JP2013528153A - 水和性セメント系組成物用の脱泡剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリートのような水和性セメント系材料における空気管理に関し、そしてさらに特定的にセメント系組成物中の空気を制御するための、1種もしくはそれより多い空気連行剤(AE剤)(air−entraining agents)と組み合わされたポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の使用に関する。
ある量の連行空気は、脆い材料であるコンクリートの凍結−解凍耐久性を向上させるために必要である。しかしながら、コンクリート内の過剰に大きいか又は不均一に間隔を置かれた気孔は凍結−解凍耐久性及び圧縮強さの損失に導き得るので、空気連行の性質及び程度は注意深く制御されねばならない。ロジン及びアニオン性界面活性剤のような空気連行剤は、セメント系混合物中の気孔の寸法及び間隔を制御するために通常用いられる。
先行技術の欠点の克服において、本発明は水和性セメント系組成物中の空気の制御のための新規且つ発明的な添加物組成物を提供する。本明細書で「添加物」という用語は、クリンカーが相互磨砕されて(interground)セメントを形成するセメントプラントにおいて加えられる作用剤(agent)を指し、ならびに又、セメント、水及び骨材と合わされてモルタル又はコンクリートを形成する「混合物(admixtures)」を指すために用いられる。
物は:
(A)高級トリアルカノールアミン、リグノスルホネート、ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネート、オキシアルキレン−含有超可塑剤、オキシアルキレン含有収縮低減剤(shrinkage reducing agent)又はそれらの混合物を含んでなる、水和性セメント系組成物中で空気を連行するように作用可能な(operative)少なくとも1種の作用剤;
(B)式(1)
ここで“n”が0である場合、EOの量は該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の合計重量に基づいて10重量%より少ないポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤又はその塩あるいは該脱泡剤とその塩の組み合わせ
を含み、そして
(C)成分A対成分Bの比は乾燥重量により5〜100の範囲内である。
本発明で用いられる「セメント」という用語は、水硬ケイ酸カルシウムから成るクリンカー及び相互磨砕添加物(interground additive)としての1種もしくはそれより多い形態の硫酸カルシウム(例えば石膏)を微粉砕することにより製造される水和性セメントを含む。「モルタル」は、水を用いて形成され且つさらに細骨材(例えば砂)を含むセメントペーストであり、「コンクリート」はさらに粗骨材(例えば砕石又は砂利)を含むモルタルである。
ed blast furnace slag)及びシリカヒューム(silica fume)あるいはそ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できる。従ってセメント系材料は1種もしくはそれより多いSCMsを、好ましくはセメント系材料の合計乾燥重量に基づいて0%〜100%、より好ましくは10%〜60%の量で含むことができる。
び「オキシアルキレン含有超可塑剤」という用語は本明細書で、空気を連行することが知られている減水剤(“WRA”)を指すために用いられる。「リグノスルホネート」WRAにはリグノスルホン酸のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩、例えばリグノスルホン酸カルシウムが含まれ、それは通常用いられるWRAである。「ナフタレンスルホネート」WRAにはスルホン化ナフタレン−ホルムアルデヒド縮合物のアルカリ金属塩が含まれ;「メラミンスルホネート」WRAにはスルホン化メラミン−ホルムアルデヒド縮合物のアルカリ金属塩が含まれる。
(A)高級トリアルカノールアミン、リグノスルホネート、ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネート、オキシアルキレン含有超可塑剤、オキシアルキレン含有収縮低減剤又はそれらの混合物を含んでなる、水和性セメント系組成物中で空気を連行するように作用可能な少なくとも1種の作用剤;及び
(B)式(1)
ここで“n”が0である場合、EOの量は該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の合計重量に基づいて10重量%より少ないポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤又はその塩あるいは該脱泡剤とその塩の組み合わせ
を含み、そして
(C)成分A対成分Bの比は乾燥重量により5〜100の範囲内(そしてより好ましくは14〜70の範囲内、最も好ましくは20〜50の範囲内)である。
酸又はそれらの混合物から選ばれることができる。好ましくは、酸はギ酸又は酢酸である。成分Bのポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の中和のために用いられ得る代表的な酸は、オキシアルキレン含有超可塑剤であることもできる。
(A)高級トリアルカノールアミン、リグノスルホネート、ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネート、オキシアルキレン含有超可塑剤、オキシアルキレン含有収縮低減剤又はそれらの混合物を含んでなる、水和性セメント系組成物中で空気を連行するように作用可能な少なくとも1種の作用剤;
(B)式(1)
ここで“n”が0である場合、EOの量は該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の合計重量に基づいて10重量%より少ないポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤又はその塩あるいは該脱泡剤とその塩の組み合わせ
を有し、そして
(C)成分A対成分Bの比は乾燥重量により5〜100の範囲内(そしてより好ましくは14〜70の範囲内、最も好ましくは20〜50の範囲内)である
添加物と組み合わせることを含む。
うな脱泡剤は、ビスヒドロキシルプロピル牛脂アミン(bishydroxylpropyl tallow amine)である(構造式R1NR2R3により示される第3級アミン脱泡剤であって、式中、R1は疎水性であり、直鎖状又は分枝鎖状アルキル、アルケン、アルキン、アルコール、エステル又は式R4−(AO)n−又はR4−(OA)n−により示されるオキシアルキレン基(例えばポリオキシアルキレン)を含んでなるC8−C25基を示し、ここでR4は水素又はC1−C25アルキル基を示し、AはC1−C6アルキル基を示し、そして“n”は1〜4の整数であり;R2及びR3はそれぞれ分枝鎖状もしくは直鎖状アルキル、アルケン、アルキン、アルコール、エステル又は式R4−(AO)n−又はR4(OA)n−により示されるオキシアルキレン基(例えばポリオキシアルキレン)を含んでなるC1−C6基を示し、ここでR4は水素又はC1−C25アルキル基を示し、AはC1−C6アルキル基を示し、そして“n”は1〜4の整数であり、且つここで第3級アミン脱泡剤の平均分子量は100〜1500、そしてより好ましくは200〜750である)。
ワーカビリティー=スランプ値+(フロー1+フロー2)/2−100
を用いて計算した。
脱泡効果を、空気−連行コンクリートにおいて時間の関数として評価した。実施例5のテスト案を用い、9、25及び40分標準で(at 9,25,and 40 minutes marks)スランプ値及び空気含有率の両方を測定した。Grace Construction ProductsからDAREX(R) II AEAの商品名の下に商業的に入手可能な空気−連行剤を、セメントのcwt当たり0.20オンスの用量で用いた。ポリカルボキシレート分散剤B及び添加物の水溶液を33:1の重量比で調製した。実験の結果を表6において表にして示す。
Claims (21)
- 水和性セメント系組成物中の空気の制御のための組成物であって:
(A)高級トリアルカノールアミン、リグノスルホネート、ナフタレンスルホネート、メラミンスルホネート、オキシアルキレン含有超可塑剤、オキシアルキレン含有収縮低減剤(shrinkage reducing agent)又はそれらの混合物を含んでなる、水和性セメント系組成物中で空気を連行するように作用可能な少なくとも1種の作用剤;
(B)式(1)
ここで“n”が0である場合、EOの量は該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤の合計重量に基づいて10重量%より少ないポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤又はその塩あるいは該脱泡剤とその塩の組み合わせ
を含んでなり、そして
(C)成分A対成分Bの比は乾燥重量により5〜100の範囲内である
組成物。 - 該脱泡剤をポリアルキレンポリアミンのポリアルコキシル化により製造する請求項1の組成物。
- 該ポリアルキレンポリアミンをエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、プロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタプロピレンヘキサミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルプロピレンジアミン、N,N’−ジメチルプロピレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルプロピレンジアミン、N,N’−ジエチルプロピレンジアミンより成る群から選ぶ請求項2の組成物。
- 該ポリアルキレンポリアミンがエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はそれらの混合物である請求項2の組成物。
- 該ポリアルキレンポリアミンがジエチレントリアミンである請求項2の組成物。
- ポリアルキレンポリアミンをエチレンオキシド、プロピレンオキシド又はもっと高級のアルキレンオキシドと反応させることにより該ポリアルキレンポリアミンをアルコキシル化する請求項1の組成物。
- ポリアルキレンポリアミンをエチレンオキシド及びプロピレンオキシドと反応させることにより該ポリオキシアルキレンポリアミンをアルコキシル化する、ここでプロピレンオキシド対エチレンオキシドのモル比が1より大きい、請求項1の組成物。
- “x”が4〜100の整数である請求項1の組成物。
- “x”が20〜80の整数である請求項1の組成物。
- “x”が35〜60の整数である請求項1の組成物。
- 成分Bの該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤が500〜7,000の数平均分子量を有する請求項1の組成物。
- 成分Bの該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤が1,000〜5,000の数平均分子量を有する請求項1の組成物。
- 成分Bの該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミン脱泡剤が2,000〜3,500の数平均分子量を有する請求項1の組成物。
- 成分A対成分Bの比が、空気の制御のための該組成物の合計重量に基づく重量パーセンテージにより14〜70の範囲内である請求項1の組成物。
- 成分A対成分Bの比が、空気の制御のための該組成物の合計重量に基づく重量パーセンテージにより20〜50の範囲内である請求項1の組成物。
- 該ポリアルコキシル化ポリアルキレンポリアミンが酸で中和され請求項1の組成物。
- 該酸がギ酸、酢酸、プロピオン酸、塩酸、硝酸、硫酸又はそれらの混合物から選ばれる請求項16の組成物。
- 該酸がギ酸又は酢酸である請求項16の組成物。
- 該酸がオキシアルキレン含有超可塑剤である請求項16の組成物。
- 請求項1の組成物を水和性セメント系結合剤と合わせることを含んでなるセメント系組成物の改質方法。
- 水和性セメント系結合剤及び請求項1の組成物を含んでなるセメント組成物。
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