JP2008133176A - Cement admixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント混和剤に関する。より詳しくは、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物等に対して減水剤等として広く用いることができるセメント混和剤であって、セメント組成物に含ませることにより、土木・建築構造物等を構築することができるセメント混和剤に関する。 The present invention relates to a cement admixture. More specifically, it is a cement admixture that can be widely used as a water reducing agent for cement compositions such as cement paste, mortar, concrete, and the like. It relates to a cement admixture that can be constructed.
セメント混和剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物等に対して減水剤等として広く用いられており、セメント組成物から土木・建築構造物等を構築するために欠かすことのできないものとなっている。このようなセメント混和剤は、セメント組成物の流動性を高めてセメント組成物を減水させることにより、硬化物の強度や耐久性等を向上させる作用を有することになる。このような減水剤の中でもポリカルボン酸系重合体を含むものは、従来のナフタレン系等の減水剤に比べて高い減水性能を発揮するため、高性能AE減水剤として多くの実績がある。 Cement admixture is widely used as a water reducing agent for cement compositions such as cement paste, mortar, and concrete, and is indispensable for building civil engineering and building structures from cement compositions. It has become. Such a cement admixture has the effect of improving the strength, durability, and the like of the cured product by increasing the fluidity of the cement composition and reducing the water content of the cement composition. Among such water reducing agents, those containing a polycarboxylic acid polymer exhibit high water reducing performance as compared with conventional water reducing agents such as naphthalene, and thus have many achievements as high performance AE water reducing agents.
このようなセメント混和剤においては、セメント組成物に対する減水性能に加えて、セメント組成物を取り扱う現場において作業しやすくなるように、その粘性を良好にすることができるものが求められている。すなわち減水剤として用いられるセメント混和剤は、セメント組成物の粘性を低下させることによる減水性能を発揮することになるが、このような性能を発揮すると共に、それを取り扱う現場において作業しやすくなるような粘性とすることができるものが土木・建築構造物等の製造現場において求められている。セメント混和剤がこのような性能を発揮すると、土木・建築構造物等の構築における作業効率等が改善されることとなる。 In such a cement admixture, in addition to the water reducing performance for the cement composition, there is a demand for a cement admixture whose viscosity can be improved so that it is easy to work at the site where the cement composition is handled. In other words, the cement admixture used as a water reducing agent will exhibit water reducing performance by lowering the viscosity of the cement composition, but it will exhibit such performance and make it easier to work at the site where it is handled. What can be made to have a high viscosity is required in the production site of civil engineering and building structures. When the cement admixture exhibits such performance, work efficiency and the like in construction of civil engineering and building structures will be improved.
セメント組成物のスランプロスの防止能を改善する方法としては、例えば、ポリカルボン酸系重合体の重量平均分子量が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算で10,000〜500,000の範囲内にあり、かつ重量平均分子量からピークトップ分子量を差し引いた値が0〜8,000であるセメント分散剤が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この技術により、セメント組成物等に優れた流動性を長時間に渡って与えることが記載されている。また、このセメント分散剤において、ポリカルボン酸系重合体のセメント粒子への吸着率が60%未満である場合、及び、ポリカルボン酸系重合体のセメント粒子への吸着率が60%以上である場合が記載されている。このセメント分散剤は、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体を用いたポリカルボン酸系重合体を用いたものであり、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化工程を含むため、製造コストが割高になるため、コストパフォーマンスが低下することから、この点で工夫の余地があった。特に、高性能AE減水剤やAE減水剤が用いられる領域(水/セメント重量比=0.3〜0.6)においては、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備えたものが求められていた。また、減水性能とスランプ保持性を更に向上させる余地があった。
本発明の目的は、上記問題点を改善し、特に高性能AE減水剤やAE減水剤が用いられる領域(水/セメント重量比=0.3〜0.6)において、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備え、かつ使用量が少なく経済性の高いセメント混和剤を提供することにある。 The object of the present invention is to improve the above-mentioned problems, and particularly in a region where a high-performance AE water reducing agent or an AE water reducing agent is used (water / cement weight ratio = 0.3 to 0.6) An object of the present invention is to provide a cement admixture that has high retentivity and is low in the amount used and highly economical.
本発明者等は、さらに、高強度・超高強度構造物等の構築現場において求められているセメント混和剤について、特に減水性とコストパフォーマンスに優れたセメント組成物等を形成することができるものを検討した。まず、ポリカルボン酸系重合体がセメント組成物等に対して優れた減水性能を発揮することができることに着目し、エステル化工程が不要な(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系の共重合体を用いることで、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系よりもコストパフォーマンスが向上し、さらに該共重合体のセメント粒子への吸着率が40%以上の重合体、及び、40%未満の重合体を併用することで、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備えるセメント混和剤とすることができることを見出し、本発明に到達したものである。なお共重合体のセメント粒子への吸着率の測定方法については、後述するようにセメントに対して共重合体を固形分換算で0.1重量%添加し、25℃で5分後に測定することが好ましい。
従来のポリカルボン酸系共重合体において、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体を含んでなる単量体成分を重合させて得られるエステル系については、当該エステル系単量体を調製するに際し、通常では(メタ)アクリル酸にアルキレンオキシドを付加させることが工業的に難しいため、アルコール等の活性水素基を有する化合物にアルキレンオキシドを付加させる工程の後、更に、(メタ)アクリル酸とエステル交換反応に供する工程を経ることによって、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体が調製されている。
これに対して、本発明のセメント混和剤は、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体に由来する共重合体を含んでなるエーテル系のものである。ここで、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体は、重合性不飽和結合及び活性水素基を有する化合物にアルキレンオキシドを付加させる工程によって調製することができる。
したがって、本発明のセメント混和剤における、エーテル系の重合体は、エステル系の重合体と比較して、単量体の調製工程においてエステル化工程が不要である。すなわち、工業的生産において負荷が大きいエステル化工程を省略することが可能となるため、製造にかかる時間を短縮することができ、省力化することができるものである。これによって、本発明は、上記のようにコストパフォーマンスが向上することとなる。
なお、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体は、重合性不飽和結合及び活性水素基を有する化合物にアルキレンオキシドを付加させて調製する方法で得ることが好ましいが、必ずしもこのような方法によって得られるものに限られない。
The present inventors can further form a cement composition and the like that are particularly excellent in water reduction and cost performance with respect to the cement admixture required in the construction site of high-strength / ultra-high-strength structures, etc. It was investigated. First, paying attention to the fact that polycarboxylic acid polymers can exhibit excellent water reduction performance with respect to cement compositions, etc., (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether copolymers that do not require an esterification step By using the polymer, the cost performance is improved as compared with the (alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester system, and the adsorption rate of the copolymer to cement particles is 40% or more, and 40% The present inventors have found that a cement admixture having both excellent water reduction performance and slump retention can be obtained by using less than the polymer in combination, and the present invention has been achieved. In addition, about the measuring method of the adsorption rate to the cement particle of a copolymer, 0.1 weight% of copolymers are converted into solid content with respect to cement as mentioned later, and it measures after 5 minutes at 25 degreeC. Is preferred.
In an ester system obtained by polymerizing a monomer component comprising an (alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylate monomer in a conventional polycarboxylic acid copolymer, the ester system In preparing the monomer, since it is usually industrially difficult to add alkylene oxide to (meth) acrylic acid, after the step of adding alkylene oxide to a compound having an active hydrogen group such as alcohol, (Alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester monomer has been prepared through a process for transesterification with (meth) acrylic acid.
On the other hand, the cement admixture of the present invention is an ether-based one containing a copolymer derived from a (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether-based monomer. Here, the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer can be prepared by a step of adding an alkylene oxide to a compound having a polymerizable unsaturated bond and an active hydrogen group.
Therefore, the ether-based polymer in the cement admixture of the present invention does not require an esterification step in the monomer preparation step as compared with the ester-based polymer. That is, since it is possible to omit an esterification step with a large load in industrial production, the time required for production can be shortened, and labor can be saved. As a result, the present invention improves the cost performance as described above.
The (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer is preferably obtained by a method of preparing an alkylene oxide added to a compound having a polymerizable unsaturated bond and an active hydrogen group, but such a method is not necessarily used. It is not restricted to what is obtained by.
また、エーテル系とエステル系とを比べると、エーテル系のほうが吸着率がより広範囲のものを使用することができるという点で好ましい。例えば、エーテル系は、セメント混和剤として有効に効果を発揮する吸着率の範囲が広いことに起因し、種々のセメントの種類に適用することができる等、種々の条件下でセメント混和剤としての優れた効果を発揮することができる。
更に、エステル系の場合には、吸着率が高いと、セメント組成物等にセメント混和剤を添加して混練した直後は流動性が高いが、その後、経時的に流動性が低下し、最後にはセメント粒子が凝集してほとんど流動性が発現されなくなる傾向が認められる。それに対して、本発明のエーテル系の場合には、吸着率と流動性との関係において、吸着率が高い場合でも流動性を維持する効果が高い。言い換えれば、エステル系とエーテル系とを対比すると、吸着率の適用範囲が異なるといえる。また、エーテル系のほうが吸着率を特定することによる効果が際立っている。例えば、吸着率が40%以上であれば、エーテル系のほうが流動性を維持する効果が高いという優れた効果を発揮することになる。本発明においては、減水性能及びスランプ保持性を優れたものとすることができる。
吸着率40%以上で、エーテル系のほうがエステル系より流動性を維持する効果が高いという理由は、明確ではないが、以下のように考えられる。
すなわち、エステル系共重合体は、エステル系単量体とカルボン酸系単量体とがランダムに共重合できるため、共重合体構造に占める−COOMの密度に分布が生じやすくなる結果、エステル系共重合体では、−COOMの密度が非常に高い共重合体や−COOMの密度が非常に低い共重合体が混在したものとなっている。
一方、吸着率を高めるには、共重合体を構成するカルボン酸系単量体の質量%を上げればよいが、これは、共重合体構造に吸着基である−COOMの密度が高くなることで、セメント粒子に吸着する速度が高まることによっている。
吸着率40%以上と高くするため、エステル系共重合体を構成するカルボン酸系単量体の質量%を高くすればするほど、−COOMの密度により大きな分布が生じてしまう。その結果、−COOMの密度が非常に高いエステル系共重合体が多く混在することになり、その混在により、セメント粒子を分散される効果よりも、凝集させる効果が強くなってしまい、流動性を発現できなくなると、考えられる。
しかし、エーテル系共重合体は、エーテル系単量体が単独重合性を持たないため、エーテル系単量体とカルボン酸系単量体がほぼ同じ速度で重合が進行するので、エーテル系共重合体を構成するカルボン酸系単量体の質量%を高くしても、共重合体構造に占める−COOMの密度に分布は生じにくい。
つまり、流動性に悪影響を与える−COOMの密度が非常に高い共重合体は、エーテル系の方がエステル系に比べて生じにくいため、吸着率が高いエーテル系共重合体でも、凝集効果が強くなることがなく、流動性よく広範囲に使用することができるのである。
Further, when the ether type and the ester type are compared, the ether type is preferable in that an adsorbent having a wider range of adsorption can be used. For example, ethers are used as cement admixtures under various conditions, such as being able to be applied to various types of cement, due to the wide range of adsorption rates that are effective as cement admixtures. An excellent effect can be exhibited.
Furthermore, in the case of an ester type, if the adsorption rate is high, the fluidity is high immediately after the cement admixture is added to the cement composition or the like and kneaded. Shows a tendency that cement particles aggregate and almost no fluidity is exhibited. On the other hand, in the case of the ether type of the present invention, in the relationship between the adsorption rate and the fluidity, the effect of maintaining the fluidity is high even when the adsorption rate is high. In other words, when the ester type and the ether type are compared, it can be said that the application range of the adsorption rate is different. In addition, the ether type is more effective in specifying the adsorption rate. For example, if the adsorption rate is 40% or more, the ether type exhibits an excellent effect that the effect of maintaining fluidity is higher. In the present invention, water reduction performance and slump retention can be made excellent.
The reason why the ether system has a higher effect of maintaining fluidity than the ester system when the adsorption rate is 40% or more is not clear, but is considered as follows.
That is, since the ester-based copolymer can be copolymerized randomly with an ester-based monomer and a carboxylic acid-based monomer, the distribution of -COOM in the copolymer structure is likely to be distributed. In the copolymer, a copolymer having a very high density of -COOM and a copolymer having a very low density of -COOM are mixed.
On the other hand, in order to increase the adsorption rate, it is only necessary to increase the mass% of the carboxylic acid monomer constituting the copolymer. This is because the density of —COOM, which is an adsorbing group, in the copolymer structure is increased. This is because the speed of adsorption to cement particles is increased.
In order to increase the adsorption rate to 40% or higher, the higher the mass% of the carboxylic acid monomer constituting the ester copolymer, the greater the distribution of -COOM. As a result, many ester-based copolymers having a very high density of -COOM are mixed, and the mixing makes the effect of aggregating stronger than the effect of dispersing the cement particles, and the fluidity is reduced. It is thought that expression becomes impossible.
However, in ether-based copolymers, ether-based monomers are not homopolymerizable, so the polymerization proceeds at approximately the same rate for ether-based monomers and carboxylic acid-based monomers. Even if the mass% of the carboxylic acid monomer constituting the coal is increased, the distribution of -COOM in the copolymer structure hardly occurs.
That is, a copolymer having a very high COOM density that adversely affects the fluidity is less likely to occur in the ether type than in the ester type, and thus the cohesive effect is strong even in the ether type copolymer having a high adsorption rate. It can be used in a wide range with good fluidity.
すなわち本発明は、少なくとも2種以上の共重合体を含んでなるセメント混和剤であって、
上記セメント混和剤は、下記一般式(1);
That is, the present invention is a cement admixture comprising at least two kinds of copolymers,
The cement admixture has the following general formula (1);
(式中、R1Oは、炭素原子数2〜18のオキシアルキレン基の1種又は2種以上を表す。mは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜500の数を表す。R2は、水素原子、又は、炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。Yは、炭素原子数2〜8のアルケニル基を表す。)で表される(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)由来の構成単位と、不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構成単位とを含む共重合体(A)及び共重合体(B)含むものであり、上記共重合体(A)は、セメント粒子への吸着率が40%以上であり、上記共重合体(B)は、セメント粒子への吸着率が40%未満であるセメント混和剤である。 (In the formula, R 1 O represents one or more of oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms. M represents the average number of added moles of oxyalkylene groups, and represents the number of 1 to 500. R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and Y represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. It includes a copolymer (A) and a copolymer (B) containing a structural unit derived from an ether monomer (a) and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid monomer (b), The copolymer (A) is a cement admixture having an adsorption rate to cement particles of 40% or more, and the copolymer (B) is an adsorption rate to cement particles of less than 40%.
なお、共重合体が3種以上含まれる場合、いずれか2種の共重合体の組み合わせが上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)の条件を満たせばよい。そのような場合にも、セメント混和剤中に共重合体(A)と共重合体(B)とが存在することになり、吸着率の異なる2種の共重合体によって本発明の効果が発揮されることになる。この場合、共重合体(A)と共重合体(B)とがセメント混和剤においてセメント減水性能を発揮する全共重合体中において、主成分となることが好ましい。実質的に全ての共重合体が上記共重合体(A)と上記共重合体(B)とによって構成されることが好適であるが、本発明の効果を奏する限り、例えば、全共重合体100質量%中、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)の合計量が50質量%以上であることが好ましい。より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。
以下に本発明を詳述する。
In addition, when 3 or more types of copolymers are contained, the combination of any 2 types of copolymers should just satisfy the conditions of the said copolymer (A) and the said copolymer (B). Even in such a case, the copolymer (A) and the copolymer (B) are present in the cement admixture, and the effect of the present invention is exhibited by the two types of copolymers having different adsorption rates. Will be. In this case, it is preferable that the copolymer (A) and the copolymer (B) are main components in the entire copolymer that exhibits cement water reducing performance in the cement admixture. It is preferable that substantially all of the copolymer is constituted by the copolymer (A) and the copolymer (B). For example, as long as the effects of the present invention are exhibited, for example, all copolymers In 100% by mass, the total amount of the copolymer (A) and the copolymer (B) is preferably 50% by mass or more. More preferably, it is 80 mass% or more, More preferably, it is 90 mass% or more.
The present invention is described in detail below.
上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)は、共に、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)(以下、単に単量体(a)ということがある。)由来の構成単位と、不飽和カルボン酸系単量体(b)(以下、単に単量体(b)ということがある。)由来の構成単位とを含むものである。すなわち、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)は、共に、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)由来の構成単位と、不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構成単位とを有するものである。
なお、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)は、単量体(a)由来の構成単位、及び、単量体(b)由来の構成単位以外の構造を有していてもよいが、上記単量体(a)由来の構成単位、及び、単量体(b)由来の構成単位が主成分であることが好ましい。主成分であるとは、共重合体100質量%中、上記単量体(a)由来の構成単位、及び、単量体(b)由来の構成単位が50〜100質量%であることを意味する。より好ましくは、70質量%以上、更に好ましくは、80質量%以上、特に好ましくは、90質量%以上である。
The copolymer (A) and the copolymer (B) are both (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomers (a) (hereinafter sometimes simply referred to as monomers (a)). A structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid monomer (b) (hereinafter sometimes simply referred to as monomer (b)). That is, the copolymer (A) and the copolymer (B) are both a structural unit derived from the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer (a) and an unsaturated carboxylic acid monomer. And (b) derived structural units.
The copolymer (A) and the copolymer (B) have a structure other than the structural unit derived from the monomer (a) and the structural unit derived from the monomer (b). However, the structural unit derived from the monomer (a) and the structural unit derived from the monomer (b) are preferably main components. The main component means that in 100% by mass of the copolymer, the structural unit derived from the monomer (a) and the structural unit derived from the monomer (b) are 50 to 100% by mass. To do. More preferably, it is 70 mass% or more, More preferably, it is 80 mass% or more, Most preferably, it is 90 mass% or more.
上記Yで表される炭素原子数2〜8のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、3−メチル−3−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル、2−メチル−2ブテニル基、2−ブテニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1,1−ジメチル−2−プロペニル基等が挙げられる。
上記Yの好ましい形態としては、炭素原子数2〜8のアルケニル基である。より好ましくは、炭素原子数4〜5のアルケニル基である。
上記R1Oは、炭素原子数2〜18のオキシアルキレン基の1種又は2種以上を表すものであるが、2種以上のオキシアルキレン基が存在する場合には、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの付加形態であってもよい。
上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド等のアルキレンオキシドの1種又は2種以上により形成される構造である。このようなアルキレンオキシド付加物の中でも、エチレンオキシド、プロピレンオキシドであることが好ましい。更にエチレンオキシドが主体であるものが好ましい。
Examples of the alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms represented by Y include a vinyl group, an allyl group, a 3-methyl-3-butenyl group, a 2-methyl-3-butenyl group, and 3-methyl-2- Examples include butenyl, 2-methyl-2-butenyl group, 2-butenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1,1-dimethyl-2-propenyl group and the like.
A preferred form of Y is an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. More preferably, it is an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms.
R 1 O represents one or two or more oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms. When two or more oxyalkylene groups are present, random addition, block addition, Any addition form such as alternate addition may be used.
The structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O is formed of one or more alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, and 2-butene oxide. It is a structure. Among such alkylene oxide adducts, ethylene oxide and propylene oxide are preferable. Further, those mainly composed of ethylene oxide are preferred.
上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造は、エチレンオキシドを主体として形成されるものであることが好ましい。上記エチレンオキシドを主体として形成されるものとは、上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造が2種以上のアルキレンオキシドにより形成されるときに、全アルキレンオキシドのモル数において、エチレンオキシドが大半を占めるものであることを意味する。本発明においては、上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造を形成するアルキレンオキシドにおいて、大半を占めるものがエチレンオキシドであることにより、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)の親水性が適度に向上し、セメント粒子へ吸着することで減水性が発現される作用効果を充分に発揮することができる。上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造において、大半を占めることを全オキシアルキレン基100モル%中のオキシエチレン基のモル%で表すと、50〜100モル%であることが好ましい。50モル%未満であると、上記R1Oで表されるオキシアルキレン基からなる構造の親水性が低下するおそれがある。より好ましくは、60モル%以上、更に好ましくは、70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは、90モル%以上である。 The structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O is preferably formed mainly with ethylene oxide. What is mainly formed of ethylene oxide means that when the structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O is formed of two or more alkylene oxides, the ethylene oxide is in the number of moles of all alkylene oxides. It means that it occupies the majority. In the present invention, the alkylene oxide that forms the structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O is mostly ethylene oxide, so that the copolymer (A) and the copolymer ( The hydrophilicity of B) can be improved moderately, and the effect of water reduction can be sufficiently exhibited by adsorption to cement particles. In the structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O, when it is expressed as mol% of oxyethylene groups in 100 mol% of all oxyalkylene groups, it is preferably 50 to 100 mol%. . If it is less than 50 mol%, the hydrophilicity of the structure composed of the oxyalkylene group represented by R 1 O may be lowered. More preferably, it is 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, particularly preferably 80 mol% or more, and most preferably 90 mol% or more.
上記R2は、水素原子、又は、炭素原子数1〜10の炭化水素基であることが好ましい。より好ましくは、水素原子、又は、炭素原子数1〜5の炭化水素基であり、更に好ましくは、水素原子、又は、炭素原子数1〜3の炭化水素基であり、特に好ましくは、水素原子である。上記R2の炭素原子数が5よりも大きくなると、セメント粒子等を分散させるために充分な親水性を持たせることができず、それに伴い良好な減水性能が得られずに使用量が極端に増大するおそれがある。また、界面活性能が上がるため、空気連行性が向上し、粗大な泡が混入したセメント組成剤となり、硬化したコンクリートの圧縮硬度が充分に発現されなくなるおそれがある。
上記mは、2〜400であることが好ましい。より好ましくは、3〜300であり、更に好ましくは、5〜250であり、特に好ましくは、10〜200である。
また、重合性と親水性の面からは、10〜150であることが好適である。より好ましくは、20〜130であり、更に好ましくは、25〜120である。
R 2 is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. More preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, still more preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom. It is. When the number of carbon atoms of R 2 is greater than 5, the hydrophilicity sufficient to disperse cement particles and the like cannot be imparted, and accordingly, the amount of use is extremely low without obtaining good water reduction performance. May increase. Further, since the surface activity increases, the air entrainment property is improved, and a cement composition containing coarse bubbles is mixed, and the compression hardness of the hardened concrete may not be sufficiently exhibited.
The m is preferably 2 to 400. More preferably, it is 3-300, More preferably, it is 5-250, Most preferably, it is 10-200.
Moreover, it is suitable from a polymeric and hydrophilic surface that it is 10-150. More preferably, it is 20-130, More preferably, it is 25-120.
上記不飽和カルボン酸系単量体(b)としては、重合性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを有する単量体であればよいが、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が好適である。上記不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、好ましい形態としては、下記一般式(2)で表される化合物である。 The unsaturated carboxylic acid monomer (b) may be any monomer having a polymerizable unsaturated group and a group capable of forming a carbanion. Unsaturated dicarboxylic acid monomers and the like are preferred. The unsaturated monocarboxylic acid-based monomer may be any monomer having one unsaturated group and one group capable of forming a carbanion in the molecule. Preferred forms include the following general formula ( It is a compound represented by 2).
上記一般式(2)中、R3及びR4は、同一又は異なっても良く、水素原子又はメチル基を表す。Mは、水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基を表す。
上記一般式(2)のMにおける金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子等の一価の金属原子;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属原子等の二価の金属原子;アルミニウム、鉄等の三価の金属原子が好適である。また、有機アミン基としては、エタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基や、トリエチルアミン基が好適である。更に、アンモニウム基であってもよい。このような不飽和モノカルボン酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等;これらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が好適である。これらの中でも、セメント減水性能の向上の面から、メタクリル酸;その一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩を用いることが好ましく、不飽和カルボン酸系単量体(b)として好適である。
上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよいが、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、又は、それらの無水物が好適である。上記不飽和カルボン酸系単量体(b)としては、これらの他にも、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1〜22個のアルコールとのハーフエステル、不飽和ジカルボン酸類と炭素数1〜22のアミンとのハーフアミド、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数2〜4のグリコールとのハーフエステル、マレアミン酸と炭素数2〜4のグリコールとのハーフアミドが好適である。
In the general formula (2), R 3 and R 4 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group. M represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group or an organic amine group.
As the metal atom in M of the general formula (2), a monovalent metal atom such as an alkali metal atom such as lithium, sodium or potassium; a divalent metal atom such as an alkaline earth metal atom such as calcium or magnesium; Trivalent metal atoms such as aluminum and iron are preferred. Moreover, as an organic amine group, alkanolamine groups, such as an ethanolamine group, a diethanolamine group, and a triethanolamine group, and a triethylamine group are suitable. Further, it may be an ammonium group. As such an unsaturated monocarboxylic acid monomer, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like; monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic amine salts thereof are suitable. Among these, methacrylic acid; its monovalent metal salt, divalent metal salt, ammonium salt, and organic amine salt are preferably used from the viewpoint of improving the water reduction performance of the cement, and the unsaturated carboxylic acid monomer (b) It is suitable as.
The unsaturated dicarboxylic acid monomer may be any monomer having one unsaturated group and two groups capable of forming a carbanion in the molecule, but maleic acid, itaconic acid, citraconic acid , Fumaric acid and the like, monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts thereof, or anhydrides thereof are suitable. In addition to these, the unsaturated carboxylic acid monomer (b) is a half ester of an unsaturated dicarboxylic acid monomer and an alcohol having 1 to 22 carbon atoms, an unsaturated dicarboxylic acid and a carbon number. Preference is given to half amides with 1 to 22 amines, half esters of unsaturated dicarboxylic acid monomers and glycols having 2 to 4 carbon atoms, and half amides of maleamic acid and glycols having 2 to 4 carbon atoms.
上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量が多くなるほど、共重合体(A)又は(B)が有するカルボキシル基の数が増加し、上記吸着率が高くなる。また、上記(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)が有するオキシアルキレン基の平均付加モル数が多くなるほど、共重合体が有するオキシアルキレン基による構造が多数となり、上記吸着率が高くなる。
上記共重合体(A)、すなわち、ポルトランドセメント粒子への吸着率が40%以上の共重合体を調製することは、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量、及び、上記(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)が有するアルキレンオキシド基の平均付加モル数を適宜調製することによって行うことが好適である。
上記吸着率が40%以上である共重合体、すなわち、上記共重合体(A)は、例えば、下記(1)〜(4)のような形態で調製すればよい。
(1)上記オキシアルキレン基の平均付加モル数を10モル未満である上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を20質量%以上とする。
(2)オキシアルキレン基の平均付加モル数を10〜25モルである上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を15質量%以上とする。
(3)オキシアルキレン基の平均付加モル数を25〜50モルである上記単量体(a)を用い、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を7質量%以上とする。
(4)オキシアルキレン基の平均付加モル数を50モル以上である上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を5質量%以上とする。
上記実施形態(1)〜(4)は、上記共重合体(A)を好適に調製することができる方法の例示であって、共重合体(A)は、これらの形態に限られるものではない。これらの形態は、上記吸着率を40%以上とするために通常必要と思われる臨界点付近の条件であり、その他の要因によって吸着率を40%以上にできる場合には、上記形態(1)〜(4)の範囲を外れてもよい。また、上記実施形態(1)〜(4)は、オキシアルキレン基の平均付加モル数がより大きい単量体(a)を用いること、及び/又は、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量をより多くして調製することにより、吸着率を更に向上することが好ましい。これらに加えて、本明細書の参考例における共重合体の構成及び吸着率を参照することによって、40%以上の吸着率を有する共重合体を調製することが可能である。
As the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer (b) used increases, the number of carboxyl groups in the copolymer (A) or (B) increases and the adsorption rate increases. In addition, as the average number of added moles of the oxyalkylene group of the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer (a) increases, the number of structures due to the oxyalkylene group of the copolymer increases, and the adsorption rate increases. Get higher.
Preparation of the copolymer (A), that is, a copolymer having an adsorption rate to Portland cement particles of 40% or more includes the use amount of the unsaturated carboxylic acid monomer (b), and the above It is preferable to carry out by appropriately adjusting the average number of added moles of alkylene oxide groups of the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer (a).
The copolymer having an adsorption rate of 40% or more, that is, the copolymer (A) may be prepared in the following forms (1) to (4), for example.
(1) Using the monomer (a) having an average addition mole number of the oxyalkylene group of less than 10 moles, and using the unsaturated carboxylic acid monomer (b) in an amount of 20% by mass or more And
(2) Using the monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene groups of 10 to 25 mol, and using the unsaturated carboxylic acid monomer (b) in an amount of 15% by mass or more And
(3) The monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene groups of 25 to 50 mol is used, and the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer (b) used is 7% by mass or more. .
(4) Using the monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene groups of 50 mol or more, and using the unsaturated carboxylic acid monomer (b) in an amount of 5% by mass or more. To do.
The above embodiments (1) to (4) are examples of methods by which the copolymer (A) can be suitably prepared, and the copolymer (A) is not limited to these forms. Absent. These forms are conditions in the vicinity of a critical point that is normally necessary to increase the adsorption rate to 40% or more. When the adsorption rate can be 40% or more due to other factors, the above form (1) It may be outside the range of (4). In the above embodiments (1) to (4), the monomer (a) having a larger average addition mole number of oxyalkylene groups is used, and / or the unsaturated carboxylic acid monomer (b) It is preferable to further improve the adsorption rate by preparing a larger amount of). In addition to these, a copolymer having an adsorption rate of 40% or more can be prepared by referring to the constitution and adsorption rate of the copolymer in Reference Examples of the present specification.
上記共重合体(B)は、単量体(a)及び単量体(b)以外の単量体(c)由来の構成単位を有していてもよい。単量体(c)は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体であることが好ましい。より好ましくは、ヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。ヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとは、下記一般式(3)で表される化合物である。 The copolymer (B) may have a structural unit derived from the monomer (c) other than the monomer (a) and the monomer (b). The monomer (c) is preferably a (meth) acrylic acid ester monomer. More preferably, it is a (meth) acrylic acid ester having a hydroxyalkyl group. The (meth) acrylic acid ester having a hydroxyalkyl group is a compound represented by the following general formula (3).
上記一般式(3)中、R5及びR6は、同一又は異なっても良く、水素原子又はメチル基を表す。R7は、炭素原子数1〜10のヒドロキシアルキル基を表す。
上記R7がヒドロキシアルキル基であることによって、セメント粒子等を分散させるために充分な親水性を持たせることができる。
上記R7としてより好ましくは、炭素原子数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、更に好ましくは、炭素原子数1〜3のヒドロキシアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数2のヒドロキシアルキル基である。上記一般式(3)で表される化合物として最も好ましくは、2−ヒドロキシエチルアクリレートである。
上記R7の炭素原子数が大きすぎると、セメント粒子等を分散させるために充分な親水性を持たせることができず、それに伴い良好な減水性能が得られずに使用量が極端に増大するおそれがある。また、界面活性能が上がるため、空気連行性が向上し、粗大な泡が混入したセメント組成剤となり、硬化したコンクリートの圧縮硬度が充分に発現されなくなるおそれがある。
また、上記R5及びR6は、水素原子であることが好ましい。
In the general formula (3), R 5 and R 6 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group. R 7 represents a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
When R 7 is a hydroxyalkyl group, sufficient hydrophilicity can be imparted to disperse cement particles and the like.
R 7 is more preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, still more preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a hydroxyalkyl group having 2 carbon atoms. It is. Most preferred as the compound represented by the general formula (3) is 2-hydroxyethyl acrylate.
If the number of carbon atoms of R 7 is too large, sufficient hydrophilicity cannot be imparted to disperse cement particles and the like, and accordingly, a good water reduction performance cannot be obtained and the amount used is extremely increased. There is a fear. Further, since the surface activity increases, the air entrainment property is improved, and a cement composition containing coarse bubbles is mixed, and the compression hardness of the hardened concrete may not be sufficiently exhibited.
The R 5 and R 6 are preferably hydrogen atoms.
上記共重合体(B)が上記単量体(c)由来の構成単位を有する場合、共重合体100質量%中、上記単量体(c)由来の構成単位は、30質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、20質量%以下であり、更に好ましくは、10質量%以下である。
このような範囲であると、スランプ保持性に優れた共重合体(B)が効果的に調製できるので有利である。
When the copolymer (B) has a structural unit derived from the monomer (c), the structural unit derived from the monomer (c) is 30% by mass or less in 100% by mass of the copolymer. It is preferable. More preferably, it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.
Such a range is advantageous because the copolymer (B) excellent in slump retention can be effectively prepared.
上記吸着率が40%未満である共重合体、すなわち、上記共重合体(B)は、例えば、下記(5)〜(8)のような形態で調製すればよい。
(5)上記オキシアルキレン基の平均付加モル数が10モル未満である上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を20質量%未満とする。
(6)オキシアルキレン基の平均付加モル数が10〜25モルである上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を15質量%未満とする。
(7)オキシアルキレン基の平均付加モル数が25〜50モルである上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を7質量%未満とする。
(8)オキシアルキレン基の平均付加モル数が50モル以上である上記単量体(a)を用い、かつ、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量を5質量%未満とする。
上記実施形態(5)〜(8)は、上記共重合体(B)を好適に調製することができる方法の例示であって、共重合体(B)は、これらの形態に限られるものではない。これらの形態は、上記吸着率を40%未満とするために通常必要と思われる臨界点付近の条件であり、その他の要因によって吸着率を40%未満にできる場合には、上記形態(5)〜(8)の範囲を外れてもよい。また、上記実施形態(5)〜(8)は、オキシアルキレン基の平均付加モル数がより小さい単量体(a)を用いること、及び/又は、上記不飽和カルボン酸系単量体(b)の使用量をより少なくして調製することにより、吸着率を更に下げることが好ましい。これらに加えて、本明細書の参考例における共重合体の構成及び吸着率を参照することによって、40%未満の吸着率を有する共重合体を調製することが可能である。
What is necessary is just to prepare the copolymer whose said adsorption rate is less than 40%, ie, the said copolymer (B), with a form like following (5)-(8), for example.
(5) The monomer (a) having an average addition mole number of the oxyalkylene group of less than 10 moles and the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer (b) used is less than 20% by weight. And
(6) Using the monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene group of 10 to 25 mol, and using the unsaturated carboxylic acid monomer (b) in an amount of less than 15% by mass And
(7) Using the monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene group of 25 to 50 mol, and using the unsaturated carboxylic acid monomer (b) in an amount of less than 7% by mass And
(8) Using the monomer (a) having an average addition mole number of oxyalkylene groups of 50 mol or more, and the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer (b) used is less than 5% by mass. To do.
The above embodiments (5) to (8) are examples of methods for suitably preparing the above copolymer (B), and the copolymer (B) is not limited to these forms. Absent. These forms are conditions in the vicinity of a critical point that is usually necessary to make the adsorption rate less than 40%. When the adsorption rate can be made less than 40% due to other factors, the above form (5) It may be outside the range of (8). In the above embodiments (5) to (8), the monomer (a) having a smaller average added mole number of oxyalkylene groups is used, and / or the unsaturated carboxylic acid monomer (b) It is preferable to further reduce the adsorption rate by preparing a smaller amount of). In addition to these, it is possible to prepare a copolymer having an adsorption rate of less than 40% by referring to the constitution and adsorption rate of the copolymer in Reference Examples of the present specification.
本発明のセメント混和剤においては、セメント粒子への吸着率が40%以上である共重合体(A)とセメント粒子への吸着率が40%未満である共重合体(B)とを用いることになるが、吸着率を測定して評価する場合、セメント100質量%に対して共重合体の固形分が0.1質量%となるように添加したときに、添加から5分後の25℃でのセメント粒子への吸着率を測定して共重合体の吸着率を評価することが好ましい。
この場合、上記共重合体(A)は、セメント100質量%に対して共重合体の固形分が0.1質量%となるように添加したときに、添加から5分後の25℃でのセメント粒子への吸着率が40%以上であり、上記共重合体(B)は、セメント100質量%に対して共重合体の固形分が0.1質量%となるように添加したときに、添加から5分後の25℃でのセメント粒子への吸着率が40%未満であるということになる。
In the cement admixture of the present invention, a copolymer (A) having an adsorption rate to cement particles of 40% or more and a copolymer (B) having an adsorption rate to cement particles of less than 40% are used. However, when the adsorption rate is measured and evaluated, when it is added so that the solid content of the copolymer is 0.1% by mass with respect to 100% by mass of cement, 25 ° C. after 5 minutes from the addition. It is preferable to evaluate the adsorption rate of the copolymer by measuring the adsorption rate to the cement particles.
In this case, when the copolymer (A) is added so that the solid content of the copolymer is 0.1% by mass with respect to 100% by mass of the cement, the copolymer (A) is added at 25 ° C. 5 minutes after the addition. When the adsorption rate to the cement particles is 40% or more and the copolymer (B) is added so that the solid content of the copolymer is 0.1% by mass with respect to 100% by mass of the cement, The adsorption rate to cement particles at 25 ° C. after 5 minutes from the addition is less than 40%.
上記吸着率の測定は、例えば、下記のようにして行うことが好適である。
25℃に調温された室内において、まず、ビーカーに普通ポルトランドセメント100質量%に対して固形分換算で0.1質量%となるように重合体あるいは重合体が溶解した水溶液を入れ、さらに水を加えて合計100gとなるようにし、スターラーで攪拌して均一に溶解させる。次いで、同じビーカーにスターラーで攪拌しながら100g(水/セメント比で100重量%)のセメントを加えてから5分間攪拌した後、濾過を行ない濾液を採取する。得られた濾液中に残存する重合体の量を示差屈折計(以下、RIともいう。)で測定する。そして、下記式で吸着率を計算する。
吸着率(%)={[(0.1質量%水溶液のRIチャート上での共重合体分の面積)−(吸着後のセメント濾液のRIチャート上での共重合体分の面積)]/(0.1質量%水溶液のRIチャート上での共重合体分の面積)}×100
上記吸着率の試験は、室温で行うことができるが、上述したように25℃で行うことが好ましい。また、試験の開始前から吸着率の測定時まで室温を25℃に保つことが好適である。
For example, the adsorption rate is preferably measured as follows.
In a room adjusted to 25 ° C., first, a beaker is charged with a polymer or an aqueous solution in which the polymer is dissolved so as to be 0.1% by mass in terms of solid content with respect to 100% by mass of ordinary Portland cement. To a total of 100 g and stir with a stirrer to dissolve evenly. Next, 100 g (100% by weight in terms of water / cement ratio) of cement is added to the same beaker while stirring with a stirrer, and the mixture is stirred for 5 minutes, and then filtered to collect the filtrate. The amount of the polymer remaining in the obtained filtrate is measured with a differential refractometer (hereinafter also referred to as RI). Then, the adsorption rate is calculated by the following formula.
Adsorption rate (%) = {[(Area area of copolymer on the RI chart of 0.1 mass% aqueous solution) − (Area area of copolymer on the RI chart of cement filtrate after adsorption)] / (Area area of copolymer on RI chart of 0.1 mass% aqueous solution)} × 100
Although the adsorption rate test can be performed at room temperature, it is preferably performed at 25 ° C. as described above. In addition, it is preferable to keep the room temperature at 25 ° C. from the start of the test to the time of measuring the adsorption rate.
上記吸着率の試験に用いるセメントとしては、普通ポルトランドセメントを用いることが好適である。上記普通ポルトランドセメントとしては、JIS R−5210−2003に適合するものを用いることが好ましく、例えば、太平洋セメント社製普通ポルトランドセメントを用いることが好適である。なお、上記太平洋セメント社製普通ポルトランドセメントは、通常、下記のような特性を有するものである。
強熱減量:1.81(lg.loss%)
酸化マグネシウム含有量:1.28(質量%)
三酸化硫黄含有量:2.09(質量%)
塩化物イオン含有量:0.017(質量%)
全アルカリ含有量:0.51(質量%)
ケイ酸三カルシウム含有量:54(質量%)
ケイ酸二カルシウム含有量:21(質量%)
アルミン酸三カルシウム含有量:9(質量%)
鉄アルミン酸四カルシウム含有量:9(質量%)
密度:3.16(g/cm3)
比表面積:3300(cm2/g)
凝結 水量:27.6%、始発:2−20(h−min)、終結:3−30(h−min)
水和熱 7日間:331(J/g)、28日間:379(J/g)
As the cement used in the adsorption rate test, it is preferable to use ordinary Portland cement. As the ordinary Portland cement, it is preferable to use one to meet JIS R-5210 -2003, for example, it is preferable to use the Pacific Ocean Cement Co. ordinary Portland cement. The ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. usually has the following characteristics.
Loss on ignition: 1.81 (lg.loss%)
Magnesium oxide content: 1.28 (mass%)
Sulfur trioxide content: 2.09 (mass%)
Chloride ion content: 0.017 (mass%)
Total alkali content: 0.51 (mass%)
Tricalcium silicate content: 54 (mass%)
Dicalcium silicate content: 21 (mass%)
Tricalcium aluminate content: 9 (mass%)
Tetracalcium iron aluminate content: 9 (mass%)
Density: 3.16 (g / cm 3 )
Specific surface area: 3300 (cm 2 / g)
Condensation amount of water: 27.6%, start: 2-20 (h-min), end: 3-30 (h-min)
Heat of hydration 7 days: 331 (J / g), 28 days: 379 (J / g)
上記示差屈折計としては、例えば、下記のGPC分子量測定条件を用いることが好適である。GPCとは、ゲル浸透クロマトグラフィー(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー;以下、「GPC」という。)のことであり、更に具体的には、下記条件のように示差屈折検出器(RIという)を用いた標準物質から算出される分子量測定装置のことである。
(GPC分子量測定条件)
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
打込み量:0.1%水溶液あるいは吸着率の測定で得られたろ液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
上記RIチャート上での共重合体分の面積とは、上記0.1質量%水溶液又は吸着後のセメント濾液をGPCを用いて分子量分布を測定した分子量分布図において、縦軸を溶出容量、横軸を溶出時間(高分子量体になるほど溶出が早いものとする。)とすると、分子量分布を示す曲線とベースラインを示す直線とに囲まれる部分のうち、共重合体分が検出されるピークの面積を意味するものである。GPCによる分子量測定においては、高分子量体になるほど溶出が早いため、上記共重合体によって形成されるピークに続いて、例えば、共重合体の調製において副生するオリゴマー、及び、残存する単量体等の低分子量体が検出されることとなるが、これらの低分子量体によって形成される面積は、上記共重合体分の面積に含まれない。分子量分布を示す曲線において、共重合体が溶出した後の最初の谷からベースラインに対して垂直に線を引き(以下、たんに垂線とする。)、垂線と分子量分布を示す曲線とベースラインとに囲まれる部分をもって、上記RIチャート上での共重合体分の面積とすることが好適である。上記共重合体分の面積の測定方法は、垂線と分子量分布を示す曲線とベースラインとに囲まれる部分の面積を計測できる方法であれば特に限られないが、例えば、日本Waters社製MILLENNIUM Ver.3.21によって測定することが好適である。上記吸着率の測定方法については、後述する実施例において図を用いて具体的に説明する。
セメント粒子に吸着した共重合体は、濾過されて溶液中から取り除かれるため、分子量測定においては検出されない。したがって、この面積は、液中に含まれる共重合体の総重量に比例する値となるから、この面積を用いて上記式のよう計算すれば、重合体の吸着率、すなわち、共重合体100重量%中において、何重量%の共重合体がセメント粒子に吸着しているかを算出することができる。例えば、重合体がすべてセメント粒子に吸着して、濾液から検出されなければ吸着率は100%となる。このように、上記吸着率とは、共重合体100重量%中において何重量%の共重合体がセメント粒子に吸着しているかを表す値である。したがって、上記吸着率は、そのような値を算出することができれば、上述した共重合体分の面積を用いる計算式による方法に限られず、他の方法によっても適宜算出することが可能である。
As the differential refractometer, for example, the following GPC molecular weight measurement conditions are preferably used. GPC refers to gel permeation chromatography (gel permeation chromatography; hereinafter referred to as “GPC”). More specifically, a differential refraction detector (referred to as RI) was used under the following conditions. It is a molecular weight measuring device calculated from a standard substance.
(GPC molecular weight measurement conditions)
Column used: TSK guard Column SWXL + TSKge1 G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: An eluent solution prepared by dissolving 115.6 g of sodium acetate trihydrate in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile and adjusting the pH to 6.0 with acetic acid is used.
Implanted amount: 0.1% aqueous solution or 100 μL of filtrate obtained by measuring adsorption rate
Eluent flow rate: 0.8 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Standard substance: polyethylene glycol, peak top molecular weight (Mp) 272500, 219300, 85000, 46000, 24000, 12600, 4250, 7100, 1470
Calibration curve order: Tertiary detector: 410 manufactured by Waters, Japan 410 Differential refraction detector analysis software: MILRENNIUM Ver. Manufactured by Waters, Japan 3.21
The area of the copolymer content on the RI chart is the molecular weight distribution chart in which the 0.1 wt% aqueous solution or the cement filtrate after adsorption is measured using GPC, the vertical axis is the elution capacity, the horizontal If the axis is the elution time (the higher the molecular weight, the faster the elution). Of the part surrounded by the curve showing the molecular weight distribution and the straight line showing the baseline, the peak of the copolymer component is detected. It means area. In the molecular weight measurement by GPC, the higher the molecular weight, the faster the elution. Therefore, following the peak formed by the copolymer, for example, the oligomer by-produced in the preparation of the copolymer and the remaining monomer However, the area formed by these low molecular weight substances is not included in the area of the copolymer. In the curve showing the molecular weight distribution, a line perpendicular to the baseline is drawn from the first valley after the copolymer is eluted (hereinafter simply referred to as a perpendicular), and the curve and the baseline showing the perpendicular and the molecular weight distribution are drawn. It is preferable that the area surrounded by is the area of the copolymer on the RI chart. The method for measuring the area of the copolymer is not particularly limited as long as it is a method capable of measuring the area surrounded by the perpendicular line, the curve indicating the molecular weight distribution, and the base line. For example, MILLENNIUM Ver manufactured by Waters, Japan . It is preferred to measure by 3.21. The method for measuring the adsorption rate will be specifically described with reference to the drawings in Examples described later.
The copolymer adsorbed on the cement particles is filtered out and removed from the solution, so that it is not detected in the molecular weight measurement. Therefore, this area is a value proportional to the total weight of the copolymer contained in the liquid. Therefore, if this area is used to calculate the above equation, the adsorption rate of the polymer, that is, the
なお、上記測定は、普通ポルトランドセメントを用いて行うことが好適であるが、本発明のセメント混和剤は、普通ポルトランドセメントにのみ有効であることを意味するものではない。その他のセメント粒子であっても、セメント粒子の表面に陽イオンが存在してプラスに荷電していれば、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)が有するそれぞれの構造に由来して、吸着率に差が生じると考えられ、本発明の効果を発揮することができる。
上記のように共重合体の吸着率に差が生じれば、吸着率の高い共重合体によってセメント粒子等の減水性が向上し、吸着率の低い共重合体によってスランプ保持性能が発揮されることになる。これによって、これらの性能がバランス良く発揮され、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備え、かつ使用量が少なく経済性の高いセメント混和剤とすることが可能となる。従来において、減水性が相対的に高い共重合体と、スランプ保持性能が相対的に高い共重合体とを組み合わせること、またこのような組合せがセメント粒子に対する共重合体の吸着率に関わっていることに関する知見は見あたらない。したがって、ここに本発明の特徴があるといえる。
また粒子の表面に陽イオンが存在してプラスに荷電していることは、セメント混和剤を用いることになるセメント組成物に含有されているセメント等において共通の性質であると考えられる。
これらのことから、普通ポルトランドセメントを用いて測定した吸着率が上記のようになる共重合体を用いれば、他のセメント等に対しても同様の効果を発揮することができるといえる。
すなわち、上記セメント混和剤は、普通ポルトランドセメントを用いて、セメント100質量%に対して共重合体の固形分が0.1質量%となるように添加したときに、添加から5分後の25℃でのセメント粒子への吸着率が上記のようになる共重合体(A)と共重合体(B)とを用いるのが好適であり、普通ポルトランドセメントによって構成されるセメント組成物に対して適用するのが特に好適であるといえるが、セメントの種類にかかわらず、すなわち、普通ポルトランドセメントのうち上記の特性をもつもの以外や、他のセメント等によって構成される組成物ついても、セメント混和剤を用いることになるセメント組成物(モルタル、コンクリート等も含めた、いわゆるセメント組成物)であれば、適用することができる。一方で、セメント混和剤を用いることになるセメント組成物に含有されているセメント等に対する共重合体の吸着率が上記のようになることも好ましい形態であるといえるが、本発明においては、上述したとおり、普通ポルトランドセメントを用いて測定した共重合体の吸着率が上記のようになれば、他のセメント等が用いられたセメント組成物に対しても用いることができる。
In addition, although it is suitable to perform the said measurement using normal Portland cement, it does not mean that the cement admixture of this invention is effective only for normal Portland cement. Even if it is other cement particles, if the cation is present on the surface of the cement particles and is positively charged, it is derived from the structures of the copolymer (A) and the copolymer (B). And it is thought that a difference arises in an adsorption rate, and the effect of the present invention can be exhibited.
If there is a difference in the adsorption rate of the copolymer as described above, the water absorption of cement particles and the like is improved by the copolymer having a high adsorption rate, and the slump retention performance is exhibited by the copolymer having a low adsorption rate. It will be. As a result, these performances are exhibited in a well-balanced manner, and it is possible to obtain a cement admixture that has both excellent water reduction performance and slump retention, and has a small amount of use and high economic efficiency. Conventionally, a copolymer having a relatively high water-reducing property and a copolymer having a relatively high slump retention performance are combined, and such a combination is related to the adsorption rate of the copolymer to cement particles. I don't see any knowledge about this. Therefore, it can be said that there is a feature of the present invention.
In addition, the presence of cations on the surface of the particles and being positively charged is considered to be a common property in cement and the like contained in the cement composition in which the cement admixture is used.
From these facts, it can be said that the same effect can be exerted on other cements and the like by using a copolymer having an adsorption rate as measured above using ordinary Portland cement.
That is, when the cement admixture is added using ordinary Portland cement so that the solid content of the copolymer is 0.1% by mass with respect to 100% by mass of cement, 25 minutes after the addition. It is preferable to use the copolymer (A) and the copolymer (B) whose adsorption rate to the cement particles at the temperature is as described above, and for a cement composition composed of ordinary Portland cement. Although it can be said that it is particularly suitable to apply, cement admixture is not limited to the type of cement, i.e., ordinary Portland cements other than those having the above characteristics, and compositions composed of other cements, etc. Any cement composition (so-called cement composition including mortar, concrete, etc.) to be used can be applied. On the other hand, it can be said that the adsorption rate of the copolymer with respect to the cement or the like contained in the cement composition in which the cement admixture is used is as described above. As described above, if the copolymer adsorption rate measured using ordinary Portland cement is as described above, it can also be used for cement compositions using other cements and the like.
上記共重合体(A)のセメント粒子への吸着率が43%以上であることも本発明の好適な実施形態の1つである。
上記形態として、具体的には、上記共重合体(A)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率が43%以上であると、少ない使用量で所望の流動性及びスランプ値を得ることができるため、優れた減水性能がより発揮されることとなる。
上記共重合体(A)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率は、43%以上であることが好ましい。より好ましくは、45%以上であり、更に好ましくは、55%以上であり、特に好ましくは、60%以上である。
One of the preferred embodiments of the present invention is that the adsorption rate of the copolymer (A) to the cement particles is 43% or more.
Specifically, as the above form, when the adsorption rate to the cement particles after 5 minutes from the addition of the copolymer (A) is 43% or more, desired fluidity and slump value can be obtained with a small amount of use. Therefore, the excellent water reduction performance will be exhibited more.
The adsorption rate to the cement particles after 5 minutes from the addition of the copolymer (A) is preferably 43% or more. More preferably, it is 45% or more, still more preferably 55% or more, and particularly preferably 60% or more.
上記共重合体(B)のセメント粒子への吸着率が35%未満であることも本発明の好適な実施形態の1つである。
上記形態として、具体的には、上記共重合体(B)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率が35%未満であると、初期における吸着速度が遅くなり、後から吸着する割合が増大するため、優れたスランプ保持性がより発揮されることとなる。
上記共重合体(B)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率は、35%未満であることが好ましい。特に好ましくは、25%未満である。
It is also a preferred embodiment of the present invention that the adsorption rate of the copolymer (B) to cement particles is less than 35%.
Specifically, as the above form, when the adsorption rate to the cement particles after 5 minutes from the addition of the copolymer (B) is less than 35%, the rate of adsorption at the initial stage is slow, and the rate of adsorption later Therefore, excellent slump retention is more exhibited.
The adsorption rate to the cement particles after 5 minutes from the addition of the copolymer (B) is preferably less than 35%. Particularly preferably, it is less than 25%.
上記共重合体(A)のセメント粒子への吸着率と上記共重合体(B)のセメント粒子への吸着率との差が5%以上であることも本発明の好適な実施形態の1つである。
上記形態として、具体的には、上記共重合体(A)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率と上記共重合体(B)の添加から5分後のセメント粒子への吸着率との差が5%以上であると、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備えるという効果がより発揮されることとなる。
上記形態を有するセメント混和剤は、例えば、共重合体(A)及び共重合体(B)をそれぞれ調製した後、それぞれを適宜混合することによって得ることができる。
上記吸着率の差は、10%以上であることが好ましい。より好ましくは、15%以上であり、更に好ましくは、20%以上であり、特に好ましくは、25%以上であり、最も好ましくは、30%以上である。さらに最も好ましくは40%以上である。
なお、上記吸着率の差は、共重合体(A)の吸着率から共重合体(B)の吸着率を引いた値である。例えば、共重合体(A)の吸着率が60%、共重合体(B)の吸着率が30%の場合、上記吸着率の差は、60%−30%=30%ということになる。
One of the preferred embodiments of the present invention is that the difference between the adsorption rate of the copolymer (A) to the cement particles and the adsorption rate of the copolymer (B) to the cement particles is 5% or more. It is.
Specifically, the adsorption rate to the cement particles 5 minutes after the addition of the copolymer (A) and the adsorption rate to the cement particles 5 minutes after the addition of the copolymer (B) as the above form If the difference is 5% or more, the effect of combining excellent water reduction performance and slump retention will be more exhibited.
The cement admixture having the above-described form can be obtained, for example, by preparing the copolymer (A) and the copolymer (B) and then appropriately mixing them.
The difference in the adsorption rate is preferably 10% or more. More preferably, it is 15% or more, still more preferably 20% or more, particularly preferably 25% or more, and most preferably 30% or more. More preferably, it is 40% or more.
The difference in the adsorption rate is a value obtained by subtracting the adsorption rate of the copolymer (B) from the adsorption rate of the copolymer (A). For example, when the adsorption rate of the copolymer (A) is 60% and the adsorption rate of the copolymer (B) is 30%, the difference in the adsorption rate is 60% -30% = 30%.
上記セメント混和剤は、平均吸着率が50%以上になるように配合すると、特に分散性が優れるセメント混和剤が得られ、平均吸着率が40%以下になるように配合すると、特に保持性が優れるセメント混和剤が得られ、平均吸着率40〜50%になるように配合すれば、分散性と保持性のバランスが優れるセメント混和剤が得られる。したがって、要求される性能に応じて、ポリマーの配合割合を調整するのが好ましい。 When the cement admixture is blended so that the average adsorption rate is 50% or more, a cement admixture with particularly excellent dispersibility can be obtained, and when blended so that the average adsorption rate is 40% or less, the retainability is particularly high. When an excellent cement admixture is obtained and blended so as to have an average adsorption rate of 40 to 50%, a cement admixture with an excellent balance between dispersibility and retention can be obtained. Therefore, it is preferable to adjust the blending ratio of the polymer according to the required performance.
前記セメント混和剤は、共重合体(A)と共重合体(B)との質量比が1:9〜9:1であることも本発明の好適な実施形態の1つである。
上記質量比が1:9〜9:1であると、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備えるという効果がより発揮されることとなる。
上記共重合体(A)と共重合体(B)との質量比が1:9〜9:1であるセメント混和剤は、例えば、共重合体(A)及び共重合体(B)をそれぞれ調製した後、それぞれの適量を適宜混合することによって得ることができる。なお、上記質量比は、固形分換算による値である。
上記質量比は、1:5〜5:1であることが好ましい。より好ましくは、1:4〜4:1である。更に好ましくは、1:3〜3:1である。特に好ましくは、1:2.5〜2.5:1である。最も好ましくは、1:2〜2:1である。
It is one of the preferred embodiments of the present invention that the cement admixture has a mass ratio of the copolymer (A) to the copolymer (B) of 1: 9 to 9: 1.
When the mass ratio is 1: 9 to 9: 1, the effect of combining excellent water reduction performance and slump retention will be more exhibited.
The cement admixture in which the mass ratio of the copolymer (A) to the copolymer (B) is 1: 9 to 9: 1 includes, for example, the copolymer (A) and the copolymer (B), respectively. After the preparation, it can be obtained by appropriately mixing each appropriate amount. In addition, the said mass ratio is a value by solid content conversion.
The mass ratio is preferably 1: 5 to 5: 1. More preferably, it is 1: 4-4: 1. More preferably, it is 1: 3 to 3: 1. Most preferably, it is 1: 2.5-2.5: 1. Most preferably, it is 1: 2 to 2: 1.
上記共重合体(A)の重量平均分子量は、酸量よりも吸着率に対する影響は少なく、酸量が小さくなるほど、重量平均分子量が吸着率に与える影響は少なくなる傾向が増大する。
上記共重合体(A)の重量平均分子量は、上記共重合体(A)を構成する(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)由来の構造、特に、アルキレンオキシド基の平均付加モル数や酸量などの違いにより一義的には決められないが、
上記共重合体(A)の重量平均分子量は、20000以上であることが好ましい。より好ましくは、30000以上であり、更に好ましくは、40000以上である。
上記共重合体(B)の重量平均分子量は、50000以下であることが好ましい。より好ましくは、40000以下であり、更に好ましくは、30000以下であり、特に好ましくは、20000以下である。
なお、重合体の重量平均分子量は、GPCによるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量であり、下記GPC測定条件により測定することが好ましい。
(GPC分子量測定条件)
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
打込み量:0.5%溶離液溶液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
The weight average molecular weight of the copolymer (A) has less influence on the adsorption rate than the acid amount, and the tendency that the influence of the weight average molecular weight on the adsorption rate decreases as the acid amount decreases.
The weight average molecular weight of the copolymer (A) is the structure derived from the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer (a) constituting the copolymer (A), particularly the average addition of alkylene oxide groups. Although it cannot be uniquely determined due to differences in the number of moles and the amount of acid,
The copolymer (A) preferably has a weight average molecular weight of 20000 or more. More preferably, it is 30000 or more, More preferably, it is 40000 or more.
The copolymer (B) preferably has a weight average molecular weight of 50000 or less. More preferably, it is 40000 or less, More preferably, it is 30000 or less, Most preferably, it is 20000 or less.
In addition, the weight average molecular weight of a polymer is a weight average molecular weight of polyethylene glycol conversion by GPC, and it is preferable to measure on the following GPC measurement conditions.
(GPC molecular weight measurement conditions)
Column used: TSK guard Column SWXL + TSKge1 G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: An eluent solution prepared by dissolving 115.6 g of sodium acetate trihydrate in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile and adjusting the pH to 6.0 with acetic acid is used.
Implanted amount: 100 μL of 0.5% eluent solution
Eluent flow rate: 0.8 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Standard substance: polyethylene glycol, peak top molecular weight (Mp) 272500, 219300, 85000, 46000, 24000, 12600, 4250, 7100, 1470
Calibration curve order: Tertiary detector: 410 manufactured by Waters, Japan 410 Differential refraction detector analysis software: MILRENNIUM Ver. Manufactured by Waters, Japan 3.21
本発明者らは、上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)のセメント粒子への吸着は、分子量が高くなるほど速やかに行なわれ、高分子量体がセメント粒子に吸着した後、経時的に順次、低分子量体が吸着していくことを発見した。更に、本発明者らは、このような吸着は、セメント粒子が上記セメント混和剤と接触した直後から始まり、上記共重合体(A)であれば、1時間前後あるいはそれ以上の時間で、また、上記共重合体(B)であれば、2時間前後あるいはそれ以上の時間で飽和吸着に達する。 The inventors of the present invention adsorbed the copolymer (A) and the copolymer (B) to the cement particles more rapidly as the molecular weight becomes higher. In particular, it was discovered that low molecular weight substances were adsorbed sequentially. Furthermore, the present inventors have started such adsorption immediately after the cement particles have come into contact with the cement admixture. In the case of the copolymer (A), the adsorption can be performed for about 1 hour or more. In the case of the copolymer (B), saturation adsorption is reached in about 2 hours or more.
そして、上記共重合体(B)は、セメント粒子への初期吸着を極力抑えて、その後の経時的な吸着を稼ぐものであり、セメント減水性能を時間と共に向上、あるいは持続させるものである。逆に、上記共重合体(A)はセメント粒子への吸着を極めて短時間で終わらせて、初期のセメント減水性能を高めるものである。 And the said copolymer (B) suppresses initial adsorption | suction to a cement particle as much as possible, and earns subsequent adsorption | suction over time, and improves or maintains a cement water reduction performance with time. On the contrary, the copolymer (A) ends the adsorption to the cement particles in a very short time, and improves the initial cement water reduction performance.
上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)とは、GPCチャートにおいて、それぞれ別個のピークをもつものであることが好ましい。それぞれ別個のピークをもつとは、共重合体(A)が1つのピーク又は山をもち、共重合体(B)が1つのピーク又は山をもつということであり、それぞれの山が重なっていてもよい。
それぞれ別個のピーク又は山をもつ共重合体であれば、吸着率の違いによる効果が充分発揮されるといえる。それぞれの山が重なっていてもよいのは、吸着率は分子量のみによって決まるものではなく、オキシアルキレン基の平均付加モル数、不飽和カルボン酸系単量体(b)の含有量によっても影響されるからである。
The copolymer (A) and the copolymer (B) preferably have separate peaks on the GPC chart. Each having a separate peak means that the copolymer (A) has one peak or peak and the copolymer (B) has one peak or peak, and each peak overlaps. Also good.
If it is a copolymer which has a respectively separate peak or peak, it can be said that the effect by the difference in adsorption rate is fully exhibited. The reason why the peaks may overlap is that the adsorption rate is not determined only by the molecular weight, but is also affected by the average number of moles added of the oxyalkylene group and the content of the unsaturated carboxylic acid monomer (b). This is because that.
上記共重合体(A)及び上記共重合体(B)を調製する方法としては、例えば、単量体成分と重合開始剤とを用いて、溶液重合や塊状重合等の通常の重合方法により行うことができる。重合開始剤としては、通常使用されるものを用いることができ、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;アゾビス−2メチルプロピオンアミジン塩酸塩、アゾイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のパーオキシドが好適である。また、促進剤として、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、モール塩、ピロ重亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、アスコルビン酸等の還元剤;エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、グリシン等のアミン化合物を併用することもできる。これらの重合開始剤や促進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記水溶重合は、重合開始剤として、アンモニアまたはアルカリ金属の過硫酸塩:過酸化水素;アゾビス−2メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物などの水溶性の重合開始剤が使用され、この際、亜硫酸水素ナトリウムなどの促進剤を併用することもできる。また、低級アルコール、芳香族あるいは脂肪族炭化水素、エステル化合物あるいはケトン化合物を重合系の溶剤として用いる際には、ベンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシドなどのパーオキシド;クメンハイドロパーオキシドなどのハイドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物などが重合開始剤として用いられる。この際、アミン化合物などの促進剤を併用することもできる。更に、水−低級アルコール混合溶剤を用いる場合には、上記の種々の重合開始剤あるいは重合開始剤と促進剤との組み合わせの中から適宜選択して用いることができる。
上記塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシド等のパーオキシド;クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を用い、50〜200℃の温度範囲内で行うことが好適である。
As a method for preparing the copolymer (A) and the copolymer (B), for example, a monomer component and a polymerization initiator are used and a normal polymerization method such as solution polymerization or bulk polymerization is performed. be able to. As the polymerization initiator, those usually used can be used. Persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate; hydrogen peroxide; azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, azoisobutyro Preferred are azo compounds such as nitriles; peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, cumene hydroperoxide. In addition, as a promoter, reducing agents such as sodium bisulfite, sodium sulfite, Mole salt, sodium pyrobisulfite, formaldehyde sodium sulfoxylate, ascorbic acid; and amine compounds such as ethylenediamine, sodium ethylenediaminetetraacetate, glycine, etc. You can also. These polymerization initiators and accelerators may be used alone or in combination of two or more.
The water-soluble polymerization uses, as a polymerization initiator, a water-soluble polymerization initiator such as ammonia or alkali metal persulfate: hydrogen peroxide; azoamidine compounds such as azobis-2methylpropionamidine hydrochloride, Accelerators such as sodium bisulfite can also be used in combination. When a lower alcohol, aromatic or aliphatic hydrocarbon, ester compound or ketone compound is used as a polymerization solvent, a peroxide such as benzoyl peroxide or lauroyl peroxide; a hydroperoxide such as cumene hydroperoxide; An azo compound such as azobisisobutyronitrile is used as a polymerization initiator. In this case, an accelerator such as an amine compound can be used in combination. Furthermore, when a water-lower alcohol mixed solvent is used, it can be appropriately selected from the above-mentioned various polymerization initiators or combinations of polymerization initiators and accelerators.
The bulk polymerization uses a peroxide such as benzoyl peroxide or lauroyl peroxide as a polymerization initiator, a hydroperoxide such as cumene hydroperoxide, an azo compound such as azobisisobutyronitrile, and the like at a temperature of 50 to 200 ° C. It is preferable to carry out within the range.
上記共重合方法では、上記不飽和モノカルボン酸系単量体(b)の中和率を0〜60mol%として単量体成分の共重合を行うことが好ましい。不飽和モノカルボン酸系単量体(b)の中和率は、不飽和モノカルボン酸系単量体(b)の全モル数を100mol%としたときに、塩を形成している不飽和モノカルボン酸系単量体(b)のmol%で表されることになる。不飽和モノカルボン酸系単量体(b)の中和率が60mol%を超えると、共重合工程における重合率が上がらず、得られる重合体の分子量が低下したり、製造効率が低下したりするおそれがある。より好ましくは50mol%以下であり、更に好ましくは40mol%以下であり、より更に好ましくは30mol%以下であり、特に好ましくは20mol%以下であり、最も好ましくは10mol%以下である。
上記不飽和モノカルボン酸系単量体(b)の中和率を0〜60mol%として共重合を行う方法としては、全て酸型である不飽和モノカルボン酸系単量体(b)、すなわち全ての不飽和モノカルボン酸系単量体(b)において上記一般式(2)におけるMが水素原子であるものを中和せずに共重合に付することにより行う方法や、不飽和モノカルボン酸系単量体(b)をアルカリ性物質を用いてナトリウム塩やアンモニウム塩等の塩の形態に中和するときに中和率を0〜60mol%としたものを共重合に付することにより行う方法が好適である。
In the said copolymerization method, it is preferable to copolymerize a monomer component by making the neutralization rate of the said unsaturated monocarboxylic-acid type monomer (b) 0-60 mol%. The neutralization rate of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (b) is the amount of unsaturation forming a salt when the total number of moles of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (b) is 100 mol%. It is represented by mol% of the monocarboxylic acid monomer (b). When the neutralization rate of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (b) exceeds 60 mol%, the polymerization rate in the copolymerization process does not increase, the molecular weight of the resulting polymer decreases, or the production efficiency decreases. There is a risk. More preferably, it is 50 mol% or less, More preferably, it is 40 mol% or less, More preferably, it is 30 mol% or less, Especially preferably, it is 20 mol% or less, Most preferably, it is 10 mol% or less.
As a method for carrying out the copolymerization with the neutralization rate of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (b) being 0 to 60 mol%, the unsaturated monocarboxylic acid monomer (b), which is all in acid form, A method in which all unsaturated monocarboxylic acid monomers (b) in which M in the general formula (2) is a hydrogen atom are subjected to copolymerization without neutralization; When the acid monomer (b) is neutralized into a salt form such as a sodium salt or an ammonium salt using an alkaline substance, the neutralization rate is set to 0 to 60 mol% by subjecting to copolymerization. The method is preferred.
上記共重合方法においては、連鎖移動剤も必要に応じて使用することができ、通常使用されるものを1種又は2種以上使用できる。このような連鎖移動剤としては、親水性連鎖移動剤が好適に用いられるが、必要に応じて、疎水性連鎖移動剤を用いることもできる。上記共重合方法においてはまた、単量体成分が、オキシアルキレン基を有する単量体、すなわちポリアルキレングリコール系不飽和単量体(a)の1種又は2種以上を含む場合、疎水性連鎖移動剤を用いることもできる。
共重合の際に連鎖移動剤を用いると、得られる共重合体(A)及び共重合体(B)の分子量調整が容易となる。特に、全単量体の使用量が、重合時に使用する原料の全量に対して30重量%以上となる高濃度で重合反応を行う場合、連鎖移動剤を用いることが有効である。上記連鎖移動剤は、共重合の際に、常に反応系中に存在するようにすることが好ましい。特に、前記連鎖移動剤としてチオール系連鎖移動剤あるいは低級酸化物およびその塩を用いる場合には、連鎖移動剤を一括投入せずに、滴下等により連続的に投入するか、分割投入するなど、反応容器内に長時間かけて逐次添加することが有効である。反応の初期と後半とで、モノマーに対する連鎖移動剤の濃度が極端に異なって、反応後半で連鎖移動剤が不足する場合には、共重合体の分子量が極端に大きくなり、セメント混和剤として性能が低下することになる。
In the above copolymerization method, a chain transfer agent can be used as necessary, and one or more commonly used ones can be used. As such a chain transfer agent, a hydrophilic chain transfer agent is preferably used, but a hydrophobic chain transfer agent can also be used as necessary. In the copolymerization method, when the monomer component includes one or more of a monomer having an oxyalkylene group, that is, a polyalkylene glycol unsaturated monomer (a), a hydrophobic chain A transfer agent can also be used.
When a chain transfer agent is used in the copolymerization, the molecular weight adjustment of the obtained copolymer (A) and copolymer (B) becomes easy. In particular, it is effective to use a chain transfer agent when the polymerization reaction is performed at a high concentration in which the amount of all monomers used is 30% by weight or more based on the total amount of raw materials used during polymerization. The chain transfer agent is preferably always present in the reaction system during the copolymerization. In particular, when using a thiol chain transfer agent or a lower oxide and a salt thereof as the chain transfer agent, without adding the chain transfer agent all at once, continuously by dropping or the like, It is effective to add them sequentially into the reaction vessel over a long period of time. If the concentration of the chain transfer agent with respect to the monomer is extremely different between the initial and second half of the reaction, and the chain transfer agent is insufficient in the second half of the reaction, the molecular weight of the copolymer becomes extremely large, which makes it a cement admixture. Will drop.
上記親水性連鎖移動剤としては、通常用いられるものを使用することができ、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;2−アミノプロパン−1−オール等の1級アルコール;イソプロパノール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物及びその塩が好適である。 As the hydrophilic chain transfer agent, commonly used ones can be used, such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, mercaptopropionic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, 2 -Thiol chain transfer agents such as mercaptoethanesulfonic acid; primary alcohols such as 2-aminopropan-1-ol; secondary alcohols such as isopropanol; phosphorous acid, hypophosphorous acid and salts thereof (hypophosphorous acid) Sodium, potassium hypophosphite, etc.), sulfurous acid, hydrogen sulfite, dithionite, metabisulfite and its salts (sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium dithionite, sodium metabisulfite, potassium sulfite, hydrogen sulfite) Potassium, potassium dithionite, potassium metabisulfite Lower oxides and salts thereof are preferred in).
上記親水性連鎖移動剤は、必要に応じて疎水性連鎖移動剤の1種又は2種と併用してもよい。上記疎水性連鎖移動剤とは、炭素数3以上の炭化水素基をもつチオール化合物又は25℃の水に対する溶解度が10%以下の化合物が好適であり、上述した連鎖移動剤や、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル、オクタン酸2−メルカプトエチルエステル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、デカントリチオール、ドデシルメルカプタン等のチオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等のハロゲン化物;α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤を含むことが好ましい。 The hydrophilic chain transfer agent may be used in combination with one or two hydrophobic chain transfer agents as required. The hydrophobic chain transfer agent is preferably a thiol compound having a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms or a compound having a solubility in water of 25 ° C. of 10% or less. The chain transfer agent, butanethiol, octane described above Thiol, decanethiol, dodecanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, octyl thioglycolate, octyl 2-mercaptopropionate, octyl 3-mercaptopropionate, 2-ethylhexyl ester mercaptopropionate, octanoic acid 2 -Thiol chain transfer agents such as mercaptoethyl ester, 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctane, decanetrithiol, dodecyl mercaptan; carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, methylene chloride, bromoform, Halides mode trichloroethane; alpha-methylstyrene dimer, alpha-terpinene, .gamma.-terpinene, dipentene, unsaturated hydrocarbon compounds such as terpinolene are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to include a thiol chain transfer agent having a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms.
上記連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、直接、反応容器内に全量を添加する一括投入方法や、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、連鎖移動剤を単独で反応容器へ導入してもよく、単量体成分を構成するオキシアルキレン基を有する単量体、すなわち、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体(a)や溶媒等とあらかじめ混合してから反応容器へ導入してもよい。
上記共重合方法は、回分式でも連続式でも行うことができる。また、共重合の際、必要に応じて使用される溶媒としては、通常用いられるものを使用でき、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等のアルコール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、単量体成分及び得られるポリカルボン酸系重合体の溶解性の点から、水及び炭素数1〜4の低級アルコールからなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒を用いることが好ましい。
上記共重合方法において、単量体成分や重合開始剤等の反応容器への添加方法としては、反応容器に単量体成分の全てを仕込み、重合開始剤を反応容器内に添加することによって共重合を行う方法;反応容器に単量体成分の一部を仕込み、重合開始剤と残りの単量体成分を反応容器内に添加することによって共重合を行う方法;反応容器に重合溶媒を仕込み、単量体と重合開始剤の全量を添加する方法等が好適である。このような方法の中でも、得られる重合体の分子量分布を狭く(シャープに)することができ、セメント組成物等の流動性を高める作用であるセメント減水性を向上することができることから、重合開始剤と単量体を反応容器に逐次滴下する方法で共重合を行うことが好ましい。
上記共重合方法において、共重合温度等の共重合条件としては、用いられる共重合方法、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤により適宜定められるが、共重合温度としては、通常5℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは40℃以上であり、更に好ましくは45℃以上であり、特に好ましくは50℃以上である。また、より好ましくは120℃以下であり、更に好ましくは100℃以下であり、特に好ましくは85℃以下である。
上記共重合方法により得られる重合体は、そのままでもセメント添加剤の主成分として用いられるが、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して用いてもよい。アルカリ性物質としては、一価金属及び二価金属の水酸化物、塩化物及び炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミンを用いることが好ましい。
As a method for adding the chain transfer agent to the reaction vessel, a batch addition method in which the whole amount is directly added to the reaction vessel, or a continuous addition method such as dropping or divided addition can be applied. A chain transfer agent may be introduced alone into the reaction vessel, and a monomer having an oxyalkylene group constituting the monomer component, that is, a (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer (a) Or may be introduced into the reaction vessel after being previously mixed with a solvent or the like.
The copolymerization method can be carried out either batchwise or continuously. Moreover, as a solvent used as needed in the case of copolymerization, what is usually used can be used, water; alcohols, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol; benzene, toluene, xylene, cyclohexane, n -Aromatic or aliphatic hydrocarbons such as heptane; esters such as ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are preferred. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the solubility point of the monomer component and the resulting polycarboxylic acid polymer, one or more solvents selected from the group consisting of water and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms are used. It is preferable to use it.
In the above copolymerization method, monomer components, polymerization initiators, etc. can be added to the reaction vessel by charging all of the monomer components into the reaction vessel and adding the polymerization initiator into the reaction vessel. Method of performing polymerization; charging a part of the monomer component into the reaction vessel, and adding the polymerization initiator and the remaining monomer component into the reaction vessel; copolymerizing; charging the reaction vessel with the polymerization solvent A method of adding the whole amount of the monomer and the polymerization initiator is preferable. Among these methods, the molecular weight distribution of the resulting polymer can be narrowed (sharpened), and cement water-reducing can be improved, which is an effect of increasing the fluidity of the cement composition, etc. It is preferable to perform copolymerization by a method in which an agent and a monomer are successively dropped into a reaction vessel.
In the above copolymerization method, the copolymerization conditions such as the copolymerization temperature are appropriately determined depending on the copolymerization method used, the solvent, the polymerization initiator, and the chain transfer agent, but the copolymerization temperature is usually 5 ° C. or higher. It is preferable that it is 150 degrees C or less. More preferably, it is 40 degreeC or more, More preferably, it is 45 degreeC or more, Most preferably, it is 50 degreeC or more. Further, it is more preferably 120 ° C. or lower, further preferably 100 ° C. or lower, and particularly preferably 85 ° C. or lower.
The polymer obtained by the above copolymerization method is used as it is as a main component of the cement additive, but may be further neutralized with an alkaline substance if necessary. As the alkaline substance, it is preferable to use inorganic salts such as hydroxides, chlorides and carbonates of monovalent metals and divalent metals; ammonia; organic amines.
上記セメント混和剤中における上記共重合体(A)と共重合体(B)との合計量は、所望の減水性能に応じて適宜調節すればよく、例えば、固形分換算で、セメント混和剤100質量%中、50質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上であり、特に好ましくは、80%以上である。
上記セメント混和剤は、セメント混和剤として各種の性能が発揮されることになるように、必要に応じて、消泡剤等の添加剤や他の重合体、化合物等を適宜添加することができる。また上記セメント混和剤は、水溶液の形態で使用してもよいし、又は、反応後にカルシウム、マグネシウムなどの二価金属の水酸化物で中和して多価金属塩とした後に乾燥させたり、シリカ系微粉末などの無機粉体に担持して乾燥させたり、ドラム型乾燥装置、ディスク型乾燥装置又はベルト式乾燥装置を用いて支持体上に薄膜状に乾燥固化させた後に粉砕したり、スプレードライヤーによって乾燥固化させたりすることにより粉体化して使用してもよい。また、粉体化した本発明のセメント混和剤を予めセメント粉末やドライモルタルのような水を含まないセメント組成物に配合して、左官、床仕上げ、グラウトなどに用いるプレミックス製品として使用してもよいし、セメント組成物の混練時に配合してもよい。上記セメント混和剤は、他のセメント混和剤と組み合わせて使用してもよい。その他のセメント混和剤としては、例えば、従来のセメント分散剤、空気連行剤、セメント湿潤剤、膨張剤、防水剤、遅延剤、急結剤、水溶性高分子物質、増粘剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、硬化促進剤、及び消泡剤等が挙げられる。このように上記セメント混和剤は、上記重合体以外の成分を含んでいてもよい。
The total amount of the copolymer (A) and the copolymer (B) in the cement admixture may be appropriately adjusted according to the desired water reduction performance. For example, the
The above-mentioned cement admixture can be appropriately added with additives such as antifoaming agents and other polymers, compounds, etc. as necessary so that various performances can be exhibited as a cement admixture. . The cement admixture may be used in the form of an aqueous solution, or after the reaction, neutralized with a divalent metal hydroxide such as calcium or magnesium to obtain a polyvalent metal salt, and then dried. It is supported by an inorganic powder such as silica-based fine powder and dried, or is pulverized after being dried and solidified into a thin film on a support using a drum-type drying device, a disk-type drying device or a belt-type drying device, It may be used after being powdered by drying and solidifying with a spray dryer. Also, the powdered cement admixture of the present invention is blended in advance with a water-free cement composition such as cement powder or dry mortar, and used as a premix product for plastering, floor finishing, grout, etc. Alternatively, it may be blended when the cement composition is kneaded. The cement admixture may be used in combination with other cement admixtures. Other cement admixtures include, for example, conventional cement dispersants, air entrainers, cement wetting agents, swelling agents, waterproofing agents, retarders, quick setting agents, water-soluble polymeric substances, thickeners, flocculants, Examples thereof include a drying shrinkage reducing agent, a strength enhancer, a curing accelerator, and an antifoaming agent. Thus, the cement admixture may contain components other than the polymer.
上記セメント混和剤は、公知のセメント分散剤と併用することが可能であり、複数の公知のセメント分散剤の併用も可能である。尚、公知のセメント分散剤を用いる場合、本発明のセメント混和剤と公知のセメント分散剤との配合質量比は、使用する公知のセメント分散剤の種類、配合及び試験条件等の違いにより一義的には決められないが、1〜99/99〜1が好ましく、5〜95/95〜5がより好ましく、10〜90/90〜10が更に好ましい。上記併用する公知のセメント分散剤としては、分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)が好ましい。分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)を併用することにより、高い分散保持性を有し、かつ、セメントの銘柄やロットNo.によらず安定した減水性能を発揮するセメント混和剤となる。スルホン酸系分散剤(S)は、主にスルホン酸基によってもたらされる静電的反発によりセメントに対する減水性を発現する分散剤であって、公知の各種スルホン酸系分散剤を用いることができるが、分子中に芳香族基を有する化合物であることが好ましい。具体的には、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のポリアルキルアリールスルホン酸塩系;メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のメラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系;アミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等の芳香族アミノスルホン酸塩系;リグニンスルホン酸塩、変成リグニンスルホン酸塩等のリグニンスルホン酸塩系;ポリスチレンスルホン酸塩系等の各種スルホン酸系分散剤が挙げられる。水/セメント比が高いコンクリートの場合にはリグニンスルホン酸塩系の分散剤が好適に用いられ、一方、より高い減水性能が要求される水/セメント比が中程度のコンクリートの場合には、ポリアルキルアリールスルホン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系、芳香族アミノスルホン酸塩系、ポリスチレンスルホン酸塩系等の分散剤が好適に用いられる。尚、分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)を2種類以上併用してもよい。 The cement admixture can be used in combination with a known cement dispersant, and a plurality of known cement dispersants can be used in combination. When a known cement dispersant is used, the blending mass ratio between the cement admixture of the present invention and the known cement dispersant is unambiguous depending on the type, blending, and test conditions of the known cement dispersant used. Although it is not decided, 1-99 / 99-1 are preferable, 5-95 / 95-5 are more preferable, and 10-90 / 90-10 are still more preferable. As the known cement dispersant used in combination, a sulfonic acid-based dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule is preferable. By using together with the sulfonic acid-based dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule, it has high dispersion retention, and the cement brand and lot no. Regardless of this, it becomes a cement admixture that exhibits stable water reduction performance. The sulfonic acid-based dispersant (S) is a dispersant that exhibits water reduction for cement due to electrostatic repulsion mainly caused by sulfonic acid groups, and various known sulfonic acid-based dispersants can be used. A compound having an aromatic group in the molecule is preferable. Specifically, polyalkylaryl sulfonates such as naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, methyl naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, anthracene sulfonic acid formaldehyde condensate; melamine formalin resin sulfonate such as melamine sulfonic acid formaldehyde condensate Aromatic aminosulfonates such as aminoaryl sulfonic acid-phenol-formaldehyde condensates; lignin sulfonates such as lignin sulfonates and modified lignin sulfonates; various sulfonic acids such as polystyrene sulfonates System dispersants. In the case of concrete with a high water / cement ratio, a lignin sulfonate-based dispersant is preferably used, while in the case of a concrete with a moderate water / cement ratio that requires higher water reduction performance, Dispersants such as alkylaryl sulfonate, melamine formalin sulfonate, aromatic amino sulfonate, and polystyrene sulfonate are preferably used. Two or more sulfonic acid-based dispersants (S) having a sulfonic acid group in the molecule may be used in combination.
尚、本発明のセメント混和剤中の各重合体成分(共重合体(A)、共重合体(B))と分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)とは、セメント組成物の混練前に予め各々を溶解させた水溶液をセメントに添加してもよく、セメント組成物の混練時に各々の水溶液をセメントに添加してもよく、粉体化した各々の配合物をセメントに添加してもよく、セメント組成物の混練時に各々の粉体化物をセメントに添加してもよく、セメント組成物の混練時にいずれかの水溶液と粉体化物とをセメントに添加してもよい。 The polymer components (copolymer (A) and copolymer (B)) in the cement admixture of the present invention and the sulfonic acid-based dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule are cement. Before kneading the composition, an aqueous solution in which each is dissolved in advance may be added to the cement, or each aqueous solution may be added to the cement when the cement composition is kneaded. Each powdered product may be added to the cement when the cement composition is kneaded, and any aqueous solution and powdered product may be added to the cement when the cement composition is kneaded. .
本発明のセメント混和剤と分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)との配合比率、すなわち(上記セメント混和剤中の各重合体成分(共重合体(A)、共重合体(B))の合計量/スルホン酸系分散剤(S))(質量%)は、併用する本発明のセメント混和剤と分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)との性能バランスによって最適な比率は異なるが、1〜99/99〜1が好ましく、5〜95/95〜5がより好ましく、10〜90/90〜10が更に好ましい。 The blending ratio of the cement admixture of the present invention and the sulfonic acid-based dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule, that is, (each polymer component in the cement admixture (copolymer (A), The total amount of the combined (B)) / sulfonic acid dispersant (S)) (% by mass) is the cement admixture of the present invention used together with the sulfonic acid dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule. The optimum ratio varies depending on the performance balance, but is preferably 1 to 99/99 to 1, more preferably 5 to 95/95 to 5, and still more preferably 10 to 90/90 to 10.
本発明のセメント混和剤と分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)とを必須成分として含むセメント混和剤と、セメントとの配合割合としては、例えば、水硬セメントを用いるモルタルやコンクリート等に使用する場合には、セメント質量の0.01〜10.0%とすることが好ましい。より好ましくは0.02〜5.0%、更に好ましくは0.05〜2.0%である。 The blending ratio of the cement admixture of the present invention and the cement admixture containing the sulfonic acid-based dispersant (S) having a sulfonic acid group in the molecule as an essential component and cement is, for example, mortar using hydraulic cement. In the case of using it for concrete or concrete, the content is preferably 0.01 to 10.0% of the cement mass. More preferably, it is 0.02-5.0%, More preferably, it is 0.05-2.0%.
尚、水/セメント比が比較的高く、特に高い減水性能が要求されない場合には、共重合体(A)又は共重合体(B)と分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤(S)とを必須成分として含むセメント混和剤も好適である。 If the water / cement ratio is relatively high and particularly high water reduction performance is not required, the copolymer (A) or the copolymer (B) and a sulfonic acid-based dispersant having a sulfonic acid group in the molecule ( A cement admixture containing S) as an essential component is also suitable.
上記セメント混和剤は、各種水硬性材料、すなわち、セメントや石膏などのセメント組成物やそれ以外の水硬性材料に用いることができる。このような水硬性材料と水と本発明のセメント混和剤とを含有し、更に必要に応じて、細骨材(砂など)や粗骨材(砕石など)を含む水硬性組成物の具体例としては、例えば、セメントペースト、モルタル、コンクリート、プラスターなどが挙げられる。上記水硬性組成物の中では、水硬性材料としてセメントを使用するセメント組成物が最も一般的であり、セメント組成物は、本発明のセメント混和剤、セメント及び水を必須成分として含有する。このようなセメント組成物は、本発明の好ましい実施形態の1つである。 The cement admixture can be used for various hydraulic materials, that is, cement compositions such as cement and gypsum and other hydraulic materials. Specific examples of a hydraulic composition containing such a hydraulic material, water, and the cement admixture of the present invention, and further containing fine aggregate (sand, etc.) and coarse aggregate (crushed stone, etc.) as necessary. Examples thereof include cement paste, mortar, concrete, and plaster. Among the hydraulic compositions, a cement composition that uses cement as the hydraulic material is the most common, and the cement composition contains the cement admixture of the present invention, cement, and water as essential components. Such a cement composition is one of the preferred embodiments of the present invention.
上記セメント組成物に使用されるセメントは、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ポルトランドセメント(普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、及びそれぞれの低アルカリ形)、各種混合セメント(高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント)、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント、超速硬セメント(1クリンカー速硬性セメント、2クリンカー速硬性セメント、リン酸マグネシウムセメント)、グラウト用セメント、油井セメント、低発熱セメント(低発熱型高炉セメント、フライアッシュ混合低発熱型高炉セメント、ビーライト高含有セメント)、超高強度セメント、セメント系固化材、エコセメント(都市ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰の1種以上を原料として製造されたセメント)などが挙げられる。さらに、セメント組成物には、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石灰石粉末などの微粉体や石膏などを添加してもよい。また、骨材としては、砂利、砕石、水砕スラグ、再生骨材など以外に、珪石質、粘土質、ジルコン質、ハイアルミナ質、炭化珪素質、黒鉛質、クロム質、クロマグ質、マグネシア質などの耐火骨材を使用することができる。 The cement used in the cement composition is not particularly limited. Specifically, for example, Portland cement (ordinary, early strength, very early strength, moderate heat, sulfate resistance, and low Alkali type), various mixed cements (blast furnace cement, silica cement, fly ash cement), white Portland cement, alumina cement, super fast cement (1 clinker fast cement, 2 clinker fast cement, magnesium phosphate cement), for grout Cement, oil well cement, low exothermic cement (low exothermic blast furnace cement, fly ash mixed low exothermic blast furnace cement, high content belite cement), ultra-high strength cement, cement-based solidified material, eco-cement (city waste incineration ash, sewage Cement produced from one or more types of sludge incineration ash) And the like. Furthermore, fine powder such as blast furnace slag, fly ash, cinder ash, clinker ash, husk ash, silica fume, silica powder, limestone powder, or gypsum may be added to the cement composition. Aggregates include gravel, crushed stone, granulated slag, recycled aggregate, etc., as well as silica, clay, zircon, high alumina, silicon carbide, graphite, chrome, chromia, magnesia Refractory aggregates such as can be used.
上記セメント組成物においては、その1m3あたりの単位水量、セメント使用量及び水/セメント比(質量比)は、単位水量が好ましくは100kg/m3以上、185kg/m3以下、より好ましくは120kg/m3以上、175kg/m3以下であり、使用セメント量が好ましくは200kg/m3以上、800kg/m3以下、より好ましくは250kg/m3以上、800kg/m3以下であり、水/セメント比(質量比)が好ましくは0.1以上、0.7以下、より好ましくは0.2以上、0.65以下であり、貧配合から富配合まで幅広く使用可能である。上記セメント混和剤は、高減水率領域、すなわち、水/セメント比(質量比)が0.15以上、0.5以下(好ましくは0.15以上、0.4以下)といった水/セメント比の低い領域においても使用可能であり、さらに、単位セメント量が多く水/セメント比が小さい高強度コンクリートや、単位セメント量が300kg/m3以下の貧配合コンクリートのいずれにも有効である。 In the above cement composition, unit water per Part 1 m 3, a cement amount and water / cement ratio (mass ratio), unit water is preferably 100 kg / m 3 or more, 185 kg / m 3 or less, more preferably 120kg / M 3 or more and 175 kg / m 3 or less, and the amount of cement used is preferably 200 kg / m 3 or more and 800 kg / m 3 or less, more preferably 250 kg / m 3 or more and 800 kg / m 3 or less, The cement ratio (mass ratio) is preferably 0.1 or more and 0.7 or less, more preferably 0.2 or more and 0.65 or less, and it can be used widely from poor blending to rich blending. The cement admixture has a high water reduction rate region, that is, a water / cement ratio such as a water / cement ratio (mass ratio) of 0.15 or more and 0.5 or less (preferably 0.15 or more and 0.4 or less). It can be used in a low region, and is effective for both high-strength concrete having a large unit cement amount and a small water / cement ratio, and poor blended concrete having a unit cement amount of 300 kg / m 3 or less.
上記セメント組成物において、上記セメント混和剤の配合量は、例えば、水硬性セメントを用いるモルタルやコンクリートなどに使用する場合には、固形分換算で、セメントの質量に対して、好ましくは0.01質量%以上、10.0質量%以下、より好ましくは0.02質量%以上、5.0質量%以下、更に好ましくは0.03質量%以上、3.0質量%以下、特に好ましくは、0.05質量%以上、2.0質量%以下である。このような配合量により、単位水量の低減、強度の増大、耐久性の向上などの各種の好ましい諸効果がもたらされる。上記セメント混和剤の配合量が0.01質量%未満であると、減水性能を充分に発揮することができないことがある。逆に、上記セメント混和剤の配合量が10.0質量%を超えると、減水性を向上させる効果が実質的に飽和することに加え、必要以上にセメント混和剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。 In the cement composition, the blending amount of the cement admixture, for example, when used for mortar or concrete using hydraulic cement, is preferably 0.01 relative to the mass of the cement in terms of solid content. % By mass or more, 10.0% by mass or less, more preferably 0.02% by mass or more and 5.0% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 3.0% by mass or less, particularly preferably 0% by mass. 0.05% by mass or more and 2.0% by mass or less. Such a blending amount brings various preferable effects such as a reduction in unit water amount, an increase in strength, and an improvement in durability. If the blending amount of the cement admixture is less than 0.01% by mass, the water reducing performance may not be sufficiently exhibited. On the contrary, when the blending amount of the cement admixture exceeds 10.0% by mass, the effect of improving water reduction is substantially saturated, and the cement admixture is used more than necessary. Cost may increase.
上記セメント組成物は、高減水率領域においても高い減水性と減水保持性能を有し、かつ、低温時においても充分な初期減水性と粘性低減性とを発揮し、優れたワーカビリティを有することから、レディーミクストコンクリート、コンクリート2次製品(プレキャストコンクリート)用のコンクリート、遠心成形用コンクリート、振動締め固め用コンクリート、蒸気養生コンクリート、吹付けコンクリート等に有効であり、さらに、中流動コンクリート(スランプ値が22cm以上、25cm以下のコンクリート)、高流動コンクリート(スランプ値が25cm以上で、スランプフロー値が50cm以上、70cm以下のコンクリート)、自己充填性コンクリート、セルフレベリング材などの高い流動性を要求されるモルタルやコンクリートにも有効である。 The cement composition has high water-reducing properties and water-retaining properties even in a high water-reducing rate region, and exhibits sufficient initial water-reducing properties and viscosity-reducing properties even at low temperatures, and has excellent workability. To ready-mixed concrete, concrete for concrete secondary products (precast concrete), concrete for centrifugal molding, concrete for vibration compaction, steam-cured concrete, shotcrete, etc. Is required to have high fluidity such as high-fluidity concrete (slump value of 25 cm or more, slump flow value of 50 cm or more and 70 cm or less), self-filling concrete, self-leveling material, etc. Mortar or concrete It is also effective.
更に、本発明のセメント組成物は、以下の(1)〜(20)に例示するような他の公知のセメント添加剤(材)を含有することができる。
(1)水溶性高分子物質:ポリアクリル酸(ナトリウム)、ポリメタクリル酸(ナトリウム)、ポリマレイン酸(ナトリウム)、アクリル酸・マレイン酸共重合物のナトリウム塩等の不飽和カルボン酸重合物;メチルセルローズ、エチルセルローズ、ヒドロキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズ、カルボキシエチルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルロース等の非イオン性セルローズエーテル類;メチルセルローズ、エチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルロース等の多糖類のアルキル化若しくはヒドロキシアルキル化誘導体の一部又は全部の水酸基の水素原子が、炭素数8〜40の炭化水素鎖を部分構造として有する疎水性置換基と、スルホン酸基又はそれらの塩を部分構造として含有するイオン性親水性置換基で置換されてなる多糖誘導体;酵母グルカンやキサンタンガム、β−1.3グルカン類(直鎖状、分岐鎖状のいずれでも良く、一例を挙げれば、カードラン、パラミロン、パキマン、スクレログルカン、ラミナラン等)等の微生物醗酵によって製造される多糖類;ポリアクリルアミド;ポリビニルアルコール;デンプン;デンプンリン酸エステル;アルギン酸ナトリウム;ゼラチン;分子内にアミノ基を有するアクリル酸のコポリマー及びその四級化合物等。
Furthermore, the cement composition of the present invention may contain other known cement additives (materials) as exemplified in the following (1) to (20).
(1) Water-soluble polymer substance: unsaturated carboxylic acid polymer such as polyacrylic acid (sodium), polymethacrylic acid (sodium), polymaleic acid (sodium), sodium salt of acrylic acid / maleic acid copolymer; methyl Nonionic cellulose ethers such as cellulose, ethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose; polysaccharides such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose A part of or all of the hydroxyl groups of the alkylated or hydroxyalkylated derivatives of the above are a hydrophobic substituent having a hydrocarbon chain having 8 to 40 carbon atoms as a partial structure, a sulfonic acid group or Polysaccharide derivatives substituted with an ionic hydrophilic substituent containing such a salt as a partial structure; yeast glucan, xanthan gum, β-1.3 glucans (both linear and branched) For example, polysaccharides produced by microbial fermentation such as curdlan, paramylon, pachyman, scleroglucan, laminaran, etc.); polyacrylamide; polyvinyl alcohol; starch; starch phosphate ester; sodium alginate; gelatin; Copolymers of acrylic acid having groups and quaternary compounds thereof.
(2)高分子エマルジョン:(メタ)アクリル酸アルキル等の各種ビニル単量体の共重合物等。
(3)遅延剤:グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸又はクエン酸、及び、これらの、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、トリエタノールアミン等の無機塩又は有機塩等のオキシカルボン酸;グルコース、フラクトース、ガラクトース、サッカロース、キシロース、アピオース、リボース、異性化糖等の単糖類や、二糖、三糖等のオリゴ糖、又はデキストリン等のオリゴ糖、又はデキストラン等の多糖類、これらを含む糖蜜類等の糖類;ソルビトール等の糖アルコール;珪弗化マグネシウム;リン酸並びにその塩又はホウ酸エステル類;アミノカルボン酸とその塩;アルカリ可溶タンパク質;フミン酸;タンニン酸;フェノール;グリセリン等の多価アルコール;アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等のホスホン酸及びその誘導体等。
(2) Polymer emulsion: Copolymers of various vinyl monomers such as alkyl (meth) acrylate.
(3) retarder: oxycarboxylic such as gluconic acid, glucoheptonic acid, arabonic acid, malic acid or citric acid, and inorganic salts or organic salts thereof such as sodium, potassium, calcium, magnesium, ammonium, triethanolamine, etc. Acid; monosaccharides such as glucose, fructose, galactose, saccharose, xylose, apiose, ribose, isomerized sugar, oligosaccharides such as disaccharide and trisaccharide, oligosaccharides such as dextrin, polysaccharides such as dextran, etc. Sugars such as molasses; sugar alcohols such as sorbitol; magnesium silicofluoride; phosphoric acid and its salts or borate esters; aminocarboxylic acids and salts thereof; alkali-soluble proteins; humic acid; tannic acid; Polyhydric alcohols such as glycerin; aminotri (methylenephos Acid), 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and their alkali metal salts, alkaline earth metal salts and other phosphonic acids and their derivatives etc.
(4)早強剤・促進剤:塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム等の可溶性カルシウム塩;塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物;硫酸塩;水酸化カリウム;水酸化ナトリウム;炭酸塩;チオ硫酸塩;ギ酸及びギ酸カルシウム等のギ酸塩;アルカノールアミン;アルミナセメント;カルシウムアルミネートシリケート等。
(5)鉱油系消泡剤:燈油、流動パラフィン等。
(6)油脂系消泡剤:動植物油、ごま油、ひまし油、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(7)脂肪酸系消泡剤:オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(8)脂肪酸エステル系消泡剤:グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックス等。
(9)オキシアルキレン系消泡剤:(ポリ)オキシエチレン(ポリ)オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類;ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン2−エチルヘキシルエーテル、炭素原子数12〜14の高級アルコールへのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等の(ポリ)オキシアルキルエーテル類;ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の(ポリ)オキシアルキレン(アルキル)アリールエーテル類;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール,3−メチル−1−ブチン−3−オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類;ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等の(ポリ)オキシアルキレンアルキル(アリール)エーテル硫酸エステル塩類;(ポリ)オキシエチレンステアリルリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルリン酸エステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミン等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルアミン類;ポリオキシアルキレンアミド等。
(4) Early strengthening agents / accelerators: soluble calcium salts such as calcium chloride, calcium nitrite, calcium nitrate, calcium bromide and calcium iodide; chlorides such as iron chloride and magnesium chloride; sulfates; potassium hydroxide; Sodium hydroxide; carbonate; thiosulfate; formate such as formic acid and calcium formate; alkanolamine; alumina cement; calcium aluminate silicate.
(5) Mineral oil-based antifoaming agent: cocoon oil, liquid paraffin, etc.
(6) Fat and oil-based antifoaming agents: animal and vegetable oils, sesame oil, castor oil, alkylene oxide adducts thereof and the like.
(7) Fatty acid-based antifoaming agent: oleic acid, stearic acid, and these alkylene oxide adducts.
(8) Fatty acid ester antifoaming agent: glycerin monoricinoleate, alkenyl succinic acid derivative, sorbitol monolaurate, sorbitol trioleate, natural wax and the like.
(9) Oxyalkylene antifoaming agents: polyoxyalkylenes such as (poly) oxyethylene (poly) oxypropylene adducts; diethylene glycol heptyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxypropylene butyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene (Poly) oxyalkyl ethers such as 2-ethylhexyl ether and oxyethyleneoxypropylene adducts to higher alcohols having 12 to 14 carbon atoms; (poly) oxy such as polyoxypropylene phenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether Alkylene (alkyl) aryl ethers; 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, 3-methyl-1 − Acetylene ethers obtained by addition polymerization of alkylene oxide to acetylenic alcohol such as tin-3-ol; (poly) oxyalkylene fatty acid esters such as diethylene glycol oleate, diethylene glycol laurate, ethylene glycol distearate; polyoxyethylene (Poly) oxyalkylene sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate and polyoxyethylene sorbitan trioleate; (poly) oxyalkylene alkyls such as sodium polyoxypropylene methyl ether sulfate and sodium polyoxyethylene dodecylphenol ether sulfate ( Aryl) ether sulfate salts; (poly) oxyethylene stearyl phosphates, etc. Sialic sharp emission alkyl phosphate esters; polyoxyethylene such as polyoxyethylene lauryl amine (poly) oxyalkylene alkyl amines; polyoxyalkylene amide.
(10)アルコール系消泡剤:オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類等。
(11)アミド系消泡剤:アクリレートポリアミン等。
(12)リン酸エステル系消泡剤:リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等。
(13)金属石鹸系消泡剤:アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等。
(14)シリコーン系消泡剤:ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン(ジメチルポリシロキサン等のポリオルガノシロキサン)、フルオロシリコーン油等。
(10) Alcohol-based antifoaming agent: octyl alcohol, hexadecyl alcohol, acetylene alcohol, glycols and the like.
(11) Amide antifoaming agent: acrylate polyamine and the like.
(12) Phosphate ester antifoaming agent: tributyl phosphate, sodium octyl phosphate, etc.
(13) Metal soap type antifoaming agent: aluminum stearate, calcium oleate, etc.
(14) Silicone antifoaming agent: dimethyl silicone oil, silicone paste, silicone emulsion, organically modified polysiloxane (polyorganosiloxane such as dimethylpolysiloxane), fluorosilicone oil and the like.
(15)AE剤:樹脂石鹸、飽和又は不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸)、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フエニル)エーテル硫酸エステル又はその塩、ポリオキシエチレンアルキル(フエニル)エーテルリン酸エステル又はその塩、蛋白質材料、アルケニルスルホコハク酸、α−オレフィンスルホネート等。 (15) AE agent: resin soap, saturated or unsaturated fatty acid, sodium hydroxystearate, lauryl sulfate, ABS (alkyl benzene sulfonic acid), LAS (linear alkyl benzene sulfonic acid), alkane sulfonate, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether , Polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether sulfate or a salt thereof, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether phosphate or a salt thereof, protein material, alkenyl sulfosuccinic acid, α-olefin sulfonate, and the like.
(16)その他界面活性剤:オクタデシルアルコールやステアリルアルコール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する脂肪族1価アルコール、アビエチルアルコール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する脂環式1価アルコール、ドデシルメルカプタン等の分子内に6〜30個の炭素原子を有する1価メルカプタン、ノニルフェノール等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するアルキルフェノール、ドデシルアミン等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するアミン、ラウリン酸やステアリン酸等の分子内に6〜30個の炭素原子を有するカルボン酸に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを10モル以上付加させたポリアルキレンオキシド誘導体類;アルキル基又はアルコキシ基を置換基として有してもよい、スルホン基を有する2個のフェニル基がエーテル結合した、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩類;各種アニオン性界面活性剤;アルキルアミンアセテート、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の各種カチオン性界面活性剤;各種ノニオン性界面活性剤;各種両性界面活性剤等。
(17)防水剤:脂肪酸(塩)、脂肪酸エステル、油脂、シリコン、パラフィン、アスファルト、ワックス等。
(18)防錆剤:亜硝酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛等。
(19)ひび割れ低減剤:ポリオキシアルキルエーテル等。
(20)膨張材;エトリンガイト系、石炭系等。
(16) Other surfactants: aliphatic monohydric alcohols having 6 to 30 carbon atoms in the molecule such as octadecyl alcohol and stearyl alcohol, and those having 6 to 30 carbon atoms in the molecule such as abiethyl alcohol Intramolecular such as alicyclic monohydric alcohol, dodecyl mercaptan, etc. Intramolecular such as monovalent mercaptan having 6-30 carbon atoms in the molecule, such as nonylphenol, alkylphenol having 6-30 carbon atoms in the molecule, dodecylamine, etc. 10 mol or more of an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide was added to a carboxylic acid having 6 to 30 carbon atoms in the molecule such as an amine having 6 to 30 carbon atoms, lauric acid or stearic acid. Polyalkylene oxide derivatives having an alkyl or alkoxy group as a substituent Alkyl diphenyl ether sulfonates in which two phenyl groups having a sulfone group are ether-bonded; various anionic surfactants; various cationic surfactants such as alkylamine acetate and alkyltrimethylammonium chloride; various nonionics Surfactant; various amphoteric surfactants.
(17) Waterproofing agent: fatty acid (salt), fatty acid ester, oil and fat, silicon, paraffin, asphalt, wax and the like.
(18) Rust preventive: nitrite, phosphate, zinc oxide and the like.
(19) Crack reducing agent: polyoxyalkyl ether and the like.
(20) Expansion material: Ettlingite, coal, etc.
その他の公知のセメント添加剤(材)としては、セメント湿潤剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、セルフレベリング剤、防錆剤、着色剤、防カビ剤等を挙げることができる。尚、上記公知のセメント添加剤(材)は、複数の併用も可能である。 Other known cement additives (materials) include cement wetting agents, thickeners, separation reducing agents, flocculants, drying shrinkage reducing agents, strength enhancers, self-leveling agents, rust preventives, colorants, and antifungal agents. An agent etc. can be mentioned. The known cement additives (materials) can be used in combination.
本発明のセメント組成物において、セメント及び水以外の成分についての特に好適な実施形態としては、次の1)〜4)が挙げられる。
1)(1)本発明のセメント混和剤、(2)オキシアルキレン系消泡剤の2成分を必須とする組み合わせ。尚、(2)のオキシアルキレン系消泡剤の配合質量比としては、(1)のセメント混和剤に対して0.01〜10質量%が好ましい。
In the cement composition of the present invention, the following 1) to 4) are particularly preferable embodiments for components other than cement and water.
1) A combination comprising two components, (1) the cement admixture of the present invention and (2) an oxyalkylene antifoaming agent. The blending mass ratio of the oxyalkylene antifoaming agent (2) is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to the cement admixture (1).
2)(1)本発明のセメント混和剤、(2)材料分離低減剤の2成分を必須とする組み合わせ。材料分離低減剤としては、非イオン性セルローズエーテル類等の各種増粘剤、部分構造として炭素数4〜30の炭化水素鎖からなる疎水性置換基と炭素数2〜18のアルキレンオキシドを平均付加モル数で2〜300付加したポリオキシアルキレン鎖とを有する化合物等が使用可能である。尚、(1)のセメント混和剤と(2)の材料分離低減剤との配合質量比としては、10/90〜99.99/0.01が好ましく、50/50〜99.9/0.1がより好ましい。この組み合わせからなるセメント組成物は、高流動コンクリート、自己充填性コンクリート、セルフレベリング材として好適である。 2) A combination comprising two components: (1) the cement admixture of the present invention and (2) a material separation reducing agent. As a material separation reducing agent, various thickeners such as nonionic cellulose ethers, a hydrophobic substituent consisting of a hydrocarbon chain having 4 to 30 carbon atoms as a partial structure and an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms are added on average. A compound having a polyoxyalkylene chain having 2 to 300 moles added can be used. The blending mass ratio of the cement admixture (1) and the material separation reducing agent (2) is preferably 10/90 to 99.99 / 0.01, and 50/50 to 99.9 / 0.0. 1 is more preferable. A cement composition comprising this combination is suitable as high fluidity concrete, self-filling concrete, and self-leveling material.
3)(1)本発明のセメント混和剤、(2)遅延剤の2成分を必須とする組み合わせ。遅延剤としては、グルコン酸(塩)、クエン酸(塩)等のオキシカルボン酸類、グルコース等の糖類、ソルビトール等の糖アルコール類、アミノトリ(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸類等が使用可能である。尚、(1)のセメント混和剤と(2)の遅延剤との配合質量比としては、50/50〜99.9/0.1が好ましく、70/30〜99/1がより好ましい。 3) (1) The cement admixture of the present invention and (2) a combination comprising two components of retarder. As the retarder, oxycarboxylic acids such as gluconic acid (salt) and citric acid (salt), sugars such as glucose, sugar alcohols such as sorbitol, phosphonic acids such as aminotri (methylenephosphonic acid), and the like can be used. . The blending mass ratio of the cement admixture (1) and the retarder (2) is preferably 50/50 to 99.9 / 0.1, more preferably 70/30 to 99/1.
4)(1)本発明のセメント混和剤、(2)促進剤の2成分を必須とする組み合わせ。促進剤としては、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム等の可溶性カルシウム塩類、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物類、チオ硫酸塩、ギ酸及びギ酸カルシウム等のギ酸塩類等が使用可能である。尚、(1)のセメント混和剤と(2)の促進剤との配合質量比としては、10/90〜99.9/0.1が好ましく、20/80〜99/1がより好ましい。 4) A combination comprising two components, (1) the cement admixture of the present invention and (2) an accelerator. As the accelerator, soluble calcium salts such as calcium chloride, calcium nitrite and calcium nitrate, chlorides such as iron chloride and magnesium chloride, formates such as thiosulfate, formic acid and calcium formate, and the like can be used. The blending mass ratio of the cement admixture (1) and the accelerator (2) is preferably 10/90 to 99.9 / 0.1, more preferably 20/80 to 99/1.
本発明はまた、上記セメント混和剤を製造する方法でもある。
上記製造方法において、共重合体(A)及び共重合体(B)等の構成成分は、上記セメント混和剤に記載した方法に準じて行うことができ、また、上記製造方法は、その他通常の方法で行うことができる。
The present invention is also a method for producing the cement admixture.
In the said manufacturing method, components, such as a copolymer (A) and a copolymer (B), can be performed according to the method described in the said cement admixture, Moreover, the said manufacturing method is other normal. Can be done by the method.
本発明のセメント混和剤は、上述の構成よりなり、特に高性能AE減水剤やAE減水剤が用いられる領域(水/セメント重量比=0.3〜0.6)において、優れた減水性能とスランプ保持性を兼ね備え、かつ使用量が少なく経済性の高いセメント混和剤である。 The cement admixture of the present invention has the above-described configuration, and has excellent water reduction performance, particularly in a region where a high performance AE water reducing agent or AE water reducing agent is used (water / cement weight ratio = 0.3 to 0.6). It is a cement admixture with low slump retention and high usage.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “% by mass”.
(参考例1〜16)
[共重合体の調製]
上記共重合体(A)として、共重合体(A−1)〜共重合体(A−5)を調製した。上記共重合体(B)として、共重合体(B−1)〜(B−6)を調製した。更に、比較例において用いるエステル系の共重合体として共重合体(C−1)〜共重合体(C−5)を調製した。各共重合体について、原料として用いた単量体の組成比、及び、ポルトランドセメント粒子への吸着率を下記表1に示す。
[共重合体(A−1)の製造例]
温度計、撹拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水333.7gとイソプレノールのエチレンオキサイド(EO)50モル付加体(IPN−50)463.9gを仕込み、60℃に昇温した。続いて、30%の過酸化水素水溶液2.43gを加えた後、アクリル酸62.7gをイオン交換水37.3gに溶解した水溶液を3時間で、及びL−アスコルビン酸0.94gと3−メルカプトプロピオン酸2.44gをイオン交換水96.6gに溶解させた水溶液を3.5時間でそれぞれ同時に滴下した。滴下後さらに1時間撹拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調製用の水を加えて、pH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が39400のポリカルボン酸系共重合体(A−1)の水溶液を得た。
(Reference Examples 1-16)
[Preparation of copolymer]
As the copolymer (A), copolymers (A-1) to (A-5) were prepared. As the copolymer (B), copolymers (B-1) to (B-6) were prepared. Furthermore, copolymers (C-1) to (C-5) were prepared as ester copolymers used in the comparative examples. For each copolymer, the composition ratio of the monomers used as raw materials and the adsorption rate to the Portland cement particles are shown in Table 1 below.
[Production Example of Copolymer (A-1)]
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 333.7 g of ion-exchanged water and 463.9 g of an isoprenol ethylene oxide (EO) 50 mol adduct (IPN-50), The temperature was raised to 60 ° C. Subsequently, 2.43 g of a 30% aqueous hydrogen peroxide solution was added, and then an aqueous solution in which 62.7 g of acrylic acid was dissolved in 37.3 g of ion-exchanged water was added in 3 hours, and 0.94 g of L-ascorbic acid and 3- An aqueous solution in which 2.44 g of mercaptopropionic acid was dissolved in 96.6 g of ion-exchanged water was simultaneously added dropwise in 3.5 hours. Stirring was further continued for 1 hour after the dropping, and then a sodium hydroxide aqueous solution and water for concentration adjustment were added to obtain a polycarboxylic acid copolymer (A- An aqueous solution of 1) was obtained.
上記表1については、以下に説明する。表中の略語は、下記事項を表す。
IPN−25:イソプレノールに25モルのEOを付加させたもの
IPN−50:イソプレノールに50モルのEOを付加させたもの
MLA−50:メタリルアルコールに50モルのEOを付加させたもの
MLA−100:メタリルアルコールに100モルのEOを付加させたもの
MLA−120:メタリルアルコールに120モルのEOを付加させたもの
PGM−25E:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(n=25)
SA:アクリル酸のナトリウム塩
SMAA:メタクリル酸のナトリウム塩
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
また、共重合体(A)及び(B)を構成する単量体(b)であるSAやSMAAは、便宜上ナトリウム塩での記載としているが、重合体の調製に用いた単量体はナトリウム塩ではなく、アクリル酸やメタクリル酸である。酸型単量体を使用して共重合体を合成した後、水酸化ナトリウムで中和することによって、共重合体(A)及び(B)を調製した。例えば、表1の参考例1における「IPN−50/SA=85.0/15.0」とは、上述した共重合体(A−1)の製造例から明らかなように、イソプレノールに50モルのEOを付加させた単量体を85質量%、及び、アクリル酸のナトリウム塩に換算して15質量%に相当する量のアクリル酸を用いて共重合した後に水酸化ナトリウムで中和して、共重合体(A−1)を調製したことを表す。参考例2−16も同様である。
Table 1 will be described below. Abbreviations in the table represent the following matters.
IPN-25: 25 mol of EO added to isoprenol IPN-50: 50 mol of EO added to isoprenol MLA-50: 50 mol of EO added to methallyl alcohol MLA-100 : Methallyl alcohol with 100 mol EO added MLA-120: methallyl alcohol with 120 mol EO added PGM-25E: methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (n = 25)
SA: sodium salt of acrylic acid SMAA: sodium salt of methacrylic acid HEA: 2-hydroxyethyl acrylate In addition, SA and SMAA which are monomers (b) constituting the copolymers (A) and (B) are for convenience. Although described as a sodium salt, the monomer used for the preparation of the polymer is not a sodium salt but acrylic acid or methacrylic acid. Copolymers (A) and (B) were prepared by synthesizing a copolymer using an acid-type monomer and then neutralizing with sodium hydroxide. For example, “IPN-50 / SA = 85.0 / 15.0” in Reference Example 1 in Table 1 means that 50 mol of isoprenol is present, as is apparent from the production example of the copolymer (A-1). The EO-added monomer was copolymerized with 85% by mass of acrylic acid in an amount corresponding to 15% by mass in terms of sodium salt of acrylic acid, and then neutralized with sodium hydroxide. Represents that the copolymer (A-1) was prepared. The same applies to Reference Example 2-16.
なお、上記表1における共重合体(A)、共重合体(B)、及び、共重合体(C)の吸着率は、下記のように測定した。25℃に調温された室内において、まず、ビーカーに普通ポルトランドセメント100質量%に対して固形分換算で0.1重量%となるように重合体を入れ、さらに水を加えて合計100gとなるようにし、スターラーで攪拌して均一に溶解させた。次いで、同じビーカーにスターラーで攪拌しながら100g(水/セメント比で100重量%)のセメントを加えてから5分間攪拌した後、濾過を行ない濾液を採取した。得られた濾液中に残存する重合体の量を示差屈折計で測定した。そして、下記式で吸着率を計算した。
吸着率(%)={[(0.1%水溶液のRIチャート上での共重合体分の面積)−(吸着後のセメント濾液のRIチャート上での共重合体分の面積)]/(0.1%水溶液のRIチャート上での共重合体分の面積)}×100
なお、上記吸着率の試験に用いるセメントとして、太平洋セメント社製普通ポルトランドセメントを用いた。また、上記示差屈折計として、日本Waters社製410示差屈折検出器を用い、下記GPC測定条件で測定を行った。
In addition, the adsorption rate of the copolymer (A), the copolymer (B), and the copolymer (C) in the above Table 1 was measured as follows. In a room adjusted to 25 ° C., first, a polymer is put in a beaker so that it becomes 0.1% by weight in terms of solid content with respect to 100% by mass of ordinary Portland cement, and water is further added to make a total of 100 g. Then, the mixture was stirred with a stirrer and dissolved uniformly. Next, 100 g (100% by weight in terms of water / cement ratio) of cement was added to the same beaker while stirring with a stirrer, and after stirring for 5 minutes, filtration was performed and a filtrate was collected. The amount of the polymer remaining in the obtained filtrate was measured with a differential refractometer. And the adsorption rate was calculated by the following formula.
Adsorption rate (%) = {[(area of copolymer on RI chart of 0.1% aqueous solution) − (area of copolymer on RI chart of cement filtrate after adsorption)] / ( Area of copolymer on RI chart of 0.1% aqueous solution}} × 100
In addition, normal Portland cement made by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used as the cement used in the adsorption rate test. In addition, as a differential refractometer, a 410 differential refractometer made by Japan Waters was used, and measurement was performed under the following GPC measurement conditions.
(GPC分子量測定条件)
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
打込み量:0.1%水溶液あるいは吸着率の測定で得られたろ液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検量線次数:三次式
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
(GPC molecular weight measurement conditions)
Column used: TSK guard Column SWXL + TSKge1 G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: An eluent solution prepared by dissolving 115.6 g of sodium acetate trihydrate in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile and adjusting the pH to 6.0 with acetic acid is used.
Implanted amount: 0.1% aqueous solution or 100 μL of filtrate obtained by measuring adsorption rate
Eluent flow rate: 0.8 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Standard substance: polyethylene glycol, peak top molecular weight (Mp) 272500, 219300, 85000, 46000, 24000, 12600, 4250, 7100, 1470
Calibration curve order: Tertiary detector: 410 manufactured by Waters, Japan 410 Differential refraction detector analysis software: MILRENNIUM Ver. Manufactured by Waters, Japan 3.21
上記吸着率の算出方法を図を用いて説明すると、例えば、下記のようである。図1は、参考例1において、上記共重合体(A)として合成された共重合体(A−1)の0.1質量%水溶液となるようにして調製したセメント混和剤をGPCを用いて測定した結果を示す図であるが、斜線で示される部分が上記0.1%水溶液のRIチャート上での共重合体分の面積である。図2は、参考例1において、上記共重合体(A)として合成された共重合体(A−1)について、上記吸着後のセメント濾液を測定した結果を示す図であるが、斜線で示される部分が上記吸着後のセメント濾液のRIチャート上での共重合体分の面積である。図1及び図2における共重合体分の面積を上記式に適用すれば、64.2%となり、共重合体(A−1)の吸着率を算出することができる。すべての実施例及び比較例について、同様に吸着率を算出した。 The method for calculating the adsorption rate will be described with reference to the drawings, for example. FIG. 1 shows a cement admixture prepared in Reference Example 1 so as to be a 0.1% by mass aqueous solution of the copolymer (A-1) synthesized as the copolymer (A) using GPC. Although it is a figure which shows the measurement result, the part shown with an oblique line is an area for the copolymer on the RI chart of the said 0.1% aqueous solution. FIG. 2 is a diagram showing the results of measurement of the cement filtrate after adsorption on the copolymer (A-1) synthesized as the copolymer (A) in Reference Example 1, but indicated by hatching. The portion to be covered is the area of the copolymer on the RI chart of the cement filtrate after adsorption. If the area for the copolymer in FIGS. 1 and 2 is applied to the above formula, it becomes 64.2%, and the adsorption rate of the copolymer (A-1) can be calculated. The adsorption rate was calculated in the same manner for all examples and comparative examples.
[コンクリート試験]
(実施例1)
セメントとして普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製)、細骨材として大井川水系産陸砂及び千葉県君津産山砂(比重2.62、FM2.71)、粗骨材として青梅産硬質砂岩砕石(比重2.64、MS20mm)を用いた。空気量は、必要に応じて市販の消泡剤を用い、4〜5%に調節した。参考例1において調製した共重合体(A−1)と参考例6において調製した共重合体(B−1)とを50:50の質量比で混合して調製した本発明のセメント混和剤(1)を用いて試験を行った。また、コンクリートの配合条件は、下記表2に示す通りとした。
[Concrete test]
(Example 1)
Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) as cement, Oigawa water-based land sand and Kimitsu mountain sand (specific gravity 2.62, FM 2.71) as fine aggregate, Ome hard sandstone crushed stone (specific gravity) 2.64,
上記表2における略語は、下記を表す。
W/C(質量%):セメント(C)に対する水(W)の質量比(質量%)
細骨材比(体積%):全骨材の絶対容積に対する細骨材の絶対容積の比(体積%)
セメント(C):普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント株式会社製)
粗骨材(G):大井川水系産陸砂及び千葉県君津産山砂(比重2.62、FM2.71)
細骨材(S):青梅産硬質砂岩砕石(比重2.64、MS20mm)
Abbreviations in Table 2 above represent the following.
W / C (mass%): mass ratio of water (W) to cement (C) (mass%)
Fine aggregate ratio (volume%): Ratio of absolute volume of fine aggregate to absolute volume of total aggregate (volume%)
Cement (C): Ordinary Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Coarse aggregate (G): Oigawa water system land sand and Chiba prefecture Kimitsu mountain sand (specific gravity 2.62, FM 2.71)
Fine aggregate (S): Ome hard sandstone crushed stone (specific gravity 2.64, MS20mm)
上記表2に示される配合条件で、パン型強制練りミキサーを用いて50リッターのコンクリートを製造し、混練直後のスランプフロー値が420±20mmになるように、使用量を決定した後、15分後、30分後のスランプフロー値を測定した。なお、スランプ、空気量の測定は、すべて日本工業規格(JIS A1101、1128、6204)に準じて行った。結果を下記表3−1に示す。 15 minutes after producing 50 liters of concrete using a pan-type forced kneading mixer under the blending conditions shown in Table 2 above and determining the amount of use so that the slump flow value immediately after kneading is 420 ± 20 mm. Thereafter, the slump flow value after 30 minutes was measured. The slump and air volume were all measured according to Japanese Industrial Standards (JIS A1101, 1128, 6204). The results are shown in Table 3-1 below.
(実施例2〜24)
実施例2〜24は、下記表3−1に示される共重合体を含むセメント混和剤を用いた以外は、上記実施例1に準じて行った。各実施例において用いた共重合体の名称、及び、試験の結果を下記表3−1に示す。
(Examples 2 to 24)
Examples 2 to 24 were performed according to Example 1 except that cement admixtures containing copolymers shown in Table 3-1 below were used. The names of the copolymers used in each example and the test results are shown in Table 3-1 below.
(比較例1〜4)
比較例1〜4は、下記表3−2に示されるように、1種の共重合体を用いて調製したセメント混和剤を用いた以外は、上記実施例1に準じて行った。各比較例において用いた共重合体の名称、及び、試験の結果を下記表3−2に示す。
(比較例5〜15)
比較例5〜15は、下記表3−2に示される共重合体を含むセメント混和剤を用いた以外は、上記実施例1に準じて行った。各比較例において用いた共重合体の名称、及び、試験の結果を下記表3−2に示す。
(Comparative Examples 1-4)
As shown in Table 3-2 below, Comparative Examples 1 to 4 were performed according to Example 1 except that a cement admixture prepared using one type of copolymer was used. The names of the copolymers used in each comparative example and the test results are shown in Table 3-2 below.
(Comparative Examples 5-15)
Comparative Examples 5 to 15 were performed according to Example 1 except that a cement admixture containing a copolymer shown in Table 3-2 below was used. The names of the copolymers used in each comparative example and the test results are shown in Table 3-2 below.
上記表3−1及び表3−2については、以下に説明する。表3−1及び表3−2において、添加量とは、上記普通ポルトランドセメントに対する共重合体の質量比(%)(固形分換算)を表す。配合とは、全共重合体の質量100%中における、各共重合体の質量比(%)を表す。例えば、共重合体(A−1)、共重合体(A−2)共重合体(B−1)、及び、共重合体(B−2)とは、上記表1に示される共重合体である。例えば、実施例1のセメント混和剤は、共重合体(A−1)と共重合体(B−1)とを50:50の質量比で含むことを意味する。
上記表3−1及び表3−2において、吸着率(%)とは、各実施例及び比較例のセメント混和剤において用いた各共重合体の上記吸着率を表す。例えば、実施例1のセメント混和剤について、表3−1には、64.2/32.7と記載されているが、これは、共重合体(A−1)の吸着率が64.2%であり、共重合体(B−1)の吸着率が32.7%であることを意味する。
上記表3−1及び表3−2において、平均吸着率とは、共重合体の吸着率の平均値を意味する。例えば、実施例1のセメント混和剤は、吸着率が64.2%である共重合体(A−1)と吸着率が32.7%である共重合体(B−1)とを50:50の質量比で含むものであるが、この場合における平均吸着率は、(64.2×50/100)+(32.7×50/100)=48.5%となる。1種の共重合体を用いた比較例1−4における平均吸着率は、それぞれの共重合体の吸着率となる。他の実施例及び比較例も上記同様である。
上記表3−1及び表3−2において、吸着率の差とは、2種の共重合体の吸着率の差を表す。例えば、実施例1のセメント混和剤は、吸着率が64.2%である共重合体(A−1)と吸着率が32.7%である共重合体(B−1)とを含むものであるが、この場合における吸着率の差は、64.2−32.7=31.5%となる。他の実施例及び比較例も上記同様である。
上記表3−1及び表3−2における減水性は、混練直後のスランプフロー値が420±20mmになるようにするために必要なセメント混和剤の添加量によって評価した。セメント混和剤の添加量が少いほど、減水性が優れていることを意味する。上記表3−1及び3−2における減水性評価、及び、スランプ保持性評価は、下記表4に基づいて行った。
The above Table 3-1 and Table 3-2 will be described below. In Table 3-1 and Table 3-2, the addition amount represents the mass ratio (%) of the copolymer to the ordinary Portland cement (in terms of solid content). The blending represents the mass ratio (%) of each copolymer in the mass of 100% of all copolymers. For example, the copolymer (A-1), the copolymer (A-2), the copolymer (B-1), and the copolymer (B-2) are the copolymers shown in Table 1 above. It is. For example, the cement admixture of Example 1 means that the copolymer (A-1) and the copolymer (B-1) are contained at a mass ratio of 50:50.
In Table 3-1 and Table 3-2 above, the adsorption rate (%) represents the adsorption rate of each copolymer used in the cement admixtures of Examples and Comparative Examples. For example, the cement admixture of Example 1 is described as 64.2 / 32.7 in Table 3-1, which indicates that the adsorption rate of the copolymer (A-1) is 64.2. %, Which means that the adsorption rate of the copolymer (B-1) is 32.7%.
In Table 3-1 and Table 3-2 above, the average adsorption rate means the average value of the adsorption rate of the copolymer. For example, in the cement admixture of Example 1, 50% of the copolymer (A-1) having an adsorption rate of 64.2% and the copolymer (B-1) having an adsorption rate of 32.7%: In this case, the average adsorption rate is (64.2 × 50/100) + (32.7 × 50/100) = 48.5%. The average adsorption rate in Comparative Example 1-4 using one type of copolymer is the adsorption rate of each copolymer. Other examples and comparative examples are the same as above.
In Table 3-1 and Table 3-2 above, the difference in adsorption rate represents the difference in adsorption rate between the two types of copolymers. For example, the cement admixture of Example 1 includes a copolymer (A-1) having an adsorption rate of 64.2% and a copolymer (B-1) having an adsorption rate of 32.7%. However, the difference in adsorption rate in this case is 64.2-32.7 = 31.5%. Other examples and comparative examples are the same as above.
The water reduction in the above Table 3-1 and Table 3-2 was evaluated by the addition amount of cement admixture necessary for the slump flow value immediately after kneading to be 420 ± 20 mm. A smaller amount of cement admixture means better water reduction. The water reduction evaluation and slump retention evaluation in Tables 3-1 and 3-2 were performed based on Table 4 below.
上記試験ついて、縦軸を「吸着率が40%以上の共重合体」の吸着率とし、横軸を「吸着率が40%未満の共重合体」の吸着率としたグラフにおいて、本発明の実施例及び比較例をプロットしたものを図7に示す。図7における吸着率の分布と、上記表3−1及び表3−2の結果とを関連づけることによって本発明において吸着率を上述のように特定することによる臨界的意義が明らかである。 Regarding the above test, in the graph in which the vertical axis is the adsorption rate of the “copolymer having an adsorption rate of 40% or more” and the horizontal axis is the adsorption rate of the “copolymer having an adsorption rate of less than 40%”, What plotted the Example and the comparative example is shown in FIG. By associating the adsorption rate distribution in FIG. 7 with the results of Tables 3-1 and 3-2 above, the critical significance of specifying the adsorption rate as described above in the present invention is clear.
上記表3−1及び表3−2から、本発明のセメント混和剤を用いたコンクリートの減水性能及びスランプ保持性は、例えば、実施例2と、実施例2の平均吸着率とほぼ同じ吸着率を持つ比較例3と比較してみると、明らかに向上していることが分かる。また同様に実施例1と比較例2との比較でも同様である。このことはブレンドすることによる性能向上を示すものである。(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系である比較例5は、実施例1の平均吸着率とほぼ同等であり、吸着率が40%以上の共重合体と40%未満の共重合体とを含むものであるにもかかわらず、減水性及びスランプ保持性は劣る結果となっている。実施例11と比較例8との関係及び実施例14と比較例9との関係についても同様のことがいえる。したがって、本発明の上述した効果は、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系特有のものであることがわかる。すなわち、(ポリ)アルキレングリコールモノアルケニルエーテル系単量体単位を必須とするような共重合体を含むセメント混和剤において、上述した、際立って優れた効果が発揮されるといえる。 From the above Table 3-1 and Table 3-2, the water reduction performance and slump retention of concrete using the cement admixture of the present invention are, for example, substantially the same adsorption rate as the average adsorption rate of Example 2 and Example 2. When compared with Comparative Example 3 having The same applies to the comparison between Example 1 and Comparative Example 2. This shows the performance improvement by blending. Comparative Example 5, which is an (alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester type, is almost equivalent to the average adsorption rate of Example 1, and a copolymer having an adsorption rate of 40% or more and a copolymer having a adsorption rate of less than 40%. Although it contains a polymer, the water-reducing property and slump retention property are inferior. The same applies to the relationship between Example 11 and Comparative Example 8 and the relationship between Example 14 and Comparative Example 9. Therefore, it can be seen that the above-described effects of the present invention are peculiar to the (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether system. That is, it can be said that the above-described remarkable effect is exhibited in a cement admixture including a copolymer that essentially includes a (poly) alkylene glycol monoalkenyl ether monomer unit.
上記表3−1及び表3−2において、例えば、比較例7、10、11、12、及び、13は、吸着率が40%未満の共重合体(B)の2種を含んでなるセメント混和剤であるが、これらは、実施例と比較すると減水性に劣ることが明らかである。また、例えば、比較例6、14、及び15は、吸着率が40%以上の共重合体(A)の2種を含んでなるセメント混和剤であるが、これらは、実施例と比較するとスランプ保持性に劣ることが明らかである。したがって、これらより、吸着率が40%以上の共重合体(A)と吸着率が40%未満の共重合体(B)とのいずれをも含むことによって、減水性能及びスランプ保持性という2つの性能のバランスが優れることが確認された。 In Table 3-1 and Table 3-2 above, for example, Comparative Examples 7, 10, 11, 12, and 13 are cements containing two types of copolymers (B) having an adsorption rate of less than 40%. Although they are admixtures, they are clearly inferior in water reduction compared to the examples. Further, for example, Comparative Examples 6, 14, and 15 are cement admixtures containing two types of copolymers (A) having an adsorption rate of 40% or more, but these are slumps as compared with Examples. It is clear that the retention is inferior. Accordingly, by including both the copolymer (A) having an adsorption rate of 40% or more and the copolymer (B) having an adsorption rate of less than 40%, two water reduction performances and slump retention properties can be obtained. It was confirmed that the balance of performance was excellent.
Claims (2)
該セメント混和剤は、
下記一般式(1);
該共重合体(A)は、セメント粒子への吸着率が40%以上であり、
該共重合体(B)は、セメント粒子への吸着率が40%未満である
ことを特徴とするセメント混和剤。 A cement admixture comprising at least two types of copolymers,
The cement admixture is
The following general formula (1);
The copolymer (A) has an adsorption rate on cement particles of 40% or more,
The cement admixture characterized in that the copolymer (B) has an adsorption rate to cement particles of less than 40%.
ことを特徴とする請求項1に記載のセメント混和剤。 The cement according to claim 1, wherein the difference between the adsorption rate of the copolymer (A) to cement particles and the adsorption rate of the copolymer (B) to cement particles is 5% or more. Admixture.
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