JP2017516736A - レオロジーが改変されたコンクリート材料、その作製法、およびその使用 - Google Patents

Abstract

組成物の０．５重量％〜７５重量％の範囲の量で存在する１種または複数のセメント系結合材料と、組成物の０．０１重量％〜１．００重量％の範囲の量で存在するアタパルジャイトと、任意選択で水とを含む、コンクリート、セメントペースト、モルタルまたはその中間体の形態の組成物。多くの使用に供されるが、いくつかの実施形態では、組成物は、自己固結コンクリート（ＳＣＣ）、プレキャストコンクリート、ショットクリートなどを必要とする用途またはそれらが望ましい用途に適する。複数の方法によって作製可能であるが、いくつかの実施形態では、組成物は、コンポーネント成分を混合することによって作製される。いくつかの実施形態では、組成物は、コンクリートの優れた骨材懸濁、解消された分離、改善されたワーカビリティー、改善された流動性、改善されたポンプ輸送性または改善された全体性能から選択される１つまたは複数の特性を備える。

Description

組成物の０．５重量％〜７５重量％の範囲の量で存在する１種または複数のセメント系結合材料と、組成物の０．０１重量％〜４．００重量％の範囲の量で存在するアタパルジャイトと、任意選択で水とを含む、コンクリート、セメントペースト、モルタルまたはその中間体の形態の組成物。多くの使用に供されるが、いくつかの実施形態では、組成物は、自己固結コンクリート（ＳＣＣ）、プレキャストコンクリート、ショットクリート、スリップフォーム舗装および縁石、深い基礎（不分離性）、軽量コンクリート、乾燥キャストブロック、パイプ、および中空コア、Ｐｕｔｚｅおよびプラスターを必要とする用途またはそれらが望ましい用途に適する。複数の方法によって作製可能であるが、いくつかの実施形態では、組成物は、コンポーネント成分を混合することによって作製される。いくつかの実施形態では、組成物は、コンクリートの優れた骨材懸濁、解消された分離、改善されたワーカビリティー、改善された流動性、改善されたポンプ輸送性、または改善された全体性能から、選択される１つまたは複数の特性を備える。

本発明者らはいずれも、コンクリートが、汎用の建築材料となる多数の特性を有することを承知している。こうした特性を望ましいものにするために、成分の割合、打設、および養生が必要である。

本発明者らはいずれも、コンクリートがセメント、水、および骨材を一緒に混合して作業性のあるペーストを作製することによって調製されることを承知している。これは、想定通りに成形または打設され、固結され、次いで、放置硬化される。コンクリート（または具体的には、その中のセメント系結合材）は、水和および養生（硬化）するために水分を使用する。コンクリートの強度は、水和によって決まり得る。

前述の一般説明および以下の詳細説明は、代表的なものであり説明のためのみのものであり、特許請求されたような本発明を限定するものでないことが理解されよう。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つの（数種の）実施形態（複数可）を例示し、詳細説明と一緒に本明細書に記載の実施形態の原理を説明するのに役立つ。

図１は、いくつかの実施形態に記載の組成物を作製するための方法を示す図である。

図２Ａは、いくつかの実施形態に記載のショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）のために十分な装置を示す図である。

図２Ｂは、いくつかの実施形態に記載のショットクリート、湿潤ミックスのために十分な装置を示す図である。

図３Ａは、セメントミックス組成物に対するせん断応力（Ｐａ）対せん断速度（ｓ^−１）を示すグラフである。

図３Ｂは、図１Ａと同じ組成物に対する塑性粘度対せん断速度を示すグラフである。

図４Ａは、一対の組成物に対する圧縮強度（ｐｓｉ）対日数（１、３、７、および２８日）を示すグラフである。

図４Ｂは、図４Ａの組成物に対するクーロン（透水性）対試料を示すグラフである。

図５Ａは、例示的な組成物に対する強度対時間を示すグラフである。

図５Ｂは、例示的な組成物に対する収縮（μｍ）対時間を示すグラフである。

図６Ａは、例示的な組成物に対する強度対時間を示すグラフである。

図６Ｂは、例示的な組成物に対する収縮を示すグラフである。

図７Ａは、例示的な組成物に対する強度対時間を示すグラフである。

図７Ｂは、例示的な組成物に対する収縮を示すグラフである。

図８は、例示的な組成物に対する結果を示すグラフである。

組成物は、組成物の０．５重量％〜７５重量％の範囲の量で存在する１種または複数のセメント系結合材料と、組成物の０．０１重量％〜４．００重量％の範囲の量で存在する、非膨潤性ナノクレイであるアタパルジャイト、組成物の０．１重量％〜６重量％の範囲の量で存在するセピオライト、および組成物の０．０５重量％〜５重量％の範囲の量で存在するパリゴルスカイトから選択される少なくとも１つのメンバーと、任意選択で水とを含む。組成物は、コンクリート、セメントペースト、モルタル、またはそれらの中間体の形態である、すなわち、組成物は、セメントミックスの形態である。

いくつかの実施形態では、組成物は、自己固結コンクリート（ＳＣＣ）、プレキャストコンクリート、ショットクリート、スリップフォーム舗装および縁石、深い基礎（不分離性）、軽量コンクリート、乾燥キャストブロック、パイプ、および中空コア、Ｐｕｔｚｅおよびプラスターを必要とする用途または望ましい用途に適する形態を有する。いくつかの実施形態では、組成物は、高強度コンクリート、打ち込みコンクリート、高性能コンクリート、超高性能コンクリート、自己固結コンクリート、ロールクリート、クラスコンクリート、コルク―セメント複合材、気泡コンクリート、アスファルトコンクリート、ゴムチップ混入コンクリート、およびポリマーコンクリートを必要とする用途または望ましい用途に適する形態を有する。

いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、組成物の０．０２重量％〜０．７重量％の範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、組成物の０．０３重量％〜０．１５重量％の範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、非膨潤性ナノクレイである。

いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、Ｐｏｐｏｖｋａ Ｒｉｖｅｒに近いＰａｌｙｇｏｒｓｋａｙａ、Ｐｅｒｍ、Ｒｕｓｓｉａ；Ａｔｔａｐｕｌｇｕｓ、Ｄｅｃａｔｕｒ Ｃｏ．、Ｇｅｏｒｇｉａ；Ｔａｆｒａｏｕｔ、ｏｒｏｃｃｏ；およびＨｙｄｅｒａｂａｄ鉱床、Ａｎｄｈｒａ Ｐｒａｄｅｓｈ、Ｉｎｄｉａから選択される産地に由来する。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、Ａｔｔａｐｕｌｇｕｓ、Ｄｅｃａｔｕｒ Ｃｏ．、Ｇｅｏｒｇｉａに由来する。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、モンモリロナイト、ドロマイト、方解石、タルク、緑泥石、石英など他の非アタパルジャイト鉱物と会合している。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、実質的に、非アタパルジャイト鉱物を含まない。かかる精製アタパルジャイトは、いくつかの実施形態では、それぞれがその全体として本明細書に組み入れられる米国特許第６，４４４，６０１号および米国特許第６，１３０，１７９号の方法を使用することによって入手できる。

いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、精製アタパルジャイトである。いくつかの実施形態では、精製アタパルジャイトは、ＡＣＴＩＶＥ ＭＩＮＥＲＡＬＳ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ，ＬＬＣ．から入手できるＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８から選択される。

いくつかの実施形態では、精製アタパルジャイトによって、セメント粒子と骨材の両方を懸濁させる、分離およびブリーディングを低減する、または流動性を改善するためのより大きな能力を実現することが可能になる。いくつかの実施形態では、精製アタパルジャイトを含む組成物は、せん断条件下で減少する粘性を有し、これによって、ワーカビリティーまたはポンプ輸送性を改善することが可能になる。せん断条件を除去後、組成物は、速やかに、緩和されてより大きい降伏応力を有し、安定な懸濁液になる。

いくつかの実施形態では、セピオライトは、組成物の０．２重量％〜３重量％の範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、セピオライトは、組成物の３重量％〜６重量％の範囲の量で存在する。

いくつかの実施形態では、セピオライトは、Ｌｉｔｔｌｅ Ｃｏｔｔｏｎｗｏｏｄ Ｃａｎｙｏｎ、Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｃｏ．、Ｕｔａｈ； Ｃｒｅｓｔｍｏｒｅ、Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｃｏ．、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ；Ａｓｈ Ｍｅａｄｏｗｓ、Ｎｙｅ Ｃｏ．、Ｎｅｖａｄａにおいて；およびＣｅｒｒｏ Ｍｅｒｃａｄｏ、Ｄｕｒａｎｇｏ、Ｍｅｘｉｃｏから選択される地方に由来する。いくつかの実施形態では、セピオライトは、ドロマイトなどの他の非セピオライト鉱物と会合している。いくつかの実施形態では、セピオライトは、実質的に、非セピオライト鉱物を含まない。

いくつかの実施形態では、パリゴルスカイトは、組成物の０．１重量％〜３重量％の範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、パリゴルスカイトは、組成物の３重量％〜５重量％の範囲の量で存在する。

いくつかの実施形態では、パリゴルスカイトは、Ａｔｔａｐｕｌｇｕｓ、Ｄｅｃａｔｕｒ Ｃｏｕｎｔｙ、Ｇｅｏｒｇｉａ由来である。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、Ｐｏｐｏｖｋａ Ｒｉｖｅｒに近いＰａｌｙｇｏｒｓｋａｙａ、Ｐｅｒｍ、Ｒｕｓｓｉａ；中国；Ｈｅｋｉｍａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ、Ｍａｌａｔｙａ、Ｔｕｒｋｅｙ；およびＨｙｄｅｒａｂａｄ鉱床、Ａｎｄｈｒａ Ｐｒａｄｅｓｈ、Ｉｎｄｉａから選択される産地に由来する。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、モンモリロナイト、ドロマイト、方解石、タルク、緑泥石、石英など他の非アタパルジャイト鉱物と会合している。いくつかの実施形態では、アタパルジャイトは、実質的に、非アタパルジャイト鉱物を含まない。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、組成物の０．５乾燥重量％〜７５乾燥重量％の範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、その量は、組成物の０．５重量％〜２５重量％または２５重量％〜５０重量％の範囲である。いくつかの実施形態では、その量は、組成物の５０％超〜６０％以下の範囲である。いくつかの実施形態では、その量は、組成物の６０重量％超である。

いくつかの実施形態では、セメント系結合材料は、石灰およびポルトランドセメントなど製造材料から選択される。いくつかの実施形態では、セメント系結合材料は、製造および発電の加工副生物から選択される。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、ＡＳＴＭ Ｃ１５０Ｉ型、ＡＳＴＭ Ｃ１５０Ｉ／ＩＩ型またはＣＳＡ Ａ３００１−０３ ＧＵ型などのポルトランドセメントから選択される。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、石灰から選択される。いくつかの実施形態では、石灰は、粉砕石灰石、仮焼石灰石、生石灰、および消石灰から選択される。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、１種または複数の補助セメント材料をさらに含む。

いくつかの実施形態では、１種または複数の補助セメント系結合材料は、造粒粉砕高炉スラグ（スラグ）、フライアッシュ（ＦＡ）、メタカオリンなどの天然および／または合成ポゾランから選択される。

いくつかの実施形態では、１種または複数の補助セメント系結合材料は、製鉄のポゾラン系副生物など、造粒粉砕高炉スラグ（ＧＧＢＦＳ）から選択される。いくつかの実施形態では、ＧＧＢＦＳは、約９３〜９９重量％のガラスからなるテキスチャーの粗い粗粒子を含む。

いくつかの実施形態では、１種または複数の補助セメント系結合材料は、フライアッシュから選択される。いくつかの実施形態では、フライアッシュは、非常に微細粒のポゾラン性材料（シリカ、アルミナ、およびカルシウム酸化物）であり、活性化剤と水両方の存在下で、セメント系化合物（スラグの水硬およびポゾラン反応から生成するものに類似の）を生成する。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、１種または複数の廃棄物材料をさらに含む。

いくつかの実施形態では、１種または複数の廃棄物材料は、セメントキルンダスト（ＣＫＤ）、微粉砕工業用廃棄ガラスおよび都市廃棄ガラスから選択される。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、１種または複数のポルトランドセメント、１種または複数の補助セメント系材料、および１種または複数の廃棄物材料を含む。いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、１種または複数のポルトランドセメントおよび１種または複数の補助セメント系結合材料を含む。

いくつかの実施形態では、１種または複数のセメント系結合材料は、シリカフュームをさらに含む。

いくつかの実施形態では、組成物は、水を含む。水は、セメントミックスと混合された場合、骨材を一緒に結合するペーストを形成する。多すぎる水は、コンクリート強度を低減するが、一方で少なすぎると、コンクリートを作業不能にする。コンクリートは、通常、作業性であるので、固結させ、様々な形態（すなわち、壁、半球体など）に成形することができる。組成物の０．０１乾燥重量％〜４．００乾燥重量％の範囲の量で存在するアタパルジャイトを添加することによって、コンクリート強度を改善し、セメントミックスのワーカビリティーを改善することが可能になる。水の量は、Ｗ／Ｃ比として定義され、ここでＷは、水の質量であり、Ｃは、１種または複数のセメント結合材の質量である。いくつかの実施形態では、Ｗ／Ｃ比は、０．２０〜０．７０の範囲である。いくつかの実施形態では、Ｗ／Ｃ比は、０．３５〜０．６０または０．４０〜０．５０の範囲である。いくつかの実施形態では、Ｗ／Ｃ比は、０．３５〜０．４５または０．２０〜０．３０の範囲である。

水は、多数の供給源から取得可能である。いくつかの実施形態では、水は、淡水供給源または塩水供給源に由来する。いくつかの実施形態では、水は精製されてセメントミックスの固結を改善する。

いくつかの実施形態では、水は、２〜１３の範囲のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、ｐＨは、２〜７または４．５〜９．５または５．０〜７．８または７〜１３の範囲である。いくつかの実施形態では、ｐＨは、中和剤を使用して調整される。

いくつかの実施形態では、中和剤は、石こう、消石灰、硝酸アンモニウム、および硫酸アルミニウムから選択される。いくつかの実施形態では、中和剤は、水酸化ナトリウム、苛性ソーダ、消石灰、貝殻粉末、石灰石、硬焼生石灰、ドロマイト、ビート糖ライム、およびケイ酸カルシウムから選択される。いくつかの実施形態では、中和剤は、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム、石灰イオウ合剤、硫酸鉄、硫酸、イオウ、および石こうから選択される。いくつかの実施形態では、中和剤は、石こう、消石灰、硝酸アンモニウム、および硫酸アルミニウムから選択される。

いくつかの実施形態では、組成物は、１種または複数の骨材をさらに含む。骨材は、セメントまたは硬化セメントペーストまたは硬化モルタルによって一緒に保持された、概して化学的に不活性な固体である。骨材は、多様な形状、大きさ、および砂などの微細粒子から粗い岩石などの大粒子までの範囲の材料で産出する。骨材の選択は、部分的には、セメントミックスの所望の特徴によって決定される。例えば、コンクリートの密度は、骨材の密度によって影響される。軟質で多孔性の骨材は、耐摩耗性の低い弱いコンクリートをもたらすおそれがあるが、一方で硬質の骨材の使用によって、耐摩滅性の大きい強いコンクリートを作製することができる。骨材は、通常、洗浄されて任意のダスト、シルト、粘土、有機物質、またはセメントペーストとの結合反応を妨害すると思われる他の不純物が除去される。

いくつかの実施形態では、骨材は、微細なまたは粗大な骨材から選択される。いくつかの実施形態では、１種または複数の骨材は、砂利、砕石、および砂から選択される。いくつかの実施形態では、砕石は、石灰石および花こう岩から選択される。いくつかの実施形態では、１種または複数の骨材は、バーミキュライト、セラミック球、パーライト、膨張粘土、頁岩、粘板岩、破砕レンガ、破砕石灰石、砂、川砂利、破砕リサイクルコンクリート、鋼ショット、鉄ショット、鋼ペレット、および鉄ペレットから選択される。

いくつかの実施形態では、組成物は、１種または複数の添加剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、１種または複数の添加剤は、空気連行剤、流動化剤、遅延剤、促進剤、鉱物添加剤、顔料、および腐食防止剤から選択される。

存在する場合、空気連行剤は、耐久性を改善する、ワーカビリティーを改善する、ブリーディングを低減する、または凍結／融解問題を低減するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、空気連行剤は、洗剤から選択される。

存在する場合、流動化剤は、作業性の良いコンクリートに必要な水を低減するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、流動化剤は、リグノスルホネート、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド縮合体、スルホン化メラミンホルムアルデヒド縮合体、アセトンホルムアルデヒド縮合体、およびポリカルボキシレートエーテルから選択される。

存在する場合、遅延剤は、凝結時間を遅延する、長期強度を追加する、または高温気候の悪影響を相殺するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、遅延剤は、砂糖、スクロース、グルコン酸ナトリウム、グルコース、クエン酸、および酒石酸から選択される。

存在する場合、促進剤は、凝結時間を早める、早期強度を実現する、または低温気候の悪影響を相殺するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、促進剤は、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、および硝酸ナトリウムから選択される。

存在する場合、鉱物添加剤は、ワーカビリティー、可塑性または強度を改善するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、鉱物添加剤は、フライアッシュおよびシリカフュームから選択される。

存在する場合、顔料は、色彩を付与するために十分な量で添加される。いくつかの実施形態では、顔料は、金属酸化物から選択される。

存在する場合、腐食防止剤は、１種または複数の補強材、例えば、鋼棒の腐食速度を低減するために十分な量で添加される。

いくつかの実施形態では、組成物は、１種または複数の補強材をさらに含む。いくつかの実施形態では、１種または複数の補強材は、鋼補強棒、鋼繊維、グラスファイバー、およびプラスチックファイバーから選択される。１種または複数の補強材は、引張荷重を担うのに使用可能である。

いくつかの実施形態では、組成物は、１４０ｍｍ〜２６０ｍｍの範囲のスランプフローを有する。いくつかの実施形態では、スランプフローは、１５０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態では、スランプフローは、１３ｍｍ〜１３０ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態では、スランプフローは、５００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲である。

いくつかの実施形態では、組成物は、結合材含量それぞれ３％および７％の場合、１００ｋＰａ〜６００ｋＰａの範囲の７日せん断剛性非拘束圧縮強度（ＵＣＳ）、結合材含量それぞれ３％および７％の場合、２５０ｋＰａ〜５ＭＰａの範囲の２８日ＵＣＳを有する。いくつかの実施形態では、せん断剛性一軸圧縮強度は、１５ｋＰａ〜４．５ＭＰａの範囲である。いくつかの実施形態では、せん断剛性一軸圧縮強度は、２５ｋＰａ〜５ＭＰａまたは５０ｋＰａ〜３．５ＭＰａの範囲である。いくつかの実施形態では、ＵＣＳは、組成物の作製後、数日で測定される。いくつかの実施形態では、ＵＣＳは、組成物の作製後、１、３、７、２１、２８、または５６日で測定される。

いくつかの実施形態では、セメントミックスは、アタパルジャイトと、１種または複数のセメント結合材と、１種または複数の骨材と、任意選択で、１種または複数の添加剤と、任意選択で、１種または複数の補強材と水とを含むコンクリートの形態である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

いくつかの実施形態では、セメントミックスは、アタパルジャイトと、１種または複数のセメント結合材と、１種または複数の骨材と、任意選択で、１種または複数の添加剤と、任意選択で、１種または複数の補強材とを含むコンクリートに対する乾燥中間体の形態である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

いくつかの実施形態では、セメントミックスは、有意な量の１種または複数の骨材を含まず、アタパルジャイトと、１種または複数のセメント結合材と、任意選択で、１種または複数の添加剤と、任意選択で、１種または複数の補強材と、水とを含むセメントペーストの形態である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

いくつかの実施形態では、セメントミックスは、アタパルジャイトと、１種または複数のセメント結合材と、１種または複数の骨材と、任意選択で、１種または複数の添加剤と、任意選択で、１種または複数の補強材とを含むセメントペーストに対する乾燥中間体の形態である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

セメントペーストに対する乾燥中間体は、水と混合してセメントペーストを形成するために使用可能であり、硬化セメントペーストを形成するために硬化可能であり、または例えば、砂を添加することによってモルタルを形成するために使用可能である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

いくつかの実施形態では、セメントミックスは、アタパルジャイトと、１種または複数のセメント結合材と、１種または複数の骨材と、任意選択で、１種または複数の添加剤と、任意選択で、１種または複数の補強材とを含むモルタルの形態である。それぞれの成分名において、本明細書で記載の任意の量が可能である。

組成物は、数種の方法によって作製可能である。いくつかの実施形態では、組成物は、成分を混合することによって作製される。

図１は、いくつかの実施形態に記載の組成物を作製するための方法を示す。例えば、いくつかの実施形態では、組成物は、図１の方法（１ａ）または（１ｂ）を介して成分を混合することによって作製される。例えば、コンクリートは、成分がせん断混合され、コンクリートミキサーで混合される方法（１）を介して作製可能である。ＡＧ（アタパルジャイトに対する短縮語）は、いくつかの実施形態では、方法（１ａ）を介して反応体と一緒に添加される。いくつかの実施形態では、ＡＧは、方法（１ｂ）を介する硬化の前にセメントに添加される。

いくつかの実施形態では、組成物は、図１の方法（２）、（２ａ）または（２ｂ）を介してセメントペーストを形成することによって作製される。例えば、１種または複数のセメント結合材および本明細書記載より場合によって低いＷ／Ｃ比を有する水は、高速せん断型ミキサーで混合される。セメントペースト反応体は、いくつかの実施形態では、１種または複数の添加剤（（２）、（２ａ）、または（２ｂ）に示さず）またはＡＧをさらに含み、これらは、独立に、出発材料または生成セメントペーストと一緒に添加可能である。

いくつかの実施形態では、図１の方法（２ａ）または（２ｂ）の生成セメントペーストは、硬化可能である。

他の実施形態では、図１の（２）、（２ａ）、または（２ｂ）の生成セメントペーストは、その後に、１種または複数の骨材および任意選択で、水と一緒にブレンドされ、最終混合は、コンクリート混合装置で完了される。いくつかの実施形態では、ステップは、１種または複数の添加剤またはＡＧをブレンドするステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、１種または複数の添加剤（図１の（３）、（３ａ）、または（３ｂ）に示さず）またはＡＧを添加するステップをさらに含み、これらは、独立に、出発材料または生成セメントペーストと一緒に添加可能である。

骨材、ＡＧ、および添加剤の添加順序は、任意選択である。場合により、粗大なおよび微細な骨材は、同時に添加される。場合により、粗大な骨材は、微細な骨材の前に添加される、またはその逆である。例えば、次いで、生成セメントペーストは１種または複数の微細な骨材（例えば、砂）および任意選択で、水とブレンドされてモルタルを生成する。

いくつかの実施形態では、方法は、１種または複数の添加剤（図１の（４）には示さず）、（４ａ）、もしくは（４ｂ）またはＡＧを添加するステップをさらに含み、これらは、独立に、出発材料または生成セメントペーストと一緒に添加可能である。

その後、次いで、生成モルタルは、１種または複数の粗大な骨材（例えば、砂利）および任意選択で、水と一緒にブレンドされてコンクリートを生成する。図１のステップ（５）を参照されたい。

最終混合は、例えば、コンクリート混合装置で完了される。

ＡＧは、コンクリート、ペーストまたはモルタルの硬化前の任意の点で添加可能である。ＡＧは、図１の反応（１）〜（５）の様々なステップにおいて複数の部分に分けて添加可能である。

１種または複数の補強材は、コンクリート、ペーストまたはモルタルの硬化前の任意の点で添加可能である。１種または複数の補強材は、図１の反応（１）〜（５）の様々なステップにおいて複数の部分に分けて添加可能である。

ＡＧという面で例示されたが、図１の方法（１）〜（５）は、ＡＧ、セピオライトおよび／またはパリゴルスカイトを含むように容易に調整可能である。

ショットクリート（乾燥混合物に対して商標名Ｇｕｎｉｔｅとも呼ばれる）は、圧縮空気を使用して枠または構造体上に（または内に）コンクリートを射出する。いくつかの実施形態では、ショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）は、ノズルからの高圧空気射出によってコンクリートを打設するステップを含む。ショットクリートは、成形せずに頭上にまたは垂直面上に施用することができる。いくつかの実施形態では、ショットクリートは、橋梁、輸送構造体、高架橋、ジャージーバリア、道路デッキ、ダム、プール、および他の用途上のコンクリート修復または打設用に使用され、これらは、通常、高価であり、困難である。ショットクリートは、いくつかの実施形態では、垂直土壌または岩石面、または型枠のない他の用途に対して施用される。いくつかの実施形態では、ショットクリートは、岩石支持、例えば、山岳トンネル用に使用される。ショットクリートは、いくつかの実施形態では、漏出を最小化するために使用される。

いくつかの実施形態では、ショットクリート法は、乾燥ミックスまたは湿潤ミックスを使用する。いくつかの実施形態では、ショットクリート、乾燥ミックス（Ｇｕｎｉｔｅ）法は、本明細書記載の組成物の乾燥形態または実質的乾燥形態を機械内に添加し、圧縮空気を用いて、例えば、導管、例えば、ホース内から組成物の乾燥形態を出口、例えば、ノズルまで輸送するステップを含む。乾燥組成物を水和するのに十分な水は、出口、例えば、ノズルで添加される。

例えば、図２Ａは、ショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）法を実施するために十分な装置２００を示す。ミキサー２１０は、本明細書に記載の組成物の乾燥しているまたは実質的に乾燥しているコンポーネント（乾燥混合物）を受け、混合するのに十分である。乾燥混合物は、ガン２２０まで輸送され、ガンは、圧縮機２３０からの空気を受け、乾燥混合物を導管２４０からノズル２５０まで移動させるのに十分な圧力を蓄積させるように配置されている。ノズル２５０でまたはその近傍で、乾燥混合物は、導管２７０を介する水供給源２６０からの水（任意選択で、液体添加剤）によって湿潤化される。湿潤化組成物（乾燥混合物プラス導管２７０を介して添加される水および添加剤）は、空気射出部２８０から現場２９０まで吐き出され、湿潤化組成物は、固結される。図２Ａの実施形態では、ショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）は、大部分の混合水がノズル２５０でまたはその近傍で乾燥混合物に添加される方法である。

いくつかの実施形態では、現場２９０は、垂直または実質的に垂直である。本明細書に記載の組成物によって、厚さ８〜１６インチの固結コンクリートを形成することが可能になった。いくつかの実施形態では、厚さは、１０〜１４インチの範囲である。

いくつかの実施形態では、ショットクリート、湿潤ミックス法は、組成物の水和用の水を含む本明細書に記載の組成物を混合するステップと、導管、例えば、出口、例えばノズルまでのホースから水和組成物をポンプ輸送するステップとを含む。出口では、圧縮空気が、組成物を吹き付けるために添加される。

例えば、図２Ｂは、ショットクリート、湿潤ミックス法を実施するために十分な装置２０５を示す。ミキサー２１５は、本明細書に記載の組成物のコンポーネント（水和形態）を受け、任意選択で混合するように配置される。組成物は、ポンプ２１８を介して導管２４５まで輸送される。組成物は、導管２４５を移動して、圧縮機２３５からの空気を受け、ノズル２５５から組成物を推進させるのに十分な圧力を発生するように配置された点（ノズル２５５でまたはその近傍で）に至る。組成物は、空気射出部２８５を現場２９５まで吐き出され、組成物は固結される。図２Ｂの実施形態では、ショットクリート、湿潤ミックスは、水を含めた組成物成分が導管２４５に導入される前に混合される方法である。

本明細書に記載の組成物で実施可能であるが、ショットクリート、湿潤ミックスまたはショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）は、いくつかの実施形態では、以下の表に示される組成物を使用する。

本明細書に記載の多様な形態を有する組成物、すなわち、コンクリート、セメントペースト、モルタル、またはセメントミックスなどそれらの中間体で実施可能であるが、ショットクリート、湿潤ミックスまたはショットクリート、乾燥ミックス（ｇｕｎｉｔｅ）は、いくつかの実施形態では、セメント系グラウトの形態の組成物を使用する。いくつかの実施形態では、例えば、注入によって裂け目および空隙を充填するために使用可能な、施用後に硬化するポンプ輸送可能なモルタル様材料であるセメント系グラウトは、水硬性セメント系結合材料と、微細（砂）骨材と添加剤とを、１：１．５〜１：２の範囲のセメント：微細砂比で含み；ならびにアタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８などの）を組成物の０．０１重量％〜４．００重量％の範囲の量で含む。

本発明者らが承知の情報および本明細書に記載の情報に基づいて、本明細書に記載の量の精製アタパルジャイトを含む組成物によって、数種の効果を実現することが可能になる。こうした効果は、アタパルジャイトを破砕または粉砕することによってのみでは実現不能である。さらに、精製アタパルジャイトは、操作中に弾性であり、加工による機械崩壊または化学崩壊に対して抵抗性である。

実施例１

本実施例は、精製アタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）処理および未処理セメントペーストに対する流動曲線を示す補助となる。図３Ａは、０．１５％の精製アタパルジャイト（密実四角）および無アタパルジャイト（空白四角）を含むセメントミックス組成物（Ｌｅｈｉｇｈ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏ．、Ｌｅｅｄｓ、ＡＬ ｐｌａｎｔ製のＩ／ＩＩａ型セメント）に対するせん断応力（Ｐａ）対せん断速度（ｓ^−１）を示す。Ｗ／Ｃ比は０．４である。未処理試料のかなりのヒステリシスは、ペーストの不安定性を示す。Ａｃｔ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８処理コンクリートは、増加および減少せん断間で均一な挙動を示し、より大きなミックス安定性のみならず、分離およびブリーディングを最小化する能力もより良好であることを示す。

図３Ｂは、同じ組成物に対する塑性粘度対せん断速度を示す。精製アタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）処理組成物は、より大きい初期降伏点を有するが、処理組成物は、粘度の減少が速やかであり、ゲルミクロ構造および高降伏点に戻る際の時間差が無視できるほど小さい。結果として、Ａｃｔ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８処理コンクリートは、安定な懸濁液を形成し、ポンプ輸送性が向上し、グリーン強度を速やかに示す。

実施例２

精製アタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）で処理された自己固結コンクリート（ＳＣＣ）を使用することによって達成可能になる型枠圧減少を実際に示すことができる。ＳＣＣが型枠上に創出する静水圧は、一つの懸案事項である。その理由は、特にＳＣＣは、通常、ゼロから低い値までの降伏応力（または非常に大きいスランプ）を有するからである。処理ＳＣＣの速やかなチキソトロピー回復によって、打設後ほとんど直ちに型枠圧が減少するので、過剰な型枠補強および支えに対する必要性が軽減される。処理ＳＣＣによって、形状安定性のためのグリーン強度の速やかな発達、改善された接着、大きく改善された凝集、型枠圧の低減、または優れた不分離性制御を実現することが可能になると期待される。

処理ＳＣＣは、特に低スランプコンクリートにおいて低減されたポンプ圧、分離なしでのより粗大な骨材の使用、Ｓｉフュームの低減または非使用、「不安定化」ミックスの回復、吹き付け適用における低い跳ね返りおよびダスト、または大きく改善されたトラックの清掃を実現することが可能になると期待される。

実施例３

以下は、ＳＣＣおよびプレキャスト組成物が、低スランプおよび非常に粗大な骨材においてこの上ないコンクリートミックスの安定性、改善された表面仕上げ、改善された早期強度、低減された型枠圧、およびポンプ輸送性を実現できることを示す。

モルタルハローおよび表面と端部における過剰なブリーディング水を有するコンクリート配合物を調製した。コンクリート配合物を、０．１および０．２乾燥重量％を達成するのに十分な量の精製アタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）で処理した。モルタルハローおよび水光沢が消え、組成物は、良好に懸濁し、骨材の懸濁は均一であった。したがって、この上ないコンクリートミックスの安定性が、精製アタパルジャイトを使用することによって達成可能である。

同様に、広範囲減水添加剤（ＨＲＷＲ）を過剰に添加されたコンクリートの失敗ミックスを得た。失敗のＨＲＷＲコンクリート配合物を、０．１５乾燥重量％を達成するのに十分な量の精製アタパルジャイト（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）で処理した。生成ＨＲＷＲコンクリートは、使用可能になった。

以下の組成物を作製した。

２つの組成物の間の相違は、乾燥材料重量に対して０．１５％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８の存在である。圧縮強度対日数（１、３、７、および２８日）を図４Ａに示す。それぞれの日で、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８処理試料（ＡＧ処理された）を右側に、対照を左側に示す。それぞれの日で、圧縮強度は、ＡＧ処理された試料でより大であった。

クーロン（透水性）対試料を図４Ｂに示す。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８処理試料（ＡＧ処理された）を右側に、対照を左側に示す。透水性は、ＡＧ処理された試料でより小であった。

実施例４

以下の実施例は、ＳＣＣのスランプフローおよびＪリングフローを示す。ＳＣＣを乾燥材料重量に対して０．１５％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８の添加によって調製した。スランプフローを、ＡＳＴＭ１６１１を使用して測定した。

スランプフロー：２５．０インチ（ＡＳＴＭ１６１１）

Ｔ_５０：２．１秒（フロー拡がりが約２０インチに到達するのに必要な時間（５００ｍｍ））

ＶＳＩ^＊＝０ 安定ミックス

視感安定度指数（ＶＳＩ）：試験員によって認定。

スコア３＝大きな分離；目に見えるモルタルハロー（最悪）

スコア０＝分離なし（最良の場合）

組成物は、モルタルハローがなく、流動性が大きく、ブリーディングがなく、粘度が良好であり、骨材の懸濁が優れており、充填能が高かった。

ＪリングフローはＡＳＴＭ Ｃ１６２１を使用して２３．８インチと測定された。これは、通過能が良好であることを示す。組成物は、目に見えるブロッキングはなく、通過能は良好であった。

カラム分離試験を実施して、１６オンス／１００（セメント系）重量の市販ＶＭＡ（粘度改変添加剤）；乾燥重量基準で０．１０％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８および０．２０％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を有するＳＣＣの上部および下部セクションの差異率％を測定した。以下の結果を得たが、これは、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８が市販ＶＭＡと比較して分離を低減することを示す。

カラム分離

（上部／下部セクション差、％）

１）Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８ ０．１０％用量：１．１％

２）Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８ ０．１５％用量：０．４％

３）市販ＶＭＡ：１１．８％

得られた結果は、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８が市販ＶＭＡと比較して分離を低減することを示す。

実施例５

本実施例は、プレキャストおよび虫食いホールの低減能に関する。虫食いホールは、骨材からのセメントペーストの分離および捕捉空気（および／またはより少ない程度で水）の生コンクリート−型界面への移動をもたらすコンクリートの不安定性に由来する表面隙間である。こうした表面欠陥は、荷重支持領域（例えば、支柱の底部または頂部など）でのまたはその近傍での垂直面でより普通である。高価な修復が、この問題を処理するために必要である。

乾燥重量基準でＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を０．０７５％を有するプレキャストを調製した。プレキャストは、虫食いホールなしで、分離なしで、および固い端部を備えて固化した。他の量のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８も類似の結果を生成した。

Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を使用することによってブリーディングおよび水漏れ形態および防波堤外装石などの複雑な形状を停止することが可能になる。

実施例６

本実施例は、プレキャストミックスおよびデザイン性能に関する。以下のプレキャスト組成物を作製した。

シリカフュームおよびＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８含量に留意されたい。シリカフュームのパーセンテージは、重量パーセントである。図５Ａは、それぞれの組成物に対する強度対時間（２０時間、２４時間、４８時間、７２時間、７日、１４日、２８日、および５６日）を示す。図５Ｂは、対照（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８なしであるがシリカフューム）およびプレキャスト３（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８ありであるがシリカフュームなし）に対する収縮（μｍ）を示す。したがって、より良好なワーカビリティー、より大きな強度、および低減した収縮を保持しながら、シリカフュームを排除するまたは少なくとも低減することが可能である。

実施例７

本実施例は、軽量コンクリートおよび低スランプコンクリートのポンプ輸送性に関する。以下のプレキャスト組成物を作製した。

生コンクリート特性を組成物の下に示す。対照は６．７５インチのポンプ輸送後のスランプを有するが、一方で０．０７５％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８コンクリートは４．５インチのポンプ輸送後のスランプを有することに留意されたい。０．０７５％のＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８コンクリートのポンプ圧に比較して対照のそれは、６．４％大きく、低スランプコンクリートでのエネルギー節約になると解釈される。

実施例８

以下の試験は、ショットクリートおよびその表面接着、跳ね返りおよび強度に関する。以下のショットクリート組成物を作製した（体積は、ヤード^３による）。

２つの木製無補強パネル（４’×４’×４”）をいずれの跳ね返り材料も収集するためにプラスチックシート上に角度４５°で置いた。ショットクリート組成物の２立方ヤードバッチを木製パネルの表面上にホースを通して推し進めた。

跳ね返り重量は、ＡＧ処理されたショットクリートで７１％低下した。また、２８日円筒強度は、ＡＧ処理されたショットクリートで１５％大きかった。そして、２８日コア強度は、ＡＧ処理されたショットクリートで３３％大きかった。

本発明者らの承知している本実施例および他の実施例は、早期材令強度がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をショットクリート配合物に添加することによって実現可能であることを示す。

例えば、図６Ａは、コンクリートに対する強度（ＰＳＩ）対時間を示す。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含まない配合物（０％ＡＧ）は、１ＭＰａに到達するのに６．８時間を要する。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含む配合物（０．０５％ＡＧ、０．０７５％ＡＧ、および０．１０％ＡＧ）は、１ＭＰａに到達するのにわずか４．５時間しか要しない（０．０７５％ＡＧ）。

例えば、図６Ｂは、コンクリートに対する強度（ＰＳＩ）対時間を示す。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含まないが凝結促進剤を含む配合物（０％ＡＧ／１００％ＳＡ）は、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８および多様な量の凝結促進剤を含む配合物（０．０５％ＡＧ／５０％ＳＡ、０．０５％ＡＧ／７５％ＳＡ、および０．１０％ＡＧ／５０％ＳＡ）よりも、１ＭＰａに到達するのに長い時間を要する。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含むが凝結促進剤を含まない配合物（０．０７５％ＡＧ／０％ＳＡ）は、１ＭＰａに最も速やかに到達する。

Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８の添加によって、強度１ＭＰａを実現するのにより少ない時間しか要しないので、より早い再開が可能になる。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８によって、凝結促進剤の量をゼロまたは低減することが可能になった。

実施例９

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、垂直面上にショットクリートを１１インチ積み上げることが、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をショットクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

同様に、ｇｕｎｉｔｅの乾燥ミックスが作製され、頭上の表面上に施用する前に湿潤化される。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８の存在によって、優れた凝集および接着が可能になるが、これは、乾燥（ｇｕｎｉｔｅ）ミックスおよび関連した施用からは期待されない。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、ショットクリートの吹付け施用におけるダストの低減が、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をショットクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

ショットクリートの以下の標準ミックスおよびＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含むものを作製し、メッシュ付硬岩に表面吹き付けした。吸入可能なダストが測定された。Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８の存在によって、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含まない標準ミックスより少ない吸入可能なダスト（１２．５０ｍｇ／ｍ^３）にすることが可能になる。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、優れた凝集が、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をショットクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

実施例１０

本実施例は、深い基礎用のコンクリートに関する。以下のトレミーコンクリート組成物を作製した。

ＡＧ処理された組成物中で添加剤と共に粗大なおよび微細な骨材のみを調整した。セメント系材料のすべては、対照に対して一定であった。ＡＧ処理された組成物は、安定で希薄なミックスであり、ブリーディングがなく、強度は改善されていた。結果を図７Ａ〜Ｂに示す。

図７Ａは、それぞれの組成物に対する強度対時間（１日、７日、１４日、２１日、および２８日）を示す。図７Ｂは、７、１４、２１、２８、および５６日での対照（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８なし）およびＡＧ処理された組成物（Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８）に対する収縮（μｍ）を示す。したがって、普通ポルトランドセメント（ＯＰＣ）および多量の補助セメント材料（ＳＣＭ）含量によって良好なワーカビリティー、より大きな強度および低減した収縮を有することが可能である。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、ペーストの緻密化およびマクロ細孔の顕著な低減がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をコンクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、不分離性がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をコンクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、静水圧下のブリーディングの低減がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をコンクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、より大きなグリーン強度がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をコンクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、高い形状安定性、改善された表面仕上げ、または低減された傾斜摩擦がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８をコンクリート配合物に添加することによって可能であることを示す。

実施例１１

Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を含むおよび含まない組成物を使用してアルカリ―シリケート反応（ＡＳＲ）に由来するコンクリート容積膨張の軽減を試験するために、以下の組成物を作製した。

本発明者らに承知されている本実施例および他の実施例は、アルカリシリケート反応（ＡＳＲ）に由来するコンクリート容積膨張の軽減がＡｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８を添加することによって可能であることを示す。結果を図８に示し、結果は、対照（未処理の）モルタル／セメントが１６日後（５番目のデータ点）の測定で体積膨張０．２８１％を示すが、Ａｃｔｉ−Ｇｅｌ（登録商標）２０８処理のモルタル（ミックス２、２Ａ、３、および３Ａ）の体積膨張は無視できるほど小さいことを示す。従来のＡＳＲ処理としてＦ級フライアッシュ２５重量％が添加されたミックス１は、膨張の低減においてわずかだけ有効であった。

本発明の他の実施形態は、本明細書および本明細書に開示の実施形態の実施の考察から当業者には明白であろう。明細書および実施例は、非限定的とみなされるべきであり、本発明の真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (20)

1. 組成物であって、
   組成物の０．５乾燥重量％〜７５乾燥重量％の範囲の量で存在する１種または複数のセメント系結合材料と、
   組成物の０．０１乾燥重量％〜４．００乾燥重量％の範囲の量で存在するアタパルジャイト、
   組成物の０．１重量％〜６重量％の範囲の量で存在するセピオライト、および
   組成物の０．０５重量％〜５重量％の範囲の量で存在するパリゴルスカイト
   から選択される少なくとも１つのメンバーと
   を含む。
2. 請求項１に記載の組成物であって、前記組成物はＷ／Ｃ０．２〜０．７の範囲の量の水を含み、Ｗは水の質量であり、Ｃは１種または複数のセメント系結合材料の乾燥質量である。
3. 請求項２に記載の組成物であって、前記Ｗ／Ｃ量は０．３５〜０．６０の範囲である。
4. 請求項１に記載の組成物であって、コンクリート、セメントペースト、およびモルタルから選択される形態である。
5. 請求項１に記載の組成物であって、前記アタパルジャイトは、組成物の０．０２重量％〜０．７重量％の範囲の量で存在する。
6. 請求項１に記載の組成物であって、前記アタパルジャイトは、組成物の０．０３重量％〜０．１５重量％の範囲の量で存在する。
7. 請求項１に記載の組成物であって、前記アタパルジャイトは精製アタパルジャイトである。
8. 請求項１に記載の組成物であって、前記少なくとも１つのメンバーは精製アタパルジャイトであり、組成物の０．０１乾燥重量％〜４．００乾燥重量％の範囲の量で存在する。
9. 請求項５に記載の組成物であって、前記１種または複数のセメント系結合材料は組成物の０．５重量％〜７５重量％の範囲の量で存在する。
10. 請求項１に記載の組成物であって、前記１種または複数のセメント系結合材料はポルトランドセメントおよび石灰から選択される。
11. 請求項１に記載の組成物であって、乾燥コンポーネントの１０重量％〜８０重量％の範囲の量で存在する１種または複数の骨材をさらに含む。
12. 請求項１に記載の組成物であって、セメント系材料の０．０２重量％〜４重量％の範囲の量で存在する１種または複数の添加剤をさらに含む。
13. 請求項１に記載の組成物であって、前記１種または複数のセメント系結合材料は１種または複数の補助セメント系材料をさらに含む。
14. 組成物の作製法であって、
    （ａ）１種または複数のセメント系材料と
    （ｂ）アタパルジャイト、セピオライト、およびパリゴルスカイトから選択される少なくとも１つのメンバーと
    を混合して、生成組成物を形成するステップを含み、
    前記（ａ）前記１種または複数のセメント系結合材料は組成物の０．５乾燥重量％〜７５乾燥重量％の範囲の量で存在し、
    前記（ｂ）としてアタパルジャイトを選択する場合、アタパルジャイトは組成物の０．０１乾燥重量％〜４．００乾燥重量％の範囲の量で存在し、セピオライトを選択する場合、セピオライトは組成物の０．１重量％〜６重量％の範囲の量で存在し、パリゴルスカイトを選択する場合、パリゴルスカイトは組成物の０．０５重量％〜５重量％の範囲の量で存在する。
15. 請求項１４に記載の組成物の作製法であって、Ｗ／Ｃ０．２〜０．７の範囲の量の水を混合するステップをさらに含み、Ｗは水の質量であり、Ｃは１種または複数のセメント系結合材料の乾燥質量である。
16. 請求項１４に記載の組成物の作製法であって、前記組成物は凝結剤を含まない。
17. 組成物の作製法であって、
    （１）
    （ａ）１種または複数のセメント系材料、
    （ｂ）アタパルジャイト、および
    （ｃ）Ｗ／Ｃ０．２〜０．７の範囲の量の水であって、Ｗは水の質量であり、Ｃは１種または複数のセメント系結合材料の乾燥質量である、水
    を混合して、生成組成物を形成するステップと、
    （２）ショットクリート法で生成組成物に吹き付けて構造体を形成するステップと
    を含み、
    前記（ａ）１種または複数のセメント系結合材料は組成物の０．５乾燥重量％〜７５乾燥重量％の範囲の量で存在し、
    前記（ｂ）アタパルジャイトは組成物の０．０１乾燥重量％〜１．００乾燥重量％の範囲の量で存在する。
18. 請求項１７に記載の組成物の作製法であって、前記ショットクリート法は湿潤ミックスショットクリート法である。
19. 請求項１７に記載の組成物の作製法であって、前記ショットクリート法は乾燥ミックスショットクリート法である。
20. 請求項１７に記載の組成物の作製法であって、垂直面上に１０インチ以上のショットクリートを蓄積するステップをさらに含む。