JPS59162157A

JPS59162157A - セメント分散剤

Info

Publication number: JPS59162157A
Application number: JP3516783A
Authority: JP
Inventors: 智田中; 酒井　公「ぞう」
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-09-13

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】本発明はセメント分散剤に関するものである。

更に詳しくは、セメントモルタルまたはコンクリニドの
工事現場での打設施工やコンクリート２吹製品などのモ
ールディング加工に適し、作業性を低下させることなく
セメント混練水を大巾に減少させ、更に硬化後のセメン
トモルタルまたはコンクリートの強度を向上させうる減
水効果の大きいセメント分散剤に関するものである。

従来、強度向上の目的として混練水を減少させるための
検討がなされ、この目的のためセメント分散剤が使用さ
れている。この剤と・してはりゲニンスルホン酸塩系、
オキシカルボン酸塩系、ナフタリンスルホン酸塩ホルマ
リン縮合物系またはメラミンスルホン酸塩ホルマリン縮
合物系などの種々の薬剤が使用されてきた。しかし、こ
れらは分散能力に限界がある。硬化能力に限界を有して
いる。空気連行性が高く強度を大巾に低下させるなどの
欠点を有していて十分満足のできるものではない。また
、最近よりセメント分散能力が高いセメント分散剤が求
められ、たとえばアリルアルコール又はアリルアルコー
ルのエチレンオキシド付加物とα、β−不飽和ジカルボ
ン酸類との共重合物や鎖状オレフィンとα、β−不飽和
ジカルボン酸塩との共重合体が知れている。しかし、こ
れらの分散剤はナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合
物系のものと比較すると若干、分散性が改良されている
ものの未だ十分なるセメント分散性を有していることは
言えず、十分なセメント分散性を得るためには比較的高
価なこれら分散剤を多く使用する必要があり、鎖状オレ
フィンとα、β−不飽和ジカルボン酸共重合体について
は大巾にセメントの硬化を遅らせるとかの欠点を有して
いる。

かかる情況下、本発明者らは、これら以上の欠点のない
セメント用分散剤につき鋭意検討した結果、本発明に致
った。すなわち本発明は次の一般式（１）で示される構
造単位と一般式（Ｉ）で示される構造単位のモル比が９
７１〜１／９の範囲内にある分子量１０００〜５０００
０の水溶性高分子化合物よりなることを特徴とするセメ
ントの分散剤。

０式中、Ｒ＋は水素、メチル基又はフェニル基であり、
　ＡＩは°炭素数２〜３のアルキレン基、ｎは０又は１
の数、ｍは０〜２０の数）一般式（ＩＩ）２　　Ｒ３Ｃ式中、Ｒ２は水素又はメチル基、Ｒ３は水素、メチル
基又は−ＣＨ２Ｃ００Ｘ２基であり、Ｘ】、　Ｘ２は水
素、塩又は−（Ａ２０）ｅＲｎで示される基であり、刈
、Ｘ２の少なくとも１つは水素又は塩であり、　Ａ２は
炭素数２〜８のアルキレン基、Ｒ４は水素又は炭素数２
０以下のアルキレ基、又は炭素数４〜７のシクロアルキ
ル基であり、ｅは０〜２０の数）であ“る。

本発明の水溶性高分子化合物は一般式（ＩＩ）で示され
るｆｆ１ｌＪ　１１にカルボキシル基を有する構造単位
と一般式（１）で示される側鎖に水酸基（−ＣＣＨ’２
　）　ｎ　−０、（ＡＩ　Ｏ）ｍＨ〕を有する構造単位
からなる共重合体である。

このような高分子化合物は通常、カルボキシルを有する
単量体と水酸基を有する単量体とを所定の割合にラジカ
ル重合，イオン重合，放射線重合などにまり共重合する
ことによって得られる。一般式（１１）の構造単位を与
えるカルボキシル基を有する単量体の例としてはアクリ
ル酸，メタク１ノル酸。

ン酸（およびこれらの塩でも使用できる）、又はイタコ
ン酸と一般式Ｒ４　（ＱＡ２　）（ｌ　ＯＨ　（　、’
　Ｒ４は水素又は炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素
数４〜７のシクロアルキル基、Ａは炭素数２〜３のアル
キレン基，ｅは０〜２０の数）で示されるアルコール類
又１、ｔ　り’Ｊコール類とのモノエステル化物が挙げ
られる。この時、Ｒ４が炭素数２１以」二のアルキル基
を有するアルコールとのモノエステル化物やｅが２０を
超える場合にはコンクリートに空気を連行させるように
なりコンクリート強度を低下させるｔこめにポール、パ
イル、ヒユーム管などのコンクリート２吹製品のように
空気が連行されないことが望まれる用途には使用できな
い。又、本発明において水酸基を有する単量体の例とし
てはアリルアルコール、クロチルアルコール、シンナミ
ルアルコールなどの不飽和アルコール類、並びにこれら
アルコールのエチレンオキシド又は／およびプロビレ　
　。

ンオキシドの付加物が挙げられる。この場合にもエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドの付加モル数を示す一
般式（Ｉ）中のｍが２０を超えるとコンクリートに空気
を連行させるようになり好ましくない。本発明の分散剤
は前記のカルボキシル基を有する単量体と水酸基を有す
る単量体とを共重合して得る以外にも種々の方法によっ
て得ることができる。たとえば、カルボキシル基を有す
る単量体と前記の不飽和アルコール類とを共重合した後
、所定量のエチレンオキシド又は／およびプロピレンオ
キシドを付加させて得てもよいにの場合でもカルボキシ
ル基はカルボン酸形あるいは塩の形にしておく）。また
、ｌ￥ｉＪ記のカルボキシル基を有する単量体と酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類を共
重合した後、加水分解して得ても良く、又、加水分解後
、所定量のエチレンオキシド又は／およびプロピレンオ
キントヲ付加させて得ても良い（この場合でもカルボキ
シル基はカルボン酸の形あるいは塩の形にしておく）。

これらの種々のカルボキシル基と水酸基を有する水―性
高分子化合物のうちセメント分散能力より好ましいのは
一般式（Ｉｆ）のＲ２が水素であり、Ｒ３が水素又はメ
チル基である構造単位を与えるアクリル酸、メタクリル
酸から製造されるものである。

（クロトン酸、イタコン酸並らびにイタコン酸とアルコ
ール類、グリコール類とのモノエステル化物を用いて本
発明の分散剤を得た場合にはセメント分散能力が若干、
劣るとの結果を与える）。特に好ましいのはアクリル酸
、メタクリル酸と一般式（ｒ）中のＲ＋が水素又はメチ
ル基、ｎが１．ｍがＯ〜５の数である構造単位を与える
アリルアルコール、クロチルアルコールとの共重合体ま
たはアリルアルコール、クロチルアルコールのエチレン
オキンド、プロピレンオキシド付加物との共重合体であ
る・また本発明の分散剤において、一般式（１）で示さ
れる構造単位と一般式（Ｉ）で示される構造単位のモル
比は９／１〜１／９の範囲内にあることが必要である。

この比が９／１を超えるとセメントの分散能力を低下さ
せるばかりかセメントの硬化を若干遅らせるようになり
、また１７９未満ではセメントの分散能力が大巾に低下
する。特にこの比が７／８〜３／７の範囲内にあること
がセメント分散能力にもすぐれ、且つセメントの硬化を
全く遅らせることがなく好ましい。また、本発明の分散
剤は前記のカルボキシル基と前記の水酸基を所定の割合
で含む水溶性高分子化合物であるが、性能を阻害しない
程度であれば、他の不飽和単量体を共重合して得られた
ものも使用することが出来る。これら他の不飽和単量体
の例としてはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルなどの（メタ）クリレート類（エステル部分の炭素数
は２０以下）。

酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル
類、スチレンなどのビニル芳香族類、スチレンスルホン
酸、ビニルスルホン酸などのスルホン酸類、ブ°テン、
イソブチン、オクテンなどのオレフィン類などの種々の
ものを挙げることができる。エステル基の炭素数が４以
下のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルやスチ
レンスルホン酸などを共重合させるとセメント分散能力
かむ、しろ向」ニジ、好ましい結果を与える場合もある
。

これら他の不飽和単量体の添加量は、本発明の水溶性高
分子化合物中の水酸基、カルボキシル基の種類またはそ
の当量比などにより変化するが、通常３０重量％以下で
ある。

このような水浴性高分子化合物は工業的に一般に用いら
れている方法に準じて得ることができる。

例えば反応の形態としてはラジカル重合が一般的であり
、この時溶液重合が好ましく、水、メチルアルコール、
エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどの低級
アルコール類、ベンゼンなどの炭化水素類、アセトン、
メチルエチルケトンの様なケトン類が溶媒として使用さ
れる。重合開始剤としては過酸化ベンゾイル、過酸化ｔ
ｅｒｔ−ブチルなどの過酸化物、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、更には過硫
酸塩など、溶媒の種類、モノマーの種類により適宜選択
でき、いずれもその分解の活性化エネルギーが小さいの
で穏和な条件で重合が開始される。このようにして得ら
れぢ共重合体は酸そのままでも本発明の分散剤として使
用できるが、アルカリ物質で中和し、カルボキシル基の
一部または全部をアルカリ金属塩、ｉ番Φ年アルカリ土
類金属塩あるいはアンモニア有機アミン、アルカノール
アミン】の塩として用いることができる。分子量は溶媒中のモノ
マー濃度１反応温度１反応時間を変えることにより調整
できるが、特に水溶解性がよく、セメントに対し著しい
分散性を示すのは分子量が１０００〜５００００の範囲
に、、あるものである。分子量１０００未満ではセメン
トの硬化を遅らせるばかりか。

セメントの分散能力も低下させ、５００００を超えると
セメントの分散能力が著るしく低下する。より好ましい
のは分子量が３０００〜８００００の範囲内にあるもの
である。本発明の分散剤は固体または粉体としても使用
できるが通常は水溶液あるいは水分散液として使用する
。有機溶媒溶液でも使用できる。

本発明の分散剤には必要に応じて他の成分と併用するこ
とができる。このような任意成分としては、アルキルベ
ンセンスルホン酸塩、高級脂肪酸アルキレンオキシド付
加物の硫酸エステル塩、ヴインゾールなどの公知の空気
連行剤、リグニンスルホン酸塩、ポリアルキレングリコ
ール、スチレンスルホン酸重合体、スチレンスルホン酸
とモノエチレン性単量体との共重合体、オキシカルボン
酸塩、ポリエチレンスルホン酸塩、α、β−不飽ルマリ
ン縮合物など公知の分散剤、また純分で同重量未満のナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩やメラミンスル
ホン酸ホルマリン縮金物などの公知のセメント分散剤、
塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウ介、炭
酸ソーダ、炭酸カリ、チオ硫酸ナトリウム、アルカノー
ルアミンなどの公知のセメント硬化促進剤；リグニンス
ルホン酸、グルコン酸、クエン酸、酒石酸、ポリリン酸
などの公知のセメント硬化遅延剤；ポリビニルアルコー
ル、澱粉、メチルセルロース、ヒドロ豫ンメチルセルロ
ースなどの公知ののり剤；亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カ
ルシウムなどの公知の防錆剤など種々のものを挙げるこ
とができる。　　゛本発明のセメント分散剤の使用でき
るセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強
ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント。

アルミナセメント、フライアツンユセメント、高炉セメ
ントなどが挙げられる。このうち好ましいものは普通ポ
ルトランドセメントである。

本発明のセメント分散剤の添加量はセメントの用途、要
求される性能に応じて種々かえることができるが、セメ
ントに対して通常本発明の分散剤を純分で００１〜５重
量％、好ましくは０．０５〜１゛重量％である。レディ
ーミクストコンクリート関係では通常００５〜０３重量
％、コンクリート２吹製品関係では通常０１〜１重量％
である。

セメント、骨材、水の混線後、セメントが接触水和した
後（混練後１〜２分以上後）に添加されてもよいし、又
あらかじめセメントに添加した後。

フＲを加える添加方法でもよい。更には、本分散剤の一
部を混線時に添加し、その後残りの本分散剤を１回以上
分割して添加する分割添加法でもよい。

本発明の分散剤を含むモルタル、コンクリートの施工法
は従来の場合と同じでよく、コテ塗り、吹き付は塗り、
型枠への充填、コーキングガンによる注入など、種々の
方法をとりうる。又、養生法としては気乾養生、湿空養
生、水中養生、加熱促進養生（蒸気養生、オートクレー
ブ養生など）のいずれでもよく、又、各々の併用でもよ
い。

本発明のセメント分散剤は非常にすぐれたセメント分散
能力を有し、且つセメントの硬化が遅くれることないと
の特徴を有している。この特徴を生かして、本分散剤は
屋根、壁面、床面のモルタルやコンクリートに；防水モ
ルタル、防水コンクリ−１−、建造物の躯体および建造
物の成型部材などに用いられ、分散性がすぐれていると
の特徴よりレディーミクストコンクリート関係とコンク
リート２吹製品を生産するためのモルタル、コンクリー
トの分散剤として適している。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。尚、実施例中の部はすべて
純分による重量部を示すものとする。

実施例１アリルアルコール又はアリルアルコールのアルキレンオ
キシド付加物５０モル％と、表−１に示す各種カルボキ
シル基を有す・る単量体５０モル％とを共重合して得た
分子量約８０００の水溶性高分子化合物を用いて本発明
の分散剤を得た。また酢酸ビニル５０モル％とアクリル
酸５０モル％を共重合して得た分子量８０００の水溶性
高分子化合物をナトリウムメチラートでケン化し、副生
じた酢酸メチル等を除いて得た水溶性高分子化合物も用
いて本発明の組成物を得た。これらを用いて下記コンク
リート配合物を作りコンクリートの流動性（スランプで
示す）、コンクリートの凝結時間、強度を測定して表−
１の結果を得た。また、表−１中には本発明の分散剤と
比較するため、ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合
物（ＮＳＦと略す）、リグニン系減水剤（ホゾリスＮ０
６Ｌ、塩化カルシウムを含む）。

オキンカルボン酸系減水剤としてグルコン酸ソーダを用
いた場合、無水マレイン酸−イツブテン（５０：　５０
モル比）共重合物のソーダ塩、アリルアルコール又はア
リルアルコールのアルキレンオキシド付加物５０モル％
とマレイン酸又はマレイン酸のモノエステル化物５０モ
ル％との共重合物のソーダ塩などを用いた場合、並らび
に分散剤を全く使用しなかったー場合の結果も併せて記
す。尚、コンクリートの配合は分散剤を用いた時には単
位セメント量３２０ｋｇ／ｍ３．水／セメント比５５％
、細骨材率４６％とした。分散剤を使用しなかった場合
のコンクリート配合は、単位セメント量８２０ｋｇ／ｍ
３．　　。

水／セメント比６０％、細骨材率４６％である。また、
コンクリ−ト温度は２０℃、圧縮強度は２０℃水中養Ａ
ＬＡ　ＥＯ＋・０・３．０・５・Ｏ＋　１０　＋　２０
　＋　ＰＯ３，０１５−０は各々プリルアルコール１モ
ルに対しエチレンオキシド。

プロピレンオキシドを各々１．０　、３．。、５．。＋
ＩＯ，２０＋３．０　＋５．０　　モル付加したもので
ある。またＶＡＣは共重合後酢酸ビニルをケン化したも
のを示す。

表−１より明らかなように、本発明の分散剤は従来のも
のと比較して非常に少量の添加量にてすぐれたコンクリ
ート流動性を与え、しかもセメントの硬化を全く遅らせ
ていないことが判る。

実施例２アクリル酸とＡＬＡ　ＥＯ＋、ｏ　　の共重合物におい
て、その共重合組成をかえて得た水溶性高分子化合物の
ナトリウム塩を用いた実施例１と同様な方法にて各種コ
ンクリート試験を行い表−２の結果を得た。

実施例３アクリル酸５０モル％とアリルアルコール５０モル％の
分子量をかえた共重合物のナトリウム塩を用い、実施例
１と同様な方法にて各種コンクリート試験を行い表−３
の結果を得た。

表−８

Claims

【特許請求の範囲】１、次の一般式（，１）で示される構造単位と一般式（
ＩＩ）で示される構造単位のモル比が９７１〜１／９の
範囲内にある分子量１０００〜５００００の水溶性高分
子化合物よりなることを特徴とするセメント分散剤。（式中、　ＲＩは水素、メチル基又はフェニル基であり
％　Ａ＋は炭素数２〜３のアルキレン基、ｎは０又は１
の数、ｍは０〜２０の数）０式中、Ｒ２は水素又はメチ
ル基、Ｒ３は水素。メチル基又は−ＣＨ２Ｃ００Ｘ２基でありｓ’　ＸＩ　
＋　Ｘ２は水素、塩又は−（Ａ２０　）１１−Ｒ４で示
される基であり、ＸＩ、Ｘ２の少なくとも１つは水素又
は塩でるり、Ａ２は炭素数２〜８のアルキレン基、Ｒ４
は水素又は炭素数２０以下のアルキル基、又は炭素数４
〜７のシクロアルキル基であり、ｅは０〜２０の数）２、一般式（１）で示される構造単位と一般式（１）で
示される構造単位のモル比が７／３〜３／７の範囲内に
ある第１項、第２項のいずれかに記載の分散剤。８、一般式（ＩＩ）のＲ２が水素であり、Ｒ３が水素又
はメチル基である第１項に記載の分散剤。