JPS63285141A - セメント分散剤 - Google Patents

セメント分散剤

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JPS63285141A
JPS63285141A JP11838787A JP11838787A JPS63285141A JP S63285141 A JPS63285141 A JP S63285141A JP 11838787 A JP11838787 A JP 11838787A JP 11838787 A JP11838787 A JP 11838787A JP S63285141 A JPS63285141 A JP S63285141A
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Hidetoshi Yoshioka
英敏 吉岡
Masanori Miyamoto
昌則 宮本
Shinji Hamada
真治 浜田
Shigenobu Fujioka
藤岡 重信
Masami Yamaki
八巻 真覧
Masato Tamao
玉生 征人
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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、セメント分散剤、更に詳しくはセメント組成
物であるセメントペースト、モルタル及びコンクリート
の流動性を高めると共に、経時による流動性の低下を防
止し、その施工性。
作業性を改善し、更に、セメント組成物の硬化時間を遅
らせないことを特徴とするセメント分散剤に関するもの
である。
〔従来の技術〕
セメント分散剤としては各種のものが知られているが、
代表的なものとしてβ−ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物(以下β−NSFと略す)、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮合物塩(以下SMFと略す)、リグニル
スルホン酸塩などが知られている。このうち、β−NS
FあるいはSMFは高性能減水剤と呼ばれ、その強力な
分散作用によって、従来からコンクリート2次製品を中
心に用いられてきたが、レディーミックストコンクリー
トの分野においても近年品質改善を目的として用いられ
るようになってきた。
高性能減水剤はその強力な分散作用によって、セメント
組成物中の単位水量を大巾に減少することができ、セメ
ント組成物の品質を改善できる。しかしながら、高性能
減水剤を添加したセメント組成物は、時間と共に急速に
その流動性を低下していく。この流動性の低下をスラン
プロスという。このスランプロスが生じると10例えば
コンクリート2次製品の工場などにおいてセメント組成
物のポンプ圧送を行っている際、何らかの事情で圧送を
中止し、その後圧送を再開した時に、圧送圧が急激に増
大したり、ポンプが閉塞する等の問題があった。あるい
は遠心締め固め成型の場合の締め固め不良などの問題が
あった。
レディーミックストコンクリートについても、コンクリ
ート製造プラントから打設現場まで運搬中に流動性が低
下し、現場での打設が困難となる。特に、ポンプ打設の
場合には配管閉塞の原因となる。このため高性能減水剤
を使用する場合には、打設現場において添加して流動性
を高めた後、直ちに打設するのが一般的となっている。
しかし、この現場添加方式には、種々の問題点がある。
例えば、コンクリート管理の複雑化、つまり流動化前後
の管理が必要となり、また流動化の工程が加わるために
、打設能率が低下゛したり、あるいは、流動化剤添加の
ための人員を確保する等の必要がある。更には、ミキサ
ー車による撹拌の際の騒音や排気ガスなどの公害問題な
どがある。このように、スランプロスはコンクリート管
理上極めて大きな影響を及ぼすものである。
従来スランプロスを防止する方法として、次のような方
法が提案されている。
(1)凝結遅延剤を併用してセメントの水和を遅らせる
方法 (2)高性能減水剤を繰り返し添加する方法(3)高性
能減水剤を粒状化して徐々に溶解する方法 (4)高性能減水剤にリグニンスルホン酸塩または特殊
リグニンスルホン酸塩を併用する方法上記(1)の方法
は、高性能減水剤とオキシカルボン酸塩等の凝結遅延剤
を併用することによって、凝結時間を遅延させ、流動性
を保持しようとするものである。しかしながら、必ずし
もスランプロス防止効果は十分なものではない。
(2)の方法はある程度効果的な手段であるが、繰り返
し添加という作業性、添加m増加によるコスト高などが
問題である。
(3)の方法では、粒状化した高性能減水剤の溶解速度
をコントロールすることが困難であり、また未溶解部が
残るとコンクリートの品質低下をきたす。
(4)の方法もある程度有効な実用的手段であると考え
られるが、使用量が従来の高性能減水剤より増加するこ
と、凝結が遅延するなどの欠点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来スランプ防止方法は、上述したように何れの方法も
欠点を有していた。つまり、実用性に乏しかったり、ス
ランプロス低減効果が十分でなかったり、減水性が低下
したり、凝結遅延性を有している等の問題点があった。
かかる状況下において、本発明は減水性が高く、しかも
硬化時間を遅らせることなくスランプロスを防止するこ
とを特徴とするセメント分散剤を提供することを目的と
するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、従来技術の問題点を改善するため鋭意検
討した結果、次に示す(a)成分と(b)成分との共重
合により得られる水溶性の高分子化合物を成分とするセ
メント分散剤が、すぐれた減水性および流動性保持能を
有しており、しかも凝結遅延、その他品質に悪影響をお
よぼさない新規な分散剤であることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
(a)一般式 %式% で示される化合物。ただし、式中nはOまたは1、Xは
アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアンモニア
を表す。
(b)マレイン酸またはその塩 本発明はすぐれた減水性および流動性保持能を有してお
り、しかも凝結遅延、その他品質にに悪影響をおよぼさ
ないこと゛を特徴とするものであるが、これらの特徴を
発揮するためには共重合体の分子量と、共重合体中の(
a)成分と(b)成分モル比率との組合せが極めて重要
である。
まず、共重合体の分子量について説明すると、すぐれた
減水性および流動性保持能を示すためには、共重合体の
重量平均分子量が’1X104〜8×104の範囲にあ
ることが必要である。なお、ここでいう重量平均分子量
というのは、プルランを標準物質としたGPC測定より
得られた測定値である。重量平均分子量が上記範囲より
小さい場合は、高い減水効果は得られない。また、上記
範囲より大きい分子量の場合も高い減水効果が得られず
、流動性の経時変化も大きくなる。
次に、共重合体中の(a)成分と(b)成分とのモル比
率について説明する。モル比率の関係は、主に流動性の
経時変化および硬化時間に影響を及ぼす。従って、本発
明の分散剤は、その重量平均分子量が’1X104〜3
X104の範囲にあると同時に、(a)成分と(b)成
分のモル比率が1:0.05〜1:0.15の範囲にあ
ることが必要である。
上記範囲より、(b)成分が少ない場合には、十分な流
動性の保持効果が得られない。また、上記範囲より(b
)成分が多い場合には、流動性の経時変化が大きくなり
、また凝結遅延性を示すようになる。
本発明の分散剤が優れたスランプロス防止効果を示す理
由は明らかではないが、理由の一つとして次のようなこ
とが考えられる。つまり、スランプロスの要因の一つと
して、分散剤がセメントの初期水和反応により粒子表面
から消失して、セメント粒子表面で有効に作用しなくな
るためであるとする化学原因説があげられる。
例えばナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物(以下N
SFと略す。)はセメント粒子に吸着し高い分散効果を
示すが、時間と共に流動性が低下していく。この原因の
一つとしてフエーリ工変換赤外分光法(FT−IR)を
用いたNSFの吸着量の測定結果によると、セメントの
水和により粒子表面から混和剤が消失していくことが観
察されている。これは、NSFのセメント粒子への吸着
が物理的吸着によるために、水和反応の進行に伴う相条
件の変化により脱離しやすいためであると考えられる。
これに対して本発明の分散剤は、ポリスチレンスルホン
酸骨格に2価の酸であるマレイン酸成分を共重合させ、
分散剤に適度なキレート性を付与している。
このキレート性により、水和反応が進行しても粒子表面
から脱離しにくく、スランプロスを効果的に防止するも
のと考えられる。
また、本発明の分散剤と類似の構造を持ったものとして
、p−スチレンスルホン酸塩((a)成分)とモノエチ
レン性不飽和化合物との共重合体を主成分とするもの(
特開昭57−156355号)、ある、いはスチレン−
マレイン酸共重合体のスルホン化物をケン化したもの(
特開昭59−141445号)がある。前者は、低温時
においても高い分散効果を示すのを特徴としており、ス
ランプロス防止効果については述べられていない。侵者
については、構造が次の一般式 (式中、XはNa、に、CaおよびNH4のいずれかで
ある。) で表わされ、1は1〜5の整数、mは1〜3の整数、n
は4〜10の整数である。つまり、1:mが1.0 :
0.2〜1.0 :3.0ということでおる。
すでに述べたように、マレイン酸成分の量が特許請求の
範囲を越えた場合には、効果的なスランプロス防止効果
を示さず、場合によっては著しいスランプロスや凝結遅
延を引き起こす。従って、本発明は両分散剤とは異なり
、スランプロスを効果的に防止する方法を新たに提供す
るものである。
本発明のセメント分散剤の製造は、ラジカル重合反応に
よって行われ、一般的には水相中で不活性ガス雰囲気中
のもと室温〜100℃の温度で行われる。ラジカル重合
開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム
などが一般的であり、その他亜硫酸水素ナトリウム、F
e(II)塩等の還元剤を併用した水系レドックス開始
剤も用いられる。また、共重合体の分子量は、モノマー
濃度、開始剤濃度、反応温度、反応時間等の反応条件を
調節することによって、所定の分子量のものが容易に得
られる。このようにして得られる本発明のセメント分散
剤は、重合反応後の水溶液をそのまま使用することも可
能であるが、好ましくはアセトンあるいはメタノール中
に滴下して共重合物を沈澱させたものを使用した方が効
果的である。ざらには、共重合体を限外濾過あいは透析
処理することにより、低重合部分が除去されるのでより
効果的となる。特に、分散効果において顕著な効果を示
すものである。
本発明のセメント分散剤のセメントに対する添加量は、
一般的に0.2〜1.0重量パーセントが良い。0.2
%未満であると、セメント粒子に対して十分な分散効果
とスランプロス防止効果が得られない。1%以上になる
と、セメントの分散が過度となり、ブリージングやペー
スト分離を引き起こしたりする。
また、本発明のセメント分散剤は、必要に応じて他のセ
メント添加剤、例えばAE剤、リグニンスルホン酸塩等
のAE減水剤、あるいは、ナフタリンスルホン酸ホルマ
リン高縮合物塩等の高性能減水剤と併用することもでき
る。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(1)製造例 本発明例1 撹拌棒、温度計、冷却管、窒素導入管を具備した5Lの
四ツロフラスコに、p−スチレンスルホン酸ナトリウム
150g、マレイン酸12、7g、イオン交換水300
0dを仕込む。
次に窒素置換を行い、窒素を導入しながら過硫酸アンモ
ニウム10.5g、亜硫酸水素ナトリウム9.0gを仕
込み、温度を70℃に調節する。4時間重合反応を続け
た債、冷却して、水酸化ナトリウム水溶液にて中和する
。次いで、エバポレーターにて濃縮を行い、濃縮液をア
セトン中に滴下する。沈澱した共重合物は、濾過を行い
、アセトンで洗浄し、減圧乾燥する。
本発明例2 p−スチレンスルホン酸ナトリウムの代りに、p−クロ
ロメチルスチレン(CMS−14、清美化学■社製)を
スルホン化して得られるp−ビニル−トルエンスルホン
酸ナトリウム160 gを使用する以外は本発明例1と
同様に合成した。
本発明例3 撹拌棒、温度計、冷却管、窒素導入管を具備した5Lの
四ツロフラスコに、p−スチレンスルホン酸ナトリウム
167.0 g、マレイン酸10.59、イオン交換水
4.51を仕込む。
次に窒素置換を行い、窒素を導入しながら過硫酸アンモ
ニウム30.89を仕込み、温度を80℃に調節する。
4時間重合反応を続けた後、冷却して中和する。
このようにして得られた共重合物を分両分子量5000
の膜を用いて限外濾過処理を行った。
比較例1 p−スチレンスルホン酸ナトリウムを3007、マレイ
ン酸を93g、過硫酸アンモニウムを219、亜1iu
a水素ナトリウムを189仕込む以外は本発明例1と同
様に合成した。
比較例2 p−スチレンスルホン酸ナトリウムを6009、マレイ
ン酸を849、過硫酸アンモニウムを8.4g、亜硫酸
水素ナトリウムを7.2g仕込む以外は本発明例1と同
様に合成した。
比較例3 マレイン酸を219仕込む以外は本発明例1と同様に合
成した。
製造例により得られた各種分散剤の性状を表1に示す。
表  1 1)モル比、共重合体中のイオウ量より計算。
2)プルランを標準試料として、GPC測定により計算
した。
GPC測定条件は カラム: 5hodex 0H−pak  B−803
+8−804溶離液:0.05M  Borax +0
.3%プロパツール温度=40℃ 流速: 1 mg/m1n (2)コンクリート試験 表1に示した各種セメント分散剤を用いて、JIS A
 6204に準拠したコンクリート試験を行い、減水率
、スランプの経時変化、空気量、凝結時間を測定した。
結果を表2に示す。
なお、コンクリート試験に使用した材料は下記の通りで
ある。
セメント:普通ポルトランド(アサノ、小野田、徳山) 細骨材:鹿島産砂(比重2.58、F、H2,58)粗
骨材:山口砕石(比重2.70. F、M 6.70)
〔発明の効果〕 表2より明らかなように本発明のセメント分散剤は、β
−NSFより高い減水性を示すとともに、β−NSFは
スランプの経時変化が大きいのに対して、本発明の分散
剤はスランプ保持能がすぐれている。また、本発明側以
外の分散剤は、このうよな効果は得られず、分散剤にお
ける分子量および(a)成分と(b)成分とのモル比の
組合せが極めて重要であることが分る。
従って、本発明のセメント分散剤は、高い減水性により
、コンクリートの品質向上に寄与すると共に、硬化時間
を遅らすことなくスランプを保持することが可能である
ので作業性、施工性を大巾に改善できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)次に示す(a)成分と(b)成分との共重合体か
    らなるスランプロス防止型分散剤。 (a)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) で示される化合物。ただし、式中nは0または1、Xは
    アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアンモニア
    を表す。 (b)マレイン酸またはその塩
  2. (2)(a)成分と(b)成分との共重合体の重量平均
    分子量が1×10^4〜8×10^4のものである特許
    請求の範囲第1項記載のスランプロス防止型セメント分
    散剤。
  3. (3)(a)成分と(b)成分のモル比率が1:0.0
    5〜1:0.15である組成を有した特許請求の範囲第
    1項または第2項記載のスランプロス防止型セメント分
    散剤。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124842A (en) * 1989-10-06 2000-09-26 Canon Kabushiki Kaisha Display apparatus
US6310651B1 (en) 1995-03-14 2001-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Data processing method and device for use in display apparatus
WO2002070428A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Admixture to improve consolidation of cement composition with low moisture content

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59141445A (ja) * 1983-01-28 1984-08-14 出光石油化学株式会社 セメント配合物の流動性向上剤

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