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JPH07126054A - セメント分散剤 - Google Patents

セメント分散剤

Info

Publication number
JPH07126054A
JPH07126054A JP5271486A JP27148693A JPH07126054A JP H07126054 A JPH07126054 A JP H07126054A JP 5271486 A JP5271486 A JP 5271486A JP 27148693 A JP27148693 A JP 27148693A JP H07126054 A JPH07126054 A JP H07126054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
formula
hydrogen
cement dispersant
constituent unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5271486A
Other languages
English (en)
Inventor
木 正 人 ▲高▼
Masato Takagi
Toshihide Suzuki
木 利 英 鈴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP5271486A priority Critical patent/JPH07126054A/ja
Publication of JPH07126054A publication Critical patent/JPH07126054A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/40Surface-active agents, dispersants
    • C04B2103/408Dispersants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】セメント、モルタル、コンクリートなどのセメ
ント組成物に配合して、その流動性を高め、かつ流動性
の経時的な低下(スランプロス)を防止して、施工性を
向上させる添加剤を提供する。 【構成】下記一般式(I)で表される構成単位および下
記一般式(II)で表される構成単位を含有する水溶性ビ
ニル重合体であって式(I)で表される構成単位/式
(II)で表される構成単位が10/90〜90/10重
量比であるビニル重合体よりなることを特徴とするセメ
ント分散剤。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスランプ防止性能を有す
るセメント分散剤に関する。さらに詳しくはセメント、
モルタル、コンクリートなどのセメント組成物に配合し
て、その流動性を高め、かつ流動性の経時的な低下(以
下スランプロスという)を防止して、施工性を向上させ
る添加剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】セメント配合物であるセメントペース
ト、モルタルあるいはコンクリートの作業性向上のため
には、セメント配合物の初期の流動性が高いこと、流動
性の経時変化が小さいことが必要である。
【0003】セメント配合物であるセメントペースト、
モルタルあるいはコンクリートは、セメントの水和反応
などにより、配合後の時間の経過とともに流動性が低下
し、作業性、施工性の低下をきたす。この現象は一般的
にスランプロスと呼ばれている。セメント配合のスラン
プロスは、生コンクリートの場合、運搬時間の制限、打
設現場での待機時間、ポンプ圧送の一時中断等による品
質劣化、施工不良等の問題を生じさせる。
【0004】また、コンクリート二次製品の場合にも、
コンクリートのスランプロスのために、成形時間の制限
や遠心締め固め不良が起こる。従って、セメント配合物
におけるスランプロスは解決しなければならない重要な
課題であった。
【0005】そこでこれらの問題を解決するためにセメ
ント配合物のスランプロス防止型セメント分散剤が提案
されている。例えば、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(特開昭60−1685
1号)の様な水に不溶性の構造部分を含むセメント分散
剤がある。しかし、これらは微粒子を含む液体からなる
分散剤であり、品質の不均一性、および経時安定性に問
題があった。
【0006】また、芳香族アミノスルホン酸とホルマリ
ンの縮合物が報告されているが(特開平1−11341
9号)、スランプロス防止性能はまだ不十分であった。
さらに多数のポリカルボン酸の塩が報告されているが
(例えば特公昭63−10107号)、これらはスラン
プロス防止性能を発揮するものは凝結時間も非常に長く
なるという問題を有していた。
【0007】さらにスチレン−マレイン酸共重合体やオ
レフィン−マレイン酸共重合体のアルキレングリコール
またはポリアルキレングリコールのモノエステル(半エ
ステル)の塩からなるセメント分散剤も出願されている
が(特開昭62−17055号、特開昭62−9145
1号)、これらも大きな凝結遅延性を有するという問題
があった。
【0008】以上のように従来公知の均一な液状のスラ
ンプロス防止型セメント分散剤は、スランプロス防止性
能が低いか、スランプロス防止性能の高いものは凝結遅
延性が大きいという問題があり、実用上不十分なもので
あった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術にお
ける上記のような欠点を改善し、セメント組成物に配合
して、その流動性を高めかつスランプロスを防止するこ
とができると同時に凝結遅延を起こさない均一な液状の
添加剤の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らはセメント配
合物におけるスランプロス防止と凝結遅延の防止につい
て鋭意検討した結果、マレイン酸のアルキレングリコー
ルまたはポリアルキレングリコールのモノエステルとス
ルホン酸をもつビニル重合体を特定範囲で共重合して得
られる水溶性高分子をセメント分散剤として用いると、
おどろくべきことにスランプロス防止性能が高く凝結遅
延性が小さくなることを見いだし、さらに検討を行うこ
とによってセメント分散剤として極めて有効な組成を見
いだし本発明を完成させたものである。
【0011】即ち、本発明は下記一般式(I)で表され
る構成単位および下記一般式(II)で表される構成単位
を含有する水溶性ビニル重合体であって式(I)で表さ
れる構成単位/式(II)で表される構成単位が10/9
0〜90/10重量比であるビニル重合体よりなること
を特徴とするセメント分散剤である。
【化4】 〔但し、R1 、R2 は水素又はメチル基、Mはアルカリ
金属、アルカリ土類金属、アンモニウム塩又は低級アル
キルアミン、エタノールアミン等の有機アミンの塩を表
し、Xは2価の基を表す。〕
【化5】 〔但し、R3 、R4 は水素又はメチル基、R5 は水素又
は炭素数1〜3のアルキル基、nは2又は3、mは1か
ら100好ましくは5〜30の整数を表し、またMはア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム塩又は低
級アルキルアミン、エタノールアミン等の有機アミンの
塩を表す。〕
【0012】本発明はその好ましい態様として一般式
(I)におけるXが
【化6】 〔但しR5 、R6 、R7 、R8 は水素又はメチル基を、
Lは0又は1を、X1 およびX2 は炭素数1〜5のアル
キレン基を表す。〕であるセメント分散剤を含む。
【0013】
【発明の詳細な説明】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明のビニル重合体において、式(I)で表さ
れる構成単位を形成するモノマーの例示としては、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
ネートなどのアルケニルスルホネート類、ブタジエンス
ルホン酸、イソプレンスルホン酸などの共役ジエンスル
ホン化物、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンス
ルホン酸などのスチレンスルホン酸類、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ホネート、3−
メタクリロキシプロピルスルホネートなどのアクリロキ
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、アクリルアミドプロパンスルホン酸、メタ
クリルアミドエタンスルホン酸、メタクリルアミドプロ
パンスルホン酸などのアクリルアミドスルホネート類や
メタクリルアミドスルホネート類、およびこれらの塩が
ある。
【0014】また、式(II)で表される構成単位を形成
するモノマーの例示としては、マレイン酸のアルキレン
グリコールあるいはポリアルキレングリコールのモノエ
ステルがあげられる。
【0015】また、式(II)で表される構成単位を形成
する方法として、まず無水マレイン酸と式(I)で表さ
れる構成単位を形成する単量体を共重合し、そののち
(ポリ)アルキレングリコールで半エステル化し、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムな
どでケン化する方法もとることができる。さらに、式
(I)で表される構成単位がスチレンスルホン酸から得
られる構成単位である場合には、無水マレイン酸とスチ
レンの共重合体のスルホン化物をポリアルキレングリコ
ールで半エステル化し、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化アンモニウムなどでケン化する方法もとる
ことができる。
【0016】本発明の重合体は式(I)および(II)で
示される各構成単位を含有することを必須とし、ランダ
ム共重合体およびブロック共重合体のいずれであっても
よく、また各構成単位の含有割合は、式(I)の構成単
位/式(II)の構成単位が90/10〜10/90重量
%、さらに好ましくは70/30〜30/70重量%の
範囲とする。この範囲を外れるとセメントへの分散性あ
るいはスランプロスの防止性が悪化する。
【0017】本発明の重合体は、本発明の性能を阻害し
ない範囲で他の不飽和単量体も共重合させることができ
る。このような単量体の例としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸類、
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イ
タコン酸などの不飽和ジカルボン酸、およびこれらの
塩、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチル
アクリレートなど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、ブチルメタクリ
レートなどのアルキルメタクリレート類、スチレン、イ
ンデンなどのビニル芳香族化合物、イソブチレン、イソ
プレンなどのオレフィン類、アクリルアミド類、アクリ
ル酸、メタクリル酸などの不飽和モノカルボン酸類とH
(OCn 2nm OHで示されるグリコールとのモノエ
ステル化物や、不飽和モノカルボン酸に酸化エチレンや
酸化プロピレンを付加させて作ったモノエステル化物、
ポリアルキレングリコールモノアリルエーテル等があ
る。
【0018】本発明の重合体の分子量は重量平均分子量
が1,000〜100,000(GPC法、ポリスチレ
ンスルホン酸ナトリウム換算)にすることが好ましく、
これより高すぎるとセメント配合物とした時に分散性が
不足ぎみになり、これより小さすぎると分散性が不足す
るとともにスランプロスが大きくなる傾向をしめす。
【0019】本発明の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。例えば、反応の形成としてラジカル重合が一
般的であり、水またはメチルアルコール、エチルアルコ
ール、イソプロパノールなどのアルコール中で行うこと
が好ましい。重合開始剤としては、過酸化ベンゾイルな
どの過酸化物、あるいはアゾビスイソブチロニトリルで
代表されるアゾ化合物、さらには過硫酸塩などが使用で
きる。
【0020】本発明のセメント分散剤は、セメントと水
よりなるセメントペースト、セメント・砂および水より
なるモルタル、セメント・砂・小石および水よりなるコ
ンクリートなどのセメント配合物等に加えることができ
る。本発明の分散剤は、必要に応じて他の成分と併用す
ることができる。かかる他の成分としてはナフタレンス
ルホン酸ホルマリン縮合物の塩、リグニンスルホン酸、
メラミンスルホン酸などの他の分散剤、空気連行剤、消
泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、膨張剤、収縮低減剤、
防腐剤などがある。
【0021】本発明のセメント分散剤は、セメントに対
し、固形分換算で0.01〜2重量%、好ましくは0.
05〜1重量%の割合で使用される。使用量が少なすぎ
るとセメント配合物の分散流動性が低下するとともに、
スランプロスが大きくなる。また、使用量が多すぎると
材料分離を起こしたり、硬化不良を起こしたりする。
【0022】以下、本発明の効果を具体的にするために
実施例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。なお、部は特に記載しないかぎり重量部を示す。
【0023】
【実施例】<合成例>無水マレイン酸1モルにポリエチ
レングリコール(#400)1モルを反応させて得られ
るモノエステル化物50部とp−スチレンスルホン酸ナ
トリウム50部を温度計、滴下ロート、窒素ガス導入
管、および攪拌機を備えた四つ口フラスコに仕込み、さ
らに水200部を加えて均一に溶解し、雰囲気を窒素置
換しながら85℃まで加熱した。ここへ、過硫酸アンモ
ニウム3.5部を水10部に溶解した溶液を滴下し重合
を開始する。さらに、反応温度を90℃に保ち4時間経
過後反応を完結させた。得られた水溶液を水酸化ナトリ
ウムで中和し、平均分子量48000の共重合体(共重
合体1)の水溶液を得た。表1に同様にして合成した共
重合体2〜5を挙げる。
【0024】表1で出発原料として用いたマレイン酸P
EG#400、マレイン酸PEG#1000、マレイン
酸MPEG#400、マレイン酸MPEG#1000
は、無水マレイン酸1モルにポリエチレングリコール
(各々#400、#1000)、メトキシポリエチレン
グリコール(#400、#1000)を各々1モル反応
させたマレイン酸モノエステル化物である。
【0025】<コンクリート試験>表1に記載した共重
合体を使用し、表2に示す配合条件で配合し、配合物に
ついて下記の条件でコンクリート試験を行いスランプと
空気量、これらの経時変化、凝結時間、および圧縮強度
を測定した。結果を表3に示した。
【0026】表2に示すコンクリートの調製は50Lの
強制練りミキサーを用い、セメント、細骨材、粗骨材、
本発明の分散剤を溶解させた水を2分間混合した後、練
り返し用のバットに払い出し練り返しを行った。さら
に、60分後のスランプ値、空気量の測定のは、静置し
たコンクリートを練り返した後行った。
【0027】練り上がり直後の空気量は、空気調整剤、
市販の空気連行剤およびあるいは消泡剤を必要に応じて
使用して4.5±0.5容量%に調整した。尚スランプ
値、空気量及び圧縮強度および凝結時間の測定や圧縮強
度供試体の採取方法はJISA6204に準拠して行っ
た。
【0028】
【表1】
【0029】 セメント:普通ポルトランドセメント(三菱マテリアル
(株)製) 細骨材 :混合砂(荒目砂/細目砂=8/2(重量比)
比重:2.56、FM=2.83) 荒目砂:茨城県那珂川産(比重:2.54、FM=3.
10) 細目砂:千葉県市原市万田野産(比重:2.62、FM
=1.78) 粗骨材 :栃木県阿蘇郡谷川町産(砕石2005、比
重:2.72) 単位量 :コンクリート1m3 を製造する時の各材料の
重量を表わす。
【0030】
【表2】
【0031】表3の結果から、本発明のセメント分散剤
がほとんど凝結遅延性を示すことなく、優れたスランプ
ロス防止性能を示すことは明白である。一方、比較例1
のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物はスランプロ
スが非常に大きい。また、比較例2のスチレンマレイン
酸樹脂は凝結遅延性が著しい。また、比較例3のスチレ
ン−マレイン酸共重合体のエチレングリコールのモノエ
ステルの塩はスランプ保持性が悪く凝結遅延性が大き
い。
【0032】
【発明の効果】本発明のセメント分散剤を用いたセメン
ト配合物は、セメント粒子間の分散性が大きく、該分散
性の経時変化が小さく、かつ凝結遅延を起こすことがな
い。本発明の分散剤により、セメント配合物のスランプ
ロスという問題が解決され、また凝結遅延性がないため
セメント施工の作業時間が延びることなく高品質のコン
クリートを製造することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 228/02 MNR 290/06 MRS 7442−4J // C04B 103:40

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(I)で表される構成単位およ
    び下記一般式(II)で表される構成単位を含有する水溶
    性ビニル重合体であって式(I)で表される構成単位/
    式(II)で表される構成単位が10/90〜90/10
    重量比であるビニル重合体よりなることを特徴とするセ
    メント分散剤。 【化1】 〔但し、R1 、R2 は水素又はメチル基、Mはアルカリ
    金属、アルカリ土類金属、アンモニウム塩又は有機アミ
    ンの塩を表し、Xは2価の基を表す。〕 【化2】 〔但し、R3 、R4 は水素又はメチル基、R5 は水素又
    は炭素数1〜3のアルキル基、nは2又は3、mは1か
    ら100の整数を表し、またMはアルカリ金属、アルカ
    リ土類金属、アンモニウム塩又は有機アミンの塩を表
    す。〕
  2. 【請求項2】一般式(I)におけるXが 【化3】 〔但しR6 、R7 、R8 、R9 は水素又はメチル基を、
    Lは0又は1を、X1 およびX2 は炭素数1〜5のアル
    キレン基を表す。〕である、請求項1記載のセメント分
    散剤。
JP5271486A 1993-10-29 1993-10-29 セメント分散剤 Withdrawn JPH07126054A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102301999A (zh) * 2011-04-22 2012-01-04 扬州斯培德化工有限公司 对热不敏感型农药水基制剂用增稠剂及其制备方法与应用
JP2014098015A (ja) * 2006-07-19 2014-05-29 Croda International Plc ヘアスタイリングの用途におけるコポリマー

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Effective date: 20010130