JPH01203251A - セメント添加剤および組成物 - Google Patents
セメント添加剤および組成物Info
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Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は、セメント添加剤および組成物に関する。さら
に詳しくは第四級アンモニウム塩基を必須として有する
カチオン性または両性吸水性樹脂からなる添加剤および
これを配合したセメント組成物に関する。
に詳しくは第四級アンモニウム塩基を必須として有する
カチオン性または両性吸水性樹脂からなる添加剤および
これを配合したセメント組成物に関する。
[従来の技術]
セメント組成物はセメントおよび必要により砂、砂利、
骨材、その他のセメント添加剤より成り、このセメント
組成物の硬化現象はセメントと水との化学的な水和反応
によるものである。水和反応により得られるセメント製
品の強度は、一般に水/セメント比が小さいほど大きい
。しかしながら、通常コンクリート打設時の作業性(ワ
ーカビリティ)を確保する目的から必要以上に水/セメ
ント比を高めて打設しているのが現状である。その結果
、凝結までに余分な時間を必要としたり、水和反応によ
り体積が減少して亀裂を生じるといった問題点が生じる
。このような問題を解決する目的で、セメント組成物中
にポリアクリル酸塩系吸水性樹脂を添加する方法が提案
されている(例えば特開昭56−69257号公報)。
骨材、その他のセメント添加剤より成り、このセメント
組成物の硬化現象はセメントと水との化学的な水和反応
によるものである。水和反応により得られるセメント製
品の強度は、一般に水/セメント比が小さいほど大きい
。しかしながら、通常コンクリート打設時の作業性(ワ
ーカビリティ)を確保する目的から必要以上に水/セメ
ント比を高めて打設しているのが現状である。その結果
、凝結までに余分な時間を必要としたり、水和反応によ
り体積が減少して亀裂を生じるといった問題点が生じる
。このような問題を解決する目的で、セメント組成物中
にポリアクリル酸塩系吸水性樹脂を添加する方法が提案
されている(例えば特開昭56−69257号公報)。
[発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら上記の方法では、使用されている吸水性樹
脂がカルボキシル基を有するアニオン性吸水性樹脂であ
るため、脱イオン水や水道水に対しては高吸水力を示す
ものの、セメント中に含まれるカルシウムイオン、アル
ミニウムイオンなどを多量に含有した多価電解質溶液に
対してはイオン架橋により不溶化が進行して吸水力が極
端に低下する。したがって、アニオン性吸水性樹脂を添
加する方法では、亀裂の発生を防止するためには吸水性
樹脂を多量に添加しなければならず、経済性の点で問題
がある。また、セメント組成物であるコンクリートは打
設後、カルシウム化合物を主成分とした粒子間に結合力
を持たない強アルカリ性の無機物がブリージング水とと
もにコンクリート表面に浮上し、レイタンスと呼ばれる
堆積層を形成する。このレイタンスを放置するとコンク
リート表面から飛散し、人体に吸入されて水分と接触す
ると強いアルカリ性を呈するため健康を害することがあ
る。また、レイタンスを取り除かずにコンクリートを打
ち継ぐと、新・旧コンクリ−1・が一体止せず、ひび割
れ、水漏れ、内部鉄筋の発錆等の原因となり、ひいては
構造物の破壊を招くことすらある。アニオン性吸水性樹
脂なセメント組成物に添加する従来の方法では、レイタ
ンスの生成を防止するだけの効力を有していなかった。
脂がカルボキシル基を有するアニオン性吸水性樹脂であ
るため、脱イオン水や水道水に対しては高吸水力を示す
ものの、セメント中に含まれるカルシウムイオン、アル
ミニウムイオンなどを多量に含有した多価電解質溶液に
対してはイオン架橋により不溶化が進行して吸水力が極
端に低下する。したがって、アニオン性吸水性樹脂を添
加する方法では、亀裂の発生を防止するためには吸水性
樹脂を多量に添加しなければならず、経済性の点で問題
がある。また、セメント組成物であるコンクリートは打
設後、カルシウム化合物を主成分とした粒子間に結合力
を持たない強アルカリ性の無機物がブリージング水とと
もにコンクリート表面に浮上し、レイタンスと呼ばれる
堆積層を形成する。このレイタンスを放置するとコンク
リート表面から飛散し、人体に吸入されて水分と接触す
ると強いアルカリ性を呈するため健康を害することがあ
る。また、レイタンスを取り除かずにコンクリートを打
ち継ぐと、新・旧コンクリ−1・が一体止せず、ひび割
れ、水漏れ、内部鉄筋の発錆等の原因となり、ひいては
構造物の破壊を招くことすらある。アニオン性吸水性樹
脂なセメント組成物に添加する従来の方法では、レイタ
ンスの生成を防止するだけの効力を有していなかった。
[問題点を解決するための手段]
本発明者らは、コスト的に安価に亀裂の発生を防止する
ことができ、かつレイタンスの生成を防止できるセメン
ト添加剤および組成物について鋭意検討した結果、本発
明に到達した。すなわち本発明は、第四級アンモニウム
塩基を有するカチオン性または両性吸水性樹脂からなる
セメント添加剤および該添加剤を配合したセメント組成
物である。
ことができ、かつレイタンスの生成を防止できるセメン
ト添加剤および組成物について鋭意検討した結果、本発
明に到達した。すなわち本発明は、第四級アンモニウム
塩基を有するカチオン性または両性吸水性樹脂からなる
セメント添加剤および該添加剤を配合したセメント組成
物である。
本発明において第四級アンモニウム塩基を有するカチオ
ン性吸水性樹脂としては、たとえば、第四級アンモニウ
ム塩基を有するカチオン性ビニル単量体(A)、共重合
性架橋剤(C)および必要により非イオン性水溶性ビニ
ル単量体(D)を重合して得られるカチオン性吸水性樹
脂などがあげられる。
ン性吸水性樹脂としては、たとえば、第四級アンモニウ
ム塩基を有するカチオン性ビニル単量体(A)、共重合
性架橋剤(C)および必要により非イオン性水溶性ビニ
ル単量体(D)を重合して得られるカチオン性吸水性樹
脂などがあげられる。
本発明において第四級アルミニウム塩基を有する両性吸
水性樹脂としては、たとえば、第四級アンモニウム塩基
を有するカチオン性ビニル単量体(A)、カルボキシル
基および/またはスルホン基を有するアニオン性ビニル
単量体(B)、共重合性架橋剤(C)および必要により
非イオン性水溶性ビニル単量体(D)を重合し、必要に
よりアルカリ金属化合物で中和して部分的にアルカリ金
属塩基とした両性吸水性樹脂などがあげられる。
水性樹脂としては、たとえば、第四級アンモニウム塩基
を有するカチオン性ビニル単量体(A)、カルボキシル
基および/またはスルホン基を有するアニオン性ビニル
単量体(B)、共重合性架橋剤(C)および必要により
非イオン性水溶性ビニル単量体(D)を重合し、必要に
よりアルカリ金属化合物で中和して部分的にアルカリ金
属塩基とした両性吸水性樹脂などがあげられる。
第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性ビニル単量
体(A)としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)
アクリレートとアルキルハライドまたはジアルキル硫酸
との反応物[たとえば(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロライドまたはブロマイド
、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムメチルサルフェート、(メタ)アクリロイルオキ
シエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(
メタ)アクリロイルオキシプロピル!・ジメチル、アン
モニウムクロライドなどコ ;ジアルキルアミノヒドロ
キシアルキル(メタ)アクリレートとアルキルハライド
またはジアルキル硫酸との反応物[たとえば(メタ)ア
クリロイルオキシヒドロキシエチルトリメチルアンモニ
ウムクロライドまたはブロマイド、(メタ)アクリロイ
ルオキシヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムメチ
ルサルフェートなど] ;ジアルキルアミノアルキル(
メタ)アクリルアミドとアルキルハライドまたはジアル
キル硫酸との反応物[たとえばトリメチルアミノエチル
(メタ)アクリルアミドの塩化物または臭化物、トリメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドの塩化物な
ど] ;ジアルキルアミノヒドロキシアルキル(メタ)
アクリルアミドとアルキルハライドまたはジアルキル硫
酸との反応物[たとえばトリメチルアミノヒドロキシエ
チル(メタ)アクリルアミドの塩化物、ジエチルメチル
アミノヒドロキシプロビル(メタ)アクリルアミドの塩
化物などコニN−アルキルビニルピリジニウムハライド
[たとえばN−メチル−2−ビニルピリジニウムクロラ
イドまたはブロマイド、N−メチル−4−ビニルピリジ
ニウムクロライドなどコ、トリアルキルアリルアンモニ
ウムハライド[たとえばトリメチルアリルアンモニウム
クロライド、トリエチルフリルアンモニウムクロライド
など]などがあげられる。これらの第四級アンモニウム
塩基を有するカチオン性ビニル単量体は単独で使用して
もよく、また2種以上併用してもよい。
体(A)としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)
アクリレートとアルキルハライドまたはジアルキル硫酸
との反応物[たとえば(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロライドまたはブロマイド
、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムメチルサルフェート、(メタ)アクリロイルオキ
シエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(
メタ)アクリロイルオキシプロピル!・ジメチル、アン
モニウムクロライドなどコ ;ジアルキルアミノヒドロ
キシアルキル(メタ)アクリレートとアルキルハライド
またはジアルキル硫酸との反応物[たとえば(メタ)ア
クリロイルオキシヒドロキシエチルトリメチルアンモニ
ウムクロライドまたはブロマイド、(メタ)アクリロイ
ルオキシヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムメチ
ルサルフェートなど] ;ジアルキルアミノアルキル(
メタ)アクリルアミドとアルキルハライドまたはジアル
キル硫酸との反応物[たとえばトリメチルアミノエチル
(メタ)アクリルアミドの塩化物または臭化物、トリメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドの塩化物な
ど] ;ジアルキルアミノヒドロキシアルキル(メタ)
アクリルアミドとアルキルハライドまたはジアルキル硫
酸との反応物[たとえばトリメチルアミノヒドロキシエ
チル(メタ)アクリルアミドの塩化物、ジエチルメチル
アミノヒドロキシプロビル(メタ)アクリルアミドの塩
化物などコニN−アルキルビニルピリジニウムハライド
[たとえばN−メチル−2−ビニルピリジニウムクロラ
イドまたはブロマイド、N−メチル−4−ビニルピリジ
ニウムクロライドなどコ、トリアルキルアリルアンモニ
ウムハライド[たとえばトリメチルアリルアンモニウム
クロライド、トリエチルフリルアンモニウムクロライド
など]などがあげられる。これらの第四級アンモニウム
塩基を有するカチオン性ビニル単量体は単独で使用して
もよく、また2種以上併用してもよい。
カルボキシル基を有するアニオン性ビニル単量体(B)
としては、不飽和モノまたはポリカルボン酸[(メタ)
アクリル酸(アクリル酸および/またはメタクリル酸を
いう。以下同様の記載を用いる。
としては、不飽和モノまたはポリカルボン酸[(メタ)
アクリル酸(アクリル酸および/またはメタクリル酸を
いう。以下同様の記載を用いる。
)、クロトン酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸
、ケイ皮酸などコ、それらの無水物[無水マレイン酸な
ど]などがあげられる。
、ケイ皮酸などコ、それらの無水物[無水マレイン酸な
ど]などがあげられる。
スルホン基を有するアニオン性ビニル単量体(B)とし
ては、脂肪族または芳香族ビニルスルボン酸[ビニルス
ルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、ビニルトルエン
スルホン酸、スチレンスルホン酸など]、(メタ)アク
リルスルボン酸[(メタ)アクリル酸スルホエチル、(
メタ)アクリル酸スルホプロピルなどコ、(メタ)アク
リルアミドスルホン酸[2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸など]などがあげられる。
ては、脂肪族または芳香族ビニルスルボン酸[ビニルス
ルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、ビニルトルエン
スルホン酸、スチレンスルホン酸など]、(メタ)アク
リルスルボン酸[(メタ)アクリル酸スルホエチル、(
メタ)アクリル酸スルホプロピルなどコ、(メタ)アク
リルアミドスルホン酸[2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸など]などがあげられる。
これらカルボキシル基および/またはスルホン基を有す
るアニオン性ビニル単量体は水溶性塩として使用しても
よい。これらの塩としては、アルカリ金属塩(ナトリウ
ム、カリウム、リチウムなどの塩)、アルカリ土類金属
塩(カルシウム、マグネシウムなどの塩)、アンモニウ
ム塩およびアミン塩(メチルアミン、トリメチルアミン
などのアルキルアミンの塩;トリエタノールアミン、ジ
ェタノールアミンなどのアルカノールアミンの塩など)
およびこれらの二種以上が挙げられる。これらのうちで
好ましいものは、ナトリウム塩およびカリウム塩である
。
るアニオン性ビニル単量体は水溶性塩として使用しても
よい。これらの塩としては、アルカリ金属塩(ナトリウ
ム、カリウム、リチウムなどの塩)、アルカリ土類金属
塩(カルシウム、マグネシウムなどの塩)、アンモニウ
ム塩およびアミン塩(メチルアミン、トリメチルアミン
などのアルキルアミンの塩;トリエタノールアミン、ジ
ェタノールアミンなどのアルカノールアミンの塩など)
およびこれらの二種以上が挙げられる。これらのうちで
好ましいものは、ナトリウム塩およびカリウム塩である
。
上記アニオン性ビニル単量体は単独で使用してもよく、
また2種以上併用してもよい。これらのうちで好ましい
ものはカルボキシル基を有するビニル単量体である。
また2種以上併用してもよい。これらのうちで好ましい
ものはカルボキシル基を有するビニル単量体である。
カチオン性ビニル単量体(A)および場合によりアニオ
ン性ビニル単量体(B)とともに必要により非イオン性
水溶性ビニル単量体(D)を併用することができ、たと
えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルア
ミド、ビニルピロリドンなどがあげられる。′ 共重合性架橋剤(C)としては(1)少なくとも2個の
重合性二重結合を有する化合物および(2)1個の重合
性二重結合を有しかつカチオン性ビニル単量体および/
またはアニオン性ビニル単量体の官能基と反応しろる基
を少なくとも1個有する化合物があげられる。
ン性ビニル単量体(B)とともに必要により非イオン性
水溶性ビニル単量体(D)を併用することができ、たと
えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルア
ミド、ビニルピロリドンなどがあげられる。′ 共重合性架橋剤(C)としては(1)少なくとも2個の
重合性二重結合を有する化合物および(2)1個の重合
性二重結合を有しかつカチオン性ビニル単量体および/
またはアニオン性ビニル単量体の官能基と反応しろる基
を少なくとも1個有する化合物があげられる。
(1)の化合物としては、たとえばN、N−メチレンビ
ス(メタ)アクリルアミド、ポリオール類[エチレング
リコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリ
オキシエチレング刀コール、ポリオキシプロピレングリ
コールなどコのジーまたはトリー(メタ)アクリル酸エ
ステル、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、テトラ
アリロキシエタン、ジアリルフタレート、ジアリルアジ
ペートなどがあげられる。
ス(メタ)アクリルアミド、ポリオール類[エチレング
リコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリ
オキシエチレング刀コール、ポリオキシプロピレングリ
コールなどコのジーまたはトリー(メタ)アクリル酸エ
ステル、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、テトラ
アリロキシエタン、ジアリルフタレート、ジアリルアジ
ペートなどがあげられる。
化合物(2)の例としては第四級アンモニウム塩基およ
び/またはカルボキシル基、スルホン基と反応性の基た
とえばヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基などを含
有するエチレン性不飽和化合物があげられる。たとえば
ヒドロキシル基含有不飽和化合物[N−メチロール(メ
タ)アクリルアミドなと]およびエポキシ基含有不飽和
化合物[グリシジル(メタ)アクリレートなどコなとで
ある。
び/またはカルボキシル基、スルホン基と反応性の基た
とえばヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基などを含
有するエチレン性不飽和化合物があげられる。たとえば
ヒドロキシル基含有不飽和化合物[N−メチロール(メ
タ)アクリルアミドなと]およびエポキシ基含有不飽和
化合物[グリシジル(メタ)アクリレートなどコなとで
ある。
共重合性架橋剤(C)のうちで好ましいものは(1)の
化合物であり、とくに好ましいものはN、N−メチレン
ビスアクリルアミド、エチレングリコールジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびテ
トラアリロキシエタンである。
化合物であり、とくに好ましいものはN、N−メチレン
ビスアクリルアミド、エチレングリコールジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびテ
トラアリロキシエタンである。
本発明のカチオン性吸水性樹脂において、(A)の量は
、(A)および(C)の合計モル量に基づいて通常70
〜99.99%、好ましくは90〜99.9%である。
、(A)および(C)の合計モル量に基づいて通常70
〜99.99%、好ましくは90〜99.9%である。
(A)の量が70%未満では得られた樹脂は多価電解質
溶液に対する吸水力が低く、したがって亀裂の発生防止
やレイタンスの生成防止性能に劣る。
溶液に対する吸水力が低く、したがって亀裂の発生防止
やレイタンスの生成防止性能に劣る。
(C)の量は、(A)および(C)の合計モル量に基づ
いて通常o、oi〜10%、好ましくは0.1〜5%で
ある。
いて通常o、oi〜10%、好ましくは0.1〜5%で
ある。
(C)の量が0.01%未満では得られた樹脂は吸水時
のゲル強度が小さくゾル状となる。一方10%を越える
と逆にゲル強度が過大となりすぎて多価電解質溶液に対
する吸水力が低下する。
のゲル強度が小さくゾル状となる。一方10%を越える
と逆にゲル強度が過大となりすぎて多価電解質溶液に対
する吸水力が低下する。
必要により併用される(D)の量は、(A・)、(C)
および(D)の合計モル量に基づいて通常0〜30%、
好ましくは0〜10%である。(0の量が30%を越え
ると得られた樹脂は多価電解質溶液に対する吸水力が低
下する。
および(D)の合計モル量に基づいて通常0〜30%、
好ましくは0〜10%である。(0の量が30%を越え
ると得られた樹脂は多価電解質溶液に対する吸水力が低
下する。
本発明の両性吸水性樹脂において、カチオン性ビニル単
量体(A)とアニオン性ビニル単量体(B)のモル比は
、要求される吸収性能、吸水ゲルの強度などの条件によ
り種々変化しうるが通常(A) : (B)=85 :
15〜15:85であり、好ましくは(A) : (
B)=70 : 30〜30 : 70である。
量体(A)とアニオン性ビニル単量体(B)のモル比は
、要求される吸収性能、吸水ゲルの強度などの条件によ
り種々変化しうるが通常(A) : (B)=85 :
15〜15:85であり、好ましくは(A) : (
B)=70 : 30〜30 : 70である。
共重合性架橋剤(C)の量は、(A)、 (B)および
必要により使用される(D)の合計モル量に対して通常
0.01〜10%、好ましくは0.1〜5%である。共
重合性架橋剤の量が0.01%未満では得られた樹脂は
吸水時のゲル強度が小さくゾル状となる。一方10%を
越えると逆にゲル強度が過大となり多価電解質溶液に対
する吸水力が低下する。− 必要により併用される非イオン性水溶性ビニル単量体(
D)の量は(A) 、 (B)、(C)および(D)の
合計モル量に基づいて通常30%以下、好ましくは10
%以下である。
必要により使用される(D)の合計モル量に対して通常
0.01〜10%、好ましくは0.1〜5%である。共
重合性架橋剤の量が0.01%未満では得られた樹脂は
吸水時のゲル強度が小さくゾル状となる。一方10%を
越えると逆にゲル強度が過大となり多価電解質溶液に対
する吸水力が低下する。− 必要により併用される非イオン性水溶性ビニル単量体(
D)の量は(A) 、 (B)、(C)および(D)の
合計モル量に基づいて通常30%以下、好ましくは10
%以下である。
ビニル単量体(A)、(B)および共重合性架橋剤(の
および必要により併用される非イオン性ビニル単量体(
D)を重合する方法は、従来から知られている方法でよ
く、たとえばこれらの水溶液または水分散液をラジカル
重合触媒を用いて重合する方法、有機溶媒を使用した逆
相懸濁重合による方法および放射線、電子線、紫外線な
どを照射する通常の方法などがあげられる。
および必要により併用される非イオン性ビニル単量体(
D)を重合する方法は、従来から知られている方法でよ
く、たとえばこれらの水溶液または水分散液をラジカル
重合触媒を用いて重合する方法、有機溶媒を使用した逆
相懸濁重合による方法および放射線、電子線、紫外線な
どを照射する通常の方法などがあげられる。
本発明において、必要によりアルカリ金属化合物を添加
してカルボキシル基および/またはスルホン基を中和し
、部分的にアルカリ金属塩基とすることができる。
してカルボキシル基および/またはスルホン基を中和し
、部分的にアルカリ金属塩基とすることができる。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属水酸化物(
水酸化ナトリウム、尿酸化カリウム、水・酸化リチウム
など)、アルカリ金属炭酸塩(炭酸ナトリウム、重炭酸
ナトリウムなど)およびこれらの二種以上があげられる
。これらのうちで好ましいものは、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムおよび重炭酸ナトリウムである。
水酸化ナトリウム、尿酸化カリウム、水・酸化リチウム
など)、アルカリ金属炭酸塩(炭酸ナトリウム、重炭酸
ナトリウムなど)およびこれらの二種以上があげられる
。これらのうちで好ましいものは、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムおよび重炭酸ナトリウムである。
中和度はカルボキシル基および/またはスルホン基の通
常90モル%以下、好ましくは50〜80モル%である
。カルボキシル基および/またはスルホン基の中和度が
90モル%を越えると得られた樹脂のPHが高くなり人
体の皮膚に対する安全性の点で問題となる。
常90モル%以下、好ましくは50〜80モル%である
。カルボキシル基および/またはスルホン基の中和度が
90モル%を越えると得られた樹脂のPHが高くなり人
体の皮膚に対する安全性の点で問題となる。
該重合体中の官能基と反応しろる基を少なくとも2個有
する化合物でさらに架橋せしめることにより、より高い
ゲル強度を有し、吸水ゲルの安定性により優れた樹脂を
製造することができる。
する化合物でさらに架橋せしめることにより、より高い
ゲル強度を有し、吸水ゲルの安定性により優れた樹脂を
製造することができる。
この化合物としては、エポキシ基、水酸基、イソシアナ
ート基など、第四級アンモニウム塩基、カルボキシル基
、スルホン基および/または必要により使用される非イ
オン性水溶性ビニル単量体がもつ官能基(たとえば水酸
基、アミド基など)と反応性の基を少なくとも2個有す
る化合物およびイオン架橋を形成し得る多価金属化合物
があげられる。
ート基など、第四級アンモニウム塩基、カルボキシル基
、スルホン基および/または必要により使用される非イ
オン性水溶性ビニル単量体がもつ官能基(たとえば水酸
基、アミド基など)と反応性の基を少なくとも2個有す
る化合物およびイオン架橋を形成し得る多価金属化合物
があげられる。
次いで重合体を通常の方法で乾燥、粉砕し、必要により
希望の粒度に調整して本発明における吸水性樹脂とする
。
希望の粒度に調整して本発明における吸水性樹脂とする
。
該吸水性樹脂の形状については特に制限はなく、粉粒状
、フレーク状、繊維状などのいずれの形状であってもよ
い。
、フレーク状、繊維状などのいずれの形状であってもよ
い。
吸水性樹脂の吸収力としては、たとえば5%塩化カルシ
ウム水溶液に対してLog/g以上、好ましくは15g
/g以上である。
ウム水溶液に対してLog/g以上、好ましくは15g
/g以上である。
本発明における吸水性樹脂に増量剤、充填剤として有機
質粉末[たとえばセルロース誘導体、デンプン誘導体、
オガクズなど] ;無機質粉末[たとえばパーライト、
シリカ、珪そう土などコ ;カチオン性基を含有しない
従来の吸水性樹脂[たとえば架橋ポリビニルアルコール
、架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリアクリル酸塩、
イソブチレン−無水マレイン酸共重合体架橋物、デンプ
ン−アクリル酸塩共重合体架橋物、酢酸ビニル−(メタ
)アクリル酸エステル共重合体のケン化物などコを併用
することができる。その他、増粘剤、減水剤、白華防止
剤、界面活性剤なども必要により併用することができ、
これらの添加量については特に限定はなく通常併用され
ている量でよい。
質粉末[たとえばセルロース誘導体、デンプン誘導体、
オガクズなど] ;無機質粉末[たとえばパーライト、
シリカ、珪そう土などコ ;カチオン性基を含有しない
従来の吸水性樹脂[たとえば架橋ポリビニルアルコール
、架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリアクリル酸塩、
イソブチレン−無水マレイン酸共重合体架橋物、デンプ
ン−アクリル酸塩共重合体架橋物、酢酸ビニル−(メタ
)アクリル酸エステル共重合体のケン化物などコを併用
することができる。その他、増粘剤、減水剤、白華防止
剤、界面活性剤なども必要により併用することができ、
これらの添加量については特に限定はなく通常併用され
ている量でよい。
本発明においてセメントとしては、通常のポルトランド
セメント、混合ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、石灰混合セメント、スラグセメントなどの水硬性セ
メントがあげられる。また急結セメントや高強度セメン
トなどの特殊セメントも本発明に含まれる。
セメント、混合ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、石灰混合セメント、スラグセメントなどの水硬性セ
メントがあげられる。また急結セメントや高強度セメン
トなどの特殊セメントも本発明に含まれる。
必要により配合される骨材としては、たとえば川砂、海
砂、砂利、砕石などの普通膏剤のほかスラグ、シラス、
フライアッシュ、アスベスト、ロックウールなどがあげ
られる。これら骨材の配合量はセメン)100重量部に
対して通常50〜1000重量一部である。
砂、砂利、砕石などの普通膏剤のほかスラグ、シラス、
フライアッシュ、アスベスト、ロックウールなどがあげ
られる。これら骨材の配合量はセメン)100重量部に
対して通常50〜1000重量一部である。
その他のセメント添加剤としては、水溶性ポリマー[た
とえばメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリ
ビニルアルコールなど]、合成樹脂エマルジョン[たと
えばEVAエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョンなど
コ、天然または合成ゴムラテックス[SBRラテックス
などコ、有機スルホン酸化合物[リグニンスルホン酸シ
トリウム、アリルスルホン酸ナトリウムなど]、急結剤
[たとえばアルミン酸アルカリおよび炭酸アルカリの単
独または混合物、水ガラス系、カルシウムアルミネート
系急結剤などコ、無機質繊維[たとえばガラス繊維、ア
スベスト、ロックウールなど]など公知の添加剤がセメ
ント組成物の作業性、接着性、補強などの目的で適宜使
用される。
とえばメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリ
ビニルアルコールなど]、合成樹脂エマルジョン[たと
えばEVAエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョンなど
コ、天然または合成ゴムラテックス[SBRラテックス
などコ、有機スルホン酸化合物[リグニンスルホン酸シ
トリウム、アリルスルホン酸ナトリウムなど]、急結剤
[たとえばアルミン酸アルカリおよび炭酸アルカリの単
独または混合物、水ガラス系、カルシウムアルミネート
系急結剤などコ、無機質繊維[たとえばガラス繊維、ア
スベスト、ロックウールなど]など公知の添加剤がセメ
ント組成物の作業性、接着性、補強などの目的で適宜使
用される。
これらのセメント添加剤の配合量はセメントに対して通
常100重量%以下、好ましくは50重量%以下である
。
常100重量%以下、好ましくは50重量%以下である
。
本発明においてセメント組成物に配合せしめるカチオン
性または両性吸水性樹脂の量は、そのカチオン性基の含
有量、使用時の水/セメント比、骨材の種類および量な
どにより適宜選択できるが通常セメントに対して0.0
1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%である。
性または両性吸水性樹脂の量は、そのカチオン性基の含
有量、使用時の水/セメント比、骨材の種類および量な
どにより適宜選択できるが通常セメントに対して0.0
1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%である。
吸水性樹脂の量がo、oi重量%未溝の場合には亀裂防
止、レイタンスの生成防止等が不完全なものになる。一
方、10重量%を越える場合水/セメント比が低下しす
ぎてワーカビリティーを損ない、経済的にも不利となる
。
止、レイタンスの生成防止等が不完全なものになる。一
方、10重量%を越える場合水/セメント比が低下しす
ぎてワーカビリティーを損ない、経済的にも不利となる
。
本発明における吸水性樹脂をセメント組成物に配合する
方法については特に限定はな・く、たとえば粉末あるい
は水膨潤物の状態でセメント組成物に添加し混合するこ
とができ、混合装置についても特に限定はない。通常こ
のセメント組成物に所定量の水を添加して混練すること
によりコンクリートを得るが、水の添加と同時あるいは
水の添加後に吸水性樹脂を配合してもよい。
方法については特に限定はな・く、たとえば粉末あるい
は水膨潤物の状態でセメント組成物に添加し混合するこ
とができ、混合装置についても特に限定はない。通常こ
のセメント組成物に所定量の水を添加して混練すること
によりコンクリートを得るが、水の添加と同時あるいは
水の添加後に吸水性樹脂を配合してもよい。
[実施例コ
以下、製造例および実施例により本発明を更に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。尚、製造
例中の部は重量部である。
が、本発明はこれに限定されるものではない。尚、製造
例中の部は重量部である。
製造例1(セメント添加剤の製造)
メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムク
ロライド22部、アクリル酸8部、トリメチロールプロ
パントリアクリレ−?−0,35部および水70部を開
閉可能な密閉容器に仕込み、窒素雰囲気下で液温を15
°Cとした後、0.5%の過硫酸アンモニウム水溶液1
部および0.5%の亜硫酸水素ナトリウム水溶液1部を
添加して重合させたところ発熱とともにゲル状となった
。重合開始から5時間後に密閉容器を開き、生成したゲ
ル状含水架橋重合体を取り出した。このゲルをで細断し
た後、1509Cに加熱されたドラムドライヤーで乾燥
し、32〜145メツシユの粒度に粉砕して本発明のセ
メント添加剤である両性吸水性樹脂(a)を得た。
ロライド22部、アクリル酸8部、トリメチロールプロ
パントリアクリレ−?−0,35部および水70部を開
閉可能な密閉容器に仕込み、窒素雰囲気下で液温を15
°Cとした後、0.5%の過硫酸アンモニウム水溶液1
部および0.5%の亜硫酸水素ナトリウム水溶液1部を
添加して重合させたところ発熱とともにゲル状となった
。重合開始から5時間後に密閉容器を開き、生成したゲ
ル状含水架橋重合体を取り出した。このゲルをで細断し
た後、1509Cに加熱されたドラムドライヤーで乾燥
し、32〜145メツシユの粒度に粉砕して本発明のセ
メント添加剤である両性吸水性樹脂(a)を得た。
このものの5%塩化カルシウム水溶液に対する吸収量は
42g/gであった。
42g/gであった。
製造例2(セメント添加剤の製造)
上記製造例1において、メタクリロイルオキシエチルト
リメチルアンモニウムクロライド23.5部およびアク
リル酸8部に代えてメタクリロイルオキシエチルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライド23.5部およびア
クリル酸6.5部を使用し、かつトリメチロールプロパ
ントリアクリレートの量を0゜24部とする以外は製造
例1と同様の方法で本発明のセメント添加剤である両性
吸水性樹脂(b)を得た。このものの5%塩化カルシウ
ム水溶液に対する吸収量は45g/gであった。 。
リメチルアンモニウムクロライド23.5部およびアク
リル酸8部に代えてメタクリロイルオキシエチルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライド23.5部およびア
クリル酸6.5部を使用し、かつトリメチロールプロパ
ントリアクリレートの量を0゜24部とする以外は製造
例1と同様の方法で本発明のセメント添加剤である両性
吸水性樹脂(b)を得た。このものの5%塩化カルシウ
ム水溶液に対する吸収量は45g/gであった。 。
製造例3(セメント添加剤の製造)
メタクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライド30部、N、N−メチレンビスアクリル
アミド0.3部および水70部を開閉可能な密閉容器に
仕込み、窒素雰囲気下で液温を15°Cとした後、0.
5%の過硫酸アンモニウム水溶液1部および0.5%の
亜硫酸水素ナトリウム水溶液1部を添加して重合させた
ところ発熱とともにゲル状となった。
ウムクロライド30部、N、N−メチレンビスアクリル
アミド0.3部および水70部を開閉可能な密閉容器に
仕込み、窒素雰囲気下で液温を15°Cとした後、0.
5%の過硫酸アンモニウム水溶液1部および0.5%の
亜硫酸水素ナトリウム水溶液1部を添加して重合させた
ところ発熱とともにゲル状となった。
重合開始から5時間後に密閉容器を開ぎ、生成したゲル
状含水架橋重合体を取り出した。このゲルをで細断した
後、150°Cに加熱されたドラムドライヤーで乾燥し
、32〜145メツシユの粒度に粉砕して本発明のセメ
ント添加剤であるカチオン性吸水性樹脂(C)を得た。
状含水架橋重合体を取り出した。このゲルをで細断した
後、150°Cに加熱されたドラムドライヤーで乾燥し
、32〜145メツシユの粒度に粉砕して本発明のセメ
ント添加剤であるカチオン性吸水性樹脂(C)を得た。
このものの5%塩化カルシウム水溶液に対する吸収量は
38g/gであった。
38g/gであった。
実施例1〜4
普通ポルトランドセメン)−1000g、骨材(川砂お
よび砂利の混合物) 5500gおよび本発明における
セメント添加剤である吸水性樹脂(a) 、(b)また
は(C)の所定量をあらかじめ混合して本発明のセメン
ト組成物とした。ざらに水/セメント比が55%となる
様に水を加えて充分混練して調整した′コンクリートを
直径15cmX高さ30cmの円柱型枠内に打設し、そ
の後24時間室内(温度:18〜22°C2湿度;60
〜70%RH)に放置して凝結させた後型枠を取り除き
レイタンスの発生の有無を観察した。ざら−に所定時間
屋外に暴露してセメント組成物の強度を経時的に測定し
た。これらの結果を第1表に示す。
よび砂利の混合物) 5500gおよび本発明における
セメント添加剤である吸水性樹脂(a) 、(b)また
は(C)の所定量をあらかじめ混合して本発明のセメン
ト組成物とした。ざらに水/セメント比が55%となる
様に水を加えて充分混練して調整した′コンクリートを
直径15cmX高さ30cmの円柱型枠内に打設し、そ
の後24時間室内(温度:18〜22°C2湿度;60
〜70%RH)に放置して凝結させた後型枠を取り除き
レイタンスの発生の有無を観察した。ざら−に所定時間
屋外に暴露してセメント組成物の強度を経時的に測定し
た。これらの結果を第1表に示す。
比較例1〜3
吸水性樹脂無添加の場合を比較例1、市販のアニオン性
吸水性樹脂「アクアキープl0SIIJ (製鉄化学
工業■、架橋ポリアクリル酸ナトリウム、5%塩化カル
シウム水溶液吸収量5g/g)または「スミカゲル5P
−510J (住友化学工業■、酢ビ−アクリル酸エ
ステル共重合体ケン化物、5%塩化カルシウム水溶液吸
収量8g/g)を所定量使用した場合の結果を、それぞ
れ比較例2および比較例3として第1表に併記した。
吸水性樹脂「アクアキープl0SIIJ (製鉄化学
工業■、架橋ポリアクリル酸ナトリウム、5%塩化カル
シウム水溶液吸収量5g/g)または「スミカゲル5P
−510J (住友化学工業■、酢ビ−アクリル酸エ
ステル共重合体ケン化物、5%塩化カルシウム水溶液吸
収量8g/g)を所定量使用した場合の結果を、それぞ
れ比較例2および比較例3として第1表に併記した。
実施例および比較例におけるコンクリート強度はJIS
A−1108にもとづいて測定した。また6ケ月間放
置後に表面亀裂の発生の有無を顕微鏡観察した結果、本
発明の実施例1〜4では亀裂は全く認められなかった。
A−1108にもとづいて測定した。また6ケ月間放
置後に表面亀裂の発生の有無を顕微鏡観察した結果、本
発明の実施例1〜4では亀裂は全く認められなかった。
一方比較例1では明らかに亀裂が認められ、比較例2お
よび3においてもわずかな亀裂が認められた。
よび3においてもわずかな亀裂が認められた。
第1表
[発明の効果コ
本発明のセメント添加剤および組成物を使用した場合、
次のような効果を奏する。
次のような効果を奏する。
(1)レイタンスの生成を抑制することができる。
通常コンクリートを打設すると、打設直後から凝固完了
までの間にカルシウムやアルミニウム、ケイ素などの多
価金属を主成分とした粒子間に結合力を持たない無機物
質がブリージング水とともにコンクリ・−ト表面に溶出
し、これが乾燥して表面にアルカリ性のレイタンスを堆
積する。
までの間にカルシウムやアルミニウム、ケイ素などの多
価金属を主成分とした粒子間に結合力を持たない無機物
質がブリージング水とともにコンクリ・−ト表面に溶出
し、これが乾燥して表面にアルカリ性のレイタンスを堆
積する。
本発明のセメント添加剤の成分である第四級アンモニウ
ム塩基を有するカチオン性または両性吸水性樹脂は、上
記多価金属イオンを溶解した強アルカリ性液を吸収して
コンクリート内部に保持するため、レイタンスの生成が
ほとんど無い。したがって本発明のセメント添加剤ある
いは組成物を使用した場合、コンクリート表面に堆積し
たレイタンスの飛散により人間の健康を害するといった
心配が無く、美観の優れたコンクリート製品が得られる
。 ・ また新・旧コンクリートを打ち継ぐ場合においてもレイ
タンス除去作業の必要はなく、労力の節減と工期の短縮
につながる。
ム塩基を有するカチオン性または両性吸水性樹脂は、上
記多価金属イオンを溶解した強アルカリ性液を吸収して
コンクリート内部に保持するため、レイタンスの生成が
ほとんど無い。したがって本発明のセメント添加剤ある
いは組成物を使用した場合、コンクリート表面に堆積し
たレイタンスの飛散により人間の健康を害するといった
心配が無く、美観の優れたコンクリート製品が得られる
。 ・ また新・旧コンクリートを打ち継ぐ場合においてもレイ
タンス除去作業の必要はなく、労力の節減と工期の短縮
につながる。
(2)凝結までの時間が短縮できる。
添加剤中の吸水性樹脂が余分な水分を吸収して水/セメ
ント比を適度に低下させるため、凝結完了までの時間が
短縮される。また所定の強度に達するまでの時間が短い
。
ント比を適度に低下させるため、凝結完了までの時間が
短縮される。また所定の強度に達するまでの時間が短い
。
(3)コンクリート製品の強度が向上する。
上記のごとく水/セメント比を適度に低下させる結果、
得られた製品の強度が向上する。
得られた製品の強度が向上する。
(4)施工初期において湿潤養生を必要としない。
コンクリート内部に包含された含水ゲルが湿潤剤として
の働きをするため、通常行われる湿潤養生を省略するこ
とができる。
の働きをするため、通常行われる湿潤養生を省略するこ
とができる。
(5)吸水性樹脂の使用量が少量ですみ経済的である。
従来のセメント添加剤に用いられていたアニオン性吸水
性樹脂は脱イオン水や水道水に対しては高吸水力を示す
ものの、コンクリート水のようにCa”+イオンやA1
3+イオンなどの多価金属イオンを多量に含有し、かつ
強アルカリ性の溶液に対してはイオン架橋により樹脂の
不溶化が進行して吸水力が極端に低下し、かつ吸水ゲル
の安定性にも劣ることから多量の吸水性樹脂を使用する
必要があった。
性樹脂は脱イオン水や水道水に対しては高吸水力を示す
ものの、コンクリート水のようにCa”+イオンやA1
3+イオンなどの多価金属イオンを多量に含有し、かつ
強アルカリ性の溶液に対してはイオン架橋により樹脂の
不溶化が進行して吸水力が極端に低下し、かつ吸水ゲル
の安定性にも劣ることから多量の吸水性樹脂を使用する
必要があった。
しかるに本発明における第四級アンモニウム塩基を有す
るカチオン性または両性吸水性樹脂は、高濃度の多価電
解質溶液や強アルカリ性溶液に対して高い吸水力を有し
、かつ吸水ゲルの安定性にも優れることから少量の使用
量で優れた効果が得られ経済的である。
るカチオン性または両性吸水性樹脂は、高濃度の多価電
解質溶液や強アルカリ性溶液に対して高い吸水力を有し
、かつ吸水ゲルの安定性にも優れることから少量の使用
量で優れた効果が得られ経済的である。
以上の効果を奏することから本発明のセメント添加剤お
よび組成物は、建設現場におけるコンクリートの打設;
コンクリート舗装面;ボックスカルバートのスラブ面;
プレキャスト板、パイル、ブロック、U字溝、シールド
セグメントなどのコンクリート製品の製造;コンクリー
トの打ち継ぎ作業など、セメント添加剤および組成物を
必要とするあらゆる場面に有効である。
よび組成物は、建設現場におけるコンクリートの打設;
コンクリート舗装面;ボックスカルバートのスラブ面;
プレキャスト板、パイル、ブロック、U字溝、シールド
セグメントなどのコンクリート製品の製造;コンクリー
トの打ち継ぎ作業など、セメント添加剤および組成物を
必要とするあらゆる場面に有効である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性または
両性吸水性樹脂からなるセメント添加剤。 2、該カチオン性吸水性樹脂が、第四級アンモニウム塩
基を有するカチオン性ビニル単量体(A)、共重合性架
橋剤(C)および必要により非イオン性水溶性ビニル単
量体(D)を重合して得られるカチオン性吸水性樹脂で
ある請求項1記載の添加剤。 3、該両性吸水性樹脂が、第四級アンモニウム塩基を有
するカチオン性ビニル単量体(A)、カルボキシル基お
よび/またはスルホン基を有するアニオン性ビニル単量
体(B)、共重合性架橋剤(C)および必要により非イ
オン性水溶性ビニル単量体(D)を重合し、必要により
アルカリ金属化合物で中和して部分的にアルカリ金属塩
基とした両性吸水性樹脂である請求項1記載の添加剤。 4、セメントおよび必要により骨材、その他のセメント
添加剤からなるセメント組成物に、請求項1、2または
3記載の添加剤を配合したセメント組成物。 5、請求項1、2または3項記載の添加剤をセメントに
対し0.01〜10重量%配合する請求項4記載の組成
物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2932988A JP2602048B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | セメント添加剤および組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01203251A true JPH01203251A (ja) | 1989-08-16 |
JP2602048B2 JP2602048B2 (ja) | 1997-04-23 |
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ID=12273195
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JP2932988A Expired - Fee Related JP2602048B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | セメント添加剤および組成物 |
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-
1988
- 1988-02-10 JP JP2932988A patent/JP2602048B2/ja not_active Expired - Fee Related
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