図面 (/)

技術 セメント分散剤

出願人 イングレディオン・ジャパン株式会社
発明者 筑木敏隆宮田晶貴
出願日 1999年9月22日 (21年3ヶ月経過) 出願番号 1999-268508
公開日 2001年4月3日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2001-089205
状態 特許登録済
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養正 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 落下運動 低速攪拌 pHメーター 未中和物 芳香族エチレン性 ポリエチレンオキサイド鎖 分散保持性 塩化ビニ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年4月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (0)

図面はありません

課題

高強度コンクリートに使用され、セメント硬化遅延を少なくし、少なくとも分散性が改良された新規セメント分散剤を提供する。

解決手段

(A)式(I): CH2=CR1CH2O(R2O)mR3[R1は水素又はメチル基、R2は炭素数2又は3のアルキレン基、R3は水素又はメチル基、及びmは1〜300の整数]で示されるポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテル、(B)式(II): CH2=CR4COO(R5O)nR6[R4は水素又はメチル基、R5は炭素数2又は3のアルキレン基、R6は水素又はメチル基、及びnは1〜300の整数]で示されるポリアルキレンオキサイド(メタアクリル酸エステル、(C)マレイン酸又は無水マレイン酸、並びに(D)アクリル酸メタクリル酸又はイタコン酸重合して得られる共重合体及び/又はその共重合体の中和物を含んで成るセメント分散剤である。

概要

背景

モルタル工事コンクリート工事において、作業性の改善、モルタルやコンクリートの強度や耐久性の向上、ひびわれの減少、その他の特性の向上等を目的として、通常、セメント分散剤が使用される。このようなセメント分散剤として、カルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤が知られている(特公昭53−38095号公報、特公昭63−19643号公報参照)。このセメント分散剤は、以下の様にしてセメント粒子を水中に有効に分散させると考えられている。まずセメント分散剤の一部のカルボキシル基がセメント粒子の表面に吸着する。カルボキシル基は、陰イオン性であって、負に帯電している。従って、吸着に寄与していないカルボキシル基同士が電気的に反発するから、セメント粒子が水中に分散する。

しかし、このセメント分散剤の使用は、大きなセメント硬化遅延を生ずる傾向に有るという問題がある。ここで、「セメントの硬化の遅延」とは、セメントは水との反応によって硬化するが、その硬化がセメント分散剤の添加によって遅くなることをいう。カルボキシル基とセメント粒子の間の吸着が強いので、カルボキシル基のセメント粒子表面への吸着がセメント粒子と水の反応を妨げるために、セメントの水和反応によるセメントの硬化が遅くなり、「セメントの硬化の遅延」が生ずると考えられている。このようにセメント分散剤には、セメントの硬化の遅延を少なくしつつ、セメント粒子に分散性を与えることが求められており、更に、セメント分散剤には、分散保持性も要求される。

尚、本明細書において、「セメントの分散性」又は「分散性」とは、混練して調製されたセメントモルタル(セメント分散剤の添加の有無を問わない)に流動性を付与する性質をいい、フロー試験を用いて評価した値で示す。この値が大きいほど分散性は良好である。また、「分散保持性」とは、セメント分散剤を添加して混練して調製されたセメントモルタルが、時間を経ても分散性を失わない性質をいい、セメント分散剤を添加して混練して調製されたセメントモルタルを1時間静置した後、再度混練して、フロー試験を用いて評価した値で示す。この値が大きいほど分散保持性は良好である。

上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤の問題点の改良について種々の検討が行われている(特公昭58−38380号公報、特公昭59−18338号公報、特開昭63−285140号公報、特開平5−216140号公報、特開平9−86990号公報及び特開平9−268041号公報等参照)。

特公昭58−38380号公報は、ポリエチレンオキサイドモノアリルエーテルマレイン酸系単量体から誘導された共重合体をセメント分散剤の主成分として用いるセメント分散剤を開示している。この共重合体は、分子中にポリエチレンオキサイド鎖という非イオン性親水基とカルボキシル基というアニオン性の親水基を有している。この共重合体を用いるセメント分散剤を使用すると、上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤と比べて、セメントの硬化の遅延は少ないが、セメントの分散性を向上させることができると報告されている。

これは、次のように考えられている。この共重合体のカルボキシル基がセメント粒子に吸着することは、従来技術のカルボキシル基を含んで成るセメント分散剤の場合と同じである。しかし、この共重合体は側鎖にポリエチレンオキサイド鎖を有し、この鎖が、その親水性及びそのかさ高さに由来する立体反発によって、セメント粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ポリエチレンオキサイド鎖の導入によりセメントの分散に必要なカルボキシル基の量が減少するため、セメントの硬化の遅延が減少すると考えられている。

しかし、近年、より強度の高いコンクリートが求められており、高強度コンクリート(友澤史紀他著コンクリート混和剤の開発と最新技術、第5頁、1995年9月18日、(株)シーエムシー発行参照)[「高強度コンクリート」とは、通常、水セメント比(セメントを100重量%としたときの水の重量%)が40〜20%程度であるコンクリートをいう。]に使用される、より優れた分散性を有するセメント分散剤が求められている。

上述の特公昭58−38380号公報のセメント分散剤の分散性を向上する方法として、分子量を分散性について好ましい範囲に制御することが考えられる。特公昭58−38380号公報のセメント分散剤の主成分となる共重合体の重合においては、ポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の反応性に問題があるので、共重合体が良好な分散性を示す分子量の範囲までポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の重合が進行していないと考えられる。そこで、分子量を増加させることによって分散性を向上するために、共重合反応において通常重合開始剤の使用量を減らすことが考えられる。しかし、共重合体の重合について重合開始剤の使用量を減らすと、未反応の単量体が増加するという別の問題を生ずる。

尚、ポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の反応性の問題から、本質的に共重合反応の系内に低分子量重合物の生成する量が多いので、分散剤全体に対する分散性向上に有効な高い分子量を有する共重合体の比率が減少し、見かけ上分散性の低下を引き起こすという問題を生じ得る。

一方、特公昭59−18338号公報は、ポリアルキレンオキサイドモノ(メタアクリレート、(メタ)アクリル酸系単量体及びこれらの単量体と共重合可能な単量体を用いて導かれた共重合体をセメント分散剤の主成分として用いるセメント分散剤を開示している。(尚、本明細書においては、アクリル酸メタクリル酸を総称して「(メタ)アクリル酸」ともいい、アクリル酸エステルメタクリル酸エステルを総称して「(メタ)アクリル酸エステル」又は「(メタ)アクリレート」ともいう。)この共重合体も、分子中にポリエチレンオキサイド鎖という非イオン性の親水基とカルボキシル基というアニオン性の親水基を有する。この共重合体を用いるセメント分散剤を使用すると、上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤と比べて、セメントの硬化の遅延は少ないが、セメントの分散性を向上させることができると報告されている。

このセメント分散剤においても、共重合体のカルボキシル基がセメント粒子に吸着することによってセメント粒子を分散させるが、この共重合体もポリエチレンオキサイド鎖を有し、この鎖が、その親水性及びそのかさ高さに由来する立体障害によって、セメント粒子の分散を安定化するため、分散に必要なカルボキシル基の量が減少する。カルボキシル基はセメント粒子に対する結合が強いためにセメントの水和反応を妨げると考えられていることから、カルボキシル基が減少することにより、セメントの硬化の遅延が減少すると考えられている。

この特公昭59−18338号公報に開示されているセメント分散剤においては、特公昭58−38380号公報記載のセメント分散剤と異なり、ポリアルキレンオキサイドモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸系単量体及びこれらの単量体の間に反応性の問題が少ないため、分子量を増加することによってセメントの分散性を向上できると考えられる。しかし、このセメント分散剤では、分散保持性において高強度コンクリートに使用するための必要性能に満たないという問題が生ずる。その理由については必ずしも明確ではないが、分散保持性の不足は、時間が経つにつれて、セメント粒子が水と反応し、分散性能を維持できないためであると考えられる。

以上から、従来のセメント分散剤の分子量の増加による簡単な改良によっては、高強度コンクリートに使用される、特に、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、少なくともセメントの分散性が向上され、分散保持性の改良されたセメント分散剤を得ることは困難である。

概要

高強度コンクリートに使用され、セメントの硬化の遅延を少なくし、少なくとも分散性が改良された新規なセメント分散剤を提供する。

(A)式(I): CH2=CR1CH2O(R2O)mR3[R1は水素又はメチル基、R2は炭素数2又は3のアルキレン基、R3は水素又はメチル基、及びmは1〜300の整数]で示されるポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテル、(B)式(II): CH2=CR4COO(R5O)nR6[R4は水素又はメチル基、R5は炭素数2又は3のアルキレン基、R6は水素又はメチル基、及びnは1〜300の整数]で示されるポリアルキレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、(C)マレイン酸又は無水マレイン酸、並びに(D)アクリル酸、メタクリル酸又はイタコン酸を重合して得られる共重合体及び/又はその共重合体の中和物を含んで成るセメント分散剤である。

目的

本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、その課題は、高強度コンクリートに使用される、特に、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、少なくともセメントの分散性が向上され、分散保持性の改良された新規なセメント分散剤を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

(A)式(I): CH2=CR1CH2O(R2O)mR3[R1は水素又はメチル基、R2は炭素数2又は3のアルキレン基、R3は水素又はメチル基、及びmは1〜300の整数である。]で示されるポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテル、(B)式(II): CH2=CR4COO(R5O)nR6[R4は水素又はメチル基、R5は炭素数2又は3のアルキレン基、R6は水素又はメチル基、及びnは1〜300の整数である。]で示されるポリアルキレンオキサイド(メタアクリル酸エステル、(C)マレイン酸又は無水マレイン酸、並びに(D)アクリル酸メタクリル酸又はイタコン酸重合して得られる共重合体を含んで成るセメント分散剤

請求項2

共重合体が、アルカリ性物質中和されている請求項1に記載のセメント分散剤。

請求項3

(A):50〜95重量部、(B):3〜40重量部、(C):1〜20重量部、及び(D):1〜20重量部である請求項1又は2に記載のセメント分散剤。

請求項4

(A):3〜40重量部、(B):50〜95重量部、(C):1〜20重量部、及び(D):1〜20重量部である請求項1〜3のいずれかに記載のセメント分散剤。

請求項5

共重合体の中和物重量平均分子量が5000〜200000である請求項1〜4のいずれかに記載のセメント分散剤。

技術分野

0001

本発明は、新規セメント分散剤を提供し、特に、セメント分散剤の添加によるセメント硬化遅延が少なく、少なくともセメント粒子分散性が向上され、さらに分散保持性が改良された新規なセメント分散剤を提供する。

背景技術

0002

モルタル工事コンクリート工事において、作業性の改善、モルタルやコンクリートの強度や耐久性の向上、ひびわれの減少、その他の特性の向上等を目的として、通常、セメント分散剤が使用される。このようなセメント分散剤として、カルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤が知られている(特公昭53−38095号公報、特公昭63−19643号公報参照)。このセメント分散剤は、以下の様にしてセメント粒子を水中に有効に分散させると考えられている。まずセメント分散剤の一部のカルボキシル基がセメント粒子の表面に吸着する。カルボキシル基は、陰イオン性であって、負に帯電している。従って、吸着に寄与していないカルボキシル基同士が電気的に反発するから、セメント粒子が水中に分散する。

0003

しかし、このセメント分散剤の使用は、大きなセメントの硬化の遅延を生ずる傾向に有るという問題がある。ここで、「セメントの硬化の遅延」とは、セメントは水との反応によって硬化するが、その硬化がセメント分散剤の添加によって遅くなることをいう。カルボキシル基とセメント粒子の間の吸着が強いので、カルボキシル基のセメント粒子表面への吸着がセメント粒子と水の反応を妨げるために、セメントの水和反応によるセメントの硬化が遅くなり、「セメントの硬化の遅延」が生ずると考えられている。このようにセメント分散剤には、セメントの硬化の遅延を少なくしつつ、セメント粒子に分散性を与えることが求められており、更に、セメント分散剤には、分散保持性も要求される。

0004

尚、本明細書において、「セメントの分散性」又は「分散性」とは、混練して調製されたセメントモルタル(セメント分散剤の添加の有無を問わない)に流動性を付与する性質をいい、フロー試験を用いて評価した値で示す。この値が大きいほど分散性は良好である。また、「分散保持性」とは、セメント分散剤を添加して混練して調製されたセメントモルタルが、時間を経ても分散性を失わない性質をいい、セメント分散剤を添加して混練して調製されたセメントモルタルを1時間静置した後、再度混練して、フロー試験を用いて評価した値で示す。この値が大きいほど分散保持性は良好である。

0005

上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤の問題点の改良について種々の検討が行われている(特公昭58−38380号公報、特公昭59−18338号公報、特開昭63−285140号公報、特開平5−216140号公報、特開平9−86990号公報及び特開平9−268041号公報等参照)。

0006

特公昭58−38380号公報は、ポリエチレンオキサイドモノアリルエーテルマレイン酸系単量体から誘導された共重合体をセメント分散剤の主成分として用いるセメント分散剤を開示している。この共重合体は、分子中にポリエチレンオキサイド鎖という非イオン性親水基とカルボキシル基というアニオン性の親水基を有している。この共重合体を用いるセメント分散剤を使用すると、上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤と比べて、セメントの硬化の遅延は少ないが、セメントの分散性を向上させることができると報告されている。

0007

これは、次のように考えられている。この共重合体のカルボキシル基がセメント粒子に吸着することは、従来技術のカルボキシル基を含んで成るセメント分散剤の場合と同じである。しかし、この共重合体は側鎖にポリエチレンオキサイド鎖を有し、この鎖が、その親水性及びそのかさ高さに由来する立体反発によって、セメント粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ポリエチレンオキサイド鎖の導入によりセメントの分散に必要なカルボキシル基の量が減少するため、セメントの硬化の遅延が減少すると考えられている。

0008

しかし、近年、より強度の高いコンクリートが求められており、高強度コンクリート(友澤史紀他著コンクリート混和剤の開発と最新技術、第5頁、1995年9月18日、(株)シーエムシー発行参照)[「高強度コンクリート」とは、通常、水セメント比(セメントを100重量%としたときの水の重量%)が40〜20%程度であるコンクリートをいう。]に使用される、より優れた分散性を有するセメント分散剤が求められている。

0009

上述の特公昭58−38380号公報のセメント分散剤の分散性を向上する方法として、分子量を分散性について好ましい範囲に制御することが考えられる。特公昭58−38380号公報のセメント分散剤の主成分となる共重合体の重合においては、ポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の反応性に問題があるので、共重合体が良好な分散性を示す分子量の範囲までポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の重合が進行していないと考えられる。そこで、分子量を増加させることによって分散性を向上するために、共重合反応において通常重合開始剤の使用量を減らすことが考えられる。しかし、共重合体の重合について重合開始剤の使用量を減らすと、未反応の単量体が増加するという別の問題を生ずる。

0010

尚、ポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルとマレイン酸系単量体の反応性の問題から、本質的に共重合反応の系内に低分子量重合物の生成する量が多いので、分散剤全体に対する分散性向上に有効な高い分子量を有する共重合体の比率が減少し、見かけ上分散性の低下を引き起こすという問題を生じ得る。

0011

一方、特公昭59−18338号公報は、ポリアルキレンオキサイドモノ(メタアクリレート、(メタ)アクリル酸系単量体及びこれらの単量体と共重合可能な単量体を用いて導かれた共重合体をセメント分散剤の主成分として用いるセメント分散剤を開示している。(尚、本明細書においては、アクリル酸メタクリル酸を総称して「(メタ)アクリル酸」ともいい、アクリル酸エステルメタクリル酸エステルを総称して「(メタ)アクリル酸エステル」又は「(メタ)アクリレート」ともいう。)この共重合体も、分子中にポリエチレンオキサイド鎖という非イオン性の親水基とカルボキシル基というアニオン性の親水基を有する。この共重合体を用いるセメント分散剤を使用すると、上述のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を含んで成るセメント分散剤と比べて、セメントの硬化の遅延は少ないが、セメントの分散性を向上させることができると報告されている。

0012

このセメント分散剤においても、共重合体のカルボキシル基がセメント粒子に吸着することによってセメント粒子を分散させるが、この共重合体もポリエチレンオキサイド鎖を有し、この鎖が、その親水性及びそのかさ高さに由来する立体障害によって、セメント粒子の分散を安定化するため、分散に必要なカルボキシル基の量が減少する。カルボキシル基はセメント粒子に対する結合が強いためにセメントの水和反応を妨げると考えられていることから、カルボキシル基が減少することにより、セメントの硬化の遅延が減少すると考えられている。

0013

この特公昭59−18338号公報に開示されているセメント分散剤においては、特公昭58−38380号公報記載のセメント分散剤と異なり、ポリアルキレンオキサイドモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸系単量体及びこれらの単量体の間に反応性の問題が少ないため、分子量を増加することによってセメントの分散性を向上できると考えられる。しかし、このセメント分散剤では、分散保持性において高強度コンクリートに使用するための必要性能に満たないという問題が生ずる。その理由については必ずしも明確ではないが、分散保持性の不足は、時間が経つにつれて、セメント粒子が水と反応し、分散性能を維持できないためであると考えられる。

0014

以上から、従来のセメント分散剤の分子量の増加による簡単な改良によっては、高強度コンクリートに使用される、特に、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、少なくともセメントの分散性が向上され、分散保持性の改良されたセメント分散剤を得ることは困難である。

発明が解決しようとする課題

0015

本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、その課題は、高強度コンクリートに使用される、特に、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、少なくともセメントの分散性が向上され、分散保持性の改良された新規なセメント分散剤を提供することである。

課題を解決するための手段

0016

本発明の1つの要旨によれば、新たなセメント分散剤が提供され、それは、
(A)式(I): CH2=CR1CH2O(R2O)mR3
[R1は水素又はメチル基、R2は炭素数2又は3のアルキレン基、R3は水素又はメチル基、及びmは1〜300の整数である。]で示されるポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテル、
(B)式(II): CH2=CR4COO(R5O)nR6
[R4は水素又はメチル基、R5は炭素数2又は3のアルキレン基、R6は水素又はメチル基、及びnは1〜300の整数である。]で示されるポリアルキレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、
(C)マレイン酸又は無水マレイン酸、並びに
(D)アクリル酸、メタクリル酸又はイタコン酸を重合して得られる共重合体を含んで成るセメント分散剤である。

0017

本発明で用いられる「単量体(A)」は、上述の一般式(I)で示されるものであって、既知の方法で得ることができ、市販のものを使用できる。具体的には、例えば、ポリエチレンオキサイドモノアリルエーテル、ポリプロピレンオキサイドモノアリルエーテル、メトキシポリエチレンオキサイドモノアリルエーテル、メトキシポリプロピレンオキサイドモノアリルエーテル、ポリエチレンオキサイドモノ(2−メチル)アリルエーテル、ポリプロピレンオキサイドモノ(2−メチル)アリルエーテル、メトキシポリエチレンオキサイドモノ(2−メチル)アリルエーテル、メトキシポリプロピレンオキサイドモノ(2−メチル)アリルエーテル等を例示することができる。特に、ポリエチレンオキサイドモノアリルエーテル、ポリプロピレンオキサイドモノアリルエーテル、メトキシポリエチレンオキサイドモノアリルエーテルが好ましい。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。式(I)において、mは、1〜300が好ましく、5〜100がより好ましく、8〜50が特に好ましい。

0018

本発明で用いられる「単量体(B)」は、上述の一般式(II)で示されるものであって、既知の方法で得ることができ、市販のものを使用できる。具体的には、例えば、ポリエチレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、ポリプロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、メトキシポリエチレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、メトキシポリプロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル等を例示することができる。特に、メトキシポリエチレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。式(II)において、nは、1〜300が好ましく、5〜100がより好ましく、20〜50が特に好ましい。

0019

また、「単量体(C)」は、マレイン酸又は無水マレイン酸であり、市販のものを使用できる。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。さらに、「単量体(D)」は、アクリル酸、メタクリル酸又はイタコン酸であり、市販のものを使用できる。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。

0020

本発明のセメント分散剤においては、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)に加えて、更に(E)その他のエチレン性二重結合を有する単量体を重合することができる。ここで「単量体(E)」とは、エチレン性二重結合を有する単量体であって、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)と共重合可能な単量体であり、重合反応や、得られる共重合体の特性に悪影響を与えない単量体であれば、特に限定されない。

0021

このような単量体(E)として、例えば、
(E1)(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類
(E2)(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類:
(E3)(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸メチロールアミドジメチルアミノプロピル(メタ)アクリル酸アミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリル酸アミド類
(E4)ジメチルジアリルアンモニウムクロリド等のジアリルアンモニウム類
(E5)(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル類
(E6)スチレンビニルトルエン等の芳香族エチレン性単量体類
(E7)エチレン等、ブタジエンイソプレン等のジエン類
(E8)酢酸ビニルプロピオン酸ビニル等のビニル単量体類:
(E9)塩化ビニル塩化ビニレン等の塩素化ビニル単量体類:
(E10)アクリロニトリル等のシアノ基を有するエチレン性単量体類:
(E11)スチレンスルホン酸ビニルスルホン酸等のスルホン酸類
(E12)2−アクリロイルオキシエチルコハク酸等のカルボン酸類等を例示することができる。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。

0022

本発明の1の態様においては、上述の単量体(A)、(B)、(C)及び(D)を重合して得られる共重合体がアルカリ性物質を用いて中和されているセメント分散剤を提供する。ここで中和によってセメント分散剤のpHは、5〜9であるのが好ましく、6〜8であるのがより好ましく、6.5〜7.5であるのが特に好ましい。本発明において「アルカリ性物質」とは、水(以下、本明細書において「水」とは、いわゆる水であって、例えば、蒸留水イオン交換水等をいう。)に溶解してアルカリ性(pH>7)を呈する物質のことであって、一価の金属及び二価の金属の水酸化物炭酸塩、並びにアンモニア有機アミン等を例示することができる。特に、水酸化ナトリウム水酸化カリウム水酸化カルシウムが好ましい。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。

0023

また、本発明においては、セメント分散剤を、例えば、pHが約12のセメントと水の混合物に添加するので、未中和の共重合体もセメントに加えることで実質的に中和される。従って、未中和のものでも使用することができるが、上述のようにあらかじめ中和するのが好ましい。分散剤の加水分解による悪影響、取り扱い時の安全性を考慮すると、セメント分散剤は中性であるのが好ましいからである。

0024

本発明の別の態様においては、上述の単量体(A)、(B)、(C)及び(D)について、単量体(A)を主成分とする場合は、(A)を50〜95重量部用いるのが好ましく、60〜95重量部用いるのがより好ましく、70〜90重量部用いるのが特に好ましい。単量体(B)を3〜40重量部用いるのが好ましく、10〜30重量部用いるのがより好ましく、10〜20重量部用いるのが特に好ましい。単量体(C)を1〜20重量部用いるのが好ましく、1〜15重量部用いるのがより好ましく、5〜15重量部用いるのが特に好ましい。単量体(D)を1〜20重量部用いるのが好ましく、1〜15重量部用いるのがより好ましく、1〜5重量部用いるのが特に好ましい。

0025

また、単量体(B)を主成分とする場合は、(A)を3〜40重量部用いるのが好ましく、3〜20重量部用いるのがより好ましく、5〜10重量部用いるのが特に好ましい。単量体(B)を50〜95重量部用いるのが好ましく、70〜90重量部用いるのがより好ましく、80〜90重量部用いるのが特に好ましい。単量体(C)を1〜20重量部用いるのが好ましく、1〜10重量部用いるのがより好ましく、1〜5重量部用いるのが特に好ましい。単量体(D)を1〜20重量部用いるのが好ましく、1〜15重量部用いるのがより好ましく、5〜15重量部用いるのが特に好ましい。

0026

本発明の更に別の1つの態様において、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)を重合して得られる共重合体の中和物重量平均平均分子量は、5000〜200000が好ましく、5000〜50000がより好ましく、8000〜40000が特に好ましい。尚、重量平均分子量が5000未満又は200000を超える場合は、セメント分散剤の分散性が不十分となる。これは、共重合体の重量平均分子量が5000未満の場合、1分子鎖あたりの吸着部位が少なくなることからセメント粒子に対する吸着力が低くなり得るからであり、共重合体の重量平均分子量が200000を超える場合、共重合体によるセメント粒子間の橋かけの形成による凝集が発生し得るからである。

0027

本発明においては、上述の単量体(A)、(B)、(C)及び(D)を重合する工程を含んで成る製造方法を用いて、上述のセメント分散剤を製造することができる。本発明に関する共重合体の製造には、これらの単量体の重合を重合開始剤を用いて行うのが好ましい。重合は、溶媒中において、水溶液重合乳化重合懸濁重合等の常套の方法を用いて行うことができる。

0028

尚、単量体(A)〜(D)を重合させる順序は特に制限されないが、(A)〜(D)の4つを同時に加えてもよいが、(C)の反応性の問題から、予め加熱した(C)に対して、(A)、(B)及び(D)の混合物を添加するのが好ましい。また、重合開始剤は予め(C)に加えておいてもよいが、(A)、(B)及び(D)の混合物を(C)に添加するのと同時に、別途(C)に添加するのが好ましい。

0029

重合の反応温度、反応時間、溶媒、溶媒中の各々の単量体の濃度、重合開始剤及び乳化剤の種類及び濃度、攪拌速度等の重合反応条件は、目的とするセメント分散剤の特性、形態等によって当業者であれば容易に適宜選択できるものである。

0030

溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことができ、溶媒としては工業用水水道水、蒸留水、イオン交換水等の水、メチルアルコールエチルアルコールイソプロピルアルコール等の低級アルコールベンゼントルエンキシレン等の芳香族炭化水素シクロヘキサンn−ヘキサン等の脂肪族炭化水素酢酸エチル等のエステルアセトンメチルエチルケトン等のカルボニル化合物等を挙げることができる。各々の単量体の溶媒への溶解性、得られる共重合体の溶解性、共重合体を含んで成るセメント分散剤の使用時の形態を考慮すると、特に、水性溶媒が好ましい。ここで「水性溶媒」とは、主に水であるが、水溶性有機溶剤、例えば、アセトン、低級アルコール等を適宜水に添加したものも含まれる。

0031

ここで「重合開始剤」とは、少量の添加によって単量体混合物の重合反応を起こさせることができる化合物であって、水性溶媒及び有機化合物中で使用することができるものが好ましい。例えば、過硫酸アンモニウム過硫酸ナトリウム過硫酸カリウム過酸化水素t−ブチルヒドロペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパンヒドロクロリド、2,2—アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル等を例示することができる。特に、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム又は過酸化水素を使用することが特に好ましい。

0032

また、「乳化剤」とは、水性溶媒と単量体とのエマルションを形成させるために使用する界面活性剤であって、好ましくは重合反応に悪影響を与えない界面活性剤であり、乳化剤としてスルホン酸基スルホネート基もしくは硫酸エステル基を有する化合物及びそれらの混合物よりからなる群から選ばれる混合物以外に、通常の界面活性剤も使用することができる。例えば、石鹸アルキルスルホン酸塩ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤類、ポリオキシアルキルアリールエーテルオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤類等を例示することができる。特に、乳化剤として、重合性乳化剤を使用するのが好ましい。

0033

ここで、「重合性乳化剤」とは、重合性官能基を有し、かつ水性溶媒と単量体混合物のエマルションを形成することができる乳化剤として機能し得る化合物であり、重合性乳化剤として、スルホン酸基、スルホネート基、硫酸エステル基又はエチレンオキシ基を有するエチレン性不飽和単量体、及びそれらの混合物よりからなる群から選ばれるエチレン性不飽和単量体が好ましい。さらに、上述の重合性乳化剤のスルホン酸基又はスルホネート基は塩の形態であってもよく、スルホン酸基又はスルホネート基の対カチオンとして、アンモニウムイオンもしくはアルカリ金属イオンが好ましく、特に、アンモニウムイオン、カリウムイオンナトリウムイオンが好ましい。このような重合性乳化剤を含んで成るものとして、例えば、三洋化成(株)エレミノールJS−2(商品名)、三洋化成(株)エレミノールRS−30(商品名)、第一工業製薬(株)アクアロンRN−20(商品名)、第一工業製薬(株)アクアロンHS−10(商品名)等を例示することができる。

0034

重合によって得られる共重合体は、そのままでもセメント分散剤に使用できるが、必要に応じて上述したように、更にアルカリ性物質で中和した中和物を使用することができる。また、中和物と未中和物の混合物を使用することもできる。中和反応は、常套の方法で行うことができ、例えば、上述の重合反応の終了後に反応混合物を攪拌しながら室温で冷却しつつ水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水酸化カルシウム等の水溶液を加えることによって行うことができる。中和反応の終了は、反応混合物のpHが6〜8になったことによって判断することができ、例えば、万能試験紙、pHメーター等を用いて好適に判断することができる。

0035

なお、アルカリ性物質が強アルカリ性の場合は、中和の終点のpHが6〜8より大きな値にずれることが予想され、一部共重合体の未中和物が残留し得るが、セメント自体のpHが約12なので、この共重合体の未中和物もセメントに加えることで実質的に中和される。従って、本発明に関するアルカリ性物質で未中和の共重合体も、上述したようにセメントにセメント分散剤として添加すると、実質的に中和物と成るので、本発明に関するセメント分散剤には、未中和の共重合体と中和した共重合体の間には、特性の差は実施的に無い。

0036

さらに、本発明においては、反応後の共重合体及び/又は共重合体の中和物を重合反応溶媒、重合開始剤等から分離しないで反応後の形態そのままを、本発明のセメント分散剤として使用することができる。また、必要に応じて、セメント分散剤の特性を調節するために、反応後の共重合体及び/又は共重合体の中和物を含むそのままの混合物に、公知のセメント混和剤、例えば、従来のセメント分散剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤防水剤強度増進剤硬化促進剤等を適宜添加してもよい。

0037

さらにまた、反応後の共重合体及び/又は共重合体の中和物を重合反応溶媒、重合開始剤等から分離した後、適当な溶媒に溶解して、適宜適当な公知のセメント混和剤を加えてセメント分散剤としてもよい。本発明においては、共重合体の中和物のセメント分散剤中の濃度は、セメントに対して、固形分で0.01〜1重量%が好ましく、0.1〜0.5重量%がより好ましく、0.1〜0.4重量%が特に好ましい。

0038

本発明のセメント分散剤は、ポルトランドセメントアルミナセメント、高強度コンクリート、各種混合セメント等の水硬セメント、又は石膏等のセメント以外の水硬材料に使用することができる。特に、高強度コンクリートに好適に使用することができる。

0039

本発明のセメント分散剤は、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、従来のセメント分散剤に比較して少量の添加でも優れたセメントの分散性及び分散保持性を発揮する。これは、以下の理由によると考えられる。本発明のセメント分散剤に関する共重合体は、(A)式(I)で示されるポリアルキレンオキサイドモノアリールエーテル、(B)式(II)で示されるポリアルキレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、(C)のマレイン酸又は無水マレイン酸、並びに(D)のアクリル酸、メタクリル酸又はイタコン酸の4種類の単量体を必須成分とする共重合体である。この共重合体は、親水基として非イオン性のポリアルキレンオキシド鎖とアニオン性のカルボキシル基を有し、これらの親水基が主鎖であるポリアルキレン鎖に側鎖として結合している。このカルボキシル基がセメント粒子に吸着し、アルキレンオキシド鎖がセメント粒子間の立体反発に寄与することによってセメント粒子が互いに凝集することを防いでいると考えられる。

0040

このとき、共重合体をセメント粒子に吸着させているカルボキシル基は、共重合体の主鎖に対して均等に分布している方が、より効果的にセメント粒子に吸着して少ないカルボキシル基量でセメントの分散性を向上でき、セメント粒子と水の水和反応に悪影響を与えにくいと考えられる。単量体(A)は、交互共重合性(単量体(A)自身のみが連なる重合よりも、他の単量体と共重合をよりしやすい性質)を有するので、単量体(C)が連続して重合したために主鎖にカルボキシル基が連続する共重合体よりも、重合途中ポリマー末端に(A)があるとき末端基(A)が単量体(B)、単量体(C)及び単量体(D)と反応してカルボキシル基が共重合体の主鎖に対して均等に分布した共重合体の方が得られやすいと考えられる。

0041

また、単量体(A)と単量体(C)の重合では、両者の反応性の問題でセメント分散剤として有効に働く分子量に満たない、低分子量の共重合体が多量に生成し、低添加量において分散剤としての十分な性能が発現しないと予想される。本発明においては、単量体(B)及び単量体(D)を加えることによって重合反応の反応性が改善され、共重合体の分子量が上昇する。従って、セメント粒子の分散に適した分子量の大きな共重合体がより高い収率で得られ、優れた分散性及び分散保持性が得られると考えられる。

0042

さらに、単量体(C)に加えて単量体(D)を使用することによって、主鎖に組み込まれるポリアルキレンオキサイド成分の量に対するカルボキシル基の量を(C)及び(D)の組成比を変えることにより、より容易に任意に制御することができる。従って、本発明によれば、セメント粒子の特性に応じて、適切なセメント分散剤の提供が容易である。なお、上述のような理由により、本発明のセメント分散剤は優れた性質を有すると考えられるが、これらの理由により、本発明のセメント分散剤が何ら制限を受けるものではない。

0043

以下、本発明を実施例及び比較例により具体的かつ詳細に説明するが、これらの実施例及び比較例は本発明の一態様にすぎず、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

0044

本発明のセメント分散剤の製造に用いた単量体(A)〜(D)を以下に示す。(A1)及び(A2)は、(A)ポリアルキレンオキサイドモノアリルエーテルであって、(A1)は、オクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル[CH2=CHCH2O(CH2CH2O)8H]である。(A2)は、ヘキサデカエチレンオキサイド[CH2=CHCH2O(CH2CH2O)16H]である。(B1)、(B2)及び(B3)は、(B)ポリアルキレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステルであって、(B1)は、メトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)23OCH3]である。(B2)は、メトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)30OCH3]である。(B3)は、メトキシヘキサテトラコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)46OCH3]である。(C1)及び(C2)は、(C)無水マレイン酸又はマレイン酸であって、(C1)は無水マレイン酸、(C2)はマレイン酸である。(D1)、(D2)及び(D3)は、(D)アクリル酸、メタクリル酸又はイタコン酸であって、(D1)はアクリル酸、(D2)はイタコン酸、(D3)はメタクリル酸である。

0045

実施例1
還流冷却器オイルバス攪拌機、2つの滴下漏斗及び温度計を備えた1lのセパラブルフラスコに、375gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)[CH2=CHCH2O(CH2CH2O)8H]と100gの蒸留水をし込み、ふたをして攪拌しながら加熱して、混合物を95℃の温度に保った。一方、150gの蒸留水に25gのメトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B2)[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)30OCH3]、75gのマレイン酸(C2)及び25gのアクリル酸(D1)を溶解した水溶液と、100gの蒸留水に15gの過硫酸ナトリウムを溶解した水溶液を準備し、両者を同時に95℃に保った上述の混合物に攪拌しながら滴下した。(B2)、(C2)及び(D1)を溶解した水溶液は3時間かけて滴下し、過硫酸ナトリウム水溶液は、3時間半かけて滴下した。過硫酸ナトリウム水溶液の滴下終了後、更に、95℃で1時間攪拌を続けて重合反応を完結させた。各単量体の割合を表1に示した。

0046

反応混合物を常温まで冷却後、pHメーターを用いてpHを観察しつつ、30mlの50重量%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを6〜8に調節して、目的とする共重合体の中和物を含んで成る本発明のセメント分散剤を得た。共重合体の中和物の重量平均分子量を水系のGPC(カラムは東ソー(株)製GMPWXL(商品名))を用いて調べたところ、重量平均分子量(ポリエチレンオキサイド換算)は10500であった。また、本発明の共重合体の中和物を含んで成るセメント分散剤において、セメント分散剤中の共重合体の中和物の固形分濃度は、49.2重量%であった。

0047

セメント分散剤の評価
(イ)セメントモルタルの作製
本発明のセメント分散剤を評価するために、セメントモルタルをJIS R5201記載の方法と同様にして作製した。即ち、2.4g、3.0g及び3.7gの上述のセメント分散剤を各々300gの水に混合した後、あらかじめ600gの市販のポルトランドセメントと1800gの山砂比重2.62、粗粒率2.60)を混練した混合物に添加して、モルタルミキサーを使用して1分間低速攪拌後、2分間高速攪拌してセメントモルタルを調製した。このときの共重合体の中和物の添加率(共重合体の中和物/セメント×100)は、各々0.20重量%、0.25重量%及び0.30重量%であった。

0048

(ロ)分散性の評価
作製したセメントモルタルについて、JIS R 5201に記載の方法と同様にしてフロー試験を行うことでセメント分散剤の分散性の評価を行った。即ち、混練されたセメントモルタルを水平なフローテーブルの上で、フローコーン上端内径7cm、下端内径10cm、高さ6cm)につめた後、フローコーンを引き上げて、規定の落下運動を加えて、セメントモルタルの広がりを測定した。このセメントモルタルの広がりをフロー値といい、フロー値が大きいほど分散性は、良好である。評価結果は、表1に記載した。

0049

(ハ)分散保持性の評価
更に、実施例1のセメント分散剤の分散保持性の評価を行った。即ち、分散性の評価で使用したセメントモルタルを1時間静置した後、これを再び混練後、上述のフロー試験を行い、フロー値を測定した。このときのフロー値が大きいほど分散保持性は良好であり、この値は分散性の評価におけるフロー値と直接比較することができる。評価結果は表1に記載した。

0050

(ニ)セメントの硬化の遅延の評価
更に、実施例1のセメント分散剤をセメントに添加することによるセメントの硬化の遅延の評価を行った。即ち、分散性の評価と同様の方法を用いて調製したセメントモルタルを断熱容器に入れて、セメントモルタルの発熱経時変化を測定し、発熱ピークピークトップを生ずるまでに要する時間(以下「セメントの硬化時間という。単位は時間(hr)である。)を得た。実施例1のセメント分散剤の添加率が0.20重量%の場合は、9.6時間であった。一方、後述する比較例3は、セメント分散剤を全く使用しなかった以外は、実施例1と同様の方法を用いて調製したセメントモルタルのセメント硬化時間を測定したものである。セメント硬化時間は、8.5時間であった。セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を、(セメント分散剤を添加した場合のセメントの硬化時間−セメント分散剤無添加の場合のセメントの硬化時間)(単位は時間(hr)である。)と定義すると、実施例1のセメント分散剤の添加率が0.20重量%の場合のセメントの硬化の遅延は、1.1時間であった。結果は、表1にも示した。セメントの硬化の遅延の値が小さいほど、セメントの硬化の遅延は少ないので好ましい。

0051

実施例2
実施例1において、375gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)の代わりに400gのヘキサデカエチレンオキサイド(A2)[CH2=CHCH2O(CH2CH2O)16H]を用い、25gのメトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B2)の代わりに25gのメトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート(B1)[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)23OCH3]を用い、75gのマレイン酸(C2)の代わりに65gの(C2)を用い、25gのアクリル酸(D1)の代わりに10gの(D1)を用いた以外は、実施例1と同様にして、セメント分散剤を得た。実施例2の各単量体の割合、共重合体の中和物の重量平均分子量及びセメント分散剤中の共重合体の中和物の濃度は、表1に示した。実施例2のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例2のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表1に記載した。

0052

実施例3
実施例1において、375gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)の代わりに300gのヘキサデカエチレンオキサイド(A2)を用い、25gのメトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B2)の代わりに100gのメトキシヘキサテトラコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B3)[CH2=C(CH3)COO(CH2CH2O)46OCH3]を用い、25gのアクリル酸(D1)の代わりに25gのイタコン酸(D2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、セメント分散剤を得た。実施例3の各単量体の割合、共重合体の中和物の重量平均分子量及びセメント分散剤中の共重合体の中和物の濃度は、表1に示した。実施例3のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例3のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表1に記載した。

0053

ID=000002HE=130 WI=102 LX=0540 LY=0300
a)単位は重量部である。b)共重合体の中和物の重量平均分子量である。
c)セメント分散剤中の共重合体の中和物の重量%である。
d)共重合体の中和物の添加率であって、(共重合体の中和物/セメント×100)で示される重量%である。
e)フロー値であって、単位はmmである。f)単位は、時間(hr)である。

0054

実施例4
還流冷却器、オイルバス、攪拌機、2つの滴下漏斗及び温度計を備えた1lのセパラブルフラスコに、12gの無水マレイン酸(C1)、13.6gの50重量%水酸化ナトリウム水溶液及び320gの蒸留水を入れ、ふたをして攪拌しながら加熱して、混合物を80℃の温度に保った。一方、12gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)、160gのメトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート(B1)、16gのアクリル酸(D1)及び4gのメルカプトエタノールを72gの蒸留水に溶解したモノマー水溶液、並びに200gの蒸留水に4gの過硫酸ナトリウムを溶解した過硫酸ナトリウム水溶液を準備し、両者を同時に、80℃に保った上述の無水マレイン酸(C1)、50重量%水酸化ナトリウム水溶液及び蒸留水の混合物に攪拌しながら滴下した。モノマー水溶液は3時間かけて滴下し、過硫酸ナトリウム水溶液は3時間半かけて滴下した。過硫酸ナトリウム水溶液の滴下終了後、さらに80℃で1時間攪拌を続けて重合反応を完結させた。各単量体の割合を重量部で表2に示した。

0055

実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて上述の共重合体を中和して、共重合体の中和物を含んで成る実施例4のセメント分散剤を得た。共重合体の中和物の重量平均分子量及び実施例4のセメント分散剤中の共重合体の中和物の固形分濃度は表2に示した。実施例4のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例4のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表2に記載した。

0056

実施例5
実施例4において、160gのメトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート(B1)の代わりに160gのメトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B2)を用い、12gの無水マレイン酸(C1)の代わりに16gの(C1)を用い、16gのアクリル酸(D1)の代わりに12gのイタコン酸(D2)を用いた以外は、実施例4と同様にして、セメント分散剤を得た。実施例5の各単量体の割合、共重合体の中和物の重量平均分子量及びセメント分散剤中の共重合体の中和物の濃度は、表2に示した。実施例5のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例5のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表2に記載した。

0057

実施例6
実施例4において、12gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)の代わりに40gのヘキサデカエチレンオキサイド(A2)を用い、160gのメトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート(B1)の代わりに132gの、メトキシヘキサテトラコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B3)を用いた以外は、実施例4と同様にして、セメント分散剤を得た。実施例6の各単量体の割合、共重合体の中和物の重量平均分子量及びセメント分散剤中の共重合体の中和物の濃度は、表2に示した。実施例6のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例6のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表2に記載した。

0058

実施例7
実施例4において、12gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)の代わりに20gの(A1)を用い、160gのメトキシトリコサエチレンオキサイドモノメタクリレート(B1)の代わりに152gのメトキシトリアコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B2)を用い、12gの無水マレイン酸(C1)の代わりに4gの(C1)を用い、16gのアクリル酸(D1)の代わりに24gのメタクリル酸(D3)を用いた以外は、実施例4と同様にして、セメント分散剤を得た。実施例7の各単量体の割合、共重合体の中和物の重量平均分子量及びセメント分散剤中の共重合体の中和物の濃度は、表2に示した。実施例7のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例7のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表2に記載した。

0059

ID=000003HE=130 WI=106 LX=0520 LY=1400
a)単位は重量部である。b)共重合体の中和物の重量平均分子量である。
c)セメント分散剤中の共重合体の中和物の重量%である。
d)共重合体の中和物の添加率であって、(共重合体の中和物/セメント×100)で示される重量%である。
e)フロー値であって、単位はmmである。f)単位は、時間(hr)である。

0060

比較例1
還流冷却器、オイルバス、攪拌機、滴下漏斗及び温度計を備えた1lのセパラブルフラスコに、400gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)と200gの蒸留水をし込み、ふたをして攪拌しながら加熱して、混合物を95℃に保った。一方、150gの蒸留水に100gのマレイン酸(C2)と13gの過硫酸ナトリウムを溶解した水溶液を準備し、この水溶液を、95℃に保った上述の(A1)と蒸留水の混合物に攪拌しながら3時間かけて滴下した。滴下後、さらに95℃で1時間攪拌を続けて重合反応を完結させた。各単量体の割合を重量部で表3に示した。

0061

反応混合物を常温まで冷却後、pHメーターを用いてpHを観察しつつ、50mlの50重量%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを6〜8に調節して、目的とする共重合体の中和物を含んで成る本発明のセメント分散剤を得た。共重合体の中和物の重量平均分子量を水系のGPC(カラムは東ソー(株)製GMPWXL(商品名))を用いて調べたところ、重量平均分子量(ポリエチレンオキサイド換算)は4000であった。また、本発明の共重合体の中和物を含んで成るセメント分散剤において、セメント分散剤中の共重合体の中和物の固形分濃度は、58.4重量%であった。比較例1のセメント分散剤を2.6g及び3.1g(共重合体の中和物の添加量は各々0.25重量%及び0.30重量%)用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、比較例1のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表3に記載した。

0062

比較例2
比較例1において、400gのオクタエチレンオキサイドモノアリルエーテル(A1)の代わりに400gのメトキシヘキサテトラコンタエチレンオキサイドモノメタクリレート(B3)を用い、100gのマレイン酸(C2)の代わりに100gのアクリル酸(D1)を用いた以外は、比較例1と同様にして比較例2のセメント分散剤を得た。比較例2のセメント分散剤を共重合体の中和物の添加率が0.20重量%及び0.25重量%となるように用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、比較例2のセメント分散剤の分散性、分散保持性、セメントの硬化の遅延を評価した。評価結果は、表3に記載した。

0063

比較例3
実施例1において、セメント分散剤を全く使用しなかった以外は、実施例1と同様の方法を用いて調製したセメントモルタルについて、実施例及び比較例の基準としてフロー値(セメント分散剤の分散性に対応する。)、セメントモルタル混練から1時間後のフロー値(セメント分散剤の分散保持性に対応する。)、セメント硬化時間を測定した。尚、比較例3のセメント硬化時間は、8.5時間であり、この値は実施例及び比較例のセメント分散剤のセメントの硬化の遅延の基準となるので、比較例3のセメントの硬化の遅延は0時間である。評価結果は、表3に示した。

0064

ID=000004HE=130 WI=080 LX=1100 LY=0800
a)単位は重量部である。b)共重合体の中和物の重量平均分子量である。
c)セメント分散剤中の共重合体の中和物の重量%である。
d)共重合体の中和物の添加率であって、(共重合体の中和物/セメント×100)で示される重量%である。
e)フロー値であって、単位はmmである。f)単位は、時間(hr)である。

0065

分散性に関して比較すると、セメント分散剤の添加率が同じ場合、実施例のセメント分散剤のフロー値は、比較例のセメント分散剤のフロー値よりも大きい。従って、実施例のセメント分散剤は比較例のセメント分散剤より、セメントの分散性が良好であり、実施例のセメント分散剤は小さい添加率で比較例のセメント分散剤と同程度のフロー値を得ることができる。また、分散保持性について比較すると、実施例のセメント分散剤のフロー値は比較例のセメント分散剤のフロー値より大きい。従って、実施例のセメント分散剤の方がセメントの分散保持性が優れている。

0066

更に、セメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延について比較すると、実施例のセメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延は、比較例のセメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延より少ない。従って、実施例のセメント分散剤は、比較例のセメント分散剤よりもセメントの硬化の遅延を少なくすることができる。

発明の効果

0067

本発明のセメント分散剤は、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)を重合して得られる共重合体及び又はその共重合体の中和物を含んで成るから、本発明のセメント分散剤の添加によるセメントの硬化の遅延を少なくしつつ、少なくともセメントの分散性、分散保持性が改良され、特に、高強度コンクリートへの使用に好適である。また、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)の混合比を変更することによって、ポリアルキレンオキサイド成分に対するカルボキシル基の量を容易に調節できるので、セメント粒子の特性に応じたセメント分散剤の調製を容易に行うことができる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社サンブリッジの「 超緻密性セメント組成物の製造方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】繊維が均一に分散されていて、かつ、通気性が低い、より緻密な超緻密性セメント組成物を製造することを可能とした超緻密性セメント組成物の製造方法を提案する。【解決手段】セメントと、シリカフュームと、... 詳細

  • 大成建設株式会社の「 コンクリート」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】空気量が大きいにも関わらず、実用的なコンクリートを提供すること。【解決手段】ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した弦長250μm以下の気泡の数が... 詳細

  • 大成建設株式会社の「 コンクリート」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】剥離が生じにくいコンクリート、特に覆工コンクリートおよび寒中コンクリートを提供する。【解決手段】単位水量が155kg/m3以下、かつ、空気量が8%以上であるコンクリートであり、好ましくはペース... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ