JP2016513144A - 水硬性凝結材料のための添加剤 - Google Patents

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Abstract

本発明は、a)アニオン性基またはアニオン形成性基を有する構造単位と、ポリエーテル側鎖を有する構造単位とを含む少なくとも1つの高分子分散剤、b)一般式(I)(式中、A1は、NH2、NHMe、NMe2、N(CH2−CH2−OH)2、CH3、C2H5、CH2−CH2−OH、フェニルまたはp−CH3−フェニルであり、Kn+は、アルカリ金属カチオン、またはCa2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+もしくはCu2+から選択されるカチオンの等価体である)の少なくとも1つのスルホン酸化合物、およびc)ケイ酸カルシウム水和物粒子を含む、水硬性凝結材料のための、硬化促進剤として使用可能な添加剤に関する。

Description

本発明は、水硬性凝結材料のための添加剤、その添加剤の製造方法、およびその添加剤の使用に関する。
粉末状の無機または有機物質、例えば、粘土、微細粉シリカ(Silikatmehl)、白亜、カーボンブラック、岩粉、および水硬性結合剤の水性スラリーに、その加工性、つまり、混練性、塗布性、射出性、圧送性または流動性を改善するために、多くの場合、添加剤を添加することが公知である。いわゆる硬化促進剤を含む大半の添加剤は、硬化プロセスを短縮することができる。この特性は、特に、水硬性結合剤、例えば、セメント、石灰、石こう、硫酸カルシウム・1/2水和物(バサニ石)、または無水硫酸カルシウム(無水物)、または潜在的水硬性結合剤、例えば、フライアッシュ、高炉スラグまたはポゾランを含む建材混合物の製造で適切に利用される。
WO02/070425によれば、ケイ酸カルシウム水和物(C−S−H)、特に分散されて(細かく分散されて、または特に細かく分散されて)存在しているケイ酸カルシウム水和物は、硬化促進剤として使用されてよい。WO2010/026155は、減水剤として水硬性結合剤に好適な水溶性のくし形ポリマー、ならびに500nmよりも小さい粒径を有するケイ酸カルシウム水和物粒子を含む組成物を開示している。前記C−S−H粒子の製造のためのカルシウム源として、先行技術によれば、特に、ギ酸カルシウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウムおよび硫酸カルシウムが使用される。
WO2012/025567は、特に、ポリアルキレンオキシド鎖を含むホスホン酸誘導体の添加下に、スルファミン酸カルシウムであってよいカルシウム化合物とケイ素化合物との反応による、水硬性結合剤のための凝結促進剤および硬化促進剤の製造方法を記載している。前記ホスホン酸誘導体は、ホスホン酸化合物の、1つまたは複数のポリアルキレンオキシド化合物でのエステル化またはアミド化により製造される。したがって、前記誘導体は、末端ホスホン酸基を有している。それゆえ、前記誘導体は、アニオン性基またはアニオン形成性基を有する構造単位と、ポリエーテル側鎖を有する構造単位とから形成されている高分子分散剤ではない。
WO2013/083627は、無機結合剤のための凝結促進剤および硬化促進剤の製造方法であって、カルシウム化合物とケイ素化合物との反応の工程、および最大で200g/molの分子量を有する酸性化合物の添加を含む前記方法を記載している。ここで、過剰量の前記酸性化合物、および常にさらなる硬化促進剤、つまり、メチルジエタノールアミンが、カルシウム化合物の溶液に加えられる。前記混合物は、その後、分散液を使用せずに、ケイ素化合物の溶液と混合される。
前記公知の硬化促進剤は、特に、生成物中にアニオンが残留しているため、多数の欠点がある。カルシウム源として前記カルシウム化合物を使用して製造されたケイ酸カルシウム水和物をベースとする硬化促進剤は、乾燥によってその活性を大きく失う。これは、ギ酸カルシウムを使用する場合に特に当てはまる。塩化カルシウムの使用は、腐食作用する混合物を生じさせる。硝酸カルシウムを、有機物質、例えば、水硬性凝結材料のための別の添加剤と一緒に使用することは、酸化作用のニトロ化のため憂慮すべきである。酢酸カルシウムをベースとする生成物は、吸湿性である。さらにまた、硫酸カルシウムは、必然的に溶解性の問題が伴いうる。WO2013/083627に記載の方法により得られる硬化促進剤の影響は、約6時間までの範囲では不充分である。特に、コンクリート成形体を早めに型枠から外し、それによって生産サイクルを早めることはほぼ不可能である。
前記種々の硬化促進剤は、前記欠点のため、それぞれ特定の条件下でしか使用することができない。水は、少量でも乾燥した結合剤、特に、セメントに不都合であるため、懸濁液として存在しているケイ酸カルシウム水和物をベースとする硬化促進剤を、乾燥した結合剤のための添加剤として使用することはできない。さらに、塩化物を含むコンクリート添加剤は、数多くの適用に禁止されている。
したがって、本発明の基礎をなす課題は、水硬性凝結材料のための添加剤であって、硬化促進剤として、特に、初期強度を高めるために作用する前記添加剤を提供することであり、ここで、初期強度とは、好ましくは、24時間後の圧縮強度、特に好ましくは10時間後の圧縮強度、最も好ましくは6時間後の圧縮強度と理解される。
さらに、本発明の基礎をなす課題は、水硬性凝結材料のための、乾燥生成物の形態、特に、粉末の形態の添加剤であって、硬化促進剤として作用し、かつ乾燥した水硬性結合剤に添加することができる前記添加剤を提供することである。特に、本発明の基礎をなす課題は、乾燥生成物の形態、特に、粉末の形態の水硬性凝結材料のための、一般に使用可能な添加剤であって、その作用が、乾燥した状態でも実質的に懸濁液の作用と同等である添加剤を提供することである。
前記課題は、分散剤、少なくとも1つの非高分子のスルホン酸化合物およびケイ酸カルシウム水和物粒子を含む、水硬性凝結材料のための添加剤により解決される。
本発明は、水硬性凝結材料のための添加剤に関する。本発明の実施態様は以下の通りである。
1.水硬性凝結材料のための添加剤であって、
a)アニオン性基またはアニオン形成性基を有する構造単位と、ポリエーテル側鎖を有する構造単位とを含む少なくとも1つの高分子分散剤、
b)一般式(I)
Figure 2016513144
[式中、
1は、NH2、NHMe、NMe2、N(CH2−CH2−OH)2、CH3、C25、CH2−CH2−OH、フェニルまたはp−CH3−フェニルであり、
n+は、アルカリ金属カチオン、または、好ましくはCa2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+もしくはCu2+から選択される二価もしくは三価のカチオンであり、好ましくは、アルカリ金属カチオンまたはCa2+であり、および
nは、前記カチオンの価数である]
の少なくとも1つのスルホン酸化合物、および
c)ケイ酸カルシウム水和物粒子
を含む前記水硬性凝結材料のための添加剤。
2.A1が、NH2またはCH3である、実施態様1に記載の添加剤。
3.Kn+が、Na+、K+またはCa2+である、実施態様1または2に記載の添加剤。
4.Kn+が、Ca2+である、実施態様3に記載の添加剤。
5.前記分散剤が、少なくとも1つのアニオン性基またはアニオン形成性基を有する少なくとも1つのモノマーと、少なくとも1つのポリエーテル側鎖を含む少なくとも1つのモノマーとの重合により得られた少なくとも1つのポリマーを含む、実施態様1から4までのいずれか1つに記載の添加剤。
6.前記ポリマーが、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)
Figure 2016513144
[式中、
1は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、CH2COOHまたはCH2CO−X−R3であり;
Xは、NH−(Cn2n)またはO−(Cn2n)(ここで、nは、1、2、3または4である)、または化学結合であり、ここで、窒素原子もしくは酸素原子は、CO基に結合しており;
2は、OM、PO32、またはO−PO32であり(ただし、R2がOMである場合、Xは、化学的結合である);
3は、PO32またはO−PO32である]、
一般式(Ib)
Figure 2016513144
[式中、
3は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
nは、O、1、2、3または4であり;
4は、PO32またはO−PO32である]、
一般式(Ic)
Figure 2016513144
[式中、
5は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Zは、OまたはNR7であり;および
7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO32であり;
nは、1、2、3または4である]、
および/または一般式(Id)
Figure 2016513144
[式中、
6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Qは、NR7またはOであり;
7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO32であり、
nは、1、2、3または4である]
であって、前記式中、Mが、いずれの場合も、互いに独立してHまたはカチオン等価体である少なくとも1つの構造単位を有する、実施態様5に記載の添加剤。
7.前記ポリマーが、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)(式中、R1は、HまたはCH3である)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Ib)(式中、R3は、HまたはCH3である)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Ic)(式中、R5は、HまたはCH3であり、Zは、Oである)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Id)(式中、R6は、Hであり、Qは、Oである)の少なくとも1つの構造単位を有する、実施態様6に記載の添加剤。
8.前記高分子分散剤が、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)(式中、R1は、HまたはCH3であり、XR2は、OMであるか、またはXは、O(Cn2n)(ここで、nは1、2、3または4であり、特に2である)であり、R2はO−PO32である)の少なくとも1つの構造単位を有する、実施態様6または7に記載の添加剤。
9.前記ポリマーが、ポリエーテル側鎖として、一般式(IIa)
Figure 2016513144
[式中、
10、R11およびR12は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Zは、OまたはSであり;
Eは、非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであり;
Gは、O、NHまたはCO−NHであり;または
EおよびGは、一緒になって化学結合であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
nは、0、1、2、3、4および/または5であり;
aは、2〜350の整数であり;
13は、H、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、CO−NH2および/またはCOCH3である]、
一般式(IIb)
Figure 2016513144
[式中、
16、R17およびR18は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Eは、非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであるか、または化学結合であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
Lは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2−CH(C65)であり;
aは、2〜350の整数であり;
dは、1〜350の整数であり;
19は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
20は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
およびnは、0、1、2、3、4または5である]、
一般式(IIc)
Figure 2016513144
[式中、
21、R22およびR23は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Wは、O、NR25、Nであり
Yは、Wが、OまたはNR25である場合、1であり、WがNである場合、2であり、
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
aは、2〜350の整数であり;
24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
25は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である]、
および/または一般式(IId)
Figure 2016513144
[式中、
6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Qは、NR10、NまたはOであり;
Yは、QがOまたはNR10である場合、1であり、QがNである場合、2であり;
10は、Hまたは非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2C(C65)Hであり;
24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Mは、Hまたはカチオン等価体であり、および
aは、2〜350の整数である]
の少なくとも1つの構造単位を有する、実施態様5から8までのいずれか1つに記載の添加剤。
10.前記高分子分散剤が、ポリエーテル側鎖として、
(a)一般式(IIa)(式中、R10およびR12は、Hであり、R11は、HもしくはCH3であり、EおよびGは、一緒になって化学結合であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、3〜150であり、R13は、Hもしくは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;ならびに/または
(b)一般式(IIb)(式中、R16およびR18は、Hであり、R17は、HもしくはCH3であり、Eは、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C6アルキレン基であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、Lは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、2〜150の整数であり、dは、1〜150の整数であり、R19は、Hもしくは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり、およびR20は、Hもしくは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;ならびに/または
(c)一般式(IIc)(式中、R21およびR23は、Hであり、R22は、HもしくはCH3であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、2〜150の整数であり、R24は、Hもしくは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;ならびに/または
(d)一般式(IId)(式中、R6は、Hであり、Qは、Oであり、R7は、(Cn2n)−O−(AO)α−R9であり、nは、2および/もしくは3であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、αは、1〜150の整数であり、R9は、Hもしくは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位
を有する、実施態様9に記載の添加剤。
11.前記高分子分散剤が、一般式(IIa)および/または(IIc)の少なくとも1つの構造単位を含む、実施態様9または10に記載の添加剤。
12.前記高分子分散剤が、ポリエーテル側鎖を有する、少なくとも1つの芳香族またはヘテロ芳香族の構造単位と、少なくとも1つのリン酸エステル基またはその塩を有する、少なくとも1つの芳香族またはヘテロ芳香族の構造単位とを含む重縮合体である、実施態様1から4までのいずれか1つに記載の添加剤。
13.前記分散剤が、構造単位(III)
Figure 2016513144
[式中、
Tは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしくは2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であり;
nは、1または2であり;
Bは、N、NHまたはOであり(ただし、Bが、Nである場合、nは、2であり、およびただし、Bが、NHまたはOである場合、nは、1である);
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
aは、1〜300の整数であり;
25は、H、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしくは2個の原子は、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子であるヘテロアリール基であり、好ましくはHである]
および構造単位(IV)を含み、
ここで、構造単位(IV)が、構造単位(IVa)
Figure 2016513144
[式中、
Dは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしくは2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であり;
Eは、N、NHまたはOであり(ただし、Eが、Nの場合、mは、2であり、およびただし、Eが、NHまたはOである場合、mは、1である);
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
bは、1〜300の整数であり;
Mは、互いに独立してHまたはカチオン等価体である]、
および構造単位(IVb)
Figure 2016513144
[式中、
Vは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、または置換されたもしくは置換されていないナフチル基であり;R7は、COOM、OCH2COOM、SO3MまたはOPO32であり;
Mは、Hまたはカチオン等価体であり;
ここで、前述のフェニル基、ナフチル基、またはヘテロ芳香族基は、場合によって、R8、OH、OR8、(CO)R8、COOM、COOR8、SO38、およびNO2から選択される1または2つの基で置換されており;および
8が、C1〜C4アルキル、フェニル、ナフチル、フェニル−C1〜C4アルキルまたはC1〜C4アルキルフェニルである]
から選択される重縮合生成物である少なくとも1つのポリマーを含む、実施態様5に記載の添加剤。
14.Tが、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、またはナフチル基であり、Eが、NHまたはOであり、Aが、Cx2x(ここで、xは、2および/または3である)であり、aが、1〜150の整数であり、R25が、H、または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルキル基である、実施態様13に記載の添加剤。
15.Dが、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、またはナフチル基であり、Eが、NHまたはOであり、Aが、Cx2x(ここで、xは、2および/または3である)であり、bは、1〜150の整数である、実施態様13に記載の添加剤。
16.Tおよび/またはDが、1または2つのC1〜C4アルキル基、ヒドロキシ基または2つのC1〜C4アルコキシ基で置換されている、フェニルまたはナフチルである、実施態様13から15までのいずれか1つに記載の添加剤。
17.Vが、1または2つのC1〜C4アルキル、OH、OCH3、またはCOOMで置換されているフェニルまたはナフチルであり、R7が、COOMまたはOCH2COOMである、実施態様13に記載の添加剤。
18.前記重縮合生成物が、さらなる一般式の構造単位(V)
Figure 2016513144
[式中、R5およびR6は、同一または異なって、H、CH3、COOHまたは置換されたもしくは置換されていないフェニル基もしくはナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち、1または2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であってよい]
を含む、実施態様13から17までのいずれか1つに記載の添加剤。
19.R5およびR6が、同一または異なって、H、CH3、またはCOOHであってよく、特に、HまたはR5およびR6の基の1つが、Hであり、もう一方が、CH3である、実施態様18に記載の添加剤。
20.前記高分子分散剤が、一般式(I)および(II)の単位、特に、一般式(Ia)および(IIa)の単位を有する、実施態様1から11までのいずれか1つに記載の添加剤。
21.前記高分子分散剤が、一般式(Ia)および(IIc)の構造単位を有する、実施態様20に記載の添加剤。
22.前記高分子分散剤が、一般式(Ic)および(IIa)の構造単位を有する、実施態様20に記載の添加剤。
23.前記高分子分散剤が、一般式(Ia)、(Ic)および(IIa)の構造単位を有する、実施態様20に記載の添加剤。
24.前記高分子分散剤が、(i)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ヒドロキシエチルアクリレートリン酸エステル、および/またはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ヒドロキシエチルアクリレートリン酸ジエステル、および/またはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸ジエステルに由来する、アニオン性またはアニオン形成性の構造単位と、(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールアクリル酸エステル、C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、アリルオキシポリエチレングリコール、アリルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、メタリルオキシポリエチレングリコール、メタリルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、イソプレニルオキシポリエチレングリコールおよび/またはイソプレニルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテルに由来するポリエーテル側鎖構造単位とから形成されている、実施態様1から11まで、または20から23までのいずれか1つに記載の添加剤。
25.前記高分子分散剤が、
(i)ヒドロキシエチルアクリレートリン酸エステルおよび/もしくはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステルおよび/もしくはC1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸および/もしくはメタクリル酸、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステル、および/もしくはC1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸、メタクリル酸、および/もしくはマレイン酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、アリルオキシポリエチレングリコール、メタリルオキシポリエチレングリコール、および/もしくはイソプレニルオキシポリエチレングリコール
に由来する構造単位(i)と(ii)とから形成されている、実施態様24に記載の添加剤。
26.前記高分子分散剤が、
(i)ヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステルもしくはポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)メタクリル酸、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステルもしくはポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸およびマレイン酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸およびマレイン酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)メタリルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)アリルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)メタリルオキシポリエチレングリコール
に由来する構造単位(i)と(ii)とから形成されている、実施態様25に記載の添加剤。
27.構造単位(I):(II)のモル比が、1:4〜15:1、特に1:1〜10:1である、実施態様5から11までのいずれか1つの添加剤。
28.構造単位(III):(IV)のモル比が、4:1〜1:15、特に、2:1〜1:10である、実施態様13から19までのいずれか1つに記載の添加剤。
29.構造単位(III+IV):(V)のモル比が、2:1〜1:3、特に、1:0.8〜1:2である、実施態様13から20までのいずれか1つに記載の添加剤。
30.前記高分子分散剤が、一般式(III)および(IV)(式中、TおよびDは、フェニルまたはナフチルであり、ここで、フェニルまたはナフチルが、場合により、1または2つのC1〜C4アルキル基、ヒドロキシ基または2つのC1〜C4アルコキシ基で置換されており、BおよびEが、Oであり、Aが、Cx2x(ここで、xは、2である)であり、aは、3〜150、特に、10〜150であり、bが、1、2または3である)の構造単位から形成されている、実施態様13から20まで、28または29のいずれか1つに記載の添加剤。
31.水性懸濁液または固体の形態、特に、粉末として存在している、実施態様1から30までのいずれ1つに記載の添加剤。
32.固体の形態で、10質量%未満の含水量を有する、実施態様31に記載の添加剤。
33.ケイ酸カルシウム水和物粒子におけるカルシウムのケイ素に対するモル比が、0.6〜2、好ましくは0.8〜1.8、特に好ましくは、0.9〜1.6、特に好ましくは1.0〜1.5である、実施態様1から32までのいずれか1つに記載の添加剤。
34.ケイ酸カルシウム水和物粒子におけるカルシウムの水に対するモル比が、0.6〜6、好ましくは0.6〜4、特に好ましくは0.8〜2である、実施態様1から33までのいずれか1つに記載の添加剤。
35.特に、消泡剤、AE剤(Luftporenbildner)、凝固遅延剤、収縮低減剤、再分散性粉末、別の硬化促進剤、凍結防止剤、対風化剤(Antiausbluehmittel)およびそれらの2つまたは複数の助剤の混合物から選択される配合助剤をさらに含む、実施態様1から34までのいずれか1つに記載の添加剤。
36.ケイ酸カルシウム水和物粒子が、前記高分子分散剤の存在下に製造された、実施態様1から35までのいずれか1つに記載の添加剤。
37.前記分散剤の水溶液の存在下に、一般式(I)の少なくとも1つのスルホン酸化合物のカルシウム塩と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物との反応により得られる、実施態様1から36までのいずれか1つに記載の添加剤。
38.前記スルホン酸化合物のカルシウム塩が、水溶性カルシウム塩と、一般式(I)(式中、Kは、Hであり、nは、1と同じである)の化合物であって、カルシウム塩を基準として、最大で化学量論的量で使用される前記化合物との反応により得られる、実施態様37に記載の添加剤。
39.前記分散剤が、一般式(Ia)(式中、Xは、化学結合であり、R2は、Mである)および一般式(IIc)の単位からのみ形成されていないか、または前記分散剤が、一般式(Ia)(式中、Xは化学結合であり、R2は、Mである)の単位を含む場合、一般式(IIc)の単位を含まない、実施態様5または6に記載の添加剤。
40.一般式(I)(式中、Kn+は、Ca2+である)の少なくとも1つのスルホン酸化合物と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物との、分散剤の水溶液の存在下での反応による実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の製造方法。
41.一般式(I)のスルホン酸化合物が、水溶性カルシウム塩と、一般式(I)(式中、Kn+は、H+である)の化合物との反応により得られ、ここで、前記化合物が、カルシウム塩を基準として、最大で化学量論的量で使用される、実施態様40に記載の方法。
42.分散剤の水溶液の存在下に、水溶性カルシウム化合物と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物とを反応させて、一般式(I)の少なくとも1つのスルホン酸化合物を添加することによる、実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の製造方法。
43.前記水溶性カルシウム化合物が、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、炭酸カルシウム、臭化カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩素酸カルシウム、フッ化カルシウム、グルコン酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、ヨウ素酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、乳酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸カルシウム・1/2水和物、硫酸カルシウム二水和物、硫化カルシウム、酒石酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、およびそれらの2つまたは複数の成分の混合物から選択される、実施態様42に記載の方法。
44.前記水溶性カルシウム化合物が、クエン酸カルシウム、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、およびそれらの成分の2つまたは複数の成分の混合物から選択される、実施態様43に記載の方法。
45.前記水溶性カルシウム化合物が、塩化カルシウムおよび硝酸カルシウムまたはそれらの混合物から選択される、実施態様43に記載の方法。
46.前記水溶性ケイ酸塩化合物が、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、水ガラス、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、およびそれらの成分の2つまたは複数の成分の混合物から選択される、実施態様40から45までのいずれか1つに記載の方法。
47.前記水溶性ケイ酸塩化合物が、一般式mSiO2・nM2O(式中、Mは、Li、Na、KおよびNH4であり、好ましくは、NaまたはK、またはそれらの混合物であり、mおよびnは、モル数を意味しており、m:nの比は、約0.9〜約4、好ましくは、約0.9〜約3.8、特に約0.9〜約3.6である)のアルカリ金属ケイ酸塩から選択される、実施態様45に記載の方法。
48.前記硬化促進剤組成物が乾燥され、ここで、乾燥が、好ましくはスプレードライまたはロール乾燥により行われるさらなる方法工程を含む、実施態様40から47までのいずれか1つに記載の方法。
49.実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の、水硬性結合剤を含む建材混合物における使用。
50.実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の、水硬性結合剤のための混和材料としての使用。
51.実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の、水硬性結合剤のための凝結促進剤としての使用。
52.前記水硬性結合剤が、(ポルトランド)セメント、石こう、無水物、スラグ、好ましくは、特に、顆粒化された高炉スラグ、スラグ砂、フライアッシュ、微細粉シリカ、メタカオリン、天然および人工ポゾラン、焼成オイルシェール(kalzinierter Oelschiefer)、カルシウムスルホアルミネートセメント、カルシウムアルミネートセメント、およびそれらの成分の2つまたは複数の成分の混合物から選択される、実施態様49から51までのいずれか1つに記載の使用。
53.実施態様4に記載の一般式(I)の水溶性カルシウムスルホン酸塩の、ケイ酸カルシウム水和物粒子の製造のための使用。
54.実施態様4に記載の一般式(I)の水溶性カルシウムスルホン酸塩の、実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤を製造するための使用。
55.実施態様4に記載の一般式(I)の水溶性カルシウムスルホン酸塩の、乾燥助剤としての使用。
56.実施態様1から39までのいずれか1項に記載の添加剤の、(ポルトランド)セメント、スラグ、フライアッシュ、石灰、ポゾランまたはそれらの混合物、好ましくは、(ポルトランド)セメントの製造における粉砕助剤としての使用。
57.実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤の、石油および天然ガスのボーリング、特に、地下の石油および天然ガス鉱床の開発、採取および仕上における、ならびに深部ボーリングにおける使用。
58.実施態様57に記載の添加剤の、石油および天然ガスのボーリングのボーリング孔のセメンチングにおけるセメントスラリーの凝結を促進させるための使用。
59.実施態様1から39までのいずれか1つに記載の添加剤および水硬性結合剤を含む建材混合物。
60.前記水硬性結合剤が、(ポルトランド)セメント、高炉スラグ、スラグ砂、フライアッシュ、シリカ塵(Silikastaub)、メタカオリン、天然ポゾラン、焼成オイルシェール、カルシウムアルミネートセメントおよびそれらの混合物から選択される、実施態様59に記載の建材混合物。
61.水硬性硬化剤として(ポルトランド)セメントを含む、実施態様59または60に記載の建材混合物。
62.水性懸濁液の形態の、実施態様59から61までのいずれか1つに記載の建材混合物。
本発明の1つの実施態様によれば、本発明による懸濁液の動的光散乱(Malvern Zetasizer NanoZS)により測定されるケイ酸カルシウム水和物粒子90%の粒径は、1000nm未満、好ましくは500nm未満、さらに好ましくは300nm未満、特に好ましくは200nm未満である。
3つすべての酸素原子が、硫黄原子に直接結合している、−SO3−の構造単位を有する化合物は、すべてスルホン酸化合物と表される。特に、スルホン酸化合物という概念は、スルホン酸に限定されておらず、スルホン酸アニオンを含むその塩も含んでいる。
前記スルホン酸化合物は、特に、一般式(I)
Figure 2016513144
[式中、
1は、NH2、NHMe、NMe2、N(CH2−CH2−OH)2CH3、C25、CH2−CH2−OH、フェニルまたはp−CH3−フェニルであり、
n+は、アルカリ金属カチオン、特に、Na+、K+、または、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+および/またはCu2+から選択されるカチオン等価体である]の化合物である。特に好ましい実施態様では、一般式(I)のアニオンは、スルホン酸アミド(H2N−SO3 -)およびスルホン酸メチル(H3C−SO3 -)から選択される。一般式(I)のアニオンが、スルホン酸アミド(H2N−SO3 -)であるのが特に好ましい。
好ましい実施態様では、前記分散剤は、アニオン性基および/またはアニオン形成性基を有する構造単位と、ポリエーテル側鎖を有する構造単位とを含む少なくとも1つのポリマーを含んでいる。特に、線状の主鎖に、多少の差はあれ等間隔で(それぞれ少なくとも200g/mol、特に好ましくは少なくとも400g/molの分子量を有する)比較的長い側鎖を有するポリマーが使用されてよい。前記側鎖の長さは、多くの場合、ほぼ同じであるが、互いに大きく異なっていてもよい(例えば、異なる長さの側鎖を有するポリエーテルマクロモノマーが重合導入される場合)。このようなポリマーは、例えば、酸性モノマーおよびポリエーテルマクロモノマーのラジカル重合により得られる。このようなくし形ポリマーにするための代替的な方法は、ポリ(メタ)アクリル酸および類似の(コ)ポリマー、例えば、アクリル酸/マレイン酸コポリマーの、好適なモノヒドロキシ官能性もしくはモノアミノ官能性のポリアルキレングリコール、好ましくはアルキルポリエチレングリコールでのエステル化および/またはアミド化である。ポリ(メタ)アクリル酸のエステル化および/またはアミド化により得られるくし形ポリマーは、例えば、EP1138697B1に記載され、これを明確に参照する。
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される、ポリマーの平均分子量Mwは、好ましくは、5,000〜200,000g/mol、特に好ましくは、10,000〜80,000g/mol、殊に好ましくは20,000〜70,000g/molである。ポリマーの平均分子量および変換率は、GPCを用いて分析された(カラムの組み合わせ:OH−Pak SB−G、OH−Pak SB804 HQおよびOH−Pak SB 802.5 HQ(Shodex、日本);溶離剤:HCO2NH4の水溶液80体積%(0.05モル/l)およびアセトニトリル20体積%;注入容量100μl;流量速度0.5ml/min)。平均モル質量の測定のための較正は、線状ポリ(エチレンオキシド)標準およびポリエチレングリコール標準を用いて行われた。変換率の基準として、コポリマーのピークは、相対高さ1を基準とし、未反応のマクロモノマー/PEGを含むオリゴマーのピーク高さは、残留モノマー含有量の基準として使用される。
前記高分子分散剤は、工業規格EN934−2(2002年2月)の要求を満たしているのが好ましい。
前記ポリマーは、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)
Figure 2016513144
[式中、
1は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖C1〜C4アルキル基、CH2COOHまたはCH2CO―X−R3、好ましくはHまたはCH3であり;
Xは、NH−(Cn2n)、O(Cn2n)(ここで、nは、1、2、3または4である)、であり、ここで、窒素原子もしくは酸素原子は、CO基に結合しているか、または化学結合であり、Xは、化学結合またはO(Cn2n)であるのが好ましく;
2は、OM、PO32、またはO−PO32である(ただし、R2が、OMである場合、Xは、化学結合である);
3は、PO32、またはO−PO32である];
一般式(Ib)、
Figure 2016513144
[式中、
3は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、好ましくはHまたはCH3であり;
nは、0、1、2、3または4、好ましくは0、または1であり;
4は、PO32、またはO−PO32である]、
一般式(Ic)
Figure 2016513144
[式中、
5は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、好ましくは、Hであり;
Zは、OまたはNR7、好ましくは、Oであり;および
7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO32であり;
nは、1、2、3または4、好ましくは1、2または3である]、
および/または一般式(Id)
Figure 2016513144
[式中、
6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、好ましくは、Hであり;
Qは、NR7またはO、好ましくは、Oであり;
7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO32であり;
nは、1、2、3または4であり、好ましくは、1、2または3である]であって、
前記式中、Mは、いずれの場合も、互いに独立して、Hまたはカチオン等価体である、
少なくとも1つの構造単位を含んでいるのが好ましい。
前記ポリマーは、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)(式中、R1は、HまたはCH3である)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Ib)(式中、R3は、HまたはCH3である)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Ic)(式中、R5は、HまたはCH3であり、Zは、Oである)の少なくとも1つの構造単位;および/または一般式(Id)(式中、R6は、Hであり、Qは、Oである)の少なくとも1つの構造単位を含むのがさらに好ましい。
前記ポリマーが、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(la)(式中、R1は、HまたはCH3であり、XR2は、OMであり、またはXは、O(Cn2n)(ここで、nは、1、2、3または4、特に、2であり、R2は、O−PO32である)の少なくとも1つの構造単位を含むのが特に好ましい。
前記ポリマーが、ポリエーテル側鎖として、一般式(IIa)
Figure 2016513144
[式中、
10、R11およびR12は、互いに独立してHまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Zは、OまたはSであり;
Eは、非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであり;
Gは、O、NHまたはCO−NHであり;または
EおよびGは、一緒になって化学結合であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり、好ましくは、2または3である;
nは、0、1、2、3、4および/または5、好ましくは、0、1または2であり;
aは、2〜350、好ましくは、5〜150の整数であり;
13は、H、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、CO−NH2および/またはCOCH3である]、
一般式(IIb)
Figure 2016513144
[式中、
16、R17およびR18は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Eは、非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであるか、または化学結合であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり、好ましくは、2または3であり;
Lは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2−CH(C65)、好ましくは、2または3であり;
aは、2〜350、好ましくは5〜150の整数であり;
dは、1〜350、好ましくは5〜150の整数であり;
19は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
20は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
nは、0、1、2、3、4または5、好ましくは、0、1または2である]、
一般式(IIc)
Figure 2016513144
[式中、
21、R22およびR23は、互いに独立して、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Wは、O、NR25、Nであり;
Yは、WがOまたはNR25である場合、1であり、WがNである場合、2であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり、好ましくは、2または3であり;
aは、2〜350、好ましくは、5〜150の整数であり;
24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
25は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である]、
および/または一般式(IId)
Figure 2016513144
[式中、
6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Qは、NR10、NまたはOであり;
Yは、WがOまたはNR10である場合、1であり、WがNである場合、2であり;
10は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
Mは、H、またはカチオン等価体であり;
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2C(C65)H、好ましくは、2または3であり;および
aは、2〜350、好ましくは5〜150の整数である]
少なくとも1つの構造単位を含むのが好ましい。
前記ポリマーが、ポリエーテル側鎖として
(a)一般式(IIa)(式中、R10およびR12は、Hであり、R11は、HまたはCH3であり、EおよびGは、一緒になって化学結合であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/または3である)であり、aは、3〜150であり、R13は、Hまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;および/または
(b)一般式(IIb)(式中、R16およびR18は、Hであり、R17は、HまたはCH3であり、Eは、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C6アルキレン基であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、Lは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、2〜150の整数であり、dは、1〜150の整数であり、R19は、Hまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり、R20は、Hまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;および/または
(c)一般式(IIc)(式中、R21およびR23は、Hであり、R22は、HまたはCH3であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、2〜150の整数であり、R24は、Hまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位;および/または
(d)一般式(IId)(式中、R6は、Hであり、Qは、Oであり、R7は、(Cn2n)−O−(AO)α−R9であり、nは、2および/もしくは3であり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、αは、1〜150の整数であり、R9は、Hまたは非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である)の少なくとも1つの構造単位を含んでいるのがさらに好ましい。
前記ポリマーが、一般式(IIa)および/または(IIc)の少なくとも1つの構造単位を含んでいるのが特に好ましい。
さらなる実施態様によれば、前記高分子分散剤は、ポリエーテル側鎖を有する少なくとも1つの芳香族またはヘテロ芳香族の構造単位と、少なくとも1つのリン酸エステル基またはその塩を有する少なくとも1つの芳香族またはヘテロ芳香族の構造単位を含む、重縮合生成物である。
前記重縮合生成物は、構造単位(III)
Figure 2016513144
[式中、
Tは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1または2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくはちかんされていないヘテロ芳香族基であり;
nは、1または2であり;
Bは、N、NHまたはOであり(ただし、BがNである場合、Nは、2であり、およびただし、BがNHまたはOである場合、nは、1である);
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり、好ましくは、2または3であり;
aは、1〜300、好ましくは、5〜150の整数であり;
25は、H、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、または5〜10個の環原子を有し、そのうちの1または2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子であるヘテロアリール基、好ましくは、Hである]
および構造単位(IV)を含んでいるのが好ましく、
ここで、構造単位(IV)は、構造単位(IVa)
Figure 2016513144
[式中、
Dは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1または2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であり;
Eは、N、NHまたはOであり(ただし、Eが、Nである場合、mは2であり、およびただし、Eが、NHまたはOである場合、nは1である);
Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり、好ましくは、2または3であり;
bは、1〜300、好ましくは、5〜150の整数であり;
Mは、互いに独立して、Hまたはカチオン等価体である]、
および構造単位(IVb)
Figure 2016513144
[式中、
Vは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、または置換されたもしくは置換されていないナフチル基であり;場合によって、R8、OH、OR8、(CO)R8、COOM、COOR8、SO38およびNO2から選択される、好ましくはOH、OC1〜C4アルキルおよびC1〜C4アルキルである、1または2つの基で置換された;
7は、COOM、OCH2COOM、SO3MまたはOPO32であり;
Mは、Hまたはカチオン等価体である]
(ここで、前述のフェニル基、ナフチル基、またはヘテロ芳香族基は、場合により、R8、OH、OR8、(CO)R8、COOM、COOR8、SO38およびNO2から選択される、1または2つの基で置換されており;
8は、C1〜C4アルキル、フェニル、ナフチル、フェニル−C1〜C4アルキルまたはC1〜C4アルキルフェニルである)
から選択されている。
前記ポリマーは、構造単位(III)および(IV)を含む重縮合生成物を含んでいるのがさらに好ましく、ここで、Tは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基またはナフチル基であり、Eは、NHまたはOであり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、aは、1〜150の整数であり、R25は、H、または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルキル基である。
前記ポリマーは、構造単位(III)および(IV)を含む重縮合生成物を含んでいるのがさらに好ましく、ここで、Dは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基またはナフチル基であり、Eは、NHまたはOであり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2および/もしくは3である)であり、bは、1〜150の整数である。
前記ポリマーが、構造単位(III)および(IV)を含む重縮合生成物を含んでいるのが特に好ましく、ここで、Tおよび/またはDは、1または2つのC1〜C4アルキル基、ヒドロキシ基または2つのC1〜C4アルコキシ基で置換されているフェニルまたはナフチルである。
前記重縮合生成物は、構造単位(IVb)(式中、Vは、1または2つのC1〜C4アルキル、OH、OCH3またはCOOMで置換されているフェニルまたはナフチルであり、R7は、COOMまたはOCH2COOMである)を含んでいてよい。
前記重縮合生成物は、相応のカルボニル化合物に由来する、さらなる一般式の構造単位(V)
Figure 2016513144
[式中、
5およびR6は、同一であるか、または異なって、H、CH3、COOH、または置換されたもしくは置換されていないフェニル基またはナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1または2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたまたは置換されていないヘテロ芳香族基であってよい]
を含んでいてよい。
構造単位(V)のR5およびR6が、同一または異なって、H、CH3、またはCOOH、特に、Hであるか、またはR5およびR6の基のうちの1つの基が、Hであり、もう1つの基が、CH3であるのが好ましい。
構造単位(III)は、アルコキシ化されたヒドロキシ官能性またはアミノ官能性の芳香族またはヘテロ芳香族、例えば、アルコキシ化されたフェノキシエタノール、フェノキシプロパノール、2−アルコキシフェノキシエタノール、4−アルコキシフェノキシエタノール、2−アルキルフェノキシエタノール、および4−アルキルフェノキシエタノール、N,N−(ジヒドロキシエチル)アニリン、N−(ヒドロキシエチル)アニリン、N,N−(ジヒドロキシプロピル)アニリン、およびN−(ヒドロキシプロピル)アニリンに由来するのが好ましい。アルコキシ化されたフェノール誘導体(例えば、フェノキシエタノールまたはフェノキシプロパノール)が特に好ましく、アルコキシ化された、特に、平均分子量300g/mol〜10,000g/molのエトキシ化されたフェノール誘導体(例えば、ポリエチレングリコールモノフェニルエーテル)が殊に好ましい。
構造単位(IV)は、少なくとも1つのリン酸エステル基および/またはリン酸エステル基の塩を(例えば、リン酸でのエステル化および場合により、塩基の添加による)有する、リン酸化された、アルコキシ化されたヒドロキシ官能性またはアミノ官能性の芳香族またはヘテロ芳香族、例えば、フェノキシエタノールホスフェート、ポリエチレングリコールモノフェニルエーテルホスフェート、N,N−(ジヒドロキシエチル)アニリンジホスフェート、N−(ヒドロキシプロピル)アニリンホスフェートに由来するのが好ましい。少なくとも1つのリン酸エステル基および/またはリン酸エステル基の塩を有するアルコキシ化フェノール(例えば、25個未満のエチレングリコール単位を有するポリエチレングリコールモノフェニルエーテルホスフェート)であるのが特に好ましく、200g/mol〜600g/molの平均分子量を有するアルコキシ化フェノールそれぞれ(例えば、フェノキシエタノールホスフェート、2〜10個のエチレングリコール単位を有するポリエチレングリコールモノフェニルエーテルホスフェート)が殊に好ましく、ここで、アルコキシ化フェノールは、少なくとも1つのリン酸エステル基および/またはリン酸エステル基の塩を(例えば、リン酸でのエステル化、および場合により塩基の添加により)有している。
構造単位(V)は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、グリオキシル酸、および/またはベンズアルデヒドに由来するのが好ましい。ホルムアルデヒドが好ましい。
1つの実施態様では、前記ポリマーは、一般式(I)および(II)、特に、一般式(Ia)および(IIa)の構造単位を含んでいる。
別の実施態様では、前記ポリマーは、一般式(Ia)および(IIc)の構造単位を含んでいる。
別の実施態様では、前記ポリマーは、一般式(Ic)および(IIa)の構造単位を含んでいる。
別の実施態様では、前記ポリマーは、一般式(Ia)、(Ic)および(IIa)の構造単位を含んでいる。
前記ポリマーは、(i)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ヒドロキシエチルアクリレートリン酸エステル、および/またはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ヒドロキシエチルアクリレートリン酸ジエステル、および/またはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸ジエステルに由来する、アニオン性またはアニオン形成性の構造単位と、(ii)C1〜C4アルキル−ポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールアクリル酸エステル、C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールアクリル酸エステル、ビニルオキシC2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、ビニルオキシ−C2〜C4−アルキレンポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、アリルオキシポリエチレングリコール、アリルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、メタリルオキシポリエチレングリコール、メタリルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテル、イソプレニルオキシポリエチレングリコール、および/またはイソプレニルオキシポリエチレングリコール−C1〜C4アルキルエーテルに由来する、ポリエーテル側鎖構造単位とから形成されていてよい。
前記ポリマーは、
(i)ヒドロキシエチルアクリレートリン酸エステルおよび/またはヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステルおよび/またはC1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸および/もしくはメタクリル酸、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールアクリル酸エステルおよび/もしくはC1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸、メタクリル酸および/もしくはマレイン酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、アリルオキシポリエチレングリコール、メタリルオキシポリエチレングリコール、および/もしくはイソプレニルオキシポリエチレングリコール
に由来する構造単位(i)と(ii)とから形成されているのが好ましい。
前記ポリマーが、
(i)ヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリレル酸エステルまたはポリエチレングリコールメタクリレル酸エステル;または
(i)メタクリル酸、ならびに(ii)C1〜C4アルキルポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、もしくはポリエチレングリコールメタクリル酸エステル;または
(i)アクリル酸およびマレイン酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸およびマレイン酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)ビニルオキシ−C2〜C4アルキレンポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)アクリル酸、ならびに(ii)メタリルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)イソプレニルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)アリルオキシポリエチレングリコール、または
(i)マレイン酸、ならびに(ii)メタリルオキシポリエチレングリコール
に由来する構造単位(i)と(ii)とから形成されているのが特に好ましい。
1つの実施態様では、構造単位(I):(II)のモル比は、1:4〜15:1、特に、1:1〜10:1である。
別の実施態様では、構造単位(III):(IV)のモル比は、4:1〜1:15、特に、2:1〜1:10である。
別の実施態様では、構造単位(III+IV):(V)のモル比は、2:1〜1:3、特に、1:0.8〜1:2である。
別の好ましい実施態様では、前記ポリマーは、一般式(III)および(IV)(ここで、TおよびDは、フェニルまたはナフチルであり、ここで、フェニルまたはナフチルは、場合により、1または2つのC1〜C4アルキル基、ヒドロキシ基または2つのC1〜C4アルコキシ基で置換されており、BおよびEは、Oであり、Aは、Cx2x(ここで、xは、2である)であり、aは、3〜150、特に、10〜150の整数であり、bは、1、2または3である)の構造単位から形成されている重縮合生成物を含んでいる。
構造単位(I)および(II)を含む高分子分散剤の製造は、通常の方法で、例えば、ラジカル重合により行われる。これは、例えば、EP0894811、EP1851256、EP2463314、EP0753488に記載されており、これを全面的に参照する。
構造単位(III)、(IV)および(V)を含む高分子分散剤の製造は、一般的に、重縮合において、構造単位(III)、(IV)および(V)を基礎とする化合物を互いに反応させる方法により行われる。重縮合体の製造は、例えば、US2008/0108732、WO2006/042709およびWO2010/026155に記載されており、これを全面的に参照する。
前記添加剤は、水性懸濁液として、または乾燥後は、乾燥生成物の形態、例えば、塊状の材料として、粉末状の材料として、集合体として、および/または粉末として、好ましくは粉末として存在していてよい。前記添加剤が、懸濁液として存在している場合、一般式(I)の化合物は、溶解された、または懸濁された形態で存在していてよい。乾燥生成物として、前記添加剤は、15質量%未満、好ましくは10質量%未満、特に好ましくは7質量%未満の含水量を有している。
前記含水量は、粉末1gを3時間、循環炉棚で100℃にて貯蔵して、前記粉末の100℃での質量損失の測定により求める。
ケイ酸カルシウム水和物という概念には、異イオン、例えば、マグネシウムカチオンおよびアルミニウムカチオンを含むケイ酸カルシウム水和物も含まれる。
C−S−H粒子の組成は、一般に、以下の化学式により表すことができる:
Figure 2016513144
好ましい実施態様では、前記水溶液は、ケイ酸イオンおよびカルシウムイオンの他に、さらなる溶解したイオンを含んでおり、このイオンは、溶解したアルミニウム塩および/または溶解したマグネシウム塩の形状で提供されるのが好ましい。アルミニウム塩として、好ましくは、ハロゲン化アルミニウム、硝酸アルミニウム、水酸化アルミニウムおよび/または硫酸アルミニウムが使用されてよい。前記ハロゲン化アルミニウムの群では、塩化アルミニウムが特に好ましい。前記マグネシウム塩は、好ましくは、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウムおよび/または硫酸マグネシウムであってよい。アルミニウム塩およびマグネシウム塩の利点は、カルシウムおよびケイ素とは異なるイオンの導入によって、ケイ酸カルシウム水和物の欠陥が作られうることにある。これは、硬化促進作用の改善をもたらす。アルミニウムおよび/またはマグネシウムの、カルシウムおよびケイ素に対するモル比は、小さいのが好ましい。モル比は、上記化学式において、a、bおよびeの好ましい範囲が満たされるように(aは、0.66以上1.8以下である;bは、0以上0.1以下である;eは、0以上0.1以下である)選択されるのが特に好ましい。
一般的に、ケイ酸カルシウム水和物粒子は、少なくとも部分的に、以下の結晶構造の1または複数として存在している:フォシャジャイト、ヒレブランダイト、クソノトライト、ネコアイト、クリノトバモライト、9Åトバモライト(リバーシデリット(Reversiderit))、11Åトバモライト、14Åトバモライト(プロムビエライト)、ジェンナイト、メタジェンナイト、カルシウムコンドロダイト、アフィライト、α−C2SH、デライト、ジェフェイト、ローゼンハーナイト、キラライトおよび/またはソウルナイト。
ケイ酸カルシウム水和物粒子が、クソノトライト、9Åトバモライト(リバーシデリット)、11Åトバモライト、14Åトバモライト(プロムビエライト)、ジェンナイト、メタジェンナイト、アフィライト、および/またはジェフェイトとして存在しているのが特に好ましい。
カルシウムのケイ素に対するモル比は、水硬性凝結材料のための添加剤のケイ酸カルシウム水和物粒子において、0.6〜2、好ましくは0.8〜1.8、特に好ましくは0.9〜1.6、特に好ましくは1.0〜1.5である。
カルシウムの水に対するモル比は、水硬性凝結材料のための添加剤のケイ酸カルシウム水和物粒子において、0.6〜6、好ましくは0.6〜4、特に好ましくは0.8〜2である。これらのモル比は、例えば、セメントの水和作用により形成されるケイ酸カルシウム水和物相で見られるモル比と似ている。
懸濁液として存在している、水硬性凝結材料のための添加剤が、
(i)ケイ酸カルシウム水和物粒子0.1〜20質量%、好ましくは1〜15質量%、殊に好ましくは3〜10質量%、
(ii)前記分散剤0.1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%、殊に好ましくは1〜10質量%、
(iii)スルホン酸化合物1〜30質量%、好ましくは5〜25質量%、殊に好ましくは10〜20質量%、
iv)水24〜99質量%、特に好ましくは50〜99質量%、殊に好ましくは60〜90質量%
を含んでいるのが好ましい。
前記添加剤が、粉末形態で存在しているのが特に好ましく、その場合以下を含んでいる:
i)ケイ酸カルシウム水和物粒子10〜70質量%、好ましくは20〜50質量%、殊に好ましくは20〜30質量%、
ii)前記分散剤5〜50質量%、好ましくは10〜30質量%、殊に好ましくは15〜25質量%、
iii)スルホン酸化合物30〜80質量%、好ましくは45〜65質量%、および
iv)水1〜15質量%、好ましくは2〜10質量%。
本発明による添加剤を、可溶性硫酸塩(セメントに対して0.1〜5質量%)の含有量が比較的多いセメントと組合せて使用することが特に有利である。このようなセメントは、市販されているか、または水溶性硫酸塩が加えられてよい。セメントは、無水のアルミネート相が豊富であるのが好ましい。前記水溶性硫酸塩は、硫酸ナトリウムおよび/または硫酸カリウムから選択されるのが好ましい。前記可溶性硫酸塩と本発明による硬化促進剤の組合せは、セメントの相乗的な硬化促進作用をもたらす。
本発明による添加剤に、アルカノールアミン、好ましくは、トリイソプロパノールアミンおよび/またはテトラヒドロキシエチルエチレンジアミン(THEED)の群からの硬化促進剤が添加されてよい。前記アルカノールアミンは、前記水硬性結合剤、好ましくはセメントの質量に対して0.01〜2.5質量%の計量供給量で使用されるのが好ましい。アミン、特に、トリイソプロパノールアミンおよびテトラヒドロキシエチルエチレンジアミンを使用する場合に、水硬性結合剤系、特に、セメント質系の早期強度発現に関する相乗効果を見いだすことができる。
本発明による添加剤は、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、ホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミノテトラ(メチレンホスホン)酸、ジエチレントリアミノペンタ(メチレンホスホン)酸、それぞれ前記酸のそれぞれの塩も含めて、ピロリン酸、ペンタホウ酸、メタホウ酸および/または糖(例えば、グルコース、糖蜜)の群からの硬化遅延剤を含んでいてよい。硬化遅延剤を添加する利点は、開放時間を制御すること、特に、場合により延長することができることにある。前記硬化遅延剤は、前記水硬性結合剤、好ましくは、セメントの質量に対して0.01〜0.5質量%の計量供給量で使用されるのが好ましい。
本発明による添加剤は、一般的に、建築化学の分野で使用される配合成分、好ましくは、消泡剤、AE剤、遅延剤、収縮低減剤、再分散性粉末、別の硬化促進剤、凍結防止剤および/または対風化剤を含んでいてもよい。
本発明による添加剤は、一方では、A)非高分子スルホン酸の少なくとも1つの水溶性カルシウム塩と少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物とを、分散剤の水溶液の存在下に反応させることによって得られるものである。非高分子スルホン酸の硫酸カルシウム塩は、反応A)において、ケイ酸カルシウム水和物粒子が形成される反応の出発材料(カルシウム源)として用いられる。本発明によれば、反応A)の後、スルホン酸塩および/またはスルホン酸アニオンは、添加剤中に存在している。
他方、本発明による添加剤は、B)水溶性カルシウム化合物(非高分子スルホン酸のカルシウム塩ではないのが好ましい)と少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物とを、分散剤の水溶液の存在下に、水溶性の非高分子スルホン酸塩を添加して反応させることにより得られる。前記スルホン酸塩は、前記反応の前、その間、および好ましくは前記反応の後に添加されてよい。前記スルホン酸塩は、C−S−H懸濁液の乾燥特性を改善し、本発明による添加剤の硬化促進特性が、後続の乾燥工程を経ても維持されるようにするものである。したがって、前記スルホン酸塩は、乾燥助剤として作用する。
前記水硬性凝結材料のための添加剤の好ましい実施態様では、含まれているスルホン酸化合物のケイ素に対するモル比は、0.5〜8、好ましくは0.5〜5、特に1〜5の範囲にある。前記添加剤が、反応A)により得られる場合、前記比は、1〜4、特に2〜4の範囲にあるのが好ましい。前記添加剤が、反応A)により得られる場合、前記比は、2.5〜5.5の範囲にあるのが好ましい。
本発明による添加剤は、水硬性結合剤を含んでいない、特にセメントを含んでいないのが好ましい。「含んでいない」もしくは「セメントを含んでいない」とは、前記添加剤が、一般に、水硬性結合剤、特に、セメントを10質量%未満、好ましくは5質量%未満、特に1質量%未満、特に好ましくは0質量%含んでいることを意味する。
本発明は、上述の添加剤の製造法にも関する。
本発明による添加剤を製造するための方法A)は、一般式(I)(Kn+は、H+である)の非高分子スルホン酸の少なくとも1つの水溶性カルシウム塩と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物とを、高分子分散剤の水溶液の存在下に反応させるA)ことにより行われる。ここで、前記スルホン酸を最大で化学量論的量で使用することが好ましい、つまり、過剰量のスルホン酸は使用されない。本発明によれば、方法A)の生成物中に、一般式(I)のスルホン酸塩および/またはスルホン酸アニオンが存在している。
本発明による添加剤を製造するための方法B)は、水溶性カルシウム化合物(非高分子スルホン酸のカルシウム塩ではないのが好ましい)と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物とを、分散剤の水溶液の存在下に反応させることにより行われ、ここで、水溶性の非重合体スルホン酸塩が添加される。水溶性スルホン酸は、前記反応の前、その間、および好ましくは前記反応の後に添加されてよい。水溶性スルホン酸塩の添加後に行われてよい任意の乾燥工程では、前記水溶性スルホン酸塩は、乾燥助剤として用いられる。
水溶性カルシウムスルホン酸塩として、水溶性無機ケイ酸塩化合物として、水溶性カルシウム化合物として、および水溶性スルホン酸塩として水に比較的溶けにくい化合物も考慮される。しかし、水性環境での相応の反応相手(水溶性カルシウム化合物か、または水溶性ケイ酸塩化合物)との反応に充分な反応性があることが保証されねばならない。前記水溶性スルホン酸カルシウム塩、水溶性無機ケイ酸塩化合物、水溶性カルシウム化合物および水溶性スルホン酸塩の溶解度は、一般に、それぞれ0.01g/lより大きい、好ましくは0.1g/lより大きい、さらに好ましくは1g/lより大きい、特に好ましくは10g/lより大きい、殊に好ましくは50g/lより大きい。溶解度は、20℃および1bar(絶対圧)での溶媒である水を基準としている。
方法A)の好ましい実施態様では、前記水溶性スルホン酸カルシウムおよび前記水溶性無機ケイ酸塩化合物を、別個の容器内で、それぞれ少なくとも部分的に水に溶解させて、その後、前記2つの溶液を前記分散剤の水溶液に添加して反応させ、ここで、温度は、一定に20℃に保たれる。代替的に、前記カルシウムの水溶性スルホン酸塩の溶液、および/または水溶性ケイ酸塩化合物の溶液は、前記反応の前に、まず、前記分散剤の水溶液の少なくとも一部が加えられてもよい。つまり、前記分散剤は、少なくとも2つまたは3つの溶液に分けられていてよい。前記分散剤の総量の1〜50%、好ましくは10〜25%が、カルシウムの水溶性スルホン酸塩の溶液、および/または水溶性無機ケイ酸塩化合物の溶液に含まれているのが有利である。
方法B)の好ましい実施態様では、水溶性カルシウム化合物および水溶性無機ケイ酸塩化合物を、別個の容器内で、それぞれ少なくとも部分的に水に溶解させて、続いて、前記2つの溶液を前記分散剤の水溶液に添加して反応させ、ここで、温度は、一定して20℃に保たれる。代替的に、前記水溶性カルシウム化合物の溶液および/または前記水溶性ケイ酸塩化合物の溶液に、前記反応の前に、まず、前記分散剤の水溶液の少なくとも一部を加えてもよい。つまり、前記分散剤は、少なくとも2つまたは3つの溶液に分けられていてよい。前記分散剤の総質量の1〜50%、好ましくは10〜25%が、前記水溶性カルシウム化合物の溶液中に、および/または前記水溶性無機ケイ酸塩化合物の溶液中に含まれているのが有利である。
前記分散剤の水溶液は、水の他に、1つまたは複数のさらなる溶媒(例えば、アルコール、例えば、エタノールおよび/またはイソプロパノール)を含んでいてもよい。水とは異なる溶媒の質量割合は、すべての溶媒の合計に対して20質量%まで、特に好ましくは10質量%未満、殊に好ましくは5質量%未満であるのが好ましい。しかし、いずれの溶剤も含んでいない水系が殊に好ましい。前記方法が実施される温度範囲は、特別な制限を受けない。しかし、ある程度の範囲は、前記系の物理的状態による。0〜100℃、特に好ましくは5〜80℃、殊に好ましくは15〜35℃の範囲で作業されるのが好ましい。
前記方法は、異なる圧力、好ましくは1〜5barの範囲で実施されてもよい。
pH値は、反応相手の量および種類、かつ前記分散剤の量および種類による。pH値は、前記系の終わりに8より大きい、好ましくは8〜13.5の範囲であるのが好ましい。代替的に、pH値は、酸または塩基を添加することによって調整することができる。
方法A)の好ましい実施態様では、カルシウムの水溶性スルホン酸塩および水溶性無機ケイ酸塩化合物の、前記分散剤の水溶液への添加は、連続して配置された第一および第二の反応器を有する循環セミバッチ法で行われる。ここで、前記分散剤の水溶液は、第二反応器に装入される。第一反応器に、水溶性無機ケイ酸塩化合物の溶液、カルシウムの水溶性スルホン酸塩の溶液、および第二反応器の内容物が供給されて、第一反応器の流出物は、第二反応器に加えられる。
前記方法のさらなる好ましい実施態様では、前記水溶性カルシウムスルホン酸塩、前記水溶性無機ケイ酸塩化合物および前記分散剤の水溶液が、第一反応器内で混合されて、第一反応器の流出物が、第二反応器(混合流反応器(Mixed Flow Reactor)または管型反応器(Plug Flow Reactor)に導入される、連続的な方法の範囲において添加が行われる。
第一および第二の反応器の容積の比は、1/10〜1/20,000であるのが好ましい。前記カルシウムの水溶性スルホン酸塩および前記水溶性無機ケイ酸塩化合物の質量流量速度は、第二反応器から出る質量流量、および第一反応器に入る質量流量と比べて小さいのが好ましい;前記比が、1/5〜1/1000であるのが好ましい。第一反応器は、一般に、静的または動的混合装置であってよい;好ましくは、混合は、第一反応器において効果的であるのが望ましい。
方法A)およびB)による成分を合一および混合は、機械的エネルギーをこの混合物に導入する、特に、粉砕により、反応成分の反応を活性化する、および/または促進するため、ならびに望ましくは、C−S−H粒子の粒径を低下させることができる、分散装置を使用して行われるのが好ましい。好適な分散装置は、前記反応混合物に高いせん断力を加える装置である。好適な分散装置の例は、遊星ボールミル、超分散装置、ロータ・ステータ分散装置、および粉砕体を備える振とう装置である。このような装置は、市販されており、例えば、VMA Getzmann GmbH社のDispermat、Lau GmbH社のDisperser DAS H200、またはIka−Werke GmbH社のMagic Labである。
本発明による添加剤は、固体含有量が水硬性結合剤、好ましくは、セメントに対して0.01〜10質量%、特に好ましくは0.1〜2質量%の量で、水硬性凝結材料に計量供給されるのが好ましい。前記固形物含有量の測定は、炉内で60℃にて、前記試料の質量が一定になるまで行われる。
方法B)の水溶性カルシウム化合物は、一般に、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、重炭酸カルシウム、臭化カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩素酸カルシウム、フッ化カルシウム、グルコン酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、ヨウ素酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、乳酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム硫酸カルシウム、硫酸カルシウム・1/2水和物、硫酸カルシウム二水和物、硫化カルシウム、酒石酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、およびそれらの成分の2つまたは複数の成分の混合物から選択される。前記水溶性カルシウム化合物は、ケイ酸カルシウムではないのが好ましい。ケイ酸カルシウム、ケイ酸二カルシウムおよび/またはケイ酸三カルシウムのケイ酸は、溶解度が比較的低いため(特に、ケイ酸カルシウムの場合)、および経済的な理由(価格)(特に、ケイ酸二カルシウムおよびケイ酸三カルシウムの場合)からあまり好ましくない。
方法B)の水溶性カルシウム化合物は、クエン酸カルシウム、酒石酸カルシウム、ギ酸カルシウムおよび/または硫酸カルシウムから選択されるのが好ましい。前記カルシウム化合物の利点は、その非腐食性にある。クエン酸カルシウムおよび/または酒石酸カルシウムは、これらのアニオンの考えられうる遅延作用のため、高濃度で使用される場合、別のカルシウム源と組み合わされて使用されるのが好ましい。
さらなる実施態様では、前記方法B)の水溶性カルシウム化合物は、塩化カルシウムおよび/または硝酸カルシウムから選択される。前記カルシウム化合物の利点は、その水溶性が優れていること、価格が低いこと、および獲得しやすいところにある。
前記水溶性無機ケイ酸塩化合物は、一般に、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、水ガラス、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸、メタケイ酸ナトリウムおよび/またはメタケイ酸カリウムとして存在している。
前記水溶性無機ケイ酸塩化合物は、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウムおよび/または水ガラスとして存在しているのが好ましい。前記ケイ酸塩化合物の利点は、そのきわめて優れた水溶性がきわめて優れていることである。
前記水溶性無機ケイ酸塩化合物は、一般式mSiO2・nM2Oのアルカリ金属ケイ酸塩、またはその混合物から選択されるのが特に好ましく、前記式中、Mは、Li、Na、KおよびNH4であり、好ましくは、NaまたはKであり、mおよびnは、モル数を意味しており、m:nの比は、約0.9〜約4、好ましくは約0.9〜約3.8、特に約0.9〜約3.6である。
本発明は、カルシウム化合物、好ましくはカルシウム塩、殊に好ましくは水溶性カルシウム塩と、二酸化ケイ素含有成分とを、アルカリ性の条件下に反応させることによって、水硬性凝結材料のための添加剤を製造するための方法であって、ここで、前記反応が、前記分散剤の水溶液の存在下に実施され、かつ水溶性スルホン酸塩が添加される、前記方法にも関する。
前記カルシウム化合物は、カルシウム塩(例えば、カルボン酸のカルシウム塩)であるのが好ましい。前記カルシウム塩は、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、臭化カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩素酸カルシウム、フッ化カルシウム、グルコン酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、ヨウ素酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、乳酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸カルシウム・1/2水和物、硫酸カルシウム二水和物、硫化カルシウム、酒石酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、ケイ酸三カルシウムおよび/またはケイ酸二カルシウムであってよい。水酸化カルシウムおよび/または酸化カルシウムは、その強アルカリ性特性のため好ましい。前記水溶性カルシウム化合物は、ケイ酸カルシウムではないのが好ましい。ケイ酸カルシウム、ケイ酸二カルシウムおよび/またはケイ酸三カルシウムのケイ酸は、溶解度が低いため(特に、ケイ酸カルシウムの場合)、および経済的な理由(価格)から(特に、ケイ酸二カルシウムおよびケイ酸三カルシウムの場合)あまり好ましくない。あまり溶けにくいカルシウム塩、例えば、炭酸カルシウムならびに遅延作用のあるアニオンを有するカルシウム塩もあまり好ましくない(例えば、クエン酸、グルコン酸および酒石酸は、水硬性結合剤の硬化を遅延させることがある)。中性または酸性のカルシウム塩(例えば、塩化カルシウムまたは硝酸カルシウム)の場合、pH値をアルカリ性条件に調整するために好適な塩基(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水酸化マグネシウムまたはその他の水酸化アルカリ土類金属)が使用されるのが好ましい。pH値は、好ましくは8よりも大きい、特に好ましくは9よりも大きい、殊に好ましいのは11よりも大きいのが。pH値は、25℃にて、および懸濁液の固形物含有量が1質量%で測定されるのが好ましい。
二酸化ケイ素を含む任意の材料を、二酸化ケイ素を含む成分、例えば、マイクロシリカ、熱分解法シリカ、沈降シリカ、高炉スラグおよび/またはケイ砂として使用することが可能である。二酸化ケイ素を含む材料の小さい粒径、特に1μm以下の粒径が好ましい。さらに、水性アルカリ性の環境で反応して二酸化ケイ素になりうる化合物、例えば、一般式Si(OR)4のケイ酸テトラアルコキシ化合物を使用することが可能である。Rは、同一または異なっていてよく、例えば、分岐鎖または非分岐鎖のC1〜C10アルキル基から選択されていてよい。Rは、メチルであるのが好ましく、エチルであるのが特に好ましい。
好ましい実施態様では、マイクロシリカ、熱分解法シリカ、沈降シリカ、高炉スラグおよび/またはケイ砂の群からの二酸化ケイ素を含む化合物が選択される。マイクロシリカ、熱分解法シリカおよび/または沈降ケイ酸、特に沈降ケイ酸および/または熱分解法シリカが、好ましい。上述のケイ酸の種類は、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、Wiley−VCH、Release 2009、7th edition、DOI10.1002/14356007.a23_583.pub3に記載されている。
前記反応混合物に機械エネルギーを、好ましくは粉砕によって適用して、カルシウム塩と、通常、わずかに水溶性の二酸化ケイ素含有成分との反応を活性化する、および/または促進するのが好ましい。前記機械的エネルギーは、ケイ酸カルシウム水和物の所望の小さい粒径を達成するためにも有利である。「粉砕」という用語は、本願においては、反応を促進させて、好適な粒径を得るために、前記反応混合物に高いせん断力が加えられる任意の方法であることを意味している。粉砕は、例えば、撹拌ミル内で、連続的または不連続的な運転モードで実施されてよい。代替的に、そのために、超分散装置は、好ましくは5000rpmよりも高い回転数で使用されてよい。さらに、振とう装置を使用することが可能であり、この装置では、小さな粉砕体、好ましくは直径1mm未満の粉砕体が、容器内で前記反応混合物と合されて振とうされる。振とう装置は、例えば、Fast & Fluid社より入手できる。
一般的に9より大きい、前記方法のpH値は、アルカリ性条件と表される。
前記カルシウム化合物の前記二酸化ケイ素含有成分のケイ素に対するモル比は、0.6〜2、好ましくは1.0〜1.5であるのが好ましい。
一般的に、水の、カルシウム化合物および二酸化ケイ素含有成分の合計に対する質量比は、0.2〜50、好ましくは2〜10、殊に好ましくは4〜6である。この関連においては、水は、前記方法が実施される前記反応混合物中の水分を意味する。前記方法は、前記方法の排出(Ausstoss)を高めるために、比較的少ない含水量で実施されるのが好ましい。これは、乾燥も軽減する。2〜10もしくは4〜6の比が特に好ましい、それというのは、前記生成物のペースト状の一貫性を得ることができるからであり、これは、粉砕方法に好ましいものである。
本発明のさらなる実施態様では、前記反応は、少なくとも部分的に、500,000g/molより大きい、特に好ましくは、1,000,000g/molより大きい平均分子量Mwを有する多糖誘導体および/または(コ)ポリマーの群の、粘度を高めるポリマーを含む水溶液の存在下に実施され、ここで、前記(コ)ポリマーは、(好ましくはラジカル重合により)非イオン性(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体および/またはスルホン酸モノマー誘導体に由来する構造単位を含んでいる。つまり、本発明による添加剤は、場合により、このような粘度を高めるポリマーを含んでいる。前記粘度を高めるポリマーは、前記方法の始め、前記方法の間に、または前記方法の終わりに添加されてよい。したがって、例えば、前記くし形ポリマーの水溶液に、前記カルシウム化合物に、および/またはケイ酸塩化合物に加えられてよい。前記粘度を高めるポリマーは、カルシウム化合物、好ましくは、カルシウム塩、殊に好ましくは水溶性カルシウム塩と、二酸化ケイ酸含有成分との反応による、硬化促進剤組成物の製造方法の間に、使用されてもよい。前記粘度を高めるポリマーを、前記反応の終了後に(前記反応相手の添加終了後に)加えるのが好ましく、それによって、粒子の不安定化が防がれて、最適な安定性が維持される。したがって、例えば、ケイ酸カルシウム水和物の分離(Segregation)(凝集および沈降)を防ぐことができる場合に、前記粘度上昇剤は安定化作用を有する。この粘度上昇剤は、硬化促進剤懸濁液の質量に対して0.001〜10質量%、特に好ましくは0.001〜1質量%の計量供給量で使用されるのが好ましい。前記粘度上昇ポリマーは、好ましくは硬化促進剤懸濁液の塑性粘度が、80mPasより大きくなるように計量供給されるのが望ましい。
多糖誘導体として、セルロースエーテル、例えば、アルキルセルロース、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロースおよびメチルエチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、例えば、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、およびヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロース、アルキルヒドロキシアルキルセルロース、例えば、メチルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)、メチルヒドロキシプロピルセルロース(MHPC)、およびプロピルヒドロキシプロピルセルロースが好ましい。前記セルロースエーテル誘導体は、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、およびエチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)が好ましく、メチルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)およびメチルヒドロキシプロピルセルロース(MHPC)が殊に好ましい。それぞれセルロースの相応のアルキル化およびアルコキシ化により得られる上述のセルロースエーテル誘導体は、非イオン性構造として存在しているのが好ましいが、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)を使用することも可能であろう。さらに、非イオン性のデンプンエーテル誘導体、例えば、ヒドロキシプロピルデンプン、ヒドロキシエチルデンプン、およびメチルヒドロキシプロピルデンプンの使用が好ましい。ヒドロキシプロピデンプンが好ましい。微生物性を利用して製造された多糖類、例えば、ベランガムおよび/またはキサンタンガム、および天然由来の多糖、例えば、アルギン酸、カラギーナンおよびガラクトマンナンも好ましい。これらは、相応の天然生成物から抽出による方法よって得ることができ、例えば、アルギン酸およびカラギーナンの場合、藻から、ガラクトマンナンの場合、イナゴマメ種子から得られる。
500,000g/molより大きい、特に好ましくは、1,000,000g/molよりも大きい質量平均分子量Mwを有する粘度を高める(コ)ポリマーは、(好ましくはラジカル重合により)非イオン性の(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体および/またはスルホン酸モノマー誘導体から製造することができる。それぞれのモノマーは、例えば、アクリルアミド、好ましくは、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミドおよび/もしくはN−tert−ブチルアクリルアミドからの群から選択され、ならびに/またはスルホン酸モノマー誘導体は、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミドブタンスルホン酸、および/もしくは2−アクリルアミド−2,4,4−トリメチルペンタンスルホン酸、または前記酸の塩からの群から選択されてよい。前記粘度上昇剤は、非イオン性の(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体および/またはスルホン酸モノマー誘導体に由来する構造単位を50モル%より多く、特に好ましくは70モル%より多く含んでいるのが好ましい。前記コポリマー中に含まれているのが好ましい別の構造単位は、例えば、(メタ)アクリル酸のモノマー、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルコールを有する(メタ)アクリル酸のエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、および/またはスチレンに由来するものであってよい。
本発明のさらなる実施態様では、粘度を高めるポリマーは、500,000g/molより大きい、特に好ましくは1,000,000g/molより大きい質量平均分子量Mwを有する、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、メチルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)、メチルヒドロキシプロピルセルロース(MHPC)および/または(コ)ポリマーの群からの多糖誘導体であり、ここで、前記(コ)ポリマーは、(好ましくはラジカル重合により)、アクリルアミド、好ましくは、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアミドN−ベンジルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、および/もしくはN−tert−ブチルアクリルアミドの群からの非イオン性の(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体、および/または2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミドブタンスルホン酸、および/もしくは2−アクリルアミド−2,4,4−トリメチルペンタンスルホン酸、または前記酸の塩からの群からのスルホン酸モノマー誘導体に由来する構造を含んでいる。
前記非イオン性(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体の群では、メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、および/またはメタクリルアミドが好ましく、アクリルアミドが殊に好ましい。スルホン酸モノマーの群では、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)およびそれらの塩が好ましい。前記粘度を高めるポリマーは、前記方法の始めに添加されてよいか、または別の任意の時点で添加されてよい。
本発明による方法は、コンクリート製造(例えば、レディーミクストコンクリート設備、またはプレキャストコンクリート設備、またはモルタル、コンクリートもしくは別のセメント製品が製造される別の設備)の現場で実施されるのが好ましく、ここで、得られる添加剤は、混練水(Anmachwasser)としてまたは混練水の一部として使用されてよい。
混練水は、この関連において、コンクリート製造または類似のセメント系材料の製造で使用される水である。一般的に、この混練水は、レディーミクストコンクリート設備またはプレキャストコンクリート設備において、コンクリートまたは別のセメント系材料が製造される建設現場または別の現場にて、セメントおよび例えば、添加剤と混合される。前記混練水は、一般に、広範な添加剤、例えば、減水剤、硬化促進剤、遅延剤、収縮低減添加剤、AE剤および/または消泡剤を含んでいてよい。
前記懸濁液の高希釈は、本発明による添加剤の有効性に有利である。
したがって、コンクリート製造(例えば、レディーミクストコンクリート設備またはプレキャストコンクリート設備)の現場で実施されるのが好ましい本発明による方法A)の好ましい別形は、カルシウムの水溶性スルホン酸塩、水溶性無機ケイ酸塩化合物および前記分散剤の合計の、水、好ましくは混練水に対する質量比が、1/1000〜1/10、特に好ましくは1/500〜1/100であることを特徴としている。
したがって、コンクリート製造(例えば、レディーミクストコンクリート設備またはプレキャストコンクリート設備)の現場で実施されるのが好ましい本発明による方法B)の好ましい別形は、水溶性カルシウム化合物、水溶性無機ケイ酸塩化合物、前記分散剤および水溶性スルホン酸塩の合計の、水、好ましくは混練水に対する質量比が、1/1000〜1/10、特に好ましくは、1/500〜1/100であることを特徴としている。
前記方法のさらなる実施態様では、前記添加剤は、アルカノールアミン、好ましくは、トリイソプロパノールアミンおよび/またはテトラヒドロキシエチルエチレンジアミン(THEED)の群からの硬化促進剤を含む水溶液の存在下に、少なくとも部分的に製造される。前記アルカノールアミンは、前記水硬性結合剤、好ましくは、セメントの質量に対して0.01〜2.5質量%の計量供給量で使用されるのが好ましい。アミン、特に、トリイソプロパノールアミンおよびテトラヒドロキシエチルエチレンジアミンを使用する場合、これらは、水硬性結合剤系、特に、セメント質系の早期強度発現に関して相乗効果をもたらすことがありうる。前記アミンは、前記反応の終了後に添加されるのが好ましい。
好ましい方法別形では、水硬性凝結材料のための添加剤は、好ましくは、スプレードライにより乾燥させる。乾燥方法は、特に制限を受けない。乾燥は、流動層乾燥機で行われてもよい。一般に、水は、少量でも、不所望に予定より早い水和プロセスのため、数多くの結合剤、特に、セメントに対して不都合であることは公知である。一般的にきわめて少ない含水量の粉末生成物は、水性系と比べて有利である、それというのは、前記粉末生成物は、セメントおよび/または別の結合剤、例えば、石こう、硫酸カルシウム・1/2水和物(バサニ石)、無水硫酸カルシウム、スラグ、好ましくは粉砕された顆粒化された高速スラグ、フライアッシュ、微細粉シリカ、メタカオリン、天然ポゾラン、焼成オイルシェール、カルシウムスルホアルミネートセメントおよび/またはカルシウムアルミネートセメントに混入されてよいからである。
本発明は、本発明による方法により得られる添加剤にも関する。
本発明は、本発明による添加剤の、セメント、石こう、無水物、スラグ、好ましくは、粉砕された顆粒化された高速スラグ、フライアッシュ、微細粉シリカ、メタカオリン、天然ポゾラン、焼成オイルシェール、カルシウムスルホアルミネートセメントおよび/またはカルシウムアルミネートセメントを含む建材混合物、好ましくは、通常、セメントを水硬性結合剤として含む建材混合物における使用を含んでいる。石こうは、この関連において、種々の量の結晶水分子、例えば、硫酸カルシウム・1/2水和物も有する、考えられる硫酸カルシウム担体すべてを含んでいる。
本発明による添加剤は、驚くべきことに、高められた早期強度性を、特に、6時間後の早期強度特性にもたらすものである。この高められた早期強度発現により、レディーミクストコンクリート分野およびプレキャストコンクリート分野において、コンクリート体の型枠を早期に外すことが可能になり、このことは、比較的短い生産サイクルを可能にする。
本発明は、本発明による添加剤の、(ポルトランド)セメント、スラグ、フライアッシュ、石灰、ポゾランまたはそれらの混合物、好ましくは(ポルトランド)セメントの製造における粉砕助剤としての使用にも関する。
本発明は、さらに、本発明による添加剤の、石油および天然ガスのボーリング、特に、地下の石油および天然ガス鉱床の開発、採取および仕上における、ならびに、深部ボーリングにおける使用に関する。ここで、前記添加剤は、無機結合剤のための凝結促進剤として、特に、石油および天然ガス鉱床のボーリング孔のセメンチングにおけるセメントスラリーの凝結を促進させるために用いられる。
凝結が本発明により加速される、無機結合剤として、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、石こう、無水物、高炉スラグ、スラグ砂、フライアッシュ、シリカ塵、メタカオリン、天然および人工ポゾラン、および/または焼成オイルシェールが好適であり、ポルトランドセメントが好ましい。
本発明によれば、硬化促進組成物は、別の、ボーリング孔のセメンチングで一般に用いられている添加剤、特に、減水剤、保水剤および/またはレオロジー改質添加剤と一緒に使用することが有利である。
本発明は、本発明による組成物、好ましくは水性の硬化促進剤懸濁液、およびセメント、石こう、無水物、スラグ、好ましくは粉砕された顆粒化された高速スラグ、フライアッシュ、微細粉シリカ、メタカオリン、天然ポゾラン、焼成オイルシェール、カルシウムスルホアルミネートセメントおよび/またはカルシウムアルミネートセメントを含む建材混合物にも関する。前記建材混合物は、主に、セメントを水硬性結合剤として含んでいるのが好ましい。前記硬化促進組成物は、前記建材混合物中に、クリンカーの質量に対して0.05質量%〜5質量%の計量供給量で含まれているのが好ましい。
説明のため、建材混合物という概念は、乾燥した、または水性の形態で、硬化された、または塑性の状態の混合物を意味してよい。乾燥した建材混合物は、例えば、前記結合剤、好ましくは、セメントおよび、本発明による硬化促進剤組成物(好ましくは、粉末形態)の混合物であってよい。水性形態、通常、スラリー、ペースト、フレッシュモルタルまたは生コンクリートの形態の混合物は、水を1つ以上の結合剤成分および硬化促進剤組成物に添加して製造される;前記混合物は、その後、塑性状態から硬化された状態に変わる。
本発明を、添付図面および以下の例により詳細に説明する。
図1は、硬化促進剤懸濁液H1(懸濁液0.6質量%を添加、セメント材料に対する固形物)およびH2(懸濁液0.6質量%を添加、セメント材料に対する固形物)の使用における、凝結性セメント(A)の熱流量を示している。t時間(hで表示)、HF−比熱流量(mW/gzement)。
前記硬化促進剤懸濁液の製造のために、以下のポリマーを使用する:
ポリマー1
ポリマー1は、くし形ポリマーであり、マレイン酸、アクリル酸およびビニルオキシブチルポリエチレングリコールのモノマーをベースとしている−5800。アクリル酸のマレイン酸に対するモル比は、7である。Mwは、40,000g/molであり、GPCによって測定された。固体含有量は、45質量%である。合成は、例えば、EP0894811に記載されている。電荷密度は、930μeq/gである。
ポリマー2
くし形ポリマー2は、PhenolPEG5000およびフェノキシエタノールホスフェートの構成単位からの縮合体である。分子量は、23,000g/molである。合成法は、DE102004050395に記載されている。固体含有量は、31%である。電荷密度は、745μeq/gである。
ポリマー3
ポリマー3は、くし形ポリマーであり、アクリル酸およびビニルオキシブチルポリエチレングリコール−3000のモノマーをベースとしている。Mwは、23,000g/molであり、GPCによって測定された。固体含有量は、52質量%である。電荷密度は、1410μeq/gである。
スルホン酸塩を乾燥助剤として使用するための例:
例1
硬化促進剤懸濁液H1の製造(本発明によらない)
Ca(OH)2(純度92%)600gおよびCa(CH3COO-2(純度100%)488gを、H2O 4,328Kgに秤量導入してカルシウム源を製造した。SiO2/Na2Oのモル比が3.4のケイ酸ナトリウム2.28Kg(固体含有量=36.1質量%)をH2O 1.15Kgに秤量導入してケイ酸塩源を製造した。ポリマー3(35質量%ポリマー溶液)2,268Kgおよびポリマー2(35質量%ポリマー溶液)0.523Kgを、H2O 8.36kgに秤量導入して、分散剤溶液を製造した。この分散剤溶液を装入して、ロータ・ステータ装置が備えられている高エネルギーミキサーによって循環圧送させた。この高エネルギーミキサー内で、前記カルシウム源(沈降を防ぐために撹拌される)と前記ケイ酸源とを、ロータ・ステータ装置の回転速度8000rpmで、80分以内に完全に前記装入物溶液に計量供給する。ここで、この装入物は、20℃に保たれる。
H1の固体含有量は、14.7質量%であり、循環乾燥棚で60℃にて乾燥することによって恒量になるまでに求める。
硬化促進剤懸濁液の硬化への影響(本発明によらない)
硬化促進剤懸濁液H1の硬化への影響を、セメント(CEM I Milke 52.5R)で、熱放出の測定により、熱流量計を使用して試験した(図1)。前記硬化促進剤懸濁液に、混練水を混合し、その後、得られた懸濁液にセメント20gを混合した。水セメント比(w/c)は、0.32に調整した。試験する促進剤の計量供給量は、セメント質量に対して0.6質量%の固体含有量H1であった。熱流量曲線は、図1に示されている。前記硬化促進剤懸濁液の添加は、硬化を促進する(H.F.W.Taylor(1997):Cement Chemistry、2nd edition、212ページ以下に記載)。効果は、図1にまとめられている。
標準は、促進剤を添加しない、CEM I Milke 52.5Rの熱流量を示しており、曲線2は、硬化促進剤懸濁液H1 0.6%を添加した、CEM I Milke 52.5Rの熱流量を示している。
Figure 2016513144
例2
乾燥した硬化促進剤の製造
硬化促進剤懸濁液H1に乾燥助剤を混合して乾燥させた。乾燥は、スプレードライにより行い、ここで、乾燥助剤を、乾燥工程前に、約5分、硬化促進剤懸濁液H1と混合した。硬化促進剤懸濁液H1のスプレードライのために秤量した量およびそれぞれの乾燥助剤の使用された量は、第2表に示されている。比較例TH1−e〜TH1−hの比較例では、塩化カルシウムが乾燥助剤として使用されており、この塩化カルシウムは、腐食性の危険があるため不都合である。
Figure 2016513144
例3
乾燥した硬化促進剤の硬化への影響
前記乾燥で得られた硬化促進剤の、硬化への影響を、セメント(CEM I Milke 52.5R)で、熱放出の測定により、熱流量計を使用して試験した。硬化促進剤に、混練水を混合して、その後、得られた懸濁液に、セメント20gを混合した。水セメント比(w/c)は、0.32に調整した。第3表の試験する促進剤の計量供給量は、H1の固形物と同じ量、つまり、前記セメントに対して0.6質量%が常に使用されるように選択した。ここで、本発明による乾燥助剤の添加に応じて、本発明による促進剤の絶対使用量は変化し、ここで、H1の固形物の量は、上記の通り、前記セメントに対して一定を保った。本発明による添加剤の添加は、硬化を促進させる(H.F.W.Taylor(1997)に記載):Cement Chemistry,2nd edition、212ページ以下)。促進剤係数は、第3表にまとめられている。
Figure 2016513144
カルシウムの水溶性スルホン酸塩の、ケイ酸カルシウム水和物粒子を製造するための使用に関する例
例4(本発明による)
硬化促進剤懸濁液H2の製造
硫酸アミド(純度100%)122gをH2O 288.7gに溶解させ、続いて、Ca(OH)2(純度95%)46.7gをゆっくりと添加して、カルシウム源を製造した。メタケイ酸ナトリウム五水和物(純度99%)104.9gを、H2O 109.7gに溶解させて、ケイ酸源を製造した。ポリマー1(45質量%ポリマー溶液)およびH2O 245.1gの溶液82.8gを秤量導入して、分散剤溶液を製造した。この分散剤溶液を装入して、ロータ・ステータ装置が備えられている、混合容量20mlの高エネルギーミキサーにより循環圧送した。前記高エネルギーミキサーでは、前記カルシウム源および前記ケイ酸源を、ロータ・ステータ装置の回転速度8000rpmで、80分以内に、完全に前記装入物溶液に計量供給する。ここで、この装入物を20℃に保つ。
硬化促進剤懸濁液H3(本発明による)の製造
メタスルホン酸(純度100%)173.3gを、H2O 236.7gに溶解させて、次に、Ca(OH)2(純度95%)46.7gをゆっくり添加して、カルシウム源を製造した。メタケイ酸ナトリウム五水和物(純度99%)104.9gを、H2O 109.7gに溶解させて、ケイ酸源を製造した。ポリマー1の溶液101.9g(45質量%ポリマー溶液)、ポリマー2の溶液26.3g(35質量%ポリマー溶液)および水200.3gを秤量導入して、分散剤溶液を製造した。この分散剤溶液を装入して、ロータ・ステータ装置が備えられている、混合容量20mlの高エネルギーミキサーにより循環圧送させた。前記高エネルギーミキサー内で、前記カルシウム源および前記ケイ酸源を、ロータ・ステータ装置の回転速度8000rpmで、80分以内に、完全に装入物溶液に計量供給する。ここで、この装入物を、20℃の温度に保つ。
硬化促進剤懸濁液H2およびH3(本発明による)の乾燥
硬化促進剤懸濁液H2およびH3を、乾燥助剤を添加せずに、初期温度80℃にて、スプレードライにより乾燥させた。ここで、懸濁液H2から乾燥した硬化促進剤T2が生じ、同じくH3から乾燥した硬化促進剤T3が生じた。
硬化促進剤懸濁液H2およびH3、ならびに乾燥した硬化促進剤T2およびT3の、セメント質系の硬化への影響
前記乾燥で得られた硬化促進剤T2およびT3の、硬化への影響を、前記セメントCEM I Milke 52.5Rで、熱放出の測定により、熱流量計を使用して試験した。前記硬化促進剤に混練水を混合して、その後、得られた懸濁液にセメント20gを混合した。水セメント比(w/c)は、0.32に調整した。試験する促進剤の計量供給量は、H2およびH3の固形物と同じ量、つまり、前記セメントに対して0.6質量%が常に使用されるように選択した。本発明による添加剤の添加は、硬化を促進する(H.F.W.Taylor(1997)に記載):Cement Chemistry、2nd edition、212ページ以下)。効果は、第4表にまとめられている。
Figure 2016513144

Claims (18)

  1. 水硬性凝結材料のための添加剤であって、
    a)アニオン性基またはアニオン形成性基を有する構造単位と、ポリエーテル側鎖を有する構造単位とを含む少なくとも1つの高分子分散剤、
    b)一般式(I)
    Figure 2016513144
    [式中、
    1は、NH2、NHMe、NMe2、N(CH2−CH2−OH)2、CH3、C25、CH2−CH2−OH、フェニルまたはp−CH3フェニルであり、
    n+は、アルカリ金属カチオン、またはCa2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+もしくはCu2+から選択されるカチオンであり、および
    nは、前記カチオンの価数である]
    の少なくとも1つのスルホン酸化合物、および
    c)ケイ酸カルシウム水和物粒子
    を含む前記水硬性凝結材料のための添加剤。
  2. 1が、NH2またはCH3である、請求項1に記載の添加剤。
  3. n+が、Na+、K+またはCa2+である、請求項1または2に記載の添加剤。
  4. 前記分散剤の水溶液の存在下に、一般式(I)の少なくとも1つのスルホン酸化合物のカルシウム塩と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物との反応により得られる、請求項1から3までのいずれか1項に記載の添加剤。
  5. 前記分散剤が、少なくとも1つのアニオン性基またはアニオン形成性基を有する少なくとも1つのモノマーと、少なくとも1つのポリエーテル側鎖を含む少なくとも1つのモノマーとの重合により得られた少なくとも1つのポリマーを含む、請求項1から4までのいずれか1項に記載の添加剤。
  6. 前記ポリマーが、アニオン性基またはアニオン形成性基として、一般式(Ia)
    Figure 2016513144
    [式中、
    1は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、CH2COOHまたはCH2CO−X−R3であり;
    Xは、NH−(Cn2n)またはO−(Cn2n)(ここで、nは、1、2、3または4である)、または化学結合であり、ここで、窒素原子もしくは酸素原子は、CO基に結合しており;
    2は、OM、PO32、またはO−PO32であり(ただし、R2が、OMである場合、Xは、化学結合である);
    3は、PO32またはO−PO32である]、
    一般式(Ib)
    Figure 2016513144
    [式中、
    3は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    nは、0、1、2、3または4であり;
    4は、PO32またはO−PO32である]、
    一般式(Ic)
    Figure 2016513144
    [式中、
    5は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Zは、OまたはNR7であり;
    7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO3(M2)であり、
    nは、1、2、3または4である]、
    および/または一般式(Id)
    Figure 2016513144
    [式中、
    6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Qは、NR7またはOであり;および
    7は、H、(Cn2n)−OH、(Cn2n)−PO32、(Cn2n)−OPO32、(C64)−PO32、または(C64)−OPO32であり、
    nは、1、2、3または4である]
    であって、前記式中、Mが、いずれの場合も、互いに独立してHまたはカチオン等価体である少なくとも1つの構造単位を有する、請求項5に記載の添加剤。
  7. 前記ポリマーが、ポリエーテル側鎖として、一般式(IIa)
    Figure 2016513144
    [式中、
    10、R11およびR12は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Zは、OまたはSであり;
    Eは、非分岐鎖または分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであり;
    Gは、O、NHまたはCO−NHであるか;または
    EおよびGは、一緒になって化学結合であり;
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
    nは、0、1、2、3、4および/または5であり;
    aは、2〜350の整数であり;
    13は、H、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基、CO−NH2および/またはCOCH3である]、
    一般式(IIb)
    Figure 2016513144
    [式中、
    16、R17およびR18は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Eは、非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C610、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、または1,4−フェニレンであるか、または化学結合であり;
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
    Lは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2−CH(C65)であり;
    aは、2〜350の整数であり;
    dは、1〜350の整数であり;
    19は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    20は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;および
    nは、0、1、2、3、4または5である]、
    一般式(IIc)
    Figure 2016513144
    [式中、
    21、R22およびR23は、互いに独立してH、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Wは、O、NR25、Nであり
    Yは、Wが、OまたはNR25である場合、1であり、WがNである場合、2であり;
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
    aは、2〜350の整数であり;
    24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    25は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基である]、
    および/または一般式(IId)
    Figure 2016513144
    [式中、
    6は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Qは、NR10、NまたはOであり;
    Yは、QがOまたはNR10である場合、1であり、QがNである場合、2であり;
    10は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2C(C65)Hであり;
    24は、H、または非分岐鎖もしくは分岐鎖のC1〜C4アルキル基であり;
    Mは、Hまたはカチオン等価体であり;および
    aは、2〜350の整数である]
    の少なくとも1つの構造単位を有する、請求項5または6に記載の添加剤。
  8. 前記分散剤が、Xが化学結合であり、R2がMである一般式(Ia)の単位を含む場合、一般式(IIc)の単位を含まない、請求項6または7に記載の添加剤。
  9. 前記分散剤が、構造単位(III)
    Figure 2016513144
    [式中、
    Tが、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしくは2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であり;
    nは、1または2であり;
    Bは、N、NHまたはOであり(ただし、BがNである場合、nは、2であり、およびただし、Bが、NHまたはOである場合、nは、1である);
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
    aは、1〜300の整数であり;
    25は、H、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C10アルキル基、C5〜C8シクロアルキル基、アリール基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしく2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子であるヘテロアリール基である]、
    および構造単位(IV)を含み、
    ここで、構造単位(IV)が、構造単位(IVa)
    Figure 2016513144
    [式中、
    Dは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、置換されたもしくは置換されていないナフチル基、または5〜10個の環原子を有し、そのうち1もしくは2個の原子が、N、OおよびSから選択されるヘテロ原子である、置換されたもしくは置換されていないヘテロ芳香族基であり;
    Eは、N、NHまたはOであり(ただし、Eが、Nである場合、mは2であり、およびただし、Eが、NHまたはOである場合、mは1である);
    Aは、Cx2x(ここで、xは、2、3、4または5である)、またはCH2CH(C65)であり;
    bは、1〜300の整数であり;
    Mは、互いに独立してHまたはカチオン等価体である]、
    および構造単位(IVb)
    Figure 2016513144
    [式中、
    Vは、置換されたもしくは置換されていないフェニル基、または置換されたもしくは置換されていないナフチル基であり;
    7は、COOM、OCH2COOM、SO3MまたはOPO32であり;
    Mは、Hまたはカチオン等価体である]
    (ここで、前述のフェニル基、ナフチル基、またはヘテロ芳香族基は、場合によって、R8、OH、OR8、(CO)R8、COOM、COOR8、SO38、およびNO2から選択される1または2つの基で置換されており、
    および
    8は、C1〜C4アルキル、フェニル、ナフチル、フェニル−C1〜C4アルキルまたはC1〜C4アルキルフェニルである)
    から選択される重縮合生成物である少なくとも1つのポリマーを含む、請求項5に記載の添加剤。
  10. 懸濁液の形態で、または固形の形態で、特に、粉末として存在している、請求項1から9までのいずれか1項に記載の添加剤。
  11. 粉末形態で、10質量%未満の含水量を有する、請求項1から10までのいずれか1項に記載の添加剤。
  12. 前記ケイ酸カルシウム水和物粒子におけるカルシウムのケイ素に対するモル比が、0.6〜2、好ましくは、0.8〜1.8、特に好ましくは、0.9〜1.6、特に好ましくは、1.0〜1.5である、請求項1から11までのいずれか1項に記載の添加剤。
  13. 分散液の水溶液の存在下に、一般式(I)(式中、Kn+が、Ca2+である)の少なくとも1つのスルホン酸化合物と、少なくとも1つの水溶性無機ケイ酸塩化合物との反応による、請求項1から12までのいずれか1項に記載の添加剤の製造方法。
  14. 前記硬化促進剤組成物が乾燥され、ここで、乾燥が、好ましくはスプレードライまたはロール乾燥により行われるさらなる方法工程を含む、請求項13に記載の方法。
  15. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の添加剤の、水硬性結合剤を含む建材混合物における使用。
  16. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の添加剤の、水硬性結合剤のための混和材料としての使用。
  17. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の添加剤の、(ポルトランド)セメント、スラグ、フライアッシュ、石灰、ポゾランまたはそれらの混合物、好ましくは(ポルトランド)セメントの製造における粉砕助剤としての使用。
  18. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の添加剤および水硬性結合剤を含む建材混合物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074349A1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日本曹達株式会社 無機窒化物用分散剤、無機窒化物分散組成物
JP2019535622A (ja) * 2016-10-31 2019-12-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 建設用化学組成物のための添加剤
JP2020514241A (ja) * 2016-12-27 2020-05-21 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハーConstruction Research & Technology GmbH セメント質組成物用の強度向上作用を示す混和材料
JP2021143086A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 太平洋マテリアル株式会社 セメント組成物及びコンクリート組成物

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2876094A1 (en) 2014-04-03 2015-05-27 Basf Se Cement and calcium sulphate based binder composition
EP2952492A1 (de) 2014-06-06 2015-12-09 Basf Se Zusammensetzung auf Basis von Calciumsilikat-Hydrat
JP6401986B2 (ja) * 2014-09-12 2018-10-10 花王株式会社 水硬性組成物
CN107108362B (zh) * 2014-12-18 2020-11-10 巴斯夫欧洲公司 用于砖瓦砂浆的建筑化学组合物
US10144673B2 (en) 2015-04-21 2018-12-04 Basf Se Method for producing a calcium silicate hydrate-comprising hardening accelerator in powder form
EP3288910B1 (en) * 2015-04-30 2019-02-27 Construction Research & Technology GmbH Accelerator composition
JP6808644B2 (ja) * 2015-04-30 2021-01-06 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアBasf Se 石膏含有組成物
MX2018004881A (es) * 2015-10-21 2018-08-01 Sika Tech Ag Aditivo para tratamiento posterior interno de composiciones aglutinantes minerales.
RU2610458C1 (ru) * 2015-11-05 2017-02-13 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Добавка в бетонные смеси и строительные растворы
ES2813610T3 (es) 2016-06-09 2021-03-24 Basf Se Composiciones químicas de construcción que comprenden un aducto de bisulfito de ácido glioxílico
CN109415262B (zh) 2016-06-09 2022-08-05 巴斯夫欧洲公司 用于砂浆和水泥组合物的水合控制混合物
WO2018091659A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Basf Se Composition for inorganic binders
RU2757793C2 (ru) 2016-12-17 2021-10-21 Дед Си Воркс Лтд. Способ получения сульфата калия и сульфата магния из карналлита и сульфата натрия
US11766807B2 (en) 2017-01-15 2023-09-26 Michael George BUTLER Apparatuses and systems for and methods of generating and placing zero-slump-pumpable concrete
CN111278897B (zh) * 2017-10-27 2023-05-05 巴斯夫欧洲公司 喷雾干燥方法
WO2019167036A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 Dead Sea Works Ltd. Potash dust granulation process
EP3354695A3 (en) * 2018-03-01 2018-10-17 Clariant International Ltd Paint compositions containing water glass
EP3354694A3 (en) * 2018-03-01 2018-10-24 Clariant International Ltd Paint compositions containing water glass
JP7405829B2 (ja) 2018-08-13 2023-12-26 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 担体材料を用いた効率的な湿潤剤
WO2020158756A1 (ja) * 2019-01-29 2020-08-06 株式会社日本触媒 養生剤、被膜付きセメント系構造体の製造方法、並びにセメント系成形体の収縮低減方法及び乾燥抑制方法、並びにセメント系構造体への劣化因子の侵入抑制方法
WO2020244981A1 (en) 2019-06-03 2020-12-10 Basf Se Use of an additive kit in 3D printing of a construction material composition
JP2023518939A (ja) 2020-03-20 2023-05-09 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 改善された初期強度を有する環境配慮型建設用材料組成物
WO2021254802A1 (en) 2020-06-18 2021-12-23 Basf Se Hydration control mixture for mortar and cement compositions
EP4225716A1 (en) * 2020-10-09 2023-08-16 Basf Se Process for producing calcium silicate hydrate
EP4347529A1 (en) 2021-05-27 2024-04-10 Basf Se Dispersion composition comprising a cement-based sealing slurry and an additive mixture
WO2023209082A1 (en) 2022-04-29 2023-11-02 Basf Se Combinations of an organic polymer and calcium silicate hydrate for producing mineral water-proofing membranes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010026155A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 Construction Research & Technology Gmbh Plasticizer-containing hardening accelerator composition
JP2010511585A (ja) * 2006-12-06 2010-04-15 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー セメント組成物用レオロジー改良添加剤
JP2010089972A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Kao Corp 水硬性組成物の製造方法
WO2012025567A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Sika Technology Ag Beschleuniger
WO2012143206A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Construction Research & Technology Gmbh Accelerator composition
JP2013503804A (ja) * 2009-09-02 2013-02-04 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー リン酸化重縮合物を含有する硬化促進剤組成物
US20140305345A1 (en) * 2011-12-05 2014-10-16 Sika Technology Ag Process for producing hardening accelerators for mineral binder compositions

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY114306A (en) 1995-07-13 2002-09-30 Mbt Holding Ag Cement dispersant method for production thereof and cement composition using dispersant
DE19834173A1 (de) 1997-08-01 1999-02-04 Sueddeutsche Kalkstickstoff Copolymere auf Basis von ungesättigten Dicarbonsäure-Derivaten und Oxyalkylenglykol-Alkenylethern
EP1138696A1 (en) 2000-03-29 2001-10-04 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co. Polymers for cement dispersing admixtures
KR20090012372A (ko) 2001-03-05 2009-02-03 제임스 하디 인터내셔널 파이낸스 비.브이. 시멘트 제품용 저밀도 규산칼슘 수화물 강도 촉진 첨가제
FR2851937B1 (fr) * 2003-03-03 2006-07-28 Cray Valley Sa Dispersant polymere comme agent fluidifiant de compositions de liant hydraulique et procede de preparation
DE102004050395A1 (de) 2004-10-15 2006-04-27 Construction Research & Technology Gmbh Polykondensationsprodukt auf Basis von aromatischen oder heteroaromatischen Verbindungen, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung
DE102005008671A1 (de) 2005-02-25 2006-08-31 Construction Research & Technology Gmbh Phosphor-haltige Copolymere, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
FR2948931B1 (fr) * 2009-08-05 2013-05-17 Lafarge Sa Melange fluidifiant pour composition a base d'un liant hydraulique
EP2473459A1 (en) * 2009-09-02 2012-07-11 Construction Research & Technology GmbH Sulphonic acid and aromatic groups containing hardening accelerator compositions
FR2958931B1 (fr) * 2010-04-20 2012-05-18 Lafarge Sa Liant hydraulique rapide pour pieces et ouvrages en beton
US9409820B2 (en) * 2010-04-21 2016-08-09 Basf Se Use of CSH suspensions in well cementing
BR112012026716A2 (pt) 2010-04-21 2016-07-12 Basf Se uso de suspensões csh na cimentação de poços de perfuração
EP2463314A1 (de) 2010-12-10 2012-06-13 Sika Technology AG Herstellung von Kammpolymeren durch Veresterung
US20120270969A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Manfred Bichler Accelerator Composition

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010511585A (ja) * 2006-12-06 2010-04-15 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー セメント組成物用レオロジー改良添加剤
WO2010026155A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 Construction Research & Technology Gmbh Plasticizer-containing hardening accelerator composition
JP2012501293A (ja) * 2008-09-02 2012-01-19 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー 可塑剤含有硬化促進剤組成物
JP2010089972A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Kao Corp 水硬性組成物の製造方法
JP2013503804A (ja) * 2009-09-02 2013-02-04 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー リン酸化重縮合物を含有する硬化促進剤組成物
WO2012025567A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Sika Technology Ag Beschleuniger
WO2012143206A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Construction Research & Technology Gmbh Accelerator composition
US20140305345A1 (en) * 2011-12-05 2014-10-16 Sika Technology Ag Process for producing hardening accelerators for mineral binder compositions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074349A1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日本曹達株式会社 無機窒化物用分散剤、無機窒化物分散組成物
JP2019535622A (ja) * 2016-10-31 2019-12-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 建設用化学組成物のための添加剤
JP7060592B2 (ja) 2016-10-31 2022-04-26 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 建設用化学組成物のための添加剤
JP2020514241A (ja) * 2016-12-27 2020-05-21 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハーConstruction Research & Technology GmbH セメント質組成物用の強度向上作用を示す混和材料
JP2021143086A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 太平洋マテリアル株式会社 セメント組成物及びコンクリート組成物
JP7391728B2 (ja) 2020-03-11 2023-12-05 太平洋マテリアル株式会社 セメント組成物及びコンクリート組成物

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