JP4590720B2 - セメント用添加剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント用添加剤に関し、さらに詳しくは、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント組成物に添加することにより、その減水性を高め、スランプ保持効果を有し、かつ低温時におけるモルタルやコンクリートの初期流動性不良を抑制し、さらにモルタルやコンクリートの強度を向上させ、かつ凝結遅延の少ないセメント用添加剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、建築物に対して耐震性、高層化などが求められる中で、高強度コンクリートの要求が高まり、コンクリート組成物中の水の使用量を少なくする必要性が出てきた。従来、コンクリート、モルタルなどに使用する水を減らす目的で、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、リグニンスルホン酸の塩などが減水剤として用いられているが、これら減水剤は、モルタルやコンクリート組成物中に使用する水の量を減らす効果はあるものの満足できるものではなく、凝結時間が遅くなるという問題があった。近年、これらの問題点を解決するために、特開昭57−118058号公報にはポリオキシエチレンモノアリルエーテル−マレイン酸共重合体からなる減水剤が用いられているが、モルタルやコンクリート組成物中に使用する水の量を減らす効果は大きいが、それでも不十分であり、スランプ保持効果も低い。また特開昭63−285140号公報および特開平6−48797号公報にはポリオキシエチレンモノアルケニルモノアルキルエーテル−無水マレイン酸共重合体からなる減水剤が用いられているが、モルタルやコンクリート組成物中に使用する水の量を減らす効果は大きく、スランプ保持効果も高い。しかし、配合条件によっては、冬期あるいは寒冷地のような低温度条件において、練り混ぜ直後に所望の流動性が得られないことがあるという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を改善し、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント組成物に添加することにより、その減水性を高め、スランプ保持効果を有し、かつ低温時におけるモルタルやコンクリートの練り混ぜ直後の流動性不良を抑制し、さらにモルタルやコンクリートの強度を向上させ、かつ凝結遅延の少ない新たなセメント用添加剤を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
(1)(a)下記式[1]の不飽和結合を有する化合物に基づく単位、
CH 2 =CR 1 R 2 ・・・・・・[1]
(ただし、式中、R 1 は水素原子またはメチル基であり、R 2 は−X−OCOR 3 であり、Xは炭素数0〜1のメチレン基であり、R 3 は炭素数1〜5の炭化水素基である。)
(b)式[2]で示されるポリオキシアルキレン化合物に基づく単位、
R 4 O(AO) n R 5 ・・・・・・[2]
(ただし、式中、R 4 は炭素数2〜5のアルケニル基であり、R 5 は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基でその50モル%以上はオキシエチレン基であり、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数で1〜300である。)および
(c)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩またはマレイン酸エステルからなるマレイン酸系化合物に基づく単位を必須単量体単位として有し、必須単量体単位(a)、(b)および(c)の組成比が、モル比で{(a)+(b)}:(c)=3:7〜6:4であり、かつ(a)および(b)の組成比が、モル比で(a):(b)=1:9〜2:1であり、重量平均分子量が1,000〜100,000である共重合体を含有するセメント用添加剤。
(2)(1)記載のセメント用添加剤を含有するセメント組成物である。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明のセメント用添加剤の主成分となるポリオキシアルキレン化合物を側鎖にもつポリカルボン酸系共重合体としては、下記に示される単量体と式[1]の不飽和結合を有する化合物に基づく単位とからなる共重合体である。
ポリオキシアルキレン化合物を側鎖にもつポリカルボン酸系共重合体を構成する単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、無水マレイン酸、マレイン酸、無水テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸およびこれらの塩またはエステルからなる群から選ばれる1種または2種以上のカルボン酸基を有する単量体、および(メタ)アクリル酸アルキルポリオキシアルキレン化合物、マレイン酸アルキルポリオキシアルキレン化合物、ポリオキシアルキレン化合物モノアルキルモノアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレン化合物アルケニルエーテルなどのポリオキシアルキレン化合物である単量体である。また、例えばスチレン、アクリロニトリル、アリルスルホン酸ナトリウムなどのカルボン酸基を有しない単量体とマレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボン酸基を有する単量体とを共重合させた後、カルボン酸部分をポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、およびポリオキシアルキレンモノアルケニルエーテルなどで部分エステル化したものなどでもよい。また、例えばアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸およびこれらの塩、またはエステルからなる群から選ばれる一種の単量体を重合させた後、カルボン酸部分をポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、およびポリオキシアルキレンモノアルケニルエーテルで部分エステル化したものなどが挙げられる。
【0006】
ポリオキシアルキレン化合物を側鎖にもつポリカルボン酸系共重合体としては、下記に示される共重合体に、式[1]の不飽和結合を有する化合物に基づく単位を有する共重合体である。
具体的には(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルポリオキシアルキレン化合物共重合体、ポリオキシアルキレン化合物モノアルキルモノアルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸アルキルポリオキシアルキレン化合物共重合体、およびポリオキシアルキレン化合物アルケニルエーテル−マレイン酸共重合体およびこれらの共重合体の塩などが挙げられる。また、ポリマレイン酸重合体部分アルキルポリオキシアルキレンエステル化合物、およびポリ(メタ)アクリル酸重合体部分アルキルポリオキシアルキレンエステル化合物およびこれらの塩などが挙げられる。
【0007】
式[1]において、R1は水素原子、メチル基であり、R2は−X−OCOR3であり、Xは炭素数0〜1のメチレン基であり、R3は炭素数1〜5の炭化水素基である。
式[1]において、R2は−X−OCOR3であるが、ポリカルボン酸系共重合体中に導入されたときのR2は−X−OHであってもよい。これは、(a)を導入して得られたポリカルボン酸系共重合体を塩にする際に、加水分解されて水酸基になることがあるからである。
R3で示される炭素数1〜5の炭化水素基としては例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などなどを挙げることができる。式[1]において、R1が水素原子、Xが炭素数0、R3が炭素数1のメチル基すなわち酢酸ビニルであることが好ましい。
本発明に用いるポリオキシアルキレン化合物を側鎖にもつポリカルボン酸系共重合体において(a)式[1]の不飽和結合を有する化合物に基づく単位は共重合体中に3〜40モル%含有することが好ましい。
【0008】
本発明のセメント用添加剤の主成分となる共重合体は、(a)、(b)および(c)を必須単量体単位とする3元共重合体として用いることが好ましい。
式[2]において、R4は炭素数2〜5のアルケニル基であり、R5は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基でその50モル%以上はオキシエチレン基であり、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数で1〜300である。本発明に用いる共重合体は、式[2]で示される化合物の単位が1種のみの共重合体とすることができ、あるいは、R4、R5、AOおよびnの異なる多種の化合物の単位が混在する共重合体とすることができる。
【0009】
式[2]において、R4で示される炭素数2〜5のアルケニル基としては例えば、ビニル基、イソプロペニル基、アリル基、メタリル基、3−ブテニル基、2−メチル−1−ブテニル基、3−メチル−1−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基などを挙げることができる。これらの中で、アリル基およびメタリル基が特に好ましい。式[2]において、R5で示される炭素数1〜8の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの脂肪族炭化水素基、フェニル基、ベンジル基、クレジル基などの芳香族炭化水素基などを挙げることができる。式[2]において、R5が炭素数1〜4の炭化水素基であることが水溶性の点で特に好ましい。
【0010】
式[2]において、AOで示される炭素数2〜4のオキシアルキレン基としては、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、1,2−オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基などを挙げることができる。オキシアルキレン基のうち50モル%以上がオキシエチレン基であれば、2種以上のオキシアルキレン基がランダム状またはブロック状に付加していてもよい。オキシアルキレン基のうち50モル%以上がオキシエチレン基と限定されるのは、オキシエチレン基が50モル%未満の場合は共重合体の水溶性が不十分となり、セメント用添加剤としての減水効果が低減するからであり、オキシアルキレン基のうち80モル%以上がオキシエチレン基であることがより好ましい。オキシアルキレン基の平均付加モル数nは、1〜300であり、1〜100が好ましく、5〜80がより好ましい。nが300を超えると共重合体の粘度が高くなり、製造が困難となるおそれがある。
【0011】
(c)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩またはマレイン酸エステルからなるマレイン酸系化合物に基づく単位において、マレイン酸塩としては、例えば、モノリチウム塩、ジリチウム塩、モノナトリウム塩、ジナトリウム塩、モノカリウム塩、ジカリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、ジアンモニウム塩などのアンモニウム塩などを挙げることができる。マレイン酸エステルとしては、例えば、メタノール、エタノールなどの飽和炭化水素のアルコール、アリルアルコール、メタリルアルコールなどの不飽和炭化水素のアルコール、ポリアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンモノメチルエーテル、ポリオキシアルキレンモノアリルエーテルなどのポリアルキレングリコール誘導体とのエステル化物が挙げられる。
本発明に用いる共重合体は、マレイン酸系化合物の単位が1種のみの共重合体とすることができ、あるいは、異なる多種のマレイン酸系化合物の単位が混在する共重合体とすることができる。
【0012】
本発明に用いる共重合体において単量体(a)、(b)および(c)からなる三元共重合体とした場合、組成比はモル比で[(a)+(b)]:(c)=3:7〜6:4であり、好ましくは[(a)+(b)]:(c)=4:6〜5.5:4.5であり、より好ましくは[(a)+(b)]:(c)=1:1である。また、(a)および(b)の組成比は、モル比で(a):(b)=1:9〜2:1であり、好ましくは(a):(b)=1:9〜6:5である。共重合体の組成比が上記のように限定されるのは、[(a)+(b)]:(c)=3:7よりも(c)が多くても、[(a)+(b)]:(c)=6:4よりも(c)が少なくても減水性が低下しその性能を十分発揮できないからである。また、(a):(b)=1:9よりも(a)が少ないと、本発明における低温時の練り混ぜ直後の流動性不良を抑制する効果が得られず、また(a):(b)=2:1よりも(b)が多いと、減水効果が低下しその性能を十分発揮できないからである。
【0013】
本発明に用いる共重合体の重量平均分子量は1,000〜100,000であり、好ましくは3,000〜50,000、より好ましくは10,000〜30,000である。この範囲をはずれると減水効果が低下し、その性能を十分発揮できない。
本発明に用いる共重合体は、式[2]で示されるポリオキシアルキレン化合物、マレイン酸系化合物および式[1]で示される不飽和結合を有する化合物を有機溶剤中、または水と親水性有機溶剤との混合溶媒中で溶液重合することにより、あるいは、溶剤を全く用いない系で塊状重合することにより、容易に得ることができる。
本発明に用いる共重合体が単量体(a)、(b)および(c)からなる三元共重合体の場合、本発明の効果に影響を与えない程度で、他の共重合可能な単量体に基づく単位を有することができる。このような単量体としては、例えば、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸などを挙げることができる。他の共重合可能な単量体単位の割合は、式[1]で示されるポリオキシアルキレン化合物の単位に対して10モル%以下であることが好ましい。
【0014】
共重合体に用いる重合開始剤としては、ベンゾイルペルオキシドなどの過酸化物系開始剤、2,2'−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系重合開始剤、および過硫酸アンモニウムなどの過硫酸系開始剤である。また、必要に応じて、連鎖移動剤を併用して重合を行うこともできる。これらの開始剤の中でも減水性向上、および強度向上に関してはアゾ系重合開始剤を使用することが好ましい。
また、得られた共重合体は、必要に応じて、カルボン酸の一部または全部をアルカリで中和、およびアルコール系化合物でエステル化することができる。無水マレイン酸を用いる場合、無水マレイン酸単位の一部または全部を加水分解により開環してマレイン酸単位とし、さらにマレイン酸単位の一部または全部をアルカリで中和、およびアルコール系化合物でエステル化することができる。
中和の際に用いるアルカリとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩または炭酸水素塩、マグネシウム、カルシウムなどアルカリ土類金属の水酸化物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミンなどやアンモニアを挙げることができ、これらは1種または2種以上を混合して用いることができる。また、エステル化の際に用いるアルコールとしては、メタノール、エタノールなどの飽和炭化水素のアルコール、アリルアルコール、メタリルアルコールなどの不飽和炭化水素のアルコール、ポリアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンモノメチルエーテル、ポリオキシアルキレンモノアリルエーテルなどのポリアルキレングリコール誘導体を挙げることができ、これらは1種または2種以上を混合して用いることができる。
【0015】
本発明のセメント用添加剤は、普通、早強、中庸熱、ビーライトなどのポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石などの鉱物微粉体を添加した混合セメントなどの各種セメントの配合物であるセメントペースト、モルタル、コンクリートなどに加えて使用する。その使用方法は、モルタルやコンクリートに使用する水に予め溶解させて使用することができ、また注水と同時に添加して使用することができ、また注水から練り上がりまでの間に添加して使用することができ、また一旦練り上がったセメント組成物に後から添加して使用することもできる。本発明のセメント添加剤の使用量は、各種セメントに対して0.01〜2重量%であることが好ましく、0.05〜1重量%であることがより好ましい。使用量がセメントに対して0.01重量%未満であると、セメント配合物の流動性が不十分となり発明の効果が発揮できないおそれがある。使用量がセメントに対して2重量%を超えると、材料分離を起こすことや、凝結時間が著しく遅くなるおそれがある。本発明のセメント用添加剤は、その効果を損なわない程度で、必要に応じて他のセメント用添加剤と併用することが可能である。
他のセメント用添加剤としては、例えば、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、リグニンスルホン酸の塩、芳香族アミノスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルポリオキシアルキレン化合物共重合体、ポリオキシアルキレン化合物モノアルキルモノアルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体およびポリオキシアルキレン化合物アルケニルエーテル−マレイン酸共重合体およびこれら共重合体の塩など他の減水剤、空気連行剤、消泡剤、分離低減剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、膨張剤、乾燥収縮低減剤、防錆剤などを挙げることができる。
【0016】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を説明する。なお、合成例に用いた式[2]で示されるポリオキシアルキレン化合物の構造式、式[1]で示される不飽和結合を有する化合物、マレイン酸系化合物および合成例における共重合組成比を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
[注1][/]は、ランダム状付加を表す。
[注2]化合物のモルは全てモル比を表す。
合成例1
5リットル加圧反応器にメタノール64gと触媒としてナトリウムメトキシド2.0gをとり、系内の空気を窒素ガスで置換したのち、100〜120℃でエチレンオキシド2904gを0.05〜0.5MPa(ゲージ圧)で徐々に圧入して付加反応を行った。反応終了後50℃まで冷却した。次に水酸化カリウム112gを加え、系内の空気を窒素ガスで置換したのち、80℃で撹拌しながらアリルクロリド153gを徐々に加えた。6時間撹拌した後反応をやめ、塩酸で中和し副生した塩を除いて表1に示した式[2]のポリオキシアルキレン化合物を得た。
続いて、かき混ぜ機、温度計、窒素ガス導入管、滴下ロートおよび還流冷却器を装着した3リットルフラスコに、上記で合成した式[2]の化合物1,524g(1モル)、無水マレイン酸118g(1.2モル)、酢酸ビニル17.2g(0.2モル)およびトルエン300gを秤取った。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル6.56gをトルエン131.2gに溶解させたものを、85±2℃のフラスコ中に3時間で滴下した。滴下終了後、さらに85±2℃で3時間反応させた。減圧下にてトルエンを留去させ、得られた共重合体の重量平均分子量は20,200、動粘度は100℃で284mm2/sであった。その後、イオン交換水1115gを加え、目的とする共重合体の60%水溶液を得た。
合成例2
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物を合成し、そのポリオキシアルキレン化合物1140g(3モル)、無水マレイン酸588g(6モル)、酢酸ビニル258g(3モル)およびトルエン300gを秤取り、窒素ガス雰囲気下、開始剤として過酸化ベンゾイル14.5gをトルエン290gに溶解させたものを使用して共重合させ、トルエンを留去させ、イオン交換水1333gを加え目的とする共重合体の60%水溶液を得た。水溶液にする前の共重合体の重量平均分子量は21,400、動粘度は100℃で1732mm2/sであった。
【0019】
合成例3
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物を合成し、そのポリオキシアルキレン化合物1504g(1モル)、無水マレイン酸166.6g(1.7モル)、酢酸ビニル43g(0.5モル)およびトルエン300gを秤取り、開始剤として過酸化ベンゾイル4.84gをトルエン96.8gに溶解させたものを使用して共重合させ、トルエンを留去させ、イオン交換水1090gを加え、目的とする共重合体の水溶液を得た。共重合体水溶液を得た後、40%NaOH水溶液170gを加え中和し、共重合体塩の60%水溶液を得た。水溶液にする前の共重合体の重量平均分子量は23,700、動粘度は100℃で527mm2/sであった。
合成例4
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物を合成し、そのポリオキシアルキレン化合物1647g(1.5モル)、無水マレイン酸191.1g(1.95モル)、酢酸ビニル19.4g(0.225モル)およびトルエン300gを秤取り、開始剤としてtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート6.48gをトルエン129.6g使用して共重合させ、トルエンを留去させ、イオン交換水1243gを加え目的とする共重合体の60%水溶液を得た。水溶液にする前の共重合体の重量平均分子量は26,500、動粘度は100℃で198mm2/sであった。
【0020】
合成例5
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物を合成し、そのポリオキシアルキレン化合物1532g(0.5モル)、無水マレイン酸88.2g(0.9モル)、酢酸ビニル34.4g(0.4モル)およびトルエン300gを秤取り、開始剤としてtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.16gをトルエン43.2gに溶解させて使用して共重合させ、トルエンを留去させ、イオン交換水1105gを加え、目的とする共重合体の60%水溶液を得た。水溶液にする前の共重合体の重量平均分子量は24,600、動粘度は100℃で1315mm2/sであった。
合成例6
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物を合成し、そのポリオキシアルキレン化合物1026g(0.5モル)、無水マレイン酸73.5g(0.75モル)、酢酸ビニル17.2g(0.2モル)およびトルエン300gを秤取り、開始剤として2,2−アゾビスイソブチロニトリル3.28gをトルエン131.2gに溶解させて使用して共重合させ、トルエンを留去させ、目的とする共重合体を得た。得られた共重合体にポリオキシエチレンモノメチルエーテル(重量平均分子量400)300gを加え、100±2℃で3時間反応させた。得られた共重合体のエステルにイオン交換水947gを加えて60%水溶液を得た。水溶液にする前の共重合体の重量平均分子量は19,400、動粘度は100℃で520mm2/sであった。
【0021】
合成例7
かき混ぜ機、温度計、窒素ガス導入管、滴下ロートおよび還流冷却器を装着した2リットルフラスコに、ポリオキシエチレン(n=10)モノアリルモノメチルエーテル512g(1モル)、無水マレイン酸98g(1モル)およびトルエン200gを秤取った。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤としてtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.16g(0.01モル)をトルエン86.4gに溶解させたものを、85±2℃のフラスコ中に3時間で滴下した。滴下終了後、さらに85±2℃で3時間反応させた。減圧下にてトルエンを留去させ、得られた共重合体の重量平均分子量は21,800、動粘度は100℃で450mm2/sであった。その後、イオン交換水408gを加え、目的とする共重合体の60%水溶液を得た。
合成例8
特開昭57−118058号公報、参考例2にしたがい合成を行った。すなわち、かき混ぜ機、温度計、窒素ガス導入管、滴下ロート、還流冷却器を装着した2リットルフラスコに、ポリオキシエチレン(n=10)モノアリルエーテル498g(1モル)およびイオン交換水247.8gを仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気中で95℃に加熱した。その後マレイン酸116g(1モル)および過硫酸アンモニウム18.2g(0.08モル)をイオン交換水173.9gに溶解した水溶液を2時間で滴下した。滴下終了後さらに18.4gの20%過硫酸アンモニウム水溶液を20分で滴下した。滴下完結後、1時間40分95℃に反応容器内の温度を保持して重合反応を完了し、共重合体水溶液を得た。次いで40%NaOH水溶液100gを加えて中和を行ない、共重合体の57.7%水溶液を得た。得られた共重合体の重量平均分子量は19,800であった。
合成例9
合成例1と同様の方法で、表1に示したポリオキシアルキレン化合物1524g(1モル)、無水マレイン酸147g(1.5モル)、スチレン52g(0.5モル)およびトルエン300gを秤取り、開始剤として過酸化ベンゾイル4.84gをトルエン96.8gに溶解させて使用して共重合させ、トルエンを留去させ、得られた共重合体の重量平均分子量は17,900、動粘度は100℃で154mm2/sであった。イオン交換水1152gを加え、目的とする共重合体の60%水溶液を得た。
【0022】
実施例1
合成例1で得られた共重合体の水溶液をイオン交換水で希釈して、20重量%水溶液に調整し、さらに消泡剤(ディスホームCC−118 日本油脂(株)製)を添加して、セメント用添加剤の形態とした。コンクリートの調整は、室温10℃の試験室において、50リットル強制二軸練りミキサーを用い、セメント[普通ポルトランドセメント]14.4kg、細骨材[大井川産川砂(比重2.60)]28.8kgおよび粗骨材[青梅産砕石(比重2.66)]24.8kgをミキサーにとり15秒空練りを行ったのち、前記セメント用添加剤216gを添加した水道水5.04kgを加えて3分間練り混ぜた。練り返し用バットに払い出し、練り上がり直後と30分後のスランプフロー、空気量およびコンクリート温度の測定を行った。また、凝結時間の測定をJIS A 6204に準拠して行った。得られた結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】
*1 20%水溶液での添加量
実施例2〜6
合成例2〜6で得られた共重合体の水溶液を使用し、実施例1と同様の方法で、表2の添加量によりコンクリート試験を行った。得られた結果を表2に示す。
比較例1〜3
合成例7〜9で得られた共重合体の水溶液を使用し、実施例1と同様の方法で、表2の添加量によりコンクリート試験を行った。得られた結果を表2に示す。
比較例4
市販のナフタレンスルホン酸系高性能AE減水剤(マイティ150、花王(株)製)を使用し、実施例1と同様の方法で、表2の添加量によりコンクリート試験を行った。得られた結果を表2に示す。
【0025】
実施例7
合成例1で得られた共重合体を実施例1と同様の方法でセメント添加剤に調製した。強度の測定はモルタルを使用した。モルタルの調製は室温20℃の試験室でJIS R 5201に記載の練り鉢、ミキサーを用い、セメント[普通ポルトランドセメント]600g、細骨材[君津山砂(比重2.44)]1024gをミキサーにとり15秒空練りを行ったのち、セメント用添加剤10.8gを添加した水道水210gを加えて低速回転で45秒間、高速回転で2分間練り混ぜた。練り上げたモルタルはJIS R 5201に準拠し供試体を作成し、水中養生を行ない、7日後の強度を測定した。結果を表3に示す。
実施例8および9
合成例4および5で得られた共重合体を実施例1と同様の方法でセメント添加剤に調製した。その後、実施例7と同様にしてモルタルを調製し、供試体を作成し、7日後の強度を測定した。結果を表3に示す。
比較例5および6
合成例8で得られた共重合体およびマイティ150を実施例1と同様の方法でセメント添加剤に調製した。その後、実施例7と同様にしてモルタルを調製し、供試体を作成し、水中養生を行ない、7日後の強度を測定した。結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
これらの結果より、実施例1〜6に用いた本発明のセメント用添加剤は、比較例1〜4に用いたセメント用添加剤に比べて高い減水性を有し、低温度でも練り混ぜ直後の流動性が得られ、かつ凝結時間が短いことがわかる。また、実施例7〜9に用いた本発明のセメント用添加剤は、比較例5および6に用いたセメント用添加剤に比べて強度が高いことがわかる。
【0028】
【発明の効果】
本発明のセメント用添加剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメント配合物の温度が低くても、その練り混ぜ直後の流動性を高めることができ、高い減水性を有し、スランプ保持効果も高く、かつ凝結遅延が少なく、強度が高いことから、レディーミックストコンクリート用の減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤として、あるいはコンクリート二次製品製造用の高性能減水剤として有効に使用することができ、土木建築関係の工事における作業性、施工性などの改善をもたらす。
Claims (2)
- (a)下記式[1]の不飽和結合を有する化合物に基づく単位、
CH 2 =CR 1 R 2 ・・・・・・[1]
(ただし、式中、R 1 は水素原子またはメチル基であり、R 2 は−X−OCOR 3 であり、Xは炭素数0〜1のメチレン基であり、R 3 は炭素数1〜5の炭化水素基である。)
(b)式[2]で示されるポリオキシアルキレン化合物に基づく単位、
R 4 O(AO) n R 5 ・・・・・・[2]
(ただし、式中、R 4 は炭素数2〜5のアルケニル基であり、R 5 は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基でその50モル%以上はオキシエチレン基であり、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数で1〜300である。)および
(c)無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩またはマレイン酸エステルからなるマレイン酸系化合物に基づく単位を必須単量体単位として有し、必須単量体単位(a)、(b)および(c)の組成比が、モル比で{(a)+(b)}:(c)=3:7〜6:4であり、かつ(a)および(b)の組成比が、モル比で(a):(b)=1:9〜2:1であり、重量平均分子量が1,000〜100,000である共重合体を含有するセメント用添加剤。 - 請求項1記載のセメント用添加剤を含有するセメント組成物。
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