JPS61205652A - 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、
（−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−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
、（Ｉ）まだ固まらないセメント配合物のワーカビリテ
ィーを増大させる。

また同一ワーカビ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）水密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鎖状または環状一一 のオレフィンとα、β−不飽和ジカルゲン酸の共重合体
塩（以下、単にポリカル？ン酸系と称することがある）
が知られており（例えば特公昭５３−１８２１５号、同
５３−３８０９５号、特開昭５８−２１３６６３号など
）、またその減水性能を改良する目的で硅酸ナトリウム
を併用する方法も知られている〔例えば特公昭５６−１
４６１７号〕。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、これらの従来技術では、近年、一段と高度化す
る分散流動性やスラング保持性に対する要求性能を充分
に満足するものとは云のがたく。

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、ポリカルメン酸成分として高分子量部分の
少ない特定組成のポリカルゲン酸を使用すると、従来か
ら公知のポリカルデン醗系混和剤を併用する場合に比較
して、セメントの分散流動性がよく、スラング低下を著
しく抑えたワーカビリティーの良−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つた＠ （問題点を解決するための手段） かくして本発明によれば、（Ｉ）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１０重量％以下に制御されたα、β−不飽和ジカル
デン酸６０〜８５モル係とオレフィン４０〜１５モル係
の共重合体またはその塩（以下、第１成分という）と（
■）硅酸ナトリウム（以下、第２成分という）の混合物
を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第１成分としての共重合体は（、）
α、β−不飽和ジカル？ン７９６０〜８５モルチ、好ま
しくは６５〜８０モル係と（ｂ）オレフィン４０〜１５
モル係、好ましくは３５〜２０モル係から成り、かつ数
平均分子量３００〜１０，０００　、好ましくはｉ、ｏ
ｏｏ〜ｓ、ｏｏｏで、分子量２０，０００以上の高分子
量部分が全体の１０重量％以下、好ましくは８重量係以
下に制御されたものである。

ここで数平均分子量とは、高速液体クロマトグラフ（テ
トラヒドロフラン溶媒、測定温度４０℃）Ｋよって測定
し念ポ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ゲン酸系セ
メント混和剤に比較して共重合体を構成するα、β−不
飽和ジカルボ／酸単位の量が犬きく、かつ高分子量部分
の含有量が小さいと−う特徴を有し℃おり、その結果と
して分散流動性及びスラング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シなものほど良好な性能を
示す傾向があり、数平均分子量（Ｍｎ）ＩＣ対する重量
平均分子量（Ｍｙ　）の比（Ｍｌｆ／Ｍｎ）が２．０以
下、さらには１，９以下であることが好ましいＯ 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、インプチレ／、ブテン−１、！テンー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、シクロブテン、シ
クロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘゲテン、シク
ロオクテン。

シクロペンタジェン、シンクロにンタノエン、２−エチ
ル−５−ノルゲルネン、２−シアノ−５−ノルゲルネン
、２−アセチル−５−ノ／Ｉ／ｇ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〜．の鎖状
オレフィン、０４〜Ｃ６のシクロオレフィンと＜ＶｃＣ
５鎖状オレフィン、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
酸などのごときど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ゲキシル基及び／または酸無水物
基の一部をエステル化したり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−不飽和ジカルデン酸を
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ｔ
ま使用することができるが、通常は共重合体中に存在す
るカルゲキシル基及び／または陵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
がもつとも賞月される。

第２成分である硅酸ナトリウムは、単独で使用しても混
和剤とし【の効果はなく、また市販のリグニンスルホン
酸ソーダ、ナフタリンスルホン酸ソーダ及びオキシカル
メン酸などの混和剤に硅酸ナトリウムを併用しても本発
明のような効果は得られない。

かかる硅酸す）　ＩＪウムは、一般式ＮＪＬ　２０・ｎ
　Ｓ　１０２で表わされるものであり、通常、工業的に
入手し易いｎ　＝　０．５〜３のものが使用される。こ
の硅酸ナトリウムは、その濃水溶液、いわゆる水ガラス
の形態で用いると好都合である。

第１成分と第２成分との混合割合（重量％基準〕は、３
５〜９５：６５〜５、好ましくは８０〜４０：２０〜６
０であり、その混合物をコンクリート、モルタル、セメ
ントペースト等の混練時に配合する量はセメントに対し
０．０１〜２．０重量％、好ましくは０．０５〜１．０
重量％である。

本発明混和剤は、乾燥粉末又は水溶液として用いられ、
また必要に応じて他の混和剤などと併用して所望のセメ
ント用混和剤が得られる。

セメント配合物への添加時期は、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【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。

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−ルトランドセメント、早強？ルトランドセメント、
中庸熱Ｉルトランドセメント、アルミナセメント、フラ
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けられる。

（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憾はとくに断わりの
ない限り重量基準である。

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７６部、
ペンゾイルノ母−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、析出し九共重合体をＦ別集
取し乾燥して、Ｃ５オレフィン−無水マレイン醗共１重
合体を得た。　　　　□次いでこの共重合体をメチルエ
チルケトンに溶解し、それを０分離限界分子量２０，０
００の膜を用いて限外−過し、高分子量部分を除去し九
。

このようにして得られた共重合体の組成、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。

さらにこの共重合体１００部に対して水３００部を加え
、攪拌しながら１０憾水酸化す）　ＩＪウム水溶液６０
０部を徐々に添加攪拌することにより水溶性塩ＣＩ）の
水溶液を得た。結果を第２表に示す。

第　　１　　表 １ｓｏ−ペンタン　　　　約１６チ ｎ−ペンタン　　　　　約１５係 ２−メチルブテン−１約４２係 ペンテン−１約２７チ イソブレン　　　　　　　０．１係以下参考例２ １Ｍ水−ｒｖイン散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
て水溶性塩（Ｉ１１を得た。その性状を第２表に示す。

参考例３ １１１オー）クレープ中、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、ベンゾイルツク−オキサイド４部およびベンゼン４
００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Ｆ
別集取し乾燥して、Ｃ５オレフィン−無水マレイン酸共
重合体を得た。

次いでこの共重合体を限外濾過せずに参考例１と同様の
操作に供して水溶化し水溶性塩〔■〕を得た。結果を第
２表に示す。

第　　２　　表 ＊１　元素分析装置（高滓製作所製、Ｍｏｄｅｌ　ＣＨ
Ｎ−ＩＡ）による窒素、水素、炭素の比から算出。

＊２　高速液体クロマトグラフ装ｆｉｔ（東洋曹達（株
）社製）による？リスチレン換算平均分子′ｊｔ（カラ
ム：Ｇ３０００ＨＸ１．５ｍ、カラム温度＝４０℃、溶
媒：テトラヒドロフラン、溶媒流量：１．３ｃｃＺ瓢、
検出部：ＲＩ−８） ＊３　チャート上の全面積と分子量２０，０００以上の
部分の面積とから算出。

実施例１ 参考例１〜３で得た各種水溶性塩と硅酸す）　ＩＪウム
を単独または混合して、そ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忙従うて評価した。

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に準じてモルタル試験を実施した（目標フロ
ー２３０±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部２℃、また圧縮強度測定の
ための水中養生における温度は２ｏ±２℃とした。

配合 セメント：　　６００部　アサノ普通ポルトランドセメ
ント砂　：１２００部　大井用産川砂 水　　：　２１０部（下記混和剤中の水を含む合計量〕
セメント混和剤：第３表の通り セメント／砂比＝１／２ セメント／水比＝　１１０．３５ 第３表から、本発明品は特公昭５６−１４６１７号の方
法（実験番号５〜６）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同等の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水溶性
塩Ｉ／硅酸ナトリウムの混合系について、更に下記のコ
ンクリート試験条件に従って一般コンクリート用配合で
の評価を行った。また比較のため水溶性塩■を併用する
系についても同様にして評価した。その結果を第４表に
示した。

コンクリート配合 第４表より、本発明品は従央の同様な併用系よりも大き
な相乗効果を示し、少量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るとともに、硬化後の圧縮強度
におりても良好な結果を与えることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、（ I ）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
   その塩と（II）硅酸ナトリウムの混合物を有効成分とし
   て含有することを特徴とするセメント用混和剤。