JPS61151054A - セメント用混和剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は新規な水硬性セメント用混和剤に関し、さらに
詳しくは、分散剤、減水剤、流動化剤などとして優れた
性能を有する新規なポリカルボン酸系水硬性セメント用
混和剤に関する。

（従来の技術） 一般に、セメントを使用するコンクリート、モルタル、
ペーストなどを製造する際、分散剤、減水剤または流動
化剤と称される混和剤が用いられている。この混和剤は
主に次の様な効果を奏することが期待されている。即ち
、（１）まだ固まらないセメント配合物のワーカビリテ
ィを増大させる。

また同一ワーカピリティーならば使用水量を減少させる
。（２）使用水量を減少できるので、その結果として施
工後の強度を増大させる。また同一強度ならばセメント
の使用量を減少させる。（３）水蜜性を増大させる。な
どである。

従来、このような混和剤としては、リグニンスルホン酸
系、オキ７カル？ン酸系、β−ナフタレンスルホン酸・
ホルマリン縮合物系、メラミンスルホン酸・ホルマリン
縮合物系、オレフィン−α、β−不飽和ジカルボン酸共
重合体系（以下、単にヂリカルゲン酸系と称することが
ある）などが知られておシ、なかでも／　ＩＪカルぎン
酸系混和剤は少ない添加量で良好な分散流動性を示し、
かつスラング保持性にも優れたものとして、近時、盛ん
に研究が進められている（例えば特公昭５３−１８２１
５号、同５３−３８０９５号、特開昭５８−２１３６６
３号など）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、かかるポリカルボン酸系混和剤といえども、近
年、一段と高度化する分散流動性やスランプ保持性に対
する要求性能を充分に満足するものとは云いがたく、そ
の改良が強く望まれていた。

そこで本発明者らはかかる欠点を克服すべく鋭意検討を
重ねた結果、高分子量部分の少ない特定組成のポリカル
ボン酸を使用すると、従来から公知のポリカルボン酸系
混和剤に比較して、セメントの分散流動性がよく、スラ
ンプ低下を著しく抑えたワーカビリティーの良いセメン
ト配合物が得られ、かつ高い強度の硬化物が得られるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

（問題点を解決するための手段） かくして本発明によれば、数平均分子量が３００〜１０
，０００で分子量２０，０００以上の高分子量部分が１
０重量−以下に制御されたα、Ｂ−不飽和ジカルがン酸
６０〜８５モルチトオレフィン４０〜１５モルチの共重
合体またはその塩を有効成分として含有することを特徴
とする水硬性セメント用混和剤が提供される。

本発明で用いられる共重合体は（、）α、β−不飽和ジ
カルがン酸６０〜８５モルチ、好ましくは６５〜８０モ
ル％、！：（ｂ）オレフィン４０〜１５モルチ、好まし
くは３５〜２０モルチから成り、かつ数平均分子量３０
０〜ｔｏ、ｏｏｏｓ好ましくは１，０００〜ｓ、ｏｏｏ
で、分子量２０，０００以上の高分子量部分が全体の１
０重量％以下、好ましくは８重量％以下に制御されたも
のである。

ここで数千均分、子量とは、高速液体クロマトグー）７
（テトラヒドロフラン溶媒、測定温度４０℃９によって
測定したプリスチレン換算のものを意味する。

かかる共重合体は、従来から公知のポリカルがン酸系セ
メント、混和剤に比較して共重合体を構成。するα、β
−不飽和ジカルメン酸単位の量が大きく、かつ高分子量
部分の含有量が小さいという特徴を有してお〕、その結
果として分散流動性及びスランプ保持性の点で従来技術
をしのぐ優れた性能を有する。

なかでも分子量分布のシャープなものほど良好な性能を
示す傾向があシ、数平均分子量（Ｍｎ）に対する重量平
均分子量（Ｍｙ）の比（Ｍ＝Ａｎ）が２．０以下、さら
には１．９以下であることが好ましい。

共重合体を構成する前記（−）成分の具体例としては、
マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、これらの無水
物等が挙げられるが、特に無水マレイン酸が工業的に有
利である。

一方、前記（ｂ）成分の具体例としては、エチレン、プ
ロピレン、イソブチレン、ブテン−１、ブテン−２、ペ
ンテン−１、ペンテン−２，２−メチルブテン−１，２
−メチルブテン−２，４−メチルペンテン−１、ヘキセ
ン−１などのごとき鎖状オレフィ／、ンクロプテン、７
クロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シク
ロオクテン、７クロペンタ・ツエン、シフクロベンメジ
エン、２−エチル−５−ノルデルネン、２−シアノ−５
−ノルデルネン、２−アセチル−５−ノルぎルネンなど
のごときシクロオレフィン等が挙げられ、なかでも０４
〜６の鎖状オレフィン、０４〜Ｃ６のシクロオレフィン
が賞月される。

また本発明の効果を本質的に損わない範囲内であれば、
アクリル酸、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メチル
ビニルエーテル、アクリロニトリル、エチレンスルホン
酸などのごときビニルモノマーを共重合してもよく、さ
らに共重合体中のカルボキシル基及び／ｌたは酸無水物
基の一部をエステル化した〕アミド化して用いることも
できる。

本発明で用いられる共重合体の製法はとくに制限される
ものではなく、前記のごとき性状の共重合体が得られる
方法であればいずれでもよい。その具体例として、オレ
フィンに対して過剰量のα、β−不飽和ゾカルがン酸を
仕込んでラジカル重合したのち、高分子量部分を限外濾
過により除去する方法や溶媒を用いて高分子量部分を抽
出分離する方法などが挙げられる。

生成した共重合体がそれ自身で水溶性の場合にはそのま
ま使用することができるが、通常は共重合体中に存在す
るカルボキシル基及び／または酸無水物基の一部または
全部を１価または多価のカチオンによって塩にし、水溶
化能を高めて用いられる。かかる塩の具体例として、例
えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム
、バリウムなどのごときアルカリ金属またはアルカリ土
類金属の塩、アンモニウム塩、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、トリエタノールアミンなどのごときアミ
ン塩及びこれらの塩の複合塩などが例示され、なかでも
経済性、安全性、分散性などの見地からアルカリ金属塩
がもっとも賞月される。

また、その使用形態はとくに限定されず、水溶液の形で
も粉末状のような固形の形でも使用でき、単独で用いる
ことも、他のセメント混和剤と併用して用いることも出
来る。併用しうるセメント混和剤としては、従来のセメ
ント分散剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤、膨張剤
、防水剤、強度増進剤、硬化促進剤、凝結促進剤、凝結
遅延剤等が例示される。

本発明のセメント混和剤の使用量は要求性能に応じて適
宜選択すればよいが、セメントに対する固形分基準で、
通常、０．０１〜３重量％、好ましくは０．０５〜１重
量％の割合で使用される。この使用量が減少するにつれ
てワーカビリティーの改良効果が減少し、逆に過度に多
くなるとセメントの硬化に悪影響を及ぼすことがある。

またセメント配合物への添加時期も、その使用目的に応
じて適宜選択することができる。その具体的な方法とし
ては、例えばセメントに予め混合する方法、コンクリー
ト等のセメント配合物の混線時に同時添加する方法、水
や他の混和剤を加えて攪拌を開始した後に添加する方法
、予め配合物を練り上げた後に適当な間隔をおいて後添
加する方法などが例示される。なかでも、混線時に同時
添加する方法で用いる場合に顕著な効果を示す。

本発明の水硬性セメント混和剤が適用出来るセメントの
種類はとくに限定されず、その具体例として、例えば普
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、アルミナセメント、プラ
イアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント、
鉱滓セメント、各種混合セメント等が挙げられる。

（発明の効果） かくして本発明によれば、セメントの分散流動性がよく
、かつスランプ低下を著しく抑えたワーカビリティーの
良いセメント配合物が得られるとともに、高い強度の硬
化物を得ることが出来る。

（実施例〕 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

なお、実施例及び参考例中の部及びチはとくに断わシの
ない限シ重量基準である。

参考例１ １１オートクレーブ中、窒素雰囲気下にて無水マレイン
酸９８部、第１表に示すＣ５オレフィン混合物１１０部
、ベンゾイルパーオキサイド４部およびベンゼン４００
部の混合物を、７０〜７５℃にて８時間加熱攪拌し、反
応させた。重合反応終了後、析出した共重合体を瀘別集
収し乾燥して、Ｃ５オレフィン−無水マレイン酸共重合
体（Ｉ）を得た。

次いでこの共重合体の組成、数平均分子量、重量平均分
子量及び分子量２０，０００以上の高分子量部分の含有
量を測定した。結果を第２表に示す。

第　　１　　表 ｉｇｏ−ペンタン　　　　　　約１６％ｎ−ペンタン　
　　　　　約１５％ ２−メチルブテン−１約４２チ ペンテン−１約２７％ インプレ７　　　　　　　０．１−以下参考例２ 無水マレイン酸９８部と第１表に示すＣ５オレフィン混
合物７６部を用いること以外は、参考例１と同様の操作
によシ共重合体（ＩＱを得た。その性状を第２表に示す
。

参考例３ 参考例２で得た共重合体（ＩＩ）を分離限界分子量２０
．０００の膜を用いて限外濾過し、高分子量部分を除去
した共重合体（ト）を得た。その性状を第２表に示す。

参考例４ 無水マレイン酸９８部と第１表に示すＣ５オレフィン混
合物２６部を用いること以外は参考例１と同様にして共
重合体を製造し、次いで参考例３と同様にして限外濾過
することによシ共重合体ωを得た。その性状を第２表に
示す。

実施例１ 参考例で得た各種共重合体のナトリウム塩の水硬性セメ
ント混和剤としての性能を下記のモルタル試験条件に従
って評価した。その結果を第３表に示した。

〔モルタル試験〕

次の配合のセメントモルタルを調整し、　ＪＩＳ−Ｒ−
５２０１に準じてそルタル試験を実施した（目標フロー
２３（ｈｗ＋±５ｍになるように混和剤添加量を調整し
た。） なお、空気連行量はＪＩＳ−Ａ−１１１６に準じて測定
した。モルタル温度は２０℃±２℃、また圧縮強度測定
のための水中養生における温度は２０℃±２℃としたＯ セメント：アサノ普通ポルトランドセメントセメント／
水比＝１７０．３５ 第３表から、本発明品は従来の分散剤に比較して少量の
添加で長時間に亘って良好なワーカビリティーが得られ
、硬化後の圧縮強度の発現性能においても良好な結果を
与えることがわかる。

実施例２ 実施例１でモルタル試験に供したサンプルのうち、共重
合体（１）−（２）及び（ＩＶ）Ｋついて下記のコンク
リート試験条件に従って高強度コンクリート用配合での
評価を行った。その結果を第４表に示した。

〔コンクリート試験〕

セメント、水、骨材及び水硬性セメント混和剤を下記の
配合に従って配合した後、強制線ルミキサ−で９０秒間
混練した後、スランプ、空気量を測定し、以後３０分、
６０分経過後にそれぞれ練シ返えし、スランプ、空気量
を測定した。尚、６０分後に圧縮強度測定用サンプルを
採った。練）上り直後のスランプ目標はスランプ２０±
１ａ１１となるように混和剤添加量を調整した。測定方
法は、スランプについてはＪＩＳ　Ａ１１０１、空気量
はＪＩＳＡ１１１６、圧縮強度はＪＩＳ　Ａ１１０８に
従った。尚、コンクＩＪ　−ト温度は２０℃±２℃−圧
縮強度測定用サンプルは２０±２℃で水中養生した。

コンクリート配合（混和剤添加の場合）本発明品は、従
来品に比べ少量の添加量で充分な減水性を示すとともに
、スランプ保持性の点で従来品をはるかに上まわってい
ることがわかる。

実施例４ 実施例３で用いた共重合体（１）、（２）及び（財）に
ついて、下記のコンクリート配合によシ一般コンクリー
ト用配合に関する評価を行った。その結果を第５表に示
した。

コンクリート配合 第５表よシ、一般用向はコンクリート配合でも従来品に
比較して低添加量で良好な性能を示すことがわかる。

実施例５ 参考例３に準じて合成した無水マレイン酸６５モルチと
シクロペンテン３５モルチの共重合体（■（数平均分子
量２８００　、重量平均分子量４，８００、分子量２０
，０００以゛上の高分子量部分含有率３％）のナトリウ
ム塩を用いること以外は、実施例１に準じて実験を行っ
た。その結果、実施例１の実験番号１とほぼ同等の結果
が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、数平均分子量が３００〜１０，０００で、分子量２
   ０，０００以上の高分子量部分が１０重量％以下に制御
   されたα、β−不飽和ジカルボン酸６０〜８５モル％と
   オレフィン４０〜１５モル％の共重合体またはその塩を
   有効成分として含有することを特徴とする水硬性セメン
   ト用混和剤。