移動剤としてメルカプトエタノール等のチオールを用いた場合には、不快臭が重合体中に残存しやすいため、脱臭処理をすることが望ましい。
【００３５】
上記の製造方法により得られる共重合体混合物であって酸型のものは、酸型のままでもセメント用分散剤として適用することができるが、酸性によるエステルの加水分解を抑制する観点から、アルカリによる中和によって塩の形にすることが好ましい。このアルカリとしては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、モノ、ジ、トリアルキル（炭素数２〜８）アミン、モノ、ジ、トリアルカノール（炭素数２〜８）アミン等を挙げることができる。（メタ）アクリル酸系重合体をセメント用分散剤として使用する場合は、一部又は完全中和することが好ましい。本発明での共重合体混合物塩とは、この酸型の共重合体混合物を一部又は完全中和した塩のことをいう。なお、酸型の共重合体混合物には、単量体(A2)として一部塩を用いて得られる共重合体混合物も含まれる。
【００３６】
なお、上記の製造方法により得られる共重合体混合物の重量平均分子量〔ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算、カラム：G4000PWXL ＋ G2500PWXL（東ソー（株）製）、溶離液：0.2Mリン酸緩衝液／アセトニトリル＝７／３（体積比）〕は、セメント用分散剤として充分な分散性を得るため、10,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000が特に好ましい。
【００３７】
なお、更に、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル（水酸基を有していてもよい炭素数１〜12のもの）エステル、スチレンスルホン酸等の共重合可能な単量体を併用してもよい。これらは全単量体中50重量％以下、更に30重量％以下の比率で使用できるが、０重量％が好ましい。
【００３８】
〔水溶性高分子(B)〕
(A)以外の水溶性高分子(B)としては、
(B1)非イオン性セルロースエーテル、
(B2)アクリル酸共重合体、
(B3)ポリアルキレングリコール、
(B4)醗酵により得られる多糖類、
(B5)キサンタンガム、
(B6)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノール又は炭素数６〜30のアミン又は炭素数６〜30のカルボン酸に、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体、
(B7)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノールに、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体と、エポキシ基を１個以上有する化合物との反応生成物、
(B8)多糖類又はそのアルキル化もしくはヒドロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子が、炭素数８〜40の炭化水素鎖を部分構造として有する疎水性置換基(P)と、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基及び硫酸エステル基並びにこれらの塩からなる群から選ばれる一種以上の基を部分構造として有するイオン性親水性基(Q)で置換されてなる多糖誘導体、
から選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００３９】
(B1)としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等が挙げられる。
【００４０】
(B2)としては、ポリアクリル酸又はその塩、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アミド等が挙げられる。
【００４１】
(B3)ポリアルキレングリコールとしては、重量平均分子量１万〜５万のポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００４２】
(B4)としては、酵母グルカン、直鎖状又は分岐鎖状β-1,3グルカン等が挙げられる。
【００４３】
(B6)としては、オレイルアルコールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）、ノニルフェノールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）等が挙げられる。また、特開平8-73250号に記載のものが挙げられる。
【００４４】
(B7)としては、オレイルアルコールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）とビニルシクロヘキセンジエポキシドの反応生成物、ステアリルアルコールのEO・POブロック付加物とビニルシクロヘキセンジエポキシドの反応生成物等が挙げられる。また、特開平8-73250号に記載のものが挙げられる。
【００４５】
(B8)としては、特開平11-1355号の請求項１〜３記載の多糖誘導体が挙げられる。
【００４６】
これら水溶性高分子(B)の分子量や置換度等は、水溶性である限り限定されない。また、水溶性高分子(B)は、共重合体混合物(A)に対して分散性が１／10以下、増粘性が10倍以上であることが好ましい。ここで、分散性が１／10以下とは、同一のセメント分散性を発現するための添加量が10倍以上であることを、また増粘性が10倍以上とは、同一のセメント粘性を発現するために添加量が１／10倍以下であることを意味する。
【００４７】
〔セメント分散剤〕
本発明のセメント分散剤は、上記共重合体混合物(A)〔以下(A)成分ともいう〕と水溶性高分子(B)〔以下(B)成分ともいう〕とを任意の比率で併用でき、要求特性によっていずれを主剤とするかを決めればよいが、上記(B1)、(B2)、(B4)、(B6)、(B7)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／0.02〜100／1000が好ましく、100／0.2〜100／1000がより好ましい。また、上記(B3)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／２〜100／5000が好ましく、100／２〜100／3000がより好ましい。また、上記(B5)、(B8)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／0.02〜100／100が好ましく、100／0.2〜100／20がより好ましく、100／0.2〜100／10が特に好ましい。
【００４８】
(A)成分と(B)成分は、コンクリートに対し、予め両者を混合してから添加しても、別々に添加してもよく、先に混練水で稀釈してから添加してもよい。
【００４９】
本発明のセメント分散剤には、前記(A)成分で示した単量体(A1)と単量体(A2)とをモル比を変化させずに共重合して得られた共重合体(C-1)を併用することができる。共重合体(C-1)の製造に用いる単量体は前記単量体(A1)と単量体(A2)で例示したものが挙げられる。共重合体(C-1)は一般式(a1)中のnにより、性能が異なるため、(A)成分と(B)成分の種類や配合量を考慮して、要求特性に適当なnを選定する。具体的には、
（１）一般式(a1)中のnが１以上50未満の単量体を用いた共重合体(C-1-i）
（２）一般式(a1)中のnが50以上110未満の単量体を用いた共重合体(C-1-ii）
（３）一般式(a1)中のnが110以上300以下の単量体を用いた共重合体(C-1-iii）
が挙げられ、それぞれの性能や用途を考慮して(A)成分と(B)成分と併用すればよい。
【００５０】
また、本発明のセメント分散剤には、下記の一般式(c1)で表される単量体の少なくとも１種(C')と、マレイン酸又はその塩もしくは無水物(C'')とを共重合させて得られる共重合体(C-2)を併用してもよい。共重合体(C-2)の重量平均分子量は、300〜300,000が好ましく、5000〜100,000がより好ましい。この分子量は共重合体混合物(A)と同様に測定される。共重合体(C-2)は、マリアリムEKM、マリアリムAKM（共に日本油脂社）、スーパー200（電気化学社）の商品名で市販されているものを使用することもできる。
Rc1O(Rc2O)rRc3 (c1)
（式中、
Rc1：炭素数２〜５のアルケニル基、好ましくはビニル基、アリル基、メタリル基、より好ましくはアリル基
Rc2：炭素数２〜３、好ましくは２のアルキレン基
Rc3：水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基、好ましくはメチル基
r：２〜150、好ましくは２〜90、より好ましくは10〜60、更に好ましくは20〜50の数
を表す。）。
【００５１】
これら共重合体(C-1)、(C-2)（以下、(C)で表す）の使用量は、(A)成分と(B)成分の量を勘案して適宜決定すればよいが、(A)成分の特長を主とする場合は、〔(C)／[(A)＋(C)]〕×100が０超50未満（重量％）が好ましく、より好ましくは０超30未満（重量％）、より好ましくは０超20未満（重量％）である。
【００５２】
また、更に本発明のセメント分散剤には、芳香族スルホン酸の水溶性塩(C-3)を併用することもできる。芳香族系スルホン酸の水溶性塩(C-3)としては、芳香族スルホン酸系重合体の水溶性塩が好ましく、ナフタレンスルホン酸、トリアジン環を有する縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性塩が挙げられる。中でも、トリアジン環を有する縮合物の水溶性塩及びポリスチレンスルホン酸の水溶性塩から選ばれる一種以上が好ましい。本発明の効果からは、トリアジン環を有する縮合物が、更に特にはメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩が好ましい。
【００５３】
メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩は、メラミンにホルムアルデヒドを反応させて得られたN-メチロール化メラミンに重亜硫酸塩を反応させてメチロール基の一部をスルホメチル化し、次いで酸を加えてメチロール基を脱水縮合させてホルマリン縮合物とし、アルカリで中和して得られる公知の分散剤である（例えば特公昭63−37058号公報参照）。アルカリとしては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、モノ、ジ、トリアルキル（炭素数２〜８）アミン、モノ、ジ、トリアルカノール（炭素数２〜８）アミン等を挙げることができる。市販品として、マイティ150V-2（花王（株）製）、SMF-PG（日産化学工業（株））、メルフロー（三井化学（株））、メルメントF-10（昭和電工（株）製）等がある。ポリスチレンスルホン酸塩は、ポリスチレンのスルホン化物やスチレンスルホン酸を重合すること等により製造され、市販品としてグラリオンS-8（ライオン（株）製）が挙げられる。芳香族系スルホン酸の水溶性塩(C-3)の分子量は、1000〜10万、更に5000〜５万、特に5000〜２万が好ましい（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換算）。
【００５４】
上記(C-3)と共重合体混合物(A)との重量比は、(A)／(C-3)＝100／１〜100／100が好ましく、100／５〜100／50がより好ましく、100／５〜100／30がより好ましい。一般に、(A)成分は、コンクリートの多様な製造条件に対して汎用性は高いが、上記の比率で更に(C-3)を併用することで、混練初期のコンクリートの流動性がより安定となる。
【００５５】
本発明のセメント分散剤は、その他の添加剤（材）を含有することもできる。
例えば、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸（塩）、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル（塩）、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテルリン酸エステル（塩）、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等のＡＥ剤；遅延剤；起泡剤；増粘剤；珪砂；ＡＥ減水剤；塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸（塩）、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤；発泡剤；樹脂酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤；高炉スラグ；流動化剤；消泡剤；防泡剤；フライアッシュ；高性能減水剤；シリカヒューム；亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等の防錆剤；水溶性高分子；（メタ）アクリル酸アルキル等の高分子エマルジョンが挙げられる。
【００５６】
本発明のセメント分散剤は、生コンクリート、コンクリート振動製品分野の外、セルフレベリング用、耐火物用、プラスター用、石膏スラリー用、軽量又は重量コンクリート用、ＡＥ用、補修用、プレパックド用、トレーミー用、グラウト用、寒中用等の種々のコンクリートの何れの分野においても有用である。本発明のセメント分散剤は、セメントに対して0.01〜5.0重量％（固形分として）、特に0.05〜2.0重量％の比率で使用されるのが好ましい。
【００５７】
【実施例】
＜共重合体混合物(A)＞
表１及び表２に示す共重合体混合物を製造した。その際、単量体(A1)と(A2)のモル比(A1)／(A2)を反応途中において変化させた。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
（注）
表１及び表２中、MPEGMMは、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの略であり、（ ）内の数字はエチレンオキシド平均付加モル数である（以下同様）。また、MAAはメタクリル酸である（以下同様）。また、表２中、「-Na」はナトリウム塩であることを意味する。なお、表１、２中の共重合体混合物は以下の製造例に準じて製造した。
【００６１】
＜製造例１：共重合体混合物A-I及びA-I-Naの製造＞
温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水423重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で70℃まで昇温した後、MPEGMM(9)を44.9重量部、メタクリル酸18.2重量部を混合した滴下用単量体液（１）と５％−２−メルカプトエタノール酸水溶液14.2重量部と５％過硫酸アンモニウム水溶液13.8重量部の３液を同時に15分間で滴下し、次いで、MPEGMM(9)を250.5重量部、メタクリル酸65.2重量部を混合した滴下用単量体液（２）と５％−２−メルカプトエタノール酸水溶液59.2重量部と５％過硫酸アンモニウム水溶液57.6重量部の３液を75分間で滴下し合計90分間で滴下を終了させた。滴下終了後、同温で１時間熟成し５％過硫酸アンモニウム水溶液21.4重量部を10分かけて滴下した後、70℃で２時間熟成させ重合反応を完結させ、表１に示す共重合体混合物A-Iを得た。
【００６２】
さらに、48％水酸化ナトリウム水溶液57重量部を加えて中和し、表２に示す共重合体混合物A-I-Naを得た。この共重合体混合物A-I-Naの５重量％水溶液のpHは6.0（20℃）であった。
【００６３】
なお、表１及び表２において、(A1)／(A2)のモル比を１回変化させた共重合体混合物A-II、A-III、A-V、A-II-Na、A-III-Na、A-V-Naは、この製造例１に準じて製造した。
【００６４】
＜製造例２：共重合体混合物A-IV及びA-IV-Naの製造＞
ガラス製反応容器に水329.9重量部を仕込み、窒素置換後、窒素雰囲気下で78℃まで昇温した。次に、MPEGMM(120)の60％水溶液216.4重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液75.5重量部、メタクリル酸38.3重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液27.7重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液30.8重量部とを55分で滴下し、MPEGMM(120)の60％水溶液78.7重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液32.1重量部、メタクリル酸9.7重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液8.2重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液9.2重量部とを20分で滴下し、更にMPEGMM(120)の60％水溶液59.0重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液26.0重量部、メタクリル酸5.6重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液5.4重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液6.0重量部とを15分で滴下した。滴下時間ごとのモル比(A1)／(A2)を表１に示す。滴下終了後、60分間78℃で熟成させた後、５％過硫酸アンモニウム水溶液20.7重量部を５分で添加した。更に120分間78℃で熟成し、表１に示す共重合体混合物A-IVを得た。
【００６５】
さらに、48％水酸化ナトリウム水溶液20.8重量部を加えて、表２に示す共重合体混合物A-IV-Naを得た。この共重合体混合物A-IV-Naの５重量％水溶液のpH（20℃）は5.9であった。
【００６６】
＜(B)成分＞
下記に示す(B)成分を使用した。
・B-I：メチルセルロース（メトローズ605H、信越化学社製）
・B-II：ポリアクリル酸アミド（ハイビスコワ-103、和光純薬工業社製）
・B-III：ポリエチレングリコール（PEG20000、三洋化成社製）
・B-IV：β−1,3-グルカン（ビオポリ、武田薬品工業社製）
・B-V：キサンタンガム（ケルザン、大日本製薬社製）
・B-VI：オレイルアルコールのEO平均200モル付加物（エマルゲン3200、花王（株）製）
・B-VII：オレイルアルコールのEO平均200モル付加物と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応生成物（ビスサーフH、花王（株）製）
・B-VIII：ポリエチレングリコール（重量平均分子量10000）と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応生成物（特開平8-73250号の製造例12の水溶性高分子No.12）
・B-IX：下記の方法で得られたヒドロキシエチルセルロース誘導体
▲１▼攪拌機、温度計及び冷却管を備えた1000mlのガラス製セパラブル反応容器に、重量平均分子量約80万、ヒドロキシエチル基の置換度1.8のヒドロキシエチルセルロース（HEC-QP15000H、ユニオンカーバイド社製）50ｇ、85％イソプロピルアルコール(IPA)260ｇ及び48％水酸化ナトリウム水溶液3.3ｇを加えてスラリー液を調製し、窒素雰囲気下室温で30分間攪拌した。これにステアリルグリシジルエーテル1.21ｇを加え、80℃で９時間反応させて疎水化を行った。疎水化反応終了後、反応液を酢酸で中和し、反応生成物をろ別した。反応生成物を80％アセトン500ｇで２回洗浄し、減圧下70℃で１昼夜乾燥し、疎水化度0.0032のヒドロキシエチルセルロース(HEC)誘導体48.7ｇを得た。
▲２▼攪拌機、温度計及びジムロート冷却管を備え、窒素置換した500mlの四つ口フラスコ内に、上記▲１▼で得た疎水化HEC誘導体10.0ｇ及び80％IPA 80.0ｇを仕込み、窒素雰囲気下、室温で以下の要領で撹拌した。まず、48％水酸化ナトリウム水溶液0.68ｇを仕込んで15分間撹拌した。50℃に昇温後、イオン交換水0.7ｇ、30％-3-クロロ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム(CHPS)水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。50℃で１時間撹拌した後、更にIPA 24.23ｇ、30％CHPS水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。更に、50℃で１時間撹拌した後、更にIPA 24.23ｇ、30％CHPS水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。更に50℃で３時間撹拌した後、氷水で反応液を室温以下にまで冷却し、塩酸で中和してからろ別した。
ろ別した生成物を70％IPAで３回洗浄を行い、更にIPA 100ｇで２回洗浄を行い、減圧下70℃で１昼夜乾燥し、オクタデシル基と3-スルホ-2-ヒドロキシプロピル基で置換されたヒドロキシエチルセルロース誘導体（b-IX）10.44ｇを得た。得られたヒドロキシエチルセルロース誘導体のオクタデシル基の置換度は0.0032、3-スルホ-2-ヒドロキシプロピル基の置換度は0.332であった。
【００６７】
＜共重合体(C)＞
表３に示す共重合体を製造した。その際、単量体(C1)と(C2)の重量比は一定とした。
【００６８】
【表３】
【００６９】
（注）
表３中、AEはメトキシポリエチレングリコール（ｎ＝40）モノアリルエーテルの略である。
【００７０】
＜コンクリート試験条件＞
（１）材料
Ｗ＝水道水
Ｃ＝普通ポルトランドセメント（比重＝3.16）
LC＝石灰石微粉末（比重＝2.70、ブレーン値＝5200）
細骨材＝関東君津産（比重＝2.63）
粗骨材＝茨城産砕骨（比重＝2.62）
Ｗ／Ｃ＝（Ｗの単位重量／Ｃの単位重量）×100％
ｓ／ａ＝〔細骨材容積／（細骨材容積＋粗骨材容積）〕×100％
（２）配合
上記材料により調製したコンクリートの配合を表４に示す。
【００７１】
【表４】
【００７２】
＜実施例1-1〜1-13及び比較例1-1〜1-3＞
上記の(A)〜(C)成分を表５のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合Ｉにより、以下の評価を行った。評価は室温20℃で行った。結果を表５に示す。
【００７３】
(i)性能評価
コンクリート30リットル分の材料と分散剤を、強制２軸ミキサー（50リットル）に投入し、90秒間混練し、排出直後の以下の性能を評価した。
【００７４】
(i-1)添加率
初期スランプフロー値〔高流動コンクリート施工指針（コンクリートライブラリー93）〕が650±10mmとなるのに要する分散剤〔(A)成分又は(C)成分と、(B)成分〕固形分の総粉体に対する添加率を測定する。数値が小さい程、分散性が良い。
【００７５】
(i-2)スランプフロー値
上記添加率測定の際の初期スランプフロー値である。
【００７６】
(i-3)流下時間
スランプフロー値650±10mm〔高流動コンクリート施工指針（コンクリートライブラリー93）〕のコンクリートから目開き５mmの篩で粗骨材を分離して得たモルタルを、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、下部排出開口を開放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、これを粘性の評価に用いた。流下時間が短いほどコンクリートの粘性が低い。
【００７７】
【表５】
【００７８】
表中、Xは、共重合体混合物(A)の製造の際の全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比、Yは、共重合体(C)の製造の際の全単量体に対する単量体(C2)の平均重量比である（以下同様）。
【００７９】
また、セメント分散剤の添加率を表５の量とし、コンクリート配合Ｉにおける水（Ｗ）の量を表６のように変化させた場合の評価を上記と同様に行った。結果を表６に示す。
【００８０】
【表６】
【００８１】
比較例1-1から、水溶性高分子(B)を含有しない系では、流下時間が短く、材料分離抵抗性が低いので、単位水量が増加すると流下時間は更に短くなり、材料分離抵抗性は大幅に低下することがわかる。比較例1-2、1-3から、共重合体(C)と水溶性高分子(B)の併用系では、単位水量が増加すると、材料分離抵抗性が大幅に低下することがわかる。
【００８２】
実施例1-1〜1-13から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)の併用系は、単位水量の変動に対しても、流下時間の変動が少なく、材料分離抵抗性の安定性に優れていることがわかる。
【００８３】
＜実施例2-1〜2-12及び比較例2-1＞
上記の(A)〜(C)成分を表７のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合IIにより（但し、比較例2-1は配合III）、添加率、スランプフロー値及び流下時間を前記同様に評価した。また、JIS A 6204のプロテクター貫入抵抗試験による凝縮時間の測定を行った。その際の評価時間（始発時間）は、５時間以上７時間未満をランクＩ、７時間以上９時間未満をランクII、９時間以上11時間未満をランクIIIとした。評価は室温20℃で行った。結果を表７に示す。
【００８４】
【表７】
【００８５】
＊比較例2-1はコンクリート配合III、実施例2-1〜2-12はコンクリート配合IIにより評価した。また、比較例2-1のスランプフロー値は、添加率を上げても650±10mmにならなかった。
【００８６】
比較例2-1から、配合IIIのような微粉体を配合しないコンクリート処方に対しては、水溶性高分子(B)を併用しないと、材料分離抵抗性が不十分で、共重合体混合物(A)の量が多くても流動性（スランプフロー値）が確保できないことがわかる。
【００８７】
実施例2-1〜2-12から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)とを併用すると、流動性（スランプフロー値）と材料分離抵抗性が確保でき、水溶性高分子(B)としては、(B8)に属するB-IXが好適であることがわかる。
【００８８】
＜実施例3-1〜3-12及び比較例3-1＞
上記の(A)〜(C)成分を表８、９のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合IIIにより、添加率及び流下時間を前記同様に評価した。また、流動性の保持性を初期スランプフロー値に対する、30分後のスランプフロー値の百分率で評価した。数値が大きい程、分散保持性が良い。なお、評価は、室温20℃〔コンクリート温度(CT)＝22℃〕と室温８℃〔CT＝10℃〕で行った。結果を表８、９に示す。
【００８９】
【表８】
【００９０】
【表９】
【００９１】
比較例3-1から、共重合体混合物(A)と共重合体(C)の併用系では、分散保持性及び分離抵抗性が、温度変化に対して不安定であることがわかる。
【００９２】
実施例3-1〜3-3、3-7〜3-9から、平均重量比の異なる共重合体混合物(A)を併用すると、分散保持性及び材料分離抵抗性が、温度変化に対してより安定であることがわかる。また、実施例3-4〜3-6、3-10〜3-12から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)の併用系に共重合体(C)を併用すると、分散性、分散保持性、材料分離抵抗性の１つあるいは複数において、より良好な結果が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で流下時間の測定に用いた装置を示す概略図
【符号の説明】
１…上部投入開口
２…下部排出開口
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント分散剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高流動性コンクリートは、従来のいわゆる固練りコンクリートに比べ、モルタルの流動性を大きくしてコンクリート全体を自重に基づく応力だけで流動させようとするもので、モルタルが流動する際に、粗骨材がモルタルから分離することなくモルタルと共に移動できるような性質（分離抵抗性）をモルタルに付与することが技術上のポイントである。モルタルに適度な流動性と分離抵抗性を付与するものとして、(1)粉体系高流動コンクリート（セメントよりも微細な無機粉体を配合）、(2)増粘剤系高流動コンクリート（水溶性高分子を主成分とする増粘剤を配合）が知られている。
【０００３】
また、過度に増水することなく、モルタル中の多量の粉体を分散したり、充填工程が終了するまでモルタルの流動性を維持するためには、高性能減水剤の使用が実質的に不可欠である。そのような高性能減水剤として、ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステル系単量体と（メタ）アクリル酸系単量体とから製造された共重合体が知られている。この種の共重合体においては、アルキレンオキサイド（以下AOという）の付加モル数（以下、ｎで表す）やモノマー比を変化させることで、特徴的な性能を付与することが可能であることが開示されている。例えば、特許第2774445号（特開平7-223852号）には、ｎが110以上の単量体を用いることが、特開昭58-74552号には、ｎが１〜100の単量体を用いることが、特開平8-12396号には、ｎが50〜100の単量体を用いることが記載されている。また、ｎの異なる２種以上の単量体を共重合したポリカルボン酸系セメント分散剤として、特許第2992532号（特開平11-335150号）には、ｎが100以上の単量体を用いた共重合体とｎが１〜99の単量体を用いた共重合体の併用が、特開平7-247150号には、ｎが110〜300と１〜30の単量体を共重合した分散剤が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の粉体系高流動コンクリートは、配合系の水量によって分離抵抗性が大きく変動する。特にこの系に用いられる細骨材は、水が付着あるいは浸透しやすく、そのまま使用された場合に、配合系の水量の調整をしないと水量が過剰となり、影響が大きくなる。また、上記の増粘剤系高流動コンクリートは、使用量が多いとコンクリートの凝結遅延をもたらす場合がある。更に、上記のAO付加型の高性能減水剤は、単独で使用すると、配合条件が多岐に渡り、年間を通じて広い範囲で温度が変動する実際の高流動コンクリートの製造条件に対して、汎用性が低い。
【０００５】
従って、本発明の課題は、多様な配合系においてもコンクリート、特に高流動コンクリートの流動性を安定させ、且つ分離抵抗性を適正化ないし安定化できるセメント分散性を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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又は該共重合体混合物をアルカリで中和した共重合体混合物塩〔以下、両者を共重合体混合物(A)という〕と、共重合体混合物(A)以外の水溶性高分子(B)とを含有するセメント分散剤に関する。
【０００７】
【化３】
（式中、
R1，R2：水素原子又はメチル基
m：０〜２の数
R3：水素原子又は-COO(AO)nX
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
n：２〜300の数
X：水素原子又は炭素数１〜18のアルキル基
を表す。）
【０００９】
【化４】
（式中、
R4〜R6：水素原子、メチル基又は(CH2)m1COOM2であり、(CH2)m1COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m1COOM2と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM1，M2は存在しない。
M1，M2：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
m1：０〜２の数
を表す。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔共重合体混合物(A)〕
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（以下EOという）、プロピレンオキシド（以下POという）付加物が好ましく用いられ、R3は水素原子が好ましく、pは１が、m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。
【００１２】
一般式(a1)で表される単量体(A1)のAO付加モル数nは小さくなると硬化速度、分散性、粘性が低減される傾向にあり、nが大きくなるとこれらは増加する傾向にある。従って、目的とする性能に合わせてnを選べばよい。
【００１３】
例えば、コンクリートの初期強度発現性を重視する場合は、80≦nであることが好ましく、より好ましくは90≦n、さらに好ましくは100≦n、最も好ましくは110≦nであることである。また、300＜nでは、分散性が低下し、製造の際の重合性も低下するので、より好ましくはn≦200、さらに好ましくはn≦150、特に好ましくはn≦130である。
【００１４】
コンクリートの粘性低減を重視する場合は、２≦n≦100が好ましく、より好ましくは５≦n≦80、さらに好ましくは５≦n≦50、最も好ましくは５≦n≦30である。
【００１５】
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、n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。
【００１６】
【化５】
（式中、
Ra1：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
n1：12〜300の数
X1：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。）
【００１８】
【化６】
（式中、
Ra2：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
n2：２〜290の数（ただし、一般式(a1-1)中のn1との関係は、n1＞n2且つ（n1−n2）≧10、好ましくは≧30、更に好ましくは≧50である。）
X2：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。）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
このような条件の下で、12≦n1≦300、２≦n2≦290、n2＋10≦n1であることが好ましく、より好ましくはn2＋30≦n1、さらに好ましくはn2＋50≦n1であれば、両者の性能が顕著に発現する。さらに好ましくは80≦n1≦300、２≦n2＜50、より好ましくは100≦n1≦300、２≦n2＜30、特に好ましくは110≦n1≦300、２≦n2＜10からn1、n2を選ぶことである。
【００２３】
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る。
【００２４】
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。そして、本発明では、共重合体混合物(A)のうち、共重合体混合物(A-1)を製造するための全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比(XI)と異なる平均重量比(XII)により得られた共重合体混合物(A-2)を併用することが好ましい。すなわち、共重合体混合物(A-2)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であって、これらのモル比(A1)／(A2)は反応途中において少なくとも１回変化されており、該共重合体混合物(A-2)を製造するための全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比(XII)が、共重合体混合物(A-1)の平均重量比(XI)とは異なるものである。平均重量比は、〔単量体(A2)の合計量／全単量体量〕×100（重量％）で表され、それぞれ１〜30（重量％）の範囲にあることが好ましい。なお、以下この平均重量比を「(A2)平均重量比」という場合もある。また、この平均重量比(XI)、(XII)は、少なくとも1.0（重量％）、更に少なくとも2.0（重量％）、特に少なくとも3.0（重量％）相違することが好ましい。なお、共重合体混合物(A-1)と(A-2)とで、製造に用いる単量体(A1)、(A2)の種類が異なっていても、本発明では平均重量比(XI)、(XII)が異なっていればよいが、単量体(A1)、(A2)として同一の種類のものを用いるのが好ましい。
【００２５】
本発明では、共重合体混合物(A-1)の平均重量比(XI)が、１〜30重量％、更に７〜20重量％、特に８〜16重量％であることが好ましい。そして、この共重合体混合物(A-1)を主剤として、配合系を組み立てると、各性能のバランスのよいコンクリート減水剤を得られる。
【００２６】
本発明においては、共重合体混合物(A-2)として、(A2)平均重量比の異なる複数の単量体混合物からそれぞれ得られた複数の共重合体を用いることができる。
実用的な面から、(A2)平均重量比の異なる１〜３つの単量体混合物からそれぞれ得られた１〜３つの共重合体混合物を用いるのが好ましい。共重合体混合物(A-2)として１つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全部で２つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそれらを共重合体混合物(Ai)、(Aii)とし、これらの(A2)平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)とすると、
５≦(Xi)＜８（重量％）
８≦(Xii)≦16
であることが好ましい。また、共重合体混合物(A-2)として２つの共重合体混合物を用いる場合、すなわち全部で３つの共重合体混合物を使用する場合、便宜的にそれらを共重合体混合物(Ai)、(Aii)、(Aiii)とし、これらの(A2)平均重量比をそれぞれ(Xi)、(Xii)、(Xiii)とすると、
５≦(Xi)＜８（重量％）
８≦(Xii)≦16（重量％）
16＜(Xiii)≦30（重量％）
であることが好ましい。
【００２７】
(A2)平均重量比が異なる共重合体混合物が多数存在することで広い範囲のW/Cとコンクリート温度で良好な分散性と分散保持性が発現する。特に長時間にわたる分散保持性が安定になる。その結果、W/Cの変動や温度の変動にも十分対応できるセメント分散剤となる。
【００２８】
上記の通り、本発明のセメント分散剤は、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-1)、好ましくは更に共重合体混合物(A-2)を含有するが、何れにおいても、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。該モル比の変化は、増加、減少、それらの組み合わせの何れでもよい良い。該モル比を段階的ないし断続的に変化させる場合は、変化の回数は１〜10回、特に１〜５回が好ましい。また、該モル比を連続的に変化させる場合は直線的な変化、指数関数的な変化、その他の変化の何れでもよいが、変化の度合いは１分あたり0.0001から0.2、更に0.0005から0.1、特に0.001から0.05が好ましい。また、該モル比は、変化前後のモル比(A1)／(A2)の少なくとも何れかが0.02〜４の範囲にあることが好ましく、特に変化前後のモル比(A1)／(A2)が共に0.02〜４の範囲にあることが好ましい。また、前記したようにモル比の変化は種々の態様があるが、何れの場合も、全共重合反応における該モル比(A1)／(A2)の最大値と最小値の差が、少なくとも0.05、特に0.05〜2.5の範囲にあることが好ましい。
【００２９】
本発明の共重合体混合物(A)は、(A1)／(A2)モル比を少なくとも１回変化させて重合する工程を有する製造方法により得られるが、具体的には、単量体(A1)の水溶液の滴下開始と同時に、単量体(A2)の滴下を開始し、それぞれのモル比が、所定範囲となるように滴下流量（重量部／分）を変化させて所定時間滴下する方法が挙げられる。この方法では、単量体(A1)／(A2)モル比の変化量（最大値と最小値の差）は、0.05〜2.5が好ましく、より好ましくは0.1〜２である。この方法のように反応途中で一回でもモル比を変化させることで得られた共重合体混合物(A)は、一定の(A1)／(A2)モル比で反応させて得られる共重合体より(A1)／(A2)モル比の分布が広い多数の共重合体の混合物であると推測される。
【００３０】
なお、単量体の総重量の30％以上、特には50〜100％を上記のように滴下流量を変化させて製造することが好ましい。
【００３１】
重合反応は溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ｎ−ヘキサン等の脂肪族炭化水素；酢酸エチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等を挙げることができる。これらの中でも、取り扱いが容易で、単量体、重合体の溶解性の点から、水、低級アルコールが好ましい。
【００３２】
共重合反応においては、重合開始剤を添加することができる。重合開始剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、ニトリル系化合物、アゾ系化合物、ジアゾ系化合物、スルフィン酸系化合物等を挙げることができる。重合開始剤の添加量は、単量体(A1)、単量体(A2)及び他の単量体の合計に対して0.05〜50モル％が好ましい。
【００３３】
共重合反応においては、連鎖移動剤を添加することができる。連鎖移動剤としては、低級アルキルメルカプタン、低級メルカプト脂肪酸、チオグリセリン、チオリンゴ酸、2-メルカプトエタノール等を挙げることができる。共重合反応の反応温度は、０〜120℃が好ましい。
【００３４】
得られた共重合体混合物は、必要に応じて、脱臭処理をすることができる。特に連鎖移動剤としてメルカプトエタノール等のチオールを用いた場合には、不快臭が重合体中に残存しやすいため、脱臭処理をすることが望ましい。
【００３５】
上記の製造方法により得られる共重合体混合物であって酸型のものは、酸型のままでもセメント用分散剤として適用することができるが、酸性によるエステルの加水分解を抑制する観点から、アルカリによる中和によって塩の形にすることが好ましい。このアルカリとしては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、モノ、ジ、トリアルキル（炭素数２〜８）アミン、モノ、ジ、トリアルカノール（炭素数２〜８）アミン等を挙げることができる。（メタ）アクリル酸系重合体をセメント用分散剤として使用する場合は、一部又は完全中和することが好ましい。本発明での共重合体混合物塩とは、この酸型の共重合体混合物を一部又は完全中和した塩のことをいう。なお、酸型の共重合体混合物には、単量体(A2)として一部塩を用いて得られる共重合体混合物も含まれる。
【００３６】
なお、上記の製造方法により得られる共重合体混合物の重量平均分子量〔ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算、カラム：G4000PWXL ＋ G2500PWXL（東ソー（株）製）、溶離液：0.2Mリン酸緩衝液／アセトニトリル＝７／３（体積比）〕は、セメント用分散剤として充分な分散性を得るため、10,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000が特に好ましい。
【００３７】
なお、更に、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル（水酸基を有していてもよい炭素数１〜12のもの）エステル、スチレンスルホン酸等の共重合可能な単量体を併用してもよい。これらは全単量体中50重量％以下、更に30重量％以下の比率で使用できるが、０重量％が好ましい。
【００３８】
〔水溶性高分子(B)〕
(A)以外の水溶性高分子(B)としては、
(B1)非イオン性セルロースエーテル、
(B2)アクリル酸共重合体、
(B3)ポリアルキレングリコール、
(B4)醗酵により得られる多糖類、
(B5)キサンタンガム、
(B6)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノール又は炭素数６〜30のアミン又は炭素数６〜30のカルボン酸に、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体、
(B7)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノールに、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体と、エポキシ基を１個以上有する化合物との反応生成物、
(B8)多糖類又はそのアルキル化もしくはヒドロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子が、炭素数８〜40の炭化水素鎖を部分構造として有する疎水性置換基(P)と、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基及び硫酸エステル基並びにこれらの塩からなる群から選ばれる一種以上の基を部分構造として有するイオン性親水性基(Q)で置換されてなる多糖誘導体、
から選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００３９】
(B1)としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等が挙げられる。
【００４０】
(B2)としては、ポリアクリル酸又はその塩、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アミド等が挙げられる。
【００４１】
(B3)ポリアルキレングリコールとしては、重量平均分子量１万〜５万のポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００４２】
(B4)としては、酵母グルカン、直鎖状又は分岐鎖状β-1,3グルカン等が挙げられる。
【００４３】
(B6)としては、オレイルアルコールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）、ノニルフェノールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）等が挙げられる。また、特開平8-73250号に記載のものが挙げられる。
【００４４】
(B7)としては、オレイルアルコールのEO付加物（nは30〜500が好ましく、30〜300が更に好ましい。）とビニルシクロヘキセンジエポキシドの反応生成物、ステアリルアルコールのEO・POブロック付加物とビニルシクロヘキセンジエポキシドの反応生成物等が挙げられる。また、特開平8-73250号に記載のものが挙げられる。
【００４５】
(B8)としては、特開平11-1355号の請求項１〜３記載の多糖誘導体が挙げられる。
【００４６】
これら水溶性高分子(B)の分子量や置換度等は、水溶性である限り限定されない。また、水溶性高分子(B)は、共重合体混合物(A)に対して分散性が１／10以下、増粘性が10倍以上であることが好ましい。ここで、分散性が１／10以下とは、同一のセメント分散性を発現するための添加量が10倍以上であることを、また増粘性が10倍以上とは、同一のセメント粘性を発現するために添加量が１／10倍以下であることを意味する。
【００４７】
〔セメント分散剤〕
本発明のセメント分散剤は、上記共重合体混合物(A)〔以下(A)成分ともいう〕と水溶性高分子(B)〔以下(B)成分ともいう〕とを任意の比率で併用でき、要求特性によっていずれを主剤とするかを決めればよいが、上記(B1)、(B2)、(B4)、(B6)、(B7)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／0.02〜100／1000が好ましく、100／0.2〜100／1000がより好ましい。また、上記(B3)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／２〜100／5000が好ましく、100／２〜100／3000がより好ましい。また、上記(B5)、(B8)を用いる場合、両者の重量比は、(A)成分／(B)成分＝100／0.02〜100／100が好ましく、100／0.2〜100／20がより好ましく、100／0.2〜100／10が特に好ましい。
【００４８】
(A)成分と(B)成分は、コンクリートに対し、予め両者を混合してから添加しても、別々に添加してもよく、先に混練水で稀釈してから添加してもよい。
【００４９】
本発明のセメント分散剤には、前記(A)成分で示した単量体(A1)と単量体(A2)とをモル比を変化させずに共重合して得られた共重合体(C-1)を併用することができる。共重合体(C-1)の製造に用いる単量体は前記単量体(A1)と単量体(A2)で例示したものが挙げられる。共重合体(C-1)は一般式(a1)中のnにより、性能が異なるため、(A)成分と(B)成分の種類や配合量を考慮して、要求特性に適当なnを選定する。具体的には、
（１）一般式(a1)中のnが１以上50未満の単量体を用いた共重合体(C-1-i）
（２）一般式(a1)中のnが50以上110未満の単量体を用いた共重合体(C-1-ii）
（３）一般式(a1)中のnが110以上300以下の単量体を用いた共重合体(C-1-iii）
が挙げられ、それぞれの性能や用途を考慮して(A)成分と(B)成分と併用すればよい。
【００５０】
また、本発明のセメント分散剤には、下記の一般式(c1)で表される単量体の少なくとも１種(C')と、マレイン酸又はその塩もしくは無水物(C'')とを共重合させて得られる共重合体(C-2)を併用してもよい。共重合体(C-2)の重量平均分子量は、300〜300,000が好ましく、5000〜100,000がより好ましい。この分子量は共重合体混合物(A)と同様に測定される。共重合体(C-2)は、マリアリムEKM、マリアリムAKM（共に日本油脂社）、スーパー200（電気化学社）の商品名で市販されているものを使用することもできる。
Rc1O(Rc2O)rRc3 (c1)
（式中、
Rc1：炭素数２〜５のアルケニル基、好ましくはビニル基、アリル基、メタリル基、より好ましくはアリル基
Rc2：炭素数２〜３、好ましくは２のアルキレン基
Rc3：水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基、好ましくはメチル基
r：２〜150、好ましくは２〜90、より好ましくは10〜60、更に好ましくは20〜50の数
を表す。）。
【００５１】
これら共重合体(C-1)、(C-2)（以下、(C)で表す）の使用量は、(A)成分と(B)成分の量を勘案して適宜決定すればよいが、(A)成分の特長を主とする場合は、〔(C)／[(A)＋(C)]〕×100が０超50未満（重量％）が好ましく、より好ましくは０超30未満（重量％）、より好ましくは０超20未満（重量％）である。
【００５２】
また、更に本発明のセメント分散剤には、芳香族スルホン酸の水溶性塩(C-3)を併用することもできる。芳香族系スルホン酸の水溶性塩(C-3)としては、芳香族スルホン酸系重合体の水溶性塩が好ましく、ナフタレンスルホン酸、トリアジン環を有する縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性塩が挙げられる。中でも、トリアジン環を有する縮合物の水溶性塩及びポリスチレンスルホン酸の水溶性塩から選ばれる一種以上が好ましい。本発明の効果からは、トリアジン環を有する縮合物が、更に特にはメラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩が好ましい。
【００５３】
メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶性塩は、メラミンにホルムアルデヒドを反応させて得られたN-メチロール化メラミンに重亜硫酸塩を反応させてメチロール基の一部をスルホメチル化し、次いで酸を加えてメチロール基を脱水縮合させてホルマリン縮合物とし、アルカリで中和して得られる公知の分散剤である（例えば特公昭63−37058号公報参照）。アルカリとしては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、モノ、ジ、トリアルキル（炭素数２〜８）アミン、モノ、ジ、トリアルカノール（炭素数２〜８）アミン等を挙げることができる。市販品として、マイティ150V-2（花王（株）製）、SMF-PG（日産化学工業（株））、メルフロー（三井化学（株））、メルメントF-10（昭和電工（株）製）等がある。ポリスチレンスルホン酸塩は、ポリスチレンのスルホン化物やスチレンスルホン酸を重合すること等により製造され、市販品としてグラリオンS-8（ライオン（株）製）が挙げられる。芳香族系スルホン酸の水溶性塩(C-3)の分子量は、1000〜10万、更に5000〜５万、特に5000〜２万が好ましい（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換算）。
【００５４】
上記(C-3)と共重合体混合物(A)との重量比は、(A)／(C-3)＝100／１〜100／100が好ましく、100／５〜100／50がより好ましく、100／５〜100／30がより好ましい。一般に、(A)成分は、コンクリートの多様な製造条件に対して汎用性は高いが、上記の比率で更に(C-3)を併用することで、混練初期のコンクリートの流動性がより安定となる。
【００５５】
本発明のセメント分散剤は、その他の添加剤（材）を含有することもできる。
例えば、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸（塩）、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル（塩）、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテルリン酸エステル（塩）、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等のＡＥ剤；遅延剤；起泡剤；増粘剤；珪砂；ＡＥ減水剤；塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸（塩）、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤；発泡剤；樹脂酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤；高炉スラグ；流動化剤；消泡剤；防泡剤；フライアッシュ；高性能減水剤；シリカヒューム；亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等の防錆剤；水溶性高分子；（メタ）アクリル酸アルキル等の高分子エマルジョンが挙げられる。
【００５６】
本発明のセメント分散剤は、生コンクリート、コンクリート振動製品分野の外、セルフレベリング用、耐火物用、プラスター用、石膏スラリー用、軽量又は重量コンクリート用、ＡＥ用、補修用、プレパックド用、トレーミー用、グラウト用、寒中用等の種々のコンクリートの何れの分野においても有用である。本発明のセメント分散剤は、セメントに対して0.01〜5.0重量％（固形分として）、特に0.05〜2.0重量％の比率で使用されるのが好ましい。
【００５７】
【実施例】
＜共重合体混合物(A)＞
表１及び表２に示す共重合体混合物を製造した。その際、単量体(A1)と(A2)のモル比(A1)／(A2)を反応途中において変化させた。
【００５８】
【表１】
【表２】
（注）
表１及び表２中、MPEGMMは、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの略であり、（ ）内の数字はエチレンオキシド平均付加モル数である（以下同様）。また、MAAはメタクリル酸である（以下同様）。また、表２中、「-Na」はナトリウム塩であることを意味する。なお、表１、２中の共重合体混合物は以下の製造例に準じて製造した。
【００６１】
＜製造例１：共重合体混合物A-I及びA-I-Naの製造＞
温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水423重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で70℃まで昇温した後、MPEGMM(9)を44.9重量部、メタクリル酸18.2重量部を混合した滴下用単量体液（１）と５％−２−メルカプトエタノール酸水溶液14.2重量部と５％過硫酸アンモニウム水溶液13.8重量部の３液を同時に15分間で滴下し、次いで、MPEGMM(9)を250.5重量部、メタクリル酸65.2重量部を混合した滴下用単量体液（２）と５％−２−メルカプトエタノール酸水溶液59.2重量部と５％過硫酸アンモニウム水溶液57.6重量部の３液を75分間で滴下し合計90分間で滴下を終了させた。滴下終了後、同温で１時間熟成し５％過硫酸アンモニウム水溶液21.4重量部を10分かけて滴下した後、70℃で２時間熟成させ重合反応を完結させ、表１に示す共重合体混合物A-Iを得た。
【００６２】
さらに、48％水酸化ナトリウム水溶液57重量部を加えて中和し、表２に示す共重合体混合物A-I-Naを得た。この共重合体混合物A-I-Naの５重量％水溶液のpHは6.0（20℃）であった。
【００６３】
なお、表１及び表２において、(A1)／(A2)のモル比を１回変化させた共重合体混合物A-II、A-III、A-V、A-II-Na、A-III-Na、A-V-Naは、この製造例１に準じて製造した。
【００６４】
＜製造例２：共重合体混合物A-IV及びA-IV-Naの製造＞
ガラス製反応容器に水329.9重量部を仕込み、窒素置換後、窒素雰囲気下で78℃まで昇温した。次に、MPEGMM(120)の60％水溶液216.4重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液75.5重量部、メタクリル酸38.3重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液27.7重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液30.8重量部とを55分で滴下し、MPEGMM(120)の60％水溶液78.7重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液32.1重量部、メタクリル酸9.7重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液8.2重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液9.2重量部とを20分で滴下し、更にMPEGMM(120)の60％水溶液59.0重量部、MPEGMM(9)の90％水溶液26.0重量部、メタクリル酸5.6重量部の混合液と５％過硫酸アンモニウム水溶液5.4重量部と５％−２−メルカプトエタノール水溶液6.0重量部とを15分で滴下した。滴下時間ごとのモル比(A1)／(A2)を表１に示す。滴下終了後、60分間78℃で熟成させた後、５％過硫酸アンモニウム水溶液20.7重量部を５分で添加した。更に120分間78℃で熟成し、表１に示す共重合体混合物A-IVを得た。
【００６５】
さらに、48％水酸化ナトリウム水溶液20.8重量部を加えて、表２に示す共重合体混合物A-IV-Naを得た。この共重合体混合物A-IV-Naの５重量％水溶液のpH（20℃）は5.9であった。
【００６６】
＜(B)成分＞
下記に示す(B)成分を使用した。
・B-I：メチルセルロース（メトローズ605H、信越化学社製）
・B-II：ポリアクリル酸アミド（ハイビスコワ-103、和光純薬工業社製）
・B-III：ポリエチレングリコール（PEG20000、三洋化成社製）
・B-IV：β−1,3-グルカン（ビオポリ、武田薬品工業社製）
・B-V：キサンタンガム（ケルザン、大日本製薬社製）
・B-VI：オレイルアルコールのEO平均200モル付加物（エマルゲン3200、花王（株）製）
・B-VII：オレイルアルコールのEO平均200モル付加物と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応生成物（ビスサーフH、花王（株）製）
・B-VIII：ポリエチレングリコール（重量平均分子量10000）と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応生成物（特開平8-73250号の製造例12の水溶性高分子No.12）
・B-IX：下記の方法で得られたヒドロキシエチルセルロース誘導体
▲１▼攪拌機、温度計及び冷却管を備えた1000mlのガラス製セパラブル反応容器に、重量平均分子量約80万、ヒドロキシエチル基の置換度1.8のヒドロキシエチルセルロース（HEC-QP15000H、ユニオンカーバイド社製）50ｇ、85％イソプロピルアルコール(IPA)260ｇ及び48％水酸化ナトリウム水溶液3.3ｇを加えてスラリー液を調製し、窒素雰囲気下室温で30分間攪拌した。これにステアリルグリシジルエーテル1.21ｇを加え、80℃で９時間反応させて疎水化を行った。疎水化反応終了後、反応液を酢酸で中和し、反応生成物をろ別した。反応生成物を80％アセトン500ｇで２回洗浄し、減圧下70℃で１昼夜乾燥し、疎水化度0.0032のヒドロキシエチルセルロース(HEC)誘導体48.7ｇを得た。
▲２▼攪拌機、温度計及びジムロート冷却管を備え、窒素置換した500mlの四つ口フラスコ内に、上記▲１▼で得た疎水化HEC誘導体10.0ｇ及び80％IPA 80.0ｇを仕込み、窒素雰囲気下、室温で以下の要領で撹拌した。まず、48％水酸化ナトリウム水溶液0.68ｇを仕込んで15分間撹拌した。50℃に昇温後、イオン交換水0.7ｇ、30％-3-クロロ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム(CHPS)水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。50℃で１時間撹拌した後、更にIPA 24.23ｇ、30％CHPS水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。更に、50℃で１時間撹拌した後、更にIPA 24.23ｇ、30％CHPS水溶液13.55ｇ、48％水酸化ナトリウム水溶液1.71ｇを仕込んだ。更に50℃で３時間撹拌した後、氷水で反応液を室温以下にまで冷却し、塩酸で中和してからろ別した。
ろ別した生成物を70％IPAで３回洗浄を行い、更にIPA 100ｇで２回洗浄を行い、減圧下70℃で１昼夜乾燥し、オクタデシル基と3-スルホ-2-ヒドロキシプロピル基で置換されたヒドロキシエチルセルロース誘導体（b-IX）10.44ｇを得た。得られたヒドロキシエチルセルロース誘導体のオクタデシル基の置換度は0.0032、3-スルホ-2-ヒドロキシプロピル基の置換度は0.332であった。
【００６７】
＜共重合体(C)＞
表３に示す共重合体を製造した。その際、単量体(C1)と(C2)の重量比は一定とした。
【００６８】
【表３】
（注）
表３中、AEはメトキシポリエチレングリコール（ｎ＝40）モノアリルエーテルの略である。
【００７０】
＜コンクリート試験条件＞
（１）材料
Ｗ＝水道水
Ｃ＝普通ポルトランドセメント（比重＝3.16）
LC＝石灰石微粉末（比重＝2.70、ブレーン値＝5200）
細骨材＝関東君津産（比重＝2.63）
粗骨材＝茨城産砕骨（比重＝2.62）
Ｗ／Ｃ＝（Ｗの単位重量／Ｃの単位重量）×100％
ｓ／ａ＝〔細骨材容積／（細骨材容積＋粗骨材容積）〕×100％
（２）配合
上記材料により調製したコンクリートの配合を表４に示す。
【００７１】
【表４】
＜実施例1-1〜1-13及び比較例1-1〜1-3＞
上記の(A)〜(C)成分を表５のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合Ｉにより、以下の評価を行った。評価は室温20℃で行った。結果を表５に示す。
【００７３】
(i)性能評価
コンクリート30リットル分の材料と分散剤を、強制２軸ミキサー（50リットル）に投入し、90秒間混練し、排出直後の以下の性能を評価した。
【００７４】
(i-1)添加率
初期スランプフロー値〔高流動コンクリート施工指針（コンクリートライブラリー93）〕が650±10mmとなるのに要する分散剤〔(A)成分又は(C)成分と、(B)成分〕固形分の総粉体に対する添加率を測定する。数値が小さい程、分散性が良い。
【００７５】
(i-2)スランプフロー値
上記添加率測定の際の初期スランプフロー値である。
【００７６】
(i-3)流下時間
スランプフロー値650±10mm〔高流動コンクリート施工指針（コンクリートライブラリー93）〕のコンクリートから目開き５mmの篩で粗骨材を分離して得たモルタルを、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、下部排出開口を開放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、これを粘性の評価に用いた。流下時間が短いほどコンクリートの粘性が低い。
【００７７】
【表５】
表中、Xは、共重合体混合物(A)の製造の際の全単量体に対する単量体(A2)の平均重量比、Yは、共重合体(C)の製造の際の全単量体に対する単量体(C2)の平均重量比である（以下同様）。
【００７９】
また、セメント分散剤の添加率を表５の量とし、コンクリート配合Ｉにおける水（Ｗ）の量を表６のように変化させた場合の評価を上記と同様に行った。結果を表６に示す。
【００８０】
【表６】
比較例1-1から、水溶性高分子(B)を含有しない系では、流下時間が短く、材料分離抵抗性が低いので、単位水量が増加すると流下時間は更に短くなり、材料分離抵抗性は大幅に低下することがわかる。比較例1-2、1-3から、共重合体(C)と水溶性高分子(B)の併用系では、単位水量が増加すると、材料分離抵抗性が大幅に低下することがわかる。
【００８２】
実施例1-1〜1-13から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)の併用系は、単位水量の変動に対しても、流下時間の変動が少なく、材料分離抵抗性の安定性に優れていることがわかる。
【００８３】
＜実施例2-1〜2-12及び比較例2-1＞
上記の(A)〜(C)成分を表７のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合IIにより（但し、比較例2-1は配合III）、添加率、スランプフロー値及び流下時間を前記同様に評価した。また、JIS A 6204のプロテクター貫入抵抗試験による凝縮時間の測定を行った。その際の評価時間（始発時間）は、５時間以上７時間未満をランクＩ、７時間以上９時間未満をランクII、９時間以上11時間未満をランクIIIとした。評価は室温20℃で行った。結果を表７に示す。
【００８４】
【表７】
＊比較例2-1はコンクリート配合III、実施例2-1〜2-12はコンクリート配合IIにより評価した。また、比較例2-1のスランプフロー値は、添加率を上げても650±10mmにならなかった。
【００８６】
比較例2-1から、配合IIIのような微粉体を配合しないコンクリート処方に対しては、水溶性高分子(B)を併用しないと、材料分離抵抗性が不十分で、共重合体混合物(A)の量が多くても流動性（スランプフロー値）が確保できないことがわかる。
【００８７】
実施例2-1〜2-12から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)とを併用すると、流動性（スランプフロー値）と材料分離抵抗性が確保でき、水溶性高分子(B)としては、(B8)に属するB-IXが好適であることがわかる。
【００８８】
＜実施例3-1〜3-12及び比較例3-1＞
上記の(A)〜(C)成分を表８、９のように用いてセメント分散剤を調製し、表４の配合IIIにより、添加率及び流下時間を前記同様に評価した。また、流動性の保持性を初期スランプフロー値に対する、30分後のスランプフロー値の百分率で評価した。数値が大きい程、分散保持性が良い。なお、評価は、室温20℃〔コンクリート温度(CT)＝22℃〕と室温８℃〔CT＝10℃〕で行った。結果を表８、９に示す。
【００８９】
【表８】
【表９】
比較例3-1から、共重合体混合物(A)と共重合体(C)の併用系では、分散保持性及び分離抵抗性が、温度変化に対して不安定であることがわかる。
【００９２】
実施例3-1〜3-3、3-7〜3-9から、平均重量比の異なる共重合体混合物(A)を併用すると、分散保持性及び材料分離抵抗性が、温度変化に対してより安定であることがわかる。また、実施例3-4〜3-6、3-10〜3-12から、共重合体混合物(A)と水溶性高分子(B)の併用系に共重合体(C)を併用すると、分散性、分散保持性、材料分離抵抗性の１つあるいは複数において、より良好な結果が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で流下時間の測定に用いた装置を示す概略図
【符号の説明】
１…上部投入開口
２…下部排出開口
Claims (1)
- 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、且つ反応系に添加される前記単量体(A1)と単量体(A2)のモル比(A1)／(A2)が反応途中において少なくとも１回変化されており、モル比(A1)／(A2)の最大値と最小値の差が少なくとも0.05である共重合体混合物又は該共重合体混合物をアルカリで中和した共重合体混合物塩〔以下、両者を共重合体混合物(A)という〕と、
下記(B1)〜(B8)から選ばれる少なくとも一種の、共重合体混合物(A)以外の水溶性高分子(B)とを含有する、
セメント分散剤。
R1，R2：水素原子又はメチル基
m：０〜２の数
R3：水素原子又は-COO(AO)nX
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
n：２〜300の数
X：水素原子又は炭素数１〜18のアルキル基
を表す。）
R4〜R6：水素原子、メチル基又は(CH2)m1COOM2であり、(CH2)m1COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m1COOM2と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM1，M2は存在しない。
M1，M2：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
m1：０〜２の数
を表す。）
(B1)非イオン性セルロースエーテル
(B2)アクリル酸共重合体
(B3)ポリアルキレングリコール
(B4)醗酵により得られる多糖類
(B5)キサンタンガム
(B6)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノール又は炭素数６〜30のアミン又は炭素数６〜30のカルボン酸に、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体
(B7)炭素数６〜30の一価アルコール又は炭素数６〜30の一価メルカプタン又は炭素数６〜30のアルキルを有するアルキルフェノールに、アルキレンオキサイドを平均10〜1000モル付加したアルキレンオキサイド誘導体と、エポキシ基を１個以上有する化合物との反応生成物
(B8)多糖類又はそのアルキル化もしくはヒドロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子が、炭素数８〜40の炭化水素鎖を部分構造として有する疎水性置換基(P)と、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基及び硫酸エステル基並びにこれらの塩からなる群から選ばれる一種以上の基を部分構造として有するイオン性親水性基(Q)で置換されてなる多糖誘導体
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