JPH0971447A

JPH0971447A - 高性能減水剤組成物

Info

Publication number: JPH0971447A
Application number: JP7251765A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yonezawa; 敏男米澤; Itoshi Izumi; 意登志和泉; Kazumasa Inoue; 和政井上; Kohei Tsuruta; 康平弦田; Kaoru Yamazaki; 薫山崎; Kimiyasu Kuranuki; 公保倉貫; Mitsuo Kinoshita; 光男木之下; Yoshimasa Miura; 義雅三浦
Original assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-18
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3209894B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セメント配合物に高い流動性及び材料分離抵抗
性を同時に安定して付与できる高性能減水剤組成物を提
供する。【解決手段】カルボン酸基を有するビニル単量体を所定
割合で共重合した特定のビニル高分子の水性エマルジョ
ンと、分子中にスルホン酸基、カルボン酸基及びポリオ
キシエチレン基を有する特定の水溶性ビニル共重合体と
を配合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセメント配合物、具
体的にはモルタルやコンクリートに高い流動性及び材料
分離抵抗性を与え、したがって調製したセメント配合物
を振動締め固め作業を行うことなく型枠中へ打設できる
高性能減水剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント配合物、例えばコンクリートに
高い流動性及び材料分離抵抗性を与えると、該コンクリ
ートをそのまま型枠中へ打設できるようになる。そこで
従来、セメント配合物に高い流動性及び材料分離抵抗性
を与えるため、セメント配合物に高い流動性を与えるも
のとして各種のセメント分散剤を使用する一方、セメン
ト配合物の粘性を増すことにより該セメント配合物に材
料分離抵抗性を与えるものとして、１）高炉スラグ微粉
末、フライアッシュ、岩石微粉末等の微粉末材料を比較
的多量に使用する方法、２）メチルセルロース、ヒドロ
キシアルキルセルロース、ポリアクリルアミド等の増粘
剤を使用する方法、３）上記の微粉末材料と増粘剤とを
組合わせて使用する方法が試みられている。

【０００３】ところが、上記のような微粉末材料は、そ
の性質上、セメント配合物の調製作業における取扱いが
誠に厄介である。また上記のような増粘剤は、水に対す
る溶解性が低く、したがってこれもまたセメント配合物
の調製作業における取扱いが誠に厄介であることに加
え、調製したセメント配合物の硬化時における乾燥収縮
が大きい。予めセメント分散剤と増粘剤との混合液を作
製しておき、該混合液をセメント配合物の調製作業時に
使用することも試みられているが、そもそもかかる混合
液を作成すること自体が厄介であることに加え、作製し
た混合液の経時的安定性が悪いため、実際には所期の効
果を安定して得ることができない。

【０００４】増粘剤としては、セメントの水和反応によ
って生成する塩基性水酸化物、代表的には水酸化カルシ
ウムに起因するｐＨ上昇により粘度が増すものとして、
（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸エステルとを
共重合したアニオン性アクリル高分子の水性分散液が提
案されている（特公平５−８７４６１）。ところが、上
記のような増粘剤を、公知のセメント分散剤、例えば有
機スルホン酸塩系やポリカルボン酸塩系のセメント分散
剤と併用してセメント配合物を調製しても、実際には所
期の増粘効果が得られない。その理由は、増粘剤として
用いる水性分散液の構成成分であるアニオン性アクリル
高分子のカルボキシル基が水酸化カルシウムによって中
和され、カルシウムカルボキシレートになり、そのよう
な高分子は水に対する溶解度が低下してしまうためであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来法では、セメント配合物の調製作業が
誠に厄介であり、所期の増粘効果を安定して得ることが
できず、調製したセメント配合物の硬化時における乾燥
収縮が大きいという点である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして発明者らは、上
記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、増粘剤として
特定のビニル高分子エマルジョンを用い、またセメント
分散剤として特定の水溶性ビニル共重合体を用いること
が正しく好適であることを見出した。

【０００７】すなわち本発明は、下記のビニル高分子エ
マルジョンと下記の水溶性ビニル共重合体との水性混合
物であって、液性がｐＨ４〜８を示し且つ粘度がセメン
トの水和反応によって生成する塩基性水酸化物に起因す
るｐＨ９以上の領域において２倍以上になる水性混合物
から成ることを特徴とする高性能減水剤組成物に係る。

【０００８】ビニル高分子エマルジョン：カルボン酸基
を有するビニル単量体を全ビニル単量体中３〜７５重量
％含有する該全ビニル単量体を共重合したビニル高分子
の水性エマルジョンであって、液性がｐＨ４〜８を示す
水性エマルジョン水溶性ビニル共重合体：分子中にスルホン酸塩基、カル
ボン酸塩基及びポリオキシエチレン基を有する水溶性ビ
ニル共重合体

【０００９】本発明で用いるビニル高分子エマルジョン
は、カルボン酸基を有するビニル単量体と、これと共重
合可能な他のビニル単量体とを共重合したビニル高分子
の水性エマルジョンであって、ビニル高分子中に含まれ
るカルボン酸基が塩を形成することなくいずれも遊離の
状態で存在し、その液性がｐＨ４〜８を示す水性エマル
ジョンである。かかる水性エマルジョンとしては特公平
５−８７４６１号公報に記載のものが適用できる。

【００１０】カルボン酸基を有するビニル単量体には、
エチレン性不飽和モノカルボン酸、エチレン性不飽和ジ
カルボン酸が包含される。エチレン性不飽和モノカルボ
ン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸
等が挙げられ、またエチレン性不飽和ジカルボン酸とし
ては、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられ
るが、かかるカルボン酸基を有するビニル単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。

【００１１】本発明で用いるビニル高分子エマルジョン
において、カルボン酸基を有するビニル単量体は全ビニ
ル単量体中３〜７５重量％とする。本発明はカルボン酸
基を有するビニル単量体と共重合可能な他のビニル単量
体の種類を特に制限するものではないが、かかる他のビ
ニル単量体としては、（メタ）アクリル酸エチル、（メ
タ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、
（メタ）アクリル酸ラウリル等の、アルキル基の炭素数
１〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルが好ましい。

【００１２】本発明はビニル高分子エマルジョンの製造
方法を特に制限するものではなく、その製造方法には公
知の方法が適用できるが、なかでも過硫酸塩、過酸化
物、レドックス開始剤等のラジカル重合開始剤を用いた
水を分散媒とする乳化重合により製造する方法が好まし
い。

【００１３】本発明によれば、ビニル高分子エマルジョ
ンにおけるビニル高分子の数平均分子量（ＧＰＣ法、ポ
リスチレン換算、以下ビニル高分子については同じ）は
通常２００００〜１００００００とするが、好ましくは
５００００〜８０００００とする。前記した乳化重合に
よって得られるビニル高分子エマルジョンにおいては、
固形分濃度は通常２０〜４０重量％に調製され、その液
性はｐＨ４〜８を示すが、ｐＨ４〜７を示すように調製
するのが好ましい。かかるｐＨ領域において、ビニル高
分子は通常その直径が２〜３μｍ以下の微粒子として水
中に乳化分散しており、かかるビニル高分子エマルジョ
ンは例えば固形分濃度が２５重量％において、２０℃
で、０．００１〜０．０５Ｐａ・ｓという低い粘度を示
す。

【００１４】本発明で用いるビニル高分子エマルジョン
において、ビニル高分子は前記したようにカルボン酸基
を有するビニル単量体を全ビニル単量体中３〜７５重量
％の割合で共重合したものであるが、該ビニル高分子に
含まれるカルボン酸基に基づく酸価が３０〜５００とな
るようにカルボン酸基を有するビニル単量体の共重合割
合を決定するのが好ましく、酸価が５０〜４６０となる
ようにカルボン酸基を有するビニル単量体の共重合割合
を決定するのが更に好ましい。

【００１５】本発明の高性能減水剤組成物は、前記した
ビニル高分子エマルジョンと、分子中にスルホン酸塩
基、カルボン酸塩基及びポリオキシエチレン基を有する
水溶性ビニル共重合体との水性混合物である。本発明は
上記の水溶性ビニル共重合体を構成することとなるビニ
ル単量体の種類及びこれらの比率について特に制限する
ものではないが、かかる水溶性ビニル共重合体として
は、下記の式１〜式４で示される構成単位からなるもの
が好ましい。

【００１６】

【式１】

【式２】

【式３】

【式４】

【００１７】式１〜式４において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴：Ｈ又はＣＨ₃ Ｒ³：炭素数１〜３のアルキル基Ｍ¹、Ｍ²：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニ
ウム又は有機アミンｎ：５〜５０の整数

【００１８】式１で示される構成単位を形成することと
なるビニル単量体としては、（メタ）アクリル酸のアル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩又は
有機アミン塩が挙げられる。また式２で示される構成単
位を形成することとなるビニル単量体としては、オキシ
エチレン単位の繰り返し数が５〜５０である、アルコキ
シ基の炭素数が１〜３のアルコキシポリエトキシエチル
（メタ）アクリレートが挙げられる。更に式３で示され
る構成単位を形成することとなるビニル単量体として
は、メタリルスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩又は有機アミン塩が挙げられ
る。そして式４で示される構成単位を形成することとな
るビニル単量体としては、アルキルの炭素数が１〜３の
アルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。

【００１９】以上説明したような式１〜式４で示される
構成単位からなる水溶性ビニル共重合体のなかでも、式
１で示される構成単位／式２で示される構成単位／式３
で示される構成単位／式４で示される構成単位＝４０〜
６５／１５〜３５／２〜２０／５〜２０（モル％）の割
合からなるものが好ましい。

【００２０】本発明は水溶性ビニル共重合体の製造方法
を特に制限するものではなく、その製造方法には公知の
方法、例えば特公平５−１１０５７号公報に記載されて
いるような方法が適用できる。例えば、ラジカル開始剤
の存在下に、前記した各ビニル単量体を所定の共重合比
率となるよう水系溶液でラジカル共重合することにより
得られる。かくして得られる水溶性ビニル共重合体水溶
液において、固形分濃度は通常２０〜４０重量％に調製
され、またその液性はｐＨ６〜９に調整される。かかる
水溶性ビニル共重合体は、セメント分散剤としての効果
の発現の点で、数平均分子量１５００〜５００００（Ｇ
ＰＣ法、プルラン換算、以下水溶性ビニル共重合体につ
いては同じ）のものが好ましく、２０００〜２００００
のものがより好ましい。

【００２１】本発明の高性能減水剤組成物は、前記した
ビニル高分子エマルジョンと前記した水溶性ビニル共重
合体とを混合することによって得られる水性混合物であ
るが、この場合、水溶性ビニル共重合体はその水溶液を
用いて混合するのが有利である。かかる高性能減水剤組
成物において、その固形分濃度は通常２０〜３０重量％
に調製されるが、その液性はｐＨ４〜８を示すものとす
る。

【００２２】本発明の高性能減水剤組成物において、ビ
ニル高分子エマルジョンと水溶性ビニル共重合体の混合
割合は、ビニル高分子／水溶性ビニル共重合体＝２／９
８〜６０／４０（固形分重量比）となるように混合する
のが好ましく、５／９５〜５０／５０（固形分重量比）
となるように混合するのがより好ましい。

【００２３】本発明の高性能減水剤組成物は前記したｐ
Ｈ４〜８の領域において極めて低い粘度を有する。例え
ば固形分濃度が２５重量％の水溶液の粘度は、２０℃
で、０．００５〜０．１Ｐａ・ｓ程度である。セメント
の水和反応によって生成する塩基性水酸化物、代表的に
は水酸化カルシウムによってｐＨ９以上になると、ビニ
ル高分子はカルシウムカルボキシレートとなるが、併用
する水溶性ビニル共重合体の作用によりそのようなビニ
ル高分子であっても溶解度が低下することがなく、その
ため本発明の高性能減水剤組成物はｐＨ９以上の領域に
おいてその粘度が少なくとも２倍以上、通常５倍以上に
なる。本発明の高性能減水剤組成物をセメント配合物の
調製時に添加すると、セメントの水和反応によって生成
する塩基性水酸化物に起因するｐＨ上昇により、該高性
能減水剤組成物が著しく増粘し、その結果、調製したセ
メント配合物に所期の通りの高い流動性及び材料分離抵
抗性を同時に付与することができるのである。

【００２４】本発明の高性能減水剤組成物は以上説明し
たような高分子エマルジョンとセメント分散剤とから成
るものであるが、その使用に際しては、合目的的に他の
剤を併用することもできる。かかる他の剤としては、空
気連行剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、防錆剤、
膨脹剤、防腐剤等が挙げられる。またその使用方法は、
セメント配合物の調製時に練り混ぜ水と一緒に添加する
方法、練り混ぜ後のセメント配合物に後添加する方法
等、いずれでも良い。

【００２５】本発明の高性能減水剤組成物は、セメント
又はセメントと微粉末混和材料との組み合わせからなる
結合材を用いて調製されるセメント配合物、具体的には
モルタルやコンクリートに使用することができる。セメ
ントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種
ポルトランドセメント、更にはフライアッシュセメン
ト、高炉セメント、シリカセメント、各種混合セメント
等を使用でき、また微粉末混和材料としてはシリカヒュ
ーム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ等を使用でき
る。本発明の高性能減水剤組成物は通常、セメント又は
セメントと微粉末混和材料とからなる結合材に対し、固
形分換算で０．２５〜２．０重量％の範囲で使用され
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、下
記の１）〜５）が好適例として挙げられる。１）下記のビニル高分子エマルジョン２０重量部と下記
の水溶性ビニル共重合体の水溶液８０重量部との水性混
合物であって、液性がｐＨ６．０を示し且つ粘度がセメ
ントの水和反応によって生成する塩基性水酸化物に起因
するｐＨ９．２において２２５倍になる水性混合物から
成る高性能減水剤組成物。

【００２７】ビニル高分子エマルジョン：メタクリル酸
／アクリル酸エチル＝５０／５０（重量比）の割合で水
を分散媒とする乳化重合により共重合した数平均分子量
１２００００のビニル高分子の水性エマルジョンであっ
て、液性がｐＨ４．９を示し、固形分濃度が２５重量％
である水性エマルジョン。

【００２８】水溶性ビニル共重合体の水溶液：前記した
式１で示される構成単位を形成することとなるビニル単
量体であるメタクリル酸ナトリウムと、前記した式２で
示される構成単位を形成することとなるビニル単量体で
あるメトキシポリエトキシエチル（ｎ＝９、ｎはオキシ
エチレン単位の繰り返し数、以下同じ）メタクリレート
と、前記した式３で示される構成単位を形成することと
なるビニル単量体であるメタリルスルホン酸ナトリウム
と、前記した式４で示される構成単位を形成することと
なるビニル単量体であるメチルアクリレートとを水系溶
液で共重合した数平均分子量５５００の水溶性ビニル共
重合体であり、各構成単位の割合が式１で示される構成
単位／式２で示される構成単位／式３で示される構成単
位／式４で示される構成単位＝４９／２８／１１／１２
（モル％）である水溶性ビニル共重合の水溶液であっ
て、液性がｐＨ７．５を示し、固形分濃度が２５重量％
である水溶液。

【００２９】２）下記のビニル高分子エマルジョン１５
重量部と下記の水溶性ビニル共重合体の水溶液８５重量
部との水性混合物であって、液性がｐＨ６．２を示し且
つ粘度がセメントの水和反応によって生成する塩基性水
酸化物に起因するｐＨ９．２において１２７倍になる水
性混合物から成る高性能減水剤組成物。

【００３０】ビニル高分子エマルジョン：メタクリル酸
／アクリル酸エチル＝３５／６５（重量比）の割合で水
を分散媒とする乳化重合により共重合した数平均分子量
２０００００のビニル高分子の水性エマルジョンであっ
て、液性がｐＨ５．１を示し、固形分濃度が２５重量％
である水性エマルジョン。

【００３１】水溶性ビニル共重合体の水溶液：前記した
式１で示される構成単位を形成することとなるビニル単
量体であるメタクリル酸ナトリウムと、前記した式２で
示される構成単位を形成することとなるビニル単量体で
あるメトキシポリエトキシエチル（ｎ＝９）メタクリレ
ートと、前記した式３で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメタリルスルホン酸ナトリ
ウムと、前記した式４で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメチルアクリレートとを水
系溶液で共重合した数平均分子量５５００の水溶性ビニ
ル共重合体であり、各構成単位の割合が式１で示される
構成単位／式２で示される構成単位／式３で示される構
成単位／式４で示される構成単位＝４９／２８／１１／
１２（モル％）である水溶性ビニル共重合の水溶液であ
って、液性がｐＨ７．５を示し、固形分濃度が２５重量
％である水溶液。

【００３２】３）下記のビニル高分子エマルジョン７重
量部と下記の水溶性ビニル共重合体の水溶液９３重量部
との水性混合物であって、液性がｐＨ６．０を示し且つ
粘度がセメントの水和反応によって生成する塩基性水酸
化物に起因するｐＨ９．２において５６倍になる水性混
合物から成る高性能減水剤組成物。

【００３３】ビニル高分子エマルジョン：メタクリル酸
／アクリル酸エチル＝７０／３０（重量比）の割合で水
を分散媒とする乳化重合により共重合した数平均分子量
８００００のビニル高分子の水性エマルジョンであっ
て、液性がｐＨ４．７を示し、固形分濃度が２５重量％
である水性エマルジョン。

【００３４】水溶性ビニル共重合体の水溶液：前記した
式１で示される構成単位を形成することとなるビニル単
量体であるメタクリル酸ナトリウムと、前記した式２で
示される構成単位を形成することとなるビニル単量体で
あるメトキシポリエトキシエチル（ｎ＝９）メタクリレ
ートと、前記した式３で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメタリルスルホン酸ナトリ
ウムと、前記した式４で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメチルアクリレートとを水
系溶液で共重合した数平均分子量５５００の水溶性ビニ
ル共重合体であり、各構成単位の割合が式１で示される
構成単位／式２で示される構成単位／式３で示される構
成単位／式４で示される構成単位＝４９／２８／１１／
１２（モル％）である水溶性ビニル共重合の水溶液であ
って、液性がｐＨ７．５を示し、固形分濃度が２５重量
％である水溶液。

【００３５】４）下記のビニル高分子エマルジョン１０
重量部と下記の水溶性ビニル共重合体の水溶液９０重量
部との水性混合物であって、液性がｐＨ６．０を示し且
つ粘度がセメントの水和反応によって生成する塩基性水
酸化物に起因するｐＨ９．２において５０倍になる水性
混合物から成る高性能減水剤組成物。

【００３６】ビニル高分子エマルジョン：アクリル酸／
アクリル酸エチル＝１５／８５（重量比）の割合で水を
分散媒とする乳化重合により共重合した数平均分子量３
０００００のビニル高分子の水性エマルジョンであっ
て、液性がｐＨ４．３を示し、固形分濃度が２５重量％
である水性エマルジョン。

【００３７】水溶性ビニル共重合体の水溶液：前記した
式１で示される構成単位を形成することとなるビニル単
量体であるメタクリル酸ナトリウムと、前記した式２で
示される構成単位を形成することとなるビニル単量体で
あるメトキシポリエトキシエチル（ｎ＝２３）メタクリ
レートと、前記した式３で示される構成単位を形成する
こととなるビニル単量体であるメタリルスルホン酸ナト
リウムと、前記した式４で示される構成単位を形成する
こととなるビニル単量体であるメチルアクリレートとを
水系溶液で共重合した数平均分子量６６０００の水溶性
ビニル共重合体であり、各構成単位の割合が式１で示さ
れる構成単位／式２で示される構成単位／式３で示され
る構成単位／式４で示される構成単位＝５５／２０／１
０／１５（モル％）である水溶性ビニル共重合の水溶液
であって、液性がｐＨ７．８を示し、固形分濃度が２５
重量％である水溶液。

【００３８】５）下記のビニル高分子エマルジョン５重
量部と下記の水溶性ビニル共重合体の水溶液９５重量部
との水性混合物であって、液性がｐＨ６．５を示し且つ
粘度がセメントの水和反応によって生成する塩基性水酸
化物に起因するｐＨ９．２において１０倍になる水性混
合物から成る高性能減水剤組成物。

【００３９】ビニル高分子エマルジョン：メタクリル酸
／アクリル酸エチル／アクリル酸ブチル＝２０／５５／
２５（重量比）の割合で水を分散媒とする乳化重合によ
り共重合した数平均分子量４５００００のビニル高分子
の水性エマルジョンであって、液性がｐＨ５．２を示
し、固形分濃度が２５重量％である水性エマルジョン。

【００４０】水溶性ビニル共重合体の水溶液：前記した
式１で示される構成単位を形成することとなるビニル単
量体であるアクリル酸ナトリウムと、前記した式２で示
される構成単位を形成することとなるビニル単量体であ
るメトキシポリエトキシエチル（ｎ＝２３）メタクリレ
ートと、前記した式３で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメタリルスルホン酸ナトリ
ウムと、前記した式４で示される構成単位を形成するこ
ととなるビニル単量体であるメチルアクリレートとを水
系溶液で共重合した数平均分子量８３００の水溶性ビニ
ル共重合体であり、各構成単位の割合が式１で示される
構成単位／式２で示される構成単位／式３で示される構
成単位／式４で示される構成単位＝５０／２３／１５／
１２（モル％）である水溶性ビニル共重合の水溶液であ
って、液性がｐＨ７．７を示し、固形分濃度が２５重量
％である水溶液。

【００４１】以下、本発明の構成及び効果をより一層具
体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施
例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例
等において、部は重量部を、また％は空気量を除き重量
％を意味する。

【００４２】

【実施例】

試験区分１（ビニル高分子エマルジョンの作製）・ビニル高分子エマルジョンＥ−１の作製反応容器にメタクリル酸１２５部（１．４５モル）、ア
クリル酸エチル１２５部（１．２５モル）、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノール硫酸ナトリウム１０部、イ
オン交換水６７０部を仕込み、撹拌しながら乳化した。
次に、反応系の温度を５０℃に保ち、雰囲気を窒素置換
した後、過硫酸ナトリウムの２％水溶液及び亜硫酸ナト
リウムの２％水溶液をそれぞれ２０部滴下して重合を開
始した。重合を開始してから２時間経過した後、再度、
過硫酸ナトリウムの２％水溶液及び亜硫酸ナトリウムの
２％水溶液をそれぞれ１０部滴下し、２時間反応を継続
して重合反応を完結した。一部不溶化した内容物を濾布
で濾過してビニル高分子エマルジョンを得た。これを分
析したところ、固形分濃度は２５％、ｐＨは４．９（ガ
ラス電極法、以下同じ）、ビニル高分子の酸価は３２
４、メタクリル酸の共重合比率は５０％、数平均分子量
は２５００００であった。

【００４３】・ビニル高分子エマルジョンＥ−２〜Ｅ−
５、ＥＲ−１、ＥＲ−２の作製ビニル高分子エマルジョンＥ−１と同様にして、ビニル
高分子エマルジョンＥ−２〜Ｅ−５、ＥＲ−１、ＥＲ−
２を得た。これらの内容を表１にまとめて示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】試験区分２（水溶性ビニル共重合体の水溶
液の作製）・水溶性ビニル共重合体の水溶液Ｐ−１の作製反応容器にメタクリル酸８０部（０．９３０モル）、メ
チルアクリレート２０部（０．２３３モル）、メタリル
スルホン酸ナトリウム３５部（０．２２２モル）、メト
キシポリエトキシエチル（ｎ＝９、ｎはオキシエチレン
単位の繰り返し数、以下同じ）メタクリレート３００部
（０．６０５モル）、水５００部を仕込み、水酸化ナト
リウムの３０％水溶液１２４部を投入して中和し、均一
に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を
６０℃に保ち、過硫酸アンモニウムの１５％水溶液７５
部を投入して重合を開始し、６時間重合反応を継続して
重合を完結した。その後、酸性分解物の中和のために３
０％水酸化ナトリウム水溶液５部を投入してｐＨを７．
５に調整し、固形分濃度２５％の水溶性ビニル共重合体
の水溶液Ｐ−１を得た。この水溶液の一部をエバポレー
タで濃縮した後、アセトン／イソプロパノールの混合溶
媒中に沈殿精製して乾燥し、水溶性ビニル共重合体を取
り出した。この水溶性ビニル共重合体は、カルボキシル
価１２２、元素分析によるイオウ含有量１．５％であっ
た。またＮＭＲ測定結果によるその共重合比率は、メタ
クリル酸ナトリウム／メトキシポリエトキシエチル（ｎ
＝９）メタクリレート／メタリルスルホン酸ナトリウム
／メチルアクリレート＝４９／２８／１１／１２（モル
比）であり、数平均分子量は５５００であった。

【００４６】・水溶性ビニル共重合体の水溶液Ｐ−２、
Ｐ−３、Ｐｒ−１、Ｐｒ−２の作製水溶性ビニル共重合体の水溶液Ｐ−１と同様にして、そ
れぞれ固形分濃度２５％の水溶性ビニル共重合体の水溶
液Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐｒ−１、Ｐｒ−２を得た。これら
の内容を表２にまとめて示した。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２において、ａ〜ｆ：各構成単位を形成することとなるビニル単量体ａ：アクリル酸ナトリウムｂ：メタクリル酸ナトリウムｃ：メトキシポリエトキシエチル（ｎ＝９）メタクリレ
ートｄ：メトキシポリエトキシエチル（ｎ＝２３）メタクリ
レートｅ：メタリルスルホン酸ナトリウムｆ：メチルアクリレート

【００４９】試験区分３（高性能減水剤組成物の調製及
びその増粘性の評価）・高性能減水剤組成物の調製実施例１試験区分１で得たビニル高分子エマルジョンＥ−１を２
０部及び試験区分２で得た水溶性ビニル共重合体の水溶
液Ｐ−１を８０部混合し、本発明の高性能減水剤組成物
Ｍ−１を得た。ここで得た高性能減水剤組成物のｐＨは
６．０であり、Ｂ型粘度計による２５℃の粘度は０．０
２７Ｐａ・ｓであった。

【００５０】実施例２〜５高性能減水剤組成物Ｍ−１と同様にして、高性能減水剤
組成物Ｍ−２〜Ｍ−５を得た。実施例１〜５の内容を表
３にまとめて示したが、これらはいずれも、３０℃で６
月間放置後においても、粘度の変化はなく、均一な液相
を呈していた。

【００５１】比較例１試験区分１で得たビニル高分子エマルジョンＥ−１を２
０部とり、これに２５％の水酸化カルシウム水溶液を加
え、そのｐＨを１１．５に調整し、ビニル高分子エマル
ジョンを作製した。このビニル高分子エマルジョンに試
験区分２で得た水溶性ビニル共重合体の水溶液Ｐ−１を
８０部混合し、水性混合物を得た。この水性混合物は相
分離したゲル状物を含んでいた。

【００５２】・増粘性の評価実施例１で調製した高性能減水剤組成物Ｍ−１に２５％
の水酸化カルシウム水溶液を加えてそのｐＨを９．２又
は１２に調整した。これらの試料についてＢ型粘度計に
より２５℃の粘度を測定した。同様にして、高性能減水
剤組成物Ｍ−２〜Ｍ−５についても測定した。これらの
結果を表３にまとめて示した。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３において、＊１：（ｐＨ９．２に調整した高性能減水剤組成物の粘
度）／（元の高性能減水剤組成物の粘度）＊２：（ｐＨ１２に調整した高性能減水剤組成物の粘
度）／（元の高性能減水剤組成物の粘度）

【００５５】試験区分４（高流動コンクリートの調製及
びその評価）・高流動コンクリートの調製（試験例１〜１０）表４に示す調合条件で、５０リットルのパン型強制ミキ
サーに、普通ポルトランドセメント（秩父小野田社製、
比重＝３．１６、ブレーン値＝３３５０）、細骨材（大
井川産川砂、比重＝２．６３）、粗骨材（岡崎産砕石、
比重＝２．６６）を順次投入して１５秒間空練りした。
次いで、各例いずれも目標スランプフロー値が５５〜６
５cmの範囲に入るように、高性能減水剤組成物等をセメ
ントに対して固形分換算で０．２５〜２．０％の範囲で
練り混ぜ水と共に添加し、２分間練り混ぜた。尚、空気
量調整は、各例いずれも目標空気量が４±１％となるよ
うに空気量調整剤を添加して行った。

【００５６】

【表４】

【００５７】・高流動コンクリートの評価上記で調製した高流動コンクリートについて、下記の方
法によりスランプ、スランプフロー値、空気量、材令７
日及び２８日後の圧縮強度、材令２８日及び９１日後の
乾燥収縮率、Ｌフロー初速度並びにＬスランプ値を測定
した。また、骨材分離の状況について観察した。結果を
表５及び表６にまとめて示した。

【００５８】・・スランプ及びスランプフロー値：ＪＩ
Ｓ−Ａ１１０１（コンクリートのスランプ試験方法）に
準拠して測定した。尚、スランプコーンを引き上げた
後、拡がったコンクリートの最大直径の長さとその直角
方向の長さとを測定して、その平均値をスランプフロー
値とした。・・空気量：ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。・・圧縮強度：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して測定し
た。・・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠して測定し
た。・・Ｌフロー初速度：図１に示したＬフロー試験器（特
公平５−３６３７７号公報に記載されたものと同型のも
の）を用いてＬフロー初速度を測定し、調製した高流動
コンクリートの粘性を評価した。図示したＬフロー試験
器は中空の縦置き直方体１と中空の横置き直方体２とが
相互に連通して直角に連結されたもので、縦置き直方体
１の横置き直方体２の側における内面側に双方を仕切る
扉３が昇降可能に取付けられたものである。Ｌフロー初
速度は、縦置き直方体１に調製した高流動コンクリート
を満注し、扉３を上昇させて縦置き直方体１と横置き直
方体２とを完全に連通させたときの、該高流動コンクリ
ートの流れの始動面より５０mmから１００mmの間におけ
る流速を光センサ４を用いて測定した。スランプフロー
値が一定である場合には、Ｌフロー初速度の値が小さい
方が粘性が大きく、したがって骨材の分離抵抗性が良好
であることをを示す。・・Ｌスランプ値：上記のＬフロー試験器の横置き直方
体２内に、扉３と近接して、直径１３mmの２本の鉄筋を
取付けた。２本の鉄筋は、相互間に４５mmの間隔を空け
て、横置き直方体２の上下で対称となる位置に幅方向へ
並設した。縦置き直方体１に調製した高流動コンクリー
トを満注し、扉３を上昇させて縦置き直方体１と２本の
鉄筋を取付けた横置き直方体２とを完全に連通させ、該
高流動コンクリートの流れが停止したときの、縦置き直
方体１の上部に形成される空間部の高さ（cm）を測定
し、これをＬスランプ値として、高流動コンクリートの
鉄筋間通過性を評価した。Ｌスランプ値が３０cmより大
きい場合、材料分離がなく流動性が良好であることを示
す。・・骨材分離の状況：調製直後の高流動コンクリートに
ついてセメント粒子の骨材への付着状況を肉眼で観察し
た。

【００５９】

【表５】

【００６０】表５において、＊３：セメントに対する固形分換算の重量％

【００６１】

【表６】

【００６２】表６において、＊４：セメントに対する固形分換算の重量％＊５：セメントに対する固形分換算の重量％＊６：表１のビニル高分子エマルジョンＥ−１＊７：表１のビニル高分子エマルジョンＥＲ−１＊８：表１のビニル高分子エマルジョンＥＲ−２＊９：目標の流動性（スランプフロー値）が得られなか
った

【００６３】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、１）経時的に安定である、２）セメント配合物
の調製作業が簡便である、３）セメント配合物に対して
優れた増粘作用を示し、高い流動性及び材料分離抵抗性
を同時に付与できる、４）調製したセメント配合物の硬
化時における乾燥収縮が少ない、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において調製した高流動コンクリートの
Ｌスランプ値を測定するために用いたＬフロー試験器を
略示する斜視図。

【符号の説明】

１・・・縦置き直方体、２・・・横置き直方体、３・・
・扉、４・・・光センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和泉意登志千葉県印旛郡印西町大塚１丁目５番株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者井上和政千葉県印旛郡印西町大塚１丁目５番株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者弦田康平千葉県印旛郡印西町大塚１丁目５番株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者山崎薫京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内 (72)発明者倉貫公保京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内 (72)発明者木之下光男愛知県豊川市為当町椎木308番地 (72)発明者三浦義雅愛知県西尾市鵜ケ池町中屋敷55番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記のビニル高分子エマルジョンと下記
の水溶性ビニル共重合体との水性混合物であって、液性
がｐＨ４〜８を示し且つ粘度がセメントの水和反応によ
って生成する塩基性水酸化物に起因するｐＨ９以上の領
域において２倍以上になる水性混合物から成ることを特
徴とする高性能減水剤組成物。ビニル高分子エマルジョン：カルボン酸基を有するビニ
ル単量体を全ビニル単量体中３〜７５重量％含有する該
全ビニル単量体を共重合したビニル高分子の水性エマル
ジョンであって、液性がｐＨ４〜８を示す水性エマルジ
ョン水溶性ビニル共重合体：分子中にスルホン酸塩基、カル
ボン酸塩基及びポリオキシエチレン基を有する水溶性ビ
ニル共重合体
【請求項２】ビニル高分子エマルジョンの構成成分で
あるビニル高分子が、（メタ）アクリル酸とアルキル基
の炭素数１〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルとを、
（メタ）アクリル酸／該（メタ）アクリル酸アルキル＝
３／９７〜７５／２５（重量％）の割合で、水を分散媒
とする乳化重合により共重合したものであって、数平均
分子量２００００〜１００００００のものである請求項
１記載の高性能減水剤組成物。
【請求項３】ビニル高分子エマルジョンの構成成分で
あるビニル高分子が酸価３０〜５００のものである請求
項１又は２記載の高性能減水剤組成物。
【請求項４】水溶性ビニル共重合体が、下記の式１〜
式４で示される構成単位からなるものであって、式１で
示される構成単位／式２で示される構成単位／式３で示
される構成単位／式４で示される構成単位＝４０〜６５
／１５〜３５／２〜２０／５〜２０（モル％）の割合か
らなるものであり且つ数平均分子量１５００〜５０００
０のものである請求項１、２又は３記載の高性能減水剤
組成物。【式１】【式２】【式３】【式４】（式１〜式４において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴：Ｈ又はＣＨ₃ Ｒ³：炭素数１〜３のアルキル基Ｍ¹、Ｍ²：アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニ
ウム又は有機アミンｎ：５〜５０の整数）
【請求項５】水性混合物が、ビニル高分子エマルジョ
ンと水溶性ビニル共重合体とを、ビニル高分子／水溶性
ビニル共重合体＝２／９８〜６０／４０（固形分重量
比）の割合となるように混合したものである請求項１、
２、３又は４記載の高性能減水剤組成物。