JPS62212253A - セメント用分散剤 - 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〉。

本発明はセメント用混和剤としての分散剤に関する。

コンクリートは、セメント、砂利、砂等を水と共に練シ
、セメントの水利反応によって硬化させるものであるが
、このとき補助剤として分散剤が多くの場合で使用され
る。分散剤は、水系におけるセメント粒子の分散をよく
することによシ、作業性を向上させ、セメントの水利反
応を助長し、減水効果をもたらすものであシ、結果とし
てコンクリート等の強度を向上するものである。したが
って、セメント用分散剤には、１）セメント粒子の分散
性が大きいこと、２）該分散性の経時変化が少ないこと
（スランプロスが少ないこと）、３）硬化体の強度低下
につながる過大なエントレンドエアーを起こさないこと
、４）経済性がよいこと、５）そしてとりわけ、工業的
に製造されるものが以上のような諸性能を安定して持つ
ものであること、これらの緒特性が要求される０ 本発明は総じてかかる要求に応える改良されたセメント
用分散剤に関するものである０〈従来の技術、その問題
点〉 従来、セメント用分散剤として、リグニンスルホン酸塩
、オキシカルボン酸塩、ナフタリンスルホン酸ホルマリ
ン縮金物、多環芳香族スルホン酸塩、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮合物塩等、多くの提案がある。これらに
はそれぞれ、相応の特長がある反面で相応の問題点もあ
ることは周知の通シである。

一方、例えば鎖状オレフィン−エチレン性不飽和ジカル
ボン酸共重合物の水溶性塩のように、ビニル重合体をセ
メント用分散剤に応用しようとする各種の提案がある（
特開昭５９−１６２１６０、特開昭５９−１６２１６４
、特開昭５９−１９５５６５、特開昭５９−２０３７４
５、特開昭６０−１６８５２、特開昭６０−２７６３６
、特開昭６０−５４９５７　）。しかし、これらの従来
提案には、部分的に有効なものもあるが、セメント用分
散剤に対する前述したような要求を全て充足するものは
なく、実用に供するには未だ不充分という問題点がある
。尚、ビニル重合体については、これをセメント用分散
剤ではなく、水中コンクリート用混和剤として使用する
提案もある（特開昭６０−４２２６４　）。この提案は
、ビニル重合体に増粘剤としての効果を期待して、該ビ
ニル重合体を水中へのセメント逸散防止のために使用す
るものであシ、該ビニル重合体にセメント用分散剤のよ
うな例えば経時的変化の少ない分散効果を求めるもので
はない。実際、この提案中で良好な結果が得られるとさ
れているビニル重合体をセメント用分散剤として使用し
てみても、よい結果は得難い。

〈発明が解決しようとする問題点、その解決手段〉 本発明は、叙上の如き従来の問題点、特にビニル重合体
に関する問題点を解決して、前述したような要求を全て
充足する改良されたセメント用分散剤を提供するもので
ある。

しかして本発明者らは、以上の実情に鑑みて、良好なセ
メント用分散剤を得るべく鋭意研究した結果、分子内に
特定の親水性構成単位と特定の疎水性構成単位を有する
特定構造のビニル重合体がセメント用分散剤として他の
ビニル重合体にはみられない優れた諸性能を持ち、とシ
わけ工業上安定してそのような諸性能を持つものが得ら
れることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち本発明は、 下記式（Ｉ）で示される親水性の構成単位及び下記式（
Ｉ）で示される親水性の構成単位並びに下記式（ＩＩＩ
）で示される疎水性の構成単位を含有する水溶性或いは
水分散性のビニル重合体であって、式（Ｉ）で示される
構成単位／式（Ｉ）で示される構成単位／式帽）で示さ
れる構成単位＝５〜４０／９θ〜４０１５〜４０（各重
量％）であるビニル重合体を主成分とすることを特徴と
するセメント用分散剤に係る。

〔但し、Ｒ”ｌ　Ｒ２，Ｒ３はＨ又はＣＨ３゜Ｍ”１　
Ｍ２はＨ１アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカ
ノールアミ７０Ｘ”は＋ＣＨ２）−（ｎは２又は３）、
ＯＨＯＨ 晶 素数１〜８のアルキル基）、ＣＮ　、　Ｃ５Ｈｓ又は０
ＣＯＣＨ３ｏ　） 本発明のビニル重合体において、式（ＩＩＩ）で示され
る親水性の構成単位を形成するモノマー成分としては、
２−アクリロキシエチルスルホネート、２−メタクリロ
キシエチルスルホネート、３−アクリロキシエチルスル
ホネート、３−メタクリロキシエチルスルホネート、３
−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルスルホネート
、３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルスルホ
ネート、３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルス
ルホフェニルエーテル、３−メタクリロキシ−２−ヒド
ロキシグロビルオキシスルホペンゾエート、及びこれら
のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルカノール
アミン塩等がある。また、式（Ｉ）で示される親水性の
構成単位を形成するモノマー成分としては、アクリル酸
、メタクリル酸、及びこれらの塩等がある。更に１式（
Ｉ）で示される疎水性の構成単位を形成するモノマー成
分としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プ
ロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸ブチルの如きアクリル酸或いはメタクリル酸
の低級アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル
、及び酢酸ビニル等がある。

上記のような七ツマー成分から形成される各構成単位の
ビニル重合体における含有割合は、式（Ｉ）で示される
構成単位／式（Ｉ）で示される構成単位／式（Ｉ）で示
される構成単位＝５〜４０／９０〜４０１５〜４０（各
重量％）とする０該相互割合の範囲から外れると、当該
ビニル重合体をセメント用分散剤として使用した場合に
、効果の経時変化が起きやすくなったシ、分散力が不足
気味となったり、空気量が過大になシやすかったシする
。特に、式（Ｉ）で示される疎水性の構成単位は重要で
ある。式（ＩＩＩ）や式（Ｉ）で示される親水性の構成
単位だけからなる共重合体では、分散性を示すものの該
分散性の経時変化が大きく、実用上大きな問題となるの
に対し、これらに式（Ｉ）で示される疎水性の構成単位
が含まれる共重合体すなわち本発明のビニル重合体はそ
のような経時変化が少ない良好な結果を与えるからであ
る。分散性の経時変化に関する本発明の上記のような特
長的効果は、式（Ｉ）や式（Ｉ）で示される親水性の構
成単位に対する式（ＩＩＩ）で示される疎水性の構成単
位それ自体の本質的特性及び当該共重合体の化学構造並
びに当該共重合体において取シうるその豊富な組合せや
数によるものと考えられる。

本発明のビニル重合体は、以上説明したような式（Ｉ）
〜式（ＩＩＩ）で示される各構成単位をそれぞれ所定割
合で含有するものであれば他の構成単位を含有していて
もよく、これには例えば、アクリルアミド、メタクリル
アミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、ヒドロキシ
エチルメタクリレート等から導かれるものがある。

本発明のビニル重合体の分子量は数平均分子量５００〜
２００００（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）
にするのが好ましく、これよシ高すぎると当該ビニル重
合体をセメント用分散剤として使用した場合に分散性が
不足気味となシ、逆にこれより低すぎると経時変化が起
き易くなる傾向を示す。

本発明のビニル重合体の製造方法は、本発明で特に限定
するものではなく、従来公知の方法瀘いずれも適用でき
るが、操作の簡便さ等から、水系或いは水／水溶性有機
溶媒の混合系で溶液重合するのがよく、得られた重合体
を更に加水分解等で変性することもできる。

本発明に係るセメント用分散剤は、以上説明したビニル
重合体のみから成っていても、或いは本発明の効果を損
なわない範囲において、ある特定の特性を強化するため
、又は他の目的のため、他の成分を含有していてもよい
。このような他の成分としては例えば、ＡＥ剤、凝結遅
延剤、防腐剤、防黴剤等がある。

以下、本発明の構成及び効果をよシ具体的にするため、
本発明のビニル重合体の合成例、実施例等を挙げるが、
本発明はこれらの各側に限定されるものではない。

く合成例〉 アクリル酸４５部（重量部、以下同じ）、アクリル酸メ
チル６部及び２−メタクリロキシエチルスルホネートナ
トリウム塩の２５％水溶液３６部を、温度計、滴下ロー
ト、窒素導入管及び攪拌機付きの四つロフラスコに仕込
み、更に水２７８部を入れて均一溶解した後、雰囲気を
窒素置換した。

次いで連鎖移動剤としてチオグリコール酸アンモニウム
の５０％水溶液６．６部を投入し、系の温度を温水浴に
て７０℃に加温した。そして過硫酸アンモニウムの６チ
水溶液４２部を滴下し、重合を開始して、３時間反応さ
せ、重合を完結させた（実施例１のビニル重合体）０ 以下、第１表及び第２表中のビニル重合体（実施例２〜
８、比較例１〜６）をほぼ同様に重合した０ く試験方法〉 得られたビニル重合体等を各々使用し、次の条件及び方
法下にコンクリート試験を行なって、スランプと空気量
、それらの経時変化（直後→６０分後）及び圧縮強度を
測定した。

・条件：セメント（小野田社製普通ポルトランドセメン
ト）を３２０ｋｇ／Ｗ１１細骨材（天井川砂、比重２．
６２）を８８０ｋｇ／扉、粗骨材（鉢地山砕石、比重２
．６５）を９３２　ｋｇ７ゴ、水（蒲郡市水）を１８２
ｋｇ／ゴ。また、ビニル重合体等（分散剤）を０．１５
重量％（対セメント）。この使用量はビニル重合体を使
用する各実施例の目標スランプを２１３とする量である
。したがって、ビニル重合体を使用しない比較例７．８
については、各分散剤を同じ目標スランプとする適量（
対セメントでそれぞれ、０．２５重量％、０．３重量％
）で使用した。更に、ＡＥ剤（併用剤、物本油脂社製、
チェーボールＣ１アルキルサルフェートその他を含む）
を適量使用した（第１表及び第２表に記載）０この使用
量は直後の空気量を４〜６％とする量である。

・方法；全材料を、第１表及び第２表に記載の通シで傾
胴ミキサーに投入後、３分間攪拌して均一状態とした直
後にサンプリングした。引き続き、低速（４ｒ、　ｐ、
ｍ、　）で６０分間攪拌してサンプリングした。そして
、各サンプルについてスランプ及び空気量を測定した。

また、直後のサンプルについて、１週及び４週後の圧縮
強度を測定した。

〈実施例１〜８〉 第１表に記載の実施例１〜８を各々調整し、前述の試験
方法にしたがって各サンプルを測定した。

結果を同表に示した。

注）１，１．ＩＩ［はそれぞれ、式（ＩＩＩ）１式（Ｉ
）９式（ｍ）に相当の構成単位で、Ａは２−メタクリロ
キシエチルスルホネートナトリウム塩、Ｂは３−メタク
リロキシ−２−ヒドロキシプロピルスルホネートナトリ
ウム塩、ａは式（Ｉ）のＲ２＝Ｈ。

Ｍ２＝　Ｎａの場合、ｂは式（Ｉ）のＲ２＝　ＣＨ３＋
　　Ｍ”＝　Ｎａの場合、Ｃは式（Ｉ）のＲ３＝　Ｈ、
Ｘ”＝　Ｃ００ＣＨａの場合、ｄは式（Ｉ）のＲ３＝　
Ｈｔ　Ｘ２＝　Ｃ５Ｈｓの場合、ｅは＋ＣＨ２−ＣＨ＋
　である。

０ＮＨ２ ＊１は、ビニル重合体の工業的製造においてＩを水溶液
の状態とするに際し、そのように１を水溶液としてから
実際に重合へ使用するまでの放置日数。＊２は、式（Ｉ
）　Ｋ相当する３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロ
ピルスルホフ二二ルエーテルナトリウム塩。＊３は、式
（Ｉ）に相当する３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシ
プロピルオキシ−ｍ−スルホベンゾエートカリウム塩。

＊４は、式（Ｉ）に相当する２−メタクリロキシエチル
スルホネートトリエタノールアミン塩。

ビニル重合体分子量は表中数値×１０１、ＡＥ剤使用量
は表中数値ｘｉｏ＝重量％（対セメント）である。スラ
ンプの単位は１、空気量の単位はチ、圧縮強度の単位は
ｋｙ７ｃｘｔである。これらは第２表の場合も同じ。

く比較例１〜８〉 第２表に記載の比較例１〜８を各々調整し、前述の試験
方法にしたがって各サンプルを測定した。

結果を同表に示した。

注）ｆは構成単位として ＋ＣＨｚ−ＣＨ＋　　　　　　　　　を使用した場合。

Ｃ０ＮＨ（ＣＨ３）２ＣＨ２８０３Ｎａ＊５は、＊１と
同様に、■又はその他のｆを水溶液としてから実際に重
合へ使用するまでの放置日数。＊６は、ｆを開封状態で
一夜放置してから水溶液として直ちに重合へ使用した場
合。

＊７は、ｆを開封状態で一夜放置してから水溶液とし、
更に３日間放置してから重合へ使用した場合。＊８はｌ
と■を水系で直ちに重合した場合。

〈発明の効果〉 第２表に対する第１表の結果からも明らかなように、本
発明には、セメント粒子の分散性が太きく、該分散性の
経時変化が少なく、適正な空気量を保持して硬化体の強
度に優れ、経済性もよいという効果がある。

そしてとりわけ本発明には、上記のように優れた諸性能
を持つものが工業上安定して得られるという効果がある
。第２表の結果に見られる如く、■に代えてｆを用いた
ビニル重合体では、理由は不明であるが、ｆを水溶液と
して直後に重合へ使用したビニル重合体の場合は所望の
効果が得られているのに、ｆを水溶液として放置した後
に重合へ使用したビニル重合体の場合は、分子量がいま
だ望ましい範囲にあるにもかかわらず、セメント分散剤
としての効果、特にスランプの保持効果が明らかに不足
している。ビニル重合体中の重合様式が変化しているも
のと考えられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記式（ I ）で示される親水性の構成単位及び下
   記式（ I ）で示される親水性の構成単位並びに下記式
   （III）で示される疎水性の構成単位を含有する水溶性
   或いは水分散性のビニル重合体であって、式（ I ）で
   示される構成単位／式（II）で示される構成単位／式（
   III）で示される構成単位＝５〜４０／９０〜４０／５
   〜４０（各重量％）であるビニル重合体を主成分とする
   ことを特徴とするセメント用分散剤。 （ I ）；▲数式、化学式、表等があります▼（II）；
   ▲数式、化学式、表等があります▼ （III）；▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３はＨ又はＣＨ＿３。Ｍ
   ＾１、Ｍ＾２はＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属又
   はアルカノールアミン。Ｘ＾１は−（ＣＨ＿２）−＿ｎ
   （ｎは２又は３）、▲数式、化学式、表等があります▼
   、▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼。Ｘ＾２はＣＯＯＲ
   ＾５（Ｒ＾５は炭素数１〜８のアルキル基）、ＣＮ、Ｃ
   ＿６Ｈ＿５又はＯＣＯＣＨ＿３。〕