JPS58151355A - セメント用分散剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なセメント用分散剤に関し、更に詳しくは
、カルボン基を導入した尿素化合′＃またはチオ尿素化
合物とアルデヒドとの共縮合樹脂また扛その誘導体を有
効成分とするセメント分散剤に関する。

土木建築用コンクリートや二次製品コンクリートなどほ
とんど全てのコンクリート分野で、作業性の向上や硬化
コンクリートの強度や耐久性の向上を目的としてセメン
ト分散剤が多量に用いられている。

セメント分散剤は、通常、混練水中で１０〜５０−の割
合で凝集しているセメント粒子のフロックを一次粒子ま
で完全に分散させるので、同一水量の場合、コンクリー
トの軟度を増し流動性を向上させる、いわゆる流動化剤
としての作用をする０また、同一ワーカビリティーのコ
ンクリートをうる場合には、無添加の場合に比べ通常１
〇−前後、高性能の場合には２０チ前後の単位水量を減
ぜられる、いわゆる減水剤としての作用をする〇通常、
硬化コンクリートの強度は単位水量に反比例し水の量が
少いほど強度の高いコンクリートを与えるので、良好な
セメント分散剤を用いればワーカビリティーを損うこと
なく強度の高いかつ耐久性の優れたコンクリートを得る
ことが可能である・ 現在使用されているセメント分散剤を大別すると、■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■高級多価アルコールのスルホン酸塩を主成分とす
るもの■オキシ有機酸を主成分とするもの［株］アル中
ルアリルスルホン酸塩を主成分とするもの■ポリオキシ
エチレンアルキルエーテルを主成分とするもの■ポリオ
ール複合体を主成分とするもの　がある（コンクリート
用化学混和剤、ＰＩ３、日本材料学会−１朝倉壷店）。

また高性能のものとしては、■ナフタレン又はアルキル
ナフタレンのスルホン化物のホルマリンｌ１ｉＩｉｉ！
合物の塩を主成分とするもの及び■メラミンーホルマリ
ン縮金物のスルホン化物の塩を主成分とするものがある
。

しかし、これら既知のセメント分散剤は使用に当って必
ずしも満足すべきものとは云えない。例えばリグニンス
ルホン酸塩は、夏場は腐敗し易すい或いは貯蔵中に沈で
んを生じ易いなどの欠点を有する。現在、オキシ有機酸
の中ではもつとも使用されているグルコン酸は凝結遅延
性を有するので使用目的によっては添加量が制限される
。ポリオール複合体は強度増進効果があるものの減水性
能が不充分である。■および■の高性能の分散剤は添加
量が少いところでは効果が少く、かつ■は１１６価であ
るなどの欠点がある。

最近、■のメラミンに代えて尿素を用いて性能の良い安
価なセメント分散剤を得る方法が提案されている（％開
昭５３−１２６０５１号）。しかし、これとてもまだ少
量龜加では効果が少く、目的の水量を減するためには相
当の量を添加する必要がおる口 そこで本発明者らは従来技術のかかる欠点を改良すべく
鋭意検討を進めた結果、尿素又はチオ尿素とアルデヒド
の共鰯合物をカルボン酸基付与剤で変性すると少黛添加
でも分散性能に優れたセメント分散剤が得られることを
見出し、本発明を完成するに至った。

かくして本発明によれば、尿素化合物またはチオ尿素化
合物とアルデヒドの共縮合樹脂にカルボン酸基を導入し
た変性アミノ樹脂及びその銹導体から選択される水浴性
樹脂を有効成分とするセメント用分散剤が提供される。

本発明において用いられる水溶性樹脂は次のようにして
合成される。まず第一の成分として用いられる尿素また
はチオ尿素は尿素樹脂またはチオｔｔｘ＊ｍの原料とし
て通常使用されているものであればいずれでもよく、そ
の具体例として尿素、チオ尿素などが例示され、必要に
応じて二種以上の混合物の形で用いられる。なかでも価
格や人手の容易さから尿素が賞月される。

また第二の成分として用いられるアルデヒドは反応系内
で均一に溶解するものであればよく、その具体例として
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオ／アル
デヒドなどが例示される。

これらのなかでもホルムアルデヒドが好ましく、通常は
その水溶液、すなわちホルマリンの形で用いられる。

さらに第三の成分として、樹脂中にカルボン酸基を導入
するためのカルボン酸基付与剤が用いられる◇かかるカ
ルボン酸基付与剤は尿素或いはチオ尿素との共−合樹脂
中に存在する官能基、即ちメチロール基またはアミノ基
と反応して生成物中にカルボキシル基または酸無水物基
を導入しうるものであればいずれでもよく、その具体例
としてグリクン、アラニン、ロイシン、アスパラギン酸
、リシン、アルギニン、フェニルアラニンナトのご岬酸
、マロン酸のごとき縮合可能な活性水素を有するカルボ
ン酸化合物：グリオキシル酸、ホルミル酸、ホルミルプ
ロピオン酸、ホルミル酪酸のごときホルミル基含有カル
ボン酸：ピルビン酸、２−ケトグルタル酸のごときケト
カルボン酸などが挙げられる０ これらのカルボン酸基付与剤はカルボキシル基または酸
無水物基の少なくと４一部が塩を形成している４のであ
ってもよく、その具体例として、例えばナトリウム塩、
カリウム塩などのごとき金属塩、アンモニウム塩、アミ
ン塩などが例示される。これらの塩は必ずしも予め調製
したものである必要はなく、共縮合を行う反応系内に酸
の形態のカルボン酸基付与剤と塩基性物質を共存せしめ
、系内で合成したものであってもよい。またカルボン酸
基の中和の程度は生成する共縮合樹脂が水浴性となる範
囲内で適宜選択することができる０さらに必要に応じて
カルボン酸基の一部をエステル化したりアミド化するこ
ともできる。

これらの各成分は水の存在下に共縮合せしめるか、また
は共縮合せしめたのち塩基で中和することによって水浴
性変性樹脂の水溶液が調製される０この鍬、各成分の仕
込み順序はとくに限定されるものではなく、最終的に水
溶性の共縮合樹脂が得られる方法であれば任意の方法が
採用される。その具体的な例として、例えば第一の成分
に第二の成分を付加してメチロール化したのち、第三の
成分を加えてメチロール基またはアミノ基と第三成分中
のアミノ基、ホルミル基などの官能基との間で縮合せし
める方法、各成分な同時に仕込んで一挙に王者の共縮合
を行う方法などが例示される。

用いられる各成分の使用比率は適宜選択されるが、通常
は第二成分１モル当り第一成分中のアミノ基がＱ、５〜
２モル、第三成分中の縮合可能な官能基がα１モル以上
、好ましくはＱ、２モル以上となるような範囲であシ、
とくに生成する共縮合樹脂の酸価（塩の形態のカルボ７
＃Ｒ基付与剤を用いたときはそれを酸とみなしたときの
酸価）が３０以上となるような範囲にすることが望まし
い０これら各成分の反応は水の存在下に通常Ｏ〜１ｏｏ
ｃ、好ましくは２０〜９０Ｃのａ度下で１分〜３時間に
わたって実施さ゛れる。この反応は迅速かつ定量的に進
行するので、スルホン化反応などに比較してきわめて有
利である。反応に際しては水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ジ
エチルアミン、トリエチルアミンなどのごとき塩基を共
存せしめることができ、この場合には共縮合樹脂の塩を
含む水浴液が直接調製される。またこれらの塩基性物質
を存在せしめずに各成分から共縮合樹脂を合成した場合
には、必要に応じてその後で塩基性物質を加えることに
より中和が行われる。この場合における塩基性物質の添
加量は生成物を水浴化しうる範囲内で適宜選択される。

また本発明の効果を本質的に損わない範囲内であれば、
メラミン類、フェノール類、ケトン類、アミン類などの
ごとき尿業或いはチオ尿素とアルデヒドで共縮合可能な
化合物を共縮合することができ、さらにアルカリ金属、
アンモニア、有機アミンなどの酸性亜硫酸塩或いはメタ
亜硫酸塩によってスルホン化を同時に行うこともできる
。

かくしてカルボン酸基付与剤で変性された、尿素化合物
またはチオ尿素化合物とアルデヒドの共縮合樹脂または
その誘導体から選択される水浴性変性樹脂の水溶液が調
製される。

本発明において用いられる水溶性情ｗｉＩは通常数平均
分子量が２００以上、好ましくは５００以上のものであ
り、セメントへの添加は固形の形態で、または所望の濃
度の水浴液の形態で行われる。セメントへの添加量は通
常上メン）［ｆｉ１００重量部当り変性樹脂［Ｌ０３〜
２．０重量部、好ましくはα０５〜ｔｏ重量部の範囲で
ある。

本発明のセメント用分散剤は、目的に応じて流動化剤ま
たは減少剤として使用される。

セメント用流動化剤の分野では、高強度用として賞月さ
れているナフタリンスルホン酸−ホルムアルデヒド高縮
合物系とはソ同等の性能を有しており、既存のスルホン
峻変性メラミンーホルムアルデヒド縮合物糸に比較して
少量配合で所定の効果を奏しうるという利点を有する。

またセメント用減水剤の分野でも、一般に賞月されてい
るリグニンスルホン酸系に比較してはるかに優れた性能
を有している。

また必要に応じて他のセメント用分散剤と併用すること
ができ、凝結促進剤、凝結遅延剤などのごとき他の配合
剤を併用することもできる。

以下に実施例を挙けて本発明を更に具体的に説明する０
なお実施例中の部及び％は全て重量基準である。

参考例１ 尿；ｔ１００部及び６７チホルマリン水浴液６５８部の
混合物に水酸化ナトリウム水溶液を加えてＰＨを９とし
たのち、９０Ｃで５０分間撹拌した。次いで硫酸を加え
てＰＨを五〇としたのち、９０Ｃにて４時間攪拌後、グ
リシン６２．５部を加え、９０Ｃにて１時間攪拌した。

次いで水酸化ナトリウム水溶液を加えＰＨ９とした。

かくして無色透明な原木〜グリシンーホルムアルデヒド
共−金物のナトリウム塩水溶液を得た。

このものの２５９に水溶液の２５Ｃにおける粘度はｔ５
　ｃｐ−であった０ 参考例２ 尿Ｘ１００部の代りにチオ尿素１２６．７部を用いた以
外は参考例１と全く同一の操作によりチオ尿素−グリシ
ンーホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩水浴液を得
た。このものの２５％水溶液の２５Ｇでの粘度は７　ｃ
ｐｓであった◇参考例５ 尿素６０部（１モル）及び５７％ホルマリン水＃！液１
６２部（２モル）の混合物に水酸化す）　ＩＪウム水溶
液を加えてＰＨＩＯとしたのち、９０Ｃで５０分間攪拌
した。次いで硫酸を加えてｐａを五〇としたのち、９０
Ｇにて３時間撹拌後、４〇−グリオキシル９１５９部（
’０．７５モル）を加え、水酸化ナトリウム水溶液を加
えてＰＨを３としたのち、９０Ｃにて更に６時間攪拌し
た。その後、水酸化ナトリウム水溶液を加えてＰＨ１０
とし、縮合を終了した５゜ かくして無色透明なカルボン酸基導入原木−ホルムアル
デヒド縮合物のナトリウム塩水溶液を得た。このものの
２５≠水溶液の２５Ｃに於ける粘度は７　ｃｐ−であっ
た。

参考例４ 尿素１００部、３７≠ホルマリン４０５部の混合物にア
ンモニア水を加えＰＨ９としたのち、８０Ｃで１時間撹
拌した。欠いて硫酸を加えＰＨ五５としたのち、９０Ｃ
’にて６時間攪拌後、グリシン６２．５部を加え、９０
ＣＶＣで１時間攪拌した。次いでアンモニア水を加えＰ
Ｈを＆５としたＯかくして尿素−グリシンーホルマリン
共縮合物のアンモニウム塩水溶液を得た。このものの２
５ｆｂ水浴液の２５Ｃでの粘度は７　ｃｐｓであった０
実施例１ 参考例１〜４で得られた変性樹脂水浴液についてセメン
ト減水剤としての性能ｉｆ価を行った。実験に敵してコ
ンクリート試験のスランプ、空気量及び圧縮強度はそれ
ぞれＪＩＳＡ−１１０１、ＪＩＳ−ム１１１６及びＪ工
Ｓ−ム１１υ８　に従い、またセメントとしては普通ポ
ルトランドセメント、細骨材としては川＃（最大粒径２
．５ｗ、、ＦＭＺＯ３）、＠骨材としては川砂利（４大
粒径２５■、ＦＭＺ７４）を用いた。なお減水剤として
の性能を明らかにするために、コンクリート配合を同一
とし変性樹脂の添加量を調整してスランプがほぼ一定と
なるような条件を設定した。結果を第１表に示す〇以上
の結果よシ、本発明の分散剤は市販減水剤と比較して非
常に多重の添加菫で優れた分散性を発揮すること、更に
同一水量にもかかわらず長期強度の伸びが高いことが４
解できる。このことから生コンや二次製品用の激れた減
水剤として広く用いられることが理解できる。

実施例２ 診考例１及び５で得られた変性樹脂水溶液についてモル
タル用分散剤としての性能を測定した。

結果を第２表に示す。

配合は普通ポルトランドセメン）　５００部、豊浦擦準
砂１０００一部に変性樹脂水溶液２５０部を加え、Ｊ工
５−Ｒ５２０１のフロー試験方法に従い分散剤としての
評価を行った。なお、変性樹脂水溶液についてはセメン
トに対する変性樹脂の添加Ｊｌ（固形分）が所定の割合
となるように濃度調節を行ったのち使用した。

第　　　２　　　表 この結果から、本発明の変性樹脂水浴液は従来から賞月
されている市販品に比較して同等又はそれ以上の性能を
有していることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　尿素化合物またはチオ尿素化合物とアルデヒドＯ共
   縮合樹脂にカルボン酸基を導入した変性アミノ１１Ｍ１
   ｒ及びその誘導体から選択される水浴性ａｍを有効成分
   とするセメント分散剤〇