【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、セメントペースト、モルタル、コンクリー
トなど、セメント配合物に添加されて流動性を改善し、
かつ、その流動性の経時的低下を防止するセメント分散
剤に関する。
従来技術
近年、セメントペースト、モルタル、コンクリート等
は、土木、建築、コンクリート二次製品等の分野で大量
に使用されている。これらセメント配合物は、配合混練
後、時間の経過とともにセメント粒子が凝集してくると
いう現象が生じる（これをスランプロスという）。一
方、この現象に反して、これらセメント配合物は、作業
性向上のため配合混練直後から型枠等に打設されるまで
の間、高い流動性を維持することが要求されているた
め、種々の分散剤を添加することが提案されている。
例えばナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩
にグルコン酸塩を添加して流動性の経時的低下を防止す
る方法（特公昭61−27344号公報）が提案されている
が、添加量が多く必要であり、得られる効果も十分でな
い。
炭素数２〜８のオレフィンとエチレン性不飽和ジカル
ボン酸との共重合物の使用、ならびにこの共重合体とナ
フタレンスルホン酸ホルムアルデヒド系高縮合物、スル
ホン化メラミン樹脂またはリグニンスルホンとの併用
（特開昭60−16851号公報）が提案されているが、単品
系では初期流動性に劣り、併用系では流動性の経時低下
は防止できるものの、流動化効果が不十分である。
また、ポリスチレンスルホン酸塩を分散剤としてセメ
ント配合物に添加することが報告されている（特開昭51
−525号公報、特開昭56−41866号公報）。しかし、ポリ
スチレンスルホン酸塩を用いた分散剤は、流動化効果は
あるものの、経時での低下が著しいという問題があっ
た。
発明の目的
本発明の目的は、セメント配合物の流動性を改善し、
かつ、その流動性の経時的低下を有効に防止できる分散
剤を提供することにある。
発明の構成
本発明のセメント分散剤は、以下の（ａ）および
（ｂ）成分を、重量比で（ａ）／（ｂ）＝4/6〜8/2の範
囲で使用することを特徴とする。
（ａ） 重量平均分子量が5,000〜50,000、スルホン化
率が70％以上のポリスチレンスルホン酸塩。
（ｂ） オレフィンとエチレン性不飽和ジカルボン酸無
水物との共重合体。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
ポリスチレンスルホン酸塩は、例えば硫酸、無水硫
酸、発煙硫酸等のスルホン化剤を用いて、常法によりポ
リスチレンを直接スルホン化したのち、未反応のポリス
チレンを別し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化カルシウム等で中和することにより得ることがで
きる。
（ａ）ポリスチレンスルホン酸塩の分子量は、重量平均
分子量で5,000〜50,000の範囲である。この範囲を逸脱
すると、流動性改善効果が低下してしまう。
スルホン化率は、流動性改善効果の点から70％以上と
することが望ましい。スルホン化率が低いと、セメント
配合物の流動性が劣り、また、空気混入量を増える。
（ｂ）オレフィンとエチレン性不飽和ジカルボン酸無水
物との共重合体において、オレフィンの具体例として
は、スチレン、α−メチルスチレン、プロピレン、ｎ−
ブテン、イソブチレン、ｎ−ペンテン、シクロペンテ
ン、２−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、シクロヘ
キセン、２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−
ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、２−エチル−１
−ブテン、ジイソブチレンおよびこれらの混合物が挙げ
られる。これらの中でも、特にスチレンとイソブチレン
が好ましい。
また、エチレン性不飽和ジカルボン酸無水物の具体例
としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シト
ラコン酸などが挙げられ、この中でも特に無水マレイン
酸が好ましい。
（ｂ）成分の共重合体は、ポリスチレンスルホン酸塩
と併用した際の流動性および経時による流動性低下の防
止効果の点から、分子量が500〜10,000で粒径が0.1〜10
00μｍの粉体が好ましい。
（ａ）ポリスチレンスルホン酸塩と（ｂ）共重合体の
配合比率は、（ａ）／（ｂ）＝4/6〜8/2の範囲とする。
この範囲よりもポリスチレンスルホン酸塩の配合比率が
低いと、セメント配合物の混練後の経時による流動性低
下の防止効果は良好であるが、流動性そのものが劣る。
逆に、ポリスチレンスルホン酸塩の配合比率が高いと、
セメント配合物の混練直後の流動性は良好であるが、経
時による流動性の低下が著しくなり期待した効果が得ら
れない。
本発明のセメント分散剤は、セメント100重量部に対
して0.01〜1.0重量部となるように使用するのが望まし
い。配合量が少な過ぎると期待した効果が得られず、一
方、多過ぎるとセメントが極端に分散して分離現象を起
こし、所期の強度が得られない。
また、他のセメント用添加剤、例えば空気連行剤、分
散剤、防水剤、膨張剤、グラスファイバー、スチールフ
ァイバー、フライアッシュ、高炉スラグ等と併用するこ
ともできる。
発明の効果
本発明の分散剤によれば、（ａ）ポリスチレンスルホ
ン酸塩と（ｂ）オレフインとエチレン性不飽和ジカルボ
ン酸無水物の共重合体とを特定比率で併用することによ
り、固まったセメント配合物の性能を損なうことなく、
セメント配合物の流動性を長期間、安定かつ良好に保つ
ことができ、セメント配合物の作業性を著しく向上させ
ることができる。
この結果、例えば生コンクリートおよび作業現場で添
加するコンクリートの流動化剤、セメント二次製品用添
加剤等として用いられる。
生コンプラントで製造されたコンクリートは、長時間
かけてコンクリートミキサー車で作業現場へ輸送され、
現場ではポンプ圧送により打設されるが、これら輸送時
間および作業時間の間、コンクリートの流動性を良好に
保つことができる。
また、セメント２次製品の製造においても、セメント
配合物の型枠への輸送時間での流動性の低下が防止でき
る。さらに、遠心力締固め成形法においては、流動性を
長く維持できるので製品仕上げが容易となり、また、ノ
ロ発生防止、廃水の清澄化にも有効である。
実施例１
ポリスチレンスルホン塩として重量平均分子量10,00
0、スルホン化率90％のポリスチレンスルホン酸ナトリ
ウム（PSS−Na）を用い、オレフィンとエチレン性不飽
和ジカルボン酸無水物の共重合体として、スチレン−無
水マレイン酸共重合体（アルコケミカル製SMA−1000）
を用い、日本建築学会JASS 5T−402（コンクリート用流
動化剤品質規準）に準拠して、コンクリートの流動性の
経時変化を試験した。
以下に使用材料、調合を示す。
使用材料
セメント：普通ポルトランドセメント（比重3.15）
細骨材 ：鹿島産陸砂（比重2.62）
粗骨材 ：津久井湖砕石（比重2.66）
アイリッヒ型ミキサー（100）を用いて表−１に示
す調合に従った50のコンクリートを90秒間混練し、ベ
ースコンクリートとした。15分間放置したのち、対セメ
ント0.2％の量で表−２に示したセメント分散剤を添加
して30秒間混練したのち流動性（スランプ）を測定し
た。流動性の測定結果を表−２に示す。
実施例２
オレフィン／無水マレイン酸共重合体の種類を変え
て、実施例１と同様にして流動性の測定を行った。結果
を表−３に示す。
なお、ポリスチレンスルホン酸塩、セメント分散剤添
加量については実施例１に準じた。
また、ポリスチレンスルホン酸塩に代えてナフタレン
スルホン酸縮合物を用いた比較例を併せて示した。
実施例３
ポリスチレンスルホン酸塩の種類を変えて、実施例１
と同様にして流動性の測定を行った。結果を表−４に示
す。なお、オレフィンと無水マレイン酸共重合体として
はSMA−1000を配合比8/2で用い、セメント分散剤を添加
量0.2％対セメントの条件で添加してテストした。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cement paste, mortar, concrete, etc., which is added to a cement compound to improve fluidity,
In addition, the present invention relates to a cement dispersant that prevents the fluidity from decreasing over time. 2. Description of the Related Art In recent years, cement paste, mortar, concrete, and the like have been used in large quantities in the fields of civil engineering, construction, concrete secondary products, and the like. In these cement compounds, a phenomenon occurs in which cement particles aggregate over time after compounding and kneading (this is called slump loss). On the other hand, contrary to this phenomenon, these cement compounds are required to maintain high fluidity from immediately after compounding and kneading until they are poured into a mold or the like in order to improve workability. It has been proposed to add a dispersant. For example, a method has been proposed in which a gluconate is added to a salt of a formalin condensate of naphthalene sulfonic acid to prevent a decrease in fluidity over time (Japanese Patent Publication No. 27344/1986). Yes, and the effect obtained is not enough. Use of a copolymer of an olefin having 2 to 8 carbon atoms and an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, and combination use of this copolymer with a high-condensate of naphthalenesulfonic acid formaldehyde, a sulfonated melamine resin or lignin sulfone JP-A-60-16851) has been proposed, but a single product system is inferior in initial fluidity, and a combined system can prevent a decrease in fluidity over time, but has an insufficient fluidizing effect. It has also been reported that polystyrene sulfonate is added as a dispersant to a cement composition (Japanese Patent Application Laid-Open No. SHO 51-51).
-525, JP-A-56-41866). However, although the dispersant using polystyrene sulfonate has a fluidizing effect, there is a problem that the decrease over time is remarkable. OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the flowability of a cement formulation,
Another object of the present invention is to provide a dispersant that can effectively prevent the fluidity from decreasing over time. The cement dispersant of the present invention is characterized in that the following components (a) and (b) are used in a weight ratio of (a) / (b) = 4/6 to 8/2. I do. (A) A polystyrene sulfonate having a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000 and a sulfonation ratio of 70% or more. (B) A copolymer of an olefin and an ethylenically unsaturated dicarboxylic anhydride. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Polystyrene sulfonate, for example, sulfuric acid, sulfuric anhydride, using a sulfonating agent such as fuming sulfuric acid, after directly sulfonating polystyrene by a conventional method, separating unreacted polystyrene, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
It can be obtained by neutralizing with calcium hydroxide or the like. (A) The molecular weight of the polystyrene sulfonate is in the range of 5,000 to 50,000 in weight average molecular weight. If the ratio is outside this range, the effect of improving the fluidity will be reduced. The sulfonation rate is desirably 70% or more from the viewpoint of the fluidity improving effect. If the sulfonation rate is low, the fluidity of the cement composition is poor, and the amount of aeration increases. (B) In the copolymer of an olefin and an ethylenically unsaturated dicarboxylic anhydride, specific examples of the olefin include styrene, α-methylstyrene, propylene, and n-
Butene, isobutylene, n-pentene, cyclopentene, 2-methyl-1-butene, 1-hexene, cyclohexene, 2-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-
Pentene, 4-methyl-1-pentene, 2-ethyl-1
-Butene, diisobutylene and mixtures thereof. Among these, styrene and isobutylene are particularly preferred. Specific examples of the ethylenically unsaturated dicarboxylic anhydride include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride and the like, and among them, maleic anhydride is particularly preferable. The copolymer of the component (b) has a molecular weight of 500 to 10,000 and a particle size of 0.1 to 10 from the viewpoint of the fluidity when used in combination with the polystyrene sulfonate and the effect of preventing the fluidity from decreasing over time.
00 μm powder is preferred. The mixing ratio of (a) the polystyrene sulfonate to the (b) copolymer is in the range of (a) / (b) = 4/6 to 8/2.
If the blending ratio of the polystyrene sulfonate is lower than this range, the effect of preventing a decrease in fluidity over time after kneading of the cement composition is good, but the fluidity itself is inferior.
Conversely, if the blending ratio of polystyrene sulfonate is high,
Although the fluidity of the cement composition immediately after kneading is good, the fluidity decreases significantly with time, and the expected effect cannot be obtained. The cement dispersant of the present invention is desirably used in an amount of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of cement. If the amount is too small, the expected effect cannot be obtained. On the other hand, if the amount is too large, the cement is extremely dispersed to cause a separation phenomenon, and the desired strength cannot be obtained. It can also be used in combination with other cement additives such as air entrainers, dispersants, waterproofing agents, swelling agents, glass fibers, steel fibers, fly ash, blast furnace slag, and the like. Effect of the Invention According to the dispersant of the present invention, a cement that is hardened by using (a) a polystyrene sulfonate and (b) a copolymer of olefin and an ethylenically unsaturated dicarboxylic anhydride in a specific ratio is used. Without compromising the performance of the compound,
The fluidity of the cement composition can be kept stable and good for a long time, and the workability of the cement composition can be significantly improved. As a result, it is used, for example, as a fluidizer for ready-mixed concrete and concrete added at the work site, as an additive for cement secondary products, and the like. The concrete produced in the ready-mixed plant is transported to the work site by a concrete mixer truck over a long time,
At the site, the concrete is poured by pumping, and the fluidity of the concrete can be kept good during the transportation time and the working time. Also, in the production of a cement secondary product, it is possible to prevent a decrease in fluidity during the transportation time of the cement compound to the mold. Further, in the centrifugal compaction molding method, since the fluidity can be maintained for a long time, the product can be easily finished, and it is effective in preventing slag generation and clarifying wastewater. Example 1 A weight-average molecular weight of 10,000 as a polystyrene sulfone salt
0. Using sodium polystyrene sulfonate (PSS-Na) having a sulfonation rate of 90%, a styrene-maleic anhydride copolymer (SMA-manufactured by Alcochemical) was used as a copolymer of an olefin and an ethylenically unsaturated dicarboxylic anhydride. 1000)
Was used to test the change with time of the fluidity of concrete in accordance with the Architectural Institute of Japan JASS 5T-402 (standard for the quality of superplasticizer for concrete). The materials used and the formulations are shown below. Materials used Cement: ordinary Portland cement (specific gravity 3.15) Fine aggregate: land sand from Kashima (specific gravity 2.62) Coarse aggregate: crushed Lake Tsukui (specific gravity 2.66) Using an Erich-type mixer (100), 50 concretes according to the formulation shown in Table 1 were kneaded for 90 seconds to obtain a base concrete. After standing for 15 minutes, the cement dispersant shown in Table 2 was added in an amount of 0.2% relative to the cement, kneaded for 30 seconds, and the fluidity (slump) was measured. Table 2 shows the measurement results of the fluidity. Example 2 The flowability was measured in the same manner as in Example 1 except that the type of the olefin / maleic anhydride copolymer was changed. The results are shown in Table-3. The amounts of the polystyrene sulfonate and the cement dispersant were the same as in Example 1. In addition, a comparative example using a naphthalenesulfonic acid condensate instead of the polystyrenesulfonic acid salt is also shown. Example 3 Example 1 was changed by changing the type of polystyrene sulfonate.
The fluidity was measured in the same manner as described above. The results are shown in Table-4. In addition, SMA-1000 was used as an olefin / maleic anhydride copolymer at a mixing ratio of 8/2, and a test was conducted by adding a cement dispersant under the condition of 0.2% of cement to cement.