JP6998221B2 - Cement Additives and Cement Compositions - Google Patents

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JP6998221B2 JP2018005847A JP2018005847A JP6998221B2 JP 6998221 B2 JP6998221 B2 JP 6998221B2 JP 2018005847 A JP2018005847 A JP 2018005847A JP 2018005847 A JP2018005847 A JP 2018005847A JP 6998221 B2 JP6998221 B2 JP 6998221B2
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本発明は、セメント用添加剤、およびセメント組成物に関する。 The present invention relates to cement additives and cement compositions.

セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物には、セメント組成物の混練直後の流動性、混練後の経時における流動保持性、セメント組成物の硬化後の強度発現性などの特性の改善を目的として各種添加剤が含まれている。近年、より高強度、且つ高耐久性を有するコンクリート等の開発が進められており、単位水量の低減や水-セメント比の低減が課題となっている。また減水に伴ってセメント組成物の塑性粘度や降伏値などの粘性が上昇し、施工作業性が低下するという問題が生じる。そのためセメント組成物の粘性を低減させる添加剤として、従来からポリカルボン酸系共重合体を含むセメント用添加剤などが提案されている(特許文献1)。 For cement compositions such as cement paste, mortar, and concrete, the purpose is to improve properties such as fluidity immediately after kneading of the cement composition, fluid retention over time after kneading, and strength development after curing of the cement composition. Various additives are contained as. In recent years, the development of concrete and the like having higher strength and higher durability has been promoted, and reduction of the unit water amount and reduction of the water-cement ratio have become issues. Further, as the water content decreases, the viscosity such as the plastic viscosity and the yield value of the cement composition increases, which causes a problem that the construction workability decreases. Therefore, as an additive for reducing the viscosity of the cement composition, an additive for cement containing a polycarboxylic acid-based copolymer has been conventionally proposed (Patent Document 1).

特開2017-88470号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-88470

近年、特にセメント組成物には混練直後の粘性低減に加えて混練後、時間が経過しても所望の流動性および粘性を保持していることが求められているが、従来のセメント用添加剤は十分な効果を得るために添加量を増やす必要があり、コストが大幅に上昇するなどの問題が生じていた。 In recent years, particularly cement compositions have been required to maintain the desired fluidity and viscosity even after a lapse of time after kneading, in addition to reducing the viscosity immediately after kneading. It was necessary to increase the amount of addition in order to obtain a sufficient effect, which caused problems such as a significant increase in cost.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、セメント組成物の混練直後の粘性低減だけでなく、混練後の経時における流動性および粘性にも優れたセメント用添加剤を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is not only to reduce the viscosity of the cement composition immediately after kneading, but also to have excellent fluidity and viscosity over time after kneading. To provide additives for use.

上記課題を解決し得た本発明は、ポリカルボン酸系共重合体を含むセメント用添加剤であって、該ポリカルボン酸系共重合体は、下記構造単位(I)、下記構造単位(II)、およびカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体由来の構造単位(III)を含み、前記構造単位(I)、前記構造単位(II)、及び前記構造単位(III)の合計100質量%に対して、前記構造単位(I)が40~87質量%であり、前記構造単位(II)が5~30質量%であり、前記構造単位(III)が8~30質量%であることに要旨を有する。

Figure 0006998221000001
(式(I)中、
2は、水素原子又は炭素数1~18のアルキル基を表し、
3、R4、及びR5は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表し、
6は炭素数0~5のアルキレン基を表し、
1Oは、同一又は異なって、炭素数2~18のオキシアルキレン基を表し、
mは、R1Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、5~300を表す。)
Figure 0006998221000002
(式(II)中、
7、R8、及びR9は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、または-(CH)zCOOM2を表し(但し、R7~R9のいずれか1つが-(CH)zCOOM2である)、
zは0~2の整数であり、
1、M2は、同一又は異なって、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基、又は有機アミン基を表す。 The present invention that has solved the above problems is an additive for cement containing a polycarboxylic acid-based copolymer, wherein the polycarboxylic acid-based copolymer has the following structural unit (I) and the following structural unit (II). ), And the structural unit (III) derived from the carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer, based on 100% by mass of the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III) in total. The gist is that the structural unit (I) is 40 to 87% by mass, the structural unit (II) is 5 to 30% by mass, and the structural unit (III) is 8 to 30% by mass. Have.
Figure 0006998221000001
(In formula (I),
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
R 3 , R 4 , and R 5 represent the same or different hydrogen atom or methyl group.
R 6 represents an alkylene group having 0 to 5 carbon atoms.
R 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, which is the same or different.
m is the average number of moles of oxyalkylene group represented by R 1 O, and represents 5 to 300. )
Figure 0006998221000002
(In formula (II),
R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(CH 2 ) zCOM 2 (provided that any one of R 7 to R 9 is used. One is-(CH 2 ) zCOMM 2 ),
z is an integer of 0 to 2 and
M 1 and M 2 are the same or different and represent a hydrogen atom, a monovalent metal, a divalent metal, an ammonium group, or an organic amine group.

本発明のセメント用添加剤は、(1)前記式(II)中、R8、及びR9のどちらか一方は、COOM2であること、(2)前記式(I)中、R6のアルキレン基の炭素数が1または2であること、(3)前記式(I)中、mが5~100であること、(4)前記構造単位(III)の由来となるカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルであることはいずれも好ましい実施態様である。 In the cement additive of the present invention, (1) one of R 8 and R 9 in the formula (II) is COM 2 , and (2) in the formula (I), R 6 The alkylene group has 1 or 2 carbon atoms, (3) m is 5 to 100 in the formula (I), and (4) the carboxylic acid hydroxyalkyl ester from which the structural unit (III) is derived. It is a preferred embodiment that the system monomer is a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester.

また本発明にはセメント、水、及び上記本発明のセメント用添加剤を含むセメント組成物が含まれる。さらにセメント分散剤を含むことも好ましく、前記分散剤がスルホン酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることも好ましい実施態様である。 The present invention also includes cement, water, and a cement composition containing the above-mentioned additive for cement of the present invention. Further, it is preferable to include a cement dispersant, and it is also preferable that the dispersant is at least one selected from the group consisting of a sulfonic acid-based dispersant, a polycarboxylic acid-based dispersant, and a phosphoric acid-based dispersant. be.

本発明のセメント用添加剤は、セメント組成物の粘性低減とセメント組成物の流動性に優れた特性を有する。特に本発明のセメント用添加剤は、セメント組成物の混練直後、及び混練後の経時における粘性増大を抑制すると共に、セメント組成物の混練後の経時における流動性にも優れた特性を有する。以下、混練直後の粘性を「初期粘性」、経時における粘性を「経時粘性」、両者を合わせて単に「粘性」あるいは両者の効果を合わせて「粘性増大抑制」ということがある。また混練直後の流動性を「初期流動性」、経時における流動性を「経時流動性」、両者を合わせて単に「流動性」ということがある。本発明によれば、上記セメント用添加剤を含むセメント組成物を提供できる。 The cement additive of the present invention has excellent properties of reducing the viscosity of the cement composition and the fluidity of the cement composition. In particular, the cement additive of the present invention has excellent properties of suppressing the increase in viscosity immediately after kneading the cement composition and after kneading, and also having excellent fluidity over time after kneading the cement composition. Hereinafter, the viscosity immediately after kneading may be referred to as "initial viscosity", the viscosity over time may be referred to as "viscosity over time", the two may be simply referred to as "viscosity", or the effects of both may be referred to as "suppression of increase in viscosity". Further, the fluidity immediately after kneading may be referred to as "initial fluidity", the fluidity over time may be referred to as "fluidity over time", and the combination of the two may be simply referred to as "fluidity". According to the present invention, it is possible to provide a cement composition containing the above-mentioned cement additive.

図1は、ロート流下時間を測定するための土木学会基準JSCE-F541に準じたJ14ロートの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a J14 funnel according to the JSCE standard JSCE-F541 for measuring the funnel flow time. 図2は、実施例1及び比較例1のモルタル混練直後のロート流下時間とモルタルフロー値の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the funnel flow time immediately after kneading the mortar of Example 1 and Comparative Example 1 and the mortar flow value. 図3は、実施例1及び比較例1のモルタルを混練してから30分経過後のロート流下時間とモルタルフロー値の関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the funnel flow time and the mortar flow value 30 minutes after kneading the mortars of Example 1 and Comparative Example 1. 図4は、実施例1及び比較例1のモルタルを混練してから60分経過後のロート流下時間とモルタルフロー値の関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the funnel flow time and the mortar flow value 60 minutes after kneading the mortars of Example 1 and Comparative Example 1.

本明細書中で「(メタ)アクリル」とは、「アクリルおよび/またはメタクリル」を意味する。また「酸(塩)」とは、「酸および/またはその塩」を意味する。また「質量」、「重量」はそれぞれ「重量」、「質量」と読み替えてもよい。 As used herein, "(meth) acrylic" means "acrylic and / or methacrylic". Further, "acid (salt)" means "acid and / or a salt thereof". Further, "mass" and "weight" may be read as "weight" and "mass", respectively.

(ポリカルボン酸系共重合体)
本発明のセメント用添加剤は、特定のポリカルボン酸系共重合体を含むものである。該特定のポリカルボン酸系共重合体を含有することで、セメント組成物の粘性増大抑制に優れた効果を奏すると共に、経時流動性にも優れた特性を有する。
(Polycarboxylic acid-based copolymer)
The cement additive of the present invention contains a specific polycarboxylic acid-based copolymer. By containing the specific polycarboxylic acid-based copolymer, it has an excellent effect of suppressing an increase in viscosity of the cement composition and also has an excellent property of fluidity with time.

本発明のセメント用添加剤には、下記構成を満足する本発明のポリカルボン酸系共重合体が含まれていれば上記効果を奏する。また本発明のセメント用添加剤に1種または2種以上の本発明のポリカルボン酸系共重合体が含まれていてもよい。 If the cement additive of the present invention contains the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention satisfying the following constitution, the above effect can be obtained. Further, the cement additive of the present invention may contain one or more kinds of the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention.

本発明のポリカルボン酸系共重合体は、構造単位(I)と、構造単位(II)と、カルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体由来の構造単位(III)と、を含む。「単量体由来の構造単位」とは、単量体が重合して形成される構造単位であり、具体的には、単量体の重合性炭素-炭素二重結合が単結合になった構造である。 The polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention contains a structural unit (I), a structural unit (II), and a structural unit (III) derived from a carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer. The "monomer-derived structural unit" is a structural unit formed by polymerizing a monomer, and specifically, the polymerizable carbon-carbon double bond of the monomer becomes a single bond. It is a structure.

(構造単位(I)) (Structural unit (I))

本発明のポリカルボン酸系共重合体中には、下記式で表される構造単位(I)が1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。 The polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention may contain only one type of structural unit (I) represented by the following formula, or may contain two or more types.

Figure 0006998221000003
Figure 0006998221000003

式(I)中、R3、R4、及びR5は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。 In formula (I), R 3 , R 4 , and R 5 represent the same or different hydrogen atoms or methyl groups.

6は炭素数0~5のアルキレン基を表し、好ましい炭素数は0~3、より好ましくは1、または2である。炭素数1~5のアルキレン基としては、直鎖状、又は分岐鎖状のアルキレン基のいずれでもよい。R6は例えばメチレン、エタンジイル、プロパンジイル、メチルプロパンジイル、エチルプロパンジイル、ブタンジイル、メチルブタンジイル、ペンタンジイルが例示され、より好ましくはメチレン、エタンジイル、プロパンジイル、ブタンジイル、ペンタンジイルであり、更に好ましくはメチレン、エタン-1,2-ジイル、プロパン-1,3-ジイル、ブタン-1,4-ジイル、ペンタン-1,4-ジイルである。 R 6 represents an alkylene group having 0 to 5 carbon atoms, and the preferred carbon number is 0 to 3, more preferably 1 or 2. The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms may be either a linear group or a branched chain alkylene group. Examples of R 6 are methylene, ethanediyl, propanediyl, methylpropanediyl, ethylpropanediyl, butanediyl, methylbutanediyl, and pentanediyl, more preferably methylene, ethanediyl, propanediyl, butanediyl, and pentanediyl, and more preferably methylene. , Ethane-1,2-diyl, propane-1,3-diyl, butane-1,4-diyl, pentane-1,4-diyl.

式(I)中、R1Oは、同一又は異なって、炭素数2~18のオキシアルキレン基を表す。オキシアルキレン基の炭素数は、好ましくは2~8であり、より好ましくは2~4である。 In formula (I), R 1 O represents the same or different oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. The oxyalkylene group preferably has 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms.

1Oとしては、例えばオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシスチレン基が例示され、好ましくはオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、より好ましくはオキシエチレン基、オキシプロピレン基である。2以上の異なるR1O構造が存在する場合、R1Oの付加形態は、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの形態でもよい。なお、親水性と疎水性とのバランスを確保するため、オキシアルキレン基中にオキシエチレン基を必須成分として含むことが好ましい。具体的には全オキシアルキレン基100モル%に対して、オキシエチレン基が好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは100モル%である。 Examples of R 1 O include an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group and an oxystyrene group, preferably an oxyethylene group, an oxypropylene group and an oxybutylene group, and more preferably an oxyethylene group and an oxypropylene group. Is. When two or more different R 1 O structures are present, the addition form of R 1 O may be any form such as random addition, block addition, and alternate addition. In order to secure a balance between hydrophilicity and hydrophobicity, it is preferable that the oxyalkylene group contains an oxyethylene group as an essential component. Specifically, the oxyethylene group is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and further preferably 100 mol% with respect to 100 mol% of the total oxyalkylene group.

式(I)中、R2は、水素原子又は炭素数1~18のアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は好ましくは1~10、より好ましくは1~8である。アルキル基は、置換されたアルキル基であってもよいし、無置換のアルキル基であってもよい。炭素数1~18のアルキル基としては、直鎖、分岐、または環状のアルキル基のいずれでもよい。炭素数1~18のアルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基である。 In formula (I), R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 8 carbon atoms. The alkyl group may be a substituted alkyl group or an unsubstituted alkyl group. The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be a linear, branched or cyclic alkyl group. The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group or an isobutyl group, and more preferably a methyl group, an ethyl group or n-. It is a propyl group and an n-butyl group.

式(I)中、mは、R1Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、5~300である。mは好ましくは5~100、より好ましくは6~90、さらに好ましくは8~85、特に好ましくは10~80である。mが上記範囲内であればセメント組成物の粘性増大抑制に有効であり、また流動性、特に経時流動性に優れた効果を発揮できる。なお、式(I)中、mで表されるオキシアルキレン基の「平均付加モル数」とは、共重合体1モル中の式(I)で示す構造単位1ユニットにおいて付加しているオキシアルキレン基のモル数の平均値を意味する。 In formula (I), m is the average number of moles of oxyalkylene group represented by R 1 O, which is 5 to 300. m is preferably 5 to 100, more preferably 6 to 90, still more preferably 8 to 85, and particularly preferably 10 to 80. When m is within the above range, it is effective in suppressing the increase in viscosity of the cement composition, and it is possible to exert an excellent effect on fluidity, particularly fluidity with time. In the formula (I), the "average number of moles of substance added" of the oxyalkylene group represented by m is the oxyalkylene added in one unit of the structural unit represented by the formula (I) in one mole of the copolymer. It means the average value of the number of moles of a group.

(構造単位(II))
本発明のポリカルボン酸系共重合体には、下記式で表される構造単位(II)が1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。構造単位(II)は上記構造単位(I)、及び下記構造単位(III)と組み合わせることでセメント組成物の粘性増大抑制に効果を発揮し、更に流動性の向上に寄与する。
(Structural unit (II))
The polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention may contain only one type of structural unit (II) represented by the following formula, or may contain two or more types. When the structural unit (II) is combined with the structural unit (I) and the following structural unit (III), it is effective in suppressing the increase in viscosity of the cement composition and further contributes to the improvement of fluidity.

Figure 0006998221000004
Figure 0006998221000004

式(II)中、R7、R8、及びR9は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、または-(CH)zCOOM2であり(但し、R7~R9のいずれか1つが-(CH)zCOOM2である)、好ましくはR8、及びR9のどちらか一方は、COOM2である。 In formula (II), R 7 , R 8 and R 9 are the same or different, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(CH 2 ) zCOOM 2 (provided that R 7 to R 7 to 2). Any one of R 9 is − (CH 2 ) zCOMM 2 ), preferably one of R 8 and R 9 is COMM 2 .

式(II)中、zは0~2の整数である。zは好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。 In formula (II), z is an integer of 0 to 2. z is preferably 0 or 1, more preferably 0.

式(II)中、M1、M2は、同一又は異なって、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基、又は有機アミン基を表す。また-COOM1は他の-(CH)zCOOM2と無水物を形成していてもよい。 In formula (II), M 1 and M 2 represent a hydrogen atom, a monovalent metal, a divalent metal, an ammonium group, or an organic amine group, which are the same or different. Further, -COOM 1 may form an anhydrate with another- (CH 2 ) zCOOM 2 .

上記一価金属、上記二価金属は、任意の適切な金属原子を採用し得る。一価金属として好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属;二価の金属として好ましくはカルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属が挙げられる。 The monovalent metal and the divalent metal may employ any suitable metal atom. The monovalent metal is preferably an alkali metal such as lithium, sodium or potassium; and the divalent metal is preferably an alkaline earth metal such as calcium or magnesium.

上記アンモニウム基は、「-NH 」で表される官能基である。また上記有機アミン基としては、プロトン化された有機アミンであれば任意の適切な有機アミン基を採用し得る。有機アミン基としては、例えば、エタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基;モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン基;等のアルキルアミン;エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のポリアミンなどが挙げられる。 The ammonium group is a functional group represented by " -NH 4+ ". Further, as the organic amine group, any suitable organic amine group may be adopted as long as it is a protonated organic amine. Examples of the organic amine group include alkanolamine groups such as ethanolamine group, diethanolamine group and triethanolamine group; alkylamines such as monoethylamine, diethylamine and triethylamine group; and polyamines such as ethylenediamine and triethylenediamine.

(構造単位(III))
構造単位(III)はカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体由来の構造単位である。本発明のポリカルボン酸系共重合体には、構造単位(III)が1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。構造単位(III)は上記構造単位(I)、及び上記構造単位(II)と所定の割合で組み合わせることで本発明の上記効果発現に寄与する。
(Structural unit (III))
The structural unit (III) is a structural unit derived from a carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer. The polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention may contain only one type of structural unit (III), or may contain two or more types of structural unit (III). The structural unit (III) contributes to the manifestation of the above-mentioned effect of the present invention by being combined with the above-mentioned structural unit (I) and the above-mentioned structural unit (II) at a predetermined ratio.

構造単位(III)は、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル由来の構造単位であることが好ましく、より好ましくはアルキル部分の炭素数が好ましくは1~8、より好ましくは2~4である(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル由来の構造単位である。具体的には(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルエステル由来の構造単位、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルエステル由来の構造単位、または(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチルエステル由来の構造単位が好ましい。 The structural unit (III) is preferably a structural unit derived from a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, more preferably the number of carbon atoms in the alkyl moiety is preferably 1 to 8, and even more preferably 2 to 4 (meth). ) It is a structural unit derived from acrylic acid hydroxyalkyl ester. Specifically, a structural unit derived from (meth) acrylic acid hydroxyethyl ester, a structural unit derived from (meth) acrylic acid hydroxypropyl ester, or a structural unit derived from (meth) acrylic acid hydroxybutyl ester is preferable.

本発明のポリカルボン酸系共重合体に含まれる構造単位(I)と構造単位(II)と構造単位(III)の各含有比率は、構造単位(I)、構造単位(II)、及び構造単位(III)の合計100質量%に対して、構造単位(I)が40~87質量%、構造単位(II)が5~30質量%、構造単位(III)が8~30質量%である。好ましくは構造単位(I)が45~86質量%、構造単位(II)が5~25質量%、構造単位(III)が9~30質量%である。より好ましくは構造単位(I)が50~85質量%、構造単位(II)が5~20質量%、構造単位(III)が10~30質量%である。構造単位(I)、構造単位(II)、及び構造単位(III)の各含有比率が上記範囲内にあれば、セメント組成物の粘性増大抑制に有効であると共に、流動性にも優れた効果を奏する。なお、構造単位(I)~(III)の各含有割合は実施例に記載のモノマーの反応率を高速液体クロマトグラフィーで求め、それに基づいて算出する。 The content ratios of the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III) contained in the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention are the structural unit (I), the structural unit (II), and the structure. The structural unit (I) is 40 to 87% by mass, the structural unit (II) is 5 to 30% by mass, and the structural unit (III) is 8 to 30% by mass with respect to the total 100% by mass of the unit (III). .. Preferably, the structural unit (I) is 45 to 86% by mass, the structural unit (II) is 5 to 25% by mass, and the structural unit (III) is 9 to 30% by mass. More preferably, the structural unit (I) is 50 to 85% by mass, the structural unit (II) is 5 to 20% by mass, and the structural unit (III) is 10 to 30% by mass. When the content ratios of the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III) are within the above ranges, it is effective in suppressing the increase in viscosity of the cement composition and also has an excellent effect on fluidity. Play. The content ratios of the structural units (I) to (III) are calculated based on the reaction rate of the monomer described in the examples obtained by high performance liquid chromatography.

ポリカルボン酸系共重合体に含まれる上記構造単位(I)~(III)の合計含有比率は、ポリカルボン酸系共重合体100質量%に対して好ましくは50~100質量%、より好ましくは70~100質量%、更に好ましくは80~100質量%、特に好ましくは90~100質量%、最も好ましくは95~100質量%である。本発明の上記構造単位(I)~(III)の合計含有比率が上記範囲内であれば、セメント組成物の粘性増大抑制、及び流動性を効果的に高めることができる。なお、構造単位(I)~(III)の合計が100質量%に満たない場合の残余は後記する構造単位(IV)、および/または各種公知の添加剤を含有させることができる。 The total content ratio of the structural units (I) to (III) contained in the polycarboxylic acid-based copolymer is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 50% by mass, based on 100% by mass of the polycarboxylic acid-based copolymer. It is 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, particularly preferably 90 to 100% by mass, and most preferably 95 to 100% by mass. When the total content ratio of the structural units (I) to (III) of the present invention is within the above range, the increase in viscosity of the cement composition can be suppressed and the fluidity can be effectively enhanced. When the total of the structural units (I) to (III) is less than 100% by mass, the residual may contain the structural unit (IV) described later and / or various known additives.

(構造単位(IV))
本発明のポリカルボン酸系共重合体中には、上記構造単位(I)~(III)以外に、その他の単量体(d)由来の構造単位(IV)が含まれていてもよい。構造単位(IV)は1種、または2種以上含まれていてもよい。
(Structural unit (IV))
In addition to the structural units (I) to (III), the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention may contain a structural unit (IV) derived from the other monomer (d). The structural unit (IV) may be contained alone or in combination of two or more.

その他の単量体(d)とは、上記構造単位(I)~(III)の由来となる単量体以外の単量体である。その他の単量体(d)由来の構造単位(IV)としては、好ましくは以下の単量体に由来する構造単位である。
(メタ)アクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸系単量体またはこれらの塩;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の各種(アルコキシ)(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、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(塩)類;(メタ)アクリル(アルキル)アミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;メチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1~30のアミンとのアミド類;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族類;1,4-ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン等のジエン類;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;などが挙げられる。
The other monomer (d) is a monomer other than the monomer from which the structural units (I) to (III) are derived. The structural unit (IV) derived from the other monomer (d) is preferably a structural unit derived from the following monomer.
Monocarboxylic acid-based monomers such as (meth) acrylic acid and crotonic acid or salts thereof; various (alkoxy) (poly) such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate and methoxy (poly) ethylene glycol mono (meth) acrylate. Alkylene glycol mono (meth) acrylates; (poly) alkylene glycol di (meth) acrylates such as (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate; hexanediol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylates and trimethylolpropane tri (meth) acrylates; (poly) alkylene glycol dimalates such as polyethylene glycol dimalates; vinyl sulfonates, (meth) allylsulfonates, 2-methylpropanesulfonic acid Unsaturated sulfonic acids (salts) such as (meth) acrylamide and styrene sulfonic acid; unsaturated amides such as (meth) acrylic (alkyl) amides, N-methylol (meth) acrylamides and N, N-dimethyl (meth) acrylamides. Classes; Amides of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylamide and amines having 1 to 30 carbon atoms; Vinyl aromatics such as styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene; 1,4-butanediol Alcandiol mono (meth) acrylates such as mono (meth) acrylates; dienes such as butadiene and isoprene; unsaturated cyanides such as (meth) acrylonitrile; unsaturated esters such as vinyl acetate; amino (meth) acrylates. Unsaturated amines such as ethyl, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, vinylpyridine; divinyl aromatics such as divinylbenzene; allyls such as (meth) allyl alcohol, glycidyl (meth) allyl ether; and the like. ..

また本発明のポリカルボン酸系共重合体に含まれる構造単位(IV)の含有比率は、構造単位(I)~(III)の合計100質量%に対し、好ましくは0~100質量%、より好ましくは0~5質量%である。所定量の構造単位(IV)であれば本発明のポリカルボン酸系共重合体は上記効果を奏することができる。なお、構造単位(IV)の含有比率も上記構造単位(I)~(III)と同様にして特定できる。 The content ratio of the structural unit (IV) contained in the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention is preferably 0 to 100% by mass, based on 100% by mass of the total of the structural units (I) to (III). It is preferably 0 to 5% by mass. The polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention can exert the above-mentioned effect as long as it is a predetermined amount of the structural unit (IV). The content ratio of the structural unit (IV) can also be specified in the same manner as in the structural units (I) to (III).

本発明のポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、実施例に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリエチレングリコール換算による重量平均分子量(Mw)として、5,000~100,000である。重量平均分子量(Mw)は好ましくは6,000~80,000、より好ましくは7,000~50,000、さらに好ましくは8,000~30,000、特に好ましくは9,000~25,000である。ポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量(Mw)が上記範囲内にあれば、セメント組成物の粘性増大抑制に有効であると共に、流動性に優れた効果を奏する。 The weight average molecular weight (Mw) of the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention is 5,000 to 100 as the weight average molecular weight (Mw) in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography (GPC) described in the examples. It is 000. The weight average molecular weight (Mw) is preferably 6,000 to 80,000, more preferably 7,000 to 50,000, still more preferably 8,000 to 30,000, and particularly preferably 9,000 to 25,000. be. When the weight average molecular weight (Mw) of the polycarboxylic acid-based copolymer is within the above range, it is effective in suppressing the increase in viscosity of the cement composition and has an excellent effect of fluidity.

(ポリカルボン酸系共重合体の製造方法)
本発明ポリカルボン酸系共重合体の製造方法は特に限定されないが、好ましくは、不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(a)とジカルボン酸系単量体(b)とカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体(c)とを含む単量体成分の重合を重合開始剤の存在下で行って製造し得る。必要に応じてその他の単量体(d)を含んでいてもよい。
(Method for producing polycarboxylic acid-based copolymer)
The method for producing the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention is not particularly limited, but an unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a), a dicarboxylic acid-based monomer (b), and a carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer are preferable. It can be produced by polymerizing a monomer component containing the monomer (c) in the presence of a polymerization initiator. Other monomers (d) may be contained if necessary.

構造単位(I)は下記式(1)に示す不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(a)に由来して形成される。

Figure 0006998221000005
The structural unit (I) is formed from the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a) represented by the following formula (1).
Figure 0006998221000005

上記式(1)中、R3、R4、及びR5は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。R6は炭素数0~5のアルキレン基を表す。R1Oは、同一又は異なって、炭素数2~18のオキシアルキレン基を表す。R2は、水素原子又は炭素数1~18のアルキル基を表す。mは、R1Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、5~300である。なお、R1Oで表される好ましいオキシアルキレン基の炭素数、及びその好適な例;R2で表される好ましいアルキル基の炭素数、及びその好適な例;R6で表される好ましいアルキレン基の炭素数;mの好適な範囲と同じであるため、説明を省略する。 In the above formula (1), R 3 , R 4 , and R 5 represent the same or different hydrogen atom or methyl group. R 6 represents an alkylene group having 0 to 5 carbon atoms. R 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, which is the same or different. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. m is the average number of moles of oxyalkylene group represented by R 1 O, and is 5 to 300. The number of carbon atoms of the preferred oxyalkylene group represented by R 1 O and a suitable example thereof; the number of carbon atoms of the preferred alkyl group represented by R 2 and a preferred example thereof; the preferred alkylene represented by R 6 Since it is the same as the preferable range of the number of carbon atoms of the group; m, the description thereof will be omitted.

不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(a)は構造単位(I)を満足する任意の不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を採用し得る。式(1)で表される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)としては、具体的には、ヒドロキシエチルビニルエーテル、アリルアルコール、メタリルアルコール、3-ブテン-1-オール、3-メチル-3-ブテン-1-オール、3-メチル-2-ブテン-1-オール、2-メチル-2-ブテン-1-オール、3-ブテン-2-オール、3-メチル-3-ブテン-2-オール、2-メチル-3-ブテン-1-オール、2-メチル-3-ブテン-2-オール等の炭素数2~10の不飽和アルコールに炭素数2~18のアルキレンオキシドが付加した不飽和アルコールアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。好ましくは、アリルアルコール、メタリルアルコール、3-メチル-3-ブテン-1-オールのいずれかにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを5~300モル付加した化合物であり、より好ましくは、メタリルアルコールまたは3-メチル-3-ブテン-1-オールから選ばれる少なくとも1種にエチレンオキシドを5~300モル付加した化合物である。 As the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a), any unsaturated polyalkylene glycol ether-based monomer satisfying the structural unit (I) can be adopted. Specific examples of the unsaturated polyalkylene glycol ether-based monomer (a) represented by the formula (1) include hydroxyethyl vinyl ether, allyl alcohol, metallic alcohol, 3-butene-1-ol, and 3-. Methyl-3-butene-1-ol, 3-methyl-2-butene-1-ol, 2-methyl-2-butene-1-ol, 3-butene-2-ol, 3-methyl-3-butene- An alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms was added to an unsaturated alcohol having 2 to 10 carbon atoms such as 2-ol, 2-methyl-3-butene-1-ol, and 2-methyl-3-butene-2-ol. Examples thereof include unsaturated alcohol alkylene oxide adducts. A compound obtained by adding 5 to 300 mol of ethylene oxide or propylene oxide to any of allyl alcohol, methallyl alcohol, and 3-methyl-3-buten-1-ol is preferable, and methallyl alcohol or 3- is more preferable. It is a compound in which 5 to 300 mol of ethylene oxide is added to at least one selected from methyl-3-butene-1-ol.

不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(a)の合成は特に限定されず、各種公知の方法で合成すればよい。例えば、アリルアルコール、メタリルアルコール、3-メチル-3-ブテン-1-オール(イソプレノール)、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等の不飽和アルコールにアルキレンオキサイドを付加することによって合成し得る。 The synthesis of the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a) is not particularly limited, and the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a) may be synthesized by various known methods. For example, it can be synthesized by adding an alkylene oxide to an unsaturated alcohol such as allyl alcohol, methallyl alcohol, 3-methyl-3-butene-1-ol (isoprenol), hydroxyethyl vinyl ether, and hydroxybutyl vinyl ether.

構造単位(II)は下記式(2)で表されるジカルボン酸系単量体(b)に由来して形成される。

Figure 0006998221000006
The structural unit (II) is formed from the dicarboxylic acid-based monomer (b) represented by the following formula (2).
Figure 0006998221000006

式(2)中、R7、R8、及びR9は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、または-(CH)zCOOM2を表す(但し、R7~R9のいずれか1つが-(CH)zCOOM2である)。好ましくはR8、及びR9のどちらか一方は、COOM2である。zは0~2の整数を表す。M1、M2は、同一または異なって、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基、有機アンモニウム基、又は有機アミン基を表す。なお、zの好適な範囲、M1、M2の好適な例は構造単位(II)と同じであるため、説明を省略する。 In formula (2), R 7 , R 8 and R 9 represent the same or different hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(CH 2 ) zCOOM 2 (provided that R 7 to R 7 to). Any one of R 9 is-(CH 2 ) zCOMM 2 ). Preferably, either R 8 or R 9 is COM 2 . z represents an integer of 0 to 2. M 1 and M 2 are the same or different and represent a hydrogen atom, a monovalent metal, a divalent metal, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amine group. Since the preferred range of z and the preferred examples of M 1 and M 2 are the same as those of the structural unit (II), the description thereof will be omitted.

式(2)で表されるジカルボン酸系単量体(b)としては、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸系単量体またはこれらの塩;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸系単量体の無水物またはこれらの塩;などが挙げられる。ここでいう塩としては、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、有機アンモニウム塩、有機アミン塩などが挙げられる。アルカリ金属塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。アルカリ土類金属塩としては、例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられる。有機アンモニウム塩としては、例えば、メチルアンモニウム塩、エチルアンモニウム塩、ジメチルアンモニウム塩、ジエチルアンモニウム塩、トリメチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩などが挙げられる。有機アミン塩としては、例えば、エタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等のアルカノールアミン塩などが挙げられる。これらの中でもマレイン酸やフマル酸が好ましく、これらに由来する構造単位(II)を使用することでセメント組成物の粘性増大抑制、及び流動性向上により一層優れた効果を発揮する。 Examples of the dicarboxylic acid-based monomer (b) represented by the formula (2) include unsaturated dicarboxylic acid-based monomers such as maleic acid, itaconic acid, and fumaric acid, or salts thereof; maleic acid, itaconic acid, and fumaric acid. An anhydrides of unsaturated dicarboxylic acid-based monomers such as acids or salts thereof; and the like. Examples of the salt here include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, organic ammonium salts, and organic amine salts. Examples of the alkali metal salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt and the like. Examples of the alkaline earth metal salt include calcium salt and magnesium salt. Examples of the organic ammonium salt include methylammonium salt, ethylammonium salt, dimethylammonium salt, diethylammonium salt, trimethylammonium salt, triethylammonium salt and the like. Examples of the organic amine salt include alkanolamine salts such as ethanolamine salt, diethanolamine salt and triethanolamine salt. Among these, maleic acid and fumaric acid are preferable, and by using the structural unit (II) derived from these, more excellent effects are exhibited by suppressing the increase in viscosity of the cement composition and improving the fluidity.

構造単位(III)はカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体(c)に由来して形成される。任意のカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体を採用し得るが、好ましくは(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルであり、より好ましくはアルキル部分の炭素数が好ましくは1~8、より好ましくは2~4である(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルである。具体的には(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルエステル、または(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチルエステルが好ましい。 The structural unit (III) is formed from the carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer (c). Any carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer can be adopted, but it is preferably a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, and the number of carbon atoms in the alkyl moiety is preferably 1 to 8, more preferably 2 to 2. 4 is a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester. Specifically, (meth) acrylic acid hydroxyethyl ester, (meth) acrylic acid hydroxypropyl ester, or (meth) acrylic acid hydroxybutyl ester is preferable.

本発明のセメント用添加剤に含まれるポリカルボン酸系共重合体の製造に用い得る不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(a)、ジカルボン酸系単量体(b)、及びカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体(c)の各使用量は、ポリカルボン酸系共重合体を構成する全構造単位中の各構造単位の割合が上記範囲内となるように適宜調整すればよい。 An unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (a), a dicarboxylic acid-based monomer (b), and a hydroxyalkyl carboxylic acid that can be used for producing the polycarboxylic acid-based copolymer contained in the cement additive of the present invention. The amount of each of the ester-based monomer (c) used may be appropriately adjusted so that the ratio of each structural unit in the total structural units constituting the polycarboxylic acid-based copolymer is within the above range.

必要に応じてその他の単量体(d)を使用してもよく、その他の単量体(d)に由来して構造単位(IV)が形成される。他の単量体(d)の具体例は上記した単量体が該当する。 If necessary, another monomer (d) may be used, and the structural unit (IV) is formed from the other monomer (d). The above-mentioned monomer corresponds to a specific example of the other monomer (d).

単量体成分の重合は、任意の適切な方法で行い得る。例えば、溶液重合、塊状重合が挙げられる。溶液重合の方式としては、例えば、回分式、連続式が挙げられる。溶液重合で使用し得る溶媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n-ヘキサン等の芳香族または脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物;等が挙げられる。 Polymerization of the monomeric components can be carried out by any suitable method. For example, solution polymerization and bulk polymerization can be mentioned. Examples of the solution polymerization method include batch type and continuous type. Solvents that can be used in solution polymerization include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane, n-hexane; esters such as ethyl acetate. Compounds; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane; and the like can be mentioned.

単量体成分の重合を行う場合は、重合開始剤として、水溶性の重合開始剤、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2′-アゾビス-2-メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物、2,2′-アゾビス-2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン塩酸塩等の環状アゾアミジン化合物、2-カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物等の水溶性アゾ系開始剤;等を使用し得る。これらの重合開始剤は、亜硫酸水素ナトリウム等のアルカリ金属亜硫酸塩、メタ二亜硫酸塩、次亜燐酸ナトリウム、モール塩等のFe(II)塩、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物、ヒドロキシルアミン塩酸塩、チオ尿素、L-アスコルビン酸(塩)、エリソルビン酸(塩)等の促進剤を併用することもできる。重合開始剤の中では、過硫酸塩や過酸化水素が好ましい。促進剤の中では、モール塩等のFe(II)塩やL-アスコルビン酸(塩)が好ましい。これらの重合開始剤や促進剤は、それぞれ、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 When polymerizing a monomer component, the polymerization initiator is a water-soluble polymerization initiator, for example, persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate; hydrogen peroxide; 2,2'-. Azobisin compounds such as azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, cyclic azoamidin compounds such as 2,2'-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, 2-carbamoyl azoisobutyronitrile and the like. A water-soluble azo-based initiator such as the azonitrile compound of the above; etc. can be used. These polymerization initiators include alkali metal sulfites such as sodium hydrogen sulfite, Fe (II) salts such as metadiosulfate, sodium hypophosphite, and molle salts, sodium hydroxymethanesulfinate dihydrate, and hydroxylamine hydrochloride. Accelerators such as salt, thiourea, L-ascorbic acid (salt), and erythorbic acid (salt) can also be used in combination. Among the polymerization initiators, persulfates and hydrogen peroxide are preferable. Among the accelerators, Fe (II) salts such as moor salt and L-ascorbic acid (salt) are preferable. Each of these polymerization initiators and accelerators may be of only one type or of two or more types.

低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル化合物、またはケトン化合物を溶媒とする溶液重合を行う場合、または、塊状重合を行う場合には、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ナトリウムパーオキシド等のパーオキシド;t-ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;などを用い得る。このような重合開始剤を用いる場合、アミン化合物等の促進剤を併用することもできる。さらに、水-低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上記の種々の重合開始剤または重合開始剤と促進剤の組み合わせの中から適宜選択して用いることができる。 When solution polymerization is performed using a lower alcohol, aromatic hydrocarbon, aliphatic hydrocarbon, ester compound, or ketone compound as a solvent, or when bulk polymerization is performed, benzoylper oxide or lauroylper is used as a polymerization initiator. Hydrocarbons such as oxides and sodium peroxides; hydrocarbonates such as t-butylhydrocarbonates and cumenehydroperoxides; azo compounds such as azobisisobutyronitrile; and the like can be used. When such a polymerization initiator is used, an accelerator such as an amine compound can also be used in combination. Further, when a water-lower alcohol mixed solvent is used, it can be appropriately selected and used from the above-mentioned various polymerization initiators or combinations of the polymerization initiator and the accelerator.

単量体成分の重合の際の反応温度としては、用いられる重合方法、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤により適宜定められる。このような反応温度としては、好ましくは0℃以上、より好ましくは30℃以上、さらに好ましくは50℃以上、また、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。 The reaction temperature at the time of polymerization of the monomer component is appropriately determined by the polymerization method, solvent, polymerization initiator and chain transfer agent used. Such a reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, still more preferably 50 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, still more preferably 100 ° C. or lower. be.

単量体成分の反応容器への投入方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。 Any suitable method can be adopted as the method for charging the monomer component into the reaction vessel.

単量体成分の重合の際には、好ましくは、連鎖移動剤を用い得る。連鎖移動剤を用いると、得られる共重合体の分子量調整が容易となる。連鎖移動剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 When polymerizing the monomer component, a chain transfer agent may be preferably used. When a chain transfer agent is used, it becomes easy to adjust the molecular weight of the obtained copolymer. The chain transfer agent may be only one kind or two or more kinds.

連鎖移動剤としては、任意の適切な連鎖移動剤を採用し得る。このような連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、2-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2-メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;イソプロパノール等の第2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸、およびその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸、およびその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物およびその塩;などが挙げられる。 As the chain transfer agent, any suitable chain transfer agent may be adopted. Examples of such a chain transfer agent include thiol-based chain transfer agents such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thioapple acid, and 2-mercaptoethanesulfonic acid; Secondary alcohols such as isopropanol; phosphite, hypophosphite, and salts thereof (sodium bisulfite, potassium hypophosphite, etc.), sulfite, hydrogen sulfite, dithionic acid, metabisulfite, And lower oxides of salts thereof (sodium bisulfite, potassium sulfite, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, sodium bisulfite, potassium bisulfite, sodium metabisulfite, potassium metabisulfite, etc.) and salts thereof; etc. Can be mentioned.

製造されたセメント用添加剤は、そのままでも本発明のセメント用添加剤として用いることもできるが、取り扱い性の観点から、セメント用添加剤の製造後の反応溶液のpHを5以上に調整しておくことが好ましい。しかしながら、重合率向上のため、pH5未満で重合を行い、重合後にpHを5以上に調整することが好ましい。pHの調整は、例えば、一価金属または二価金属の水酸化物や炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミン;などのアルカリ性物質を用いて行うことができる。 The produced cement additive can be used as it is as the cement additive of the present invention, but from the viewpoint of handleability, the pH of the reaction solution after the production of the cement additive is adjusted to 5 or more. It is preferable to keep it. However, in order to improve the polymerization rate, it is preferable to carry out the polymerization at a pH of less than 5, and adjust the pH to 5 or more after the polymerization. The pH can be adjusted, for example, by using an inorganic salt such as a hydroxide or carbonate of a monovalent metal or a divalent metal; ammonia; an organic amine; or an alkaline substance.

製造されたセメント用添加剤は、製造によって得られた溶液に対して、必要に応じて、濃度調整を行うこともできる。 The concentration of the produced cement additive can be adjusted as necessary with respect to the solution obtained by the production.

製造されたセメント用添加剤は、溶液の形態でそのまま使用してもよいし、あるいは、粉体化して使用してもよい。 The produced cement additive may be used as it is in the form of a solution, or may be powdered and used.

(セメント組成物)
本発明のセメント組成物は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等であり、本発明のセメント用添加剤を含む。
(Cement composition)
The cement composition of the present invention is a cement paste, mortar, concrete, etc., and contains the cement additive of the present invention.

本発明のセメント組成物は、セメント、水、及び本発明のセメント用添加剤を含む。好ましくはセメント、水、骨材、及び本発明のセメント用添加剤を含む。 The cement composition of the present invention comprises cement, water, and the cement additive of the present invention. Preferably, it contains cement, water, aggregate, and the cement additive of the present invention.

セメントとしては、ポルトランドセメント(普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩及びそれぞれの低アルカリ形)、各種混合セメント(高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント)、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント、超速硬セメント(1クリンカー速硬性セメント、2クリンカー速硬性セメント、リン酸マグネシウムセメント)、グラウト用セメント、油井セメント、低発熱セメント(低発熱型高炉セメント、フライアッシュ混合低発熱型高炉セメント、ビーライト高含有セメント)、超高強度セメント、セメント系固化材、エコセメント(都市ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として製造されたセメント)が好適であり、更に、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカフューム、シリカ粉末、石灰石粉末等の微粉体や石膏を添加してもよい。本発明のセメント組成物に含まれるセメントは、1種、または2種以上であってもよい。 Cement includes Portorand cement (normal, early-strength, ultra-fast-strength, moderate heat, low heat, sulfate resistant and each low alkaline type), various mixed cements (blast furnace cement, silica cement, fly ash cement), white Portorand cement. , Alumina cement, ultra-fast-hardening cement (1 clinker fast-hardening cement, 2 clinker fast-hardening cement, magnesium phosphate cement), grout cement, oil well cement, low heat-generating cement (low-heat-generating blast furnace cement, fly-ash mixed low-heat-generating blast furnace) Cement (cement with high content of belite), ultra-high strength cement, cement-based solidifying material, eco-cement (cement manufactured from one or more of municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash) are suitable, and further, a blast furnace. Fine powders such as slag, fly ash, cinder ash, clinker ash, husk ash, silica fume, silica powder, limestone powder and the like may be added. The cement contained in the cement composition of the present invention may be one kind or two or more kinds.

骨材としては砂、砂利、砕石、再生骨材、水砕スラグ等以外に、珪石質、粘土質、ジルコン質、ハイアルミナ質、炭化珪素質、黒鉛質、クロム質、クロマグ質、マグネシア質等の耐火骨材も例示される。骨材は用途に応じて適宜選択すればよく、例えばモルタルには砂などの細骨材と、セメント、水、及び本発明のセメント用添加剤が含まれる。また例えばコンクリートには砂利などの粗骨材、細骨材、セメント、水、及び本発明のセメント用添加剤が含まれる。 In addition to sand, gravel, crushed stone, recycled aggregate, granulated slag, etc., aggregates include silica stone, clay, zircone, high alumina, silicon carbide, graphite, chromium, chromog, magnesia, etc. The refractory aggregate of is also exemplified. The aggregate may be appropriately selected depending on the intended use, and for example, the mortar includes fine aggregate such as sand, cement, water, and the cement additive of the present invention. Further, for example, concrete contains coarse aggregate such as gravel, fine aggregate, cement, water, and the additive for cement of the present invention.

セメント組成物中の本発明のセメント用添加剤は目的に応じて、任意の適切な含有割合を採用し得る。例えばセメント100質量部に対して本発明のポリカルボン酸共重合体は、固形分で、好ましくは0.001質量部~10質量部、より好ましくは0.005質量部~5質量部、さらに好ましくは0.01質量部~3質量部、特に好ましくは0.01質量部~2質量部、最も好ましくは0.01質量部~1質量部である。セメント組成物中の本発明のポリカルボン酸共重合体の含有量がセメントに対して上記範囲内にあれば、単位水量の低減、強度の増大、耐久性の向上と、本発明特有の効果(粘性増大抑制、流動性)とを両立して発現できる。 The cement additive of the present invention in the cement composition may adopt any appropriate content ratio depending on the purpose. For example, the polycarboxylic acid copolymer of the present invention has a solid content of preferably 0.001 part by mass to 10 parts by mass, more preferably 0.005 part by mass to 5 parts by mass, still more preferably, with respect to 100 parts by mass of cement. Is 0.01 parts by mass to 3 parts by mass, particularly preferably 0.01 parts by mass to 2 parts by mass, and most preferably 0.01 parts by mass to 1 part by mass. When the content of the polycarboxylic acid copolymer of the present invention in the cement composition is within the above range with respect to the cement, the unit water amount is reduced, the strength is increased, the durability is improved, and the effects peculiar to the present invention ( It can be expressed at the same time as suppressing increase in viscosity and fluidity).

本発明のセメント添加剤を含む本発明のセメント組成物1mあたりの単位水量、セメント使用量及び水/セメント比は適宜設定可能である。好ましくは単位水量100~185kg/m、使用セメント量250~800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.1~0.7、より好ましくは、単位水量120~175kg/m、使用セメント量270~800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.15~0.65である。本発明のセメント組成物は、貧配合~富配合まで幅広く使用可能であり、単位セメント量の多い高強度コンクリート、単位セメント量が300kg/m以下の貧配合コンクリートのいずれにも有効である。 The unit water amount, cement usage amount and water / cement ratio per 1 m 3 of the cement composition of the present invention containing the cement additive of the present invention can be appropriately set. The unit water amount is preferably 100 to 185 kg / m 3 , the cement amount used is 250 to 800 kg / m 3 , the water / cement ratio (mass ratio) is 0.1 to 0.7, and more preferably, the unit water amount is 120 to 175 kg / m 3 . , The amount of cement used is 270 to 800 kg / m 3 , and the water / cement ratio (mass ratio) = 0.15 to 0.65. The cement composition of the present invention can be widely used from poorly mixed to richly mixed, and is effective for both high-strength concrete having a large unit cement amount and poorly mixed concrete having a unit cement amount of 300 kg / m 3 or less.

本発明のセメント組成物には、本発明のセメント添加剤以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含んでいてもよい。 In addition to the cement additive of the present invention, the cement composition of the present invention may contain any suitable other components as long as the effects of the present invention are not impaired.

他の成分としては、例えばセメント分散剤、AE剤、消泡剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、防水剤、防錆剤、ひび割れ低減剤、膨張材等のセメント用添加剤が挙げられ、これらは1種又は2種以上添加されていてもよい。本発明ではセメント分散剤を添加することが好ましい。 Other components include, for example, cement dispersants, AE agents, defoamers, setting retarders, curing accelerators, curing retarders, waterproofing agents, rust preventives, crack reducing agents, and cement additives such as swelling agents. These may be added alone or in combination of two or more. In the present invention, it is preferable to add a cement dispersant.

セメント分散剤は、セメント分散剤の添加後直ぐに、又は経時後にセメント粒子の表面に吸着し、その反発作用によってセメント粒子を分散させ、セメント組成物の流動性を高める機能を有すればよく、特に限定されない。このようなセメント分散剤としては、好ましくは分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種である。セメント分散剤を本発明のセメント用組成物と併用することでセメント組成物の粘性増大抑制に有効であると共に、流動性に優れた効果を発揮できる。 The cement dispersant may have a function of adsorbing to the surface of the cement particles immediately after the addition of the cement dispersant or after a lapse of time, dispersing the cement particles by its repulsive action, and enhancing the fluidity of the cement composition, in particular. Not limited. Such a cement dispersant is preferably at least one selected from the group consisting of a sulfonic acid-based dispersant having a sulfonic acid group in the molecule, a polycarboxylic acid-based dispersant, and a phosphoric acid-based dispersant. When the cement dispersant is used in combination with the cement composition of the present invention, it is effective in suppressing the increase in viscosity of the cement composition and can exhibit an excellent effect of fluidity.

スルホン酸系分散剤としては、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等の、ポリアルキルアリールスルホン酸塩系スルホン酸系分散剤;メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等の、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系スルホン酸系分散剤;アミノアリールスルホン酸-フェノール-ホルムアルデヒド縮合物等の、芳香族アミノスルホン酸塩系スルホン酸系分散剤;リグニンスルホン酸塩、変性リグニンスルホン酸塩等のリグニンスルホン酸塩系スルホン酸系分散剤;ポリスチレンスルホン酸塩系スルホン酸系分散剤;などが挙げられる。 Examples of the sulfonic acid-based dispersant include polyalkylaryl sulfonate-based sulfonic acid-based dispersants such as naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, methylnaphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, and anthracene sulfonic acid formaldehyde condensate; melamine sulfonic acid formaldehyde condensation. Melamine formalin resin sulfonate-based sulfonic acid-based dispersant; Aromatic aminosulfonate-based sulfonic acid-based dispersant such as aminoaryl sulfonic acid-phenol-formaldehyde condensate; Lignin sulfonate, modified lignin Lignin sulfonate-based sulfonic acid-based dispersants such as sulfonates; polystyrene sulfonate-based sulfonic acid-based dispersants; and the like can be mentioned.

ポリカルボン酸系分散剤(但し、本発明のセメント用添加剤に含まれるポリカルボン酸系共重合体を除く、以下同じ)としては、各種公知のポリカルボン酸系共重合体を使用でき、好ましくはモノカルボン酸系単量体の単独又は共重合体であるポリカルボン酸系分散剤が好ましく、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系共重合体がより好ましい。例えば、不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位を含む分散剤;不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位を含む分散剤;不飽和モノカルボン酸エステル系単量体由来の構成単位を含む分散剤;(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由来の構成単位を含む分散剤;不飽和ジカルボン酸系単量体由来の構成単位を含む分散剤;疎水性不飽和モノカルボン酸エステル系単量体由来の構成単位を含む分散剤などが挙げられる。 As the polycarboxylic acid-based dispersant (excluding the polycarboxylic acid-based copolymer contained in the cement additive of the present invention, the same applies hereinafter), various known polycarboxylic acid-based copolymers can be used, which is preferable. Is preferably a polycarboxylic acid-based dispersant which is a monocarboxylic acid-based monomer alone or a copolymer, and a polycarboxylic acid-based copolymer having a polyalkylene glycol chain is more preferable. For example, a dispersant containing a structural unit derived from an unsaturated (poly) alkylene glycol ether-based monomer; a dispersant containing a structural unit derived from an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer; a dispersant containing an unsaturated monocarboxylic acid ester-based single amount. Dispersant containing constituent units derived from the body; Dispersant containing constituent units derived from (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester-based monomer; Dispersant containing constituent units derived from unsaturated dicarboxylic acid-based monomer Agent; Dispersant containing a structural unit derived from a hydrophobic unsaturated monocarboxylic acid ester-based monomer and the like can be mentioned.

リン酸系分散剤としては、分子中にリン酸基を有する分散剤: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リン酸エステル系単量体との共重合体、芳香族ポリアルキレングリコールエーテル系単量体と芳香族リン酸エステル系単量体とのホルマリン縮合物などが挙げられる。 As the phosphoric acid-based dispersant, a dispersant having a phosphoric acid group in the molecule: a copolymer of a polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester-based monomer and a phosphoric acid ester-based monomer, aromatic poly Examples thereof include a formalin condensate of an alkylene glycol ether-based monomer and an aromatic phosphate ester-based monomer.

分散剤を用いる場合、本発明のポリカルボン酸系共重合体とセメント分散剤の割合は使用するセメント分散剤の種類、配合条件、試験条件等の違いによって設定し得るが、セメント組成物の粘性増大抑制効果や初期流動性及び経時流動保持性の向上効果を考慮すると、本発明のポリカルボン酸系共重合体とセメント分散剤の割合(本発明のポリカルボン酸系共重合体/分散剤)は、好ましくは1/99~99/1、より好ましくは10/90~90/10、更に好ましくは20/80~80/20、特に好ましくは30/70~70/30、最も好ましくは40/60~60/40である。 When a dispersant is used, the ratio of the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention to the cement dispersant can be set depending on the type of the cement dispersant used, the compounding conditions, the test conditions, etc., but the viscosity of the cement composition The ratio of the polycarboxylic acid-based copolymer of the present invention to the cement dispersant (polycarboxylic acid-based copolymer / dispersant of the present invention) in consideration of the effect of suppressing the increase and the effect of improving the initial fluidity and the flow retention over time. Is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, still more preferably 20/80 to 80/20, particularly preferably 30/70 to 70/30, and most preferably 40/ It is 60 to 60/40.

本発明のセメント組成物は、レディーミクストコンクリート、コンクリート2次製品用のコンクリート、遠心成形用コンクリート、振動締め固め用コンクリート、蒸気養生コンクリート、吹付けコンクリート等に有効であり得る。本発明のセメント組成物は、中流動コンクリート(スランプ値が22~25cmのコンクリート)、高流動コンクリート(スランプ値が25cm以上で、スランプフロー値が50~70cmのコンクリート)、自己充填性コンクリート、セルフレベリング材等の高い流動性を要求されるモルタルやコンクリートにも有効であり得る。 The cement composition of the present invention may be effective for ready-mixed concrete, concrete for secondary concrete products, concrete for centrifugal molding, concrete for vibration compaction, steam curing concrete, sprayed concrete and the like. The cement composition of the present invention includes medium-fluidity concrete (concrete with a slump value of 22 to 25 cm), high-fluidity concrete (concrete with a slump value of 25 cm or more and a slump flow value of 50 to 70 cm), self-filling concrete, and self. It can also be effective for mortar and concrete that require high fluidity such as leveling materials.

本発明のセメント組成物は、構成成分を任意の適切な方法で配合して調整すればよい。例えば、構成成分をミキサー中で混練する方法などが挙げられる。 The cement composition of the present invention may be prepared by blending the constituent components by any suitable method. For example, a method of kneading the constituents in a mixer may be mentioned.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、特に明記しない限り、部とある場合は質量部、%とある場合は質量%を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples as well as the present invention, and appropriate modifications are made to the extent that it can meet the purposes of the preceding and the following. Of course, it is possible to carry out, and all of them are included in the technical scope of the present invention. Unless otherwise specified, the term "part" means parts by mass, and the term "%" means% by mass.

(重量平均分子量(Mw)の測定条件)
重量平均分子量(Mw)は下記条件でGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて行った。
装置:Alliance(2695)(Waters社製)
解析ソフト:Empower2プロフェッショナル+GPCオプション(Waters社製)
使用カラム:TSKguardcolumnsSWXL(内径:6.0mm×40mm)+TSKgel G4000SWXL(内径:7.8mm×300mm)+G3000SWXL(内径:7.8mm×300mm)+G2000SWXL(内径:7.8mm×300mm)(いずれも東ソー社製)
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters社製、Waters 2414)
溶離液:イオン交換水10999gとアセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶解し、さらに酢酸でpH6.0に調整した溶液。
流量:1mL/分
カラム温度:40℃
測定時間:45分
試料液注入量:100μL(試料濃度0.5質量%の溶離液溶液)
GPC標準サンプル:東ソー(株)製のポリエチレングリコール、Mp=255000、200000、107000、72750、44900、31400、21300、11840、6450、4020、1470
検量線:上記ポリエチレングリコールのMp値を用いて3次式で作成した。
(Measurement conditions for weight average molecular weight (Mw))
The weight average molecular weight (Mw) was determined by using GPC (gel permeation chromatography) under the following conditions.
Equipment: Alliance (2695) (manufactured by Waters)
Analysis software: Emper2 Professional + GPC option (manufactured by Waters)
Column used: TSKguardcoremsSWXL (inner diameter: 6.0 mm x 40 mm) + TSKgel G4000SWXL (inner diameter: 7.8 mm x 300 mm) + G3000SWXL (inner diameter: 7.8 mm x 300 mm) + G2000SWXL (inner diameter: 7.8 mm x 300 mm) (both manufactured by Tosoh Corporation) )
Detector: Differential refractometer (RI) detector (Waters 2414, manufactured by Waters)
Eluent: A solution prepared by dissolving 115.6 g of sodium acetate trihydrate in a mixed solvent of 10999 g of ion-exchanged water and 6001 g of acetonitrile, and further adjusting the pH to 6.0 with acetic acid.
Flow rate: 1 mL / min Column temperature: 40 ° C
Measurement time: 45 minutes Sample solution injection amount: 100 μL (eluent solution with sample concentration of 0.5% by mass)
GPC standard sample: Polyethylene glycol manufactured by Tosoh Corporation, Mp = 255,000, 200,000, 107,000, 72750, 44900, 31400, 21300, 11840, 6450, 4020, 1470.
Calibration curve: Prepared by a cubic formula using the Mp value of the above polyethylene glycol.

(高速液体クロマトグラフィー(LC))
反応原料として用いた各単量体の残存量確認は、以下の条件で測定した。
装置:Waters Alliance 2695(Waters社製)
解析ソフト:Empowerプロフェッショナル(Waters社製)
カラム:Atlantis dC18 5μm(内径4.6mm×長さ250mm)×2本(Waters社製)
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414)、多波長可視紫外(PDA)検出器(Waters 2996)
溶媒:100mM酢酸ナトリウム水溶液とアセトニトリルを6:4の比率で混合した溶液
流量:1mL/分
カラム温度:40℃
測定時間:30分
試料液注入量:100μL(試料濃度は1質量%)
(High Performance Liquid Chromatography (LC))
The residual amount of each monomer used as the reaction raw material was confirmed under the following conditions.
Equipment: Waters Alliance 2695 (manufactured by Waters)
Analysis software: Emper Professional (manufactured by Waters)
Column: Atlantis dC18 5 μm (inner diameter 4.6 mm x length 250 mm) x 2 (manufactured by Waters)
Detector: Differential Refractometer (RI) detector (Waters 2414), multi-wavelength visible ultraviolet (PDA) detector (Waters 2996)
Solvent: A solution in which a 100 mM sodium acetate aqueous solution and acetonitrile are mixed at a ratio of 6: 4 Flow rate: 1 mL / min Column temperature: 40 ° C.
Measurement time: 30 minutes Sample solution injection amount: 100 μL (sample concentration is 1% by mass)

[共重合体(A-1)の合成]
温度計、撹拌機、滴下装置、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、イオン交換水:109.3部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、58℃に昇温した。次に、3-メチル-3-ブテン-1-オールにエチレンオキシドを平均50モル付加した不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50):159.6部をイオン交換水:104.8部で溶解させた水溶液と、マレイン酸:12.3部及びアクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA):23.4部をイオン交換水:45部で希釈した水溶液を反応容器内に5時間かけて滴下し、それと同時に、イオン交換水:19.8部に過硫酸アンモニウム:1.7部を溶解させた水溶液と、イオン交換水:21.8部にL-アスコルビン酸:0.5部及び3-メルカプトプロピオン酸:1.7部を溶解させた水溶液を5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて58℃に温度を維持し重合反応を終了した。その後、重合反応温度以下の温度で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH6に中和し、重量平均分子量(Mw)12,500の本発明の共重合体(A-1)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求めたところ、IPN-50の反応率は91.1%であり、マレイン酸の反応率は62.5%であり、HEAの反応率は99.0%であった。得られた共重合体(A-1)は、表1に示す構造単位(I)、構造単位(II)、及び構造単位(III)を有する混合物である。また各原料単量体の反応率から求められた共重合体(A-1)の各構成単位の割合を表1に記載した。
[Synthesis of copolymer (A-1)]
Ion-exchanged water: 109.3 parts was charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, agitator, dropping device, nitrogen introduction tube and reflux condenser, and the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen under stirring to reach 58 ° C. The temperature was raised. Next, 159.6 parts of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50) to which an average of 50 mol of ethylene oxide was added to 3-methyl-3-butene-1-ol was dissolved in ion-exchanged water: 104.8 parts. An aqueous solution prepared by diluting 12.3 parts of maleic acid and 23.4 parts of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) with ion-exchanged water: 45 parts was added dropwise to the reaction vessel over 5 hours. At the same time, an aqueous solution in which 1.7 parts of ammonium persulfate is dissolved in 19.8 parts of ion-exchanged water and L-ascorbic acid: 0.5 parts and 3-mercaptopropionic acid in 21.8 parts of ion-exchanged water: An aqueous solution in which 1.7 parts were dissolved was added dropwise over 5 hours. Then, the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction. Then, the reaction solution was neutralized to pH 6 with an aqueous sodium hydroxide solution at a temperature equal to or lower than the polymerization reaction temperature to obtain an aqueous solution of the copolymer (A-1) of the present invention having a weight average molecular weight (Mw) of 12,500. rice field. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC). As a result, the reaction rate of IPN-50 was 91.1%, and the reaction rate of maleic acid was 62. It was 5%, and the reaction rate of HEA was 99.0%. The obtained copolymer (A-1) is a mixture having the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III) shown in Table 1. Table 1 shows the ratio of each structural unit of the copolymer (A-1) obtained from the reaction rate of each raw material monomer.

[共重合体(B-1)の合成]
温度計、撹拌機、滴下装置、窒素導入管および還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、イオン交換水:100部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、58℃に昇温した。次に、3-メチル-3-ブテン-1-オールにエチレンオキシドを平均50モル付加した不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50):162.8部をイオン交換水:107.1部で溶解させた水溶液と、アクリル酸:13.3部およびアクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA):23.9部をイオン交換水:45部で希釈した水溶液を反応容器内に5時間かけて滴下し、それと同時に、イオン交換水:24.2部に過硫酸アンモニウム:2.1部を溶解させた水溶液と、イオン交換水:18.8部にL-アスコルビン酸:0.6部および3-メルカプトプロピオン酸:2.1部を溶解させた水溶液を5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて58℃に温度を維持し重合反応を終了した。その後、重合反応温度以下の温度で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH6に中和し、重量平均分子量(Mw)11,900の比較共重合体(B-1)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求めたところ、IPN-50の反応率は83.0%であり、アクリル酸の反応率は93.6%であり、HEAの反応率は95.3%であった。得られた共重合体(B-1)は、表1に示す構造単位(I)、構造単位(II)、及び構造単位(V)を有する混合物である。また各原料単量体の反応率から求められた共重合体(B-1)の各構成単位の割合を表1に記載した。
[Synthesis of copolymer (B-1)]
Ion-exchanged water: 100 parts was charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, agitator, dropping device, nitrogen introduction tube and reflux condenser, and the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen under stirring to raise the temperature to 58 ° C. did. Next, 162.8 parts of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50) to which an average of 50 mol of ethylene oxide was added to 3-methyl-3-butene-1-ol was dissolved in 107.1 parts of ion-exchanged water. An aqueous solution prepared by diluting 13.3 parts of acrylic acid and 23.9 parts of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) with ion-exchanged water: 45 parts was added dropwise to the reaction vessel over 5 hours. At the same time, an aqueous solution in which 24.2 parts of ion-exchanged water: 2.1 parts of ammonium persulfate is dissolved, and 18.8 parts of ion-exchanged water: L-ascorbic acid: 0.6 parts and 3-mercaptopropionic acid: The aqueous solution in which 2.1 parts were dissolved was added dropwise over 5 hours. Then, the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction. Then, the reaction solution was neutralized to pH 6 with an aqueous sodium hydroxide solution at a temperature equal to or lower than the polymerization reaction temperature to obtain an aqueous solution of a comparative copolymer (B-1) having a weight average molecular weight (Mw) of 11,900. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC). As a result, the reaction rate of IPN-50 was 83.0%, and the reaction rate of acrylic acid was 93. It was 6%, and the reaction rate of HEA was 95.3%. The obtained copolymer (B-1) is a mixture having a structural unit (I), a structural unit (II), and a structural unit (V) shown in Table 1. Table 1 shows the ratio of each structural unit of the copolymer (B-1) obtained from the reaction rate of each raw material monomer.

[共重合体(C)の合成](セメント分散剤)
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、イオン交換水277部、3-メチル-3-ブテン-1-オールにエチレンオキシドを平均50モル付加した不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50)400部を仕込み、65℃に昇温した後、そこへ過酸化水素0.67部とイオン交換水12.73部とを含む過酸化水素水溶液を添加した。次に、アクリル酸58.4部を反応容器内に3時間かけて滴下し、それと同時に、イオン交換水16.49部にL-アスコルビン酸0.87部及び3-メルカプトプロピオン酸1.57部を溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて65℃に温度を維持し重合反応を終了した。重合反応終了時の重合成分濃度(全単量体成分の全原料に対する質量%濃度)は60%であった。その後、重合反応温度以下の温度で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH7に中和し、重量平均分子量30,400の共重合体(C)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求めたところ、IPN-50の反応率は94.1%であり、アクリル酸の反応率は98.2%であった。
[Synthesis of copolymer (C)] (cement dispersant)
An average of 50 mol of ethylene oxide was added to 277 parts of ion-exchanged water and 3-methyl-3-buten-1-ol in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser. 400 parts of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50) is charged, the temperature is raised to 65 ° C., and then a hydrogen peroxide aqueous solution containing 0.67 parts of hydrogen peroxide and 12.73 parts of ion-exchanged water is added thereto. did. Next, 58.4 parts of acrylic acid was added dropwise into the reaction vessel over 3 hours, and at the same time, 0.87 parts of L-ascorbic acid and 1.57 parts of 3-mercaptopropionic acid were added to 16.49 parts of ion-exchanged water. Was added dropwise over 3.5 hours. Then, the temperature was maintained at 65 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction. The concentration of the polymerization component (concentration of all monomer components in mass% with respect to all raw materials) at the end of the polymerization reaction was 60%. Then, the reaction solution was neutralized to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution at a temperature equal to or lower than the polymerization reaction temperature to obtain an aqueous solution of the copolymer (C) having a weight average molecular weight of 30,400. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC). As a result, the reaction rate of IPN-50 was 94.1%, and the reaction rate of acrylic acid was 98. It was 2%.

Figure 0006998221000007
Figure 0006998221000007

[実施例1]
共重合体(A-1)と共重合体(C)とを6:4の比率で混合して試料となる共重合体(1)を得た。
[Example 1]
The copolymer (A-1) and the copolymer (C) were mixed at a ratio of 6: 4 to obtain a sample copolymer (1).

[比較例1]
共重合体(B-1)と共重合体(C)とを6:4の比率で混合して試料となる共重合体(2)を得た。
[Comparative Example 1]
The copolymer (B-1) and the copolymer (C) were mixed at a ratio of 6: 4 to obtain a sample copolymer (2).

<モルタル試験>
モルタル試験は、温度が20℃±1℃、相対湿度が60%±15%の環境下で行った。モルタルは下記に示す材料を用いてC/S/W=900/1260/270(g)となるように配合した。
C:セメント(普通ポルトランドセメント、太平洋セメント社製)
S:細骨材(大井川産陸砂)
W:試料(共重合体)と消泡剤のイオン交換水溶液
なお、Wについては所定量の試料およびセメント質量に対して0.005質量%の消泡剤(マイクロエア404、BASFポゾリス社製)を含み、イオン交換水中充分に均一溶解させた。また各試料の添加量は、セメント質量に対する各試料の固形分の質量%で示した。
<Mortar test>
The mortar test was carried out in an environment where the temperature was 20 ° C. ± 1 ° C. and the relative humidity was 60% ± 15%. The mortar was blended using the materials shown below so that C / S / W = 900/1260/270 (g).
C: Cement (ordinary Portland cement, manufactured by Taiheiyo Cement)
S: Fine aggregate (land sand from Oi River)
W: Ion-exchanged aqueous solution of sample (copolymer) and defoaming agent For W, 0.005% by mass of defoaming agent with respect to a predetermined amount of sample and cement mass (Microair 404, manufactured by BASF Pozoris). Was sufficiently uniformly dissolved in ion-exchanged water. The amount of each sample added was shown as the mass% of the solid content of each sample with respect to the mass of cement.

(モルタルの調製)
モルタルの調製は次のように行った。ハイパワーミキサー(丸東製作所製、型番:CB-34)を用い、混練容器へ上記C(セメント)および上記S(細骨材)を投入し、低速で10秒間混練した。さらに低速で混練しながら、W(試料と消泡剤のイオン交換水溶液)を15秒間かけて投入した。混練を始めてから40秒後にミキサーを停止し、20秒間かけて容器の壁に付着したモルタルの掻き落としを行った。その後、さらに高速で180秒間混練を行い、モルタルを調製した。
(Preparation of mortar)
The mortar was prepared as follows. Using a high power mixer (manufactured by Maruto Seisakusho, model number: CB-34), the above C (cement) and the above S (fine aggregate) were put into a kneading container and kneaded at a low speed for 10 seconds. W (an ion-exchanged aqueous solution of the sample and the defoaming agent) was added over 15 seconds while kneading at a lower speed. The mixer was stopped 40 seconds after the start of kneading, and the mortar adhering to the wall of the container was scraped off over 20 seconds. Then, kneading was performed at a higher speed for 180 seconds to prepare a mortar.

(モルタルフロー値の測定方法)
上記のようにして得られたモルタルを、水平に設置したフロー測定板(鋼製平板、60cm×60cm)上に置かれたスランプコーン(JIS-A―1171に準拠、上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mm)に半量詰めて15回突き棒で突き、さらにモルタルをスランプコーンのすりきりいっぱいまで詰めて15回突き棒で突いた後、スランプコーンの表面をならした。その後、最初にミキサーを始動させてから11分後にスランプコーンを垂直に引き上げ、広がったモルタルの直径(最も長い部分の直径(長径)および該長径に対して90度をなす部分の直径)を2箇所測定し、その平均値をモルタルフロー値とした(初期フロー値)。なお、モルタルフロー値は、数値が大きいほど分散性能が優れていることを示す。同様にして、ミキサー始動開始より30分経過後、および60分経過後のモルタルフロー値を測定した。
(Measurement method of mortar flow value)
The mortar obtained as described above is placed on a horizontally installed flow measuring plate (steel flat plate, 60 cm x 60 cm) with a slump cone (based on JIS-A-1171, upper end inner diameter 50 mm, lower end inner diameter 100 mm). , Height 150 mm), stuffed in half and stabbed with a stick 15 times, and mortar was stuffed to the full extent of the slump cone and stabbed with a stick 15 times, and then the surface of the slump cone was smoothed. Then, 11 minutes after starting the mixer for the first time, the slump cone is pulled up vertically to set the diameter of the expanded mortar (the diameter of the longest part (major diameter) and the diameter of the part 90 degrees to the long diameter). The points were measured and the average value was used as the mortar flow value (initial flow value). As for the mortar flow value, the larger the value, the better the dispersion performance. Similarly, the mortar flow values 30 minutes and 60 minutes after the start of the mixer were measured.

(ロート流下時間の測定方法)
得られたモルタルのロート流下時間は、土木学会規準JSCE-F541に準じて、図1に示すようなJ14ロートを用いて測定した。同様にして、ミキサー始動開始より30分および60分経過後のモルタルのロート流下時間を測定した。なお、共重合体(1)、共重合体(2)は添加量を表2のNo.(i)~(iii)に示す様に変更してフロー値と流下時間を測定した。
(Measuring method of funnel flow time)
The funnel flow time of the obtained mortar was measured using a J14 funnel as shown in FIG. 1 according to the JSCE standard JSCE-F541 of the Japan Society of Civil Engineers. Similarly, the roh flow time of the mortar was measured 30 minutes and 60 minutes after the start of the mixer. The amount of the copolymer (1) and the copolymer (2) added was No. 2 in Table 2. The flow value and the flow time were measured by changing as shown in (i) to (iii).

(減水性能、保持性能、及び粘性の評価)
上記モルタルフロー値と上記ロート流下時間より、各試料の特性を評価した。
(Evaluation of water reduction performance, retention performance, and viscosity)
The characteristics of each sample were evaluated from the above mortar flow value and the above funnel flow time.

(減水性能)
混練直後のフロー値(初期フロー値)が250mmとなるために必要な試料(共重合体)の添加量(wt%)に基づいてセメント(C)に占める割合([wt%/C])を算出した。同様の試験を3回おこなって、近似式より算出した値を表2に示した。なお、必要な添加量が少ないほど減水性能が高いことを示す。
(Water reduction performance)
The ratio ([wt% / C]) to the cement (C) is calculated based on the amount (wt%) of the sample (copolymer) required for the flow value (initial flow value) immediately after kneading to be 250 mm. Calculated. The same test was performed three times, and the values calculated from the approximate formula are shown in Table 2. It should be noted that the smaller the required amount of addition, the higher the water reduction performance.

(保持性能)
上記混練直後のフロー値(初期フロー値)が250mmのモルタルを使用し、該モルタルの混練後60分経過後のフロー値(60分後フロー値)を測定して、フロー保持率(60分後フロー値/初期フロー値)を算出し、表2に示した。
(Holding performance)
Using a mortar having a flow value (initial flow value) of 250 mm immediately after kneading, the flow value (flow value after 60 minutes) 60 minutes after kneading of the mortar is measured, and the flow retention rate (60 minutes later) is measured. Flow value / initial flow value) was calculated and shown in Table 2.

(粘性)
混練直後のフロー値(初期フロー値)が220mmとなるように調整したモルタルを使用し、該初期フロー値のロート流下時間(初期流下時間)、及び混練後60分経過後のフロー値(60分後フロー値)が220mmとなったロート流下時間(60分後流下時間)を測定した。同様の試験を3回おこなって、近似式より算出した値を表2に示した。なお、流下時間が短いほど、粘性が低いと評価した。
(viscosity)
Using a mortar adjusted so that the flow value (initial flow value) immediately after kneading is 220 mm, the rohto flow time (initial flow time) of the initial flow value and the flow value 60 minutes after kneading (60 minutes). The roh flow-down time (60 minutes back-flow time) at which the post-flow value) was 220 mm was measured. The same test was performed three times, and the values calculated from the approximate formula are shown in Table 2. It was evaluated that the shorter the flow time, the lower the viscosity.

Figure 0006998221000008
Figure 0006998221000008

表1、2、図2~4より、本発明の要件を満足する共重合体(A-1)を使用した実施例1は、セメント組成物の初期粘性、経時粘性、及び経時流動性のいずれにも優れていた。 From Tables 1 and 2 and FIGS. 2 to 4, in Example 1 using the copolymer (A-1) satisfying the requirements of the present invention, any of the initial viscosity, the viscosity with time, and the fluidity with time of the cement composition Was also excellent.

一方、構造単位(II)の代わりに不飽和モノカルボン酸系単量体であるアクリル酸由来の構造単位(V)を含む共重合体(B-1)を使用した比較例1は、粘性増大抑制効果が低かった。また実施例1は比較例1よりも少ない添加量で、優れた初期流動性、経時流動性、粘性増大抑制を発揮できた。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which the copolymer (B-1) containing the structural unit (V) derived from acrylic acid, which is an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer, was used instead of the structural unit (II), the viscosity was increased. The inhibitory effect was low. Further, in Example 1, the addition amount was smaller than that in Comparative Example 1, and excellent initial fluidity, aging fluidity, and suppression of viscosity increase could be exhibited.

これらの結果から、本発明の要件を満足するように構成したポリカルボン酸系共重合体を含むセメント用添加剤は、セメント組成物の混練直後、及び混練後の経時における粘性増大を抑制すると共に、流動性にも優れた特性を有することがわかる。 From these results, the cement additive containing a polycarboxylic acid-based copolymer configured to satisfy the requirements of the present invention suppresses an increase in viscosity immediately after kneading the cement composition and after kneading with time. It can be seen that it also has excellent fluidity.

(実施例2、比較例2、比較例3)
[共重合体(A-2)の合成]
不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50)、マレイン酸、およびアクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)の比率を変更した以外は上記共重合体(A-1)と同様に行い、重量平均分子量(Mw)11,900の共重合体(A-2)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求め、共重合体(A-2)の各構成単位の割合を表3に記載した。
(Example 2, Comparative Example 2, Comparative Example 3)
[Synthesis of copolymer (A-2)]
The same procedure as for the above copolymer (A-1) was carried out except that the ratios of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50), maleic acid, and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) were changed, and the weight average molecular weight (weight average molecular weight) ( An aqueous solution of the copolymer (A-2) of Mw) 11,900 was obtained. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC), and the ratio of each structural unit of the copolymer (A-2) is shown in Table 3.

[共重合体(B-2)の合成]
不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50)の比率を変更すると共に、マレイン酸をアクリル酸にしてその比率を変更し、またアクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)を添加しなかった以外は、上記共重合体(A-1)と同様に行い、重量平均分子量(Mw)33,000の共重合体(B-2)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求め、共重合体(B-2)の各構成単位の割合を表3に記載した。
[Synthesis of copolymer (B-2)]
The above, except that the ratio of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50) was changed, the ratio was changed by changing maleic acid to acrylic acid, and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) was not added. The same procedure as for the copolymer (A-1) was carried out to obtain an aqueous solution of the copolymer (B-2) having a weight average molecular weight (Mw) of 33,000. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC), and the ratio of each structural unit of the copolymer (B-2) is shown in Table 3.

[共重合体(B-3)の合成]
不飽和ポリアルキレングリコールエーテル(IPN-50)、アクリル酸、及びアクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)の比率を変更した以外は共重合体(B-1)と同様に行い、重量平均分子量(Mw)28,800の共重合体(B-3)の水溶液を得た。各原料単量体の反応率について、液体クロマトグラフィー(LC)によりそれぞれ残存量を測定して求め、共重合体(B-3)の各構成単位の割合を表3に記載した。
[Synthesis of copolymer (B-3)]
The same procedure as for the copolymer (B-1) was carried out except that the ratios of unsaturated polyalkylene glycol ether (IPN-50), acrylic acid, and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) were changed, and the weight average molecular weight (Mw) was increased. ) 28,800, an aqueous solution of the copolymer (B-3) was obtained. The reaction rate of each raw material monomer was determined by measuring the residual amount by liquid chromatography (LC), and the ratio of each structural unit of the copolymer (B-3) is shown in Table 3.

Figure 0006998221000009
Figure 0006998221000009

[実施例2]
共重合体(A-2)と共重合体(C)とを6:4の比率で混合して試料となる共重合体(2)を得た。
[Example 2]
The copolymer (A-2) and the copolymer (C) were mixed at a ratio of 6: 4 to obtain a sample copolymer (2).

[比較例2]
共重合体(B-2)と共重合体(C)とを6:4の比率で混合して試料となる共重合体(4)を得た。
[Comparative Example 2]
The copolymer (B-2) and the copolymer (C) were mixed at a ratio of 6: 4 to obtain a sample copolymer (4).

[比較例3]
共重合体(B-3)と共重合体(C)とを6:4の比率で混合して試料となる共重合体(5)を得た。
[Comparative Example 3]
The copolymer (B-3) and the copolymer (C) were mixed at a ratio of 6: 4 to obtain a sample copolymer (5).

共重合体(3)~(5)についても同様にしてモルタル試験を行い、減水性能、保持性能、粘性を評価した。結果を表4に示す。 The copolymers (3) to (5) were also subjected to a mortar test in the same manner, and the water reduction performance, retention performance, and viscosity were evaluated. The results are shown in Table 4.

Figure 0006998221000010
Figure 0006998221000010

表3、4より、本発明の要件を満足するポリカルボン酸系共重合体を使用した実施例2は、セメント組成物の初期粘性、経時粘性、及び経時流動性のいずれにも優れていた。また実施例1よりも構造単位(II)、及び構造単位(III)の割合が高い実施例2は粘性増大抑制効果がより一層優れていた。 From Tables 3 and 4, Example 2 using the polycarboxylic acid-based copolymer satisfying the requirements of the present invention was excellent in all of the initial viscosity, the viscosity with time, and the fluidity with time of the cement composition. Further, Example 2 in which the ratio of the structural unit (II) and the structural unit (III) was higher than that in Example 1 was further excellent in the effect of suppressing the increase in viscosity.

一方、構造単位(II)、及び構造単位(III)を含んでいない比較例2は、初期粘性、及び経時粘性のいずれも悪かった。 On the other hand, in Comparative Example 2 containing no structural unit (II) and structural unit (III), both the initial viscosity and the viscosity with time were poor.

また構造単位(II)を含んでいない比較例3も比較例2と同様に初期粘性、及び経時粘性のいずれも悪かった。 Further, in Comparative Example 3 containing no structural unit (II), both the initial viscosity and the viscosity with time were poor as in Comparative Example 2.

Claims (9)

ポリカルボン酸系共重合体を含むセメント用添加剤であって、
該ポリカルボン酸系共重合体は、
下記構造単位(I)、
下記構造単位(II)、および
カルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体由来の構造単位(III)を含み、
前記構造単位(I)、前記構造単位(II)、及び前記構造単位(III)の合計100質量%に対して、前記構造単位(I)が40~87質量%であり、前記構造単位(II)が5~30質量%であり、前記構造単位(III)が10~30質量%である、セメント用添加剤。
Figure 0006998221000011
(式(I)中、
2は、水素原子又は炭素数1~18のアルキル基を表し、
3、R4、及びR5は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表し、
6は炭素数0~5のアルキレン基を表し、
1Oは、同一又は異なって、炭素数2~18のオキシアルキレン基を表し、
mは、R1Oで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、5~300を表す。)
Figure 0006998221000012
(式(II)中、
7、R8、及びR9は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、または-(CH)zCOOM2を表し(但し、R7~R9のいずれか1つが-(CH)zCOOM2である)、
zは0~2の整数であり、
1、M2は、同一又は異なって、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基、又は有機アミン基を表す
An additive for cement containing a polycarboxylic acid-based copolymer.
The polycarboxylic acid-based copolymer is
The following structural unit (I),
It contains the following structural unit (II) and a structural unit (III) derived from a carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer.
The structural unit (I) is 40 to 87% by mass with respect to a total of 100% by mass of the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III), and the structural unit (II). ) Is 5 to 30% by mass, and the structural unit (III) is 10 to 30% by mass.
Figure 0006998221000011
(In formula (I),
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
R 3 , R 4 , and R 5 represent the same or different hydrogen atom or methyl group.
R 6 represents an alkylene group having 0 to 5 carbon atoms.
R 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, which is the same or different.
m is the average number of moles of oxyalkylene group represented by R 1 O, and represents 5 to 300. )
Figure 0006998221000012
(In formula (II),
R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(CH 2 ) zCOM 2 (provided that any one of R 7 to R 9 is used. One is-(CH 2 ) zCOMM 2 ),
z is an integer of 0 to 2 and
M 1 and M 2 are the same or different and represent a hydrogen atom, a monovalent metal, a divalent metal, an ammonium group, or an organic amine group ) .
前記式(II)中、R8、及びR9のどちらか一方は、COOM2である請求項1に記載のセメント用添加剤。 The cement additive according to claim 1, wherein either R 8 or R 9 in the formula (II) is COMM 2 . 前記式(I)中、R6のアルキレン基の炭素数が1または2である請求項1または2に記載のセメント用添加剤。 The cement additive according to claim 1 or 2, wherein the alkylene group of R 6 has 1 or 2 carbon atoms in the formula (I). 前記式(I)中、mが5~100である請求項1~3のいずれかに記載のセメント用添加剤。 The cement additive according to any one of claims 1 to 3, wherein m is 5 to 100 in the formula (I). 前記構造体(III)の由来となるカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル系単量体が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルである請求項1~4のいずれかに記載のセメント用添加剤。 The cement additive according to any one of claims 1 to 4, wherein the carboxylic acid hydroxyalkyl ester-based monomer from which the structure (III) is derived is a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester. セメント、水、及び請求項1~5のいずれかに記載のセメント用添加剤を含む、セメント組成物。 A cement composition comprising cement, water, and the cement additive according to any one of claims 1-5. さらにセメント分散剤を含む、請求項6に記載のセメント組成物。 The cement composition according to claim 6, further comprising a cement dispersant. 前記分散剤がスルホン酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項7に記載のセメント組成物。 The cement composition according to claim 7, wherein the dispersant is at least one selected from the group consisting of a sulfonic acid-based dispersant, a polycarboxylic acid-based dispersant, and a phosphoric acid-based dispersant. 前記ポリカルボン酸系分散剤は、不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位を含む分散剤であって、The polycarboxylic acid-based dispersant is a dispersant containing a structural unit derived from an unsaturated (poly) alkylene glycol ether-based monomer.
前記不飽和(ポリ)アルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位を含む分散剤は、アクリル酸由来の構造単位を含むものである請求項8に記載のセメント組成物。The cement composition according to claim 8, wherein the dispersant containing a structural unit derived from the unsaturated (poly) alkylene glycol ether-based monomer contains a structural unit derived from acrylic acid.
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