JPH03237045A - セメント添加剤及びそれを含むセメント配合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセメントの添加剤に関する。さらに詳しくは、
本発明は、セメントペースト、モルタル、およびコンク
リートのようなセメント配合物中のセメント粒子の分散
性を向上させてセメント配合物の流動性を改善させると
ともに、その流動性が経時的に低下することを防止して
打設時の施工性、作業性を改善することができるセメン
トの添加剤に関するものである。

（従来の技術） 一般に、セメント、水、砂、砂利等からなるセメント配
合物は、セメント粒子の凝集力が大きく打設作業性が良
くない。そこで打設作業性を改善するためには、セメン
ト配合物中の含水量を増加させて流動性を高めることが
必要となる。しかしながら、含水量を増加させることは
、相対的にセメント配合物中のセメント含量を減少させ
ることになり、その結果硬化したセメント配合物の強度
低下を招くという問題がある。

それとは別に、混練されたセメント配合物の流動性は、
時間の経過とともにセメント粒子の凝集化が進行するた
めに次第に低下する。このため、混練後打設までの時間
が制限されるという問題もある。例えば、セメント配合
物は混線後、ミキサー車などで打設現場まで運搬される
ことが多いが、輸送距離あるいは交通渋滞などにより運
搬に要する時間は大きく変動することがある。このため
、打設現場ではセメント配合物の流動性がその都度異な
り、一定の施工作業性を得ることが困難な状況であった
。またパイル、ポール、ブロックなどのコンクリート２
次製品の製造においても、セメント配合物のポンプ圧送
に際し、何等かの事情で一時中断した圧送を再開する場
合、配管中のセメント配合物の流動性が低下しているた
め、圧送圧力が急激に上昇したり、あるいは配管が閉塞
するなどの問題も多かった。

上述のような問題の解決手段として添加剤の使用が提案
されている。従来、このような添加剤としてナフタレン
スルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物が知られてい
る〔特公昭４１１１．７３７号〕。

しかし、このものはセメント配合物に対して一時的には
流動性を付与できるが、その効果は混練後の暫時であっ
て、長時間にわたり持続することはできず、上記問題の
充分な解決手段とは言えない。

（発明が解決しようとする課題） そこで本発明の目的はまだ固まらないセメント配合物に
おけるセメント粒子の物理的化学的凝集化を抑制して、
その分散性を向上させることができるセメントの添加剤
を提供することにある。更に本発明の目的は、セメント
配合物に流動性を付与し、かつその流動性が時間経過と
ともに低下すること（スランプロス）を防止できるセメ
ントの添加剤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討し
た結果、特定の共重合体をセメント添加剤として少量使
用することにより、流動性が高く且つスランプロスの改
善されたワーカビリティの良いセメント配合物が得られ
ることを見い出し、本発明を完成した。

即ち本発明によれば、１種又は２種以上の炭素数２〜１
０の鎖状モノオレフィンと１種又は２種以上の炭素数４
〜１０の鎖状ジオレフィンとマレイン酸との共重合体、
その水溶性塩又はその両者を含有するセメント添加剤が
提供される。

以下本発明について詳説する。

本発明で用いる共重合体の基本骨格をなす炭素数２〜１
０の鎖状モノオレフィンは、好ましくはは炭素数２〜６
である。鎖状モノオレフィンの具体例としては、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、■−ブテン、２−ブテ
ン、２−メチル−２−ブテン、４−メチル−１−ペンテ
ン、■−ヘキセン等を挙げることができる。

炭素数４〜１０の鎖状ジオレフィンは、一般式ＣＨ２−
ＣＨ−Ｒ（式中、Ｒは炭素数２〜８、好ましくは２〜４
のアルケニル基である）で示される化合物である。具体
的には、１，３−ブタジェン、インプレン、１，５−へ
キサジエン等を挙げることができる。特に入手の容易さ
から１．３−ブタジェン及びイソプレンが好適なものと
して挙げられる。

また、鎖状モノオレフィン及び鎖状ジオレフィンとして
、ナフサ等の石油留分の水蒸気分解等により得られる炭
化水素留分を用いる事もできる。

特に、Ｃ４留分と呼ばれる炭素数４の炭化水素留分には
、一般に、イソブチレン、１−ブテン等の鎖状モノオレ
フィン及び１，３−ブタジェン等の鎖状ジオレフィンが
含まれており、Ｃ４留分を鎖状モノオレフィン及び鎖状
ジオレフィン源として用いることが好ましい。

本発明に用いる共重合体は、鎖状モノオレフィンと鎖状
ジオレフィンと無水マレイン酸とをラジカル共重合して
得られる。共重合の際、鎖状モノオレフィン、鎖状ジオ
レフィン及び無水マレイン酸の仕込み比率は任意に選ぶ
ことができる。ただし、鎖状モノオレフィンと鎖状ジオ
レフィンの合計量／無水マレイン酸（モル比）が、２０
／８０〜８０／２０、好ましくは３０／７０〜６０／４
０であることが適当である。また、鎖状モノオレフィン
／鎖状ジオレフィン（モル比）は、２０／８０〜７０／
３０．好ましくは３０／７０〜６０／４０であることが
適当である。

共重合はラジカル発生剤の存在下で実施される。

ラジカル発生剤として通常公知のものが使用され、例え
ば、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、ジｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエートなどの有機過酸
化物、α、α−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ
ビス化合物などが挙げられる。

共重合の方法には特に限定はない。例えばベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族系溶媒を使用した沈澱重合
により実施される。又、シクロヘキサノン、アセトン、
メチルエチルケトン等の共重合体を可溶化する溶媒を使
用した溶液重合によっても共重合させることは可能であ
る。重合温度も特に限定されないが、例えば５０〜１８
０°Ｃが好適である。

このようにして得られる鎖状モノオレフィンと鎖状ジオ
レフィンと無水マレイン酸との共重合体の分子量は、数
平均分子量として５００〜１００００、特に好ましくは
１０００〜８０００である。

得られた共重合体は、粉末状であり、これをそのまま、
本発明のセメント添加剤として使用することができる。

また、共重合体を水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
アンモニアのような一酸塩基の存在下に加水分解して得
られる水溶性塩の水溶液を本発明のセメント添加剤とし
て使用することもできる。

更に、本発明は、上記共重合体を含むセメント配合物も
提供する。

本発明のセメント添加剤は、セメントペースト（セメン
ト及び水）、モルタル（セメント、砂及び水）、コンク
リート（セメント、砂、砂利及び水）などのセメント配
合物に加えられる。本発明の添加剤のセメント配合物へ
の添加量は、固形物換算でセメント１００に対して重量
比で０．０５〜３．０、好ましくは０．１〜２．０とす
ることが適当である。この範囲にすることにより良好な
セメント配合物のワーカビリティ改善効果が得られ、結
果として減水効果による高強度化が発揮される。また、
セメントと砂、砂利等との骨材分離現象を生じることも
ない。

本発明のセメント添加剤は単独で用いることもできるし
、本発明以外のセメント添加剤と併用することもできる
。本発明以外のセメント添加剤としては、例えば従来の
セメント混和剤、空気連行剤、硬化促進剤、凝結促進剤
、凝結遅延剤等が挙げられる。

（発明の効果） 本発明のセメント添加剤を使用することにより、セメン
ト粒子の分散流動性を向上させ、かつその流動性が経時
的に低下すること（スランプロス）を著しく抑えたセメ
ント配合物が得られる。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

製造例１ 窒素で置換された１ｆ！のオートクレーブに無水マレイ
ン酸１２５ｇ、トルエン５００ｇを仕込み、温度を１５
０°Ｃとした後、表１に示す組成のＣ４留分８２．５　
ｇ及びジｔ−ブチルパーオキサイド６゜２５ｇを４時間
かけて滴下し、更に１５０８Ｃ，１時間加温して重合反
応させた。重合終了後、析出した共重合体を含む混合物
から上澄み溶媒を排出した。その後、水２００ｇを加え
水蒸気を導入して１０５°Ｃ下、２時間かけて残留する
溶媒及び若干量の未反応無水マレイン酸を溜置した。こ
のことにより共重合体は加水分解されて均一な水溶液と
なった。この水溶液に水酸化ナトリウム３０ｇを加えケ
ン化し、Ｃ４留分／マレイン酸共重合体のナトリウム塩
の水溶液（ｐＨ７，３）を得た。

なお加水分解前の共重合体の分子量はＧＰＣで測定の結
果、ポリスチレン換算で数平均分子量１８００、重量平
均分子量２７００であった。

０ 表Ｉ　　Ｃ４留分の組成 製造例２ 反応温度を１４０°Ｃとし、Ｃ４留分とジｔ−ブチルパ
ーオキサイドの滴下時間を２時間にした以外は製造例１
と同様にして重合反応及び加水分解反応を行ない、共重
合体のＮａ塩水溶液を得た。加水分解前の共重合体の分
子量はＧＰＣで測定の結果、ポリスチレン換算で数平均
分子量３０００、重量平均分子量４１００であった。

製造例３ 窒素で置換された１１のオートクレーブに無水マレイン
酸１２５ｇ、）ルエン５００ｇを仕込み、温度を１４０
℃とした後、表１に示す組成のＣ４１ 留分１２３．８　ｇ及びｔ−ブチルパーオキシベンゾエ
ート６．２５ｇを３時間かけて滴下し、更に１４０°Ｃ
１１時間加温して重合反応させた。重合終了後、析出し
た共重合体を含む混合物から上澄み溶媒を排出し、製造
例１と同様の操作で加水分解を行ない、共重合体のＮａ
塩の水溶液を得た。なお、加水分解前の共重合体の分子
量はＧＰＣで測定の結果、ポリスチレン換算で数平均分
子量２５００、重量平均分子量５６００であった。

製造例４ １１のオートクレーブにβナフタレンスルホン酸２００
ｇ及び水５０−を仕込み、温度を９０°Ｃとした後、市
販の３７％ホルマリン８０ｇを２時間かけて滴下し、更
に１００°Ｃ，５時間加温して反応させた。この反応中
、溶液が次第に高粘度となるため、水を適宜滴下した。

加えた水量は１０〇−であった。このようにして、縮合
反応を実施し、得られた反応混合物をＣａ（ＯＨ）２で
処理し遊離スルホン酸物を除去し、更にＮａＯＨで中和
して、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナト
リウ２ ム塩を得た。

実施例 製造例１〜３で得た各共重合体塩のセメント添加剤とし
ての性能を下記のコンクリート試験により評価した。そ
の結果を表２に示した。

比較例 製造例４で得た各共重合体塩のセメント添加剤としての
性能を下記のコンクリート試験により評価した。その結
果を表２に示した。

表２に示す結果から、本発明のセメント添加剤を用いる
ことにより、直後と３０分後あるいは６０分後のスラン
プの差は比較例のそれに比べて小さくなり、いわゆるス
ランプロスの少ないセメント配合物を提供できることが
わかる。

（コンクリート試験） セメント、水、粗骨材、細骨材及びセメント添加剤を表
３に示す配合比率でＪＩＳ　Ａ６２０４の方法に準拠し
て混練した。このコンクリート組成物のスランプ、空気
量及び圧縮強度をそれぞれ　ＪＩＳＡＩＩＯＩ　、ＪＩ
Ｓ　Ａｌ１１６及びＪＩＳ　Ａ１１０８に従って練り上
がり直後、または所定時間後に測定した。

３ ４ 表 ２ 手続補正書 平成２年３月１６日 平成２年特許願第３ ２ １７号 ２゜ 発明の名称 セメント添加剤及びそれを含むセメント配合物３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）１種又は２種以上の炭素数２〜１０の鎖状モノオ
   レフィンと１種又は２種以上の炭素数４〜１０の鎖状ジ
   オレフィンとマレイン酸との共重合体、その水溶性塩又
   はその両者を含有するセメント添加剤。
2. （２）鎖状ジオレフィンがブタジエンまたはイソプレン
   である請求項（１）記載のセメント添加剤。
3. （３）鎖状モノオレフィン、鎖状ジオレフィンまたはそ
   の両者がナフサ分解により得られる炭素数４の炭化水素
   化合物の混合物である請求項（１）記載のセメント添加
   剤。
4. （４）請求項（１）記載のセメント添加剤を含有するセ
   メント配合物。