(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】P2024073732
(43)【公開日】2024-05-30
(54)【発明の名称】水硬性組成物用分散剤組成物及び水硬性組成物
(51)【国際特許分類】
C04B 24/26 20060101AFI20240523BHJP
C04B 28/02 20060101ALI20240523BHJP
C04B 18/08 20060101ALI20240523BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20240523BHJP
C08F 16/16 20060101ALI20240523BHJP
C08F 20/28 20060101ALI20240523BHJP
【FI】
C04B24/26 F
C04B24/26 E
C04B24/26 B
C04B28/02
C04B18/08 Z
C04B18/14 A
C08F16/16
C08F20/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022184593
(22)【出願日】2022-11-18
(71)【出願人】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087642
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 聡
(74)【代理人】
【氏名又は名称】義経 和昌
(74)【代理人】
【識別番号】100203242
【弁理士】
【氏名又は名称】河戸 春樹
(72)【発明者】
【氏名】岩本 亮司
【テーマコード(参考)】
4G112
4J100
【Fターム(参考)】
4G112MD03
4G112MD04
4G112MD05
4G112PA27
4G112PA29
4G112PB29
4G112PB31
4J100AE18P
4J100AE26P
4J100AJ02Q
4J100AL08P
4J100BA03P
4J100BA08P
4J100BA08Q
4J100CA04
4J100CA05
4J100DA01
4J100FA03
4J100FA04
4J100FA08
4J100FA19
4J100FA28
4J100GA02
4J100JA67
(57)【要約】
【課題】高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性組成物に対しても良好な性能を示す分散剤を提供する。
【解決手段】
セメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体を含む水硬性組成物用分散剤組成物であって、相互に異なる特定の共重合体からなる(A)成分及び(B)成分を含む水硬性組成物用分散剤組成物を提供する。また、セメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体、水、並びに該水硬性組成物用分散剤組成物を含む水硬性組成物を提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水硬性組成物用分散剤組成物であって、下記(A)成分及び(B)成分を含む水硬性組成物用分散剤組成物。
(A)成分:
一般式(a1)
【化1】
[式中、R
1aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(A1)、
一般式(a2)
【化2】
[式中、R
2aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。naは20以上150未満の平均付加モル数を示す。R
3aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A2)、
及び任意選択的に一般式(a3)
【化3】
[式中、R
4aは水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。R
5aは、炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A3)を有する共重合体であって、
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が3質量%以上10質量%未満である、共重合体A。
(B)成分:
一般式(b1)
【化4】
[式中、R
1bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
bは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(B1)、
一般式(b2)
【化5】
[式中、R
2bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。nbは10以上80未満の平均付加モル数を示す。R
3bは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基を示す。]
で表される構成単位(B2)を有する共重合体であって、
構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合が5質量%以上20質量%未満である、共重合体B。
【請求項2】
水硬性組成物が、セメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体を含み、水硬性粉体中の高炉スラグ及び/またはフライアッシュの含有率が5質量%以上60質量%以下である、請求項1に記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項3】
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が、5質量%以上9質量%未満である請求項1または2に記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項4】
構成単位(B1)のR1bが、炭素数1以上4以下のアルキル基である請求項1~3の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項5】
構成単位(A3)を含まない請求項1~4の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項6】
(A)成分の重量平均分子量が10000以上80000以下である請求項1~5の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項7】
(B)成分の重量平均分子量が10000以上80000以下である請求項1~5の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項8】
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が、構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合よりも少ない請求項1~7の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物。
【請求項9】
セメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体、水、並びに請求項1~8の何れかに記載の水硬性組成物用分散剤組成物を含む水硬性組成物。
【請求項10】
水硬性粉体に対する水の比率が5質量%以上45質量%以下である請求項9に記載の水硬性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水硬性組成物用分散剤組成物及び水硬性組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリート等の水硬性組成物に対して、流動性を付与するためのアクリル酸系のポリエチレングリコールエーテルを含む混和剤が知られている。
【0003】
例えば、特許文献1には、三種類のアクリル酸共重合体とエチレンオキシドがエーテル結合で付加したアクリル酸共重合体を含む粘土含有水硬性組成物用分散剤が開示されている。
また、特許文献2には、R1-O-(A1O)n1-R2(式中、R1は、炭素原子数2~5のアルケニル基を表す。A1Oは、同一若しくは異なって、炭素原子数2~18のオキシアルキレン基を表す。n1は、オキシアルキレン基の平均付加モル数であり、1~200の数を表す。R2は、水素原子または炭素原子数1~30の炭化水素基を表す。)に由来する構成単位(I)、不飽和モノカルボン酸系単量体(II)に由来する構成単位、不飽和ジカルボン酸系単量体(III)に由来する構成単位、を含む水硬性組成物用分散剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2022-18729号公報
【特許文献2】特開2017-65989号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、このような分散剤を用いた場合の保形性や加振伸び率に関しては、これまでに改善された開示はない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、セメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体を含む水硬性組成物用分散剤組成物であって、下記(A)成分及び(B)成分を含む水硬性組成物用分散剤組成物に関する。
(A)成分:
一般式(a1)
【化1】
[式中、R
1aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(A1)、
一般式(a2)
【化2】
[式中、R
2aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。naは20以上150未満の平均付加モル数を示す。R
3aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A2)、
及び任意選択的に一般式(a3)
【化3】
[式中、R
4aは水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。R
5aは、炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A3)を有する共重合体であって、
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が3質量%以上10質量%未満である、共重合体A。
(B)成分:
一般式(b1)
【化4】
[式中、R
1bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
bは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(B1)、
一般式(b2)
【化5】
[式中、R
2bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。nbは10以上80未満の平均付加モル数を示す。R
3bは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基を示す。]
で表される構成単位(B2)を有する共重合体であって、
構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合が5質量%以上20質量%未満である、共重合体B。
また、本発明はセメントと高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む水硬性粉体、水、並びに上記水硬性組成物用分散剤組成物を含む水硬性組成物に関する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、良好な保形性や加振伸び率の両方が実現し、さらに水硬性組成物として高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含むものでも用いることができる水硬性組成物用分散剤組成物を提供することができる。
また、本発明によれば該水硬性組成物用分散剤を含む水硬性組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、下記(A)成分及び(B)成分を含む。
(A)成分:
一般式(A1)
【化6】
[式中、R
1aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(A1)、
一般式(A2)
【化7】
[式中、R
2aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。naは20以上150未満の平均付加モル数を示す。R
3aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A2)、
及び任意選択的に一般式(a3)
【化8】
[式中、R
4aは水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。R
5aは、炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A3)を有する共重合体であって、
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が3質量%以上10質量%未満である、共重合体A。
(B)成分:
一般式(b1)
【化9】
[式中、R
1bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
bは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(B1)、
一般式(b2)
【化10】
[式中、R
2bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。nbは10以上80未満の平均付加モル数を示す。R
3bは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基を示す。]
で表される構成単位(B2)を有する共重合体Bであって、
構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合が5質量%以上20質量%未満である、共重合体B。
【0009】
はじめに、(A)成分及び(B)成分について説明する。
(A)成分は、一般式(a1)
【化11】
[式中、R
1aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(A1)、一般式(a2)
【化12】
[式中、R
2aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。naは20以上150未満の平均付加モル数を示す。R
3aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A2)、及び任意選択的に一般式(a3)
【化13】
[式中、R
4aは水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。R
5aは、炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
で表される構成単位(A3)を有する共重合体Aである。
【0010】
一般式(a1)で表される構成単位(A1)は、一般式(a1’)で表される単量体を原料とすることにより、共重合体A中に導入することができる。
【化14】
[式中、R
1aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
【0011】
一般式(a1’)のMaとしては、水素原子、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属が例示できる。分散性が良い点で水素原子又はアルカリ金属が好ましい。
【0012】
一般式(a1’)のR1aとしては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等を例示できる。共重合体が収率よく得られる点で水素原子、メチル基が好ましく、水素原子がさらに好ましい。
【0013】
一般式(a2)で表される構成単位(A2)は、一般式(a2’)で表される単量体を原料とすることにより、共重合体A中に導入することができる。
【化15】
[式中、R
2aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。naは20以上150未満の平均付加モル数を示す。R
3aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
【0014】
一般式(a2’)のR2aとしては、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等を例示できる。共重合体が収率よく得られる点で水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がさらに好ましい。
【0015】
一般式(a2’)のXaとしてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基を例示できる。保形性及び加振性が良い点でアルキレン基が好ましく、エチレン基がさらに好ましい。
【0016】
一般式(a2’)の平均付加モル数naは、加振性が良い点で好ましくは20以上、より好ましくは40以上、さらに好ましくは50以上であり、そして、好ましくは150未満、より好ましくは100未満、さらに好ましくは80未満である。また、本願では、2種以上の一般式(a2’)の単量体を用いてもよい。2種以上の単量体を用いた場合の平均付加モル数naは、それらのモル比に応じて算出した平均付加モル数と定義する。
【0017】
一般式(a2’)のR3aとしては、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、シクロオクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が例示できる。分散性が良い点で水素原子、メチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
【0018】
一般式(a3)で表される構成単位(A3)は、一般式(a3’)で表される単量体を原料とすることにより、共重合体A中に導入することができる。
【化16】
[式中、R
4aは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。R
5aは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基または炭素数1~4のヘテロ原子を含んでよい炭化水素基を示す。]
【0019】
一般式(a3’)のR4aとしては、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等を例示できる。共重合体が収率よく得られる点で水素原子、メチル基が好ましい。
【0020】
一般式(a3’)のR5aとしては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、シクロオクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が例示できる。流動保持性が良い点でメチル基又は2-エチルヘキシル基が好ましい。
【0021】
構成単位(A3)は、共重合体Aに含まれていなくても、良好な保形性及び加振性は十分に発現する。
【0022】
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合は、保形性及び加振性が良い点で、好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%未満、より好ましくは9質量%未満である。
【0023】
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、保形性及び加振性が良い点で、好ましくは10000以上、より好ましくは30000以上であり、そして、好ましくは80000以下、より好ましくは70000以下である。また、Mwと数平均分子量(Mn)の比はMw/Mn、が1.0以上2.0以下であることが分散剤としての性能が良い点で好ましい。
【0024】
(A)成分は、汎用のビニル系高分子の共重合の条件で行うことができる。溶媒としては例えば水等を用いることができる。また、反応温度としては50℃以上100℃以下の範囲で行うことができる。反応時間は反応温度にもよるが、0.5時間以上10時間以下で行うことができる。また製造時のpHは3以下が好ましい。
【0025】
なお、(A)成分は、共重合体の様態でそのまま加えてもよいが、適当な溶媒(または分散媒)と共に加えてもよい。溶媒(または分散媒)としては水が好ましく、水と共に加えることが利便性の点で好ましい。水の溶液(または分散液)として加える場合は、本願組成物に必須な水にこれらの量の水を合算する必要があるが、水の溶液(または分散液)の濃度が高い場合や添加量が少ない場合は無視することができる。
【0026】
次に(B)成分について説明する。(B)成分は、一般式(b1)
【化17】
[式中、R
1bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
bは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
で表される構成単位(B1)、
一般式(b2)
【化18】
[式中、R
2bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。nbは10以上80未満の平均付加モル数を示す。R
3bは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基を示す。]
で表される構成単位(B2)を有する共重合体Bである。
【0027】
一般式(b1)で表される構成単位(B1)は、一般式(b1’)で表される単量体を原料とすることにより、共重合体B中に導入することができる。
【化19】
[式中、R
1bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。M
aは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、又は有機アンモニウムを示す。]
【0028】
一般式(b1’)のMbとしては、水素原子、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属が例示できる。分散性が良い点で水素原子又はアルカリ金属が好ましい。
【0029】
一般式(b1’)のR1bとしては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等を例示できる。保形性及び加振性が良い点で水素原子、メチル基が好ましく、水素原子がさらに好ましい。
【0030】
一般式(b2)で表される構成単位(B2)は、一般式(b2’)で表される単量体を原料とすることにより、共重合体B中に導入することができる。
【化20】
[式中、R
2bは、水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。nbは、10以上80未満の平均付加モル数を示す。R
3bは、水素原子または炭素数1以上18以下のアルキル基を示す。]
【0031】
一般式(b2’)のR2bとしては、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等を例示できる。共重合体が収率よく得られる点で水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がさらに好ましい。
【0032】
一般式(b2’)の平均付加モル数nbは、加振性が良い点で好ましくは10以上、より好ましくは15以上、さらに好ましくは20以上であり、そして、好ましくは80未満、より好ましくは60未満、さらに好ましくは40未満である。また、本願では、2種以上の一般式(b2)の単量体を用いてもよい。2種以上の単量体を用いた場合の平均付加モル数nbは、それらのモル比に応じて算出した平均付加モル数と定義する。
【0033】
一般式(b2’)のR3bとしては、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、シクロオクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が例示できる。分散性が良い点で水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【0034】
構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合は、加振性が良い点で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくが20質量%未満、より好ましくは18質量%未満である。
【0035】
(B)成分の重量平均分子量(Mw)は、保形性及び加振性が良い点で、好ましくは10000以上、より好ましくは30000以上であり、そして、好ましくは80000以下、より好ましくは70000以下である。また、Mwと数平均分子量(Mn)の比はMw/Mn、が1.0以上2.0以下であることが分散剤としての性能が良い点で好ましい。
【0036】
(B)成分は、汎用のビニル系高分子の共重合の条件で行うことができる。溶媒としては例えば水等を用いることができる。また、反応温度としては50℃以上100℃以下の範囲で行うことができる。反応時間は反応温度にもよるが、0.5時間以上10時間以下で行うことができる。また製造時のpHは3以下が好ましい。
【0037】
なお、(B)成分は、共重合体の様態でそのまま加えてもよいが、適当な溶媒(または分散媒)と共に加えてもよい。溶媒(または分散媒)としては水が好ましく、水と共に加えることが利便性の点で好ましい。水の溶液(または分散液)として加える場合は、本願組成物に必須な水にこれらの量の水を合算する必要があるが、水の溶液(または分散液)の濃度が高い場合や添加量が少ない場合は無視することができる。
【0038】
(A)成分と(B)成分の質量比、[(A)成分/(B)成分]は、好ましくは3以下、より好ましくは2.0以下であり、更に好ましくは1.5以下であり、そして、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.67以上である。
【0039】
構成単位(A1)、(A2)及び(A3)の合計に対する構成単位(A1)の割合が、構成単位(B1)及び(B2)の合計に対する構成単位(B1)の割合よりも少ないことが、分散性が良い点で好ましい。
【0040】
本発明の水硬性組成物用分散剤組成物は、(A)成分及び(B)成分以外に、起泡剤、増粘剤、発泡剤、防腐剤、消泡剤を添加剤として含んでいてもよい。これらの添加剤は、(A)成分または(B)成分に対して0.01質量%以上2質量%以下含むことができる。消泡剤としては、シリコーン系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、エーテル系消泡剤、ポリアルキレンオキシド系消泡剤、アルキルリン酸エステル系消泡剤、及びアセチレングリコール系消泡剤から選ばれる1種以上の消泡剤が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、及びエーテル系消泡剤から選ばれる1種以上の消泡剤が好ましい。
【0041】
本発明の水硬性組成物に使用される水硬性粉体とは、水と混合することで硬化する粉体であり、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、エコセメント(例えばJIS R5214等)が挙げられる。これらの中でも、水硬性組成物の必要な強度に達するまでの時間を短縮する観点から、早強ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、耐硫酸性ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントから選ばれるセメントが好ましく、早強ポルトランドセメント、及び普通ポルトランドセメントから選ばれるセメントがより好ましい。
【0042】
また、水硬性粉体として、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、無水石膏等が含まれてよく、また、非水硬性の石灰石微粉末等が含まれていてもよい。水硬性粉体として、セメントと高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等とが混合された高炉セメントやフライアッシュセメント、シリカヒュームセメントを用いてもよい。高炉スラグ、フライアッシュを含有することが、低品質水硬性組成物利用の観点から好ましい。高炉スラグやフライアッシュとしては、JIS R5201に記載のものが例示できる。
【0043】
水硬性粉体が高炉スラグ及び/またはフライアッシュを含む場合、水硬性粉体中の高炉スラグ及び/またはフライアッシュの含有率は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上、そして、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下である。
【0044】
また、水硬性組成物に含まれる水は、不純物を含まず適度に精製されている水が好ましく使用されるが、井戸水、工業用水の使用も可能である。水道水、精製水、イオン交換水が好ましい。
【0045】
また、水硬性組成物の水硬性粉体に対する水の比率は、強度発現性及び水硬性組成物の成形性の観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下である。
【0046】
(A)成分の添加量は、水硬性組成物の分散性が良い点で、水硬性組成物中の水硬性粉体に対して好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、そして、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量部以下である。
【0047】
(B)成分の添加量は、水硬性組成物の分散性が良い点で、水硬性組成物中の水硬性粉体に対して好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、そして、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量部以下である。
【0048】
本発明の分散剤は、良好な分散性を有するため、高炉スラグ、フライアッシュ等を含有する低品質骨材に対しても効果を発揮することができる。また、本発明の分散剤を含み、分散性の高い高炉スラグ、フライアッシュ等を含有する水硬性組成物を提供することができる。
【実施例0049】
<実施例及び比較例>
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
【0050】
実施例、比較例で使用した各材料を以下に示す。
<(A)成分>
以下の化合物を構成単位(A1)及び(A2)の原料として用い、共重合体Aを製造した。
構成単位(A1)用原料:アクリル酸
構成単位(A2)用原料:下記式(1)に示すポリエチレングリコールの3-メチル-3-ブテニルエーテル(以下、TPEGと称す)、
【化21】
(式中、naは60(TPEG60)または66(TPEG66)を示す。)、
または、下記式(2)に示すポリエチレングリコールの2-メチル-2-プロペニルエーテル(以下、HPEGと称す)
【化22】
【0051】
<共重合反応による(A)成分の製造>
比較例2の(A)成分を例に、(A)成分の製造方法を以下に示す。
撹拌機付きガラス製反応容器にTPEG66を220.7部と水141.3部を仕込み、撹拌しながら窒素置換をし、窒素雰囲気中で80℃まで昇温した。その後、過酸化水素(35%)を0.7部添加した。アクリル酸21.3部を31.9部に溶解した水溶液と、3-メルカプトプロピオン酸1.2部を水38.0部に溶解した水溶液の2者をそれぞれ3.0時間かけて、また、L-アスコルビン酸0.3部を水32.2部に溶解した水溶液を3.5時間かけて前記容器内に滴下した。その後、1時間同温度(80℃)で熟成した。熟成終了後に48%水酸化ナトリウム水溶液12.3部で中和し、重量平均分子量56000の共重合体(A)を含む水溶液を得た。
【0052】
<(B)成分>
以下の化合物を構成単位(B1)及び(B2)の原料として用い、共重合体Bを製造した。
構成単位(B1)用原料:メタクリル酸
構成単位(B2)用原料:下記式(3)に示すメチルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル(以下、MEPEGと称す)
【化23】
[式中、nbは23(MEPEG23と称す)または60(MEPEG60と称す)または120(MEPEG120と称す)を示す。]
なお、MEPEG60は、MEPEG120(nbが120)とMEPEG23(nbが23)の2種を、モル比3.6/5.9で混合して得た。得られた混合物のnbは、各々のnbの値とモル分率より下記式により算出した。
120×(3.6/9.5)+23×(5.9/9.5)=60
【0053】
<共重合反応による(B)成分の製造>
比較例1の(B)成分を例に、(B)成分の製造方法を以下に示す。
攪拌機付きガラス製反応容器(四つ口フラスコ)にイオン交換水356部を仕込み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。次に、上記のMEPEG23を318部、メタクリル酸67部、イオン交換水176部を混合したモノマー水溶液、及び3-メルカプトプロピオン酸2.8部とイオン交換水27.7部の混合水溶液、並びに過硫酸アンモニウム3.3部とイオン交換水18.6部の混合水溶液を2時間で滴下し、滴下終了後、更に過硫酸アンモニウム1.1部とイオン交換水6.2部の混合水溶液を0.5時間で滴下した。滴下終了後、1時間引き続いて80℃に温度を維持し、熟成を行った。その後、80℃以下の温度で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液を中和し、重量平均分子量60000の共重合体(B)を含む水溶液を得た。
【0054】
製造した実施例及び比較例の水硬性組成物用分散剤組成物及び(A)成分と(B)成分のセメントとの質量比を表1に示す。
【表1】
<その他材料>
セメント:太平洋セメント(株)製普通ポルトランドセメントと住友大阪セメント(株)製普通ポルトランドセメントの1:1混合物(密度3.16g/cm
3)
フライアッシュ:フライアッシュ II種(株)テクノ中部製(密度2.32g/cm
3)
高炉スラグ:高炉スラグ微粉末4000ブレーン、日鉄高炉セメント製、密度2.91g/cm
3)
細骨材:山砂、密度2.72g/cm
3
【0055】
<水硬性組成物の製造>
JISR 5201に規定されるモルタルミキサーに、表2記載の各配合となるように、水硬性粉体、細骨材を加え、空練り(60rpm、10秒)を行い、その後、表1に記載の含有量となるように(A)成分又は(B)成分を含む水を加え、混練(60rpm、120秒)し、表3に記載の水硬性組成物を調製した。
【表2】
【0056】
表3の各実施例及び比較例の水硬性組成物用分散剤組成物を用い、保形性及び加振伸び率の評価を行った。
【表3】
【0057】
<保形性の評価>
混練直後の水硬性組成物を、JIS R5201に記載のフローコーン(上径70mm×下径100mm×高さ60mm)2つに充填した。その内1つのフローコーンを、即座に30cm×30cmのプラスチック板上でフローを測定し、充填直後のフローとした。もう一方のフローコーンは、充填後3分放置後に30cm×30cmのプラスチック板上でフローを測定し、充填直後のフローとした。直後のフローと充填後3分放置後のフローの差を保形性とした。
【0058】
<加振伸び率1と加振伸び率2の評価>
混練直後の水硬性組成物を、JIS R5201に記載のフローコーン(上径70mm×下径100mm×高さ60mm)に充填した。充填後3分放置後に30cm×30cmのプラスチック板上でフローを測定し表2の(b)タップ無とした。フロー試験器(製品名C54、JIS R 5201適用品、丸東製作所製)上で3回タッピングを行った後フローを測定し、表3の(c)3回タップとした。更に3回タッピングを行った後フローを測定し、表3の(d)6回タップとした。[(c)-(b)]/(b)(%)の式に伴い加振伸び率1を計算し、[(d)-(b)]/(b)の式に伴い加振伸び率2を計算した。
【0059】
表3より、(A)成分を含まない比較例1は保形性は64mmであったが、加振伸び率が小さかった。同じく(A)成分を含まない比較例3、5、7、8、11は保形性も加振伸び率も小さかった。(B)成分を含まない比較例2、9及び12は、保形性は良好であったが、加振伸び率は低かった。同じく(B)成分を含まない比較例6は保形性、加振伸び率いずれも低かった。(B)成分のnbが120と大きい比較例4及び10も保形性、加振伸び率いずれも低かった。
【0060】
このように、(A)成分及び(B)成分の組成比やna、nbを最適化することにより、良好な保形性や加振伸び率を有する分散剤組成物を得ることができた。