技術 減水剤組成物、水硬性組成物及びその製造方法

0001

本発明は、減水剤組成物並びに水硬性組成物及びその製造方法に関する。

0002

水硬性組成物は、セメント等の水硬性物質、細骨材及び又は粗骨材等の骨材、水を少なくとも含む組成物であり、比重、粒形、粒径の異なる無機物の集合体であるため、材料分離が起こりやすい組成物であり、水溶性高分子を用いることにより、その改善が試みられている。例えば、水溶性セルロースエーテルや水溶性スターチエーテルは、ｐＨが１２以上と強アルカリ性である水硬性組成物においても、増粘できる数少ない非イオン性の水溶性高分子である。

0003

しかしながら、水溶性セルロースエーテルや水溶性スターチエーテルは、一般に粉末で使用されているため、液体である他の混和剤と比較して、ハンドリングに劣り、添加時にママコを形成したり、微量を添加する場合においては飛散して、所望量の添加が困難であるという問題があった。

0004

これらの問題を解決するため、例えば、（Ａ）ポリカルボン酸系共重合体及び／又はその塩、（Ｂ）２．０重量％水溶液の粘度が２０℃において５０〜２７，８００ｍＰａ・ｓである水溶性セルロースエーテル、（Ｃ）消泡剤を含有するセメント組成物用添加剤が提案されている（特開２００８−１３７８８９号公報（特許文献１））。

0005

特開２００８−１３７８８９号公報

0006

しかしながら、特許文献１においても、セメント組成物用添加剤における水溶性セルロースエーテルの分散状態が良好ではない場合があり、そのまま用いて水硬性組成物を製造した場合にあっては、水硬性組成物に所望の物性を与えることが出来ない場合があり、改善の余地があった。また、同様の問題は、水溶性スターチエーテルを用いた場合においてもあった。

0007

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、減水剤と、水溶性スターチエーテルと、消泡剤を少なくとも含む減水剤組成物であって、その一液化（均一な分散）後の粘度が改善された減水剤組成物並びにこれを用いた水硬性組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。

0008

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、水溶性スターチエーテルと、減水剤と、消泡剤を少なくとも含む減水剤組成物に、ガム類を用いることにより、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善することができることを見出し、本発明を為すに至った。

0009

即ち、本発明は、下記の減水剤組成物、水硬性組成物及びその製造方法を提供する。
１．
減水剤と、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、消泡剤とを含む減水剤組成物。
２．
前記水溶性スターチエーテルが、アルキルスターチ、ヒドロキシアルキルスターチ及びヒドロキシアルキルアルキルスターチからなる群から選ばれる少なくとも１種である１に記載の減水剤組成物。
３．
前記減水剤が、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレン系減水剤、リグニン系減水剤及びメラミン系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも１種である１又は２に記載の減水剤組成物。
４．
前記ガム類が、キサンタンガム、ウェランガム及びダイユータンガムからなる群から選ばれる少なくとも１種である１〜３のいずれかに記載の減水剤組成物。
５．
更に、水溶性セルロースエーテルを含む１〜４のいずれかに記載の減水剤組成物。
６．
前記水溶性セルロースエーテルが、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース及びヒドロキシアルキルアルキルセルロースからなる群から選ばれる少なくとも１種である５に記載の減水剤組成物。
７．
１〜６のいずれかに記載の減水剤組成物と、水硬性物質と、水とを少なくとも含む水硬性組成物。
８．
１〜６のいずれかに記載の減水剤組成物と、水硬性物質と、水を混合する工程を含む水硬性組成物の製造方法。

0010

本発明によれば、水溶性スターチエーテルと、減水剤と、消泡剤を少なくとも含む減水剤組成物に、ガム類を用いることにより、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善することができる。

0011

以下に本発明について説明する。
［減水剤組成物］
本発明に係る減水剤組成物は、減水剤と、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、消泡剤とを少なくとも含む、水硬性組成物のための組成物である（一液型減水剤）。

0012

（減水剤）
減水剤としては、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレン系減水剤、リグニン系減水剤、メラミン系減水剤等が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

0013

また、ここでいう減水剤とは、所定の流動性を得るのに必要な単位水量を減少させる化学混和剤であって、いわゆる高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ減水剤（高機能タイプ）と称されるもの全てを含むものであり、これらのいずれかであることが好ましい。

0014

ポリカルボン酸系減水剤の具体例としては、ポリカルボン酸エーテル系化合物、ポリカルボン酸エーテル系化合物と架橋ポリマーの複合体、ポリカルボン酸エーテル系化合物と配向ポリマーの複合体、ポリカルボン酸エーテル系化合物と高変性ポリマーの複合体、ポリエーテルカルボン酸系高分子化合物、マレイン酸共重合物、マレイン酸エステル共重合物、マレイン酸誘導体共重合物、カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物、末端スルホン基を有するポリカルボン酸基含有多元ポリマー、ポリカルボン酸系グラフトコポリマー、ポリカルボン酸エーテル系ポリマー等が挙げられる。
その性状は液体状であることが好ましい。

0015

ポリカルボン酸系減水剤の固形分濃度は、経済性又は水硬性組成物の製造時における添加量の観点から、好ましくは１０〜２５質量％、より好ましくは１２〜２４．５質量％、更に好ましくは１３〜２０質量％である。

0016

なお、固形分濃度は、次のように測定することができる。
まず、約５ｇの減水剤を１６ｍｌ秤量瓶にとり、その質量、即ち乾燥前の減水剤の質量（ｇ）を測定する。そして、１０５℃の乾燥機で恒量となるまで乾燥し、乾燥後の減水剤の質量（ｇ）を測定する。
測定した乾燥前及び乾燥後の減水剤の質量を用いて下記算出式により、固形分濃度を算出することができる。
固形分濃度（質量％）＝｛乾燥後の減水剤の質量（ｇ）／乾燥前の減水剤の質量（ｇ）｝×１００

0017

ポリカルボン酸系減水剤のＮａ+イオン濃度は、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、好ましくは１，０００ｐｐｍ以上、より好ましくは２，０００〜１８，０００ｐｐｍ、更に好ましくは７，５００〜１６，０００ｐｐｍ、特に好ましくは８，０００〜１２，０００ｐｐｍである。
なお、Ｎａ+イオン濃度は、イオンクロマトグラフ法により測定することができ、実施例にて詳述する。

0018

ナフタレン系減水剤の具体例としては、ナフタレンスルホン酸塩又はその誘導体を主成分とするもの等が挙げられる。
リグニン系減水剤の具体例としては、リグニンスルホン酸又はその塩、あるいはその誘導体を主成分とするもの等が挙げられる。
メラミン系減水剤の具体例としては、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩縮合物、メラミンスルホン酸塩ポリオール縮合物等が挙げられる。
減水剤は、２種類以上を併用して用いてもよい。また、減水剤は市販のものを用いることができる。

0019

減水剤組成物においては減水剤が基準量（例えば１００質量部）となり、この減水剤に対して所定比率で、後述する成分（水溶性スターチエーテルと、ガム類及び消泡剤、必要に応じて水溶性セルロースエーテル）を添加する。

0020

（水溶性スターチエーテル）
水溶性スターチエーテルとしては、アルキルスターチ、ヒドロキシアルキルスターチ、ヒドロキシアルキルアルキルスターチ等が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

0021

アルキルスターチとしては、メチルスターチ、エチルスターチ、プロピルスターチ等が挙げられる。
ヒドロキシアルキルスターチとしては、ヒドロキシメチルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシプロピルスターチ等が挙げられる。
ヒドロキシアルキルアルキルスターチとしては、ヒドロキシメチルメチルスターチ、ヒドロキシエチルメチルスターチ、ヒドロキシプロピルメチルスターチ等が挙げられる。

0022

水溶性スターチエーテルの由来としては、ジャガイモ、タピオカ、トウモロコシ等があるが、本発明で使用する水溶性スターチエーテルとしては、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチ、タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチが好ましい。

0023

ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチにおけるヒドロキシアルコキシ基の含有量（置換度）は、水への溶解性の観点から、好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは７〜２５質量％、更に好ましくは９〜２３質量％である。
ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチにおけるヒドロキシアルコキシ基の含有量は、第１７改正日本薬局方のヒドロキシプロピルセルロースの置換度分析方法により測定することができる。

0024

ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチの５質量％水溶液の２０℃における粘度は、水硬性組成物に所定の粘性を与える観点から、好ましくは１０〜１，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５０〜８００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは７０〜６００ｍＰａ・ｓである。
なお、ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチの５質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて３０ｒｐｍの測定条件にて測定することができる（以下、実施例において同じ）。

0025

タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチにおけるヒドロキシアルコキシ基の含有量（置換度）は、水への溶解性の観点から、好ましくは０．５〜２０質量％、より好ましくは２〜１５質量％、更に好ましくは２．５〜１０質量％である。
タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチにおけるヒドロキシアルコキシ基の含有量は、第１７改正日本薬局方のヒドロキシプロピルセルロースの置換度分析方法により測定することができる。

0026

タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチの５質量％水溶液の２０℃における粘度は、水硬性組成物に所定の粘性を与える観点から、好ましくは２〜１，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５〜８００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１０〜６００ｍＰａ・ｓである。
なお、タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチの５質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて３０ｒｐｍの測定条件にて測定することができる（以下、実施例において同じ）。

0027

水溶性スターチエーテルの添加量は、水硬性組成物に所定の粘性を与える観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２０質量部、より好ましくは０．１５〜１５質量部、更に好ましくは０．１５〜１０質量部である。
このとき、水溶性スターチエーテルは、２種類以上を併用してもよい。また、水溶性スターチエーテルは、市販のものを用いることができる。

0028

（ガム類）
ガム類としては、キサンタンガム、ウェランガム、ダイユータンガム等が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。ガム類を使用することにより、減水剤の見掛け粘度を向上させ、水溶性スターチエーテルの減水剤組成物における分散状態を向上させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善することができる。

0029

キサンタンガムは、セルロースと同様、主鎖がＤ−グルコースのβ−１，４結合であり、側鎖がマンノース２個とグルクロン酸１個より構成されている。

0030

キサンタンガムの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、好ましくは１，２００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１，５００〜７，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは２，０００〜６，０００ｍＰａ・ｓである。
キサンタンガムの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて１２ｒｐｍの測定条件にて測定することができる（以下、実施例において同じ）。

0031

キサンタンガムの添加量は、水溶性スターチエーテルの減水剤組成物における分散状態を向上させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善させる観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．００５〜２質量部、より好ましくは０．０１〜１質量部、更に好ましくは０．０５〜０．８質量部である。
このとき、キサンタンガムは、２種類以上を併用してもよい。また、キサンタンガムは市販のものを用いることができる。

0032

ウェランガムは、Ｄ−グルコース、Ｄ−グルクロン酸、Ｌ−ラムノースが２：２：１の割合で結合した主鎖に、Ｌ−ラムノース又はＬ−マンノース側鎖が結合した構造である。

0033

ウェランガムの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、好ましくは１，０００〜１５，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは２，０００〜１２，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは２，５００〜７，５００ｍＰａ・ｓである。
ウェランガムの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて１２ｒｐｍの測定条件にて測定することができる。

0034

ウェランガムの添加量は、水溶性スターチエーテルの減水剤組成物における分散状態を向上させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善させる観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．０２〜１０質量部、更に好ましくは０．０３〜８質量部である。
このとき、ウェランガムは、２種類以上を併用してもよい。また、ウェランガムは市販のものを用いることができる。

0035

ダイユータンガムは、Ｄ−グルコース、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−グルコースとＬ−ラムノース及び２つのＬ−ラムノースより構成されている。

0036

ダイユータンガムの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、好ましくは１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは２，０００〜７，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは２，５００〜６，０００ｍＰａ・ｓである。
ダイユータンガムにおける１質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて１２ｒｐｍの測定条件にて測定することができる。

0037

ダイユータンガムの添加量は、水溶性スターチエーテルの減水剤組成物における分散状態を向上させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善させる観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．０２〜１０質量部、更に好ましくは０．０３〜８質量部である。
このとき、ダイユータンガムは、２種類以上を併用してもよい。また、ダイユータンガムは市販のものを用いることができる。

0038

（消泡剤）
消泡剤としては、オキシアルキレン系消泡剤、シリコーン系消泡剤、アルコール系消泡剤、鉱油系消泡剤、脂肪酸系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤等が挙げられる。

0039

オキシアルキレン系消泡剤の具体例としては、（ポリ）オキシエチレン（ポリ）オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類；ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン２−エチルヘキシルエーテル、炭素数８以上の高級アルコールや炭素数１２〜１４の２級アルコールへのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルエーテル類；ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の（ポリ）オキシアルキレン（アルキル）アリールエーテル類；２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール，３−メチル−１−ブチン−３−オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類；ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル、ポリオキシアルキレンオレイン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレン脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類；ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等の（ポリ）オキシアルキレンアルキル（アリール）エーテル硫酸エステル塩類；（ポリ）オキシエチレンステアリルリン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルリン酸エステル類；ポリオキシエチレンラウリルアミン等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルアミン類；ポリオキシアルキレンアミド等が挙げられる。

0040

シリコーン系消泡剤の具体例としては、ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン（ジメチルポリシロキサン等のポリオルガノシロキサン）、フルオロシリコーン油等が挙げられる。

0041

アルコール系消泡剤の具体例としては、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類等が挙げられる。

0042

鉱油系消泡剤の具体例としては、灯油、流動パラフィン等が挙げられる。
脂肪酸系消泡剤の具体例としては、オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。
脂肪酸エステル系消泡剤の具体例としては、グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックス等が挙げられる。

0043

これらの中でも、水溶性スターチエーテルの連行空気を効率良く消泡させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善させる観点から、オキシアルキレン系消泡剤が好ましい。

0044

消泡剤の添加量は、水溶性スターチエーテルの連行空気を効率良く消泡させ、一液化（均一な分散）後の保存安定性を改善させる観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜１６質量部、より好ましくは０．００２〜１０質量部、更に好ましくは０．０５〜５質量部である。
このとき、消泡剤は、２種類以上を併用してもよい。なお、消泡剤は、市販のものを用いることができる。

0045

（その他成分）
本発明の減水剤組成物は、更に水溶性セルロースエーテルを含んでもよい。
水溶性セルロースエーテルとしては、非イオン性のものが好ましく、メチルセルロース等のアルキルセルロース；ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース；及びヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース及びヒドロキシエチルエチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロースが挙げられ、これらから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

0046

上記アルキルセルロースのうち、メチルセルロース（ＭＣ）において、メトキシ基の置換度（ＤＳ）は、好ましくは１．０〜２．２、より好ましくは１．２〜２．０である。
なお、アルキルセルロースにおけるアルコキシ基の置換度（ＤＳ）は、第１７改正日本薬局方のメチルセルロースの置換度分析方法により測定できる値を換算することで求めることができる。

0047

上記ヒドロキシアルキルセルロースのうち、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）において、ヒドロキシエトキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、好ましくは０．３〜３．０、より好ましくは０．５〜２．８であり、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）において、ヒドロキシプロポキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、好ましくは０．１〜３．３、より好ましくは０．３〜３．０である。
なお、ヒドロキシアルキルセルロースにおけるヒドロキシアルコキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、第１７改正日本薬局方のヒドロキシプロピルセルロースの置換度分析方法により測定できる値を換算することで求めることができる。

0048

上記ヒドロキシアルキルアルキルセルロースのうち、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）において、メトキシ基の置換度（ＤＳ）は、好ましくは１．０〜２．２、より好ましくは１．３〜１．９、ヒドロキシプロポキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、好ましくは０．１〜０．６、より好ましくは０．１〜０．５である。また、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）において、メトキシ基の置換度（ＤＳ）は、好ましくは１．０〜２．２、より好ましくは１．３〜１．９、ヒドロキシエトキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、好ましくは０．１〜０．６、より好ましくは０．１５〜０．４である。また、ヒドロキシエチルエチルセルロース（ＨＥＥＣ）において、エトキシ基の置換度（ＤＳ）は、好ましくは１．０〜２．２、より好ましくは１．２〜２．０、ヒドロキシエトキシ基の置換モル数（ＭＳ）は、好ましくは０．０５〜０．６、より好ましくは０．１〜０．５である。
なお、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースにおけるアルコキシ基の置換度及びヒドロキシアルコキシ基の置換モル数は、第１７改正日本薬局方記載のヒプロメロース（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）の置換度分析方法により測定できる値を換算することで求めることができる。

0049

なお、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースにおけるアルコキシ基のＤＳは、置換度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）を表し、無水グルコース１単位当たりのメトキシ基の平均個数をいう。
また、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースにおけるヒドロキシアルコキシ基のＭＳは、置換モル数（ｍｏｌａｒ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）を表し、無水グルコース１モル当たりのヒドロキシアルコキシ基の平均モル数をいう。

0050

水溶性セルロースエーテルとしては、水硬性組成物における材料分離抵抗性付与の観点から、上記例示したもののうち、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びヒドロキシエチルメチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロースが好ましい。

0051

水溶性セルロースエーテルの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、水硬性組成物に所定の粘性を与える観点から、好ましくは１〜３０，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１．２〜２５，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１．５〜２０，０００ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは１．５〜３，０００ｍＰａ・ｓである。
なお、水溶性セルロースエーテルの１質量％水溶液の２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計を用いて１２ｒｐｍの測定条件にて測定することができる（以下、実施例において同じ）。

0052

水溶性セルロースエーテルの添加量は、水硬性組成物に所定の粘性を与える観点から、減水剤１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。
このとき、水溶性セルロースエーテルは、２種類以上を併用してもよい。また、水溶性セルロースエーテルは、市販のものを用いてもよいし、公知の方法で製造したものを用いてもよい。

0053

本発明の減水剤組成物によれば、保存安定性が改善されたものとなる。例えば、一液化（均一な分散）直後から室温（２０℃）７２時間静置後の沈降体積が好ましくは７０体積％以上、より好ましくは７５体積％以上のものとなる。また、本発明によれば、減水剤組成物の一液化（均一な分散）直後から室温（２０℃）１６８時間後の沈降体積を好ましくは５０体積％以上、より好ましくは５３体積％以上とすることも可能である。

0054

ここで、沈降体積とは、一液化（均一な分散）直後（混合直後）の減水剤組成物の所定量（例えば１００ｍｌ）を所定外径（例えば３２ｍｍ）の有栓メスシリンダーに注ぎ込み、室温（２０±３℃）で一定時間静置した時に観察される液体全体に対する懸濁層（減水剤組成物層）の体積比率（懸濁維持率）を意味する。なお、一液化（均一な分散）直後（混合直後）の減水剤組成物の量及び使用するメスシリンダーの大きさ（外径及び高さ）は上記観察の際に液体全体における懸濁層（減水剤組成物層）の高さ（即ち、液体全体における上澄み液と懸濁層の境界位置）が目視で明確に確認できる限り、特に制約されない。

0055

本発明の減水剤組成物は、減水剤と、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、消泡剤と、必要に応じて水溶性セルロースエーテルとを混合して減水剤組成物を得る工程により製造することができる。

0056

このとき、減水剤と、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、消泡剤の添加順序（水溶性セルロースエーテルを添加する場合にはこの水溶性セルロースエーテルも含めた添加順序）は、特に制限されない。

0057

また、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、必要に応じて添加される水溶性セルロースエーテルとは、別々に添加してもよいし、予め混合してから添加してもよい。
更に、水溶性スターチエーテル、ガム類、水溶性セルロースエーテルは粉体又は水溶液のいずれの形態で添加してもよい。

0058

混合方法は、特に制限されず、例えば、撹拌機を用いて行うことができる。
撹拌機は、高速で回転する撹拌子（回転羽根）と、撹拌子の回転により上記材料が混合可能な容器とを備える装置であり、例えば、ホモミキサー（ＨＭ−３１０、ＡＳ ＯＮＥ社製）、高速ホモミキサー（ＬＺＢ１４−ＨＭ−１、中央理化社製）等のローター・ステーター型ミキサー、薄膜旋回型高速ミキサー（フィルミックス、プライミクス社製）等の円筒壁旋回ミキサー、ホモジナイザー（ＰＨ９１、エスエムテー社製）等、又はそれらの原理を適用した高速撹拌機が挙げられる。これらのうち、ローター・ステーター型ミキサー又は円筒壁旋回ミキサーが好ましい。

0059

撹拌機における撹拌子（回転羽根）の種類としては、タービン・ステータ型、薄膜旋回型（ＰＣホイール）、ディスパー型及び穴あき籠型等が挙げられるが、撹拌効率及び減水剤組成物の一液化（均一な分散）後の保存安定性の観点から、好ましくはタービン・ステータ型及び薄膜旋回型（ＰＣホイール）である。

0060

撹拌機における撹拌子の周速は、減水剤組成物の効率的な生産性の観点から、好ましくは７〜３０ｍ／ｓ、より好ましくは７〜１５ｍ／ｓである。
なお、撹拌子の周速とは、撹拌機において回転する撹拌子（回転羽根）の最も早い部分（即ち、撹拌子の最外周）の速度である。

0061

撹拌子の周速ｖ（ｍ／ｓ）は、撹拌子の直径ｄ（ｍｍ）、撹拌子の回転速度ｎ（ｒｐｍ（１分間当たりの回転数））から次式で求められる。
ｖ＝π×ｄ×ｎ／６００００

0062

混合時間（撹拌時間）は、水溶性スターチエーテルと、減水剤と、ガム類と、消泡剤の全ての材料（水溶性セルロースエーテルを添加する場合にはこの水溶性セルロースエーテルも含めた全ての材料）を投入後であって撹拌子の目標周速に達してからの時間、又は水溶性スターチエーテルと、減水剤と、ガム類と、消泡剤と、必要に応じて添加される水溶性セルロースエーテルの全ての材料を投入後からの時間であり、特に制限されないが、減水剤組成物の効率的な生産性の観点から、好ましくは３０秒間以上、より好ましくは１分間以上である。
また、混合時間の上限に特に制限はないが、減水剤組成物の効率的な生産性の観点から、好ましくは６０分間以下、より好ましくは１０分間以下である。

0063

［水硬性組成物及びその製造方法］
本発明に係る水硬性組成物は、上述した本発明の減水剤組成物と、水硬性物質と、水とを含むことを特徴とするものである。

0064

また、本発明に係る水硬性組成物の製造方法は、上述した本発明の減水剤組成物と、水硬性物質と、水を混合する工程を少なくとも含むことを特徴とするものである。

0065

水硬性組成物の具体的用途としては、コンクリート、モルタル及びセメントペースト等が挙げられる。

0066

コンクリート用水硬性組成物は、本発明の減水剤組成物と、水硬性物質（セメント）、水、細骨材（砂）及び粗骨材（砂利）を含むものであることが好ましく、その種類としては普通コンクリート、中流動コンクリート、高流動コンクリート、水中不分離性コンクリート及び吹き付けコンクリート等が挙げられる。

0067

モルタル用水硬性組成物は、本発明の減水剤組成物と、水硬性物質（セメント）、水及び細骨材（砂）を含むものであることが好ましく、その種類としてはタイル張付けモルタル、補修用モルタル、装飾用塗材及びセルフレベリング材等が挙げられる。

0068

セメントペースト用水硬性組成物は、本発明の減水剤組成物と、水硬性物質（セメント）及び水を含むものであることが好ましく、部材と部材の空壁を埋めるグラウト材等が挙げられる。

0069

水硬性物質としては、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、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント及び超早強ポルトランドセメント等の水硬性のセメント等が挙げられる。
水硬性物質は、単独で、又は２種類以上を併用して用いてもよい。なお、水硬性物質は、市販のものを用いることができる。

0070

水硬性物質（セメント）の含有量としては、強度確保の観点から、水硬性組成物がコンクリート用の場合はコンクリート１ｍ3あたり、好ましくは２７０〜８００ｋｇである。
水硬性組成物がモルタル用の場合はモルタル１ｍ3あたり、好ましくは３００〜１，０００ｋｇである。
水硬性組成物がセメントペースト用の場合は、セメントペースト１ｍ3あたり、好ましくは５００〜１，６００ｋｇである。

0071

本発明の減水剤組成物の添加量は、水硬性組成物における流動性、材料分離抵抗性及び凝結遅延等の観点から、単位セメント量（ｋｇ／ｍ3）に対して、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．３〜３質量％である。

0072

水としては、水道水、海水等が挙げられるが、塩害防止の観点から、水道水が好ましい。

0073

水硬性組成物における水／セメント比（Ｗ／Ｃ）は、水硬性組成物における材料分離の観点から、好ましくは３０〜７５質量％、より好ましくは４５〜６５質量％である。

0074

水硬性組成物は、その用途に応じて、骨材を更に含む。骨材としては、細骨材及び粗骨材が挙げられる。
細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂等が好ましい。

0075

水硬性組成物における砂セメント比は、水硬性組成物の流動性、ひび割れ及びコストの観点から、好ましくは０．５〜３．０である。

0076

細骨材の粒径（最大粒径）は、好ましくは５ｍｍ以下である。

0077

細骨材の粒度分布は、モルタル用組成物の鏝塗作業性の観点から、好ましくは０．０７５〜５ｍｍ、より好ましくは０．０７５〜２ｍｍ、更に好ましくは０．０７５〜１ｍｍである。
細骨材の粒度分布は、目開き５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２ｍｍ、８５０μｍ、６００μｍ、４２５μｍ、３００μｍ、２１２μｍ、１５０μｍ、１０６μｍ、７５μｍ、５３μｍの篩を用いて測定することができる。

0078

細骨材の含有量は、水硬性組成物がコンクリート用の場合は、コンクリート１ｍ3あたり、好ましくは４００〜１，１００ｋｇ、より好ましくは５００〜１，０００ｋｇであり、水硬性組成物がモルタル用の場合は、モルタル１ｍ3あたり、好ましくは５００〜２，０００ｋｇ、より好ましくは６００〜１，６００ｋｇである。

0079

粗骨材としては、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石等が好ましい。

0080

粗骨材の粒径（最大粒径）は細骨材の粒径より大きく、好ましくは４０ｍｍ以下、より好ましくは２５ｍｍ以下である。

0081

粗骨材の含有量は、水硬性組成物がコンクリート用の場合は、コンクリート１ｍ3あたり、好ましくは６００〜１，２００ｋｇ、より好ましくは６５０〜１，１５０ｋｇである。

0082

骨材中における細骨材率（容積百分率）は、水硬性組成物がコンクリート用の場合、流動性又は十分な強度を保持する観点から、好ましくは３０〜５５容積％、より好ましくは３５〜５５容積％、より一層好ましくは３５〜５０容積％である。
なお、細骨材率（容積％）＝細骨材の容積／（細骨材の容積＋粗骨材の容積）×１００である。

0083

骨材は、単独で、又は２種類以上を併用して用いてもよい。なお、骨材は、市販のものを用いることができる。

0084

水硬性組成物には、硬化時の発熱抑制及び硬化後の耐久性を上げるために、混和材を必要に応じて添加することができる。

0085

混和材としては、高炉スラグ、フライアッシュ等が挙げられる。

0086

混和材の含有量は、水硬性組成物の初期強度発現及び耐久性の観点から、添加する場合、０質量％超７０質量％以下が好ましい。
このとき、混和材は、単独で、又は２種類以上を併用して用いてもよい。なお、混和材は、市販のものを用いることができる。

0087

水硬性組成物には、所定の空気量を確保し、水硬性組成物の耐久性を得るために、ＡＥ剤（Ａｉｒ Ｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ Ａｇｅｎｔ）を必要に応じて併用してもよい。

0088

ＡＥ剤としては、陰イオン界面活性剤系、陽イオン界面活性剤系、非イオン界面活性剤系、両性界面活性剤系、ロジン系界面活性剤系等のＡＥ剤が挙げられる。

0089

陰イオン界面活性剤系としては、カルボン酸型、硫酸エステル型、スルホン酸型、リン酸エステル型等が挙げられる。
陽イオン界面活性剤系としては、アミン塩型、第１級アミン塩型、第２級アミン塩型、第３級アミン塩型、第４級アミン塩型等が挙げられる。
非イオン界面活性剤系としては、エステル型、エステル・エーテル型、エーテル型、アルカノールアミド型等が挙げられる。
両性界面活性剤系としては、アミノ酸型、スルホベタイン型等が挙げられる。
ロジン系界面活性剤系としては、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、デヒドロアビエチン酸等が挙げられる。

0090

ＡＥ剤の添加量は、水硬性組成物の空気量の観点から、単位セメント量（ｋｇ／ｍ3）に対して、０．０００１〜０．０１質量％が好ましい。

0091

ＡＥ剤は、単独で、又は２種類以上を併用して用いてもよい。なお、ＡＥ剤は、市販のものを用いることができる。

0092

本発明の水硬性組成物には、水硬性組成物の強度を得るために、消泡剤を必要に応じて添加してもよい。
消泡剤としては、上記減水剤組成物で使用するものと同様のものが挙げられる。

0093

消泡剤の添加量は、水溶性スターチエーテルによる起泡を抑制する観点から、水溶性スターチエーテル１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５０質量部である。

0094

なお、本発明の水硬性組成物には、練混ぜ直後の水硬性組成物（フレッシュコンクリート、フレッシュモルタル又はフレッシュセメントペースト）の物性を管理するため、塩化カルシウム、塩化リチウム、蟻酸カルシウム等の凝結促進剤や、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム等の凝結遅延剤を必要に応じて使用することができる。

0095

更に、本発明の水硬性組成物には、硬化・乾燥による収縮ひび割れ、セメントの水和反応熱による温度応力に伴うひび割れ防止のために、乾燥収縮低減剤、アウイン系や石灰系の膨張材を必要に応じて添加することができる。

0096

以上説明した水硬性組成物は、減水剤組成物と、水硬性物質と、水を混合する工程を少なくとも含む水硬性組成物の製造方法によって製造することができる。

0097

例えば、まず、ミキサーに、本発明の減水剤組成物、水硬性物質及び必要に応じて骨材（細骨材及び／又は粗骨材）、消泡剤を入れ、空練りを行う。その後、水を加えて混練して水硬性組成物を得る。
また、予め、減水剤組成物と水を混合して、添加してもよい。

0098

以上のようにして本発明の水硬性組成物の製造方法によれば、ブリーディングが抑制され、流動性のある水硬性組成物が得られる。

0099

以下、実施例及び比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。

0100

［実施例１〜１０、比較例１］
＜減水剤組成物の製造＞
以下に示す水溶性スターチエーテルと、減水剤と、ガム類と、消泡剤と、必要に応じて水溶性セルロースエーテルを表１に示す添加量となるように計量し、これらの材料について撹拌機を用いて撹拌、混合して減水剤組成物を製造した。
撹拌時間はいずれの実施例、比較例においても、撹拌子が目標周速に達してから、実施例１〜４では水溶性スターチエーテルと、減水剤と、ガム類と、消泡剤の全ての材料を、実施例５〜１０では水溶性スターチエーテルと、減水剤と、ガム類と、消泡剤と、水溶性セルロースエーテルの全ての材料を、比較例１では水溶性スターチエーテルと、減水剤と、消泡剤と、水溶性セルロースエーテルの全ての材料を投入後、２分間とした。
なお、水溶性スターチエーテルと、ガム類と、水溶性セルロースエーテルは個別に同時に粉体の状態で減水剤に添加し、更に液状の消泡剤も添加した。

0101

＜使用材料＞
（１）減水剤
・ポリカルボン酸系減水剤−Ａ
固形分濃度；１５．０質量％
Ｎａ+イオン濃度；１０，１００ｐｐｍ
なお、ポリカルボン酸系減水剤−Ａは、ポリカルボン酸系減水剤（チューポールＥＸ−６０Ｔ、固形分濃度；１２．３質量％、Ｎａ+イオン濃度；８，３００ｐｐｍ、竹本油脂（株）製）をビーカーに量りとり、６０℃に加熱することにより、濃縮し固形分濃度及びＮａ+イオン濃度を調整したものである。

0102

（Ｎａ+イオン濃度の測定方法）
ポリカルボン酸系減水剤−ＡのＮａ+イオン濃度を下記の方法で測定した。
減水剤組成物の製造に使用した減水剤の試料を純水にて１／１００００濃度に希釈し、０．２μｍフィルター（商品名、液クロディスク（ＰＴＦＥ製）、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）にて濾過し、下記の測定条件下にて、イオンクロマトグラフＤＩＯＮＥＸ ＩＣＳ−１６００（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）により測定した。
（測定条件）
・ガードカラム；ＣＧ１４（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）
・メインカラム；ＣＳ１４（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）
・サプレッサ；ＣＥＲＳ−５００−４ｍｍ（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）
・カラム温度；３０℃
・液量；１ｍｌ／ｍｉｎ
・注入量；２５μｍ
・溶離液；１０ｍＭ−ＭＳＡ（メタスルホン酸）
溶離液は、メタスルホン酸２ｍｏｌを純水で１０ｍｍｏｌに希釈することにより調製した。

0103

（２）水溶性スターチエーテル
・タピオカ由来のヒドロキシプロピルスターチ（ＨＰＳ−Ａ）
（ＥｘｃｅｌｃｏｒｎＣ２５０、Ｓｉａｍ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｔａｒｃｈ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．製、ヒドロキシプロポキシ基の含有量４．３質量％、５質量％水溶液の２０℃における粘度；４８４．０ｍＰａ・ｓ）
・タピオカ由来のヒドロキシプロピルスターチ（ＨＰＳ−Ｂ）
（Ｅｘｃｅｌｃｏｒｎ１００、Ｓｉａｍ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｔａｒｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製、ヒドロキシプロポキシ基の含有量３．９質量％、５質量％水溶液の２０℃における粘度；４５．０ｍＰａ・ｓ）
・ジャガイモ由来のヒドロキシプロピルスターチ（ＨＰＳ−Ｃ）
（ＥｍｓｅｔＫＨ６、ＥＭＳＬＡＮＤ ＧＲＯＵＰ社製、ヒドロキシプロポキシ基の含有量１７．１質量％、５質量％水溶液の２０℃における粘度；３１３．０ｍＰａ・ｓ）

0104

（３）ガム類
・キサンタンガム（ＸＧ）
（ＫＥＬＴＲＯＬ、ＣＰ Ｋｅｌｃｏ社製、１質量％水溶液の２０℃における粘度；３，１１０ｍＰａ・ｓ）

0105

（４）消泡剤
・オキシアルキレン系（ＯＡ系）消泡剤
（ＳＮデフォーマー １４ＨＰ、サンノプコ（株）製）

0106

（５）水溶性セルロースエーテル
・ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ−１）
（ＤＳ；１．８７、ＭＳ；０．２４、１質量％水溶液の２０℃における粘度；２．０ｍＰａ・ｓ）
・ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ−２）
（ＤＳ；１．８２、ＭＳ；０．１８、１質量％水溶液の２０℃における粘度；２，０９０ｍＰａ・ｓ）
・ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）
（ＤＳ；１．５０、ＭＳ；０．２０、１質量％水溶液の２０℃における粘度；２，０７０ｍＰａ・ｓ）
・ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）
（ＭＳ；２．５０、１質量％水溶液の２０℃における粘度；２，０７０ｍＰａ・ｓ）

0107

＜撹拌条件＞
・撹拌機：ホモミキサー（ＨＭ−３１０、ＡＳ ＯＮＥ社製）
羽根の種類：タービン・ステータ型
羽根の大きさ（直径）：２９ｍｍ
回転数：５，０００ｒｐｍ
周速：７．６ｍ／ｓ

0108

得られた減水剤組成物について以下の方法により、沈降体積を測定した。
（沈降体積の測定）
上記製造直後、即ち一液化（均一な分散）直後の減水剤組成物を有栓メスシリンダー（外径３２ｍｍ、容量１００ｍＬ、ＩＷＡＫＩ製）に１００ｍＬ採取して、室温（２０±３℃）に放置（静置）し、採取直後（０時間後）、２４時間後、７２時間後、１６８時間後毎に、上澄み液との境界を目視で観察した。境界に相当する目盛に基づいて液体全体に対する懸濁層（減水剤組成物層）の体積比率（懸濁維持率）を沈降体積として求めた。例えば、上澄み液との境界が０ｍＬの場合は、沈降体積は、１００体積％であり、上澄み液との境界が９０ｍＬの場合は、沈降体積は９０体積％であり、上澄み液との境界が５０ｍＬの場合は、沈降体積は５０体積％である。
以上の結果を表１に示す。

0109

0110

実施例１及び比較例１の結果より、ガム類を用いることにより、水溶性スターチエーテル（タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチ）と、減水剤と、消泡剤を含む減水剤組成物の２０℃における沈降体積が改善される結果となった。
また、実施例２より、ヒドロキシプロポキシ基の含有量及び粘度が異なるタピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチを用いた場合であっても、同様の効果を示すことが知見された。
更に、実施例３より、ジャガイモ由来のヒドロキシアルキルスターチを用いた場合であっても、同様の効果を示すことが知見された。なお、実施例１〜３を比較すると、タピオカ由来のヒドロキシアルキルスターチがより効果を奏することが知見された。
また、実施例４より、水溶性スターチエーテル、ガム類、消泡剤の添加量を増やした場合であっても実施例１と同様の効果を示すことが知見された。
そして、実施例５〜７より、水溶性セルロースエーテルを併用した場合であっても実施例１と同様の効果を示すことが知見された。
加えて、実施例８〜１０より、種々の水溶性セルロースエーテルを併用した場合であっても実施例１と同様の効果を示すことが知見された。

0111

なお、これまで本発明を上記に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。