JP2015508746A5

JP2015508746A5 - アルミノケイ酸質材料を含有する炭酸カルシウム系充填材であり、「充填材ブレンド」が流動化剤により処理された炭酸カルシウム系充填材を含有するセメント、モルタル、コンクリート組成物の調製方法、得られたセメント組成物およびセメント製品、ならびにそれらの用途

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Publication number: JP2015508746A5
Application number: JP2014559306A
Authority: JP
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2016-03-24

Claims

少なくとも１種の炭酸塩系充填材を含有する、改善された圧縮強度Ｒｃすなわち２８日および９０日における圧縮強度を特色とするセメント組成物の調製方法であって、少なくとも１種の炭酸塩系充填材が、少なくとも１種のアルミノケイ酸質材料と混合もしくはブレンドされるステップを含み、得られた充填材ブレンドが、有効な処理量の少なくとも１種の、流動化剤からなるもしくは流動化剤含む処理剤で処理されることを特徴とする方法。
セメント組成物を調製するための、請求項１に記載の方法であって、
ａ）少なくとも１種の乾燥炭酸カルシウム系充填材の粉末を提供するステップ、
ｂ）前記充填材を、少なくとも１種のアルミノケイ酸質材料と混合し、こうして充填剤ブレンドを生成するステップ、
ｃ）得られた充填材ブレンドを、有効な処理量の少なくとも１種の流動化剤と混合することにより処理し、こうして処理した充填材ブレンドを生成するステップ、
ｄ）処理した充填材ブレンドを、混合水を既に含有するまたは日常添加剤もしくは非阻害性添加剤を含有し得る混合水の組成物を既に含有する混練もしくは混合装置に導入するステップ、
ｅ）場合によって、ステップｃ）の前もしくは後に、骨材を添加するステップであって、他の非阻害性日常添加剤もしくは補助剤を添加してもよいステップ、
ｆ）この装入材料を、有効な期間の間、混練もしくは混合するステップ、
ｇ）前記セメント組成物を回収するステップ
を特徴とする、方法。
アルミノケイ酸質ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３材料の用量が、８．５から１００％／炭酸塩系充填材の乾燥重量であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
アルミノケイ酸質ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３材料の用量が、２５から７５％／炭酸塩系充填材＋アルミノケイ酸質材料の乾燥重量、であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
アルミノケイ酸質材料が、ｄ５０＝１．２ミクロン、ブレーン比表面積＞１５００ｍ^２／ｋｇ、ＢＥＴ＝１６ｍ^２／ｇのシリカフュームである、請求項４に記載の方法。
流動化剤が、ポリカルボキシレート、ポリカルボキシレートエーテル、または、スルホン化ナフタレン縮合物もしくはスルホン化メラミンホルムアルデヒドから製造された製品の中から選択されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
流動化剤が、ポリカルボキシレートエーテルタイプのものであることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
流動化剤における用量が、セメントの乾燥重量の０．０３から３％、もしくは乾燥／乾燥基準で、セメント１００ｋｇについて０．３から３ｋｇの範囲にあり、または、実験室条件において、炭酸塩（乾燥）の０．０５から０．１重量％、すなわち乾燥／乾燥基準で０．１から０．３ｋｇ／１００ｋｇセメントの範囲にあることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
流動化剤処理剤が、流動化剤だけ、または流動化剤の、非阻害性可塑剤および／もしくは不活性添加剤とのブレンドとすることができることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
流動化剤／可塑剤の比が、重量乾燥基準で１００／０から９０／１０であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
請求項１から１０のいずれかに記載の方法であって、
炭酸カルシウム系充填材が、炭酸カルシウムだけを含有する充填材であり−このことは、異なるタイプの他の充填材を有しないことを意味することを特徴とする、方法。
請求項１から１１のいずれかに記載の方法であって、
炭酸塩系充填材が、
− 天然炭酸カルシウムもしくは粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、
− 沈降炭酸カルシウムであるＰＣＣ、
− または、ＣａＣＯ_３含有岩石の混合物であって、大理石、白亜、方解石および他の天然形態の天然炭酸カルシウムから成る群から選択されるもの同士の混合物、ならびに、ＧＣＣおよび／もしくはＰＣＣのブレンドもしくは混合物、および／または、ならびにＭＣＣ、およびＭＣＣとＧＣＣおよび／もしくはＰＣＣとのブレンド
の中から選択されることを特徴とする、方法。
ＧＣＣ／ＰＣＣ比率が、０〜１００から１００〜０乾燥重量％から選択されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
炭酸塩系充填材が、
− 超微粉充填材または
− より粗粒もしくは粗粒充填材
であり得ることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
請求項１４に記載の方法であって、
前記超微粉粒子が、
− ｄ５０約１ミクロンから約５または６ミクロン、
− および
− 高い比表面積、通常はブレーン＞１０００ｍ^２／ｋｇとして画定される比表面積によって定義され、
− 一方、粗粒炭酸塩系充填材が、ｄ５０＞５ミクロンおよびブレーン比表面積＜１０００ｍ^２／ｋｇを特色とする
ことを特徴とする、方法。
炭酸塩系充填材の前記超微粉粒子が、
− ｄ５０約１ミクロンの方解石、
− ｄ５０約３ミクロンの大理石、またはｄ５０約１〜６ミクロンの大理石、
− ｄ５０１ミクロンの粘土タイプの炭酸塩、
− ｄ５０約２．４ミクロンの大理石の炭酸塩、
− ｄ５０＝１．５２μｍのＰＣＣ、
− ｄ５０＝２．２９μｍのＭＣＣ
の中から選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
前記アルミノケイ酸質材料が、主としてシリカ質製品および／またはアルミナ質製品でつくられる製品または製品のブレンドであり、ほんの微量の非アルミノケイ酸質製品を含有できることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
アルミノケイ酸質材料が：
− ９８％ＳｉＯ_２および少量のＡｌ_２Ｏ_３ならびに微量のＣａＯおよびＭｇＯを含有する製品であって、それぞれＳＳＰ＝７．４９ｄ５０（メジアン直径）＝１．８６ミクロンを有するもの、
− ケイ素を調製する間に得られるシリカフュームである製品ｄ５０＝１．２ミクロンブレーン＞１６００ｍ^２／ｋｇＢＥＴ＝１６ｍ^２／ｇ、
− ｄ５０＝３ミクロンＢＥＴ＝３．８ｍ^２／ｇのメタカオリン、
− ｄ５０＝１４ミクロンＢＥＴ＝６．１２ｍ^２／ｇの製品
の中から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
前記炭酸塩系充填材が、少なくとも１種の粗粒炭酸塩系充填材、および／または少なくとも１種の超微粉充填材を含むもしくはこれらからなることを特徴とする、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
充填材が、炭酸カルシウムからなることができ、これらの充填材が、炭酸カルシウムまたはそれらのブレンドからつくられ、すなわち、ＧＣＣもしくはＰＣＣ、またはＧＣＣのブレンドもしくはＰＣＣのブレンド、またはＧＣＣおよびＰＣＣのブレンドであり、場合によって非阻害性充填材と混和されることを特徴とする、請求項１から１９のいずれかに記載の方法。
粗粒炭酸塩系充填材が低、中間または高性能級充填材であり、また前記超微粉粒子が、通常超微粉粒子であることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
少量の流体化剤が、混合／混練装置に導入されるステップを含むことを特徴とする、請求項２から２１のいずれかに記載の方法。
前記流体化剤が、改質ポリカルボキシレートであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
流体化剤の用量が、３から４ｇ／全セメント組成物の乾燥重量、であることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の方法。
充填材ブレンドが、混練もしくは混合装置に導入される前に、流動化剤により有効に処理されることを特徴とする、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
充填材ブレンドが、混練もしくは混合装置に導入された後、処理され、その際、その充填材ブレンドおよび有効な処理量の流動化剤処理剤が、同時に混練もしくは混合装置に導入される、または、充填材および有効量の流動化剤処理剤が別々に導入されるが非常に接近した場所および時間で混練もしくは混合装置に導入されるような形で導入される、そのいずれかで、充填材ブレンドが、混練もしくは混合装置に導入された後、流動化剤により有効に処理されることを特徴とする、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
充填材ブレンドが、流動化剤により、混練もしくは混合装置に導入される前に部分的に、有効に処理され、また、混練もしくは混合装置に前処理された状態において導入された後に部分的に処理され、流動化剤による２つの部分処理の合計が有効であって、流動化剤処理剤の第２の部分もしくは量が、前処理された充填材ブレンドと同時に導入される、または、前処理された充填材ブレンドおよび処理剤の第２の部分が別々に導入されるが非常に接近した場所および時間で導入される、のいずれかで、混練もしくは混合装置に導入されることを特徴とする、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
充填材ブレンドを少なくとも部分的に混練もしくは混合装置内部で処理しようとする場合、対応する量または比率の処理用流動化剤が、混練もしくは混合装置に直接添加され、または混練もしくは混合装置に導入する直前に対象の充填材ブレンドと混和して添加される、直前に設置された重量計量装置上において、粉末化製品が混練もしくは混合装置に導入されることを特徴とする、請求項１から２５のいずれかに記載の方法。
ある比率の流動化剤処理剤を導入する場所および時点が、その部分処理される充填材ブレンドを導入する場所および時点にできる限り接近していることを特徴とする、請求項２５から２８のいずれかに記載の方法。
前記有効な期間が、均一な混合物もしくはブレンドをもたらす、２〜１５分程度の、全期間であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
最初に骨材を混練もしくは混合装置に導入し、またこれらの骨材を、場合によって、他のステップを行う前に、少量の水および／または流体剤により混合することを特徴とする、請求項２から３０のいずれかに記載の方法。
有効な全混合／混練時間が、骨材についての混練時間１０〜２０秒、次いでセメント組成物の水硬性結合材および未処理充填材ブレンドの混練もしくは混合についての１０秒、次いで流体化剤処理剤および混合水による充填材ブレンドおよび水硬性結合材の混練または混合についての１０〜１５秒、次いで最終の前記日常添加剤による混練または混合についての５〜１５秒からなることを特徴とする、請求項２から３１のいずれかに記載の方法。
混練もしくは混合装置が、バッチ方式、半連続方式または連続方式で操作されることを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
ａ）充填材ブレンドをもたらす、請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の炭酸塩系充填材、および請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種のアルミノケイ酸質材料を含む、
ことを特徴とする製品。
アルミノケイ酸質ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３材料の用量が、８．５から１００％／炭酸塩系充填材の乾燥重量であることを特徴とする、請求項３４に記載の製品。
充填材プレブレンド材料が、３５乾燥重量％アルミノケイ酸質材料／６５乾燥重量％充填材からなることを特徴とする、請求項３４または３５に記載の製品。
ａ）充填材ブレンドをもたらす、請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の炭酸塩系充填材、および請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種のアルミノケイ酸質材料を含み、
ｂ）また、前記充填材ブレンドが、有効な量の、請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の流動化剤により処理されている
ことを特徴とする、請求項３４から３６のいずれか一項に記載の製品。
流動化剤が、ポリカルボキシレート、ポリカルボキシレートエーテル、または、スルホン化ナフタレン縮合物もしくはスルホン化メラミンホルムアルデヒドから製造される製品の中から選択されることを特徴とする、請求項３４から３７のいずれか一項に記載の製品。
流動化剤が、ポリカルボキシレートエーテルタイプのものであることを特徴とする、請求項３７または３８に記載の製品。
流動化剤における用量が、セメントの乾燥重量の０．０３から３％、もしくは乾燥／乾燥基準で、セメント１００ｋｇについて０．３から３ｋｇの範囲にあり、または、実験室条件において、炭酸塩（乾燥）の０．０５から０．１重量％、すなわち乾燥／乾燥基準で０．１から０．３ｋｇ／１００ｋｇセメントの範囲にあることを特徴とする、請求項３７から３９のいずれか一項に記載の製品。
ａ）充填材ブレンドをもたらす、請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の炭酸塩系充填材、および請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種のアルミノケイ酸質材料を含み、
ｂ）前記充填材ブレンドが、有効な量の、請求項１から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の流動化剤により処理され、
− また場合によって、請求項２２から３３のいずれかに記載の少なくとも１種の可塑剤および場合によって流体化剤、
を含むことを特徴とし、
また、添加剤をさらに含有することを特徴とする、請求項３４から４０のいずれか一項に記載の製品。
充填材プレブレンド材料が、３５乾燥重量％アルミノケイ酸質材料／６５乾燥重量％充填材からなることを特徴とする、請求項３４から４１のいずれか一項に記載の製品。
請求項３４から４２のいずれかに記載の、少なくとも１種の流動化剤、および場合によって流体化剤および場合によって可塑剤により処理した充填材およびアルミノケイ酸質材料の製品または充填材ブレンドを含むセメント組成物。
請求項３４から４２のいずれかに記載の、前記充填材ブレンドおよびセメント組成物の使用であって、セメント産業、油井および地熱産業における、または前記産業において使用するためのセメントエレメントまたは製品を製造するための使用。
請求項４３に記載のセメント組成物から得られたセメントエレメントまたはセメント製品。