JP2003525190A - 可塑剤と粘土活性変成剤を有するセメント質混合物における空気管理 - Google Patents
可塑剤と粘土活性変成剤を有するセメント質混合物における空気管理Info
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Abstract
Description
面活性剤の新規な組み合わせに関する。
ト質バインダー(例えば、ポルトランドセメント)、細骨材(砂)、及び粗骨材
(砕石または砂利)の混合物であって、水を添加して、建築構造物(例えば、基
礎)または土木構造物(例えば、トンネル)または他の構造部材に硬化させるこ
とができる組成物を与える混合物を意味し、指す。
/12876において、Jardineらは、コンクリートで可塑化用混和材ま
たは水低減用混和材として使用されるオキシアルキレン含有ポリマー添加物が時
には異なるコンクリートミックスにおいて予測不能な用量挙動を呈することを開
示した。Jardineらは、一部のコンクリート混合物中に含有される骨材が
この可塑剤とマイナスに相互作用して、劣った用量応答を生成するある種の膨張
性粘土(例えば、スメクタイト)を有することを見出した。このような粘土は、
初めに混合水で水分添加されるとき膨脹し、そして膨張した状態で可塑剤を吸収
あるいは同伴すると理論的に説明された。Jardineらの発明は粘土変成剤
を使用することであった。この目的は、粘土活性または粘土含有骨材の可塑剤活
性を妨害する機構を変成し、それによって正常な用量の可塑剤をこのコンクリー
トで使用可能とすることであった。
使用すると、慣用の空気同伴剤(「AEA」)を使用した場合でも、得られるコ
ンクリート混合物が空気同伴の問題を有することがあることを発見した。それゆ
え、本発明の目的の一つは、オキシアルキレン可塑剤と粘土活性変成剤を使用す
るコンクリート混合物の空気同伴能力と気孔品質を改善することである。更に一
般的には、もう一つの目的は、慣用のAEA及び/または粘土活性変成剤を使用
する能力に重大な妨害を及ぼさずに、セメント質組成物中の気孔系を調節し、安
定化させるのに有用であると考えられる界面活性剤系を提供することである。
合時に取り込まれ(あるいは機械的に封じ込められ);(2)混合水に溶解し;
及び/または(3)乾燥セメントと骨材中の顆粒間の空間に存在する空気を単に
安定化する。「同伴された」気孔の概念は、「捕捉された」気孔の概念とは異な
る。或るサイズ(通常、0.01−1.0ミリメーターの間の平均直径)と形状
(概ね球状)の気孔を含水コンクリートのペースト部分中に同伴することが望ま
しい(例えば、凍結融解条件下で硬化コンクリートの耐久性を増大させる目的で
)。通常のまたは慣用のAEAの例は、木材レジン、木材ロジン、リグノスルホ
ン酸、スルホン化炭化水素、タンパク質性材料、及び脂肪酸(例えば、トール油
脂肪酸)及びこれらのエステルの水溶性塩(通常、ナトリウム)を含む。
Aを用いてコンクリート中の気孔含量とサイズ分布を制御する問題は特に挑戦的
である。AEAをコンクリートに添加する場合、AEAは、水相中での溶解度が
変わることにより気孔と水相の間の界面で膜を形成する(コンクリート混和材(
Concrete Admixtures)中の「空気同伴混和材」、Dr.
Vance Dodson(Van Nostrand Reinhold,N
ew York 1990),133−134頁を参照のこと)。更には、AE
Aはアニオン性、カチオン性、あるいは非イオン性であってもよい。通常のAE
Aは組成と性質において広範に変動するので、有効性の変動が予期される。しか
しながら、この空気含量の管理で一貫性を達成することは、大部分、極めて予測
不能であった。
し、安定化する界面活性剤の新規な組み合わせに関する。
メントの乾燥重量基準で0.0001−0.005%固体含量(「s/s%」)
の量で使用され、そして好ましくはこのセメント質組成物中で空気同伴性である
第1の界面活性剤であって、この第1の界面活性剤がベタイン、アルキル及び/
またはアルキルアリールスルホネート、またはこれらの混合物を含んでなるもの
;及び(2)好ましくは0.0001−0.005%(処理されるべきセメント
の重量基準で)の量の第2の界面活性剤であって、この第2の界面活性剤が非イ
オン性オキシアルキレン含有ポリマー界面活性剤を含んでなるもの、を含んでな
る。好ましくは、この非イオン性オキシアルキレン含有ポリマーはブロックコポ
リマーである。
クリート中で細かい、均一な気孔分布を必ずしも生成せず、そして少用量での感
度のために容易に制御し得る気孔容積を許容しないことを見出した。空気を脱気
するようにはたらき、そして気孔分布の細かさ並びに均一性を改善する第2の界
面活性剤との組み合わせによって、コンクリート中で新規な、細かく調節できる
気孔系が得られる。このように、水和性セメント質組成物用の本発明の例示の混
和材組成物は、ポリオキシアルキレン基を有する可塑剤;少なくとも一つの粘土
活性変成剤;水和性セメント質組成物中で空気を同伴するようにはたらく第1の
界面活性剤;及び第1の界面活性剤により同伴された気孔を更に均一なサイズと
せしめるようにはたらく第2の界面活性剤を含んでなる。
することができ、それによって、慣用の用量で、そして慣用の使用法を用いて慣
用の空気同伴剤(AEA)をコンクリート(または他のセメント質組成物)の中
に組み入れることが可能になることである。また、これが本発明の混和材により
提供されるようなコンクリートにおける「微調節性」の意味でもある。
/またはポリカルボン酸基またはそれらの塩あるいはエステルを含んでなるもの
など)、一つあるいはそれ以上の粘土変成剤(骨材中に含有される粘土の可塑剤
吸収活性を減少させるための)、及び慣用のAEAにより製造されるコンクリー
ト中で気孔系を調節し、安定化させるのに特に有用である。このように、本発明
の更なる例示の混和材組成物は、上述の界面活性剤の組み合わせに加えて、可塑
剤(例えば、オキシアルキレン基及び/またはポリカルボン酸またはそれらの塩
あるいはエステルを含んでなるもの)と粘土活性変成剤を含んでなる。場合によ
っては、さほど好ましくはないが、この例示の混和材組成物は、慣用のAEAを
更に含んでいてもよい。
上述の2つの界面活性剤を含んでなる。従って、本発明のコンクリートは、ポル
トランドセメント;細骨材、粗骨材、またはこれらの混合物を含んでなる少なく
とも一つの骨材;及び請求項1の混和材を含んでなり;上記コンクリートが上記
セメント、少なくとも一つの骨材、及び上記混和材を水と合体させ、硬化させた
後、(A)ASTMC457−98により測定して0.008インチ未満の間隔
因子と(B)ASTMC457−98により測定して600(1/インチ)を越
える比表面を有する均一分布した気孔系を更に含んでなるものである。
コンクリート中で空気を制御する方法も提供する。この方法は上記混和材組成物
を合体して、セメント質混合物とせしめることを含む。
組成物における「仕上げ性」(finishability)(例えば、セメン
ト質組成物を打ち込み、平滑化し、それと共に最少の努力により過剰の水を除去
する能力)が改善あるいは増進されると考えられる。従って、含水コンクリート
またはメーソンリーセメントの仕上げ性を改善するための本発明の方法は、含水
の水和性セメント質混合物の中に上述の2つの界面活性剤を含ませることである
。
ための新規な方法と混和材組成物を指向する。
、モルタル、油井セメント固化用グラウトなどのグラウト及び水硬セメントバイ
ンダーを含んでなるコンクリート組成物を指す。「ペースト」、「モルタル」及
び「コンクリート」という用語は、当業界の用語であり:ペーストは水硬セメン
トバインダー(通常、限定するものではないがポルトランドセメント、メーソン
リーセメント、またはモルタルセメントであり、石灰岩、水和石灰、フライアッ
シュ、溶鉱炉スラグ、ポゾラン、シリカヒューム、メタカオリン、またはこのよ
うなセメント中に通常含まれる他の材料を含むことが出来る)と水から構成され
る混合物であり;モルタルは細骨材を追加として含むペーストであり、そしてコ
ンクリートは粗骨材を追加として含むモルタルである。必要量のしかるべき材料
、例えば水和性セメント、水、及び細骨材及び/または粗骨材を混合することに
より、本発明で試験されるセメント質組成物が生成するが、これは、特別なセメ
ント組成物を製造するのに適用可能である。
少量の水で製造可能とする作用剤を指す。このように、これらの作用剤は、低及
び中程度の水低減剤とまた通常「超可塑剤」と呼ばれる高程度の水低減剤も含む
。本発明は、いわゆる超可塑剤(すなわち、相対的に高い(>12%)水低減を
可能にする作用剤)と共に使用するのに特に好適である。
させるのに有用である界面活性剤系を提供する。本発明者らは、「調節」という
用語によって、新たに製造されたセメント質組成物中に含有される空気の容積が
セメント質組成物の含水容積基準で3−20パーセントとなり、本発明の目的に
好適な範囲内となることが確保される界面活性剤の能力を指す。本発明者らは、
「安定化」という用語によって、混合とその後の取り扱い及び硬化の過程におい
て塑性セメント質材料中における細かい気孔の量と分布を維持する界面活性剤の
能力を指す。このように、本発明は、コンクリートとモルタルの製造中に通常起
こる空気管理の問題に対処するのに特に有用である。
に、本発明は特別なメリットを有する。なぜならば、この状況は特に困難な空気
管理の問題を含むからである。可塑剤用量の要求(吸収性粘土の存在により著し
く増大する可能性のある)を低減させるために使用されるしかるべき粘土活性変
成剤は、セメント質組成物の空気同伴特性と副次効果による複雑な空気管理手法
を変化させることができる。本発明で使用される「粘土」という用語は、スメク
タイト、モンモリロナイト、イライト、ヘクトライト、または「ベントナイト」
として知られている市販の粘土としてしばしば分類される膨張性の吸収性粘土に
特に関係する。また、「粘土」の定義内で考慮されるべき火山灰及び非晶質粘土
もこの吸収タイプの材料に含められると考えられる。問題となるこの粘土(例え
ば、スメクタイト)はある砂中に存在し、これが多くの可塑剤用量の問題を起こ
すと考えられる。
と共に上記の2つの界面活性剤を含んでなる);例示の混和材組成物を含有する
セメント質組成物;及びセメント質組成物(及び特にこの混和材組成物と混和さ
れた組成物)中で気孔の量と分布を制御するための方法を提供する。
キル及び/またはアルキルアリールスルホネート、またはこれらの混合物を含ん
でなる空気同伴性界面活性剤;と(2)非イオン性オキシアルキレン含有ポリマ
ー界面活性剤を含んでなる。
キシアルキレン基、ポリカルボン酸基(またはこれらの塩あるいはエステル)を
有する可塑剤、またはこれらの混合物、及び粘土活性変成剤を含んでなる。場合
によっては、慣用の空気同伴剤(AEA)を使用するか、あるいは場合によって
は処理さるべきコンクリート、セメント、またはセメント質組成物の中にこのよ
うなAEAを別々に添加することができる。
性剤(例えば、TRITON X−100の商品名でBASFから市販されてい
るものなど);スルホン化炭化水素;タンパク質性材料;または脂肪酸(例えば
、トール油脂肪酸)またはそのエステルの水溶性塩(通常、ナトリウム)などの
慣用の空気同伴剤(AEA)を場合によっては含有することができるコンクリー
トまたはセメントモルタルなどの水和性セメント質組成物の中にこの混和材組成
物を包含させる。この明細書では「AEA」という用語は、限定するものではな
いが、上述のものなどの慣用の空気同伴剤を意味し、指すのに使用されるが、こ
の用語は、前述の界面活性剤の組み合わせの成分「1」及び「2」として本発明
者らにより同定された成分を含まない。本発明において上述の新規な界面活性剤
の組み合わせを使用することにより、1つあるいはそれ以上の可塑剤、1つある
いはそれ以上の粘土活性変成剤、及び場合によっては1つあるいはそれ以上の慣
用のAEAを含有するコンクリート及びモルタル中での気孔系の管理が達成され
る。
ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネートなどの慣用の可塑剤(超可塑剤
を含む)と共に使用するのに好適であると考えられる。特に、本発明の界面活性
剤の組み合わせは、オキシアルキレン基、ポリカルボン酸基(またはこれらの塩
あるいはエステル)、またはこれらの混合物を有する可塑剤を含む組み合わせに
おいて有用である。時には、オキシアルキレン含有可塑剤は、「EO/PO」タ
イプの可塑剤(「EO/PO」という文字はエチレンオキシドとプロピレンオキ
シドの繰り返し基を指す)と呼ばれる。ところで、この明細書で「アルキレン」
という用語は、直鎖あるいは分岐鎖のアルキル(エン)基を包含し、そしてまた
(構造的に可能である場合には)アリール(エン)とアリールアルキル(エン)
基も含むことを意味する。EO/PO可塑剤は、例えばこの明細書に引用するこ
とにより包含されるDarwinらの米国特許5,393,343に教示されて
いる。Darwinらは、コンクリートにおいて可塑剤または高度のスランプ(
例えば、高流動性)を長い時間にわたって維持するための水低減剤として有用な
EO/POタイプのクシ形ポリマーを開示した。この明細書で使用されるように
、「EO/PO」という用語は「オキシアルキレン基」という用語と同義であり
、ポリオキシアルキレン基(例えば、エチレンオキシド/プロピレンオキシドコ
ポリマー)を示すための便利な速記体としての役割をする。従って、本発明の目
的には、「EO/POタイプのクシ形ポリマー」という用語は、カルボン酸塩基
(セメント質混合物中でセメント固定基として機能する)とエチレンオキシド(
EO)基、プロピレンオキシド(PO)基、及び/またはEO/PO基の組み合
わせなどのペンダント基の両方が結合している炭素骨格などの骨格を有するポリ
マーを意味し、指す。このペンダント基はイオン性あるいは非イオン性であって
もよい。
含される米国特許第4,946,904号、第4,471,100号、第5,1
00,984号及び第5,369,198号に示される。これらの特許は、例え
ば、マレイン酸またはマレイン酸無水物などのポリカルボン酸モノマーとポリア
ルキレングリコールモノアリルエーテルなどの重合性EO/PO含有モノマーの
コポリマーである、クシ形ポリマーを記述している。
nstruction Products(Cambridge,Massac
husetts)により「ADVAR」の商品名で販売されている。ADVARク
シ形ポリマーは、ポリオキシアルキレンアミンをポリカルボン酸骨格にグラフト
(アミド化/イミド化反応)することにより製造される、ポリアクリル酸ポリマ
ーである。この市販の可塑剤は本発明の目的に好適である。
であるが、SKWにより商品名「GLENIUM」として販売されている。従っ
て、主としてEO基を有する可塑剤も同様に本発明での使用に好適であると考え
られる。
キシアルキレン基を含有する)は、その全開示をこの明細書に引用することによ
り包含される米国特許第4,471,100号で製造されるような無水マレイン
酸とエチレン系重合性ポリアルキレンの重合により得られるタイプである。この
製品は「MALIALIM」の商品名で市販されている。この商品は、このポリ
マーと水酸化ナトリウムまたは水酸化カルシウムなどの塩基との最終反応により
生成する塩の形で通常販売されている。
れる他の可塑剤は、例えば、この明細書に引用することにより包含される米国特
許第5,670,578号;第5,725,654号;及び第5,854,38
6号でARCO Chemical Technology,L.P.により開
示されているものを含む。これらはオキシアルキレン含有ポリマーである。
び/またはポリカルボン酸基(またはこれらの塩)を有し;そして特に好ましく
は炭素含有骨格とオキシアルキレン及び/またはポリカルボン酸基または部分を
含むペンダント基を含んでなるクシ形ポリマーである。
O/PO基及び/またはポリカルボン酸基(またはこれらの塩)を有する可塑剤
を混合する場合、時には可塑剤用量要求が一貫しないことがある。例えば、Re
no(Nevada)産のCB Rilite砂(「CB」)及びAlbuqu
erque(New Mexico)産のWMI Placitas砂(「WM
I」)などの南西合衆国(Southwestern United Stat
es)産の砂を含有するミックスは、高用量要求を呈する。コンクリート組成物
中でCB Rilite砂またはWMT Placitas砂のいずれかに実験
室(lab)砂(Kane−Perkins(Milton,NH)産)を置き
換えると、用量要求が驚くほど低下することが見出された。この性能は、小規模
なコンクリート及びモルタル混合物で確認された。すなわち、CBあるいはWM
T砂にKane−Perkins実験室砂を置き換えると、同一のEO/PO可
塑剤の用量割合で実質的に高い流動及びスランプ値が得られる。
が見出された。平行実験において、Kane−Perkins砂にナトリウムモ
ンモリロナイト(スメクタイト粘土)を添加すると、流動性が劣り、用量要求の
高いモルタルが生成することが見出された。他の粘土の追加試験は、もう一つの
タイプのスメクタイト粘土のヘクトライトも又モルタル中で高用量要求を呈し、
そして非スメクタイト粘土のカオリナイトが性能に悪影響を及ぼさないことを示
した。他のEO/PO可塑剤もADVAR可塑剤と粘土含有砂を含有するモルタ
ルまたはコンクリートで観察される劣った性能を呈した。例えば、もう一つの市
販のEO/PO可塑剤のMALIALIM AKM 1511は、スメクタイト
粘土を含有するモルタル中で同様の著しい流動性低下を起こすことが判明した。
このデータと前記の試験に基づいて、このスメクタイト粘土とのマイナスの相互
作用は、ある範囲のEO/POとEO単独の可塑剤に帰せられるものであること
、またADVARブランド可塑剤に限定されるものでないことが結論づけられた
。
の相互作用の発見後、著しい努力がこの問題の解決に集中された。スメクタイト
粘土を含有するモルタルまたはコンクリートの中でのEO/POポリマーの有効
性を取り戻すのに、主として、3つの異なるアプローチが有効であることが見出
された。
有される粘土のEO/PO吸収能力を低減するようにはたらく作用剤の添加は、
スメクタイト粘土とADVAR可塑剤を含有するモルタルの性能を効率的に改善
する。この作用剤がポリエチレングリコール(「PEG」)などのグリコールか
らなる場合には、この高分子量PEGはモルタル流動を著しく改善することが見
られた。エチレンオキシドとプロピレングリコールの両方を含有するグリコール
の使用は、モルタルの流動を改善するのに有効であることも判明した。このよう
に、EOとEO/PO材料の両方を使用して、モルタル性能を部分的に取り戻す
ことができることが示された。いずれの場合においても、これらの化合物はこの
粘土表面上に吸収されて、ポリマー吸収に対するこの粘土の親和性を一部を充た
し、そして本質的に、犠牲の役割をする成分の形で作用する思われた。
リートの混合手順の変更によりEO/PO可塑剤の用量効率を取り戻すことであ
った。特に、ミキサーの中に材料を添加する順序がEO/PO超可塑剤(例えば
、ADVAR超可塑剤)と粘土含有砂を含有するモルタルまたはコンクリートの
性能に大きな影響を及ぼし得ることが判明した。粘土含有砂の添加を遅らせる(
他の材料がすべて添加されるまで)ことにより、ADVAR超可塑剤の用量効率
を取り戻すことができることが判明した。更には、最初にこの効果を開始させる
のに、少量のセメントしか必要でないことが判明した。この発見の本質的な要素
は、粘土含有砂が混合水と接触するのに先立ち、あるいは同時に、セメント(若
干量の)がこの混合物中に存在しなければならないということである。この添加
順序を確保することができるならば、スメクタイト粘土の存在に無関係にモルタ
ルまたはコンクリート中のEO/PO超可塑剤の用量効率を著しく改善すること
ができる。
無関係に)を低減させることができることも見出された。それゆえ、慣用のナフ
タレン/ホルムアルデヒド縮合物可塑剤含有モルタルをADVAR超可塑剤含有
モルタルと同様に処理する場合には、各混合物の性能を改善することができる。
この変成混合方法を上記のモルタル(各々0.6%の粘土を含有する)の両方に
使用するならば、新しい用量効率を改善することができる。低い粘土用量を使用
する場合には、この用量効率を増大させることができる。また、変成混合方法を
用いて、超可塑剤を含有しないモルタル(粘土含有砂を含む)を改善することも
できること、すなわち、この混合方法により参照モルタルの流動性も改善するこ
とができることが観察された。
塩(好ましくは、硝酸カルシウム)を添加することであることが判明した。この
アプローチによりEO/PO超可塑剤の用量応答を取り戻すことができることが
示された。粘土含有砂に硝酸カルシウムを直接添加するのは、硝酸カルシウムを
水と混合して添加するよりも有効であることが更に判明した。可溶性カリウム塩
も本発明に好適であると更に考えられる。
、材料の添加順序を変えることは、それ自身、ADVAR超可塑剤を含有するモ
ルタルの劣った性能を回復させるのに充分でないことが判明した。追加の試験は
、この低品質砂などの場合には、前述の3つのアプローチ(すなわち、変成混合
方法+ポリエチレングリコール+硝酸カルシウム)を組み合わせることが時には
必要であることを示した。この組み合わせのアプローチは、最適な性能を生み出
し、組み合わせの相乗効果を示した。最もメリットのある流動特性を与える種々
の分子量のポリエチレングリコールの最適なブレンドを決定することができるこ
とが更に示された。
に先立ち優先的に導入する必要のない作用剤を含むことができる。例えば、ヘキ
サメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、
及びピロリン酸水素ナトリウム、またはこれらの混合物などのポリリン酸塩を使
用することにより、粘土のEO及び/またはPO吸収能力を低減させることが意
図される作用剤の後に超可塑剤を添加することが不必要になる。
8/12876に本発明での使用に好適である例示の粘土活性変成剤が記述され
、次のように類別される。
ム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、またはこれらの混合物などの多価カチオ
ンを含む。亜硝酸カルシウムと硝酸カルシウムは、上述のように(ポリ)エチレ
ングリコール(PEG)などのオキシアルキレンと共に使用することができる好
ましい無機カチオンである。
これらの混合物などの無機の1価カチオンも含む。これらのなかで、硝酸カリウ
ムが好ましい。
キシド、またはこれらの混合物などの有機カチオンを含む。この明細書で使用さ
れる通り、「有機カチオン」という用語は、任意の交換作用剤((a)ホスホニ
ウム、ピリジニウム、スルホニウム及び4級アンモニウム(ポリ4級アンモニウ
ムを含む)から選ばれるカチオン塩の基に結合した有機基、または(b)単一の
カチオン性アミン塩基を含有し、そして他のアミン基を含有しない有機化合物を
含んでなり、2:1粘土(例えば、スメクタイト)と結合する層間カチオンを交
換する能力のある任意の化合物)を指す。いずれのカテゴリーにおいても交換作
用剤のカチオン基に結合した有機基は、ポリマー基であってよい。本発明で使用
し得る有機カチオンのなかには、両性材料(両性界面活性剤などの)がある。こ
のようなカチオンには、限定するものではないが、ヘキサデシルトリメチルアン
モニウム、メチルトリフェニルホスホニウム、ベンジルトリフェニルホスホニウ
ム、及びN、N−ジメチル−1−ヘキサデカンアミンオキシド(Akzo No
bel Chemical(Chicago,Illinois)からArom
oxR DM−16の商品名で市販)とN,N,N’,N’,N’−ペンタメチ
ル−n−獣脂−1,3−プロパンジアンモニウムクロライド(AkzoからDu
oquadRT−50の商品名で市販)などの界面活性剤を含む。本発明で有用
であると考えられる他の例示の有機カチオンは、(C12−C18)脂肪族アミンと
アミノ酸(例えば、リジン)を含む。粘土活性を変成する有機カチオンは、好ま
しくは安全と低コストのために水溶液で供給される。しかしながら、有機カチオ
ン作用剤を市販の有機界面活性剤の形で使用することを所望する場合など、いく
つかの場合には、有機カチオン作用剤を有機溶媒中で供給することもできる。
(ポリ)4級アミンなどの4級アミンであり、この組み合わせは、4級アミンま
たはPEG単独を使用するよりも良好である改善されたEO/PO可塑剤性能を
促進する。また、特に混合サイクルで早期に添加した場合、結合ポリオキシエチ
レン官能基を有する4級アミンの使用も結合ポリオキシエチレンを含まない他の
4級アミンよりも有効であることが判明した。
レングリコール及び/またはプロピレングリコール)、クラウンエーテル、ポリ
ビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリレート、ポ
リメタアクリレート、グルコネート、グルコヘプトネート、グルコヘプトン酸、
グルコン酸、コーンシロップ、またはこれらの混合物などの、(スメクタイトタ
イプの)粘土により吸収される能力のある極性有機分子を含む。この極性有機分
子がポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリレート、またはポリメタア
クリレートである場合には、分子量は2,000あるいはそれ以下でなければな
らない。これらは、好ましくはEO/POタイプの可塑剤を粘土に導入する前に
添加される。この粘土に水を添加する前に粘土活性変成剤を存在させ、次に、E
O/POタイプの可塑剤を粘土と化学的に接触させることにより、これを達成す
ることができる。粘土に対する親和性がEO/POタイプの可塑剤よりも強い4
級アミン(例えば、ポリ−4級アミン)、及びポリホスフェートなどのしかるべ
き粘土活性変成剤をEO/PO可塑剤と同時に、あるいはEO/PO可塑剤の添
加前に添加し得ることが判明した。
ム)、トリポリリン酸塩(例えば、トリポリリン酸ナトリウム)、ピロリン酸塩
(例えば、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸水素ナトリウム)、またはこれら
の混合物などのポリリン酸塩からなる群から選ばれる粘土分散剤を含んでなる。
本発明の更なる例示の方法と混和材は、この粘土分散剤に加えて、リグノスルホ
ネート、ヒドロキシル化カルボキシレート、炭水化物、またはこれらの混合物な
どのセメント分散剤を使用することを含んでなる。
粘土活性変成剤(粘土吸収型カチオン性の極性有機分子であっても、または粘土
分散剤の変形であっても)の量は、砂の性質、添加されるべき可塑剤の量と性質
、使用される成分の特定の添加順序、混合条件、及び他の因子により変化するこ
とを理解するであろう。0.005s/s%(固体セメント基準での重量パーセ
ントの活性固体)から12s/s%までなどの広範な範囲が使用可能であると考
えられ、約0.01−10.0s/s%の範囲が好ましい。しかしながら、再度
、この範囲は条件の性質とこの混合操作の性質に依存する。
ト中で空気同伴または空気品質を劣化させることが判明した。これらの作用剤は
、有機ポリマーの類であることが判明し、そして限定するものではないが、過剰
な脱泡、大きな気孔、困難な空気制御、不安定な空気(気孔サイズと量が変化し
得る)、及び一貫しない空気同伴(性能がバッチごとに変動する)を含む、空気
同伴に関連する多くの問題を引き起こし得る。
アルキル及び/またはアルキルアリールスルホネート、またはこれらの混合物か
ら選ばれる第1の成分を有する。これらのうちで、ベタインが最も好ましく、4
−8%容積範囲(水分のあるコンクリートの容積基準で)の気孔含量を維持する
点で最も効果的であると考えられる。
部分であり、xは1ないし5であり、そしてMは金属カチオン、またはアンモニ
ウムである。好ましくは、Mはナトリウムである。好適な金属カチオンはアルカ
リのいずれか、例えば、ナトリウムまたはアルカリ土類金属から誘導される。ア
ンモニウム塩もまた好適である。本発明の化合物は通常金属塩として添加される
。
る。R3に対する好ましいアルキル基はC10−C28であり、アルキルアミド、ア
ルキルアミドアルキレン、及びヒドロキシアルキルなどの置換アルキルなどのア
ルキル含有部分を含む。R3はラウラアミドプロピル及びココアミドプロピルな
どのC10−C20アルキルアミドプロピルであるのが特に好ましい。他の好適なベ
タインは、その明細書を引用することによりこの明細書に完全に包含される米国
特許第5,679,150号に掲げられている。ベタインのもう一つの好適なタ
イプのスルホベタインは、一般式
部分であり、xは1ないし5の整数であり、そしてMは金属カチオンであり、そ
してYは水素またはヒドロキシル基である。好ましいスルホベタインは、ココア
ミドプロピルヒドロキシスルタインである。
本明細書に包含される米国特許第4,209,337号に開示されている。ベタ
イン及びスルホベタインを製造する方法は当該技術で知られている。米国特許第
5,679,150号とそこで引用されているレファレンスを参照のこと。この
項に続く実施例で示すように、このベタインを使用して、極めて少ない用量を用
いて大量の空気を包含させる。しかしながら、前に説明したように、本発明者ら
は、第2の界面活性剤がこの気孔系を調節し、安定化するのに有用であることを
見出した。
スルホン酸ナトリウムなどのアルキルあるいはアルキルアリールスルホン酸塩、
または他のアルカリ金属塩(例えば、カリウム、アンモニウム)を含んでなる。
面活性剤を含んでなる。好ましくは、第2の界面活性剤は非イオン性のオキシア
ルキレンポリマー(好ましくは、ブロックコポリマー)界面活性剤である。例示
のオキシアルキレンポリマー界面活性剤は、次の通りに「A」から「D」と表記
される次式の一つにより表される: (式A)
、最も好ましくは1−4の整数を表し;そしてyは15−70の、更に好ましく
は15−63の、最も好ましくは15−42の整数を表す); (式B)
7の、最も好ましくは20−27の整数を表し;そしてyは4ないし232の、
更に好ましくは4から18までの、最も好ましくは4から7までの整数を表す)
; (式C)
くは13ないし31の、最も好ましくは13ないし27の整数を表し;そしてy
、y’、y”、及びy”’は独立に2から140までの、更に好ましくは2ない
し11の、最も好ましくは2ないし4の整数を表す);及び (式D)
くは1ないし91の、最も好ましくは1ないし4の整数を表し;そしてy、y’
、y”及びy”’は独立に8から32までの、更に好ましくは8ないし24の、
最も好ましくは8ないし21の整数を表す)。
ンオキシド:プロピレンオキシド比)を有することが好ましく、更に好ましい比
は約0.11である。
URONICRとTETRONICRの商品名で市販されている。好ましいポリマ
ー界面活性剤は、1000ないし4500の範囲の平均の全分子量を有し、更に
好ましくはブロックコポリマーである。PLURONICR L81、L31、及
びL61はこの好ましい分子量範囲内には入っていて、良好な結果をもたらすと
考えられる。
えば、Chemron Corporation(Paso Rables,C
alifornia)から市販されているココアミドプロピルベタインであるケ
ムベタインCであり、セメントの重量基準で0.0001−0.005s/s%
(更に好ましくは0.0002−0.002%、最も好ましくは0.0002−
0.001%)の用量範囲で使用される)などの第1の界面活性剤;及び(2)
セメントの重量基準で0.0001−0.005s/s%(更に好ましくは0.
0001−0.001%)の範囲の非イオン性オキシアルキレンポリマー(例え
ば、PLURONICR L81)を含んでなる。1つあるいはそれ以上の可塑
剤と1つあるいはそれ以上の粘土活性剤を組み合わせた場合、本発明の例示の界
面活性剤組成物は下記の表1に表すように次の用量割合によって配合することが
できる。
土活性変成剤を含有する例示の界面活性剤組成物を、下記の表2に示すようにパ
ーセント合計の乾燥固体基準で次の配合を有する水性組成物として配合すること
ができる。
ion(Houston,Texas)により使用されているポリオキシアルキ
レンアルコールに対する商品名である。
混和材とコンクリート組成物は、慣用の混和材を含んでいてもよい。この更なる
混和材は、例えば、減水剤(例えば、可塑剤または超可塑剤)、硬化促進剤、硬
化遅延剤、収縮低減剤、腐食防止剤、強度増強剤、またはこれらの混合物を含ん
でいてもよい。この混和材は、ポリカルボン酸基またはこれらの塩あるいはエス
テル、オキシアルキレン基、またはこれらの混合物を有する空気同伴性の基ある
いは部分を有してもよい。また、この混和物は、ポリカルボン酸基またはこれら
の塩あるいはエステル;オキシアルキレン基;またはこれらの混合物を含んでな
るペンダント基が結合している炭素含有骨格を有するクシ形ポリマーを含んでい
てもよい。
粘土変成剤と共に使用して、空気同伴されたコンクリートを製造した。この実施
例で例示するように、通常に使用されるナフタレン可塑剤に対して高用量の空気
同伴剤を必要とした。
/yd3の量のタイプI/IIポルトランドセメント;250lb/yd3の量の
水;1700lb/yd3の量の粗骨材(砕石);及び1435lb/yd3の量
の細骨材。この砂に0.34%のナトリウムモンモリロナイト粘土(Ameri
can Colloid(Belle Fourche,SD)によりPOLA
RGELTMNFとして市販されている)を添加して、世界特許出願番号PCT/
米国98/12876で類似の方法により示されているように粘土含有砂の性能
をシミュレーションした。
要な用量で慣用の空気同伴剤(Grace Construction Pro
ducts(Cambridge,MA)のDARAVAIRR1000)を添
加した。使用した混合の順番は次の通りであった:砂、粘土及び石を3ft3の
実験室コンクリートミキサー中でほぼ30秒間予備混合した。この空気同伴剤を
添加し、更に30秒間混合した。水を2つの部分に分割し、各部分を15秒間か
けてミキサーに添加し、続いて1分間混合した。次に、セメントを添加し、続い
て1分間混合した。次に、可塑剤を添加し、このコンクリートを更に2分間混合
した。次に、ミキサーを停止した。3分間の停止の後、ミキサーを再スタートし
て、更に2分間混合し、その後、得られたコンクリート混合物を試験用の容器の
中に装填した。
び硬化時間などの他のコンクリート特性を試験して、このコンクリートが実験目
的に妥当な範囲内にあることを確認した。
合物可塑剤(以下「NSFC」と表示)とEO/POベースの可塑剤を含む。粘
土含有骨材の存在下で、所望のEO/POベースの可塑剤用量要求を達成するの
に、粘土変成剤を必要とすることが世界特許出願番号PCT/米国98/128
76で見られる。それゆえ、このEO/POベースの可塑剤ブレンド(以下「E
O/POブレンド」と表示)は、Grace Construction Pr
oducts(Cambridge,Massachusetts)から市販さ
れている、固体基準で4部のEO/PO可塑剤と2つの粘土変成剤:3部のJE
FFOXR WL5000(Huntsman Chemical Corpo
ration(Houston,Texas)から市販されているポリエステル
アルコール)及び2部のグルコン酸ナトリウムを含んでなる。
合物がNSFCを用いて製造されるコンクリートと同等の可塑性空気容積を得る
のに必要な空気同伴剤の量を求めることであった。この可塑剤用量を使用して、
5−8インチのスランプを得た。可塑性空気含量が5−9%の範囲となるまで空
気同伴剤を添加することにより、空気同伴剤用量を求めた。
空気含量を有する「EO/POブレンド」を含有するコンクリート(混合物#2
の)を製造するのに殆ど50%余分な空気同伴剤が必要であることを示している
。
ド」は、空気同伴されたコンクリートの慣用の実施方法にはあまり望ましくない
。後で実施例3に示すように、「空気調節剤」の界面活性剤のケムベタインの使
用によりこの問題は克服される。
れるコンクリートは間隔因子が望ましくないほど大きく、比表面が充分でないと
いう劣った気孔品質を有することを例示する。このような特性のコンクリートは
、屡々、コンクリートに適切な凍結融解耐久性を付与しない。混合設計と添加さ
れた粘土の量が異なることを除いて、実施例1で上述した同一の方法でコンクリ
ートを製造した。このコンクリート混合物を次の比率に従って混合した:520
lb/yd3の量のタイプI/IIポルトランドセメント;255lb/yd3の
量の水;1860lb/yd3の量の粗骨材(砕石);及び1387lb/yd3 の量の細骨材。この砂に0.20%ナトリウムモンモリロナイト粘土(POLA
RGELTMNF)を添加した。
。空気含量と他のコンクリート特性を実施例1で前述したのと同じ方法で試験し
た。加えて、硬化コンクリートの気孔の品質をASTMC457−98に従って
試験した。
性空気(plastic air))から3.5%(硬化空気(hardene
d air))までの1.8%の空気含量の低下を起こしたことを示した。室温
で混合したコンクリートに対しては、1%未満の低下が好ましい。更に、間隔因
子と比表面は、それぞれ0.0159インチと3301/インチであった。凍結
/融解耐久性に対するASTMC494基準に合格する推奨値は、間隔因子に対
して<0.008インチであり、比表面に対して>6001/インチである。A
CI201.2R,1.2.3項「凍結融解−コンクリートにおける総合的な影
響(Freeze and Thawing−Overall Effects
in Concrete)」における要求に合格する高品質の空気は、凍結/
融解耐久性コンクリートに必須であると考えられる。この結果に基づくと、「E
O/POブレンド」を用いて製造されたコンクリートは、凍結/融解耐久性を示
す気孔系に対する要求に合致しない。
共に第2の脱発泡性の非イオン性界面活性剤を使用することにより、この問題が
解決された。
少用量のこの界面活性剤を使用することにより、コンクリート中で空気の迅速な
調節を提供することであった。空気が同伴されるのを更に容易とすることができ
るメリットは、空気同伴剤の用量の減少である。
、及び0.004s/s%の用量でブレンドした。「EO/POブレンド」をす
べての混合物に対して0.18s/s%の一定の用量に保った。得られたブレン
ドを実施例1で上述したと同一の方法を用いて、コンクリート混合物を製造した
。DARAVAIR1000を1.1oz/cwtの用量比率で添加した。表4
は、コンクリート混合物にケムベタインCを添加する用量を増加させる効果を要
約する。
の可塑性空気含量を増大させるのに効果のある界面活性剤である。可塑性空気含
量を15%まで増大させるのに必要なケムベタインCの用量は僅か0.002s
/s%である。「EO/POブレンド」の0.18s/s%用量に比べて、必要
なケムベタインCの用量は極めて少ない。極めて少用量のケムベタインCなどの
界面活性剤を使用することにより、空気含量を大巾に増加して、空気同伴剤の必
要量を減少させることができる。異なる用量のケムベタインCを用いて、コンク
リート混合物内で6−8%(容量で)の望ましい空気含量を生成させ、維持する
のに必要な空気同伴剤の量を求めるために実験を行った。この実施例で前述した
のと同じ方法でケムベタインCを「EO/POブレンド」とブレンドした。この
コンクリート混合物は実施例1で述べたものと同一であった。この「EO/PO
ブレンド」用量は、すべての混合物に対してセメント基準で0.18s/s%で
一定であった。すべての混合物に対して、使用した空気同伴剤はDARAVAI
RR1000であった。
の空気を有するコンクリート混合物を生成させる一方で、ケムベタインC用量レ
ベルを増大させるのに従って、慣用の空気同伴剤(DARAVAIRR1000
)の必要な用量が減少することである。
に容易に調節し得ることを図示する。例えば、6−8%の所望の空気含量を同伴
するために、このチャートに従って空気同伴剤(DARAVAIRR1000)
を0.3oz/cwtの慣用の用量で使用することを所望するならば、0.00
1%のケムベタインCの用量を使用する必要がある。比較として、実施例1に例
示したように、ケムベタインCの存在しない場合には1.2oz/cwtの空気
同伴剤が必要であった。
を許容し得る量まで減少させることが判明した。しかしながら、複数の破裂した
空気泡が新しいコンクリートの表面上に見られる点で、このようにして得られた
コンクリートは、劣った気孔安定性を示した。
、気孔系の品質を改善する好ましい態様を例示する。加えて、この実施例は、異
なる分子量の界面活性剤を使用する効果と気孔系の品質に及ぼすこれらの効果を
示す。いくつかの種類の種々の分子量の非イオン性ポリマー界面活性剤(BAS
F CorporationからPLURONICR界面活性剤として市販され
ている)を試験した。実施例1における方法と同じ方法で実験を行った。同伴さ
れた空気含量をすべての混合物に対して6−8%の範囲に維持した。
響を図示する。このグラフは左に向うほど分子量は低い。3種のPLURONI
C L31、L81及びL101は、それぞれおおよそ1100、2750、及
び3800の分子量を有していた。
するコンクリートを生成した。しかしながら、図2に示すように、分子量を増加
すると、「間隔因子」は増大する。「間隔因子」は、図2の棒グラフにより示さ
れるように、気孔間隔の目安であり、それゆえ、値が小さいほど望ましい。最も
低い分子量を有するPLURONIC L31は、最良の間隔因子と関連付けら
れた。また、PLURONIC L31も「比表面」因子(図2の線)により示
されるように、最も小さい気孔を有していた。「比表面」は気孔の表面積の目安
であり、ここでは大きな値が望ましい。それゆえ、最も低い分子量を有する界面
活性剤が最も望ましい気孔系を生成した。
トの空気特性に影響を及ぼすポリマーのもう一つの特性である。この実施例では
、PLURONICシリーズの異なるEO/PO比の3つの非イオン性ポリマー
を試験して、コンクリートの可塑性空気含量に及ぼすEO/PO比の影響を求め
た。最も好ましい効果は「脱泡」効果を得ることである。「脱泡」は低空気含量
を生成させるか、あるいは或るべき可塑性空気含量を得るのに必要な空気同伴剤
の用量を増加させる界面活性剤の特性である。「脱泡」性の界面活性剤を使用す
る目的は、ケムベタインCの空気同伴効果を相殺して、より安定で、更に容易に
調節可能な界面活性剤の組み合わせを生み出すことである。
るPLURONIC界面活性剤に対しては慣用のAEA(DARAVAIRR1
000)の用量を0.3oz/cwtに固定した。しかしながら、コンクリート
の空気含量を6−8%の範囲内とするためには、AEAの用量は、PLURON
IC L81界面活性剤に対しては0.4oz/cwtであった。すべての界面
活性剤を0.0005s/s%で添加した。実験結果を表5に示した。
た。混合物#6におけるPLURONIC L81は0.11と最も低いEO/
PO比を有し、最低の可塑性空気含量を示した。「EO/PO」ブレンドの0.
18s/s%の用量に対して0.0005%の極低用量で「脱泡」効果を得るこ
とが可能であることから明白なように、これは少用量で効果のあるという基準に
合致する。それゆえ、この試験においては、PLURONIC L81は、第1
の界面活性剤のケムベタインCと組み合わせで使用される最も望ましい第2の界
面活性剤であって、調節可能で、制御可能な空気と安定な気孔系を可能にする界
面活性剤の組み合わせが得られる。
L81の組み合わせを用いて、大規模コンクリート製造条件(Dallas,T
Xにおける)を使用して、EO/POブレンドの有効性を更に試験した。8yd 3 のバッチサイズに対してこのコンクリート混合物の設計と材料を表6に示した
。これらの材料を調べて、スメクタイト粘土の量を維持するようにこの細骨材(
砂)が決定された。この粘土の存在によって、粘土変成剤の使用が保証された。
適正に空気同伴するニーズを充たすためには、上で概述した界面活性剤の添加が
必要であることが判明した。添加された場合に、このコンクリート混合物が0.
18s/s%の「EO/POブレンド」、0.0005s/s%のケムベタイン
C及び0.0002s/s%のPLURONIC L81を含有するように、こ
の2つの界面活性剤とこの「EO/POブレンド」の配合物(以下「EO/PO
空気ブレンド」と表記)を製造した。使用したNSFCの用量は界面活性剤を用
いないすべての実験に対して0.37%s/s%であった。引用した例について
のベースコンクリートに対する混合比率を表6に示す。
加した。更に5分間混合した後、ASTMC237の手順に従って空気含量を求
め、他のコンクリート特性をASTMの方法に従って測定した。硬化空気の分析
のために試料を集めた。この試験の終了時に、このコンクリートを型の中に入れ
、「仕上げ」した。「仕上げ」されたコンクリートは、表面を平滑とし、過剰な
水を除去することを含んだ打ち込みの最終段階を済ませたものである。「仕上げ
性」という用語は、コンクリートの「仕上げ」の困難さまたは容易さを指す。E
O/POベースの可塑剤を含有するコンクリートの「仕上げ性」が困難であると
いう懸念に応えて、「仕上げ性」の容易さを定性的に観察した。この試験の結果
は次表で見られる。この台車を2rpmの更に遅い回転台上にセットした。ほぼ
30分後、再度同じコンクリート特性を求め、更に多くの試料を集めた。空気特
性を唯一の変数として維持するために、他のコンクリート特性は一貫した、妥当
な範囲内にあることを確保した。
含量と可塑剤添加30分後の空気含量の変化である。
ある。これらの結果に基づくと、混合物12、13及び14でEO/PO空気ブ
レンド可塑剤を添加されたコンクリートは、混合物10及び11で「NSFC」
を用いて得られる空気含量の範囲に類似している4−6%の範囲の空気含量を得
ることが可能であった。加えて、「EO/PO空気ブレンド」可塑剤は、空気含
量の経時的な変化がより小さいことから示されるように、空気安定性の点でNS
FCよりもすぐれていることが判明した。また、「NSFC」は、4.1−6.
2%の空気含量範囲を有することにより混合物間の大きな変動も引き起こした。
比較として、「EO/PO空気ブレンド」は、混合物間の一貫性の点で更に有利
である範囲の5−5.8%内に空気含量を維持した。
求めた。望ましい特性は、可塑性及び硬化空気含量が一貫していること、気孔サ
イズ(大きな比表面)が小さく、そしてボイド(小さな間隔因子)がきっちりと
詰まっていることを含む。表8は、NSFC可塑剤を用いたコンクリートの混合
物#11と「EO/PO空気ブレンド」を含有する混合物#13に対する硬化空
気の分析を含む。両方の混合物に対して、気孔特性の経時的な変化を評価するた
めに、初めのの時点と30分の時点で採取した試料を分析した。理想的には、コ
ンクリートは、少なくとも30分間、あるいはコンクリートの混合、取り扱い、
及び打ち込みを完了するまで同一の空気特性を維持しなければならない。
特性を表す。可塑性から硬化した状態での空気含量の低下は0.5%と低かった
。この間隔因子と比表面は高品質の気孔系を保証するのに充分な値であった。加
えて、初期の読みと30分後の読みから気孔系品質は殆ど変化がなく、これは、
空気含量が経時的に安定でなかったが、気孔系品質が経時的に安定であったこと
を示す。「EO/PO空気ブレンド」を用いて混合されたコンクリートは、NS
FCに対する傾向と若干逆の傾向に従った。更には、測定された気孔系はすべて
、凍結融解耐久性コンクリートに対するガイドライン内に充分入るものである。
肉眼的に平滑であり、こてを用いて作業するのは定性的には容易であった。以前
に、EO/POベースの可塑剤を用いて製造されたコンクリートは、このコンク
リートの表面上のべたつきにより劣った仕上げ性を有することが判明した。EO
/PO空気ブレンドを含有する混合物#8、#9、及び#10で作製されたコン
クリートは、EO/PO空気ブレンド中にEO/POベースの可塑剤が存在する
にも拘わらず、良好な仕上げ性を示した。従って、この2つの界面活性剤の使用
が仕上げ性を増大させたと考えられる。それゆえ、仕上げ性を改善するための本
発明の方法は、含水水和性セメント質混合物の中にこの2つの界面活性剤を包含
させることを含む。
囲を限定することを意図したものでない。
である。
Claims (28)
- 【請求項1】 (1)ベタイン、スルホン酸アルキル、スルホン酸アリール
、スルホン酸アルキルアリール、またはこれらの混合物を含んでなる第1の界面
活性剤;と(2)非イオン性オキシアルキレン含有ポリマー界面活性剤を含んで
なる第2の界面活性剤を含んでなる、水和性セメント質組成物中における気孔を
調節し安定化する為の混和材組成物。 - 【請求項2】 上記第1の界面活性剤が式 【化1】 (ここで、R1、R2、及びR3は独立してアルキル基またはアルキル含有部分で
あり、xは1ないし5であり、そしてMは金属カチオン、またはアンモニウムで
ある) により表されるベタインである請求項1の混和材組成物。 - 【請求項3】 上記ベタインの式において、上記金属カチオンがナトリウム
である請求項2の混和材組成物。 - 【請求項4】 上記ベタインが金属塩の形である請求項2の混和材組成物。
- 【請求項5】 上記ベタインにおいて、R1及びR2がC1−C4アルキル基を
表し、R3がC10−C28アルキル基またはC10−C28アルキル含有部分を表す請
求項2の混和材組成物。 - 【請求項6】 上記ベタインにおいて、R3がC10−C20アルキルアミドプ
ロピル基を表す請求項2の混和材組成物。 - 【請求項7】 上記ベタインがココアミドプロピルベタインである請求項6
の混和材組成物。 - 【請求項8】 上記ベタインが一般式 【化2】 (ここで、R1、R2、及びR3は独立にアルキルまたはアルキル含有部分であり
、 xは1から5の整数であり、Mは金属カチオンであり、そしてYは水素またはヒ
ドロキシル基である) を有するスルホベタインである請求項6の混和材組成物。 - 【請求項9】 上記スルホベタインがココアミドプロピルヒドロキシスルタ
インである請求項8の混和材組成物。 - 【請求項10】 第2の界面活性剤がエチレンオキシドとプロピレンオキシ
ドを含んでなるコポリマーである請求項1の混和材組成物。 - 【請求項11】 上記エチレンオキシド(EO)及びプロピレンオキシド(
PO)基が0.1ないし0.2のEO/POの比にある請求項10の混和材組成
物。 - 【請求項12】 上記非イオン性オキシアルキレンポリマー界面活性剤が (式A) 【化3】 (ここで、x及びx’は独立に1から140までの、更に好ましくは1−11の
、最も好ましくは1−4の整数を表し;そしてyは15−70の、更に好ましく
は15−63の、最も好ましくは15−42の整数を表す)、 (式B) 【化4】 (ここで、x及びx’は独立に9から27までの、更に好ましくは15から27
までの、最も好ましくは20−27の整数を表し;そしてyは4から232まで
の、更に好ましくは4から18までの、最も好ましくは4から7までの整数を表
す)、 (式C) 【化5】 (ここで、x、x’、x”、及びx”’は独立に4から31までの、更に好まし
くは13ないし31の、最も好ましくは13ないし27の整数を表し;そしてy
、y’、y”、及びy”’は独立に2から140までの、更に好ましくは2ない
し11の、最も好ましくは2ないし4の整数を表す)、及び (式D) 【化6】 (ここで、x、x’、x”、及びx”’は独立に1から95までの、更に好まし
くは1ないし91の、最も好ましくは1ないし4の整数を表し;そしてy、y’
、y”及びy”’は独立に8から32までの、更に好ましくは8ないし24の、
最も好ましくは8ないし21の整数を表す) の少なくとも一つの式により表される請求項11の混和材組成物。 - 【請求項13】 上記非イオン性オキシアルキレンポリマー界面活性剤が式
Aにより表される請求項12の混和材組成物。 - 【請求項14】 減水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、収縮低減剤、腐食防止
剤、強度増強剤、またはこれらの混合物を含んでなる混和材を更に含んでなる請
求項1の混和材組成物。 - 【請求項15】 上記混和材がポリカルボン酸基またはこれらの塩あるいは
エステル、オキシアルキレン基、またはこれらの混合物を有する空気同伴性の基
あるいは部分を含んでなる請求項14の混和材組成物。 - 【請求項16】 上記混和材がポリカルボン酸基またはこれらの塩あるいは
エステル;オキシアルキレン基;またはこれらの混合物を含んでなるペンダント
基が結合している炭素含有骨格を有するクシ形ポリマーを含んでなる請求項15
の混和材組成物。 - 【請求項17】 少なくとも一つの粘土活性変成剤を更に含んでなる請求項
14の混和材組成物。 - 【請求項18】 上記少なくとも一つの粘土活性変成剤がグルコン酸塩、ポ
リオキシアルキレンアルコール、またはこれらの混合物を含んでなる請求項17
の混和材組成物。 - 【請求項19】 上記第1の界面活性剤がベタインを含んでなり;上記第2
の界面活性剤が非イオン性オキシアルキレンポリマーを含んでなり;そして上記
混和材組成物がポリカルボン酸基またはその塩あるいはエステル、及び少なくと
も一つの粘土活性変成剤を含んでなる少なくとも一つの可塑剤を更に含んでなる
請求項1の混和材組成物。 - 【請求項20】 ポリオキシアルキレン基を有する可塑剤;少なくとも一つ
の粘土活性変成剤;水和性セメント質組成物中で空気を同伴するようにはたらく
第1の界面活性剤;及び上記第1の界面活性剤により同伴される気孔を更に均一
なサイズとならしめるようにはたらく第2の界面活性剤を含んでなる水和性セメ
ント質組成物用の混和材組成物。 - 【請求項21】 セメント質バインダーと請求項1の混和材組成物を含有す
る水和性セメント質組成物。 - 【請求項22】 セメント質バインダーと請求項17の混和材組成物を含有
する水和性セメント質組成物。 - 【請求項23】 セメント質バインダーを請求項1の上記混和材組成物と合
体させることを含んでなる水和性セメント質組成物を変成する方法。 - 【請求項24】 セメント質バインダーを請求項17の上記混和材組成物と
合体させることを含んでなる水和性セメント質組成物を変成する方法。 - 【請求項25】 上記セメント質バインダーに少なくとも一つの空気同伴剤
を導入することを更に含んでなる請求項23の方法。 - 【請求項26】 上記空気同伴剤が請求項1の上記第1及び第2の界面活性
剤と異なり、上記空気同伴剤が木材レジン、木材ロジン、リグノスルホン酸、ス
ルホン化炭化水素、タンパク質性材料、脂肪酸及びそれらのエステル、非イオン
性界面活性剤、スルホン化炭化水素、及びタンパク質性材料の水溶性塩からなる
群から選ばれる請求項25の方法。 - 【請求項27】 上記空気同伴剤がトール油脂肪酸を含んでなる請求項26
の方法。 - 【請求項28】 ポルトランドセメント;細骨材、粗骨材、またはこれらの
混合物を含んでなる少なくとも一つの骨材;及び請求項1の混和材を含んでなる
コンクリートであって;上記コンクリートが上記セメント、少なくとも一つの骨
材、及び上記混和材を水と合体し、硬化させた後、(A)ASTMC457−9
8に従って測定して0.008インチ未満の間隔因子(spacing fac
tor)と(B)ASTMC457−98に従って測定して600(1/インチ
)を越える比表面(specific surface)を有する均一分散した
気孔系を更に含んでなるコンクリート。
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