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JPH0859323A - コンクリート用分散剤 - Google Patents

コンクリート用分散剤

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JPH0859323A
JPH0859323A JP21661794A JP21661794A JPH0859323A JP H0859323 A JPH0859323 A JP H0859323A JP 21661794 A JP21661794 A JP 21661794A JP 21661794 A JP21661794 A JP 21661794A JP H0859323 A JPH0859323 A JP H0859323A
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JP
Japan
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concrete
copolymer
dispersant
weight
monomer
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Shinji Hamada
真治 浜田
Yoshiki Inaba
芳樹 因幡
Iku Kaneko
郁 金子
Koji Osada
浩治 長田
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/34Flow improvers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/40Surface-active agents, dispersants
    • C04B2103/408Dispersants

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンクリートの流動性保持が長時間可能な、
また、コンクリートの強度を向上するコンクリート用分
散剤を提供する。 【構成】 不飽和カルボン酸系単量体(a)、不飽和ポ
リアルキレングリコールカルボン酸エステル系単量体
(b)及び、これらの単量体と共重合可能な単量体
(c)からなる共重合体及び/又は該共重合体をさらに
中和して得られた共重合体と有機及び/又は無機電解質
が混合比99:1〜50:50からなるコンクリート用
分散剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート組成物に
関するものであり、特にフレッシュコンクリートの流動
性の経時変化を低減し、かつ、コンクリートの圧縮強度
を向上するコンクリート用分散剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリートに対するフレッシュコンク
リート時の施工性の改善、硬化コンクリートの強度及び
耐久性の向上が強く要望されており、近年、この要求を
達成するために高流動あるいは、高強度のコンクリート
が普及しつつある。この高流動、高強度のコンクリート
を製造する際、ポリカルボン酸系の高性能AE減水剤が
一般的に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】コンクリートの混練時
の流動性は、打設時まで必要とされる。ポリカルボン酸
系の高性能AE減水剤はその立体障害作用により、特に
低水セメント比(以下、水セメント比をW/Cと記載)
の時、すなわちその添加量の多い時、その流動性保持効
果を発揮するが、高、中W/Cのコンクリートにおいて
は添加量が少なくなるため、流動性の経時変化が大き
い。流動性の経時変化が大きいと打設時の施工性が低下
することとなる。高、中W/Cのコンクリートにおいて
も添加量を多くすれば、立体障害作用により流動性保持
効果を発揮するが、初期の流動性が過剰に大きくなるた
め、材料分離を生じ、コンクリート強度の低下を招く。
【0004】一方、コンクリートの強度はほぼW/Cで
決定され、高強度を得るためには、W/Cを小さくする
必要がある。しかし、W/Cを小さくするため単位水量
を小さくするとコンクリートの粘性が著しく大きくなり
施工性が低下する。また、セメント量を大きくしても同
様にコンクリートの粘性が著しく大きくなり施工性が低
下するばかりでなくコスト高となり経済的でもない。し
たがって、幅広いW/C域での流動性保持が可能な、ま
た、W/Cを低くすることなくコンクリート強度が得ら
れるコンクリート用分散剤が強く望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような背
景より、コンクリートの流動性保持が長時間可能な、ま
た、コンクリートの強度を向上するコンクリート用分散
剤を提供するものである。
【0006】本発明者らは、ポリカルボン酸系高性能A
E減水剤はこれに副成分を混入すると、分散性が低下
し、所要添加量が多くなるが、反面、コンクリートの流
動性の保持性能が大幅に向上すると同時にコンクリート
の強度が著しく向上する効果を見い出し、本発明に到達
した。
【0007】本発明は、 (1) 不飽和カルボン酸系単量体(a)10〜90重
量%、不飽和ポリアルキレングリコールカルボン酸エス
テル系単量体(b)90〜10重量%からなる共重合体
及び/又は該共重合体をさらに中和して得られた共重合
体と、有機及び/又は無機電解質が混合比99:1〜5
0:50からなるコンクリート用分散剤、 (2) 不飽和カルボン酸系単量体(a)10〜90重
量%、不飽和ポリアルキレングリコールカルボン酸エス
テル系単量体(b)90〜10重量%及び、これらの単
量体と共重合可能な単量体(c)1〜50重量%(ここ
で、(a)、(b)、(c)の合計が100重量%であ
る)からなる共重合体及び/又は該共重合体をさらに中
和して得られた共重合体と有機及び/又は無機電解質が
混合比99:1〜50:50からなるコンクリート用分
散剤、 (3) 有機及び/又は無機電解質がコンクリート用混
和材料である上記(1)又は(2)記載のコンクリート
用分散剤、 である。
【0008】本発明の不飽和カルボン酸系単量体(a)
は、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フ
マル酸であり、共重合体の製造の容易さの点で特にアク
リル酸、メタクリル酸が望ましい。また、これらの一価
金属塩、多価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩
でも良く、特に望ましくはNa塩、Ca塩であり、これ
らの1種又は2種以上を用いることができる。
【0009】不飽和ポリアルキレングリコールカルボン
酸エステル系単量体(b)は、例えばポリエチレングリ
コールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモ
ノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタク
リレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレー
ト、メトキシポリプロピレングリコールモノメタクリレ
ート、メトキシポリプロピレングリコールモノアクリレ
ート、エトキシポリエチレングリコールモノメタクリレ
ート、エトキシポリエチレングリコールモノアクリレー
ト、エトキシポリプロピレングリコールモノメタクリレ
ート、エトキシポリプロピレングリコールモノアクリレ
ートを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を
用いることができる。
【0010】ここで、エチレンオキサイド又はプロピレ
ンオキサイドもしくはその混合鎖の単量体あたりの付加
モル数は1〜100であり、望ましくは2〜80であ
る。この範囲をはずれると立体障害作用が小さくなり流
動性保持効果が不十分なものとなったり、共重合体の粘
度が高く作業性が悪化する等の欠点を有する。
【0011】単量体(a)及び(b)と共重合可能な単
量体(c)は、例えば、スチレン、スチレンスルホン酸
等の芳香族ビニル、アリルスルホン酸、メタリルスルホ
ン酸等の不飽和スルホン酸、メタクリル酸エチル等の不
飽和エステル、アクリルアミドの不飽和アミド等を挙げ
ることができ、これらの1種又は2種以上を用いること
ができる。
【0012】単量体(a)、(b)の比率は単量体
(a)10〜90重量%、単量体(b)90〜10重量
%が望ましい。単量体(a)が10重量%未満では分散
性が発揮されず、単量体(b)が10重量%未満では立
体障害作用が小さくなり流動性保持効果が不十分なもの
となる。
【0013】単量体(c)を用いる場合は、(a)10
〜90重量%、単量体(b)90〜10重量%及び
(c)1〜50重量%である。ここで、(a)、
(b)、(c)の合計が100重量%である。単量体
(c)が1〜50重量%の範囲を越えても立体障害作用
が小さくなり流動性保持効果が不十分なものとなる。
【0014】共重合体を製造するには、重合開始剤を用
い、水または低級アルコールの溶媒中にて、前記単量体
成分を共重合させればよい。共重合体はK、Na等の一
価金属塩が望ましいが、Ca、Mg等多価金属塩、NH
4 塩、トリエタノールアミン等有機アミン塩でもよい。
また、共重合体の分子量は500〜500000が望ま
しく、500未満では立体障害作用が小さくなり流動性
保持効果が不十分なものとなり、また、500000を
越えると粘度が高くなるため、使用時の水溶液濃度を低
くしなければならず経済的でない。また、凝集剤となる
場合もある。
【0015】本発明の有機及び/又は無機電解質はコン
クリート用混和材料、例えば、減水剤、AE減水剤、高
性能減水剤、高性能AE減水剤、収縮低減剤、凝結促進
剤、凝結遅延剤、水中不分離性混和剤等として使用され
ているものが望ましいが、コンクリートの諸物性に悪影
響を及ぼさないものであればよく、これらの1種又は2
種以上を用いることができる。これらはそれぞれが本来
有している性能をサポートするためだけに添加するので
はなく、ポリカルボン酸塩の分散性を低下し、ポリカル
ボン酸塩の添加量を多くすることでの流動性保持効果の
向上、コンクリートの圧縮強度の向上を目的とするもの
である。
【0016】減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤と
しては、例えばリグニンスルホン酸塩もしくはその誘導
体を主成分とするもの、グルコン酸ナトリウム等のオキ
シ有機酸塩を主成分とするもの、ナフタリンスルホン酸
ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物、フェノール・スルファニル酸ホルムア
ルデヒド縮合物、ビスフェノール類・スルファニル酸ホ
ルムアルデヒド縮合物、C4 もしくはC5 留分−無水マ
レイン酸共重合物等が挙げられる。
【0017】また、収縮低減剤としては例えば、低級ア
ルコールアルキレンオキサイド付加物およびエーテル型
非イオン界面活性剤を主成分とするものが挙げられる。
【0018】凝結促進剤、凝結遅延剤としては、例えば
アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、アルミン酸カルシウム類、カルシウムサルホアル
ミネート、グリセリン、トリエタノールアミン及びトリ
イソプロパノールアミン等の有機アミン、塩化カルシウ
ム等の塩素化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、チオ硫酸塩、チ
オシアン酸塩の他、セルロース系誘導体、ポリビニルア
ルコール、デキストリン、ポリアクリル酸ナトリウム等
の水溶性高分子、クエン酸、2ケトグルタル酸等の水酸
基、カルボキシル基、カルボニル基を有する有機酸、グ
ルコース、ソルビトール等の糖類、ケイフッ化物、リン
酸塩等が挙げられる。
【0019】水中不分離性混和剤としてはヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース等のセルロース系及びポリアク
リルアミドの部分加水分解物等のアクリル系高分子が挙
げられる。アクリル系およびセルロース系の水中不分離
性混和剤はコンクリートの粘性を増大させるため、施工
性が低下しない程度の添加率にする注意が必要である
が、高W/Cのコンクリートで流動性を挙げる際には有
効なものである。
【0020】さらに、共重合体と有機及び/又は無機電
解質の混合比は99:1〜50:50である。有機及び
/又は無機電解質が1部未満では、ポリカルボン酸の添
加率が多くできず、立体障害作用が小さくなり流動性保
持効果が不十分なものとなる。また、50部を越えると
分散性能が著しく低下し、添加量が大幅に増加するため
経済的でない。
【0021】本発明のコンクリート用分散剤はセメント
に対し、重量比で0.01〜1%、望ましくは0.05
〜0.6%使用される。セメントは普通ポルトランドセ
メント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトラン
ドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメ
ント、フライアッシュセメント、シリカセメント、低発
熱セメントが用いられる。また、これらはシリカヒュー
ム、石粉等の混和材料とも併用できる。また、コンクリ
ートの配合は高流動なものに限定されず、一般のスラン
プ5〜21cmの配合で、減水剤、AE減水剤、高性能
減水剤、高性能AE減水剤としても使用が可能である。
【0022】なお、強度アップに関するメカニズムにつ
いては不明であるが、その強度アップ量は勿論、実質W
/Cの低下(混和剤は単位水量の一部とみなされるた
め、添加量が増加すると単位水量は若干少なくなる)相
当以上である。
【0023】
【実施例】以下実施例により本発明を説明する。以下部
とあるはいずれも重量部を意味する。
【0024】(共重合体 1)温度計、撹拌機、滴下ロ
ート、ガス導入管及びコンデンサーを備えたセパラブル
フラスコにイソプロピルアルコール250部を仕込み、
撹拌下にフラスコ内を窒素置換した。次に、還流下、メ
トキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エ
チレンオキサイド平均付加モル数9)80部、メタクリ
ル酸20部、過酸化ベンゾイル2.2部及びイソプロピ
ルアルコール150部からなる分散液を120分で添加
し、添加終了後更に120分保持して重合反応を完了さ
せた。その後、水酸化ナトリウム溶液で中和し、イソプ
ロピルアルコールを留去して共重合体1の水溶液を得
た。
【0025】(共重合体 2,3,4)以下同様に表1
に示す単量体組成比の共重合体2,3,4を製造した。
【0026】
【表1】
【0027】そして本発明品は表2のように調整した。
【0028】
【表2】
【0029】コンクリートの使用材料及び配合は次の通
りである。
【0030】
【表3】
【0031】
【表4】
【0032】
【表5】
【0033】100リットルミキサにて表3(高W/
C)、表4(中W/C)、表5(低W/C)の配合で混
練量80リットル分の材料およびそれぞれの分散剤を投
入し、3分間混練して目標スランプ24cm、目標スラ
ンプフロー60cm、目標空気量4.5%のコンクリー
トを得た。その後30,60,120分経過時のスラン
プフローを測定した。尚、スランプはJIS A 11
01、スランプフローは土木学会基準「コンクリートの
スランプフロー試験方法(案)」、空気量はJIS A
1128に準拠して測定した。さらに、コンクリート
の粘性はフロータイムで評価した。このフロータイムは
スランプフローを測定する際、スランプコーン引き上げ
時からスランプフローが50cmに達するまでの時間で
値が小さい程粘性が低いことを示す。また、圧縮強度は
JIS A 1108に準拠して測定した。
【0034】結果を表6(高W/C)、表7(中W/
C)、表8(低W/C)に示す。表中の比較例1、2、
3はいづれも共重合体1の使用例であり、2は添加率を
増加させた例、3はW/Cを低下させた例である。な
お、表8においてのみW/C 28.5%の比較例3を
記載した。
【0035】それぞれ比較例1は流動性の経時変化が大
きく、比較例2は材料分離により圧縮強度が低下してい
る。表8の比較例3はW/Cを低くし圧縮強度の増加を
図った例であるが、粘性が増大し、施工性が不十分であ
ることを示している。それらに対し、本発明品は流動性
の経時変化が小さく、粘性をほとんど増加させることな
く圧縮強度が増加していることを示している。
【0036】
【表6】
【0037】
【表7】
【0038】
【表8】
【0039】
【発明の効果】本発明品を用いることにより、従来のコ
ンクリート用分散剤よりコンクリートの流動性保持が長
時間可能な、また、コンクリートの強度を向上するコン
クリート組成物を製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 24/18 B 24/22 E 24/30 D // C04B 103:40 (72)発明者 長田 浩治 埼玉県東松山市東平1551 日本製紙株式会 社コンクリート技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和カルボン酸系単量体(a)10〜
    90重量%、不飽和ポリアルキレングリコールカルボン
    酸エステル系単量体(b)90〜10重量%からなる共
    重合体及び/又は該共重合体をさらに中和して得られた
    共重合体と、有機及び/又は無機電解質が混合比99:
    1〜50:50からなるコンクリート用分散剤。
  2. 【請求項2】 不飽和カルボン酸系単量体(a)10〜
    90重量%、不飽和ポリアルキレングリコールカルボン
    酸エステル系単量体(b)90〜10重量%及び、これ
    らの単量体と共重合可能な単量体(c)1〜50重量%
    (ここで、(a)、(b)、(c)の合計が100重量
    %である)からなる共重合体及び/又は該共重合体をさ
    らに中和して得られた共重合体と有機及び/又は無機電
    解質が混合比99:1〜50:50からなるコンクリー
    ト用分散剤。
  3. 【請求項3】 有機及び/又は無機電解質がコンクリー
    ト用混和材料である請求項(1)又は(2)記載のコン
    クリート用分散剤。
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