JP6869927B2 - 水硬性組成物用分散剤組成物 - Google Patents

Description

本発明は、水硬性組成物用分散剤組成物、グラウト工法又は流動化処理土工法、地盤の改良工法及び水硬性組成物の製造方法に関する。

基礎杭を築造する基礎杭施工方法の一つに、プレボーリング根固め工法がある。これは、掘削液を注入しながら土壌をオーガで所定深度（支持層）まで掘削した後、根固め液を掘削先端部へ注入し、その後、オーガを引き上げながら杭周固定液を注入し、杭をこの掘削孔に建て込み、圧入又は軽打により根固め液中に定着させ、根固め液と杭周固定液の硬化によって杭と地盤を一体化させる方法である。プレボーリング根固め工法は、根固め液や杭周固定液として一般にセメントミルクを用いるため、セメントミルク工法とも呼ばれる。また、杭周固定液として、掘削した土壌とセメントミルクとを混合したソイルセメントが用いられることもある。特許文献１〜３には、基礎杭の施工に関する技術が開示されている。

また、特許文献４には、（イ）不飽和モノカルボン酸及び不飽和ジカルボン酸からなる群より選ばれる１種以上の単量体を重合して得られる重合体又は共重合体の水溶性塩と、（ロ）オキシカルボン酸もしくはその塩、糖及び糖アルコールからなる群より選ばれる１種以上の化合物とを重量比で（イ）／（ロ）＝９７／３〜２０／８０の割合で含有する、粘土質を含む水硬性組成物の減粘性に優れた水硬性組成物用添加剤が開示されている。

特開２００５−５４４３７号公報 特開２０１４−１１４６００号公報 特開２０１４−１２５７８８号公報 特開２０００−１４３３１５号公報

本発明は、セメントミルクのような水硬性粉体と水の混練物である水硬性組成物の流動性を維持でき、また、ソイルセメントの増粘を抑制でき、且つ強度の高い水硬性組成物の硬化体が得られる、水硬性組成物用分散剤組成物を提供する。

本発明は、カルボン酸基を有するモノマー単位を有する重合物（Ａ）〔以下、（Ａ）成分という〕、及びオキシカルボン酸化合物（Ｂ）〔以下、（Ｂ）成分という〕を含有する、水硬性組成物用分散剤組成物に関する。

また、本発明は、前記本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を使用する、グラウト工法又は流動化処理土工法に関する。

また、本発明は、前記本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を含有する水硬性組成物を地盤と混合する、地盤の改良工法に関する。

また、本発明は、水硬性粉体、水、及び前記本発明の水硬性組成物用液体分散剤組成物を混合する、水硬性組成物の製造方法に関する。

本発明によれば、セメントミルクのような水硬性粉体と水の混練物である水硬性組成物の流動性を維持でき、また、ソイルセメントの増粘を抑制でき、且つ強度の高い水硬性組成物の硬化体が得られる、水硬性組成物用分散剤組成物が提供される。本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、例えばセメントミルクに対しては、製造条件が高温であったり、あるいは添加量が多くなったりした条件であっても、流動性を維持することができる。

＜水硬性組成物用分散剤組成物＞
〔（Ａ）成分〕
（Ａ）成分は、カルボン酸基を有するモノマー単位を有する重合物である。ここで、「モノマー単位」とは、重合物中の「繰り返しユニット」を意味する。例えば、ポリアクリル酸ナトリウムの場合、下記式に示す「繰り返しユニット」をモノマー単位と呼ぶ。下記式において、ｍは繰り返しユニット数を示す。

カルボン酸基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸、及びマレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸が挙げられる。
（Ａ）成分としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸／マレイン酸共重合体、及びこれらの塩が挙げられる。塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩等が挙げられる。
（Ａ）成分は、ポリアクリル酸又はその塩が好ましく、ポリアクリル酸のナトリウム塩、及びポリアクリル酸のアンモニウム塩から選ばれる重合物がより好ましい。

（Ａ）成分の重合物は、中和度が０％以上７５％以下であることができる。すなわち、（Ａ）成分は、未中和又は部分中和の重合物であってよい。部分中和の重合物の場合、中和度は、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上、そして、好ましくは６０％以下、より好ましくは４０％以下である。

また、（Ａ）成分の全モノマー単位中における、カルボン酸基を有するモノマー単位の含有量は、セメントミルクの増粘抑制の観点およびソイルセメントの増粘抑制の観点から、好ましくは５１モル％以上、より好ましくは６０モル％以上、更に好ましくは７０モル％以上、更に好ましくは８０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上である。

（Ａ）成分の重合物は、公知の方法で製造可能である。また、市販品として入手可能である。市販品の具体例としてはポイズシリーズ（花王株式会社）、アクアリックＬシリーズ（株式会社日本触媒）、アクアリックＨシリーズ（株式会社日本触媒）、ジュリマーシリーズ（東亜合成株式会社）、アロンシリーズ（東亜合成株式会社）が挙げられる。

（Ａ）成分の重量平均分子量は、好ましくは２，０００以上、より好ましくは４，０００以上、更に好ましくは６，０００以上、そして、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは１００，０００以下、更に好ましくは５０，０００以下である。（Ａ）成分の重量平均分子量は下記条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
［ＧＰＣ条件］
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）
標準物質：分子量既知の単分散ポリエチレングリコール

〔（Ｂ）成分〕
（Ｂ）成分は、オキシカルボン酸化合物である。（Ｂ）成分は、オキシカルボン酸及びその塩から選ばれる化合物が好ましい。
オキシカルボン酸は、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有する、いわゆるヒドロキシカルボン酸である。オキシカルボン酸の炭素数は、２以上、更に３以上、そして、１８以下、更に１２以下であってよい。オキシカルボン酸が有する水酸基の数は、１以上、更に２以上、そして、１８以下、更に１２以下であってよい。オキシカルボン酸が有するカルボキシル基の数は、１以上、そして、１２以下、更に６以下であってよい。

オキシカルボン酸としては、具体的には、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、酒石酸などが挙げられる。
オキシカルボン酸の塩は、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩が挙げられる。
（Ｂ）成分としては、セメントミルクの流動安定性の観点から、グルコン酸、クエン酸及びこれらの塩から選ばれる１種以上の化合物が好ましい。

〔組成、任意成分等〕
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を合計で、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上、そして、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下含有する。この組成は、組成物中の（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分の濃度が相対的に高い場合、例えば、本発明の分散剤組成物の濃縮物や希釈して用いる濃厚系の本発明の分散剤組成物について示している。
また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を合計で、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．３質量％以上、更に好ましくは０．６質量％以上、そして、好ましくは４質量％以下、より好ましくは２．５質量％以下、更に好ましくは１．５質量％以下含有する。この組成は、希薄系の組成物や混練水など、組成物中の（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の濃度が相対的に低い場合、例えば、混練水など本発明の分散剤組成物の希釈物について示している。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、セメントミルクの流動安定性の観点から、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が、（Ａ）／（Ｂ）で、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、更に好ましくは３以上、そして、好ましくは９以下、より好ましくは７．５以下、更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６以下である。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、セメントミルクの流動安定性の観点から、２２℃でのｐＨが、好ましくは９．０以下、より好ましくは８．８以下、更に好ましくは８．３以下、より更に好ましくは７．５以下、より更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６．９以下、より更に好ましくは６．６以下であり、そして、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは５以上である。
ここで、該ｐＨは、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が液体である場合は、該組成物そのもののｐＨである。また、該ｐＨは、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が固体である場合は、該組成物を（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計含有量が、１質量％以上５０質量％以下、好ましくは１質量％以上３０質量％以下、より好ましくは１質量％以上１０質量％以下、更に好ましくは１質量％以上５質量％以下、更に好ましくは１質量％以上３質量％以下、更に好ましくは２質量％となるように水で希釈して得た液体組成物のｐＨである。この合計含有量に幅がある場合は、その範囲の少なくともいずれかの質量％において、前記ｐＨであればよい。

また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、セメントミルクの流動安定性の観点から、例えば、好ましくはｐＨ７．５以下で用いられる。具体的には、例えば、水を含有するｐＨが７．５以下の液体組成物として水硬性組成物の調製に用いられる。該ｐＨは、より好ましくは７以下、更に好ましくは６．９以下であり、そして、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは５以上である。
一般に、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、水で希釈された混練水として使用される。この混練水のｐＨが２２℃で７．５以下であることが好ましい。希釈前の組成物のｐＨが２２℃で７．５以下であれば、混練水のｐＨも通常、２２℃で７．５以下となる。

本発明の一例として、水、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有し、２２℃でのｐＨが好ましくは９．０以下、より好ましくは８．８以下、更に好ましくは８．３以下、より更に好ましくは７．５以下、より更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６．９以下、より更に好ましくは６．６以下、そして、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは５以上である、水硬性組成物用液体分散剤組成物が挙げられる。
本発明の他の例として、水、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有し、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計含有量が好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上、そして、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下であり、２２℃でのｐＨが好ましくは９．０以下、より好ましくは８．８以下、更に好ましくは８．３以下、より更に好ましくは７．５以下、より更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６．９以下、より更に好ましくは６．６以下、そして、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは５以上である、水硬性組成物用液体分散剤組成物が挙げられる。この組成物は、混練水として、そのまま、あるいは任意の添加剤を添加して、使用することができる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、更に水硬性粉体用分散剤（Ｃ）〔（Ａ）成分を除く〕〔以下、（Ｃ）成分という〕を含有することが好ましい。
水硬性粉体用分散剤としては、ポリカルボン酸系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、リグニンスルホン酸塩、フェノール・スルファニル酸塩ホルムアルデヒド縮合物などが挙げられる。
水硬性粉体用分散剤が、ポリカルボン酸系共重合体、及びナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。これらの化合物は、塩であってもよい。塩は、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩が挙げられる。
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｃ）成分を含有する場合、該組成物は（Ｃ）成分を、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上、そして、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、更に糖化合物（Ｄ）〔以下、（Ｄ）成分という〕を含有することが好ましい。
（Ｄ）成分は、好ましくは分子量が１，０００以下の糖化合物である。（Ｄ）成分は、分子量７００以下、更に５００以下の糖化合物が好ましい。また、（Ｄ）成分は、単糖類、二糖類及び三糖類から選ばれる１種以上の糖化合物が好ましい。
（Ｄ）成分の糖化合物としては、糖類及び糖アルコールから選ばれる１種以上の化合物が挙げられる。糖類としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース等の単糖類、サッカロース等の二糖類、三糖類が挙げられる。糖類は、単糖類及び二糖類から選ばれる化合物が好ましく、二糖類がより好ましい。糖アルコールとしてはソルビトール等が挙げられる。
（Ｄ）成分は、サッカロース、グルコース、マルトース、及びラクトースから選ばれる１種以上の化合物が好ましく、サッカロースがより好ましい。本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、（Ｄ）成分としてサッカロースを含有することが好ましい。
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｄ）成分を含有する場合、該組成物は（Ｄ）成分を、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、そして、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、強度発現性の観点から、消泡剤（Ｅ）〔以下、（Ｅ）成分という〕を含有することが好ましい。
（Ｅ）成分は、消泡性の観点から、好ましくは、ポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ポリプロピレンオキサイド及びその誘導体（ポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルなど）、アセチレングリコール及びその誘導体（アセチレングリコール、アセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物など）、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、リン酸トリアルキル、アルキルアミン、並びにアルコールから選ばれる１種又は２種以上の化合物である。より好ましくはこれらの化合物であって、水に不溶の化合物である。

ポリシロキサンとしては、ポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリヒドロキシメチルシロキサンなどが挙げられる。

ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンとしては、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンランダムポリマー、ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロックポリマーなどが挙げられる。消泡性の観点から、これらの重量平均分子量は、２，０００以上１００，０００以下が好ましい。

ポリプロピレンオキサイド及びその誘導体としては、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンなどが挙げられる。これらの、ポリプロピレンオキサイド部分の重量平均分子量は、消泡性の観点から、２，０００以上１００，０００以下が好ましい。

アセチレングリコール及びその誘導体としては、アセチレノールＥ００、アセチレノールＥ１３（いずれも川研ファインケミカル（株））、ＤＹＮＯＬ（登録商標）６０４、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）４４０、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）１０４、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）２５０２、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）４２０、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）ＤＦ−７５（いずれもエアープロダクツアンドケミカルズ社）などの市販品が挙げられる。アセチレングリコールの誘導体としては、アセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。消泡性の観点から、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、１以上１００以下が好ましい。アルキレンオキサイドはプロピレンオキサイドが好ましい。

ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとしては、炭素数が４から２２までの脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。消泡性の観点から、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、１以上１００以下が好ましい。また、同様の観点から、アルキレンオキサイドはプロピレンオキサイドを含むことが好ましい。

ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、炭素数が４から２２までのアルコールのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。消泡性の観点から、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、１以上１００以下が好ましい。また、同様の観点から、アルキレンオキサイドはプロピレンオキサイドが好ましい。具体的には、ポリプロピレングリコールラウリルエーテル、ポリプロピレングリコールミリスチルエーテル及びこれらの混合物が挙げられる。

ポリオキシアルキレンアルキルアミドとしては、炭素数が８から２２までの脂肪酸とモノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミンとのアミドのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。消泡性の観点から、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、１以上１００以下が好ましい。また、同様の観点から、アルキレンオキサイドはプロピレンオキサイドが好ましい。

リン酸トリアルキルとしては、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチルなどが挙げられる。消泡性の観点から、アルキル基の炭素数は、１以上５以下が好ましい。

アルキルアミンとしては、モノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミンなどが挙げられる。難水溶性及び消泡性の観点から、アルキル基の炭素数が８以上１８以下のモノメチルアルキルアミン、アルキル基の炭素数が８以上１８以下のジメチルアルキルアミンが好ましい。アルキルアミンとしては、カプリルアミン（オクチルアミン）、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ココナットアミン、ジステアリルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、牛脂アミン、トリオクチルアミンが挙げられる。

アルコールとしては、炭素数が４から２２のアルコール、好ましくは炭素数が４から２２の１価アルコールなどが挙げられる。消泡性の観点から、アルコールの炭素数は、６以上１８以下が好ましい。

消泡剤の適当な例には、ポリシロキサンとして、ＳＡＧＴＥＸ ＤＳＡ（商標）が、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、又はポリオキシアルキレンアルキルアミドとして、ポリプロピレングリコールラウリルエーテル、ポリプロピレングリコールミリスチルエーテル及びこれらの混合物、オレイン酸のプロピレンオキサイド・エチレンオキサイド付加物、ＳＮデフォーマー２６０（商標）、ＳＮデフォーマー２６５（商標）、ＳＮデフォーマー４６６（商標）（いずれもサンノプコ株式会社）、消泡剤 ＮＯ．２１（商標）、消泡剤 ＮＯ．８（商標）（いずれも花王株式会社）が、アセチレングリコールとして、ＤＹＮＯＬ（商標）６０４、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）４４０が、リン酸トリアルキルとして、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチルが、アルコールとして、２−エチルヘキサノールが、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンとして、ニューポールＰＥ−６１（商標）、ニューポールＰＥ−７１（商標）（いずれも三洋化成株式会社）が、及びポリオキシプロピレンとして、分子量が２，０００以上１００，０００以下のポリプロピレングリコールが含まれる。

また、消泡剤は、保存安定性の観点から、好ましくは、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、又はポリオキシアルキレンアルキルアミドとして、ポリプロピレングリコールラウリルエーテル、ポリプロピレングリコールミリスチルエーテル及びこれらの混合物、オレイン酸のプロピレンオキサイド・エチレンオキサイド付加物、ＳＮデフォーマー２６０（商標）、ＳＮデフォーマー２６５（商標）、ＳＮデフォーマー４６６（商標）、消泡剤 ＮＯ．２１（商標）、消泡剤 ＮＯ．８（商標）が、アセチレングリコールとして、ＤＹＮＯＬ（商標）６０４、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）４４０が、リン酸トリアルキルとして、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチルが、アルコールとして、２−エチルヘキサノールが、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンとして、ニューポールＰＥ−６１（商標）、ニューポールＰＥ−７１（商標）が、及びポリオキシプロピレンとして、分子量が２，０００以上１００，０００以下のポリプロピレングリコールが挙げられる。

また、消泡剤は、経済性の観点から、好ましくは、ポリシロキサンとして、ＤＫ Ｑ１−１１８３（商標）が、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、又はポリオキシアルキレンアルキルアミドとして、ＳＮデフォーマー２６０（商標）、ＳＮデフォーマー２６５（商標）、ＳＮデフォーマー４６６（商標）、消泡剤 ＮＯ．２１（商標）、消泡剤 ＮＯ．８（商標）が、リン酸トリアルキルとして、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチルが、アルコールとして、２−エチルヘキサノールが、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンとしてニューポールＰＥ−６１（商標）、ニューポールＰＥ−７１（商標）が、及びポリオキシプロピレンとして、分子量が２，０００以上１００，０００以下のポリプロピレングリコールが挙げられる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、強度向上の観点および消泡性の観点から、消泡剤（Ｅ）として、脂肪酸エステル及びアルキルアミンから選ばれる１種以上の化合物を含むことが好ましい。
また、上記消泡剤の中でも、本発明の分散剤組成物の保存安定性の観点から、アルキルアミンが好ましく、アルキル基の炭素数が８以上１８以下のジメチルアルキルアミンがより好ましく、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、及びジメチルパルミチルアミンから選ばれる１種以上のアルキルアミンが更に好ましい。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｅ）成分を含有する場合、該組成物は（Ｅ）成分を、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、そして、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．２質量％以下含有する。
また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｅ）成分を含有する場合、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、任意の（Ｃ）成分及び任意の（Ｄ）成分の含有量の合計に対して、（Ｅ）成分を、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、そして、好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、更にアルカノールアミン（Ｆ）〔以下、（Ｆ）成分という〕を含有することが好ましい。
アルカノールアミンの炭素数は、２以上、更に４以上、そして、１２以下、更に６以下であってよい。アルカノールアミンが有する水酸基の数は、２以上、更に３以上、そして、８以下、更に４以下であってよい。アルカノールアミンは、窒素原子を１つ含むモノアミンが好ましい。モノアミンは、アルカノール基を２つ又は３つ有する化合物が好ましい。また、アルカノールアミンは、窒素原子１つに対して、結合するアルカノール基が２つ又は３つである化合物が好ましい。

アルカノールアミンとしては、具体的には、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンが挙げられる。好ましくは、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンである。
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｆ）成分を含有する場合、該組成物は（Ｆ）成分を、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、そして、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下含有する。
また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｆ）成分を含有する場合、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、任意の（Ｃ）成分及び任意の（Ｄ）成分の含有量の合計に対して、（Ｆ）成分を、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、そして、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｆ）成分を含有する場合、セメントミルクの流動安定性の観点から、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物の２２℃でのｐＨは、１０以下、更に９．０以下、更に８．８以下、更に８．３以下、更に７．５以下、更に７以下、更に６．９以下、更に６．６以下、そして、２以上、更に３以上、更に４以上、更に５以上とすることができる。
また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物が（Ｆ）成分を含有する場合、水硬性組成物の硬化体の強度の観点から、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物の２２℃でのｐＨは、１１以下、更に１０．５以下、更に１０以下、そして、８以上、更に８．５以上、更に９以上とすることができる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、組成物のｐＨを前記範囲に調整する観点、およびセメントミルクの流動安定性の観点から、酸（Ｇ）〔以下、（Ｇ）成分という〕を含有することが好ましい。酸は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分以外の酸である。ここでの酸は（Ａ）成分よりも相対的に分子量の小さいものである。（Ｇ）成分の酸は、分子量１，０００未満の酸が好ましい。（Ｇ）成分の酸は、有機酸、無機酸が使用でき、水硬性粉体の水和に影響しにくい酸がよい。（Ｇ）成分として好ましい酸は、オキシカルボン酸以外の有機酸及び無機酸から選ばれる一種以上の酸である。有機酸は、カルボン酸基を有することが好ましく、セメントゲル化防止の観点から、一分子につきカルボン酸基を１以上５以下有する有機酸がより好ましい。有機酸としては、酢酸、及びギ酸から選ばれる有機酸が挙げられる。無機酸としては、硫酸、塩酸、及び硝酸から選ばれる無機酸が挙げられる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、該組成物のｐＨを前記範囲に調整する観点から、（Ｇ）成分を、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０３質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上、そして、好ましくは２質量％以下、より好ましくは１．２質量％以下、更に好ましくは０．７質量％以下で含有する。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、水溶性高分子化合物、空気連行剤、セメント湿潤剤、膨張材、防水剤、遅延剤、急結剤、増粘剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、硬化促進剤、防腐剤などの成分〔（Ａ）成分、又は（Ｂ）成分に該当するものを除く〕を含有することができる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、無機炭酸塩を含んでもよい。無機炭酸塩としては炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。無機炭酸塩を含むことで、ソイルセメントに海成粘土が混入するような条件でも効果を発現できる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物の形態は、液体、固体のいずれでもよく、液体であることが好ましい。本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は水を含有することができる。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物の対象とする水硬性組成物は、水硬性粉体と水とを含有する水硬性組成物が挙げられる。水硬性粉体とは、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏等が挙げられる。好ましくはセメント、より好ましくは普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸塩セメント等のセメントである。また、セメント等に高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどのポゾラン作用及び／又は潜在水硬性を有する粉体や、石粉（炭酸カルシウム粉末）等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、水／水硬性粉体比が、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、そして、好ましくは１５０質量％以下、より好ましくは１２０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下の水硬性組成物に好適に用いられる。

ここで、水／水硬性粉体比は、水硬性組成物中の水と水硬性粉体の質量百分率（質量％）であり、水の質量／水硬性粉体の質量×１００により算出される。水／水硬性粉体比は、水の量と、水和反応により硬化する物性を有する粉体の量とに基づいて算出される。水和反応により硬化する物性を有する粉体が、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉（炭酸カルシウム粉末）から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。また、水和反応により硬化する物性を有する粉体が、高強度混和材を含有する場合、高強度混和材の量も水硬性粉体の量に算入する。これは、水硬性粉体の質量が関係する以下の質量部においても同様である。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、セメントミルク用として好適である。セメントミルクは、水／水硬性粉体比が、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、そして、好ましくは１５０質量％以下、より好ましく１２０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である。

本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、排泥液を用いる工法、具体的にはグラウト工法又は流動化処理土工法に適する。
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物の対象とする水硬性組成物としては、グラウト工法又は流動化処理土工法用セメント組成物が挙げられる。

＜水硬性組成物＞
本発明は、水硬性粉体、水、カルボン酸基を有するモノマー単位を有する重合物（Ａ）〔（Ａ）成分〕、及びオキシカルボン酸化合物（Ｂ）〔（Ｂ）成分〕を含有する、水硬性組成物を提供する。セメントミルクは、本発明の水硬性組成物の１つの例である。
（Ａ）成分、（Ｂ）成分、水硬性粉体の具体例及び好ましい態様は、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物と同じである。また、水／水硬性粉体比の具体例及び好ましい態様も、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物と同じである。また、本発明の水硬性組成物は、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、（Ｅ）成分、（Ｆ）成分、（Ｇ）成分から選ばれる成分を含有することができる。また、無機炭酸塩を含有することができる。

本発明の水硬性組成物は、流動性が維持される。そして、土壌などの粘土質が混入した場合でも、粘性の上昇が抑えられる。このような特性を生かして、地盤改良などの用途に好適に用いることができる。
例えば、本発明の水硬性組成物は、杭周固定液用として好適である。本発明の水硬性組成物は、そのまま、あるいは、掘削土と混合したソイルセメントとして、基礎杭施工における杭周固定液や根固め液として用いることができる。

本発明の水硬性組成物は、（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分を合計で、水硬性粉体に対して、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上、そして、好ましくは１．６質量％以下、より好ましくは１．２質量％以下含有する。
また、本発明の水硬性組成物は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分、並びに任意の（Ｄ）成分及び／又は任意の（Ｅ）成分を合計で、水硬性粉体に対して、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上、そして、好ましくは２．３質量％以下、より好ましくは２．０質量％以下、さらに好ましくは１．９質量％以下、特に好ましくは１．５質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物は、（Ａ）成分を、水硬性粉体に対して、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上、そして、好ましくは１．５質量％以下、より好ましくは１．１質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物は、（Ｂ）成分を、水硬性粉体に対して、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上、そして、好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．７質量％以下含有する。

本発明の水硬性組成物は、セメントミルクの流動安定性の観点から、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が、（Ａ）／（Ｂ）で、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、更に好ましくは３以上、そして、好ましくは９以下、より好ましくは７．５以下、更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６以下である。

本発明の水硬性組成物は、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を用いて調製することが好ましい。また、本発明の水硬性組成物は、水、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有するｐＨ９．０以下、更に７．５以下の混練水を、水硬性粉体と混合して調製することが好ましい。なお、前記混練水も、本発明の分散剤組成物の要件を満たす限り、本発明の分散剤組成物に含まれる。

本発明により、水、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有するｐＨ９．０以下、更に７．５以下の液体組成物を、水硬性粉体と混合する、水硬性組成物の製造方法が提供される。この方法では、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を合計で、水硬性粉体に対して、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上、そして、好ましくは１．６質量％以下、より好ましくは１．２質量％以下混合する。この方法では、前記液体組成物のｐＨが、好ましくは９．０以下、より好ましくは８．８以下、更に好ましくは８．３以下、より更に好ましくは７．５以下、より更に好ましくは７以下、より更に好ましくは６．９以下、より更に好ましくは６．６以下、そして、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは５以上である。この製造方法における前記液体組成物は、混練水であり、また、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物である。

＜本発明の分散剤組成物を用いた工法＞
本発明により、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を使用する、グラウト工法又は流動化処理土工法が提供される。
グラウト工法とは、地中に水硬性組成物を高圧ジェット噴流体として送り、周囲の土砂を削り取り、排泥液として地上に排出しながら、地中に柱体や壁体を構築する軟弱地盤の改良工法である。また流動化処理土工法とは建設や土木工事で排出される土をセメント類と混合して埋め戻し、再利用する工法である。

本発明により、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を含有する水硬性組成物を地盤と混合する、地盤の改良工法が提供される。該水硬性組成物と地盤との混合は撹拌しながら行うことができる。
地盤の改良工法としては、具体的には、浅層改良や深層改良が挙げられる。これら浅層改良や深層改良は、「セメント系固化材による地盤改良マニュアル 第３版」（社団法人セメント協会）を参照できる。地盤の改良工法としては、より詳細には、「既製コンクリート杭の埋め込み工法」が挙げられ、更に「プレボーリング工法」、「中堀り工法」の杭根固め部、杭周部に本発明の水硬性組成物が用いられる。鋼管杭においては、上記工法以外にも「鋼管ソイルセメント杭工法」が挙げられる。その他、既製杭を用いない機械撹拌工法として「TRD工法」や「SMW工法」、「パワーブレンダ―工法」などが挙げられる。本発明の地盤の改良工法は、これらの工法において、地盤と本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を含有する水硬性組成物とを混合するものである。該水硬性組成物の混合量は、水硬性組成物の組成、工法、地盤の土質、目標強度などを考慮して適宜決めることができる。例えば、土１ｍ^３に対して該水硬性組成物の混合量を１００ｋｇ以上１，０００ｋｇ以下とすることができる。
本発明の地盤の改良工法の一例として、本発明の水硬性組成物用分散剤組成物を含有する水硬性組成物を、杭周固定液及び／又は根固め液として使用する、プレボーリング根固め工法が挙げられる。より詳細には、水、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有するｐＨ９．０以下、更に７．５以下の液体組成物を、水硬性粉体と混合して水硬性組成物を調製し、得られた水硬性組成物を、杭周固定液及び／又は根固め液として使用する、プレボーリング根固め工法が挙げられる。

＜配合成分＞
下記に、以下の実施例、比較例で用いた成分を示した。
（Ａ）成分
・Ａ−１：ポリアクリル酸ナトリウム、重量平均分子量９０００
（Ｂ）成分
・Ｂ−１：グルコン酸ナトリウム
（Ｃ）成分
・Ｃ−１：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、デモールＮＬ、花王株式会社
（Ｄ）成分
・Ｄ−１：サッカロース
（Ｅ）成分
・Ｅ−１：消泡剤Ｎｏ．２１、花王株式会社
（Ｇ）成分
・Ｇ−１：酢酸

＜実施例１及び比較例１＞
前記の成分を用いて、セメントミルクとソイルセメントに対する評価を以下のように行った。結果を表１に示す。

（１）セメントミルク評価方法
（１−１）セメントミルクの調製
前記の成分と水とを混合して分散剤水溶液を調製し、２Ｌプラスチックカップ（２Ｌディスポカップ、ニッコー・ハンセン株式会社）内でセメントと混合し、ハンドミキサーにて１分間混練してセメントミルクを調製した。その際、各材料、水、及び各成分の温度、並びに室温は、すべて２２℃とした。
セメントは普通セメントを用いた。分散剤水溶液を調製するための水は上水道水を用いた。セメントと分散剤水溶液は、分散剤水溶液／セメントが６０％となるように用いた。分散剤水溶液／セメントは、実質的に水／水硬性粉体比に相当する。
（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、（Ｇ）成分は、セメントに対する添加量が表１の通りとなるように用いた。
表１では、（Ｅ）成分として、消泡剤Ｎｏ．２１を、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量（有効分換算）に対し、０．２質量％添加した。

（１−２）評価
セメントミルクの調製後、表に示す経過時間ごとに、メカニカルスターラー（アズワン株式会社製、トルネードスタンダード）で、セメントミルクを、２００ｒｐｍで３０分間攪拌した。メカニカルスターラーには、攪拌羽として、アズワン株式会社製、トルネード用撹拌羽根 ＦＵＴ−１００と、攪拌棒として、アズワン株式会社製、撹拌シャフト Ｓ−５００をセットして用いた。
撹拌終了後、セメントミルクの外観を観察し、ゲル化層の形成の有無を確認し、ゲル化層の厚み、流動層（流動可能な層）の高さを、それぞれ、定規で測定した。カップの底から液面の高さをＡとし、流動層の高さをＢ、ゲル化層の厚みをＣとするとＡ＝Ｂ＋Ｃとなる。Ｂ／Ａ×１００により流動率（％）を求め、表に示した。流動率は１００％に近いほど好ましい。経過時間は、セメントと水が最初に接触してからの時間を表す。

（２）ソイルセメント評価方法
（２−１）ソイルセメントの調製
まず、セメントミルクを次の手順で調製した。前記の成分と水とを混合して分散剤水溶液を調製し、５００ｍｌプラスチックカップ（５００ｍＬディスポカップ、ニッコー・ハンセン株式会社）内でセメントと混合し、ハンドミキサーにて１分間混練してセメントミルクを調製した。その際、各材料、水、及び各成分の温度、並びに室温は、すべて２２℃とした。
セメントは普通セメントを用いた。分散剤水溶液を調製するための水は上水道水を用いた。セメントと分散剤水溶液は、分散剤水溶液／セメントが６０質量％となるように用いた。分散剤水溶液／セメントは、実質的に水／水硬性粉体比に相当する。
（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、（Ｇ）成分は、セメントに対する添加量が表１の通りとなるように用いた。
表１では、（Ｅ）成分として、消泡剤Ｎｏ．２１を、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量（有効分換算）に対し、０．２質量％添加した。
その後、別の５００ｍｌプラスチックカップ内に、泥水とセメントミルクとを投入し、ハンドミキサーにて３０秒撹拌してソイルセメントを調製した。泥水は、笠岡粘土（水を加え比重１．５に調整）を用いた。泥水とセメントミルクは、泥水／セメントミルク＝２４０／７０の質量比で用いた。攪拌後、振動を与えて上面を均し、ラップフィルムで封をして所定時間まで２２℃で静置した。

（２−２）評価
ソイルセメントの調製から２、３、４時間後に、ソイルセメントの粘性をベーンせん断試験機によるトルクを測定して評価した。ベーンせん断試験機はテスコ社製のものを使用した。ベーン（羽根）は１５ｍｍ×３０ｍｍ、トルクドライバーはＦＴＤ５ＣＮ−Ｓ、ＦＴＤ２０ＣＮ−Ｓ、ＦＴＤ５０ＣＮ２−Ｓを使用した。

（３）圧縮強度
ソイルセメントの硬化体について、圧縮強度を、JIS A 1216 土の一軸圧縮試験方法に準じて測定した。

＊１ 質量比は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計を１００とする質量比である（以下同様）。
＊２ （Ｅ）成分の質量％は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計に対する質量％である（以下同様）。
＊３ （Ｇ）成分の質量％は、セメントに対する質量％である。
＊４ （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）添加量は、セメントに対する質量％である（以下同様）。

＜実施例２及び比較例２＞
前記の成分を表２のように用いてセメントミルクとソイルセメントを調製し、実施例１と同様に圧縮強度の評価を行った。結果を表２に示す。本例では、（Ｆ）成分として、トリエタノールアミンを表２の量で用いた。なお、本例でのセメントミルクの流動率とソイルセメントのベーンせん断抵抗値は、表２の組成から（Ｆ）成分を除いた組成に対応する表１の例と同等となる。

＊５ （Ｆ）成分の添加量は、セメントに対する質量％である。

Claims (13)

1. カルボン酸基を有するモノマー単位を有する重合物（Ａ）、オキシカルボン酸化合物（Ｂ）、水硬性粉体用分散剤（Ｃ）〔（Ａ）を除く〕、及び糖化合物（Ｄ）を含有する、水硬性組成物用分散剤組成物。
2. ２２℃におけるｐＨが９．０以下である、請求項１に記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
3. 前記重合物（Ａ）の重量平均分子量が２，０００以上１，０００，０００以下である、請求項１又は２に記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
4. 前記重合物（Ａ）がポリアクリル酸又はその塩を含む、請求項１〜３いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
5. 前記オキシカルボン酸化合物（Ｂ）がグルコン酸、クエン酸及びこれらの塩から選ばれる１種以上の化合物を含む、請求項１〜４いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
6. 更に消泡剤（Ｅ）を含有する、請求項１〜５いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
7. 消泡剤（Ｅ）が脂肪酸エステル及びアルキルアミンから選ばれる１種以上の化合物を含む、請求項６に記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
8. 更にアルカノールアミン（Ｆ）を含む請求項１〜７いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
9. 前記水硬性組成物が、グラウト工法又は流動化処理土工法用セメント組成物である、請求項１〜８いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
10. 前記重合物（Ａ）と前記オキシカルボン酸化合物（Ｂ）の質量比が、（Ａ）／（Ｂ）で、１以上９以下である、請求項１〜９いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
11. 請求項１〜１０いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物を使用する、グラウト工法又は流動化処理土工法。
12. 請求項１〜１０いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物を含有する水硬性組成物を地盤と混合する、地盤の改良工法。
13. 水硬性粉体、水、及び請求項１〜１０いずれかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物を混合する、水硬性組成物の製造方法。