JPH0543288A

JPH0543288A - セメント分散剤組成物

Info

Publication number: JPH0543288A
Application number: JP3329060A
Authority: JP
Inventors: Hideo Koyata; 秀雄小谷田; Tomoyuki Tsutsumi; 智之堤
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-02-23
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3224408B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はセメントの分散を容易にする組成物
に関する。【構成】エチレン性不飽和化合物と無水マレイン酸と
の共重合体とリグニンスルホン酸又はそれの塩および陰
イオン界面活性剤を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水硬性セメント組成物の
分散剤組成物に関するものであり、更に詳しくは、セメ
ント組成物であるコンクリート、モルタルまたはペース
トの単位水量を減らした場合におけるワーカビリティー
の経時による低下を防止することで、その施工性、作業
性を大幅に改善することを可能とするセメント分散剤組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モルタルやコンクリートなどのセメント
配合物は、セメントと水との水和反応などにより、時間
の経過と共に配合物は流動性を失い、施工性、作業性の
低下をきたす。この現象は、一般にスランプロスと呼ば
れている。この問題を解決するために種々の提案がされ
ている。

【０００３】例えば、流動化コンクリートに遅刻剤を添
加する方法、β−ＮＳＦ等の顆粒状流動化剤を使用する
方法（特開昭５４−１３９９２９）、徐放性薬剤を使用
する方法（例えば特開昭６０−１６８５１）等があげら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法ではスランプロス防止において効果が小さい、ある
いは実用上に問題点がある等の欠点を有しており、必ず
しも有効な方法でない。すなわち、化学的凝集を防止す
る目的で、オキシカルボン酸等の硬化遅延剤を添加した
場合、セメントの水和反応は遅延できても物理的凝集を
防止することは困難であり、必ずしもスランプロス防止
するには至らない。また、硬化遅延に支障のない添加領
域では、十分には対処できない。

【０００５】また、β−ＮＳＦ等の顆粒状流動化剤を使
用した場合、ある程度のスランプロス防止効果はある
が、顆粒状流動化剤が硬化後のコンクリート中に局在的
に残存することもあり、強度、耐久性の低下などの欠点
も有する。

【０００６】一方、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水不溶性の共重合体等の徐放性薬剤
を使用した場合、スランプロス防止効果は認められる
が、水不溶性の共重合体が沈降することでその取り扱い
が容易でない、あるいは保存安定性に欠けるといった欠
点を有し、また、経済性を加味した場合、必ずしも有効
な方法ではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は叙上
の如き、従来の問題点を解決すべく開発されたセメント
分散剤組成物を提供するものである。

【０００８】すなわち、本発明者らは、以上の問題点を
解決すべく鋭意研究した結果、下記式（Ｉ）、で示される、アルキレンエーテルを側鎖に持つエチレン
性不飽和化合物と無水マレイン酸との共重合体、あるい
はその加水分解物またはその加水分解物の塩と、リグニ
ンスルホン酸またはその塩と、オキシカルボン酸または
その塩などの陰イオン界面活性剤の１種または２種以上
とを組み合わせることにより、従来のセメント分散剤に
比べてスランプロス低減性に優れ、しかも低硬化遅延性
であるセメントの分散剤組成物を見出し、本発明を完成
させるに至った。

【０００９】すなわち、本発明のセメント分散剤組成物
は、（ａ）下記の式（Ｉ）〔式中、Ｒは炭素数１〜４０の炭化水素基を表わし、Ａ
Ｏは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基の１種または
２種以上の混合物を表わし、２種以上のときは、ブロッ
ク状に結合していてもランダム状に結合していてもよ
く、ｐは前記オキシアルキレン基の平均付加モル数で１
〜２００の数を表わし、ｍおよびｎは独立に１〜３の整
数であり、ｋは１〜１００の整数であり、また単量体単
位（１）および単量体単位（２）はブロック状に結合し
ていてもランダム状に結合していてもよい。〕で表わさ
れる共重合体、あるいはその加水分解物またはその塩；（ｂ）リグニンスルホン酸またはその塩；および（ｃ）少なくとも１種の陰イオン界面活性剤を含み、前
記（ａ）成分と（ｂ）成分の重量比が１：９９〜５０：
５０であり、前記（ｃ）成分が、前記（ａ）成分と
（ｂ）成分の合計量１００重量部に対し、０．１〜５０
重量部であることを特徴とするセメント分散剤組成物で
ある。

【００１０】本発明のセメント分散剤組成物は、著しい
硬化遅延を起こすことはなく、また硬化後の強度に悪影
響を与えることもなく、しかも経済的に有利であるとい
う利点を持つ。

【００１１】本発明のセメント分散剤は３成分を必須と
し、第１の成分〔（ａ）成分〕は下記の式（Ｉ）で表わ
される共重合体である。

【００１２】〔式中、Ｒはアルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アルキルアリール基またはアラルキル基から選択さ
れる炭素数１〜４０の炭化水素基を表わし、ＡＯは炭素
数２〜１８のオキシアルキレン基の１種または２種以上
の混合物を表わし、２種以上のときは、ブロック状に結
合していてもランダム状に結合していてもよい。なおＡ
はアルキレン基を表わし、Ｏは酸素原子を表わす。ｐは
前記ＡＯ基の平均付加モル数で１〜２００の数を表わ
し、ｍおよびｎは独立に１〜３の整数を表わし、ｋは１
〜１００の整数を表わす。また共重合体を構成する単量
体単位（１）および単量体単位（２）はブロック状に結
合していてもランダム状に結合していてもよい。〕第１
の成分である共重合体は、無水物、その部分または全加
水分解物あるいはその加水分解物の塩のいずれをも用い
ることができる。

【００１３】式（Ｉ）においてＡＯで示される炭素数２
〜１８のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン
基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシテ
トラメチレン基、オキシスチレン基、オキシドデシレン
基、オキシテトラデシレン基、オキシヘキサデシレン
基、オキシオクタデシレン基等があるが、特に炭素数２
〜４のオキシアルキレン基が好ましい。ＡＯは２種以上
のオキシアルキレン基を含んでいても良く、この場合、
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。

【００１４】Ｒで示される炭素数１〜４０の炭化水素基
としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミ
ル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エ
チルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウ
ンデシル基、ドデシル基、イソトリドデシル基、テトラ
デシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、オク
タデシル基、イソオクタデシル基、オレイル基、オクチ
ルドデシル基、デシルテトラデシル基、ベンジル基、ク
レジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オ
クチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニ
ル基、ジオクチルフェニル基、ジノニルフェニル基、ナ
フチル基、スチレン化フェニル基等がある。

【００１５】共重合体の数平均分子量は特に限定されな
いが、１０００〜２０００００が好ましい。

【００１６】共重合体の加水分解物とは、共重合体中の
無水マレイン酸単位〔単量体単位（２）〕の加水分解に
より生じるマレイン酸加水分解物単位を有する生成物を
いう。

【００１７】また共重合体の加水分解物の塩とは、該マ
レイン酸加水分解物単位に形成される塩をいう。その例
としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシ
ウム、カルシウム等のアルカリ金属塩またはアルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩、メチルアミン、エチルアミ
ン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン等の有機アミン
塩をあげることができる。これらの塩の中で好ましい塩
としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩を
あげることができる。

【００１８】前記式（Ｉ）で表わされる共重合体は、特
開平１−２９７４１１号公報記載の方法により製造する
ことができる。すなわち、次式（ＩＩ）ＣＨ₂ ＝ＣＨ−ＣＨ₂ −Ｏ−（ＡＯ）ｐ−Ｒ（ＩＩ）〔式中、Ａ、Ｒおよびｐは式（Ｉ）で定義したものと同
じ〕で表わされるアルケニルエーテルと無水マレイン酸
との塊状または溶液重合により製造することができる。
もし必要であるならば、本発明において使用する共重合
体は、少量の共重合可能な他のモノマー、例えばスチレ
ン、アルファ−オレフィン、酢酸ビニルを含有してもよ
い。その量は通常共重合体（Ｉ）の３重量％以下、好ま
しくは１重量％以下である。重合は有機過酸化物または
アゾ化合物等の重合開始剤の存在下で行なう。

【００１９】本発明のセメント分散剤組成物の第２の成
分はリグニンスルホン酸またはその塩であって、これを
前記共重合体と組み合わせ使用してはじめて好ましい結
果が得られる。リグニンスルホン酸塩は減水剤として使
用されているが、硬化遅延や強度の減少等好ましくない
効果を示すことが知られている。しかし本発明のセメン
ト分散剤組成物はこれらの効果を実質的に軽減するもの
である。

【００２０】本発明のセメント分散剤組成物の第２の成
分として使用されるリグニンスルホン酸又はリグニンス
ルホン酸塩は特に限定されないが、限外ろ過によって低
分子量や糖類を除く処理を行った精製物が好ましい。

【００２１】リグニンスルホン酸塩の好ましい例として
は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
カルシウム等のアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属
塩をあげることができる。

【００２２】本発明のセメント分散剤組成物の構成に必
要な第３の成分は少なくとも１種の陰イオン界面活性剤
であり、該陰イオン界面活性剤は特に限定されないが、
オキシカルボン酸およびその塩がある。オキシカルボン
酸およびその塩の例としては、グルコン酸、グルコヘプ
トン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸およびこれらオキ
シカルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウム、マグ
ネシウム、カリウム等のアルカリ金属塩およびアルカリ
土類金属塩をあげることができる。

【００２３】本発明のセメント分散剤組成物を構成する
第１の成分、第２の成分および第３の成分の使用比率の
範囲は大きいが、スランプロスの低減性と低硬化遅延性
の点より、第１の成分と第２の成分の重量比が１：９９
〜５０：５０、好ましくは３：９７〜３０：７０であ
る。前記重量比が１：９９未満ではこれら成分の組み合
わせ効果が十分に発揮されず、また５０：５０を越えて
も該組み合わせ効果が発揮されないうえに経済的にも不
利である。

【００２４】また第３の成分は、前記第１の成分および
第２の成分の合計量１００重量部に対し、０．１〜５０
重量部、好ましくは２〜２０重量部の割合で使用され
る。０．１重量部未満では第３の成分の使用効果が小さ
く、一方５０重量部を越えると硬化遅延が生じるので好
ましくない。

【００２５】本発明の望ましい効果を発揮するセメント
分散剤組成物の使用量は一般にセメント組成物中のセメ
ント１００重量部に対して０．０５〜５重量部であり、
好ましくは０．２〜１重量部である。

【００２６】またその他の公知のセメント混和剤、例え
ば空気連行剤、防水剤、強度増進剤、消泡剤、硬化促進
剤等の併用も可能である。これらの添加剤は、セメント
分散剤組成物とともに、先だって、あるいは後にセメン
ト組成物と混合することができる。

【００２７】一方、本発明のセメント分散剤組成物は、
ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、アル
ミナセメント、各種混合セメント等の水硬性セメント、
および石膏等のセメント以外の水硬性材料等に用いるこ
とができる。

【００２８】本発明のセメント分散剤組成物の使用方法
としては、例えば練り混ぜ水に溶解した後セメント組成
物調整時に練り混ぜ水と同時に添加する方法、あるいは
既に練り上がったセメント組成物に添加する方法等のい
ずれの方法も採用できる。本発明のセメント分散剤組成
物は水系スラリーとして、あるいは乾燥粉末混合物とし
て供給することができる。水系スラリーの場合、スラリ
ー中の固形成分は通常１〜４０重量％である。

【００２９】本発明のセメント分散剤組成物が優れた性
能を発揮する理由は、リグニンスルホン酸またはその塩
およびオキシカルボン酸またはその塩などの陰イオン界
面活性剤が通常のセメント分散剤としての働きをする傍
ら、セメント中のアルカリにより加水分解した共重合体
のカルボキシル基がセメント粒子表面へ吸着し、これと
同時に主鎖から伸びるポリオキシアルキレン基のまわり
に水和層が形成され、これがセメント粒子の分散性を保
持するためと推定される。このため、優れた分散性能と
スランプロス防止性能を併せ持って発揮すると考えられ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明のセメント分散剤組成物は、モル
タルやコンクリート等のセメント組成物に対して、大き
な硬化遅延性をもたらすことなく高い流動性を発揮し、
しかも優れたスランプロス防止性能を有しているため、
土木、建築工事において著しく作業性の改善をもたらす
ものである。

【００３１】従って、本発明にかかるセメント分散剤組
成物は、種々の用途に用いることができる。例えば、レ
ディミクストコンクリートをはじめとするコンクリート
の流動化剤として、またプラント同時添加型の場合にお
ける高性能ＡＥ減水剤として、あるいはコンクリート２
次製品製造用高性能減水剤として有効に使用できるもの
である。

【００３２】以下、本発明によるセメント分散剤組成物
について実施例をもって詳しく説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。

【００３３】

【実施例１〜９および比較例１〜１２】第１表に示す調
合に基づき、５０リットル強制練りミキサーを用い、４
０リットルのコンクリート材料と第２表に示す所定のセ
メント分散剤組成物を投入し、９０秒間練り混ぜを行
い、スランプ１８ｃｍ、空気量４〜５容量％（目標の空
気量に達成させるために、デンカグレース社製空気連行
剤“ＡＥ−１４０Ｄ”を使用）の流動化コンクリートを
調整した。練り上がり後、練り舟に移し、３０分毎に所
定の回数切り返しを行い、６０分後までの経時変化を測
定した。尚、スランプ、空気量、圧縮強度および凝結時
間の測定方法や圧縮強度供試体の採取方法は、すべて日
本工業規格（ＪＩＳＡ６２０４）に準拠して行った。
結果を第４表に示す。

【００３４】調合１）セメント：普通ポルトランドセメント（宇部社製ユニオンセメント）２）水：水道水３）細骨材：相模川産（比重２．５３，粗粒率〔Ｆ．Ｍ．〕２．８３）４）細骨材：青梅産砕石（比重２．６４，粗粒率〔Ｆ．Ｍ．〕６．６０）共重合体は特開平１−２９７４１１号公報に記載されて
いる実施例に準拠して製造し、第３表に示す共重合体
（１）〜（６）を得、これを用いた。

【００３５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 35/08 ＬＪＷ 7242−4Ｊ // Ｃ０８Ｆ 216/16 ＭＫＹ 6904−4Ｊ 299/02 ＭＲＳ 7442−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）下記の式（Ｉ）〔式中、Ｒは炭素数１〜４０の炭化水素基を表わし、Ａ
Ｏは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基の１種または
２種以上の混合物を表わし、２種以上のときは、ブロッ
ク状に結合していてもランダム状に結合していてもよ
く、ｐは前記オキシアルキレン基の平均付加モル数で１
〜２００の数を表わし、ｍおよびｎは独立に１〜３の整
数を表わし、ｋは１〜１００の整数を表わし、単量体単
位（１）および単量体単位（２）はブロック状に結合し
ていてもランダム状に結合していてもよい。〕で表わさ
れる共重合体、あるいはその加水分解物またはその塩；（ｂ）リグニンスルホン酸またはその塩；および（ｃ）少なくとも１種の陰イオン界面活性剤を含み、前
記（ａ）成分と（ｂ）成分の重量比が１：９９〜５０：
５０であり、前記（ｃ）成分が、前記（ａ）成分と
（ｂ）成分の合計量１００重量部に対し、０．１〜５０
重量部であるセメント分散剤組成物。