JPH06500528A

JPH06500528A - 均質なタール及びセメント成分とその製造方法

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Publication number: JPH06500528A
Application number: JP3517080A
Authority: JP
Inventors: シュナイダー、ジョン・エフ; シュナイダー、カート・エー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1994-01-20
Also published as: FI930928A; DE69111073T2; NO930814L; EP0547160B1; GR3017503T3; BG97606A; BR9106820A; EP0547160A4; US5116420A; ATE124675T1; HUT68584A; DK0547160T3; FI930928A0; SK16693A3; ES2077246T3; AU8744591A; NO930814D0; HU9300597D0; CA2091169A1; DE69111073D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】均質なタール及びセメント成分とその製造方法産業上の利用分野本発明は従来のセメント成分よりも曲げ、引張り及びせん断結合強さが向上し、磨耗耐性が向上し、浸透性が低減し、ウォーカビリディが増強されたセメント成分に関するものである。特に、本発明は乳化システムとタール成分を含む水性混合成分で調製されたセメント成分と、それから成形製品を形成する方法に関する。セメント成分を調製するために使用される水性混合物は余剰ソジウム・トリポリフオスフェートをも含有していることが好ましい。

ｌ匪立１ｊ無機セメントは水を混入してペーストを作製すると凝固し硬化する特性を有している。これらの成分は剛性固体物質を固定構造へと結合することができる。無機セメントはそれが凝固し、硬化する態様に応じて水性と非水性とに分類することができる。例えば、水性セメントは空気中と水中で凝固及び硬化することができるが、非水性セメントは空気中でしが硬化し得ない。本明細書に参考文献として引用されているＺ、Ｄ、ジャストレブスキー著「工学材料の性質と特徴」　（ジョン・ウィリー＆すン出版、ニューヨーク、１９７７年刊、３５６ページを参照されたい。

最も広範に使用されている水性セメントはいわゆるポートランド・セメントであり、これは主として石灰質及び粘土質の材料、又はその他のシリカ、アルミナ及び酸化鉄を含む材料から成る密接な混合物を約１４００’Ｃの焼塊温度で加熱することによって製造される。タリンヵと呼ばれる部分的に焼結された材料は次に極めて微細な粉末に粉砕される。水を混入した後、主としてカルシウム−珪酸塩 −水化物（Ｃ−３−Ｈ）がら成る硬化した無定形物質が形成され、これは他のゲルと同様に網状の毛管孔及びゲル孔を含んでいる。代表的な硬化したポートランド・セメントペーストの全有孔率は容積比で約３０ないし４０％であり、直径が１０−０．００２μｍと範囲が極めて広い分布の孔サイズを有している。０．０１μｍという極めて微小な孔から成るゲルの有孔率は約２６％であり、残りの有孔性は毛管網に起因するものである。Ｚ、Ｄ、ジャストレプスキー著の上掲書の３５６−６１ページを参照されたい。

ポートランド・セメントの成分は更に付加的な添加成分を含むことがある。例えば、ポートランド・セメントの凝固時間を制御し、強度の向上を強化するために、原料の粉砕中に石膏又は無水石膏の形式の少量の硫酸カルシウムが添加される。セメント・ペーストは場合によっては液体の有機単量体もしくは液体硫黄に含浸され、重合化されてポリマー含浸コンクリートが製造される。本明細書に参考文献として引用されているキルクーオスマー化学技術百科事典第５巻（ジョン・ウィリー＆サン出版、ニューヨーク、１９７８年刊、１６３ページを参照されたい。その他の添加成分には水還元剤、可塑剤、空気エントレインメント及び化成防止剤、シリカ粉鉱、飛散灰、ポリマーラテックス等がある。

本明細書に参考文献として引用されている米国特許明細書第４，９３０，４２８号の出願人は約０．５ないし１１００ｐｐの余剰ソジウム・トリポリフオスフェート（ＳＴＰ）で水処理して調製された強度が高いコンクリートを既に開示している。驚嘆すべきことに、このコンクリート成分は従来のコンクリート成分よりも強度、密度が高く、有孔率が低いことが判明している。この成分は従来のコンクリートと比較すると著しい進歩である。

しかし、従来のコンクリートと同様に幾っがの不都合な特性が残っている。

従来のコンクリートには可撓性もしくは弾性がない。

従って、従来のコンクリートに圧縮力、曲げカ、引張り力及び（又は）せん断力を加えると、コンクリートは比較的僅かに変形した後に破壊され、又はひび割れする。

更に、従来のコンクリートは比較的浸透性が高く、多孔性であるため、多くのトラップされた湿気を運び、保持することが多い。

従来のコンクリートが湿気を保持する傾向は、温暖又は寒冷の気候条件での現在の特別な問題点になる場合がある。例えば、凍結温度の期間中にコンクリートに封入された湿気は膨張し、氷の結晶を形成して、これがコンクリートをひび割れさせる場合がよくある。霜による損傷と呼ばれるこの現象は凍結と解凍の周期が繰り返される地域では特に顕著にみられる。このような地域では、従来のコンクリートの有効寿命がこの現象によって大幅に縮まることがよくある。更に、従来のコンクリートが上記の気候条件で破壊したり、ひび割れする傾向を克服するための努力において、従来のコンクリートに種々の添加剤を加えることによって空気が同伴し、それによって成分中に封入される空気が増加する。

従来のコンクリートの浸透性が比較的高いことによっても、成分に添加できる飛散灰の多様性が限定される。

従来のコンクリート混合物には例えば、火力発電プラントから得られるようないわゆる「非汚染」　（クリーンな）飛散灰しか使用できない。ゴミの燃焼から発生するような有機又は無機汚染物質を含むことがある飛散灰は使用できない。何故ならば、従来のコンクリートが雨又は溶けた雪に晒されると、このような汚染物質によってコンクリートから成分が浸出する傾向があるからである。最後に、従来のコンクリートは加工性（ワー力ビイリティ）が乏しい。従来のコンクリートは注入後に、平滑で有用な表面を得るために入念なスクリーティング及びこて塗りが必要である。更に、従来のコンクリートではコンクリート塊の表面から水が「滲出する」傾向があるので、平滑な表面を達成し難い。実際にコンクリート表面に過度のこて塗りが行われると、表面が乾燥して粗い、粉末状の表面になり、これは入換えなければならない。

従って、現在入手できるセメント成分よりも結合の曲げ、引張り及びせん断結合強さが向上し、浸透性が低減し、ウォーカビリディが増強されたセメント成分が必要とされている。

更にセメント成分及びこれらの成分から製造される製品の結合の曲げ、引張り及びせん断結合強さ及びその他の特性を向上させる方法も必要である。

従って、本発明の課題は従来から公知であるセメント成分よりも大幅に曲げ、引張り及びせん断強さが向上し、浸透性が低減し、且つウォーカビリディが増強されたセメント成分を提供することにある。更に、本発明の課題はソジウム・トリポリフオスフェートを添加することによって、出願人の米国特許明細書第４，９３０，４２８号に記載の有利な特性の多くを発揮するセメント成分を提供することにある。

更に、セメント成分の曲げ、引張り及びせん断結合強さ、及びその他の所望の特性を向上させるために使用される水性混合物を提供することも本発明の課題である。

最後に、上記の成分から成形された製品を製造する方法を提案することも本発明の課題である。

光ｍ要上記の課題は下記の成分の混合物から構成されたセメント成分によって達成される。すなわち、質量比的Ｏないし８５％の砂じゃり、質量比的７ないし９０％のドライセメント、質量比的３ないし１０％の水性混合物、及び質量比的Ｏないし５０％の飛散灰であり、この場合、質量比は成分全体の質量に対する比率であり、水性混合物とドライセメント材料（すなわち、ドライセメントと飛散灰）との比率は鋳造可能な混合物になるような充分な比率である。水性混合物は水、乳化システム及びタール成分の高度に分散された混合物であり、タール成分の質量比は水性混合物の約０．１０ないし２５％である。

更に、水性混合物は約０．５ないし１８０ｐｐｍの余剰ソジウム・トリポリフオスフェートを含有していることが好ましい。

本発明は更に下記の成分の混合物から構成されたコンクリート用水性混合物にも関するものである。すなわち、質量比が約０．０５ないし約１５．０％の乳化システム、質量比的０．１０ないし約２５．０％のタール成分、及び質量比的６５％ないし９９％の水である。ここに成分の質量比は混合物の全質量に対する比率である。更に、混合物は上記の比率の余剰ソジウム・トリポリフオスフェートを含有していることが好ましい。

この混合物は水中に相当に均一に分布されたタール成分の分散から構成される。

この混合物はコロイド状であることか好ましく、相当に凝固、分離又はその他の非分散混合物になり難いことが特に好ましい。

更に、本発明はセメントによって成形される製品の製造工程にも関するものである。この工程には水と、乳化システム及びタール成分とを上記の比率で混合して、水性混合物を製造する段階と、水性混合物と、砂じゃり及びドライセメント及び任意に飛散灰とを混合して流体状のセメント混合物を製造する段階と、流体のセメント混合物を型枠に注入する段階と、混合物を硬化させてセメントにより成形された製品を製造する段階とが含まれる。

更に、セメントにより成形された製品を製造する段階は、水を軟化させるようにソジウム・トリポリフオスフェートを混合し、前記のソジウム・トリポリフオスフェートの余剰成分が水性混合物に残留するようにする段階を含むことが好ましい。

本発明の更に別の課題はセメント成分の曲げ、引張り及びせん断結合強さを向上させ、同時に浸透性を低減するための工程を提供することにある。この工程にはドライセメント成分の組合せと、上述の比率で水と乳化システムとタール成分とを含む水性混合物とから成るセメント成分を構成する段階を含んでいる。更に、水性混合物が更に上述のように適当な比率の余剰ソジウム・トリポリフオスフェートを含んでいることが好ましい。

最後に、本発明は更に水と乳化システムとタール成分とを混合して、上述の比率の水性混合物を構成する段階と、上述の適当な比率の水性混合物を砂じやり、ドライセメント及び飛散灰と混合して流体状のセメント混合物を製造する段階と、流体状のセメント混合物を型枠に注入して、混合物を成形された製品に硬化させる段階とを含んでいる。上記の実施例と同様に、水性混合物は更に上記の適当な比率の余剰ソジウム・トリポリフオスフェートを含んでいることが好ましい。

本発明に基づく工程、セメント成分及びそれから成形された製品では好適に、乳化されたタール成分と、好ましくは余剰ソジウム・トリポリフオスフェートとを含んでいないセメント成分もしくはコンクリートよりも曲げ、引張り及びせん断結合強さが驚くほど向上し、磨耗耐性が向上し、浸透性が低減し、ウォーカビリディが増強される。

日の詳細な説Ｂ本発明はドライセメント、砂じやり、任意の飛散灰、水溶液中のタール成分（水性混合物）混合により製造されるセメント成分を提供するものである。好ましい実施例では、水性混合物は余剰ソジウム・トリポリフオスフェート（Ｓ　Ｔ　Ｐ）をも含んでいる。より詳細に述べると、本発明のセメント成分は質量比的Ｏないし８５％の砂じゃり、質量比的７ないし９０％のドライセメント、質量比的３ないし１０％の水性混合物、及び質量比的０ないし５０％の飛散灰を含む成分の組合せから構成される。

特に成分の組合せには質量比的３０ないし８５％の砂じゃり、質量比的７ないし７０％のドライセメント、質量比的４ないし８％の水性混合物、及び質量比的１ないし３０％の飛散灰が含まれることが好ましい。より好ましくは、成分の組合せには質量比的７０ないし８２％の砂じゃり、質量比的９ないし２５％のドライセメント、質量比的５ないし９％の水性混合物、及び質量比的１ないし４％の飛散灰が含まれる。特に好ましい成分の組合せには質量比的７５ないし８０％の砂じゃり、質量比的１０ないし１５％のドライセメント、質量比的６ないし８％の水性混合物、及び質量比的２ないし３％の飛散灰が含まれる。

「水性混合物」は水に先ず乳化システムを添加し、次にタール成分を加え、これをセメント成分の乾燥成分、すなわち砂じゃり、ドライセメント及び任意の飛散灰と混合する。タール成分は本発明の水性混合物に対する質量比的０．１ないし２５．０％で構成され、より好ましくは質量比的５．０ないし１２．５％で構成され、最も好ましくは質量比的７．０ないし９．０％で構成される。

全成分に対する質量比で示すと、タール成分は約ｏ、。

１ないし１．７％で構成され、より好ましくは質量比的０．３ないし０．８％で構成され、最も好ましくは質量比的０．６ないし０．７％で構成される。

乳化システムは単数又は複数種の一次乳化剤、表面活性剤又は分散剤並びに任意の二次剤を、水中のタール成分の高分子分散が相当に均質で、著しく微細になるのに充分な分量だけ含んでいる。乳化システムの質量比は約０．０５ないし約１５．０％であることが好ましく、約０．１ないし約１２，０％であることが一層好ましく、約１ないし約１０％であることが最も好ましい。

更に、本発明で使用される水性混合物はタール成分と、乳化システムと乾燥セメント成分とに混入される水を軟化するために有効な量よりも過剰なＳＴＰを含んでいることが好ましい。余剰ＳＴＰを添加することによって好ましくは約０．５ないし１８０ｐｐｍの余剰ＳＴＰを含む水性混合物が生成される。水性混合物は約１５ないし２２ｐｐｍの余剰ＳＴＰを含むことが一層好ましく、約１８ないし２１ｐｐｍの余剰ＳＴＰを含むことが最も好ましい。

広範に使用されている水軟化剤であるソジウム・トリポリフ　ｔ　スフ　ｘ−ト（Ｎａ５Ｐ３０１０）は基本式、ＣＰ　ｎ　０３ｎ＋１１（ｎ＋２）−の陰イオンのソジウム金属塩であり、ここにｎ＝３である。ソジウム・トリポリフオスフェート（ＳＴＰ）は七ノー及びジソジウム・フォスフェートの分子脱水によって生成される一層ポリフオスフェートである。

本発明に参考文献として引用されているメルク・インデックス第１０版（Ｍ、ウインドホルツ他著、メルク出版＆Ｃｏ、１９８３年刊）の見出し８５４４を参照されたい。本発明の目的には、タール成分、乳化システム及び乾燥成分を添加する前にこのような重合体のＳＴＰを水性混合物に化合させることが好ましい。

ここで使用されるタール成分は、その記載内容が本明細書に参考文献として引用されているアメリカ材料試験協会（Ａ　Ｓ　ＴＭ）規格Ｄ８−８９に規定の、種々の多核芳香性成分から成る多様なれき青材料の任意の組合せでよい。水性混合物を生成するために使用されるのに適したれき青物質には、精錬工程から導出される石油アスファルト（例えば直接還元アスファルト、加熱粉砕アスファルト、送気アスファルト、プロパン沈降アスファルト）、鉱物成分が異なる天然アスファルト（例えばギルツナイト、グラフアマイド、輝ピッチ、バミューダ及びトリニダード鉱床）重油ゴムを含むれき青（すなわち、既存の任意のれき青材料にゴムを分散したれき青）、樹脂を含むれき青（すなわちすなわち、既存の任意のれき青材料に樹脂を分散したれき青）、コールタール、オイルクール、ピッチ、タールオイル・ピッチ及びその他の木材乾留物質、及び水性ガス、木材、泥炭、骨炭、シェール、樹脂及び脂肪酸タールからの関連生成物が含まれるが、これらに限定されるものではない。更に、天然であれ、合成であれ多核芳香性成分の任意の原料が本発明の範囲に含まれるものとみなされる。この例には、ポリビフェニール、融解アントラセン成分、フェナントレン成分、安息香置換ナフタリン、アセナフタリン及び同類の多価芳香性液体、粘液体又は固体成分がある。

本発明に基づく特に好ましいれき青物質は４５０℃ないし１２００℃の範囲の温度でれき骨炭の破壊的な乾留から生ずる粘性の黒又は褐色の液体であるコールタール及びその生成物である。コールタールの製造及び成分に関するより詳細な説明は本明細書に参考文献として引用されているキルクーオスマー化８　術百科　第１９巻、（１９６９年再版、６５３−６８２ページ）を参照されたい。

本発明に基づく水性混合物の乳化システムはれき青材料を水性混合物成分の水中に分散して、「水中オイル形式の乳濁液」を生成するのに充分な一次乳化剤、表面活性剤又は分散剤を含んでいる。一般に、れき青材料とともに使用される一次乳化剤は乳剤システム用に前記の比率で全体の混合物として添加された一種類又は複数の種類の陰イオン、陽イオン又は非イオン表面活性剤であることができる。更に、ベントナイト、モンモリロナイト、イライト、エタプルガイト、酸性白土、珪藻土、白陶土、及びゼオライトのような種々の粘土を含む二次乳化剤を水性混合物に混合して、せん断、防水、分散及び乳化剤として作用させることができる。水性混合物の質量に対する粘土の質量比はＯないし８０％の範囲であり、好ましくは約１０ないし４０％であり、約２５％であることが最も好ましい。この質量比は一次乳化剤、表面活性剤又は分散剤用に割当られた０、０１ないし２５％の質量比に加えられる。既存の一次乳化剤の量に対する適当な比率の酸、アルカリ、塩、高脂肪酸、防食コロイド等も一次乳化剤と組み合わせて水中のれき青物質を乳化するために利用することができる。一般に、酸は主として陰イオン及び（又は）非イオン活性剤と共に使用され、アルカリは主として陽イオン及び（又は）非イオン活性剤と共に使用される。塩はあらゆる種類の表面活性剤と共に使用することができる。更に、高脂肪酸もれき青物質の乳化に役立つ。

陰イオン乳化剤の例には主に高アルカリ・ポリアミノエチレン、高アルカリアミン、高アルカリ・ポリアミノエチレン・イミダシリン、これらの成分のポリエソキシレート又はポリアミノイミダシリン生成物及び前述のポリアミン成分の酸塩及び４価アンモニウム塩がある。

陰イオン乳化剤は非イオン乳化剤と組合せても使用できる。更に、塩酸、硫酸、酢酸等のような酸、及びアルカリ金属、アルカリ土類金属等のハロゲン化物のような水溶性の塩も上記の陰イオン乳化剤と組み合わせて使用することができる。

更に、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニールアルコール、ゼラチン、リグニンアミン、ポリオキシエチレン　ポリプロピレン　グリコール　エーテル等のような防食コロイドも使用できる。

代表的な陽イオン乳化剤の例にはカゼインのアルカリ酸、脂肪酸のアルカリ金属塩、高アルコールの硫酸エステルのアルカリ塩、スルフォン酸塩ソジウム　アルキルベンジン、スルフォン酸塩ポリオキシプロピレン、その混合重合体、その２価及び３価スルフォン酸塩生成物及び同類のカルボキシ又はスルフォノキシ機能化された脂肪成分がある。Ｎ　ａ　ＯＨｌＫＯＨ，ＮＨ４ＯＨ，及び水溶性アルカリ金属塩のようなアルカリ基を上記の陽イオン乳化剤と組み合わせて使用することができる。非イオン乳化剤の例には、ポリオキシエチレン高アルコール・エーテル、ポリオキシエチレン・アルキルフェニール・エーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン・アルキル・エーテル、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレン・グリコール脂肪エステル、ソルビタン脂肪エステル、ポリオキシエチレン・オキシプロピレン・ブロック重合体等がある。更に、陰イオン又は陽イオン乳化剤で使用されるものと同じ酸、アルカリ、塩又は防食コロイドを非イオン乳化剤と共に使用することができる。非イオン乳化剤とともに使用できる防食コロイドの例にはカルボキシメチル・セルロース、メチル・セルロース、ヒドロキシエーテル・セルロース、ポリビニール・アルコール、スルフォン酸塩リグニン、ポリオキシエチレン・ポリプロピレン・グリコール・エーテル等がある。

本発明に従った好ましいコールタールれき青材料の好ましい乳化剤には、１価、２価及び３価スルフォン化脂肪酸又はアルコールのような陽イオン表面活性剤又は乳化剤並びに、１価、２価及び３価スルフォン化ポリエトキシ、ポリプロポキシ及び混合重合体成分が含まれる。

これらの中で特に好ましいものは単独の、又は少ない比率の前述の非イオン・ポリエトキシ、ポリプロピル及びポリニトリプロポリ・アルコール及びエステルと組み合わせた陽イオン乳化剤である。

タール成分、乳化システム及び水に加えて、本発明に従った水性混合物はその他の添加物を含んでいてもよい。

例えば、タール成分は少量のアクリロニトリル、ブタジェン又はスチレン共重合体又はその他のゴム化成分並びに種々の湿潤剤、顔料及び凝固剤を含むことができる。

本発明の混合物で使用されるタール成分と一次及び二次乳化剤との組合せの特定の実施例は車道、舗道又は屋根の漏れ防止成分の形式で市販されている。例えば、コールタール・ピッチ乳化剤は多くの販売元から市販されており、それは例えばカンサス州ウィチタのコツホ産業Ｉｎｃ、、メリーランド州ボルチモアのアメリカン・ストーン−ミックスＩｎｃ、オハイオ州シンシナティのブリューワー・カンパニー及びオハイオ州ケントのシール・マスター・コーポレーション等であるが、これらに限定されるものではない。更に、同様に車道、舗道、屋根の漏れ止めに使用されるその他の市販のれき青乳化剤を本発明のセメント成分中のタール成分として使用できることが理解されよう。

本発明に基づく成分で使用される水性混合物を生成するために市販のコールタール乳化剤を使用する場合、質量比的２０ないし８０％の固体を含む乳化剤を使用することが好ましく、質量比的４０ないし７０％の固体を含む乳化剤を使用することが一層好ましく、質量比的５０％の固体を含む乳化剤を使用することが最も好ましい。

これらの市販の乳化剤の固体成分は代表的にはタール・ピッチ固体成分と、種々の粘土粒子とを含み、これらの粘土粒子は主としてほぼ等しい比率の珪酸塩容土質である。従って、市販のコールタール乳化剤の質量比的２０ないし８０％が、好ましくは５０％が水である。

本発明の水性混合物成分を調製するために市販のコールタール乳化剤を使用する際には、市販の乳化剤の質量の約５０％が水であり、残りの５０％が固形成分であるが、これらの固体の僅か５０％だけが好適に乳化されたコールタール成分であり、残りの固形成分は主として種々の粘土類から成ることが理解されよう。従って、本発明のセメント成分を調製する際に、好適な量の水とタール成分とを含むように適切な調整を行う必要があることも理解されよう。例えば、濃縮乳化されたコールタールとは異なり、本発明の水性混合物成分を生成するのに必要な水の総量を計算する際に、市販のコールタール乳化剤に既に含まれている水の容積が適切に考慮される。

本発明の「ドライセメント」とはセメント・ペーストを生成するために一般に水と混合される一般の、乾燥した粉末状のセメント原料、すなわち「乾燥混合物（ドライミックス）」である。この成分は質量比的７ないし９０％のドライセメントを含んでおり、質量比的９ないし１５％であることが好ましい。一実施例では、水性混合物に対するドライセメントの比率は、ドライセメントと残りの成分とが鋳造可能な混合物を生成するために適するスラリ流動特性を得るのに充分な量であるように調節された条件のもとで、約４：１ないし約１＝１であり、好ましくは約２：工ないし約１，５：１である。

水性混合物と混合されるドライセメントはポートランド・セメントとして知られた種類のものであることが好ましいが、その記載内容が本明細書に参考文献として引用されているアメリカ材料試験協会（Ａ　Ｓ　ＴＭ）規格Ｄ８−８９に規定のドライセメントを含む従来の任意のドライセメントを使用することができる。

市販されているポートランド・セメントはいずれも好適に使用できるが、本発明の強度が高いセメント成分で有用であるドライ・ポートランド・セメントの好ましい化学成分は下記の表１に示す等級■のポートランド・セメントの混合成分である。

アルミン酸塩トリカルシウムーーーーーーーーーーーーーーーー−一一−−−−−−−−−−−−「砂じゃり」は粉砕した石、砂等の汚れがない粒子の天然鉱物の任意の組合せでよいが、相当量の汚れや不純物を含んでいないものとする。更に、「砂じゃり」はゴム粉末、ガラス・ビード、微細気球、樹脂フオーム、プラスチック粒子、グラスファイバ又は種々の金属片のような人工成分を含んでいてもよい。

「飛散灰」は種々の燃焼工程の粒子状の非燃焼性副産物であり、この工程には石炭、塵芥及びその他の可燃物質の燃焼が含まれる。ドライセメントと骨材（砂じゃり）に飛散灰を加えることは本発明では任意である。

本発明の成分は約３０００−３１００ポンドの砂じやり、約４５０−５５０ボンドのドライ「ポートランド」セメント、約８０−１１０ポンドの飛散灰及び水性混合物の質量非約５．０ないし８．０％のタール成分で処理した約２４０−２６０ポンドの水を含む成分の組合せから構成することが特に好適である。更に、水性混合物を調製するために使用される水は約５ないし５０ｐｐｍ。

特に１８ないし２３１ｐｐｍの残余ＳＴＰが保持されるように、ソジウム・トリポリフオフフェート（ＳＴＰ）で処理されることが好ましい。

本発明の成分は更に鋳造可能なセメント成分として混合することができる。これらの成分は一般に通常の注入成分よりも多くのドライ・ポートランド・セメントを含んでおり、例えば暗渠を建設するために利用されている。

本発明に基づく水性混合物から鋳造成分を構成する場合は、必要とされるドライ・ポートランド・セメントの量は一般的な使用量よりも少ないものと考えられる。一般的な量（例えば質量比的９ないし３０％）のドライ・ポートランド・セメントが水性混合物と組み合わせて使用されると、その結果として生ずる混合物は鋳造するには濃度が濃すぎる。そこで、本発明に従った有用な曲げ強く、鋳造可能なセメント成分は質量比的８ないし２０％のドライ・ポートランド・セメントと、質量比的５ないし２０％の水性混合物と、質量比的０ないし８５％の砂じやりと、質量比的Ｏないし５０％の任意の飛散灰とを使用して調製することができる。

水性混合物が通常のコンクリートと比較して曲げ強さ及び引張り強さを高めるように、セメント成分の高分子構造を修正する態様は知られていない。しかし、本発明を限定し、又はそのパラメタとすることを意図するものではないが、幾つかの理論によって上記の現象を説明することができる。無極有機タール成分と相互に静電作用する無機複合塩セメント成分とは混和しないので、乳化システムと好ましいＳＴＰの作用によって、より大きい比率の半結晶セメント成分中に高度に分散した非晶質タール成分が生成されるものと考えられる。タール分散はコロイド状又はマクロコロイド状であるので、その結果として生ずる構造は珪酸塩アルミノ・カルシウム成分の網状の半結晶行列全体に亘ってタール成分の高度に分散した高分子領域から成っている。この領域は行列の障害を弾力化するので、行列への機械応力及び熱応力は有機領域の「弾性」によって散逸される。更に、多原子成分のｐｉ電子軌道が誘発双極子として無機行列の静電荷と相互作用することも可能である。乳化システム、特にＳＴＰはこの双極子の相互作用を促進する。

その結果、行列の障害が再構成され、上記のように機械応力及び熱応力が散逸する。

本発明は成形された製品の製造工程をも提案するものである。この工程の初期段階には水を先ず乳化システムで、次にタール成分で処理する段階が含まれる。乳化システムの比率は水性混合物に対する質量比が約０．０５ないし約１５．０％であり、質量比的０．１ないし約１２％であることが一層好ましく、質量比的１ないし約１０％であることが最も好ましい。タール成分の比率は質量比が約０．１ないし２５．０％であり、質量比的５゜０ないし約１２．５％であることが一層好ましく、質量比的７，０ないし約９．０％であることが最も好ましい。

更に、水は余剰量のソジウム・トリポリフオスフェート（ＳＴＰ）で処理することが好ましい。「余剰量」とは水に含まれる金属塩を可溶性にすることによって水を軟化するための量に加えて残余量のＳＴＰを水に添加するのに充分な量のことである。この残余量のＳＴＰは水性混合物の約０．５ないし１８０１）ｐｍであり、５ないし５０ｐｐｍであることが一層好ましく、約１８ないし２１ｐｐｍであることが最も好ましい。しかし、約１８０ないし２５０ｐｐｍを超える量の残余ＳＴＰは避けるべきである。これらの大量のＳＴＰはセメント成分に別の反応を誘発し、それによってセメント成分が破壊されたり分解したりする場合があると考えられる。

タール成分、乳化システム及び好ましくはＳＴＰの添加に引き続いて、流動体のセメント混合物すなわちペーストを生成するために水性混合物がドライセメント、砂じやり及び任意の飛散灰を含む乾燥したセメント成分に混入される。混和は均一に混和された均質な混合物が生成される任意の手段と、任意の期間に亘って行わうことかできるが、最も代表的には産業用セメント・ミキサーのような回転ドラム装置を用いて行われる。バッチが４０００ボンドのセメントの標準的な混和時間は、コンクリートが回分プラントで行われる場合には約９０秒であり、混和が回転ドラムを備えたトラックで行われる場合は約９分である。

ＳＴＰがタール成分と乳化システムとを含む水性混合物に添加される場合は、曲げ強さ、引張り強さ及びせん断結合強さの増強、及び水性混合物中のＳＴＰの他の有利な作用があまり低減されないような期間内に水性混合物をドライセメント、砂じゃり及び任意の飛散灰と混合しなければならない。水性混合物はＳＴＰを水に添加してから約４日以内にドライセメント、砂じやり及び任意の飛散灰に混合されることが好ましい。

上記の有効期間が経過した後で曲げ強さ、引張り強さ及びせん断結合強さの増強、及び他の有利な作用が低減される理由は明らかになっていないが、考えられる説明としてはこの期間の後ではＳＴＰは加水分解作用を受け始め、１価ソジウム及び２価ソジウムへと分解するものと思われる。あるいは、ＳＴＰに重合化反応又は構造変換が誘発されて、ソジウム・トリメタフオスフェート又はソジウム・テトラメタフォスフェートのような周期性のポリフォスフェートになることがある。機械的な応答とは関わりなく、水性混合物をドライセメント、砂じゃり及び任意の飛散灰に添加する有効期間の後では、調製されたセメント成分は本発明に基いて増強された特性を喪失し始めるものと考えられる。

本発明のセメント成分はＳＴＰを加えなくとも生成することができるが、ＳＴＰを使用することによって成分の行列内でタール成分が一層完全に分散することが促進されるものと考えられる。更に、ＳＴＰを水性混合物に添加することによって達成される均一な分散により、凝固した成分の特性が増強されるものと考えられる。従って、本発明の成分の曲げ強さ、引張り強さ及びせん断結合強さ及び他の有利な特性を最適に高めるために、水性混合物を生成する際にはＳＴＰを添加した後に上記の好ましい残量のＳＴＰが残るような充分な量のＳＴＰを使用する必要があろう。

水性混合物と、ドライセメントと、砂じやりと任意の飛散灰とを均質な混合物になるように充分に混和した後、流体状のセメント混合物すなわちペーストを製造される製品の所望の形状に応じて形成された任意の適宜の型枠、骨組又は鋳型に注入することができる。次にセメント混合物は好ましくは室温に少なくとも１日置いて固形化するまで硬化される。

本発明のセメント成分は同じ成分から調製され、しかしタール成分と、関連する乳化剤と、残余ソジウム・トリポリフオスフェートとを含まない水性混合物を使用した標準形のコンクリート成分と比較して、加えられた力（ｐｓｉ）で測定された圧縮強さ、及び曲げ、引張り、及びせん断結合強さが著しく向上する。特に、本発明のセメント成分の圧縮強さは本発明の成分に添加されたタール成分と乳化システムとの量に応じて、標準形のコンクリートの圧縮強さに匹敵する数値から、著しく高い圧縮強さの範囲にまで亘る。更に、本発明の優れた弾性特性は曲げ強さが標準のコンクリートの１ないし２５０％高まり、引張り強さが約２ないし２００％まで高まる事実によって実証される。より詳細に述べると、本発明の成分は標準のコンクリートよりも約２０ないし２００％、最も好適には約２５ないし１５０％高い曲げ強さを発揮する。更に、本発明のセメント成分によって一層好ましくは３０ないし１７５％、最も好ましくは４０ないし１５０％高い引張り強さが発揮される。

更に、本発明のセメント成分と、これが載置される基体との接着性の結合強度は、適宜の基体に接着された標準形のコンクリートの場合と比較して、約５ないし３５０％、好ましくは約２０ないし２００％、最も好ましくは２０ないし２００％もせん断結合強さが高いことによって実証される。実際に、本発明の成分と適宜の基体との間の接着性結合は、成分と基体との結合が降伏する前に凝固したセメント成分の行列がほとんどひび割れ、破壊されるほど強いものである。

本発明のセメント成分の優れた曲げ強さ及び引張り強さによって更に磨耗耐性が高い材料が得られる。例えば、同じ成分から調製され、しかし、タール成分と、関連する乳化剤と、残余ソジウム・トリポリフオスフェートとを含まない水性混合物を使用した標準形のコンクリート成分と比較して、本発明の成分は磨耗に起因する重量損失が大幅に少なく、衝撃強さが高い。これは標準のコンクリートよりも約１０ないし５００％以上高く、好ましくは１００ないし４００％高く、最も好ましくは２００ないし３５０％も高い。

本発明の成分は更に匹敵する標準形のコンクリートよりも浸透性が大幅に低い。

従って、本発明のセメント成分は標準のコンクリートよりも大幅に耐久性が高い。その理由の少なくとも一部は、水及び塩化物及び硫化物のような有害な可溶性の塩基が凝固した成分の行列に浸透して保持されることに対する耐性が増強されることにある。理論的な裏付けはなされていないものの、本発明の成分の浸透性が低下することに関して考えられる説明の一つとしては、凝固した成分の分散した孔構造が凝固した成分の行列内部のタール成分の嫌水性の分散領域によって部分的に充填もしくは密封されることを挙げることができる。更に、タール成分によって形成された同じ分散領域がセメント行列の微細なひび割れの形成を抑止し、且つ制限することによって、成分の凝固した行列にみずと可溶性塩基が侵入し、伝播することが抑制されるものと考えられる。

標準形のコンクリートでは、凝固した製品が適切な孔構造を確保するために種々の空気封入添加剤を加える必要がある場合が多い。ところが、ラテックスを加えたコンクリートは通常は著しく過剰な空気を封入し、従って気泡生成防止剤で処理しなければならない。これに対して、本発明のセメント成分は自己で空気封入し、セメント・ペースト全体に亘ってより均一な空気分散を形成する。特に、本発明の成分は添加剤を一切使用せずに約４ないし１５％の空気を封入し、好ましくは５ないし１２％、最も好ましくは６ないし９％の空気を封入する。

本発明のセメント成分は優れた物理的特性に加えて、多くの標準のセメント成分よりも大幅に加工し易い。このようにワー力ビイリティが増強されることによって、労働力が大幅に節減できるばかりではなく、不適切な加工により取替えなければならない廃材を大幅に縮減できるという両方のコスト上の利点が得られる。

特に、本発明の成分は機械によって平滑化し、又はこて塗りをする際に表面に余剰の水が「流出」することがなく、標準のコンクリートよりも著しく迅速に平滑に仕上げされる「クリーム」もくしは「ペースト」を提供する。更に、本発明の成分の表面は従来のコンクリートと比較して「過労」し難い。これに大して標準のコンクリートの表面は過労し易く、その結果、耐久性がない粉末状に凝固した表面になり、これは除去して取替えなければならないので、労働力と材料のコストが著しく高くなる。

上記の特性に加えて、本発明のセメント成分は同僚の成分から調製され、しかし、タール成分と、関連する乳化剤と、残余ソジウム・トリポリフオスフェートとを含まない水を使用した標準形のコンクリート成分と比較して、凍結／解凍、腐食及びすべり抵抗が高く、同時に乾燥時の収縮性が低く、疲れ耐性が高い。更に、これまで本発明のセメント成分と標準のコンクリートとの比較を水性混合物と、乳化されたタール成分と残余ソジウム・トリポリフオスフェートとを添加した好ましい成分に関して行ってきたが、残余ソジウム・トリポリフオスフェートを添加しない水性混合物と比較した場合でも、好ましい成分が発揮する特性とは幾分レイルが低下するものの、本発明の成分の増強された特性は維持されることを了解されたい。

次に本発明を下記の加工例を参照して更に説明する。

例下記の成分を混合して６ヤードのバッチを製造して、本発明に従ったセメント成分の４つのバリエーションが調製された。

バリエーションＡ：５１３ポンドのドライ・ポートランド・セメント（ノースウェスタン　ステート・ポートランドセメント、アイオワ州メイゾン市）；５０％の固体コールタール乳化剤（質量比２５％の市販のコールタール、質量比２５％のカオリン及びベントナイト粘土、質量比的１２ないし１４％のミネソタ州セントポール、「ツイン・シール」として市販されている脂肪酸又はアルコールの１価、２価又は３価塩酸生成物と、残りは水）で処理し、水性混合物に対する質量比の５．０％、又は全成分に対する質量比の０．３２％が乳化されたコールタールと余剰Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０（産業等級の水処理用５ＴＰ）であり、２０ｐｐｍの残余濃度が得られるようにされた２５０ポンドの水（井戸水、大気温度、硬度１０１００−２００ｐｐ；３０５４ポンドの骨材（砂じやり）（１８１８ボンドの直径０．３７５の洗浄石、１２３６ポンドの微細砂）及び９１ポンドの飛散灰（火力発電所からでる等級 “Ｃ”５１３ポンドのドライ・ボートランド・セメント　５０％の固体コールタール乳化剤（バリエーションＡの「ツイン・シール」成分）で処理し、水性混合物に対する質量比の６．２５％、又は全成分に対する質量比の０゜４０％が乳化されたコールタールと余剰Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０であり、２０ｐｐｍの残余濃度が得られるようにされた２５０ポンドの水３０５４ポンドの骨材、及び、９１ポンドの飛散灰バリエーションＣ：５１３ポンドのドライ・ポートランド・セメント５０％の固体コールタール乳化剤（バリエーションＡの「ツイン・シール」成分）で処理し、水性混合物に対する質量比の８．３３％、又は全成分に対する質量比の０．５４％が乳化されたコールタールと余剰Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０であり、２０ｐｐｍの残余濃度が得られるようにされた２５０ポンドの水３０５４ポンドの骨材、及び、９１ポンドの飛散灰バリエーションＤ：５１３ポンドのドライ・ポートランド・セメント５０％の固体コールタール乳化剤（バリエーションＡの「ツイン・シール」成分）で処理し、水性混合物に対する質量比の１２．５％、又は全成分に対する質量比の０．８０％が乳化されたコールタールと余剰Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０であり、２０ｐｐｍの残余濃度が得られるようにされた２５０ポンドの水３０５４ポンドの骨材、及び、９１ポンドの飛散灰混合が終了すると、それぞれのバリエーションは均質で、グレーの無定形セメント材料が得られた。混合物が希望するよりも乾いていたり、濃い場合には必要ならばコンクリート産業では自明であるように材料の構造を平滑にするために、全体で６ヤードのバッチに１ないし３ガロンの追加の水が加えられた。

湿潤状態では、それぞれのバリエーションは同、様の性質を呈し、極めて僅かな相違しか認められなかった。基本的に、バリエーションＡないしＤはバリエーションＡからＤへとタール成分を次第に増加したので、グレーの色彩は次第に濃くなっていった。更に、各バリエーションのタール成分が増大すると共に粘性が次第に高まり、凝固時間が短縮した。しかし、タール成分に関わりなく、全てのバリエーションは水の流出を生じずに極めて迅速に機能し、その他の前述のような増強されたワーカビイリティの特性を発揮した。

多くのバリエーションは標準の、又はラテックスを加えたコンクリートに必要な期間よりもよりも大幅に短い期間で凝固し、固く耐久性がある表面が得られた。

実際に、バリエーションＤは注入から４時間以内にそれほど変形せずに自動車の重量に耐えるまでに迅速に凝固した。

各々のバリエーションはひび割れ又は破壊の前に相当な変形状態を持続することができた。凝固したバリエーションＡ及びＢの曲げ強さ及び引張り強さは、厚さが１７４ないし２インチの薄いスラブが１年以上に亘って５０゜ＯＯＯ十ボンドのトラックに繰り返し晒してもあまり損耗又は破壊せずに耐える能力によって更に実証された。

これに対して、標準のコンクリートの同じ厚さのスラブはトラックに晒されると数週間で破損した。

これまで本発明を種々の特定の好ましい実施例と技術を参照して説明してきたが、本発明の趣旨と範囲で多くの修正が可能であることが理解されよう。

国際調査報告フロントページの続き（５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃ０４Ｂ　２４／３６　２１０２−４Ｇ／／（ＣＯ４Ｂ　２８１０２２４：３６　２１０２−４Ｇ２２：１６　２１０２−４Ｇ２４：１６　２１０２−４Ｇ２２：０６）　２１０２−４Ｇ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ、　ＤＫ。

ＥＳ、ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＣ，ＭＧ、　ＭＷ、　ＮＬ、　ＮＯ，ＰＬ、ＲＯ，ＳＤ、ＳＥ、５Ｕ（７２）発明者　シュナイダー、カート・ニーアメリカ合衆国　５５０２４　ミネソタ、ファーミントン、ツーハンドレッドス・ストリート・イースト　３９５６

Claims

【特許請求の範囲】

１．（ａ）質量比約０ないし８５％の骨材と、（ｂ）質量比約７ないし９０％のドライセメントと、（ｃ）質量比約０ないし５０％の飛散灰と（ｄ）質量比約３ないし１０％の水性混合物とから成る成分から調製されたコンクリート成分であって、水性混合物が高度に分散された水と、乳化剤とタール成分との混合物であり、該タール成分の水性混合物に対する質量比が約０．１ないし２５％であり、成分（ａ）ないし（ｄ）の質量比は成分の全質量に対する比率であることを特徴とするコンクリート成分。
２．水性混合物が更に約０．５ないし１８０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含んだことを特徴とする請求の範囲１項に記載のコンクリート成分。
３．成分の質量比が約３０ないし８５％の骨剤、約７ないし７０％のドライセメント、約１ないし３０％の飛散灰及び約４ないし８％の水性混合物から選択されたことを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
４．水性混合物が５ないし５０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含んだことを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
５．タール成分の質量比が水性混合物の約５．０ないし１２．５％であることを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
６．タール成分の質量比が水性混合物の約７．０ないし９．０％であるとともに、水性混合物が約１８ないし２１ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含んだことを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
７．（ａ）質量比約７５ないし８０％の骨材と、（ｂ）質量比約１０ないし１５％のドライセメントと、（ｃ）質量比約２ないし３％の飛散灰と（ｄ）質量比約７ないし９％の水性混合物とから成ることを特徴とする成分から調製された請求の範囲６項に記載のコンクリート成分。
８．ドライセメントがポートランド・セメントであることを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
９．タール成分が石油アスファルト、天然アスファルト、コールタール、オイルタール、ピッチ、タールオイル・ピッチ及び水性ガス、木材、泥炭、骨炭、シェール、樹脂、脂肪酸タール及びその組合せの木材乾留物質の群から選択されたれき青物質から成ることを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
１０．乳化システムが陽イオン乳化剤、陰イオン乳化剤及び非イオン乳化剤から選択された一次乳化剤から成ることを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
１１．乳化システムが一次乳化剤と、せん断分散粘土から成る二次乳化剤との組合せであることを特徴とする請求の範囲１０項に記載のコンクリート成分。
１２．成分が更に鉱酸又は塩基を含むことを特徴とする請求の範囲１１項に記載のコンクリート成分。
１３．タール成分がコールタールであることを特徴とする請求の範囲９項に記載のコンクリート成分。
１４．一次乳化剤が脂肪酸又はアルコールの１価、２価又は３価スルフォン酸塩である陽イオン乳化剤であることを特徴とする請求の範囲１０項に記載のコンクリート成分。
１５．タール成分と乳化システムが質量比が約２０ないし８０％の固体と、約０．０５ないし２５％の一次乳化剤と、２０ないし８０％の水から成る事前に生成された材料であり、該固体が事前生成された材料に対する質量比が約３０ないし７０％のコールタールと、質量比が約３０ないし７０％の二次乳化剤用のせん断分散粘土から成ることを特徴とする請求の範囲１１項に記載のコンクリート成分。
１６．事前生成された材料が質量比約５０％の固体と、約５０％の水とから成り、固体が約５０％のコールタールと約５０％の二次乳化用のせん断分散粘土とから成ることを特徴とする請求の範囲１５項に記載のコンクリート成分。
１７．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に高い曲げ強さを発揮することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
１８．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に高い引張り強さを発揮することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
１９．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に高い成分と適宜の基体とのせん断結合強さを発揮することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
２０．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に高い磨耗耐性を発揮することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
２１．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に高い衝撃強さを発揮することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
２２．請求の範囲１項の（ａ）ないし（ｃ）の成分量と、質量比約３ないし１０％の飲料水とから生成されたコンクリートと匹敵し、ないしはそれよりも大幅に低い浸透性を備えたことを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
２３．自己空気封入することを特徴とする請求の範囲２項に記載のコンクリート成分。
２４．請求の範囲２項に記載のセメント成分を凝固することによって製造される硬化製品。
２５．（ａ）質量比約０．０５ないし１５％の乳化システムと、（ｂ）質量比約０．１０ないし２５％のタール成分と、（ｃ）質量比約６５ないし９９％の水とから成る成分から調製されたコンクリート用の水性混合物であって、成分の質量比は水性混合物の全質量に対する比率であることを特徴とする水性混合物。
２６．約０．５ないし１８０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを更に含んだことを特徴とする請求の範囲２５項に記載の水性混合物。
２７．残余ソジウム・トリポリフォスフェートが水性混合物の約５ないし５０ｐｐｍであることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
２８．残余ソジウム・トリポリフォスフェートが水性混合物の約１８ないし２１ｐｐｍであることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
２９．タール成分が水性混合物の約５．０ないし１２．５ｐｐｍであることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３０．タール成分が水性混合物の約７．０ないし９．０ｐｐｍであることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３１．乳化システムの質量比が混合物の約０．１０ないし７．０％であることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３２．乳化システムの質量比が混合物の約０．２５ないし３．０％であることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３３．タール成分が石油アスファルト、天然アスファルト、コールタール、オイルタール、ピッチ、タールオイル・ピッチ及び水性ガス、木材、泥炭、骨炭、シェール、樹脂、脂肪酸タールの木材乾留物質の群から選択されたれき青物質から成ることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３４．タール成分がコールタールであることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３５．乳化システムが陽イオン乳化剤、陰イオン乳化剤及び非イオン乳化剤から選択された一次乳化剤から成ることを特徴とする請求の範囲２６項に記載の水性混合物。
３６．一次乳化剤が陽イオン乳化剤であることを特徴とする請求の範囲３５１項に記載の水性混合物。
３７．乳化システムが一次乳化剤と、二次乳化剤との組合せであることを特徴とする請求の範囲３５項に記載の水性混合物。
３８．（ａ）質量比が約０．２５ないし３．０％の乳化システムと、（ｂ）質量比が約７．０ないし９．０％のタール成分と、（ｃ）質量比が約６５ないし９９％の水と（ｄ）約１８ないし２１ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートとから成る成分の組合せから調製された請求の範囲３７項に記載の水性混合物。
３９．（ａ）水を乳化システム及びタール成分と混合して、水性混合物を製造する段階と、（ｂ）質量比約３ないし１０％の水性混合物を質量比約０ないし８５％の骨材と、質量比約７ないし９０％のドライセメントと、質量比約０ないし５０％の飛散灰とに混入することによって流動性のセメント混合物を調製する段階と、（ｃ）流動体のセメント混合物を型枠に注入して硬化させ、成形された製品を製造する段階とから成ることを特徴とする曲げ強い成形製品の製造工程。
４０．水性混合物が約０．５ないし１８０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含むように余剰量のソジウム・トリポリフォスフェートを段階（ａ）の混合物に添加する段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲３９項に記載の製造工程。
４１．セメント混合物が飛散灰及び骨材の一方又は双方を含まないことを特徴とする請求の範囲４０項に記載の製造工程。
４２．水性混合物が約１５ないし２２ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含んだことを特徴とする請求の範囲４０項に記載の製造工程。
４３．タール成分が質量比約５．０ないし１２．５％の水性混合物を含んだことを特徴とする請求の範囲４０項に記載の製造工程。
４４．セメント成分の曲げ、引張り及びせん断結合強さを大幅に高め、同時に水浸透性を低める工程において、ドライセメント成分と、水を含む水性混合物と、乳化システムとタール成分とからセメント成分を生成する段階から成り、水性混合物に対するタール成分の質量比が約０．１０ないし２５．０％であるとともに、該セメント成分が該ドライセメント成分と飲料水との組合せから生成されたコンクリートよりも大幅に高い曲げ、引張り及びせん断結合強さを発揮し、大幅に低い水浸透性を備えたことを特徴とする生成段階。
４５．約０．５ないし１８０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートが得られるように水性混合物に余剰のソジウム・トリポリフォスフェートを添加する段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲４４項に記載の生成段階。
４６．請求の範囲４５項に記載の工程に従って生成されたセメント成分よりも曲げ、引張り及びせん断結合強さが大幅に高く、水浸透性が大幅に低いセメント成分。
４７．（ａ）乳化システムとタール成分とに水を混入して水性混合物を生成し、その際にタール成分の水性混合物に対する質量比が約０．１０ないし２５．０％である段階と、（ｂ）質量比約３ないし１０％の水性混合物と質量比約０ないし８５％の骨材と、質量比約７ないし９０％のドライセメントと、質量比約０ないし５０％の飛散灰とを混和させて流体状のセメント混合物を調製する段階と、（ｃ）流体状のセメント混合物を型枠に注入して混合物を硬化させ、成形された製品を製造する段階、とによって製造された成形製品。
４８．水性混合物が約０．５ないし１８０ｐｐｍの残余ソジウム・トリポリフォスフェートを含むように段階（ａ）の水性混合物に余剰量のソジウム・トリポリフォスフェートを添加する段階を更に含む請求の範囲４７項に記載の工程によって製造された成形製品。
４９．流体状のセメント混合物が飛散灰及び骨材の一方又は双方を含まないことを特徴とする請求の範囲４８項に記載の成形製品。