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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022191948
(43)【公開日】2022-12-28
(54)【発明の名称】ジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体
(51)【国際特許分類】
C04B 28/26 20060101AFI20221221BHJP
C04B 12/04 20060101ALI20221221BHJP
C04B 24/32 20060101ALI20221221BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20221221BHJP
【ＦＩ】
C04B28/26
C04B12/04
C04B24/32 Z
C08L101/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021100486
(22)【出願日】2021-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池尾 陽作
(72)【発明者】
【氏名】大須賀 史朗
(72)【発明者】
【氏名】本村 達
【テーマコード（参考）】
4G112
4J002
【Ｆターム（参考）】
4G112PB36
4J002AA001
4J002CH011
4J002DE056
4J002FD206
4J002GL00
(57)【要約】
【課題】得られる硬化体の乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー組成物と、乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー硬化体とを提供すること。
【解決手段】ジオポリマー組成物は、活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤と、を含み、珪酸塩を含むアルカリ溶液が要件（１）を満足する。要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０。Ａ１は、珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）であり、Ａ２は、珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
【選択図】なし
【解決手段】ジオポリマー組成物は、活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤と、を含み、珪酸塩を含むアルカリ溶液が要件（１）を満足する。要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０。Ａ１は、珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）であり、Ａ２は、珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤と、を含み、
前記珪酸塩を含むアルカリ溶液が下記の要件（１）を満足する、
ジオポリマー組成物。
要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０
Ａ１は、前記珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）である。
Ａ２は、前記珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
前記珪酸塩を含むアルカリ溶液が下記の要件（１）を満足する、
ジオポリマー組成物。
要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０
Ａ１は、前記珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）である。
Ａ２は、前記珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
【請求項2】
前記収縮低減剤の含有率が前記活性フィラーの総量に対して０．５質量％～５質量％である、請求項１に記載のジオポリマー組成物。
【請求項3】
前記活性フィラーがフライアッシュ及び高炉スラグ微粉末の少なくとも１種を含む、請求項１又は請求項２に記載のジオポリマー組成物。
【請求項4】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のジオポリマー組成物の硬化物であるジオポリマー硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、オキシアルキレン基を有するエステル系化合物であるジオポリマー用収縮低減剤と、当該収縮低減剤を含むジオポリマー形成組成物及びジオポリマー硬化体とが開示されている。
【0003】
特許文献２には、グリコールエーテル系化合物であるジオポリマー用収縮低減剤と、当該収縮低減剤を含むジオポリマー形成組成物及びジオポリマー硬化体とが開示されている。
【0004】
特許文献３には、オキシアルキレンアルキルエーテル系化合物である収縮低減剤及び脂肪族オキシカルボン酸系化合物である収縮低減助剤を含むジオポリマー用混和剤と、当該混和剤を含むジオポリマー形成組成物及びジオポリマー硬化体とが開示されている。
【0005】
特許文献４には、フライアッシュ及び高炉スラグを含む活性フィラーと、珪酸ナトリウム及び／又は水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶液と、セメント鉱物系膨張材とを含むジオポリマー組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１７－２０２９６３号公報
【特許文献2】特開２０１８－１５０１９５号公報
【特許文献3】特開２０１７－２０２９６４号公報
【特許文献4】特開２０２０－０５５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ジオポリマー組成物は脱水をともなう縮重合反応によって硬化し、脱水した水はジオポリマー硬化体の間隙水として存在する。比較的低湿な環境におかれたジオポリマー硬化体からは間隙水が散逸し、ジオポリマー硬化体は乾燥収縮する。
【0008】
本開示は、得られる硬化体の乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー組成物と、乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー硬化体とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ 活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤と、を含み、
前記珪酸塩を含むアルカリ溶液が下記の要件（１）を満足する、ジオポリマー組成物。
要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０
Ａ１は、前記珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）である。
Ａ２は、前記珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
＜２＞ 前記収縮低減剤の含有率が前記活性フィラーの総量に対して０．５質量％～５質量％である、＜１＞に記載のジオポリマー組成物。
＜３＞ 前記活性フィラーがフライアッシュ及び高炉スラグ微粉末の少なくとも１種を含む、＜１＞又は＜２＞に記載のジオポリマー組成物。
＜４＞ ＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のジオポリマー組成物の硬化物であるジオポリマー硬化体。
＜１＞ 活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤と、を含み、
前記珪酸塩を含むアルカリ溶液が下記の要件（１）を満足する、ジオポリマー組成物。
要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０
Ａ１は、前記珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）である。
Ａ２は、前記珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
＜２＞ 前記収縮低減剤の含有率が前記活性フィラーの総量に対して０．５質量％～５質量％である、＜１＞に記載のジオポリマー組成物。
＜３＞ 前記活性フィラーがフライアッシュ及び高炉スラグ微粉末の少なくとも１種を含む、＜１＞又は＜２＞に記載のジオポリマー組成物。
＜４＞ ＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のジオポリマー組成物の硬化物であるジオポリマー硬化体。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、得られる硬化体の乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー組成物と、乾燥収縮ひずみが小さいジオポリマー硬化体とが提供される。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
【0012】
本開示において「～」を用いて示された数値範囲には、「～」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0013】
＜ジオポリマー組成物＞
本開示のジオポリマー組成物は、スラリー、フレッシュ等と呼ばれる状態の組成物であり、本開示のジオポリマー組成物が硬化して本開示のジオポリマー硬化体が得られる。
本開示のジオポリマー組成物は、スラリー、フレッシュ等と呼ばれる状態の組成物であり、本開示のジオポリマー組成物が硬化して本開示のジオポリマー硬化体が得られる。
【0014】
本開示のジオポリマー組成物は、活性フィラーと、珪酸塩を含むアルカリ溶液と、収縮低減剤とを含み、珪酸塩を含むアルカリ溶液が下記の要件（１）を満足する。
【0015】
要件（１）：１．２≦Ａ１／Ａ２≦２．０
【0016】
Ａ１は、珪酸塩に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の物質量（ｍｏｌ）である。
Ａ１は、一般的には、珪酸塩に含まれる酸化珪酸の物質量（ｍｏｌ）に等しい。
Ａ１は、一般的には、珪酸塩に含まれる酸化珪酸の物質量（ｍｏｌ）に等しい。
【0017】
Ａ２は、珪酸塩を含むアルカリ溶液に含まれる全アルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの物質量（ｍｏｌ）である。
アルカリ金属は、例えば、ナトリウム、カリウムである。アルカリ金属は、珪酸塩に含まれるアルカリ金属及び珪酸塩以外のその他の成分に含まれるアルカリ金属のいずれも含む。
例えばアルカリ金属としてナトリウム及びカリウムが含まれる場合、Ａ２＝（Ｎａ２Ｏの物質量＋Ｋ２Ｏの物質量）である。
アルカリ金属は、例えば、ナトリウム、カリウムである。アルカリ金属は、珪酸塩に含まれるアルカリ金属及び珪酸塩以外のその他の成分に含まれるアルカリ金属のいずれも含む。
例えばアルカリ金属としてナトリウム及びカリウムが含まれる場合、Ａ２＝（Ｎａ２Ｏの物質量＋Ｋ２Ｏの物質量）である。
【0018】
従来、コンクリートの技術分野では、水酸化ナトリウム水溶液の量をＮａ２Ｏの量に換算してモルタルの配合を設定したり（例えば、ＪＩＳ Ａ１１４６：２０１７「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法」）、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の和をＮａ２Ｏの量に換算してコンクリートの配合を設定したりする（例えば、ＪＩＳ Ａ５３０８：２０１９「レディーミクストコンクリート」「附属書Ｂ アルカリシリカ反応抑制対策の方法」）。この技術思想を本開示における物質量Ａ２に応用する。
【0019】
本開示において「乾燥収縮ひずみ」は、乾燥にともなう長さ変化率を指し、ＪＩＳ Ａ１１２９－３：２０１０「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法－第３部：ダイヤルゲージ方法」によって測定する物理量である。
【0020】
ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみは収縮低減剤の添加によって抑制されるところ、本開示の発明者は、ジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値の大小によって、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが変動することを見出した。
収縮低減剤を含有するジオポリマー組成物においてアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値が低いほど、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが小さい傾向がある。この観点から、本開示のジオポリマー組成物は、Ａ１／Ａ２≦２．０であり、好ましくはＡ１／Ａ２≦１．８であり、より好ましくはＡ１／Ａ２≦１．５である。
ただし、収縮低減剤を含有するジオポリマー組成物においてアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値が１．２を下回ると、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが上昇に転じる。この観点から、本開示のジオポリマー組成物は、１．２≦Ａ１／Ａ２であり、好ましくは１．３≦Ａ１／Ａ２であり、より好ましくは１．４≦Ａ１／Ａ２である。
ジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値の大小によってジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが変動することは、収縮低減剤を含有しない場合にも見られるが、収縮低減剤を含有する場合に顕著である。
収縮低減剤を含有するジオポリマー組成物においてアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値が低いほど、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが小さい傾向がある。この観点から、本開示のジオポリマー組成物は、Ａ１／Ａ２≦２．０であり、好ましくはＡ１／Ａ２≦１．８であり、より好ましくはＡ１／Ａ２≦１．５である。
ただし、収縮低減剤を含有するジオポリマー組成物においてアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値が１．２を下回ると、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが上昇に転じる。この観点から、本開示のジオポリマー組成物は、１．２≦Ａ１／Ａ２であり、好ましくは１．３≦Ａ１／Ａ２であり、より好ましくは１．４≦Ａ１／Ａ２である。
ジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値の大小によってジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみが変動することは、収縮低減剤を含有しない場合にも見られるが、収縮低減剤を含有する場合に顕著である。
【0021】
さらに、本開示の発明者は、収縮低減剤を含有するジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値の大小によって、ジオポリマー硬化体の圧縮強度が変動することを見出した。ジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値が大きすぎても小さすぎても、ジオポリマー硬化体の圧縮強度は低下する傾向がある。本開示のジオポリマー組成物は、ジオポリマー硬化体の圧縮強度を担保する観点からも、Ａ１／Ａ２値が上記範囲であることが好ましい。
【0022】
加えて、ジオポリマー組成物におけるアルカリ溶液のＡ１／Ａ２値は、過剰なアルカリが未反応のままジオポリマー硬化体に残存することを抑制する観点から、小さすぎないことが好ましい。ジオポリマー硬化体に残存した未反応のアルカリは、空気中の二酸化炭素と反応してエフロレッセンスを発生される懸念がある。
【0023】
以下、本開示のジオポリマー組成物を構成する材料を詳細に説明する。
【0024】
［活性フィラー］
活性フィラーは、一般的には、珪酸アルミニウムを主成分とする粉体である。
活性フィラーとしては、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、メタカオリン、シリカフューム、ゼオライト微粉末、ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末、下水汚泥溶融スラグ微粉末、火山灰、もみ殻灰、流動床石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、及びこれらの少なくとも２種の混合物が挙げられる。
活性フィラーは、一般的には、珪酸アルミニウムを主成分とする粉体である。
活性フィラーとしては、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、メタカオリン、シリカフューム、ゼオライト微粉末、ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末、下水汚泥溶融スラグ微粉末、火山灰、もみ殻灰、流動床石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、及びこれらの少なくとも２種の混合物が挙げられる。
【0025】
活性フィラーの実施形態の一例として、フライアッシュ（ＦＡ）と高炉スラグ微粉末（ＢＦＳ）との混合物が挙げられる。ＦＡを含むジオポリマー組成物は、流動性及び作業性に優れる傾向がある。ＢＦＳを含むジオポリマー組成物は、硬化体の圧縮強度が高い傾向がある。ＦＡとＢＦＳとを混合することにより、流動性、作業性及び力学的強度のバランスのよいジオポリマー硬化体が得られる。
【0026】
ＦＡの品質（例えば、密度、粉末度）、ＢＦＳの品質（例えば、密度、粉末度）、及びＦＡとＢＦＳの混合比は、制限されるものではなく、目標とする、流動性、作業性、可使時間、凝結時間、細孔構造、力学的強度などに応じて選択すればよい。
ＦＡとしては、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０１：２０１５に規定されるＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種及びＩＶ種が挙げられる。
ＢＦＳとしては、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０６：２０１３に規定される高炉スラグ微粉末３０００、４０００、６０００及び８０００が挙げられる。
ＦＡとしては、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０１：２０１５に規定されるＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種及びＩＶ種が挙げられる。
ＢＦＳとしては、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０６：２０１３に規定される高炉スラグ微粉末３０００、４０００、６０００及び８０００が挙げられる。
【0027】
［珪酸塩を含むアルカリ溶液］
アルカリ溶液は、塩基として少なくとも珪酸塩を含む。塩基は、本技術分野において、アルカリ活性剤、アルカリ刺激剤などとも呼ばれる。
アルカリ溶液は、塩基として少なくとも珪酸塩を含む。塩基は、本技術分野において、アルカリ活性剤、アルカリ刺激剤などとも呼ばれる。
【0028】
珪酸塩としては、例えば、アルカリ金属珪酸塩が挙げられ、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、これらの混合物が挙げられる。
【0029】
珪酸塩を含むアルカリ溶液は、珪酸塩以外のその他の塩基を含んでいてもよい。
その他の塩基としては、アルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）、アルカリ金属炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム）が挙げられる。
その他の塩基としては、アルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）、アルカリ金属炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム）が挙げられる。
【0030】
珪酸塩に含まれていた珪素原子の少なくとも一部は、ジオポリマー構造に取り込まれると考えられる。
珪酸塩及びその他の塩基に由来する金属イオン（例えば、Ｎａ＋、Ｋ＋）の少なくとも一部は、ジオポリマー構造の間に保持されると考えられる。
珪酸塩及びその他の塩基に由来する金属イオン（例えば、Ｎａ＋、Ｋ＋）の少なくとも一部は、ジオポリマー構造の間に保持されると考えられる。
【0031】
珪酸塩を含むアルカリ溶液は水を含む。したがって、本開示のジオポリマー組成物は水を含む。水は、活性フィラーに含まれる成分及び塩基が溶出又はイオン化する場であり、そして、縮重合反応によってジオポリマー構造が形成される反応の場である。
【0032】
珪酸塩を含むアルカリ溶液として、具体的には、
珪酸ナトリウム溶液（珪酸ナトリウムの水ガラス）及び珪酸カリウム溶液（珪酸カリウムの水ガラス）からなる群から選ばれる少なくとも１種；
珪酸ナトリウム溶液（珪酸ナトリウムの水ガラス）及び珪酸カリウム溶液（珪酸カリウムの水ガラス）からなる群から選ばれる少なくとも１種と、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液及び炭酸カリウム水溶液からなる群から選ばれる少なくとも１種との混合液；が挙げられる。作業性の確保の観点から、さらに水を混合してもよい。
珪酸ナトリウム溶液（珪酸ナトリウムの水ガラス）及び珪酸カリウム溶液（珪酸カリウムの水ガラス）からなる群から選ばれる少なくとも１種；
珪酸ナトリウム溶液（珪酸ナトリウムの水ガラス）及び珪酸カリウム溶液（珪酸カリウムの水ガラス）からなる群から選ばれる少なくとも１種と、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液及び炭酸カリウム水溶液からなる群から選ばれる少なくとも１種との混合液；が挙げられる。作業性の確保の観点から、さらに水を混合してもよい。
【0033】
珪酸塩を含むアルカリ溶液の種類及び濃度は、塩基の反応性の高低に基づく可使時間の確保、硬化後の力学的強度などに応じて選択すればよい。
【0034】
珪酸塩を含むアルカリ溶液の実施形態の一例は、珪酸ナトリウム溶液（珪酸ナトリウムの水ガラス）と水酸化ナトリウム水溶液との混合液である。
【0035】
［収縮低減剤］
収縮低減剤は、ジオポリマーモルタル又はジオポリマーコンクリートにおいて収縮低減効果が知られている公知の化学物質、及び、セメントモルタル又はセメントコンクリートにおいて収縮低減効果が知られている公知の化学物質を含む。
収縮低減剤は、ジオポリマーモルタル又はジオポリマーコンクリートにおいて収縮低減効果が知られている公知の化学物質、及び、セメントモルタル又はセメントコンクリートにおいて収縮低減効果が知られている公知の化学物質を含む。
【0036】
本開示のジオポリマー組成物において収縮低減剤の含有率は、ジオポリマー硬化体の乾燥収縮ひずみを低減する観点から、活性フィラーの総量に対して、０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、１．５質量％以上であることが更に好ましく、２質量％以上であることが更に好ましい。
本開示のジオポリマー組成物において収縮低減剤の含有率は、ジオポリマー硬化体の圧縮強度を担保する観点から、活性フィラーの総量に対して、５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましく、３質量％以下であることが更に好ましい。
本開示のジオポリマー組成物において収縮低減剤の含有率は、ジオポリマー硬化体の圧縮強度を担保する観点から、活性フィラーの総量に対して、５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましく、３質量％以下であることが更に好ましい。
【0037】
収縮低減剤の具体例として、オキシアルキレン基を有するエステル系化合物、オキシアルキレン基を有するエーテル系化合物、オキシアルキレン基を有するグリコール系化合物が挙げられる。より具体的には、下記の式（１）で示される化学物質、式（２）で示される化学物質、式（３）で示される化学物質、式（４）で示される化学物質及び式（５）で示される化学物質が挙げられる。
【0038】
式（１） Ｒ１－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－（Ａ１Ｏ）ｎ１－Ｒ２
【0039】
式（１）中、Ｒ１は炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基であり、Ａ１Ｏは炭素原子数２～４の２価のアルキレンオキサイド基であり、ｎ１はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって１～２００の数であり、Ｒ２は水素原子、炭素原子数１～３０のアルキル基、炭素原子数２～３０のアルケニル基又は－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ３基であり、Ｒ３は炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基である。
【0040】
式（２） ［ＨＯ－Ｃ（＝Ｏ）－］ｋＲ４［－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－（Ａ２Ｏ）ｎ２－Ｒ５］ｍ
【0041】
式（２）中、Ｒ４は炭素原子数１～３０の（ｋ＋ｍ）価の多価カルボン酸から（ｋ＋ｍ）個のカルボキシ基を除いた残基、又は単結合であり、ｋ及びｍは、０≦ｋ≦５、１≦ｍ≦６、且つ２≦ｋ＋ｍ≦６の関係を満たす整数であり、Ａ２Ｏは炭素原子数２～４の２価のアルキレンオキサイド基であり、ｎ２はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって１～２００の数であり、Ｒ５は水素原子、炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基である。
Ｒ４において、カルボキシ基（－ＣＯＯＨ）の炭素原子は多価カルボン酸の炭素原子数に含めない。
Ｒ４において、カルボキシ基（－ＣＯＯＨ）の炭素原子は多価カルボン酸の炭素原子数に含めない。
【0042】
式（３） ［Ｒ７－（ＯＡ３）ｎ３－Ｏ－］ｐＲ６［－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ８］ｑ
【0043】
式（３）中、Ｒ６は炭素原子数２～３０の（ｐ＋ｑ）価の多価アルコールから（ｐ＋ｑ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、Ｒ７は水素原子又は－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ９基であり、ＯＡ３は炭素原子数２～４の２価のオキシアルキレン基であり、ｎ３はオキシアルキレンの平均付加モル数であって１～２００の数であり、Ｒ８は炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基であり、Ｒ９は炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基であり、ｐ及びｑは、１≦ｐ≦７、１≦ｑ≦７、且つ２≦ｐ＋ｑ≦８の関係を満たす整数である。
【0044】
式（４）
［Ｈ－（ＯＡ４）ｎ４－Ｏ－］ｒＲ１０［－Ｏ－（Ａ５Ｏ）ｎ５－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ１１］ｓ
［Ｈ－（ＯＡ４）ｎ４－Ｏ－］ｒＲ１０［－Ｏ－（Ａ５Ｏ）ｎ５－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ１１］ｓ
【0045】
式（４）中、Ｒ１０は炭素原子数２～３０の（ｒ＋ｓ）価の多価アルコールから（ｒ＋ｓ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、ＯＡ４は炭素原子数２～４の２価のオキシアルキレン基であり、ｎ４はオキシアルキレンの平均付加モル数であって１～２００の数であり、Ｒ１１は炭素原子数１～３０のアルキル基又は炭素原子数２～３０のアルケニル基であり、Ａ５Ｏは炭素原子数２～４の２価のアルキレンオキサイド基であり、ｎ５はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって１～２００の数であり、ｒ及びｓは、０≦ｒ≦７、１≦ｓ≦８、且つ２≦ｒ＋ｓ≦８の関係を満たす整数である。
【0046】
式（１）～（４）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１１がそれぞれ炭素原子数１～３０のアルキル基であるとき、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、又はトリアコンチル基であり、炭素原子数３以上のアルキル基は、直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
【0047】
式（１）～（４）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１１がそれぞれ炭素原子数２～３０のアルケニル基であるとき、例えば、エテニル基、プロぺニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基、ヘンエイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基、又はトリアコンテニル基であり、炭素原子数３以上のアルケニル基は、直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
【0048】
式（１）、式（２）又は式（４）中のＡ１Ｏ、Ａ２Ｏ、Ａ５Ｏはそれぞれ、炭素原子数２～４の２価のアルキレンオキサイド基であり、具体的にはそれぞれ、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基であり、プロピレンオキサイド基又はブチレンオキサイド基であるとき、直鎖、分岐状、環状のいずれでもよい。
ｎ１、ｎ２、ｎ５がそれぞれ２以上の場合、（Ａ１Ｏ）ｎ１、（Ａ２Ｏ）ｎ２、（Ａ５Ｏ）ｎ５はそれぞれ、１種のアルキレンオキサイド基の鎖でもよく、２種以上のアルキレンオキサイド基の鎖でもよく、２種以上のアルキレンオキサイド基の鎖はブロック構造であってもランダム構造であってもよい。
ｎ１、ｎ２、ｎ５がそれぞれ２以上の場合、（Ａ１Ｏ）ｎ１、（Ａ２Ｏ）ｎ２、（Ａ５Ｏ）ｎ５はそれぞれ、１種のアルキレンオキサイド基の鎖でもよく、２種以上のアルキレンオキサイド基の鎖でもよく、２種以上のアルキレンオキサイド基の鎖はブロック構造であってもランダム構造であってもよい。
【0049】
式（３）又は式（４）中のＯＡ３、ＯＡ４はそれぞれ、炭素原子数２～４の２価のオキシアルキレン基であり、具体的にはそれぞれ、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基であり、オキシプロピレン基又はオキシブチレン基であるとき、直鎖、分岐状、環状のいずれでもよい。
ｎ３、ｎ４がそれぞれ２以上の場合、（ＯＡ３）ｎ３、（ＯＡ４）ｎ４はそれぞれ、１種のオキシアルキレン基の鎖でもよく、２種以上のオキシアルキレン基の鎖でもよく、２種以上のオキシアルキレン基の鎖はブロック構造であってもランダム構造であってもよい。
ｎ３、ｎ４がそれぞれ２以上の場合、（ＯＡ３）ｎ３、（ＯＡ４）ｎ４はそれぞれ、１種のオキシアルキレン基の鎖でもよく、２種以上のオキシアルキレン基の鎖でもよく、２種以上のオキシアルキレン基の鎖はブロック構造であってもランダム構造であってもよい。
【0050】
式（２）中のＲ４における炭素原子数１～３０の（ｋ＋ｍ）価の多価カルボン酸は、炭素原子数３以上のとき直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよく、炭素原子数２以上のとき不飽和二重結合を含んでいてもよく、同一炭素原子に複数個のカルボキシ基が結合していてもよい。炭素原子数１～３０の（ｋ＋ｍ）価の多価カルボン酸は、２≦ｋ＋ｍ≦６であるから２～６個のカルボキシ基を有する多価カルボン酸であり、例えば、脂肪族ポリカルボン酸（例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、グルタル酸、アゼライン酸）；芳香族ポリカルボン酸（例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸）；脂環式ポリカルボン酸（例えば、シクロヘキサン１，４－ジカルボン酸）；が挙げられる。これらの中でも、炭素原子数２～１２の脂肪族ポリカルボン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸又はフマル酸がより好ましい。
【0051】
Ｒ４としては、炭素原子数１～３０の（ｋ＋ｍ）価の炭化水素基が好ましい。
【0052】
式（３）中のＲ６における炭素原子数２～３０の（ｐ＋ｑ）価の多価アルコールは、炭素原子数３以上のとき直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよく、炭素原子数２以上のとき不飽和二重結合を含んでいてもよく、同一炭素原子に複数個のヒドロキシ基が結合していてもよい。炭素原子数２～３０の（ｐ＋ｑ）価の多価アルコールは、２≦ｐ＋ｑ≦８であるから２～８個のヒドロキシ基を有する多価アルコールであり、例えば、２価アルコール（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール）；３～５価の多価アルコール（例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン、ジグリセリン）；糖類及びその誘導体（例えば、ショ糖、グルコース、フルクトース、メチルグリコシド）；が挙げられる。これらの中でも、３～５価の多価アルコール又は糖類が好ましく、ソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール又はショ糖がより好ましい。
【0053】
Ｒ６としては、炭素原子数２～３０の（ｐ＋ｑ）価の炭化水素基が好ましく、当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい。
【0054】
式（４）中のＲ１０における炭素原子数２～３０の（ｒ＋ｓ）価の多価アルコールは、炭素原子数３以上のとき直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよく、炭素原子数２以上のとき不飽和二重結合を含んでいてもよく、同一炭素原子に複数個のヒドロキシ基が結合していてもよい。炭素原子数２～３０の（ｒ＋ｓ）価の多価アルコールは、２≦ｒ＋ｓ≦８であるから２～８個のヒドロキシ基を有する多価アルコールであり、例えば、２価アルコール（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール）；３～５価の多価アルコール（例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン、ジグリセリン）；糖類及びその誘導体（例えば、ショ糖、グルコース、フルクトース、メチルグリコシド）；が挙げられる。これらの中でも、３～５価の多価アルコール又は糖類が好ましく、ソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール又はショ糖がより好ましい。
【0055】
Ｒ１０としては、炭素原子数２～３０の（ｒ＋ｓ）価の炭化水素基が好ましく、当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい。
【0056】
炭素原子数１～３０の（ｋ＋ｍ）価の炭化水素基、炭素原子数２～３０の（ｐ＋ｑ）価の炭化水素基、炭素原子数２～３０の（ｒ＋ｓ）価の炭化水素基としてはそれぞれ、例えば、炭素原子数１～３０のアルカン又は炭素原子数２～３０のアルケンから水素原子を（ｋ＋ｍ）個、（ｐ＋ｑ）個、（ｒ＋ｓ）個それぞれ除いた基が挙げられる。
炭素原子数１～３０のアルカンとしては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン等が挙げられ、その構造は直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
炭素原子数２～３０のアルケンとしては、例えば、エテン、プロペン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、ヘンエイコセン、ドコセン、トリコセン、テトラコセン、ペンタコセン、ヘキサコセン、ヘプタコセン、オクタコセン、ノナコセン、トリアコンテン等が挙げられ、その構造は直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
炭素原子数１～３０のアルカンとしては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン等が挙げられ、その構造は直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
炭素原子数２～３０のアルケンとしては、例えば、エテン、プロペン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、ヘンエイコセン、ドコセン、トリコセン、テトラコセン、ペンタコセン、ヘキサコセン、ヘプタコセン、オクタコセン、ノナコセン、トリアコンテン等が挙げられ、その構造は直鎖、分岐状、環状、これらの組み合わせのいずれでもよい。
【0057】
式（１）で示される化学物質の好ましい例を挙げる。
Ｒ１が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ｒ２が水素原子、炭素原子数１～２４のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）、炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ３基であり、Ｒ３が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ａ１Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ１が１～１００又は１～５０である。
Ｒ１が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ｒ２が水素原子、炭素原子数１～２４のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）、炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ３基であり、Ｒ３が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ａ１Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ１が１～１００又は１～５０である。
【0058】
式（２）で示される化学物質の好ましい例を挙げる。
Ｒ４が炭素原子数２～１０の（ｋ＋ｍ）価の多価カルボン酸から（ｋ＋ｍ）個のカルボキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｋ＋ｍ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
ｋが０又は１であり、ｍが１又は２であり、
Ｒ５が炭素原子数１～１０のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ａ２Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ２が１～１００又は１～５０である。
Ｒ４が炭素原子数２～１０の（ｋ＋ｍ）価の多価カルボン酸から（ｋ＋ｍ）個のカルボキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｋ＋ｍ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
ｋが０又は１であり、ｍが１又は２であり、
Ｒ５が炭素原子数１～１０のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、
Ａ２Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ２が１～１００又は１～５０である。
【0059】
式（３）で示される化学物質の好ましい例を挙げる。
Ｒ６が炭素原子数２～１０の（ｐ＋ｑ）価の多価アルコールから（ｐ＋ｑ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｐ＋ｑ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ。当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい）であり、
ｐ及びｑが、１≦ｐ≦４、１≦ｑ≦４、且つ２≦ｐ＋ｑ≦６の関係を満たし、
Ｒ７が水素原子であり、
Ｒ８が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、好ましくは炭素原子数１０～１８のアルキル基又は炭素原子数１０～１８アルケニル基であり、
ＯＡ３がオキシエチレン基又はオキシプロピレン基であり、
ｎ３が１～１００、１～８０又は５～８０である。
Ｒ６が炭素原子数２～１０の（ｐ＋ｑ）価の多価アルコールから（ｐ＋ｑ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｐ＋ｑ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ。当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい）であり、
ｐ及びｑが、１≦ｐ≦４、１≦ｑ≦４、且つ２≦ｐ＋ｑ≦６の関係を満たし、
Ｒ７が水素原子であり、
Ｒ８が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、好ましくは炭素原子数１０～１８のアルキル基又は炭素原子数１０～１８アルケニル基であり、
ＯＡ３がオキシエチレン基又はオキシプロピレン基であり、
ｎ３が１～１００、１～８０又は５～８０である。
【0060】
式（４）で示される化学物質の好ましい例を挙げる。
Ｒ１０が炭素原子数２～１０の（ｒ＋ｓ）価の多価アルコールから（ｒ＋ｓ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｒ＋ｓ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ。当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい）であり、
ｒ及びｓが、１≦ｒ≦４、１≦ｓ≦４、且つ２≦ｒ＋ｓ≦６の関係を満たし、
Ｒ１１が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、好ましくは炭素原子数１０～１８のアルキル基又は炭素原子数１０～１８アルケニル基であり、
ＯＡ４がオキシエチレン基又はオキシプロピレン基であり、
ｎ４が１～１００、１～８０又は５～８０であり、
Ａ５Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ５が１～１００、１～８０又は５～８０であり、
ｎ４＋ｎ５が２０～８０である。
Ｒ１０が炭素原子数２～１０の（ｒ＋ｓ）価の多価アルコールから（ｒ＋ｓ）個のヒドロキシ基を除いた残基であり、好ましくは炭素原子数２～１０の（ｒ＋ｓ）価の炭化水素基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ。当該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい）であり、
ｒ及びｓが、１≦ｒ≦４、１≦ｓ≦４、且つ２≦ｒ＋ｓ≦６の関係を満たし、
Ｒ１１が炭素原子数１～１８のアルキル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）又は炭素原子数２～１８のアルケニル基（直鎖、分岐状、環状、又はこれらの組み合わせ）であり、好ましくは炭素原子数１０～１８のアルキル基又は炭素原子数１０～１８アルケニル基であり、
ＯＡ４がオキシエチレン基又はオキシプロピレン基であり、
ｎ４が１～１００、１～８０又は５～８０であり、
Ａ５Ｏがエチレンオキサイド基又はプロピレンオキサイド基であり、
ｎ５が１～１００、１～８０又は５～８０であり、
ｎ４＋ｎ５が２０～８０である。
【0061】
式（５） Ｒ１２Ｏ－（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｎ－Ｒ１３
【0062】
式（５）中、Ｒ１２及びＲ１３はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基であり、ｎは１～２０の整数であり、但しＲ１２及びＲ１３がいずれも水素原子であるときｎは２～２０の整数である。
【0063】
式（５）中のＲ１２が炭素原子数１～４のアルキル基であるとき、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基であり、プロピル基又はブチル基であるとき、直鎖、分岐状、環状のいずれでもよい。Ｒ１２は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
【0064】
式（５）中のＲ１３が炭素原子数１～４のアルキル基であるとき、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基であり、プロピル基又はブチル基であるとき、直鎖、分岐状、環状のいずれでもよい。Ｒ１３は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
【0065】
式（５）中のｎは、１～１５の整数であることが好ましく、１～１０の整数であることがより好ましい。Ｒ１２及びＲ１３がいずれも水素原子であるとき、ｎは、２～１５の整数であることが好ましく、２～１０の整数であることがより好ましい。
【0066】
式（５）で示される化学物質の好ましい例を挙げる。
Ｒ１２が水素原子又はメチル基であり、
Ｒ１３が水素原子又はメチル基であり、
ｎが２～１５の整数又は２～１０の整数である。
Ｒ１２が水素原子又はメチル基であり、
Ｒ１３が水素原子又はメチル基であり、
ｎが２～１５の整数又は２～１０の整数である。
【0067】
［骨材］
本開示のジオポリマー組成物は骨材を含んでいてもよい。骨材としては、ジオポリマーモルタル若しくはコンクリート又はセメントモルタル若しくはコンクリートにおいて従来用いられる各種の細骨材及び粗骨材が挙げられる。
本開示のジオポリマー組成物は骨材を含んでいてもよい。骨材としては、ジオポリマーモルタル若しくはコンクリート又はセメントモルタル若しくはコンクリートにおいて従来用いられる各種の細骨材及び粗骨材が挙げられる。
【0068】
細骨材としては、例えば、川砂、山砂、陸砂、海砂、珪砂、砕砂、石灰砕砂、高炉スラグ細骨材、コンクリート廃材由来の再生細骨材が挙げられる。
粗骨材としては、例えば、安山岩、流紋岩、硬質砂岩、石灰石などを破砕した砕石、川砂利、山砂利、陸砂利、高炉スラグ粗骨材、コンクリート廃材由来の再生粗骨材が挙げられる。
これら骨材の種類と含有量は、ジオポリマー硬化体の目標とする力学的強度に応じて選択すればよい。
粗骨材としては、例えば、安山岩、流紋岩、硬質砂岩、石灰石などを破砕した砕石、川砂利、山砂利、陸砂利、高炉スラグ粗骨材、コンクリート廃材由来の再生粗骨材が挙げられる。
これら骨材の種類と含有量は、ジオポリマー硬化体の目標とする力学的強度に応じて選択すればよい。
【0069】
［その他の材料］
本開示のジオポリマー組成物は、収縮低減剤以外のその他の化学混和剤を含有していてもよい。その他の化学混和剤としては、ジオポリマーモルタル若しくはコンクリート又はセメントモルタル若しくはコンクリートにおいて従来用いられる各種の化学混和剤が挙げられる。
本開示のジオポリマー組成物は、収縮低減剤以外のその他の化学混和剤を含有していてもよい。その他の化学混和剤としては、ジオポリマーモルタル若しくはコンクリート又はセメントモルタル若しくはコンクリートにおいて従来用いられる各種の化学混和剤が挙げられる。
【0070】
本開示のジオポリマー組成物は、補強材を含有していてもよい。補強材としては、例えば、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維が挙げられる。
【0071】
＜ジオポリマー組成物の製造方法＞
本開示のジオポリマー組成物は、既述の各材料を混合して得られる。各材料の混合は、例えばミキサーを用いた練り混ぜにより実施する。
本開示のジオポリマー組成物は、既述の各材料を混合して得られる。各材料の混合は、例えばミキサーを用いた練り混ぜにより実施する。
【0072】
ジオポリマー組成物を調製する際における材料の混合順は、制限されない。例えば、まず活性フィラーと骨材とを混ぜ、次いでアルカリ溶液を投入して練り混ぜ、次いで収縮低減剤を投入して練り混ぜてジオポリマー組成物を得る。
【0073】
活性フィラーとアルカリ溶液との混合比は、活性フィラーの種類とアルカリ溶液の種類及び濃度に応じて、適宜設定してよい。例えば、活性フィラー１００質量部に対して、アルカリ溶液を１０質量部～１００質量部の質量比で混合する。
【0074】
＜ジオポリマー硬化体＞
本開示のジオポリマー硬化体は、本開示のジオポリマー組成物を硬化させることで得られる。具体的には、ジオポリマー組成物を型枠内に投入し硬化させてジオポリマー硬化体を得る。型枠内に投入されたジオポリマー組成物に対して、常法に従い脱泡などの処理を行ってもよい。型枠内に投入されたジオポリマー組成物は、一般的には、脱水をともなう縮重合反応によって硬化して硬化体を形成する。
本開示のジオポリマー硬化体は、本開示のジオポリマー組成物を硬化させることで得られる。具体的には、ジオポリマー組成物を型枠内に投入し硬化させてジオポリマー硬化体を得る。型枠内に投入されたジオポリマー組成物に対して、常法に従い脱泡などの処理を行ってもよい。型枠内に投入されたジオポリマー組成物は、一般的には、脱水をともなう縮重合反応によって硬化して硬化体を形成する。
【0075】
本開示のジオポリマー硬化体の養生温度及び養生時間は、制限されない。ジオポリマー硬化体の目標とする力学的強度に応じて、例えば、加熱養生、蒸気養生、オートクレーブ養生、水中養生、気中養生、常温養生、封緘養生、これらの組み合わせを施せばよい。
【実施例0076】
以下、本開示のジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体を、実施例を挙げて具体的に説明する。本開示のジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0077】
［材料］
ジオポリマー組成物の材料として下記を用意した。
（１）活性フィラー
・高炉スラグ微粉末（ＢＦＳ）：密度２．９１ｇ／ｃｍ３、粉末度４２２０ｃｍ２／ｇ
・フライアッシュ（ＦＡ）：密度２．２８ｇ／ｃｍ３、粉末度３６７０ｃｍ２／ｇ
（２）アルカリ溶液
・珪酸ナトリウム溶液（ＷＧ）：珪酸ソーダ２号、密度１．５０ｇ／ｃｍ３、ＳｉＯ２：３１．４１質量％、Ｎａ２Ｏ：１２．２９質量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比２．６４
・水酸化ナトリウム水溶液（ＮＨ）：濃度３０．５質量％、モル濃度１０ｍｏｌ／ｌ、密度１．３３ｇ／ｃｍ３
・水（Ｗ）：水道水
（３）細骨材
・標準砂（ＳＳ）：絶乾密度２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率０．４２％
（４）収縮低減剤
・ポリエーテル系収縮低減剤：主たる化合物はＨＯ－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９－Ｈ、重量平均分子量４００、密度０．９３ｇ／ｃｍ３、東邦化学工業株式会社
ジオポリマー組成物の材料として下記を用意した。
（１）活性フィラー
・高炉スラグ微粉末（ＢＦＳ）：密度２．９１ｇ／ｃｍ３、粉末度４２２０ｃｍ２／ｇ
・フライアッシュ（ＦＡ）：密度２．２８ｇ／ｃｍ３、粉末度３６７０ｃｍ２／ｇ
（２）アルカリ溶液
・珪酸ナトリウム溶液（ＷＧ）：珪酸ソーダ２号、密度１．５０ｇ／ｃｍ３、ＳｉＯ２：３１．４１質量％、Ｎａ２Ｏ：１２．２９質量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比２．６４
・水酸化ナトリウム水溶液（ＮＨ）：濃度３０．５質量％、モル濃度１０ｍｏｌ／ｌ、密度１．３３ｇ／ｃｍ３
・水（Ｗ）：水道水
（３）細骨材
・標準砂（ＳＳ）：絶乾密度２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率０．４２％
（４）収縮低減剤
・ポリエーテル系収縮低減剤：主たる化合物はＨＯ－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９－Ｈ、重量平均分子量４００、密度０．９３ｇ／ｃｍ３、東邦化学工業株式会社
【0078】
［ジオポリマー組成物の作製］
ジオポリマー組成物としてジオポリマーモルタルを製造した。
表１に記載のとおり材料を調合し、さらに、収縮低減剤を表２に記載の添加率（質量％）で添加し、モルタルミキサーで３分間練混ぜてジオポリマー組成物を作製した。収縮低減剤は活性フィラー量（ＢＦＳとＦＡの合計量）に対する質量％を外割りで添加した。
ジオポリマー組成物としてジオポリマーモルタルを製造した。
表１に記載のとおり材料を調合し、さらに、収縮低減剤を表２に記載の添加率（質量％）で添加し、モルタルミキサーで３分間練混ぜてジオポリマー組成物を作製した。収縮低減剤は活性フィラー量（ＢＦＳとＦＡの合計量）に対する質量％を外割りで添加した。
【0079】
表１及び表２中の略号は、下記の意味である。
・ＡＳ／Ｐ・・・活性フィラー（Ｐ＝ＢＦＳ＋ＦＡ）に対するアルカリ溶液（ＡＳ＝ＷＧ＋ＮＨ＋Ｗ）の質量比
・ＮＨ／ＡＳ・・・アルカリ溶液（ＡＳ＝ＷＧ＋ＮＨ＋Ｗ）に対する水酸化ナトリウム水溶液（ＮＨ）の質量比
・ＡＳ／Ｐ・・・活性フィラー（Ｐ＝ＢＦＳ＋ＦＡ）に対するアルカリ溶液（ＡＳ＝ＷＧ＋ＮＨ＋Ｗ）の質量比
・ＮＨ／ＡＳ・・・アルカリ溶液（ＡＳ＝ＷＧ＋ＮＨ＋Ｗ）に対する水酸化ナトリウム水溶液（ＮＨ）の質量比
【0080】
【表1】
【0081】
モルタル１を例にして、Ａ１／Ａ２値を算出する手順の一例を説明する。
ＳｉＯ２の物質量／Ｎａ２Ｏの物質量
＝（ＳｉＯ２の質量／ＳｉＯ２の式量）／（Ｎａ２Ｏの質量／Ｎａ２Ｏの式量）
＝（ＳｉＯ２の質量／Ｎａ２Ｏの質量）×１．０３２
単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の質量、つまり、単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるＳｉＯ２の質量＝３５７×３１．４１％＝１１２．１３
単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるアルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの質量、つまり、単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるＮａ２Ｏの質量＝３５７×１２．２９％＝４３．８８
単位量２３の水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨが３０．５質量％含まれる。）に含まれるアルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの質量、つまり、単位量２３の水酸化ナトリウム水溶液に含まれるＮａがＮａ２Ｏを形成したときのＮａ２Ｏの質量＝２３×３０．５％／（ＮａＯＨの式量×２／Ｎａ２Ｏの式量）＝５．４４
Ａ１／Ａ２
＝１１２．１３／（４３．８８＋５．４４）×１．０３２
＝２．３５
ＳｉＯ２の物質量／Ｎａ２Ｏの物質量
＝（ＳｉＯ２の質量／ＳｉＯ２の式量）／（Ｎａ２Ｏの質量／Ｎａ２Ｏの式量）
＝（ＳｉＯ２の質量／Ｎａ２Ｏの質量）×１．０３２
単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれる珪素を組成式ＳｉＯ２で表したときのＳｉＯ２の質量、つまり、単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるＳｉＯ２の質量＝３５７×３１．４１％＝１１２．１３
単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるアルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの質量、つまり、単位量３５７の珪酸ソーダ２号に含まれるＮａ２Ｏの質量＝３５７×１２．２９％＝４３．８８
単位量２３の水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨが３０．５質量％含まれる。）に含まれるアルカリ金属ＭがＭ２Ｏを形成したときのＭ２Ｏの質量、つまり、単位量２３の水酸化ナトリウム水溶液に含まれるＮａがＮａ２Ｏを形成したときのＮａ２Ｏの質量＝２３×３０．５％／（ＮａＯＨの式量×２／Ｎａ２Ｏの式量）＝５．４４
Ａ１／Ａ２
＝１１２．１３／（４３．８８＋５．４４）×１．０３２
＝２．３５
【0082】
［ジオポリマー硬化体の評価］
（１）乾燥収縮ひずみ
ＪＩＳ Ａ１１２９－３：２０１０に準拠し実施した。４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの試験体を材齢１週まで温度２０±２℃で封緘養生し、脱型後、温度２０±２℃且つ湿度６０±５％の環境下で２６週間保管し、長さ変化を測定した。表２に測定結果を示す。
（１）乾燥収縮ひずみ
ＪＩＳ Ａ１１２９－３：２０１０に準拠し実施した。４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの試験体を材齢１週まで温度２０±２℃で封緘養生し、脱型後、温度２０±２℃且つ湿度６０±５％の環境下で２６週間保管し、長さ変化を測定した。表２に測定結果を示す。
【0083】
（２）圧縮強度
直径５０ｍｍ×長さ１００ｍｍの型枠を用いて試験体を作製し、温度２０±２℃で所定の材齢まで封緘養生した。圧縮試験はＪＩＳ Ａ１１０８：２０１８に準拠し、材齢１週と材齢４週と材齢１３週に実施した。表２に試験結果を示す。
直径５０ｍｍ×長さ１００ｍｍの型枠を用いて試験体を作製し、温度２０±２℃で所定の材齢まで封緘養生した。圧縮試験はＪＩＳ Ａ１１０８：２０１８に準拠し、材齢１週と材齢４週と材齢１３週に実施した。表２に試験結果を示す。
【0084】
【表2】
【0085】
－乾燥収縮ひずみ－
収縮低減剤を含有する群（比較例１、実施例１～３及び比較例２）において、Ａ１／Ａ２値が低いほど乾燥収縮ひずみが小さいが、ただし、Ａ１／Ａ２値が１．２を下回ると乾燥収縮ひずみが上昇に転じる。
上記のことは、収縮低減剤を含有しない群（比較例３～７）においても見られるが、収縮低減剤を含有する群において顕著である。
収縮低減剤を含有する群（比較例１、実施例１～３及び比較例２）において、Ａ１／Ａ２値が低いほど乾燥収縮ひずみが小さいが、ただし、Ａ１／Ａ２値が１．２を下回ると乾燥収縮ひずみが上昇に転じる。
上記のことは、収縮低減剤を含有しない群（比較例３～７）においても見られるが、収縮低減剤を含有する群において顕著である。
【0086】
Ａ１／Ａ２値が１．２～２．０の範囲である実施例１～３と比較例４～６との対比において、収縮低減剤を含有する実施例１～３は収縮低減剤を含有しない比較例４～６に比べて乾燥収縮ひずみが小さいところ、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、（比較例－実施例）／比較例＝４５％程度である。
Ａ１／Ａ２値が２．３５である比較例１と比較例３との対比において、収縮低減剤を含有する比較例１は収縮低減剤を含有しない比較例３に比べて乾燥収縮ひずみが小さいところ、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、（比較例３－比較例１）／比較例３＝２０％程度である。
Ａ１／Ａ２値が１．００である比較例２と比較例７との対比において、収縮低減剤を含有する比較例２は収縮低減剤を含有しない比較例７に比べて乾燥収縮ひずみが小さいところ、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、（比較例７－比較例２）／比較例７＝３５％程度である。
したがって、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、Ａ１／Ａ２値が１．２～２．０の範囲である例が、Ａ１／Ａ２値が２．３５である例及びＡ１／Ａ２値が１．００である例に比べて、大きい。
Ａ１／Ａ２値が２．３５である比較例１と比較例３との対比において、収縮低減剤を含有する比較例１は収縮低減剤を含有しない比較例３に比べて乾燥収縮ひずみが小さいところ、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、（比較例３－比較例１）／比較例３＝２０％程度である。
Ａ１／Ａ２値が１．００である比較例２と比較例７との対比において、収縮低減剤を含有する比較例２は収縮低減剤を含有しない比較例７に比べて乾燥収縮ひずみが小さいところ、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、（比較例７－比較例２）／比較例７＝３５％程度である。
したがって、収縮低減剤の添加による乾燥収縮ひずみ低減効果は、Ａ１／Ａ２値が１．２～２．０の範囲である例が、Ａ１／Ａ２値が２．３５である例及びＡ１／Ａ２値が１．００である例に比べて、大きい。
【0087】
－圧縮強度－
収縮低減剤を含有する群（比較例１、実施例１～３及び比較例２）において、Ａ１／Ａ２値が１．２～２．０の範囲である実施例１～３は、Ａ１／Ａ２値が２．３５である比較例１及びＡ１／Ａ２値が１．００である比較例２に比べて、圧縮強度が高い。
収縮低減剤を含有する群（比較例１、実施例１～３及び比較例２）において、Ａ１／Ａ２値が１．２～２．０の範囲である実施例１～３は、Ａ１／Ａ２値が２．３５である比較例１及びＡ１／Ａ２値が１．００である比較例２に比べて、圧縮強度が高い。