JPS5899155A - 水硬性セメント組成物用添加剤 - Google Patents

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】 本発明は水硬性セメント組成物用の添加剤に関する。更
に特定的には、本発明・は、モルタル尋の中で使用され
、煉瓦、！ロック轡の結合のために使用される゛、水硬
性セメント、殊にポルトランド煉瓦職セメント組成物用
の、添加生成物の改善に関する。

Ｉルトランド煉瓦職セメントは、煉瓦、ブロック等の結
合の際に煉瓦職人によって使用されるように殊に製造さ
れた組成物である。そのようなセメントは、典型的には
、使用に先立って、細骨剤、普通Ｆｉ砂と、水とで混合
される。湿潤したモルタルは、良好な「台板寿命（ｂｏ
ａｒｄ　１ｉｆａ　）　Ｊ　、撥水性等の如き他の望ま
しい特性のみならず、煉瓦職人が作４（例えばとて塗り
等）するｔめの高度な「回層性」を有することが望まし
い。

煉瓦・職用セメントは、ポルトランドセメント（適正な
硬化時間調整用に石こうを含有）を、一般に、約３５乃
至・５％（全体を基準）の、石灰石、チョーク、タルク
、火山灰、粘土、石こう、１７ｔはそれらのものの組み
合せの如き固体材料と、相互粉砕することＫよって製造
される。石灰石は、その良好な「可塑性」増進特性が理
由で、最も多く、４ルトランドセメントと相互粉砕され
る成分となっている。そのような煉瓦職セメントは、構
造用「コンクリート」中に使用する目的の殆どのポルト
ランドセメントよりももつと進んだ細かさの度合にまで
粉砕され、これが、就中、仕上げられたモルタル生成物
の「可塑性」を改善する。

添加剤生成物は、煉瓦職用セメントと混合させるために
市販されており、そのような添加剤生成物は、望ましい
成る特性を煉瓦職セメント組成物に賦与するべくデザイ
ンされている。セメントを石こう、石灰石等と相互粉砕
させている間にそのような添加生成物をセメント−と混
合するεとが普通実用されている。

米国特許第＆８６Ａ＠０１号および同＆８８〜９８５号
には、上記の種類の添加生成物が記載されている。そこ
に記載されている添加剤は、水、水に不溶で撥水性の酸
成分（例えばトール油）、乳化剤（例えばそのような酸
の塩）、および硬化時間遅延剤（例えばショ糖）を含有
する、水系の、水中に油状物のある乳液から成る。この
添加剤生成物は理想的には水に分散し得る（これは、こ
のものが１過剰投薬」される危険を減らす）、添加剤は
、場合によシ付加的成分として、ＡＥ剤（空気連行剤）
を含有することが好ましい。

上記特許中に記載され几乳剤添加生成物は、ポルトラン
ド煉瓦職セメント組成物の製造において、殊に添加剤生
成物を水の中に分散させ、そしてポルトランドセメント
の粉砕の間にその中へ添加することに１って、成功裡に
利用されてきた。乳剤添加生成物の搬送および貯蔵に付
随する欠点は、使用に先立って凍結温度に曝された時に
時々生成物が不安定化するという感受性にある。生成物
の凍結は相分離をひき起し、その結果、実際問題として
け、生成物が不用のものとなる。

本発明において、上記の特許に記載されている乳剤添加
生成物の低温における安定性が、その中へ少量の成る種
の低分子量、水に高溶解性、非イオン性有機化合物、好
ましくはケトン、アルコール、アルデヒド、アンド、ま
たはこれらのものの混合物を混合させることによって、
かな夛改善され得ることが見出され次０本発明に従って
使用するのに殊に好ましい低温安定化剤は、前記の範噛
に合い、且つ乳剤生成物が煉瓦職用セメンＦの粉砕の間
にその中へ添加される時に、粉砕操作の効率を改善する
作用をも併せもつ、有機化合物である。

本発明に従って安定化される乳剤添加生成物は、上記米
国特許第＆８６へ６０１号および同亀８８へ９８５号記
載のものである。そこで詳述されているように、そのよ
うな生成物は、水、水に不溶性で撥水性の酸成分、乳化
剤、および硬化遅延剤を含有する、水系の、水中に油状
物のある乳液から成る。添加剤組成物は、好ましくは、
場合により更にＡＥ剤成分を含有する。

乳液の撥水性成分は、トール油中に見出されるような、
水に子爵性の脂肪酸、口ｖｙまたはその混合物から成る
。撥水性成分は乳液の固体部分の主費部として存在し、
即ち、固体部分の５０重量％より大、好ましくは約１ｏ
−ｅｓ重量％である。

撥水性成分を乳液の水相中に分散させることのできるも
ので、仕上げのセメント組成物に恣影響を及はさないも
のならば、どんな乳化剤でも便用し得る。脂肪酸もしく
はロジン酸の塩を九はその１合物、殊にそのような酸の
アルカリ金属塩が乳化剤として好ましい、殊に好ましい
具体例では、乳化剤は、水酸化す）　ＩＪウムの如き塩
基を酸の防水成分に加えて塩を生成させることによって
その場で製造される。この例では、乳液を作るのに十分
な乳化剤を製造するのに十分な塩基を加える。

使用することのできる他の乳化剤には、スルフニー）、
例、ｔば−ｔｏアンモニウムスルフエートエステルノ如
キ、脂肪アルコールのエステル；アンモニウム、アルカ
リおよびアルカリ土金属芳香族スルホネートの如き芳香
族スルホネート；ケン化されたフェノール類またはナフ
テン酸類等がある。

例えば、アルカリールポリオキシアルキレンアルカノー
ルおよびそのエステル、例えばアンモニウムスルフェー
トエステルの如きその誘導体；お↓び無水へキシトール
部分長鎖脂肪酸エステルのＩリオキクエチレン誘導体か
ら成る群から選ばれた液体ま九は固体の如き、アニオン
型または非イオン型の乳化剤も使用し得る。前記のもの
のどの混合物でも使用し得る。一般に、乳化剤は、本発
明の添加組成物中で、固体の少なくとも約０．５重蓋％
の量だけ使用される。

本発明の添加剤の硬化遅延成分として、水硬性セメント
用として公知の遅延剤ならば如何なるものでも使用し得
る。ポルトランドセメントの水浴性硬化遅延剤はよく知
られており、本発明で使用するのにも好ましい、そのよ
う逐遅延剤の代表例は、単糖類、例えばグルコースおよ
びスルフ）　−ス、二軸類、例えばラフィノース、多糖
類、例えばデンプンおよびセルロース並びに予備ゼラチ
ン比隣のデンプン、デキストリン、コーンシロップおよ
びカルざキシメチルセルロースの如！それらのものの誘
導体の如き炭水化や、１！！ｉ石鹸および粘液酸の如き
ｌリヒドロキシポリカルｌキシル化合物番リグノスルホ
ン酸およびカルシウム、マグネシウム、アンモニウムお
よびナトリウムリグノスルホネーＦの如きそれらのもの
の塩富ホウ酸のアルカリ金属塩の如きホウ酸の水溶性塩
２酸化亜鉛；および水浴性シリコーン化合物；並びにこ
れらのｔのの混合物である０本発明の添加剤中に使用さ
れる遅延剤の量は、一般に、固体の約３乃至約ａＳ、好
ましくは約１０乃至約２０重量％の範囲とする。

撥水性酸成分または乳化成分は、仕上げのセメント組成
物に成る程度の空気連行を賦与し得るが、幾つかの例で
は、本発明の添加剤の中にＡＥ剤成分を更に追加して含
有させることによって、連行される空気の量を増大させ
ることが望ましいこともあり得る。トール油酸のアルカ
リ金属塩の如き種々の材料がセメント組成物中に空気を
連行するものとして知られておシ、そのうちの何れのも
のでも、これが乳剤の他の成分と両立し得る限りは、そ
の中で使用することがで色る。エチレンオキシドと、例
えば置換もしくは未置夷のフェノールの如き芳香族有機
化合物または脂肪酸、アルコール、エステル、アルデヒ
ド、アミン等の如き脂肪族有機化合物との縮合生成物を
使用するのが好ましい。

殊に好ましいのは水溶性アルキルアリール４リエーテル
アルコール類である。この付加的なＡＥ剤酸成分便用す
る時は、一般に固体の約１乃至約５重量％の範囲の量を
用いる。

乳剤中に使用する水の量は、好ましくは全体の少なくと
も約１！器乃至３ｓ重量％とする。損傷を避ける丸めに
本発明の添加剤の中に保存料を使用することもで自、約
１％の保存料が普通有効であると判っている。

本発明に従って上記の乳剤の中へ混合される低温安定化
有機化合一は、一般に１低い分子量、例えば１１０より
小を有し、非イオン性であって、曳好な水溶性を有し、
即ち、２ＩＣの飽和溶液１００ｆＴｏたり溶質的５０ｆ
より大という水−性を有する。更に、安定化化合書は、
乳剤添加剤の他の成分の４ｉ’Ｊれのものとも化学的に
逆効果のある反応性があってはならず、例えば、化合物
を形成剤の企図された用途に悪影響を与えてはならない
。

前出の範喝に合い、アルコール、ケトン、アルデヒドま
九はアミドと化学的に分類される有機化合物は、本発明
に従う一般的に好ましい低温安定化添加剤である。この
類分は内の多くの材料は市販で広く入手でき、比較的低
コストである。そのような化合物の代表例には、エタノ
ール、メタノール、グロノ臂ノール、ブタノール、尋の
如＊低分子量アルカノール；グリコール、例えばアルキ
レングリコールの如き低分子量多価アルコール蓼アセト
ンの如き低分子量ケトン蟇低分子量アルデヒド、例えば
ホルムアルチヒド；および低分子量アミド、例えば尿素
およびＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドが含まれる。前出
の類分けの中の好ましい材料は、取扱い、有毒性、可燃
性郷の立場から最も少ない問題しか提起しないｔのであ
る。

本発明に従って低温安定化成分として使用されるのに殊
に好ましいのは、乳剤添加剤生成物に１水硬性セメント
、および殊にポルトランドセメントの製造に普遍的に使
用されている粉砕操作の効率を高める能力を付加的に賦
与する、そのような、低分子量、高水溶性、非イオン性
有機化合物である。煉瓦工作、コンクリート等に使用す
るための、側光ばポルトランドセメントの製造に際して
は、融合セメント「クリンカー」を少量の石こうと共Ｋ
ｌｌかい粒度まで粉砕する。工業で「粉砕助剤」として
知られている成る種の化成品を粉砕操作の関に加えて、
望みの細かい粒度を得るのに必要とされるエネルギーの
量を減少させることによって操作の効率を改善する。

グリコールを低温安定化剤として使用する、本発明に従
う改善され次乳剤添加剤組成物中では、グリコールが乳
剤添加剤生成物に粉砕助剤として機能する能力を賦与す
ることが見出された。’／ＩＪコールは本分野で粉砕助
剤として以前から使用されてきたとは言うものの、本発
明の特定のグリコール含有乳剤添加剤生成物の、更に粉
砕助剤として機能する能力は、生成物を安定化させるの
に使用されるグリコールの量が、粉砕助剤として機能す
るのに必要と以前考えられていた量よりも遥かに少ない
ので、完全に予期できないことであった。

他の多価アルコール粉砕助剤並びにこれもまたセメント
用として公知の粉砕助剤である尿素も使用することがで
きた。（１者は、しかし、いやな臭いの問題を有し得る
。

本発明の改善された添加剤乳剤生成物中で利用される低
温安定化成分の量は、一般に、全乳剤生成物の約３乃至
２５、好ましくは約６乃至１５重量％の間の範囲である
。全ての場合に、望みの度合の低温安定性を賦与する（
そして好ましい材料の場合は粉砕効率改１１特性を賦与
する）のに十分な量を含有させなければならない。

セメント組成物への添加剤として用いる場合は、本発明
の改善され九乳剤は、セメントの重量を基準として乳剤
固体約１ｏｏｔ乃至約α３重量％の間の範囲と一般にな
る量だけ混合させる。添加の好ましい方法は、乳剤をセ
ーントま九はセメントクリンカ−と相互粉砕することに
よる。本発明の添加剤は、より大部の水の中へ理想的に
最初に分散させることができ、その形で、このものは更
に正確にセメントの中へ分配され得る。

次の詳細な実施例は例示の几めだけのものであり、限定
と考えるべきものではない。

実施例１ （１）　　生成物の製造 化学成分 成　分　　　　　　　　　　　　　重量（ｒ）水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２０６シヨ糖　　
　　　　　　　　　　　　１３０ジエチレングリコール
　　　　　　　１３７ＮａＯＨ錠剤　　　　　　　　　
　　　　　五８トール油　　　　　　　　　　　　　４
９７ホルムアルデヒド（３７％）ｌＯ 成分の組み合せ Ｌ　　’／！糖は水に溶解 ２　ジエチレングリコールを段階１の浴液に溶解 λ　ＮａＯＨ錠剤を段階型の浴液に浴解也　トール油を
段階３の溶液に添加 ＆　　＠ＴＲＩＴＯＮ　　Ｘ−１００”を段階番の材料
に添加 亀　ホルムアルデヒドを段階５の材料に添加７、混合物
を攪拌しながら１時間の間に亘って３７．８１：’（１
００Ｆ）ｔで加熱 生成物の乳化 ガラリン（Ｇａｓｊ（％）実験室用ホモジナイザーの第
一段および第二段をＨ，０を用いてそれぞれ８５０およ
びＬ６ＢＯｐａｉに設定し次、上記の混合物をホモジナ
イザーの中に逃し、安定な懸濁液を生成させ皮。

１、低温安定性の調定 生成’ｔ＊の「照査標準」回分を、水／ゾエチレ／ダリ
コール混合物のかわりに３４３２の水を使用し穴以外は
上記の化成品および技術を用いて、製造した。「照査標
準」および上記の生成物の両方を一１？、８ｒＯＦおよ
び２１．ＩＣ１０Ｆの間の温度変動循１１ＫＩｋした。

「照査標準」は１サイクル後に品位低下したが、新規生
成物は４サイクル後も品位低下の兆候は全く示さなかっ
た。

実施例２ ジエチレングリコールのかわりにメタノールで置きかえ
て、実施例１の如く生成物を製造する。

生成した生成物は、また、良好な低温安定性を示し友。

実施例３ ジエチレングリコールのかわりに原票で置き換えて、実
施例１の如く生成物を製造する。生成した生成物は、ま
九、良好な低温安定性を示した。

実施例４ 実施例１の如く製造きれた本警明に従う改善された生成
物を、１９８１年３月に、ユニオンブリッジ（Ｕｖｔｏ
ｎ　Ｂｒｉｄｇｅ　）　、ＭＤに位置する／／ｌ／トラ
ンド煉瓦職セメントの商業製造者に、煉瓦職セメント生
成物の製造の際の添加剤として使用するために売った。

本発明の生成物は、典型的な煉瓦職セメント成分、ポル
トランドセメントクリンカ−および石灰石の通常の４ｆ
ｌＴＬ粉砕の際に加えｆＣ，。

添加生成物は使用の時点に至る優で安定のままで、煉瓦
職セメント生成吻に撥水性、硬化遅延性および空気連行
性を賦与する目的で加えた。煉瓦職セメントの製造者は
、更に、製造者が以前他の市販添加剤生成物を使用し次
時に得られた生産性と比較して、本発明の生成物の硲加
の間の彼の粉砕ミルの生産性が増大していることを報告
した。以前の添加剤を用いるミル生産高は、毎時約Ｉｔ
であると報告されたが、一方、本発明の生成物を用いる
と毎時約ｌｉｇのミル生産高が報告され次。以前の市販
の添加剤生成りは、トリエタノールアミンをケン化剤と
して使用することから成る、部分ケン化トール油である
と考えられる。生成する疎水性のアミントーレート生成
切は、製造者の文献の中では、最大の防水性と改善され
皮粉砕効率を持ち、空気連行性を提供するとｉわれてい
る。ア建ントーレート生成物け、本発明の添加剤生成物
と異なり、乳剤ではなく、水相或いは遅延剤を全く含有
しない。ま九、本発明の添加剤と対照的に、アミントー
レート生成物の製造者は、このものを水または他の含水
加工材料と混合するべきではないと指示している。

実施例５ 本発明の生成物を４ルトランドセメントおよびポルトラ
ンド煉瓦職セメントの両方の粉砕助剤として試験する実
験で、実験室用回分式ミルで試験粉砕を行なった０次の
組成を有する２ａｌｌｌの実験生成物をこの研究のため
に製造した； 水　　　　　　　　　　　　　３４６．５？　　　　　
３４ａ５ｆシヨ糖　　　　　　　　１２Ｑ、８ｆ　　　
　ＩＨＬ８ｆＶエチレングリ　　　　無し　　　　　　
ｇｏｔコール ＮａＯＨ錠剤　　　　　　　５．８ｒ　　　　　　１８
ｆトール油　　　　　　　５０９．５ｆ　　　　４４９
６ｆホルムアルデヒド　　　　８．６ｆ　　　　　　＆
６Ｆ６？の混合物とも同じ条件を用いて乳化させた。

生成物をポルトランドセメント用の粉砕助剤として評価
するのに用いる研究では、破砕クリンカー（−２０メツ
シユ）：８３１５ｆおよび破砕石こうｌフ５ｆを本発明
の生成物α１％（固体対固体）と共に粉砕した。生成物
をポルトランド煉瓦職セメント用の粉砕助剤として評価
する際には、破砕クリンカー（−２０メツシユ）１７０
０ｆ、破砕石こう１０５Ｆ、および破砕（−２０メツシ
ユ）石灰石１ｓｅｓｒを本発明の生成物α１％（固体対
固体）と共に粉砕した。ポルトランドセメント粉砕には
ミルを１０４４Ｃ（１！！ＯＦ）で５５００回転操作し
、一方、ポルトランドセメント煉瓦職粉砕には、ミルを
１０４４ｒ（２２０Ｆ）で５ｓｏｏ回転操作した。生成
する粉砕生成物の表面積を−／ｌで測定し、生成物■対
生成物璽、を用いて見出された結果の間の比較を行なっ
た。生成物璽を含有する粉砕試験試料によって明らかと
なった細かさの変化（ブレーン（Ｂｌａｔ％−）表面積
の変化）を生成物１を含有する粉砕試験試料について測
定した表面積の％と“して計算し、第１Ｑに「グリコー
ルによる変化％」として記録した。

第１表に示されるデータに基づけば、１非煉瓦職”セメ
ント（石灰石無し）と比較すると、練瓦職セメントを相
互粉砕する場合は、粉砕効率が高められることが判る。

特許出願人　　メグリュー・アール・ブレイス・アンド
嗜カンノンニ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　水に容易に分散することができ、水中に油状物のあ
   る乳剤から成る、水硬性セメント組成物用の改善された
   添加剤にして、その乳剤中、固体部分は、その主要な割
   合の、該セメントに撥水性を賦与する友めの水に不溶性
   の撥水性酸成分、約３乃至約３０重量％の該セメント用
   の硬化遅抵成分、乳化剤、および低分子量非イオン性水
   浴性有機化合物から成る安定化成分から成り、皺安定化
   成盆の量が、該乳剤が低温に曝され喪時にこれを安定的
   ＫＩａ持するのに少なくとも十分であることを特徴とす
   る、改善された添加剤。 ｔ　皺セメントがポルトランドセメントであることから
   成る、特許請求の範囲第１項記載の添加剤。 龜　該酸成分がトール油から誘導されることから成る、
   特許請求の範囲第１項記載の添加剤。 ４、該安定化成分がアルコール、ケトン、アルデヒド、
   アミドまたはその混合物から成る、特許請求の範囲第１
   項記載の添加剤。 ＆　水に容易に分散することができ、水および固体部分
   を含有する、水中に油状豐のある乳剤から成る、ポルト
   ランド煉瓦職セメント組成物用の改善された添加剤にし
   て、固体部分が、そ。の主要な割合の、脂肪酸、ロジン
   酸およびその一合物か゛ら成る群から選ばれた水に不溶
   性の撥水性酸成分、固体の約３乃至約３０重量％の咳セ
   メント用の水溶性硬化遅延成分、少なくとも約α５重量
   ％の、該酸成分をその塩を形成し得る塩基と反応させる
   ことによって生成される乳化剤、およびアルコール、ケ
   トン、アルデヒド、アミドｔ＋はその混合物から成る群
   から選ばれた低分子量非イオン性水溶性有機化合物を含
   有する安定化成分から成シ、鉄安定化成分の量が、該乳
   剤が低温に曝された時にこれを安定的に維持するのに少
   なくとも十分であることを特徴とする、改善されｔ添加
   剤。 ＆　列挙された成分以外の付加的成分として該セメント
   組成物用のＡＩ剤を含有することから成る、特許請求の
   範囲第１項または第５項記載の添加剤。 ７、該安定化成分が咳添加剤に、該添加剤を該セメン）
   Ｋその粉砕の際に加えた時に粉砕操作の効率を改善する
   能力を賦与するようにも作用することから成る、特許請
   求の範囲第１項または第５項記載の添加剤。 ａ　＃安定化成分がアルコール、尿素、多価アルコール
   またはその混合物であることから成る、特許請求の範囲
   第１ｉｆｔたは第１項記載の添加剤。 Ｑ、　　＃安定化成分がアルキレングリコールであるこ
   とから成る、特許請求の範囲第１項または第５項記載の
   添加剤。 ｌα　水に容易に分散することができ、水および固体部
   分を含有する、水中に油状物のある乳剤から成る、ポル
   トランド煉瓦職セメント組成物用の改善された添加剤に
   して、固体部分が、その主要な割合のトール油酸、約３
   乃至約３５重量％の該セメントの硬化時間の遅延剤、少
   なくとも約α５重量％の、乳化剤としての核酸の塩、ｌ
   乃至約５重量％の該セメント用のＡＥ剤、および約３乃
   至約！５重量％の多価アルコールから成シ、該アルコー
   ルが、該乳剤が低温に曝された時に咳乳剤を安定化させ
   、そしてまた咳添加剤が該セメントにその粉砕の間に添
   加された時に粉砕操作の効率を改善する作用をも行なう
   ことを特徴とする、改善された添加剤。 ＩＬ　　鉄塩がアルカリ金属塩であることがら成る、特
   許請求の範囲第５項ま友は第１０項記載の添加剤。 ｉｔ　　＠硬化遅延剤が炭水化物であることから成る、
   特許請求の範囲第１項、第５項を九は第１０項記載の添
   加剤。 １２Ｌ　ｌ＊ＡＥ剤がエチレンオキシドのＭ合生成愉で
   あることから成る、特許請求の範囲第１０項記載の添加
   剤。 １表　該遅延剤が炭水化物であって、該乳化剤が骸酸を
   水酸化ナトリウムと反応させることによって生成される
   ことから成る、特許請求の範囲第５項または第１Ｏ項記
   載の添加剤。 １５１、％許請求の範囲第１乃至１４項記載の何れかに
   従うム加剤の存在下でポルトランドセメントを相互粉砕
   することから成る方法。 １１Ｌ　　咳添加剤を該セメントに加えるに先立つて水
   と混合することから成る、４！詐請求の範囲第１５項記
   載の方法。 １７、　　使用する添加剤の量が、該セメントの重量を
   基準として、添加剤固体的ｏ、　ｏ　ｏ　を乃至約α３
   重量％の岬囲であることから成る、％杵請求の範囲第１
   ！Ｓ項記載の方法。 ｌ＆　該セメントが、石灰石、火山灰、チョーク、メル
   ク、粘土、石ζう、およびその混合物から選ばれ良材料
   と共に相互粉砕されることがら成る、特許請求の範囲第
   １ｓ項記載の方法。