JP2009527451A - 種々の寸法のマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物 - Google Patents

種々の寸法のマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物 Download PDF

Info

Publication number
JP2009527451A
JP2009527451A JP2008555736A JP2008555736A JP2009527451A JP 2009527451 A JP2009527451 A JP 2009527451A JP 2008555736 A JP2008555736 A JP 2008555736A JP 2008555736 A JP2008555736 A JP 2008555736A JP 2009527451 A JP2009527451 A JP 2009527451A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microparticles
hollow space
space according
polymeric hollow
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2008555736A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009527451A5 (ja
Inventor
ヘンドリク シャットカ ヤン
カウツ ホルガー
レーデン ゲルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Roehm GmbH
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Publication of JP2009527451A publication Critical patent/JP2009527451A/ja
Publication of JP2009527451A5 publication Critical patent/JP2009527451A5/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/08Macromolecular compounds porous, e.g. expanded polystyrene beads or microballoons
    • C04B16/085Macromolecular compounds porous, e.g. expanded polystyrene beads or microballoons expanded in situ, i.e. during or after mixing the mortar, concrete or artificial stone ingredients
    • 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
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/08Macromolecular compounds porous, e.g. expanded polystyrene beads or microballoons
    • 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
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • C04B20/008Micro- or nanosized fillers, e.g. micronised fillers with particle size smaller than that of the hydraulic binder
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C04B2103/0045Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
    • C04B2103/0057Polymers chosen for their physico-chemical characteristics added as redispersable powders
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29Frost-thaw resistance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249967Inorganic matrix in void-containing component
    • Y10T428/249968Of hydraulic-setting material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/254Polymeric or resinous material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • Y10T428/2998Coated including synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本発明は、種々の寸法のポリマー性マイクロ粒子を、水硬性の建材混合物において、その凍結耐久性もしくは凍結融解変化耐久性の改善のために用いる使用に関する。

Description

本発明は、ポリマー性マイクロ粒子を、水硬性の建材混合物において、その凍結耐久性もしくは凍結融解耐久性の改善のために用いる使用に関する。
重要な建材としてのコンクリートは、DIN1045(07/1988)によれば、セメントと、コンクリート骨材と、水と、場合によりコンクリート混和剤及びコンクリート混和材とから、硬化によって生成する人造石として定義されている。コンクリートは、とりわけ強度群(BI−BII)及び強度等級(B5−B55)で分類されている。ガス発生物質もしくは気泡形成物質を混加した場合に、多孔質コンクリートあるいは発泡コンクリートが生成する(Roempp Lexikon,第10版(1996年)、Georg Thieme出版)。
コンクリートは、2つの時間依存性の特性を有する。まず第一に、該コンクリートは、乾燥によって、収縮と呼ばれる体積低下を受ける。しかしながら、大部分の水は、結晶水として結合される。コンクリートは乾燥せずに硬化する。すなわち、まず流動性のあるニートセメント(セメントと水)は、セメントと水との化学的・鉱物学的反応、つまり水和の時点と経過に応じて、硬化し始め、硬直になり、最後に強固になる。セメントの水結合能によって、コンクリートは、生石灰の存在下で、また水のもとで硬化し、強固となりうる。第二に、コンクリートは、負荷、いわゆるクリープ下で変形する。
凍結融解変化は、水の凝固点付近での気候的な温度変化を指す。特に、鉱物的に結合された建材、例えばコンクリートの場合には、凍結融解変化は、損害的機構である。これらの材料は、多孔質の毛管構造を有し、水密ではない。水を染み込ませた係る構造を0℃未満の温度に晒すと、水はその空隙中で凍結する。水の密度異常によって、ここでは氷が拡大する。それによって、建材の損害がもたらされる。非常に微細な空隙中で、表面効果に基づき、凝固点の低下がもたらされる。マイクロ孔中で、水は−17℃未満ではじめて凍結する。凍結融解変化によって該材料自体は拡大しかつ収縮するので、付加的に、毛管ポンプ作用が引き起こされ、吸水が高まり、それにより間接的に損害は更に大きくなる。従って、その損害については、凍結融解変化の回数は決定的である。
同時に融解剤を作用させた場合での、凍結と凍結融解変化に対するコンクリートの耐久性については、その構造物の密度と、マトリクスの所定の強度と、所定の空隙構造の存在とが決定的である。セメント結合コンクリートの構造物には、毛細管空隙(直径:2μm〜2mm)もしくはゲル空隙(直径:2〜50nm)が通っている。その中に含まれる間隙水は、空隙直径に依存して、その状態において異なる。毛細管空隙中の水は、その通常の特性を維持する一方で、ゲル空隙においては、凝結水(メソ孔:50nm)と吸着結合された表面水(マイクロ孔:2nm)に分類され、それらの凝固点は、例えば−50℃よりはるか低いことがある[M.J.Setzer,Interaction of water with hardened cement paste,"Ceramic Transactions" 16(1991)415−39]。その結果として、コンクリートを低温冷却した場合にも、一部の間隙水は未凍結のままとなる(準安定水)。しかしながら、同じ温度の場合に、氷についての蒸気圧は、水についての蒸気圧よりも低い。氷と準安定水は、同時に並存するので、蒸気圧勾配が生じ、こうして、まだ液状の水が氷へと拡散して、それが氷を形成し、それにより小さい方の空隙からは脱水が起こり、あるいは大きい方の空隙においては着氷が起こる。冷却の結果として起こる前記の水の再分配は、それぞれの空隙系で起こり、空隙分布の種類に決定的に依存している。
従って、コンクリート中に微細な空気孔を人為的に導入することで、第一には、膨張する氷と氷水のための、いわゆる応力緩和空間がもたらされる。この空隙において、凍結した間隙水は膨張し、あるいは氷及び氷水の内圧と応力は吸収されるので、微細亀裂が形成されることはなく、それによりコンクリートの凍結損傷が引き起こされることはない。係る空気孔システムの原理的な作用様式は、コンクリートの凍結損傷の機序に関して、多くの概要に記載されている[Schulson,Erland M.(1998)Ice damage to concrete.CRREL Special Report 98−6;S.Chatterji,Freezing of air−entrained cement−based materials and specific actions of air−entraining agents,"Cement & Concrete Composites"25(2003)759−65;G.W.Scherer,J.Chen & J.Valenza,Methods for protecting concrete from freeze damage,米国特許第6,485,560号B1(2002);M.Pigeon,B.Zuber & J.Marchand,Freeze/thaw resistance,"Advanced Concrete Technology"2(2003)11/1−11/17;B.Erlin & B.Mather,A new process by which cyclic freezing can damage concrete − the Erlin/Mather effect,"Cement & Concrete Research"35(2005)1407−11]。
凍結融解変化におけるコンクリートの改善された耐久性のための必要条件は、セメント石における各ポイントと人為的な空気孔との距離が所定の値を超えないことである。前記の間隔は、間隔係数とも、又は"パワーズの間隔係数"とも呼称される[T.C.Powers,The air requirement of frost−resistant concrete,"Proceedings ofthe Highway Research Board"29(1949)184−202]。研究室での調査によって、その際、臨界的な"パワーズの間隔係数"500μmを超過すると、凍結融解変化に際してコンクリートに損害が引き起こされることが示された。限られた空気孔率でそれを達成するためには、従って、人為的に導入された空気孔の直径が200〜300μm未満でなければならない[K.Snyder,K.Natesaiyer & K.Hover,The stereological and statistical properties of entrained air voids in concrete:A mathematical basis for air void Systems characterization "Materials Science of Concrete" VI (2001)129−214]。
凍結変化あるいは凍結融解変化に対する耐久性を評価するために種々の可能性が存在する。
そのうちの1つは、定義された凍結融解負荷にさらされたサンプルの表面の視覚的評価である。表面の損傷は、比較サンプルをもとに定義されたスケール(例えば0=損傷なし〜5=非常に激しく損傷)で階級付けられるので、低質的な比較が可能である。前記の数値は、耐候性係数(Abwitterungsfaktor)と呼称される。
人為的な空気孔システムの形成は、骨材の組成と適合性、セメントの種類と量、コンクリートコンシステンシー、使用されるミキサ、混合時間、温度に決定的に依存するが、また空気孔形成剤の種類と量にも依存する。相応の製造規則を考慮することで、その影響を抑制することはできるものの、多数の不所望な障害がもたらされることがある。この結果として、コンクリート中の所望の空気含有率を超過もしくは下回ることがあり、従ってコンクリートの強度もしくは凍結耐久性に悪影響が及ぼされる。
係る人為的な空気孔は、直接的に配分することはできず、いわゆる空気孔形成剤の添加によって、混合によって連行された空気が安定化される[L.Du & K.J.Folliard,Mechanism of air entrainment in concrete "Cement & Concrete Research" 35(2005)1463−71]。商慣習の空気孔形成剤は、大抵は、界面活性剤様の構造であり、混合によって導入された空気を、300μmよりできる限り小さい直径を有する小さい気泡へと破壊し、これらを湿ったコンクリート構造物中で安定化する。その際、2つの種類で区別される。
一方の種類は、例えばオレイン酸ナトリウム、アビエチン酸のナトリウム塩もしくはVinsol樹脂、松根からの抽出物であるが、それらは、ニートセメントにおける細孔溶液の水酸化カルシウムと反応し、不溶性のカルシウム塩として沈殿する。これらの疎水性の塩は、水の表面張力を低下させて、セメント粒子、空気及び水の間の界面に集まる。前記塩は、微細な気泡を安定化するので、硬化済みコンクリートにおいて、この空気孔の表面上に観察される。
もう一方の種類は、例えばラウリル硫酸ナトリウム(SDS)もしくはドデシルフェニルスルホン酸ナトリウムであるが、それらは、前記のものに対して、水酸化カルシウムと可溶性のカルシウム塩を形成するが、異常な溶解挙動を示す。ある臨界温度未満で、この界面活性剤は、非常に低い可溶性を示し、この温度より高い温度で、非常に良好な溶解性を示す。空気と水との界面層への好ましい集積によって、これらは同様に表面張力を低下させるので、微細な気泡を安定化し、好ましくは硬化済みのコンクリートにおいて前記の空気孔の表面上に観察される。
技術水準による前記の空気孔形成剤の使用に際して、多くの問題が生ずる[L.Du & K.J.Folliard,Mechanism of air entrainment in concrete "Cement & Concrete Research" 35(2005)1463−71]。例えば、より長い混合時間、種々のミキサ回転数、レディミックスコンクリートでの配量順序の変更によって、(空気孔中で)安定化された空気が再び追い出されるということが引き起こされることがある。
延長された輸送時間と、粗悪な温度調節と、種々のポンプ装置及び搬送装置でのコンクリートの輸送と、並びに前記のコンクリートの打ち込みと、それに付随する変更された後加工、振動挙動及び温度条件は、予め調整された空気孔含有率を大きく変更させることがある。それは、最悪の場合には、該コンクリートが、規定の暴露等級(Expositionsklasse)の必要な限界値をもはや満たさず、従って使用不能になっていることを意味することがある[EN 206−1 (2000),Concrete − Part 1:Specification,performance,production and conformity]。
コンクリート中の微細物質(例えば、種々のアルカリ含量を有するセメント、フライアッシュ、シリカ粉もしくは着色添加剤などの混和材)の含分は、同様に空気孔形成を損ねる。また、消泡作用を有する流動剤との相互作用が生ずるため、空気孔が追い出されることもあるが、また追加的に制御されずに導入されることもある。
空気孔の導入の欠点として、更に、コンクリートの機械的強度が空気含分の増大に伴い低下することが確認されるべきである。
凍結耐久性のコンクリートの製造を困難にする前記の全ての影響を回避できるのは、必要な空気孔システムが、前記の界面活性剤様の空気孔形成剤によって生成されず、空気含量がポリマー性のマイクロ粒子(マイクロ中空球)の混加もしくは固体配量によって由来する場合である[H.Sommer,A new method of making concrete resistant to frost and de−icing salts,"Betonwerk & Fertigteiltechnik" 9(1978)476−84]。マイクロ粒子は大抵は、100μm未満の粒度を有するので、コンクリート構造物中では、人為的に導入された空気孔よりも微細にかつ一様に分布することができる。それによって、コンクリートの凍結融解変化に対する十分な耐久性のためには少量でも十分である。
コンクリートの凍結融解変化耐久性の改善のための係るポリマー性マイクロ粒子の使用は、既に技術水準に相応して知られている[DE2229094号A1、US4,057,526号B1、US4,082,562号B1、DE3026719号A1を参照]。そこに記載されるマイクロ粒子は、少なくとも10μm(通常は明らかにより大きい)の直径を有し、空気あるいはガスで充填された中空空間を有する。それは、同様に、100μmより大きくてよく、多くのより小さい中空空間及び/又は細孔を有してよい多孔質粒子を含む。
コンクリート中への人為的な空気孔形成のために中空なマイクロ粒子を使用する場合に、前記の市場に出回る技術を実施するには、2つの要因が欠点であると見なされる。比較的多量の配量によってのみ、コンクリートの凍結融解変化に対する満足のいく耐久性を達成できるに過ぎない。従って、本発明の課題は、水硬性の建材混合物のための凍結耐久性もしくは凍結融解変化耐久性の改善のための手段であって、比較的少量の配量であってもその完全な作用が展開されるものを提供することであった。更なる課題は、建材混合物の機械的強度を、前記手段によって全くもしくは実質的に損ねないことにある。更に、耐候性係数は、改善されることが望ましかった。
前記課題は、ポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子を水硬性の建材混合物中に用いる使用であって、異なる平均粒径を有する少なくとも2種類のマイクロ粒子を使用することを特徴とする使用によって解決された。
平均粒度の測定は、例えば透過型電子顕微鏡像をもとに統計学的に有意な量の粒子を計数することによって行われる。
その際、使用されるマイクロ粒子は、同じ種類であってよく、単に粒度の点で異なっているだけでよい。好ましくは、平均粒度の差異は、少なくとも20%である。特に好ましくは、平均粒度の差異は、少なくとも50%である。
更に好ましい一実施態様においては、異なる種類の粒子を使用することができる。その際に、例えば乳化重合によって製造された膨潤されたコアを有するコア・シェル型粒子を、複数マイクロメートルの直径を有するマイクロ中空球と一緒に使用することができる。後者の中空球は、例えば商品名Expancel(Akzo Nobel)として市販されている。
本発明の更なる一実施態様においては、マイクロ粒子は、合成に際しても既に、少なくとも二峰性の粒度分布で製造されてよい。
全ての場合において、混合物中に含まれるポリマー種類の少なくとも1つが1000nm未満の平均粒度を有することが好ましい。
驚くべきことに、前記の混合物によって、凍結変化あるいは凍結融解変化に対する建材混合物の耐久性の卓越した改善を達成できる。
コンクリートの機械的強度を弱める空気孔に対して、本発明による中空球混合物を使用した場合には、挙げるに値する悪化は観察されない。
本発明による異なるマイクロ粒子を用いて仕上げられたコンクリートのサンプルと、混合物中で使用されるマイクロ粒子をそれぞれ個別に同量で含むサンプルとの比較において、本発明により仕上げられたサンプルの場合に、最良の耐候性係数が示された。
本発明の範囲を制限するべきでない説明としては、大きなマイクロ粒子が、例えばExpancelの場合のように、もともと最初からその中に水を含有しない場合に、その中に含まれる水を迅速に失うことが想定される。建材混合物の硬化の極めて直後に、基本的強度が保証される。
それにもかかわらず、より小さいマイクロ粒子は、非常に低い間隔係数("パワーズの間隔係数")を保証する。それというのも、それらによってもたらされた容量は、非常に多くの粒子に分配されているので、非常に均一に建材マトリクス中に分布するからである。
前記の両方の寄与の組み合わせは、別々に使用されたマイクロ粒子の作用を超える作用を示す。
本発明によるマイクロ粒子は、例えば乳化重合によって製造でき、その際、好ましくは100〜5000nmの粒度を有する。
別の様式で製造され、かつ前記のマイクロ粒子と組み合わせて使用されるマイクロ粒子は、明らかに大きな粒子直径を有してよい。Expancelの場合には、例えば20〜150μmである。
粒度測定は、例えば透過型電子顕微鏡像をもとに統計学的に有意な量の粒子を実測及び計数することによって行われる。
乳化重合による製造に際して、マイクロ粒子は、水性分散液の形で得られる。相応して、マイクロ粒子を建材混合物へと添加することは、好ましくは、同様に前記の形で行われる。
係るマイクロ粒子は、技術水準に相応して既に公知であり、かつ刊行物EP22633号B1、EP73529号B1並びにEP188325号B1に記載されている。更に、このマイクロ粒子は、Rohm&Haas社から商品名ROPAQUE(登録商標)として市販されている。
その製造に際して、分散液においては、該マイクロ粒子の中空空間は水で満たされている。本発明はその効果に制限されることなく、水は該粒子により建材混合物の硬化に際して少なくとも部分的に失われ、その後に相応してガス充填もしくは空気充填された中空球が存在すると仮定される。
前記の事象は、例えばかかるマイクロ粒子をペイントで使用する場合にも起こる。
好ましい一実施態様によれば、使用されるマイクロ粒子は、1つのコア(A)と、少なくとも1つのシェル(B)とを有するポリマー粒子からなり、その際、該コア/シェル型ポリマー粒子は塩基によって膨潤させた。
粒子のコア(A)は、該コアの膨潤を可能にする1つ以上のエチレン性不飽和カルボン酸(誘導体)モノマーを含有する;前記モノマーは、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びクロトン酸並びにそれらの混合物の群から選択される。アクリル酸及びメタクリル酸が特に好ましい。
シェル(B)は、主に、非イオン性のエチレン性不飽和モノマーからなる。係るモノマーとしては、好ましくは、スチレン、ブタジエン、ビニルトルエン、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、(メタ)クリル酸のC1〜C12−アルキルエステル又はそれらの混合物が使用される。
前記のポリマー性マイクロ粒子の乳化重合による製造と、例えばアルカリもしくはアルカリ金属水酸化物並びにアンモニアもしくはアミンなどの塩基によるその膨潤は、同様に、欧州特許文献EP22633号B1、EP73529号B1並びにEP188325号B1に記載されている。
それは、コア・シェル型の粒子であって単一シェルもしくは複数シェルで構成され又はそのシェルがグラジエントを有する粒子であってよい。
使用されるマイクロ粒子のポリマー含量は、例えば直径、コア/シェル比率及び膨潤の効率に依存して、2〜98容量%であってよい。
水充填されたポリマー性マイクロ粒子が本発明により好ましくは水性分散液の形で使用される一方で、本発明の範囲では、容易に、水充填されたマイクロ粒子を直接的に固体として建材混合物に添加することが可能である。そのために、該マイクロ粒子は、例えば当業者に公知の方法に従って凝集され、そして通常の方法(例えば濾過、遠心分離、沈殿及び傾瀉)によって水性分散液から単離される。得られた材料を洗浄して、更に界面活性剤含分を低減させ、引き続き乾燥させることができる。
水充填されたマイクロ粒子は、建材混合物に、0.01〜5容量%、特に0.1〜0.5容量%の好ましい量で添加される。建材混合物は、例えばコンクリートもしくはモルタルの形であり、この場合に、通常の水硬性の結合剤、例えばセメント、石灰、石膏もしくは硬石膏を含有してよい。
本発明によるマイクロ粒子の使用によって、建材混合物中への空気連行は、著しく低く保持することができる。
コンクリートでは、商慣習の空気孔形成で得られたコンクリートと比較して35%を超える圧縮強さの改善が確認された。
より高い圧縮強さは、コンクリートにおいて強度発生に必要なセメントの含量を低減でき、それにより1m3のコンクリートあたりの価格を大きく低減できるので、その限りではまた、とりわけ関心が持たれている。

Claims (11)

  1. ポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子を水硬性の建材混合物中に用いる使用であって、種々の寸法のマイクロ粒子を使用することを特徴とする使用。
  2. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、100nm〜150μmの直径を有するマイクロ粒子の混合物が使用され、その際、該混合物中に含まれる種類のマイクロ粒子の少なくとも1つが、1000nm未満の直径を有することを特徴とする使用。
  3. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、少なくとも1種類のマイクロ粒子が、水性塩基によって膨潤された、1つ以上の不飽和カルボン酸(誘導体)モノマーを含有するポリマーコア(A)と、主に非イオン性のエチレン性不飽和モノマーからなるポリマーシェル(B)とを含有するポリマー粒子からなることを特徴とする使用。
  4. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、少なくとも1種類のマイクロ粒子が、10μmより大きい直径を有するガス充填されたポリマー粒子からなり、かつ該混合物中の他の少なくとも1種類のマイクロ粒子が1000nm未満の直径を有することを特徴とする使用。
  5. 請求項3に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、不飽和カルボン酸(誘導体)モノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びクロトン酸の群から選択されることを特徴とする使用。
  6. 請求項3に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、非イオン性のエチレン性不飽和モノマーが、スチレン、ブタジエン、ビニルトルエン、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸もしくはメタクリル酸のC1〜C12−アルキルエステルからなることを特徴とする使用。
  7. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、マイクロ粒子が、2〜98容量%のポリマー含量を有することを特徴とする使用。
  8. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、マイクロ粒子が、建材混合物に対して、0.01〜5容量%の量で使用されることを特徴とする使用。
  9. 請求項7に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、マイクロ粒子が、建材混合物に対して、0.1〜0.5容量%の量で使用されることを特徴とする使用。
  10. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、建材混合物が、セメント、石灰、石膏及び硬石膏の群から選択される結合剤からなることを特徴とする使用。
  11. 請求項1に記載のポリマー性の中空空間を有するマイクロ粒子の使用であって、建材混合物がコンクリートもしくはモルタルであることを特徴とする使用。
JP2008555736A 2006-02-23 2007-01-30 種々の寸法のマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物 Ceased JP2009527451A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610008965 DE102006008965A1 (de) 2006-02-23 2006-02-23 Additive Baustoffmischungen mit Mikropartikeln verschiedener Größe
PCT/EP2007/050911 WO2007096238A2 (de) 2006-02-23 2007-01-30 Additive baustoffmischungen mit mikropartikeln verschiedener grösse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009527451A true JP2009527451A (ja) 2009-07-30
JP2009527451A5 JP2009527451A5 (ja) 2012-07-26

Family

ID=38319874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008555736A Ceased JP2009527451A (ja) 2006-02-23 2007-01-30 種々の寸法のマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8039521B2 (ja)
EP (1) EP1986973A2 (ja)
JP (1) JP2009527451A (ja)
KR (1) KR20080112203A (ja)
CN (1) CN101024558A (ja)
BR (1) BRPI0708220A2 (ja)
CA (1) CA2643459A1 (ja)
DE (1) DE102006008965A1 (ja)
RU (1) RU2008137541A (ja)
WO (1) WO2007096238A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009528242A (ja) * 2006-03-01 2009-08-06 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 建材混合物中で膨潤するマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1233765C (zh) * 2001-02-07 2005-12-28 罗姆两合公司 用于对聚丙烯和聚苯乙烯施用的铝箔的热封物料
DE10350786A1 (de) * 2003-10-29 2005-06-02 Röhm GmbH & Co. KG Mischungen zur Herstellung von Reaktivschmelzklebstoffen sowie daraus erhältliche Reaktivschmelzklebstoffe
DE102004035937A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Röhm GmbH & Co. KG Plastisole mit verringerter Wasseraufnahme
DE102005042389A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-28 Röhm Gmbh Heißversiegelungsmasse für Aluminium- und Polyethylenterephthalatfolien gegen Polypropylen-Polyvinylchlorid- und Polystyrolbehälter
DE102005045458A1 (de) * 2005-09-22 2007-03-29 Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von ABA-Triblockcopolymeren auf (Meth)acrylatbasis
DE102005046681A1 (de) * 2005-09-29 2007-04-05 Construction Research & Technology Gmbh Verwendung von polymeren Mikropartikeln in Baustoffmischungen
DE102005052130A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Röhm Gmbh Spritzbare Akustikmassen
DE102006007563A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-30 Röhm Gmbh Verfahren zum Verkleben von Werkstoffen mit nanoskaligen superparamagnetischen Poly(meth)acrylatpolymeren
DE102006009511A1 (de) * 2006-02-28 2007-08-30 Röhm Gmbh Synthese von Polyester-pfropf-Poly(meth)acrylat
DE102006009586A1 (de) * 2006-02-28 2007-09-06 Röhm Gmbh Heißversiegelungsmasse für Aluminium- und Polyethylenterephthalatfolien gegen Polypropylen-Polyvinylchlorid- und Polystyrolbehälter
DE102006015846A1 (de) * 2006-04-03 2007-10-04 Röhm Gmbh Kupferentfernung aus ATRP-Produkten mittels Zugabe von Schwefelverbindungen
DE102006035726A1 (de) * 2006-07-28 2008-01-31 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von ABA-Triblockcopolymeren auf (Meth)acrylatbasis
DE102006037351A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von hydroxytelecheler ATRP-Produkten
DE102006037350A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von halogenfreien ATRP-Produkten
DE102006037352A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von säureterminierten ATRP-Produkten
DE102006048154A1 (de) * 2006-10-10 2008-04-17 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von silyltelechelen Polymeren
DE102006057145A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung verbesserter Bindemittel für Plastisole
KR100947654B1 (ko) * 2009-12-30 2010-03-12 한일시멘트 (주) 코어셀 중합반응 아크릴 폴리머가 포함된 초속경 콘크리트 조성물
WO2013043882A1 (en) 2011-09-23 2013-03-28 Georgia-Pacific Gypsum Llc Low thermal transmission building material
US8894732B2 (en) * 2012-05-11 2014-11-25 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Hollow polymeric-alkaline earth metal oxide composite
US8915997B2 (en) 2013-05-16 2014-12-23 Navs, Llc Durable concrete and method for producing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005123618A2 (en) * 2004-06-15 2005-12-29 Construction Research & Technology Gmbh Providing freezing and thawing resistance to cementitious compositions

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2259573A1 (de) 1972-12-06 1974-06-12 Ewald Weichsel Leichtbeton
NL7505525A (nl) * 1975-05-12 1976-11-16 Akzo Nv Werkwijze voor de bereiding van een vorstbesten- dig beton.
CA1180474A (en) 1979-06-26 1985-01-02 Alexander Kowalski Sequential heteropolymer dispersion and a particulate material obtainable therefrom useful in coating compositions as a thickening and/or opacifying agent
SE453181B (sv) 1983-10-05 1988-01-18 Bengt Hedberg Sett att framstella lettballastbetong
US5521253A (en) * 1990-10-12 1996-05-28 The Dow Chemical Company Hollow polymer latex particles
DE19539214A1 (de) * 1995-10-21 1997-04-24 Degussa Brandsicheres, transparentes Scheibenelement und dessen Verwendung
DE19709490A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-10 Basf Ag Polymerisate mit mehr als einem Hohlraum
US6498209B1 (en) * 1998-03-31 2002-12-24 Roehm Gmbh & Co. Kg Poly(meth)acrylate plastisols
DE19826412C2 (de) * 1998-06-16 2002-10-10 Roehm Gmbh Geruchsvermindertes, kalthärtendes (Meth)acrylat-Reaktionsharz für Bodenbeschichtungen, dieses Reaktionsharz aufweisende Bodenbeschichtungen sowie Verfahren zur Herstellung solcher Bodenbeschichtungen
DE19833062A1 (de) 1998-07-22 2000-02-03 Elotex Ag Sempach Station Redispergierbares Pulver und dessen wäßrige Dispersion, Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung
DE19928352A1 (de) * 1999-06-21 2000-12-28 Roehm Gmbh Verbesserte Poly(meth)acrylatptastisole und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6673451B2 (en) * 2000-10-12 2004-01-06 Rohn And Haas Company Process for forming an aqueous polymeric dispersion
DE10065501A1 (de) * 2000-12-28 2002-07-04 Roehm Gmbh Verfahren zur Herstellung von Perlpolymerisaten mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 40 mum sowie Perlpolymerisat aufweisende Formmassen, Formkörper und PAMA-Plastisole
CN1233765C (zh) * 2001-02-07 2005-12-28 罗姆两合公司 用于对聚丙烯和聚苯乙烯施用的铝箔的热封物料
DE10227898A1 (de) * 2002-06-21 2004-01-15 Röhm GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung sprühgetrockneter Poly(meth)acrylatpolymere, ihre Verwendung als Polymerkomponente für Plastisole und damit hergestellte Plastisole
US20040034147A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Jsr Corporation Hollow polymer particle, process for producing the same, paper coating composition using the same, coated paper and process for producing the same
DE10350786A1 (de) * 2003-10-29 2005-06-02 Röhm GmbH & Co. KG Mischungen zur Herstellung von Reaktivschmelzklebstoffen sowie daraus erhältliche Reaktivschmelzklebstoffe
MXPA06014843A (es) * 2004-06-15 2007-03-26 Constr Res & Tech Gmbh Mejora de la durabilidad de congelacion-deshielo de mezclas cementosas de colada en seco.
DE102004035937A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Röhm GmbH & Co. KG Plastisole mit verringerter Wasseraufnahme
WO2006133856A1 (en) 2005-06-14 2006-12-21 Construction Research & Technology Gmbh Providing freezing and thawing resistance to cementitious compositions
DE102005042389A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-28 Röhm Gmbh Heißversiegelungsmasse für Aluminium- und Polyethylenterephthalatfolien gegen Polypropylen-Polyvinylchlorid- und Polystyrolbehälter
DE102005046681A1 (de) * 2005-09-29 2007-04-05 Construction Research & Technology Gmbh Verwendung von polymeren Mikropartikeln in Baustoffmischungen
DE102006009586A1 (de) * 2006-02-28 2007-09-06 Röhm Gmbh Heißversiegelungsmasse für Aluminium- und Polyethylenterephthalatfolien gegen Polypropylen-Polyvinylchlorid- und Polystyrolbehälter
DE102006009511A1 (de) * 2006-02-28 2007-08-30 Röhm Gmbh Synthese von Polyester-pfropf-Poly(meth)acrylat
DE102006015846A1 (de) * 2006-04-03 2007-10-04 Röhm Gmbh Kupferentfernung aus ATRP-Produkten mittels Zugabe von Schwefelverbindungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005123618A2 (en) * 2004-06-15 2005-12-29 Construction Research & Technology Gmbh Providing freezing and thawing resistance to cementitious compositions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009528242A (ja) * 2006-03-01 2009-08-06 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 建材混合物中で膨潤するマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007096238A2 (de) 2007-08-30
CN101024558A (zh) 2007-08-29
US8039521B2 (en) 2011-10-18
WO2007096238A3 (de) 2008-03-27
CA2643459A1 (en) 2007-08-30
KR20080112203A (ko) 2008-12-24
EP1986973A2 (de) 2008-11-05
RU2008137541A (ru) 2010-03-27
BRPI0708220A2 (pt) 2011-05-17
US20070193159A1 (en) 2007-08-23
DE102006008965A1 (de) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009527451A (ja) 種々の寸法のマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP5065302B2 (ja) 噴霧乾燥されたマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP2009527446A (ja) シェルが多孔質及び/又は親水性であるマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP5473337B2 (ja) 建材混合物中で膨潤するマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP5260293B2 (ja) 建築材料混合物中でのポリマーマイクロ粒子の使用
JP2009527447A (ja) 非イオン性乳化剤を有する建材用添加剤混合物
JP2009527450A (ja) 非常に薄いシェルを有するマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP2009527445A (ja) 非極性のシェルを有するマイクロ粒子を有する建材用添加剤混合物
JP2009527449A (ja) マイクロ粒子のシェル中に立体反発性もしくは静電反発性のモノマーを有する建材用添加剤混合物
US20070204543A1 (en) Additive building material mixtures containing ionically swollen microparticles
US20070197691A1 (en) Additive building material mixtures containing ionic emulsifiers
MX2008009251A (en) Additive building material mixtures comprising microparticles with apolar shells

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100126

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101228

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120611

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20120611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130404

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140207

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140303

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20140728