JPS62216950A - 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、砂等を水と共に練り
、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
することにより、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り、結果とし
てコンクＩＪ　−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）経済性がよいこと等、以上の諸特性が要求さ
れる。

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。

〈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
ン縮合物、多環芳香族スルホン酸塩、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮金物塩等、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
ることは周知の通りである。

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６Ｏ−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だめに使用する
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
３種類の特定の構成単位をそれぞれ所定割合で含有する
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特性を持つことを見出し、本
発明を完成するに到った。

すなわち本発明は、 下記式（Ｉ）で示される構成単位及び下記式（Ｉ）で示
される構成単位並びに下記式帽）で示される構成単位を
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（ＩＩ　）で示される構成単位＝５〜４０／
９０〜３ｏ１５〜３０（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。

ＲＩ　　　　　　　　　　　Ｒ２ （Ｉ）；　　÷ＣＨ２−Ｃ＋　　　　（ＩＩ）　：　　
÷ＣＨ２Ｃ＋Ｘ　−ＳＯ３Ｍ’　　　　　　　　Ｃ００
Ｍ”（ｍ）　：　　＋ＣＨ２Ｃ± Ｙ　（ＯＣｎＨ２ｎ）　ＯＨ 〔但し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はＨ又はＣＨ３０Ｍ’、　Ｍ
２はアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカノール
アミン。ｍは１〜１ｏの整数。ｎば２又は３゜Ｘは÷Ｃ
Ｈ２＋、−ｃｏｏｘ’−又は−ＣＯＮＨＸ２−　　テ、
ココにｌは０又は１、Ｘｌは÷ＣＨ２−ｊ−，、÷ＣＨ
２＋、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２−１□ ＯＨ ０ＨＯＨ Ｘは炭素数１〜５のアルキレン基。Ｙは−ＣＨ２−又は
−Ｃｏｏ−０：） 本発明のビニル重合体において、式（Ｉ）で示される構
成単位を形成するモノマー成分としては、ビニルスルホ
ネート、アリルスルホネート、メタリルスルホネート等
のアルケニルスルホネート類、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−アクリロキシプロピルスルホネート、３−メタク
リ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−ヒドロキシグロビルスルホフェニルエーテ
ル、３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルオキ
シスルホベンゾエート等のアクリロキシスルホネート類
やメタクリロキシスルホネート類、アクリルアミドメタ
ンスルホン酸、アクリルアミドエタンスルホン酸、メタ
アクリルアミドメタンスルホン酸、メタアクリルアミド
エタンスルホン酸等のアクリルアミドスルホネート類や
メタアクリルアミドスルホネート類、及びこれらの塩等
がある。まだ、式（Ｉ）で示される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、式帽）で示される構成単
位を形成するモノマー成分としては、エチレングリコー
ルやプロピレングリコールにエチレンオキサイドやプロ
ピレンオキサイドを単独で或いは混合で重合したポリア
ルキレングリコールの如きグリコール類のモノアクリレ
ート、モノメタクレート、モノアリルエーテル、モノメ
タリルエーテル等がある。

本発明のビニル重合体は、式（Ｉ）〜（Ｉ）でそれぞれ
示される各構成単位を含有することを必須とし、また各
構成単位の含有割合は、式（Ｉ）で示される構成単位／
式（ＩＩ）で示される構成単位／式（Ｉ）で示される構
成単位＝５〜４０／９０〜３０１５〜３０（各重量％）
とする。いずれの構成単位が欠けても、またいずれの構
成単位が上記含有割合の範囲から外れても、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り、分散力が不足気味と
なった）、空気量が過大になりやすくなったりする。分
散性の経時変化に関する本発明の後述するような特長的
効果は、式（Ｉ）〜（Ｉｎ）で示される各構成単位それ
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り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）
〜（Ｉ■）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、メチルアクリレート、エチルアク
リレート、ブチルアクリレート等のアルキルアクリレー
ト類、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等
のアルキルメタクリレート類、その他にアクリルアミド
、メタクリルアミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸
等がある。

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、これより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
不足気味となり、逆にこれよシ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、従来公知の方法がいずれも適用でき
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り具体的にするため、
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）、ビニルスルホ
ン酸ソーダの３０係水溶液３０部及び２−ヒドロキシエ
チルメタアクリレート６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目フラスコに仕込み、更
に水２６３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６．７部を投入し、系の温度を
温水浴にて６０℃に加温した。そして過硫酸アンモニウ
ムの９％水溶液４９．５部を滴下し、重合を開始して、
５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〜
１４、比較例１〜１６）をほぼ同様に重合した。

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ｌ）　−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−６゜分径）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３２０　勿／ｍ”　、細骨材（天井川砂、比重２
．６２）を８８０　ｋｇｌ屏、粗骨材（鉢地山砕石、比
ｉ２．６５）を９３２　ｋｑｉ屏、水（蒲郡市水）を１
８２　ｋｇ７ｎｉ。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２１Ｇ＋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１７．１８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、０．３重量部、
０．２５重量％）で使用した。更に、ＡＥ剤（併用剤、
物本油脂社製、チューボール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係とする量で
ある。したがって、分散剤のみで直後の空気量が６％を
超えるものはＡＥ剤を無添加とした。

・方法；全材料を、第１表及び第２表に記載の通フで傾
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、　ｐｏ
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１〜１４＞ 第１表に記載の実施例１〜１４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．Ｉｔ、ｌｉｔはそれぞれ、式（Ｉ）９式（■）
９式（Ｉ）に相当の構成単位で、Ａはビニルスルホネー
トナトリウム塩、Ｂはメタリルスルホネートナトリウム
塩、Ｃは２−メタクリロキシエチルスルホネートナトリ
ウム塩、Ｄは３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシグロ
ビルスルホネートナトリウム塩、Ｅは２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホネートトリエタノールア
ミン塩、Ｍはアクリル酸、Ｎはメタクリル酸、ａは２−
ヒドロキシエチルメタクリレート、ｂはポリオキシエチ
レン（４モル）メタクリレート、ｃはポリオキシエチレ
ン（８モル）アリルエーテルである。そしてｄはアクリ
ルアミド、ｅはメチルアクリレートである。

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Ｘｌ０−’重量％（対セメント）である。ス
ランプの単位は備、空気量の単位は係、圧縮強度の単位
はｋｇ７α゛である。これらは第２表の場合も同じ○ 〈比較例１〜１８〉 第２表に記載の比較例１〜１８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）・ト１はリグニンスルホン酸塩、＊２はナフタレン
スルホン酸ホルマリン縮金物テアル。

〈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大きく、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記式（ I ）で示される構成単位及び下記式（II
   ）で示される構成単位並びに下記式（III）で示される
   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＝
   ５〜４０／９０〜３０／５〜３０（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。ｍは１〜１０の整数。ｎは２又は３
   。Ｘは−（ＣＨ＿２）−＿ｌ、−ＣＯＯＸ＾１−又は−
   ＣＯＮＨＸ＾２−で、ここにｌは０又は１、Ｘ＾１は−
   （ＣＨ＿２）−＿２、−（ＣＨ＿２）−＿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▼、 Ｘ＾２は炭素数１〜５のアルキレン基。Ｙは−ＣＨ＿２
   −又は−ＣＯＯ−。〕