JP6189934B2 - セメント性組成物のための安定な脱泡剤 - Google Patents
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Description
本発明は、水和性セメント性材料における空気処理、そしてさらに特定的に水和性セメント性組成物中で使用するための、セメント−分散剤−含有水溶液中の水分散性脱泡剤を安定化するためのコロイド状粒子の使用に関する。
ある量の連行(entrained)空気が凍結−解凍サイクルから生ずる分解に対する抵抗性を向上させることにより、脆い材料であるコンクリートの耐久性を向上させ得ることは既知である。しかしながら、過剰に大きいか又は不均一な間隔の気孔は凍結−解凍耐久性及び圧縮強さの損失に導き得るので、コンクリートにおける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。セメント性混合物内の気孔の寸法及び間隔の制御のために、通常ロジン酸(rosins acid)及びアニオン性界面活性剤のような空気連行剤が用いられる。
先行技術の欠点の克服において、本発明は、1種もしくはそれより多い減水性セメント分散剤を有するセメント性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及び方法を提供する。
から選ばれるコロイド状ナノ粒子を含む。
本発明は、セメント及びコンクリートのような水和性セメント性組成物を改質するための添加物組成物ならびにセメント性組成物及びそのような組成物の改質方法を提供する。かくして本発明の代表的な添加物組成物は:(a)ポリアルキレンオキシドを含んでなる少なくとも1種の水分散性脱泡剤;(b)ポリエチレンオキシド基、ポリプロピレンオキシド基又はそれらの混合物を有する少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤(例えば減水剤、高流動化剤);ならびに(c)8〜150ナノメーターの平均寸法を有し、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウム、ジルコニア及びそれらの混合物より成る群から選ばれる(そしてこれらの中でシリカ及びアルミナが最も好ましい)コロイド状ナノ粒子を含む。
NY 1990),page 1を参照されたい。
発明者等は、これらが水溶性セメント分散剤の存在下で1種もしくはそれより多い水分散性脱泡剤を安定化するように機能し得ると考える。
Additives and Instrumentsから“BYK(登録商標)−0
28”の商品名の下に入手可能であり、オキシランを有するポリグリコール(ポリアルキレングリコール)中に脱泡性ポリシロキサン及び疎水性固体を含有すると思われる。水中の“BYK(登録商標)−028”分散系(0.2重量%)の濁度は、HACH(登録商標) 2100N濁度計を用いて測定される110NTUであった。この脱泡剤分散系は25℃において1時間より長時間安定であった。BYK(登録商標) 028を含有する添加剤試料は、表2に従い、実施例1に記述した方法を用いて調製された。
上記の実施例1及び2と比較される相対的な性能を確かめるために、ヒュームドシリカを用いて比較試験を行った。“AEROSIL(登録商標) 300”及び“AEROSIL(登録商標) 130”は親水性ヒュームドシリカに関する商品名(commercial trade name)であり、“AEROSIL(登録商標) R816”は疎水性ヒュームドシリカに関する商品名である。脱泡剤及びこれらのヒュームドシリカを含有する添加剤試料を、前に記載した方法を用いて調製した。
複数の脱泡剤を用いる添加剤試料を調製し、調べた。下記の表4に例示する通り、コロイド状粒子は、1種より多い脱泡剤を含んでなる添加剤も安定化することができる。酸性条件下で水中に溶解することができる第2の脱泡剤(脱泡剤Bと称する)を用いた。
添加剤溶液全体における脱泡剤分布を調べるために、モルタル空気試験(ASTM C185)を行った。
脱泡剤A及びLudoxTM TM 50コロイド状粒子を含有する添加剤試料中の連行空気の質を、コロイド状粒子を含有しない参照試料に対して調べた。普通ポルトランドセメントA(OPC),362kg/m3(611lb/yd3);水,148kg/m3(250lb/yd3);粗骨材,1038kg/m3(1750lb/yd3);細骨材,787kg/m3(1326lb/yd3);及び化学添加剤,セメントの重量に基づいて0.1重量%を用いて空気連行コンクリート混合物を調製した。プラスチック空気含有率を、プラスチックコンクリートに基づいて合計容積により5%〜9%の範囲内にするのに必要な用量で、通常の空気−連行剤(Grace Construction Products,Cambridge,MAからDARAVAIR(登録商標) 1000の商品名の下に入手可能)を加えた。試料の空気含有率をASTM C231−97に従って調べた。気孔の質をASTM C457−98に従って調べた。実験の結果を表6にまとめる。凍結/解凍耐久性に関するASTM C494要件に合格するための推奨値は、間隔因子として0.200mm(0.008インチ)より小さい値及び比表面積に関して24mm-1(600インチ-1)より大きい値である。
脱泡剤A及びLudoxTM TM 50コロイド状粒子を含有する添加剤試料の連行される気孔の質を、コロイド状粒子を含有しない参照試料に対して再び調べ、今回は異なるセメントを用いた。普通ポルトランドセメントBを用いる以外、試験法は実施例6におけると同じであった。
Claims (7)
- セメント性組成物を改質するための、安定な水担体中添加物組成物であって、水と
a)ポリアルキレンオキシドを含んでなり、水性担体の合計重量に基づく0.2%の濃度において、20℃における濁度計で測定したとき、50NTUより大きい濁度値を有する、少なくとも1種の水分散性脱泡剤;
b)ポリエチレンオキシド基、ポリプロピレンオキシド基又はそれらの混合物を有する少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤;ならびに
c)8〜150ナノメーターのZ−平均寸法を有し、シリカ、アルミナ、及びそれらの混合物より成る群から選ばれるコロイド状ナノ粒子
を含んでなり、
コロイド状ナノ粒子が、水担体中組成物中で、少なくとも1種の水分散性脱泡剤及び少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤と組み合わされるとき、水分散性脱泡剤を安定化する、水担体中添加物組成物 - 該成分(a)において、該少なくとも1種の水分散性脱泡剤が、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのランダム、ブロック、もしくはトリブロック共重合体、エトキシル化もしくはプロポキシル化アルコール、脂肪アルコール、アルキルアミン、アルキルポリアミン、又は、脂肪カルボン酸である、請求項1の水担体中添加物組成物。
- 固体含有物に基づく、該成分(a)の少なくとも1種の水分散性脱泡剤対該成分(b)の少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤の重量比が1:1000〜1:2であり、固体含有物に基づく該成分(a)対該成分(c)の重量比が1:0.5〜1:10である、請求項1の水担体中添加物組成物
- 該少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤の濃度が、水担体中組成物の重量に基づいて5%〜60%である、請求項1の水担体中添加物組成物
- 該少なくとも1種のポリカルボキシレートセメント分散剤の添加の前に該コロイド状ナノ粒子を該少なくとも1種の水分散性脱泡剤と混合する、請求項1の水担体中添加物組成物。
- 少なくとも1種の水溶性脱泡剤、又は、無機塩をさらに含んでなる請求項1の水担体中添加物組成物。
- 少なくとも1種のセメント性結合剤と請求項1の水担体中添加物組成物を一緒に混合することを含んでなる、水和性セメント性組成物の改質方法。
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