JP2006036623A - セメント混和剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、ポリアルキレングリコール側鎖をもつポリカルボン酸系共重合体を含むセメント混和剤であって、該ポリカルボン酸系共重合体は、酸量の異なる2種類以上の共重合体により構成されるものであり、該酸量の異なる2種類以上の共重合体のうち少なくとも1つは、炭素数3以上のオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコール側鎖をもつものであるセメント混和剤、及び、該ポリカルボン酸系共重合体は、重量平均分子量が20000以下である2種類以上の共重合体により構成されるものであるセメント混和剤。
【選択図】 なし
Description
本発明はまた、炭素数3以上のオキシアルキレン基を必須とするポリアルキレングリコール側鎖をもつポリカルボン酸系共重合体を含むセメント混和剤であって、上記ポリカルボン酸系共重合体は、重量平均分子量が20000以下である2種類以上の共重合体により構成されるものであるセメント混和剤でもある。
以下に本発明を詳述する。
上記ポリカルボン酸系共重合体は、(1)酸量の異なる2種類以上の共重合体により構成される形態、及び/又は、(2)重量平均分子量が20000以下である2種類以上の共重合体により構成される形態となるものを含有することになる。2種類以上の共重合体とは、特定の性質を有することにより1つの共重合体であると評価されるものが2種類以上含有されてなる共重合体である。
上記共重合体としては、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体を含有する単量体成分を重合してなるものであることが好ましい。より好ましくは、単量体成分に不飽和カルボン酸系単量体を含有することである。また必要に応じて、その他の共重合可能な単量体を含有していてもよい。共重合体がこのような単量体成分を重合してなるものである場合に、2種類以上の共重合体の形態としては、(A)炭素数3以上のオキシアルキレン基を必須とするポリアルキレングリコール鎖の構造が異なる形態、(B)単量体成分における各単量体の種類や使用量が異なる形態、(C)重合で得られた共重合体の分子量が異なる形態、(D)これらを組み合わせた形態等を挙げることができる。(A)の場合における構造としては、例えば、炭素数3以上のオキシアルキレン基を必須とするポリアルキレングリコール側鎖がランダム重合の形態、ブロック重合の形態、交互重合の形態等であることが挙げられる。また(B)の場合においては、例えば、上述のその他の共重合可能な単量体の種類や使用量が異なる形態等が挙げられる。このような2種類以上の共重合体は、例えば、共重合体を別々に2種類以上調製した後に、それらの共重合体を混合したり、共重合体が2種類以上生成することになるように製造したりすることにより得ることができる。
上記酸量の比としては、上記共重合体が2種類の場合には、多い方の酸量をA、少ない方の酸量をBとすると、A/Bとなり、上記共重合体が3種類以上の場合には、その中で最も多い酸量をC、最も少ない酸量をDとすると、C/Dとなる。
上記酸量の最も少ない共重合体においては、下限値が、5%が好ましい。より好ましくは、7%であり、更に好ましくは、8%である。上限値としては30%が好ましい。より好ましくは、25%であり、更に好ましくは、20%である。また、好ましい範囲としては、5〜30%であり、より好ましくは、7〜25%であり、更に好ましくは、8〜20%である。5%未満であったり、30%を超えたりすると、セメント組成物等のスランプ保持性が充分に向上されなくなるおそれがある。
酸量A=100×a/(a+b)
例えば、全単量体成分を100質量%とする場合に、該単量体成分が、ポリアルキレングリコール系単量体75質量%、及び、酸基としてカルボキシル基を有するメタクリル酸ナトリウム25質量%からなる場合における酸量は25%となり、ポリアルキレングリコール系単量体60質量%、メタクリル酸ナトリウム30質量%及びメタクリル酸メチル10質量%からなる場合における酸量は30%となる。
上記酸基としては、カルボキシル基、スルホン基等が好適である。
上記重量平均分子量としては、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」という)によるポリエチレングリコール換算により測定することができ、例えば以下のような測定条件により測定することができる。
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に、酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
打込み量:0.5%溶離液溶液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
〔酸価測定方法〕
酸価を求めようとする重合体溶液0.5〜1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/L KOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(平沼産業社製、「COM−555」)を用いて滴定し、溶液の酸価を測定する。他方、上記重合体溶液1.0gにアセトン2mlを加えて溶解させた溶液を、常温で自然乾燥させ、更に、5時間減圧乾燥(160℃/5mmHg)した後、デシケータ内で放冷し、質量を測定する。そして、溶液の酸価と溶液の樹脂固形分から重合体の酸価(mgKOH/g)を計算する。
上記フローストップ値は、以下のように測定することができる。
下記組成のコンクリートを調製し、セメント混和剤をコンクリート100質量%に対して0.25質量%程度添加し、空気量を3〜4%に調整したものの、初期(0min)のスランプフロー値の測定を行う場合に、フローが流れて止まるまでの時間を測定することにより求めることができる。上記スランプフロー値、空気量の測定は日本工業規格(JIS A 1101、1128、6204)に準拠して行うことができる。
〔コンクリート配合〕
水:172kg/m3
セメント(太平洋セメント社製、住友大阪セメント社製、宇部三菱セメント社製:普通ポルトランドセメント):491kg/m3
細骨材(大井川系川砂):744.5kg/m3
粗骨材(青梅産砕石):909.8kg/m3
W/C:35%
上記共重合体をカルボン酸塩とする場合は、例えば、アルカル金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が用いられ、カルボン酸塩となっている単量体を重合してもよいし、カルボン酸の単量体を重合した後、塩形成させてもよい。
上記単量体成分におけるポリアルキレングリコール系不飽和単量体と不飽和カルボン酸系単量体との含有割合としては、ポリアルキレングリコール系不飽和単量体/不飽和カルボン酸系単量体(モル比)とすると、0.1以上であり、また、2以下であることが好ましい。より好ましくは、0.3以上であり、また、1.2以下である。
上記−(RaO)−で表されるオキシアルキレン基は、炭素数2〜18のアルキレンオキシド付加物であり、炭素数3以上のアルキレンオキシドが少なくとも1種付加しているものである。このようなアルキレンオキシド付加物の構造は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド等のアルキレンオキシドの1種又は2種以上により形成される構造である。このようなアルキレンオキシド付加物の中でも、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドが付加したものであることが好ましい。より好ましくは、エチレンオキシドが付加したものであることである。すなわちオキシプロピレン基及び/又はオキシブチレン基を必須として有し、オキシエチレン基を有するものであることがより好ましい。この場合、オキシエチレン基としては、全オキシアルキレン基100モル%中に50〜98モル%であることが好ましい。50モル%未満であると、オキシアルキレン基の親水性が不足しセメント粒子の分散性能が低下するおそれがある。より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。
またオキシエチレン基の平均付加モル数としては、2以上であることが好ましい。オキシエチレン基の平均付加モル数が2未満であると、セメント粒子等を分散させるために充分な親水性が得られないおそれがあるため、優れた流動性を得ることができないおそれがある。より好ましくは、3以上であり、更に好ましくは、5以上であり、特に好ましくは、10以上である。また、より好ましくは、280以下であり、更に好ましくは、250以下であり、特に好ましくは、200以下であり、最も好ましくは150以下である。
なお、平均付加モル数とは、オキシアルキレン基により形成される基1モル中において付加している当該オキシアルキレン基のモル数の平均値を意味する。
上記炭素数1〜20の炭化水素基を有するアルコールやフェノール類としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルキルアルコール;ベンジルアルコール等のアリール基を有するアルコール;フェノール、パラメチルフェノール等のフェノール類等が好適であり、これらの中でも、メタノール、エタノール、ブタノール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。
上記不飽和アルコールポリアルキレングリコール付加物としては、不飽和基を有するアルコールにポリアルキレングリコール鎖が付加した構造を有する化合物であればよく、また、上記ポリアルキレングリコールエステル系単量体としては、不飽和基とポリアルキレングリコール鎖とがエステル結合を介して結合された構造を有する単量体であればよく、不飽和カルボン酸ポリアルキレングリコールエステル系化合物が好適であり、中でも、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好適である。
メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテルが好適である。
メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート。
炭素数1〜30個のアルコールや炭素数1〜30のアミンに炭素数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上述のような不飽和ジカルボン酸系単量体とのハーフエステル、ジエステル;不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数2〜18のグリコールの平均付加モル数が2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル、ジエステル;マレアミン酸と炭素数2〜18のグリコールの平均付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフアミド類;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類。
上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよく、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、又は、それらの無水物が好ましい。
(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)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸エステル類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート類;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチルエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合物類;上述のような不飽和モノカルボン酸系単量体と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類。
上記ポリアルキレンイミンの重量平均分子量としては、100〜100000が好ましく、より好ましくは、300〜50000、更に好ましくは、600〜10000である。
上記ポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量としては、GPCによるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)が3000〜100000が好ましく、より好ましくは5000〜80000、さらに好ましくは7000〜40000である。
更に上記一般式(2)におけるnの繰り返し数で表されるポリオキシエチレン鎖を含む場合において、この親水性の高い鎖を併せ持つことに特徴があり、これにより、すぐれた分散性能を発揮するのでセメント混和剤添加量が比較的多くならないのである。
すなわち、特にセメントの作業性を重視する場合には、上記一般式(1)で示される構造と前一般式(2)で示される構造のモル比:(1)/(2)は、99/1〜10/90であることが好ましく、更に好ましくは99/1〜20/80、特に好ましくは99/1〜30/70、最も好ましくは99/1〜40/60である。
他方、特にセメント混和剤の添加量を重視する場合には、上記一般式(1)で示される構造と上記一般式(2)で示される構造のモル比:(1)/(2)は、1/99〜90/10であることが好ましく、更に好ましくは1/99〜80/20、特に好ましくは1/99〜70/30、最も好ましくは1/99〜60/40である。
上記一般式(6)におけるr、p及びqの繰り返し数で表されるポリオキシアルキレン鎖は、いわゆるA−B−A型のブロック共重合の形式であり、この特定の構造が含まれると親水性ブロックが減水性を強く発現し、疎水性ブロックが作業性をより多く付与するので、より優れたセメント混和剤が得られることとなる。
またR3Oは、炭素数2〜18のオキシアルキレン基の1種又は2種以上の混合物を表し、そのオキシアルキレン基の0.01〜49モル%は炭素数3〜18のオキシアルキレン基である。炭素数2〜18のオキシアルキレン基が2種以上の場合はブロック状に付加していても、ランダム状に付加していてもよい。
上記一般式(1)において、R4は、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表し、好ましくはメチル基である。
上記一般式(2)におけるnは1〜300の数であり、300を超えると粘性が高くなり、作業性に劣ることがあり、好ましくは1〜200であり、より好ましくは1〜100、更に好ましくは1〜60、最も好ましくは1〜40である。R7は水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表し、好ましくはメチル基である。
重合体タイプI:上記一般式(1)及び上記一般式(2)に示す部位と一分子中に2個以上のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を有する重合体。
重合体タイプII:上記一般式(1)中のR3Oが下記一般式(6)となっている部位及び上記一般式(2)で表される部位と一分子中に2個以上のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩を有する重合体。
上記一般式(1)で表される部位又は上記一般式(1)のR3Oが上記一般式(6)となっている部位と、上記一般式(2)で表される部位の合計が、ポリカルボン酸系共重合体の総重量に対して占める割合は、10〜95重量%が好ましく、より好ましくは50〜90重量%であり、更に好ましくは65〜85重量%である。
合成経路A:一分子中にカルボン酸又はカルボン酸塩と重合性二重結合を有する単量体の1種又は2種以上と下記一般式(7)で表される単量体(a)の1種又は2種以上、及び下記一般式(8)で表される単量体(b)の1種又は2種以上を重合することにより得ることができる。カルボン酸塩の場合は、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が用いられ、これらのカルボン酸塩の単量体を重合してもよいし、カルボン酸の単量体を重合した後、塩形成させてもよい。
合成経路B:一分子中にカルボン酸又はカルボン酸塩と重合性二重結合を有する単量体の1種又は2種以上と下記一般式(9)で表される単量体(c)の1種又は2種以上、及び上記一般式(8)で表される単量体(b)の1種又は2種以上を重合することにより得ることができる。カルボン酸塩の場合は、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が用いられ、これらのカルボン酸塩の単量体を重合してもよいし、カルボン酸の単量体を重合した後、塩形成させてもよい。
上記重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;アゾビス−2メチルプロピオンアミジン塩酸塩、アゾイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のパーオキシドが好適である。また、促進剤として、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、モール塩、ピロ重亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、アスコルビン酸、エリソルビン酸等の還元剤;エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、グリシン等のアミン化合物を併用することもできる。これらの重合開始剤や促進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記炭素数3以上のオキシアルキレン基としては、炭素数が8以下であることが好ましい。より好ましくは、6以下であり、更に好ましくは、4以下である。また、2種類以上のアルキレンオキシド、すなわちエチレンオキシドと、炭素数3以上のアルキレンオキシドとが付加した形態となっているオキシアルキレン基の付加形態としては、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれであってもよい。好ましい形態としては、オキシエチレン基−炭素数3以上のオキシアルキレン基がブロック状に付加しているものである。
Z−〔(AO)s−R17〕t (10)
(式中、Zは、活性水素を有する化合物残基を表す。R17は、同一若しくは異なって、水素原子、炭化水素基、−Y−NR18R19、−COR20又は−CH2CH2NHCO−R21を表す。Yは、炭素数1〜10のアルキレン基を表す。R18及びR19は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表す。R20及びR21は、炭素数1〜30の炭化水素基又は少なくとも1個以上のカルボキシル基若しくはスルホニル基又はこれらの塩を有する基を表す。AOは、同一若しくは異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。sは、同一若しくは異なって、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300である。tは、1〜300である。上記オキシアルキレン基におけるオキシエチレン基の合計付加モル数をuとし、炭素数3以上のオキシアルキレン基の合計付加モル数をvとすると、0.1<u/(u+v)<0.9、1<u+v<300の関係を満たす。)で表される化合物を用いることが好適である。なお、一般式(10)で表されるポリオキシアルキレン系化合物では、Zで表される基及び/又はR17で表される基が窒素原子を有することになる。
上記活性水素を有する化合物残基の好ましい形態において、アルコールの残基としては、一価アルコールや、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリグリセリンやソルビトール等の多価アルコールから活性水素を除いた構造を有する残基が好適であり、アミンの残基としては、一価アミンや多価アミンから活性水素を除いた構造を有する残基が好適であり、イミンの残基としては、ジエチレンイミンやポリエチレンイミンから活性水素を除いた構造を有する残基が好適である。
炭素数1〜30の炭化水素基を有する1価アルコール類にエチレンオキシド及び炭素数3〜18のアルキレンオキシドを付加して得られるポリオキシアルキレン類にアミノ基を導入したアミン類;両末端に水酸基を有するポリオキシエチレンポリオキシアルキレン類にアミノ基を導入したアミン類;分子内に3個以上の水酸基を有する多価アルコールにエチレンオキシド及び炭素数3〜18のアルキレンオキシドを付加して得られるポリオキシアルキレン類にアミノ基を導入したアミン類;分子内にアセチレン基を有するアルコール類にエチレンオキシド及び炭素数3〜18のアルキレンオキシドを付加して得られるポリオキシアルキレン類にアミノ基を導入したアミン類。
アミノ基の導入方法にはいろいろのものが考えられるが、水酸基自身を種々のアミノ化試薬でアミノ基へ変換する方法や、水酸基へエチレンイミンやプロピレンイミン等のアルキレンイミンを付加させる方法が好適である。
これまでに述べてきたポリオキシアルキレン系化合物と、2個以上のカルボキシル基を有する化合物とが、少なくとも1個のカルボキシル基を残してエステル結合した化合物;上記ポリオキシアルキレン系化合物と、カルボキシル基とスルホニル基とを有する化合物とが、少なくとも1個のスルホニル基を残してエステル結合した化合物;上記ポリオキシアルキレン系化合物と、2個以上のカルボキシル基を有する化合物とが、少なくとも1個のカルボキシル基を残してアミド結合した化合物;上記ポリオキシアルキレン系化合物と、カルボキシル基とスルホニル基とを有する化合物とが、少なくとも1個のスルホニル基を残してアミド結合した化合物。
このようなポリオキシアルキレン系化合物において、残されたカルボキシル基又はスルホニル基は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等の塩基で中和されたナトリウム塩やカルシウム塩等の各種金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等でもよい。
(ウ)遅延剤:グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸又はクエン酸、及び、これらの、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、トリエタノールアミン等の無機塩又は有機塩等のオキシカルボン酸並びにその塩;グルコース、フラクトース、ガラクトース、サッカロース、キシロース、アピオース、リボース、異性化糖等の単糖類や、二糖、三糖等のオリゴ糖、又はデキストリン等のオリゴ糖、又はデキストラン等の多糖類、これらを含む糖蜜類等の糖類;ソルビトール等の糖アルコール;珪弗化マグネシウム;リン酸並びにその塩又はホウ酸エステル類;アミノカルボン酸とその塩;アルカリ可溶タンパク質;フミン酸;タンニン酸;フェノール;グリセリン等の多価アルコール;アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等のホスホン酸及びその誘導体等。
(オ)鉱油系消泡剤:燈油、流動パラフィン等。
(カ)油脂系消泡剤:動植物油、ごま油、ひまし油、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(キ)脂肪酸系消泡剤: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。
(ク)脂肪酸エステル系消泡剤: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。
(サ)アミド系消泡剤:アクリレートポリアミン等。
(シ)リン酸エステル系消泡剤:リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等。
(ス)金属石鹸系消泡剤:アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等。
(セ)シリコーン系消泡剤: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。
(ソ)AE剤:樹脂石鹸、飽和及び/又は不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸)、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル又はその塩、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテルリン酸エステル又はその塩、蛋白質材料、アルケニルスルホコハク酸、α−オレフィンスルホネート等。
(ツ)防錆剤:亜硝酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛等。
(テ)ひび割れ低減剤:ポリオキシアルキルエーテル類;2−メチル−2,4−ペンタンジオール等のアルカンジオール類等。
(ト)膨張材:エトリンガイト系、石炭系等。
リグニンスルホン酸塩;ポリオール誘導体;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物;ポリスチレンスルホン酸塩;特開平1−113419号公報に記載の如くアミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等のアミノスルホン酸系;特開平7−267705号公報に記載の如く(a)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系化合物と(メタ)アクリル酸系化合物との共重合体及び/又はその塩と、(b)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル系化合物と無水マレイン酸との共重合体及び/若しくはその加水分解物、並びに/又は、その塩と、(c)成分として、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル系化合物と、ポリアルキレングリコール系化合物のマレイン酸エステルとの共重合体及び/又はその塩とを含むセメント分散剤;特許第2508113号明細書に記載の如くA成分として、(メタ)アクリル酸のポリアルキレングリコールエステルと(メタ)アクリル酸(塩)との共重合体、B成分として、特定のポリエチレングリコールポリプロピレングリコール系化合物、C成分として、特定の界面活性剤からなるコンクリート混和剤;特開昭62−216950号公報に記載の如く(メタ)アクリル酸のポリエチレン(プロピレン)グリコールエステル若しくはポリエチレン(プロピレン)グリコールモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリルスルホン酸(塩)、並びに、(メタ)アクリル酸(塩)からなる共重合体。
その他の公知のセメント添加剤(材)としては、セメント湿潤剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、セルフレベリング剤、防錆剤、着色剤、防カビ剤等を挙げることができる。これら公知のセメント添加剤(材)は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に、酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いた。
打込み量:0.5%溶離液溶液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
温度計、攪拌機、原料導入菅、及び窒素導入管を備えた反応装置にポリ(n=10)エチレングリコールモノメチルエーテル1100g、水酸化カリウム0.5gを仕込み、反応器内を窒素置換した後、120℃に昇温して、この温度を保ちながらプロピレンオキシド235gを3時間かけて投入した。投入後、更に120℃で2時間熟成した後、再び反応器内を窒素置換してから、120℃に保ちながらエチレンオキシド1165gを3時間かけて投入した。投入後更に120℃で1時間熟成して、水酸基価48mg・KOH/gのアルキレングリコールモノメチルエーテルを得た。
温度計、攪拌機、窒素導入菅、及び縮合水分離菅を備えた反応器に、製造例1で得られたポリアルキレングリコールモノメチルエーテル2083g、メタクリル酸350g、パラトルエンスルホン酸1水和物54g、フェノチアジン0.5g、及び、共沸溶媒としてシクロヘキサン243gを仕込み、115℃に保ちながら縮合水を分離して28時間加熱してエステル化を行った。エステル化率99%(ポリアルキレングリコールモノメチルエーテルの転化率)で、蒸留水510gと30%水酸化ナトリウム溶液41gを加えた後、再び昇温して、共沸によりシクロヘキサンを除去してから、蒸留水を加えて、エステル化物(a)を72%と未反応のメタクリル酸8%を含む混合物の水溶液を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水50gを仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例2で得たエステル化物(a)とメタクリル酸の混合物の水溶液200.0g、メタクリル酸25.2g、蒸留水71.3g、及び3−メルカプトプロピオン酸3.5gを混合した溶液を4時間、並びに蒸留水47.9gと過硫酸アンモニウム2.1gを混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量14000であり、エステル化物(a)由来の部位を75%有する共重合体(A)を得た。表1に、共重合体(A)の組成と重量平均分子量を示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水50gを仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例2で得たエステル化物(a)とメタクリル酸の混合物の水溶液211.1g、メタクリル酸16.6g、蒸留水69.8g、及び3−メルカプトプロピオン酸2.5gを混合した溶液を4時間、並びに蒸留水47.9gと過硫酸アンモニウム2.1gを混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量18000であり、エステル化物(a)由来の部位を80%有する共重合体(B)を得た。表1に、共重合体(B)の組成と重量平均分子量を示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水60gを仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例2で得たエステル化物(a)とメタクリル酸の混合物の水溶液230.4g、メタクリル酸1.6g、蒸留水4.0g、30%水酸化ナトリウム水溶液1.3g、及び3−メルカプトプロピオン酸2.7gを混合した溶液を4時間、並びに蒸留水49.1gと30%過酸化水素水溶液0.87gを混合した溶液と蒸留水49.7gとL−アスコルビン酸0.34gを混合した溶液をそれぞれ5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量11000であり、エステル化物(a)由来の部位を89%有する共重合体(C)を得た。表1に、共重合体(C)の組成と重量平均分子量を示す。
温度計、攪拌機、窒素導入菅、及び縮合水分離菅を備えた反応器に、ポリ(n=25)エチレングリコールモノメチルエーテル2033g、メタクリル酸400g、パラトルエンスルホン酸1水和物54g、フェノチアジン0.5g、及び、共沸溶媒としてシクロヘキサン243gを仕込み、115℃に保ちながら縮合水を分離して20時間加熱してエステル化を行った。エステル化率99%(ポリエチレングリコールモノメチルエーテルの転化率)で、蒸留水509gと30%水酸化ナトリウム溶液42gを加えた後、再び昇温して、共沸によりシクロヘキサンを除去してから、蒸留水を加えて、エステル化物(b)を70%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物の水溶液を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水50gを仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例6で得たエステル化物(b)とメタクリル酸の混合物の水溶液215.9g、メタクリル酸12.8g、蒸留水69.8g、及び3−メルカプトプロピオン酸1.5gを混合した溶液を4時間、並びに蒸留水47.9gと過硫酸アンモニウム2.1gを混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量22000であり、エステル化物(b)由来の部位を80%有する共重合体(D)を得た。表1に、共重合体(D)の組成と重量平均分子量を示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水50gを仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例6で得たエステル化物(b)とメタクリル酸の混合物の水溶液232.5g、蒸留水66.5g、及び3−メルカプトプロピオン酸1.1gを混合した溶液を4時間、並びに蒸留水47.9gと過硫酸アンモニウム2.1gを混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量22000であり、エステル化物(b)由来の部位を87.5%有する共重合体(E)を得た。表1に、共重合体(E)の組成と重量平均分子量を示す。
製造例で得られた共重合体(A)〜(E)を表2に示す割合で混合して、下記のようにコンクリート試験方法により評価した。表2に結果を示す。添加量はセメント質量に対する混和剤の固形分質量%を、混和剤の混合比率は固形分質量比を表している。
コンクリート配合は、以下のような組成とした。
水:172kg/m3
セメント(太平洋セメント社製、住友大阪セメント社製、宇部三菱セメント社製:普通ポルトランドセメント):491kg/m3
細骨材(大井川系川砂):744.6kg/m3
粗骨材(青梅産砕石):909.8kg/m3
W/C:35%
上記配合で、セメント混和剤は練り水にあらかじめ混合し、50L強制練りミキサーに30Lのコンクリート材料を投入し、60秒間練り混ぜた。得られたコンクリートのスランプフロー値、空気量の測定は日本工業規格(JIS A 1101、1128、6204)に準拠して行った。
フローストップ値は、上述の初期(0min)のスランプフロー値の測定を行う際に、フローが流れて止まるまでの時間を測定することにより求めた。
温度計、攪拌機、窒素導入菅、及び縮合水分離菅を備えた反応器に、製造例1で得られたアルキレングリコールモノメチルエーテル2203部、メタクリル酸450部、パラトルエンスルホン酸1水和物59部、フェノチアジン0.5部、及び、共沸溶媒としてシクロヘキサン265部を仕込み、115℃に保ちながら縮合水を分離して20時間加熱してエステル化を行った。エステル化率99%(アルキレングリコールモノメチルエーテルの転化率)で、蒸留水556部と30%水酸化ナトリウム溶液46部を加えた後、再び昇温して、共沸によりシクロヘキサンを除去してから、蒸留水を加えて、単量体(c)の構造を有するエステル化物(c−1)を70%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物の水溶液を得た。
温度計、攪拌機、窒素導入菅、コンデンサ、及び縮合水分離菅を備えたガラス製反応器(容量30L)に、メトキシポリ(n=25)エチレングリコール16500部、メタクリル酸4740部、パラトルエンスルホン酸1水和物235部、フェノチアジン5部、及び、共沸溶媒としてシクロヘキサン1060部を仕込み、120℃に保ちながら縮合水を分離して20時間加熱してエステル化を行った。エステル化率99%(メトキシポリエチレングリコールの転化率)で、蒸留水5857部と30%水酸化ナトリウム溶液485部を加えた後、再び昇温して、共沸によりシクロヘキサンを除去してから、蒸留水を加えて、単量体(d)の構造を有するエステル化物(d−1)を70%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物の水溶液を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水240部を仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例9で得たエステル化物(c−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液279部、製造例10で得たエステル化物(d−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液319.8部、メタクリル酸57.8部、蒸留水27.4部g、及びβ−メルカプトプロピオン酸9.72部を混合した溶液を4時間、並びに蒸留水115.5部と過酸化水素4.5部を混合した溶液を5時間、並びに蒸留水118.2部とL−アスコルビン酸1.8部を混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量13200であり、エステル化物(c−1)由来の部位を37.5%とエステル化物(d−1)由来の部位を37.5%有する重合体を含有する固形分濃度45%のセメント混和剤(1)を得た。
製造例1と同様にしてH−(OC2H4)13−(OC3H6)4−(OC2H4)10−OCH3の合成を経てメタクリル酸とエステル化し、エステル化物(c−2)70%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物の水溶液を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水160部を仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例11で得たエステル化物(c−2)とメタクリル酸の混合物の水溶液204部、製造例10で得たエステル化物(d−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液213.2部、メタクリル酸20.9部、蒸留水18.2部、及びβ−メルカプトプロピオン酸6.07部を混合した溶液を4時間、並びに蒸留水77.0部と過酸化水素3.0部を混合した溶液を5時間、並びに蒸留水78.92部とL−アスコルビン酸1.2部を混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量14700であり、エステル化物(c−2)由来の部位を37.5%とエステル化物(d−1)由来の部位を37.5%有する重合体を含有する固形分濃度45%のセメント混和剤(2)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水240部を仕込み、80℃に昇温した。続いて、製造例11で得たエステル化物(c−2)とメタクリル酸の混合物の水溶液153.0部、製造例10で得たエステル化物(d−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液479.7部、メタクリル酸29.9部、蒸留水21.9部g、及びβ−メルカプトプロピオン酸9.16部を混合した溶液を4時間、並びに蒸留水115.5部と過酸化水素4.5部を混合した溶液を5時間、並びに蒸留水78.9部とL−アスコルビン酸1.2部を混合した溶液を5時間かけて滴下した。その後、80℃に保ったままで1時間熟成してから冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量14700であり、エステル化物(c−2)由来の部位を18.8%とエステル化物(d−1)由来の部位を56.2%有する重合体を含有する固形分濃度45%のセメント混和剤(3)を得た。
実施例4においてエステル化物(d−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液を全てエステル化物(c−2)とメタクリル酸の混合物の水溶液に置き換えて同様に重合を行い、冷却後、酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量14100であり、エステル化物(c−2)由来の部位を75%有する重合体を含有する固形分濃度45%の比較セメント混和剤(A)を得た。
実施例4においてエステル化物(c−2)とメタクリル酸の混合物の水溶液を全てエステル化物(d−1)とメタクリル酸の混合物の水溶液に置き換えて同様に重合を行い、冷却後、酸化ナトリウム水溶液を加え、PH7に調整し、更に蒸留水を加えて、重量平均分子量14300であり、エステル化物(d−1)由来の部位を75%有する重合体を含有する固形分濃度45%の比較セメント混和剤(B)を得た。
実施例3〜5、及び比較例2〜3で示したセメント混和剤を用いて、表3に示す配合でモルタルを調合・混練し、所定の流動性(フロー値)を得るための混和剤添加量と、スコップかき混ぜ時の粘性と作業性を評価した。結果を表4に示した。
(モルタル配合)
細骨材:セメント強さ試験用標準砂(JIS R 5201準拠)
セメント質量に対するセメント混和剤配合量は、混和剤の固形分量で計算し、%表示で表4に示した。
(混練条件)
上記配合で、HOBARTミキサーにセメントとセメント混和剤を配合した水を加えて回転1で30秒混練し、次いで細骨材を投入して回転1で60秒混練し、更に回転2で60秒間混練した後に、壁面付着物を掻き落としてから回転2で60秒混練することで、モルタルを製造した。
得られたモルタルのスランプフロー値は日本工業規格(JIS A 1101、1128、6204)に準拠して行った。モルタルの粘性は、スコップを用いて練り返ししたときの感覚を示し、1点〜5点の点数で評価した。すなわち、粘性の最も大きいものが5点で、粘性の最も小さいものが1点である。
モルタルの作業性は、粘性が適度で作業性(モルタルの取り扱い性)の良好なものを○とし、粘性が大きすぎてベタついたり、粘性が低すぎて流れすぎたりするなど、作業性の悪いものを×とした。
(評価結果)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器に蒸留水995部を仕込み、70℃に昇温した。続いてメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数6)1067部、メタクリル酸283部、48%水酸化ナトリウム水溶液41.2部、3−メルカプトプロピオン酸20部及び蒸留水354部を混合した溶液を5時間、並びに、6.5%過硫酸アンモニウム水溶液240部を6時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を70℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量14000のセメント混和剤(i)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却管を備えたガラス製反応装置に水344部を仕込み攪拌下に反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で70℃まで昇温した。メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数4)1076部、メタクリル酸190部、表5に示す単量体(e)の43%水溶液754.6部、48%水酸化ナトリウム水溶液21.7部、3−メルカプトプロピオン酸44.6部及び蒸留水287部を混合したモノマー水溶液を5時間で、2.0%過酸化水素水240部及び2.5%L−アスコルビン酸水溶液240部をそれぞれ6時間で滴下した。その後1時間引き続いて70℃を維持し、重合を完結させ、重量平均分子量10000のポリカルボン酸系セメント混和剤(ii)を得た。
製造例1と同様にして、H−(OC2H4)7−(OC3H6)2−(OC2H4)6−OCH3の合成を経てメタクリル酸とエステル化し、単量体(f)90%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物のエステル化物水溶液(f)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却管を備えたガラス製反応装置に水740部を仕込み攪拌下に反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃まで昇温した。製造例14で得られたエステル化物水溶液(f)1698.17部、メタクリル酸30.65部、30%水酸化ナトリウム水溶液32.04部、3−メルカプトプロピオン酸8.98部及び蒸留水10.15部を混合した溶液を4時間、並びに、1.1%過酸化水素水溶液240部、1.4%L−アスコルビン酸水溶液240部を6時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を60℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量22000のセメント混和剤(iii)を得た。
〔マクロマー水溶液の製造〕
温度計、攪拌機、滴下装置及び還流冷却装置を備えたガラス製反応装置にポリエチレンイミンエチレンオキシド付加物(分子量600のポリエチレンイミンの活性水素にエチレンオキシドを平均付加モル数20で付加した化合物)754部、酢酸1.27部及びp−メトキシフェノール0.15部を仕込み、攪拌下に90℃まで昇温した。反応系内を90℃に保持した後に、反応系内を90℃に保持したままグリシジルメタクリレート12.5部を30分で添加した。添加終了後1時間90℃で攪拌を続けた後、60℃まで降温し、水768部、酢酸14.3部を加え、ポリエチレンイミンエチレンオキシド付加物のマクロマー水溶液を得た。
〔セメント混和剤(iv)の製造〕
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器に蒸留水700部を仕込み70℃に昇温した。続いてメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数10)832.5部、メタクリル酸260.5部、メタクリル酸メチル154.1部、48%水溶液の水酸化ナトウリム36.2部、3−メルカプトプロピオン酸40.2部及び蒸留水243部を混合した溶液を5時間、並びに、2.1%の過酸化水素水240部を6時間、2.7%のL−アスコルビン酸水溶液240部を6時間かけて滴下した。これらの溶液の滴下開始から4時間5分後に、上記マクロマー水溶液208部を3.78部/分で滴下開始した。全ての溶液の滴下終了後、反応混合液を70℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量6000のセメント混和剤(iv)を得た。
実施例3で製造したセメント混和剤(1)及び製造例12〜15で製造したセメント混和剤(i)〜(iv)及び表6に示すセメント混和剤(v)、(vi)を、表7に示す配合で混合し、本発明のセメント混和剤(4)〜(8)を得た。これら本発明のセメント混和剤(4)〜(8)を用い、コンクリート試験を行い、スコップかき混ぜ時の粘性と作業性を評価した。結果を表8に示した。
比較例2及び比較例3で製造した比較セメント混和剤(A)及び比較セメント混和剤(B)を用い、コンクリート試験を行い、スコップかき混ぜ時の粘性と作業性を評価した。結果を表8に示した。
実施例6〜10、及び比較例2〜3で示したセメント混和剤を用いて、下記に示す配合でコンクリートを調合・混練し、所定の流動性(フロー値)を得るための混和剤添加量と、スコップかき混ぜ時の粘性と作業性を評価した。
(コンクリート配合)
配合単位量は、水、セメント(住友大阪セメント社製)及び粗骨材は上述と同様であり、細骨材は、744.5kg/m3とした。
消泡剤であるMA404(ポゾリス物産製)をセメント質量に対して0.003%、及び、AE剤であるMA303A(ポゾリス物産製)をセメント質量に対して0.01%を配合した。
セメント質量に対するセメント混和剤の配合量は、混和剤の固形分量で計算し、%(質量%)表示で表8に示した。
上記配合で、50L強制練りミキサーにセメント、細骨材、粗骨材を投入して10秒間空練を行い、次いで、セメント混和剤を配合した水を加えて更に60秒間混練を行い、コンクリートを製造した。
(評価方法及び評価基準)
得られたコンクリートのスランプフロー値、空気量の測定は上述と同様に行った。コンクリートの粘性は、スコップを用いて練り返ししたときの感覚を示し、1点〜5点の点数で評価した。すなわち、粘性の最も大きいものが5点で、粘性の最も小さいものが1点である。
コンクリートの作業性は、粘性が適度で作業性(コンクリートの取り扱い性)が特に良好なものを◎、良好なものを○とし、粘性が大きすぎてベタついたり、粘性が低すぎて流れすぎたりするなど、作業性の悪いものを×とした。
(評価結果)
製造例1と同様にして、H−(OC2H4)6−OCH3の合成を経てメタクリル酸とエステル化し、単量体(g)90%と未反応のメタクリル酸10%を含む混合物のエステル化物水溶液(g)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却管を備えたガラス製反応装置に水635.4部を仕込み攪拌下に反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃まで昇温した。製造例14で得られたエステル化物水溶液(f)1029.9部及び製造例17で得られたエステル化物水溶液(g)569.9部、メタクリル酸92.9部、30%水酸化ナトリウム水溶液28.3部、3−メルカプトプロピオン酸24.1部を混合した溶液を4時間、並びに、1.17%過酸化水素水溶液300部を5時間、1.51%L−アスコルビン酸水溶液300部を5時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を60℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量10000のセメント混和剤(vii)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却管を備えたガラス製反応装置に水635.4部を仕込み攪拌下に反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃まで昇温した。製造例14で得られたエステル化物水溶液(f)1539.5部及びメタクリル酸92.9部、30%水酸化ナトリウム水溶液28.3部、3−メルカプトプロピオン酸25.7部を混合した溶液を4時間、並びに、1.02%過酸化水素水溶液300部を5時間、1.31%L−アスコルビン酸水溶液300部を5時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を60℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量10000のセメント混和剤(viii)を得た。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却管を備えたガラス製反応装置に水635.4部を仕込み攪拌下に反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃まで昇温した。製造例17で得られたエステル化物水溶液(g)569.9部及びメタクリル酸92.9部、30%水酸化ナトリウム水溶液28.3部、3−メルカプトプロピオン酸17.8部を混合した溶液を5時間、並びに、1.17%過酸化水素水溶液300部を6時間、1.51%L−アスコルビン酸水溶液300部を6時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合液を60℃に1時間維持した。冷却後30%水酸化ナトリウム水溶液を加えpH7に調整し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で重量平均分子量10000のセメント混和剤(ix)を得た。
製造例3で製造した共重合体(A)及び製造例18〜20で製造したセメント混和剤(vii)〜(ix)を、表9に示す配合で混合し、本発明のセメント混和剤(9)〜(11)を得た。これらのセメント混和剤を用い、コンクリート試験を行い、スコップかき混ぜ時の粘性と作業性を評価した。
表9に示すセメント混和剤(9)〜(11)を用いて、表10に示す配合でコンクリートを調合し、各性能を評価した。
W/C(質量%):水/セメント×100
細骨材比(体積%):細骨材量/(粗骨材+細骨材)×100
セメント:太平洋セメント社製、住友大阪セメント社製、宇部三菱セメント社製の普通ポルトランドセメント3種混合
粗骨材:青森県八戸産石灰破石
細骨材:千葉県山砂
上記配合で、ミキサーとして、パン型強制練りミキサー(回転40rpm:容量50L)を用いて混練を行った。混練方法は、下記の方法で、1バッチあたり30リットル練り上げた。
W/C45(W/Cが45質量%の場合):粗骨材・細骨材・セメントを一括投入し、10秒空練りした後、セメント混和剤を配合した水を加えて、90秒間混練を行い、コンクリートを製造した。
W/C30(W/Cが30質量%の場合):細骨材・セメントを一括投入し、10秒空練りした後、セメント混和剤を配合した水を加えて、60秒間混練を行い、次いで粗骨材を投入し、さらに60秒間混練を行い、コンクリートを製造した。
得られたコンクリートのスランプフロー値、空気量の測定は上述と同様に行った。コンクリートの粘性は、スコップを用いて練り返ししたときの感覚を示し、1点〜5点の点数で評価した。すなわち、粘性の最も大きいものが5点で、粘性の最も小さいものが1点である。
コンクリートの作業性は、粘性が適度で作業性(コンクリートの取り扱い性)が特に良好なものを◎、良好なものを○とし、粘性が大きすぎてベタついたり、粘性が低すぎて流れすぎたりするなど、作業性の悪いものを×とした。
(評価結果)
Claims (8)
- ポリアルキレングリコール側鎖をもつポリカルボン酸系共重合体を含むセメント混和剤であって、
該ポリカルボン酸系共重合体は、酸量の異なる2種類以上の共重合体により構成されるものであり、該酸量の異なる2種類以上の共重合体のうち少なくとも1つは、炭素数3以上のオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコール側鎖をもつものであることを特徴とするセメント混和剤。 - 前記2種類以上の共重合体の酸量の比は、1.2〜5倍である
ことを特徴とする請求項1記載のセメント混和剤。 - 炭素数3以上のオキシアルキレン基を必須とするポリアルキレングリコール側鎖をもつポリカルボン酸系共重合体を含むセメント混和剤であって、
該ポリカルボン酸系共重合体は、重量平均分子量が20000以下である2種類以上の共重合体により構成されるものであることを特徴とするセメント混和剤。 - 前記共重合体は、下記一般式(1)で表される部位、及び、下記一般式(2)で表される部位を有するものを必須とすることを特徴とする請求項1、2又は3記載のセメント混和剤。
- ポリカルボン酸系共重合体を含んでなるセメント混和剤であって、
該ポリカルボン酸系共重合体は、下記一般式(1)で表される部位、及び、下記一般式(2)で表される部位を有することを特徴とするセメント混和剤。
- 前記ポリカルボン酸系共重合体中の前記一般式(1)で表される部位と前記一般式(2)で表される部位とのモル比(A)/(B)が、1/99〜99/1であることを特徴とする請求項5記載のセメント混和剤。
- 前記一般式(1)中のR3Oが上記一般式(6)となっている部位と上記一般式(2)で表される部位とのモル比(C)/(B)が、1/99〜99/1であることを特徴とする請求項7記載のセメント混和剤。
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