JPS59111963A - セメント又はモルタル用添加剤 - 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】 本発明は微小シリカ（マイクロシリカ）と少くとも１つ
の節水剤即ち減水剤（ｗａｔｅｒ−ｒｅｄｕｃｉｎｇａ
ｇｅｎ　ｔ　）と少くとも１つの高範囲節水剤とを含有
する多成分混合物よシなるコンクリート用添加剤及びそ
の製造法に関する。

前記の混合物は微小シリカと共に１つ以上の高範囲節水
剤と組合せて７つ以上の節水剤を含有し得るのが有利で
ある。任意の成分として促進剤及び遅延剤も単独で又は
組合せて前記混合物に用い得る。

１例として、本発明は、節水剤を用いることから生ずる
空気連行コンクリートの気孔系の変性に伴なう欠点を克
服することに在シしかもその際同時に節水剤を含有する
コンクリートの作業性、強度及び二次成形適性の如き他
の既知の利点を実質的に維持しながら前記の欠点解消を
行なう。本発明によると、追加の任意成分と共に又はこ
れなしに微小シリカと少くとも１つの節水剤とを予備混
合し、得られる混合物を何れかの所望の段階でコンクリ
−トノ々ツチに添加し且つ混合する。この予備混合処理
は、予備混合中の節水剤の作用によシ、生ずるフロック
（凝集塊）を分解させながら微小シリカ粒子を均一に被
覆し且つ該粒子を均質に分散させる傾向がある点で、各
成分をコンクリ−トノ々ツチに別個に添加する慣用の実
施法と比較すると多大の利点を有する。慣用の実施法で
諸成分を別個に添加する時に生成する傾向のあるフロッ
クは注型ムンクリートの望ましい均一な強度及び耐久性
に対して重大な欠点となり得る。コンクリ−トノ々ツチ
中に７０ツクが一旦形成されたからには、該フロックを
分散させるのに長期間の混合を必要とし、過度の混合は
コンクリートパッチの作業性及び二次成形適性に有害と
カシ得る。

予備混合の反応機構は完全には解明されていないけれど
も、諸成分を慣用の実施法で別個に添加した普通のコン
クリートパッチ以上に、増大した強Ｑ［と共にコンクリ
ートパッチの可塑性及び作業性に相乗効果を与えると思
われる。

本発明の節水剤及び任意の促進剤及び遅延剤は、ｌ平方
インチ当シ約ｔ　ｏ　ｏ　ｏ、ｉλ、ｏ　ｏ　ｏ　ｚン
ドまでの圧縮強度を有し得る高強度コンクリートに現在
用いている周知の慣用物質である。

最近の数十年間におけるコンクリート工業技術の最大の
進歩の１つは、コンクリート中の水が飽和するのは除水
薬剤の存在下では限定されるけれども、コンクリート中
の水の凍結融解により生起される損傷を受けないように
コンクリートを保藤する空気連行技術の出現であった。

空気連行技術の使用は殆んど全ての応用のコンクリート
に概して推奨される。試験が示す処によれば約ｊ〜７．
を士ｌ容量％の空気分を含有するコンクリートは、他の
全ての点では同一である空気無連行コンクリートの最大
で約１３０回の凍結融解周期と比較すると約／９００（
！２Ｉまでの凍結融解周期に耐えるものである（例えば
「空気連行コンクＩ）−）（Ａ。

Ｅ、コンクリート）」ポルトランドセメント協会、ＩＳ
Ｏ弘ｊ、０２Ｔ（／り６７）を参照）。

空気連行コンクリートを用いることにより多数の他の利
点が存在し、これらには作業性の改良、塩化カルシウム
の如き除氷剤に対する耐性増大、硫酸塩耐性の増大及び
水密性の改良がある。

空気連行コンクリートの製造に広く用いられている１つ
の方法は、コンクリートの混合中に空気連行物質を添加
する工程を包含する。実験が示す処によれば混合作用は
空気連行コンクリートの製造には最も重要な因子であシ
、この点において連行した空気の気孔を均一に分散させ
ることは酬スケールコンクリートの製造には必須であシ
；連行した空気が混合中に不十分に分散されるならばム
ラが生ずる危険が常にある。混合されるコンクリ−トの
ノ々ツチの寸法、混合機の条件及び混合速度の如き因子
も重要である。過度の混合は連行空気の若干を失なわし
さえして終りが、空気連行コンクリートの混合段階に伴
なう技術及び好ましい手法は今やかなり広く解明されて
おり、それ以上の技術の拡大は当業者には不要と考えら
れている。

種々の物質から製造した多数の空気連行物質例えばフェ
ノールアルデヒド基とエーテル基とを含有する熱可塑性
樹脂及びこれの塩及び石ケンが今日市販されて入手し得
る。

ビンソール（Ｖｉｎｓｏｌ）　　樹脂（Ｈｅｒｃｕｌｅ
ｓ　Ｐｏｗｄｅｒ社製）は明らかに米国で最も広く用い
られている空気連行剤である。ビンソール樹脂は松材か
ら誘導されしかもフェノールアルデヒド基とエーテル基
とを含有する熱可塑性樹脂である。ビンソール樹脂のナ
トリウム石ケンは特に有効な空気連行剤であり、セメン
トの約ｏ、ｔｓ’ＫＬ量％分のみが常法でコンクリート
パッチに空気を運行するのに用い（Ｄｅｗｅｙ　＆　Ａ
１ｍｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　社によシ市販）は別の広
く用いられている空気連行剤である。

認知した空気連行物質を用いて得られる空気連行コンク
リートはきわめて小さな寸法の気泡を多数含有し；気泡
の平均直径は通常１インチの／／３０００〜ｌμ０００
の範囲にあシ、３千億〜！千億程の多数の気泡が、弘〜
６答量％の範囲の空気含量と／、　３インチの最大寸法
の集合体とを有する空気連行コンク’）−１／立方ヤー
ド中に存在し得る。気泡は相互に結合しておらずセメン
ト／水相に亘って良く分散している。気孔同志の間隔は
硬化コンクリートの凍結融解耐久性には重要な因子であ
り、ＡＳＴＭ　　Ｏ’ｌｊ７標準規格によシ測定すると
Ｏ１θＯｒインチより小さい間隔が所要の凍結融解耐性
の達成に必須であると考えられる。

空気運行コンクリートが１２３０年代半ばに発達して以
来コンクリートの最も有意、義な発展の１つは言わ、ゆ
る節水剤（減水剤）の使用である。節水剤は、（１）通
常用いる水−セメント比よりもずっと低い水−セメント
比を有するコンクリートで普通の作業性が達成され又は
（２）きわめて加工し易い［流動性コンクリートＪ（即
ち凝離、低い耐久性、低い耐摩耗性及び表面にじみの如
き望ましくない副作用なしに本質的に自己均展性のコン
クリート）が達成されもしくは（３）これら（１）と（
２）との糾合せが達成され得るように、コンクリートに
添加した時には成る期間コンクリートを流動化させる化
学化合物である。

節水剤はコンクリートの周知の添加剤である。

一般に入手し得る市販の節水剤は次の＆　１ｌｉｆｊ類
の邪式に分類される； ／　ヒドロキシル化カルボン酸及びその塩、ｌ　ヒドロ
キシル化カルボン酸及びその塩の改質体及び誘導体、 ３、　亜鉛酸、ホウ酸塩、燐岐塩及び塩化物の如き無機
物質、 弘　炭水化物、多糖類及び糖酸、 よ　アミン及びそれらの誘導体及び爪台体化合物例えは
セルロースエーテル及ヒシリコン、ｔ　成る改質リグノ
スルホン酸。

本明細書で用いた如き用語「節水剤」は慣用物質の前記
の６種類中の１つ以上の成分を単独で又は組合せて意味
するものである。

今日一般に市販されて用いられている高範囲節水剤には
次の型式の化合物がある； ／　リグノスルホン敵及びその塩及びその改質体及び誘
導体、 ２　メラミン訪導体、 ３、　ナフタレン誘導体。

本明細書で用いた如き用語「高範囲節水剤」は前記の３
　ｆｉｎ類の化合物中の７つ以上の成分を単独で又は組
合せて意味するものである。

少くとも１２個の広く用いられている高範囲節水剤が存
在し、そのうちのｒ個は前記の型式（，２）及び（３）
に属する。型式（λ）の好ましい化合物はＭｅ　Ｉｍｅ
ｎ　ｔの商品名で市販されているメラミンとホルムアル
デヒドとの通常のスルホン化縮合物であり、型式（３）
の好ましい化合物はナフタレンとホルムアルデヒドとの
スルホン化縮合物である。

高範囲加水剤は通常のコンクリートパッチにより大きな
可塑化作用を有する。加工１！１：　、二次成形適性及
び強度の最良の結果は、本発明によシ高範囲節水剤を用
いることにより達成される。

高範囲節水剤を含有するコンクリートは、高密度の補強
部分、ポンプ系及び複雑な形の加工物における如く究極
の流動特性を必要とする適所注型コンクリート加工物に
巾広く用いられる。

プレキャストコンクリート及び既混コンクリート中に高
範囲節水剤を用いる利点のうちでは（イ）全ての熟成時
での強度増大（ロ）硫酸塩による化学作用に対する耐性
の向上、（ハ）補強鋼への結合増大、に）作業性及び二
次成形適性の向上及び（ホ）透水性の低下がある。

高範囲節水剤をコンクリート混合物に添加する時には、
処理条件に応じて可塑化作用は大体３０〜ｔｏ分間持続
する。従って既混コンクリートに用いる時には、高範囲
節水剤を作業現場で添加すべきである。

本明細書において１つ以上の高範囲節水剤を有するコン
クリートは「超町塑化コンクリート」Ａ　ＯＩ　　Ｊｏ
ｕｒｎａｌ　（／り７７）Ｎｔ−Ｎｉ１頁に記載されて
おり且つそこで挙げた文献に記載されている。

空気を連行しているかあるいは節水剤で可塑化されてい
ると分類し得るコンクリートは、空気連行又は可塑化に
起因する特性のみを必要とする多数の用途には特に実施
可能と判明しだけれども、研究者が空気連行混合物とコ
ンクリートを可塑化する高範囲節水剤との両方を用いよ
うと試みる時には困難に出会って終った。

特に、高範囲節水剤と中和したビンソール樹脂とを含有
する硬化した空気連行コンクリートの気孔系はきわめて
不十分であると今日一般に認められており；即ち気孔間
隔因子はｏ、ｏｏｒインチよシ大きく、生コンクリート
から空気を失なう可能性がある。前記した如く、気孔条
件しかも特に気孔系の間隔因子はコンクリートが凍結融
解の反復周期に耐える妥当な性能を予測するのに主要な
基準である。

次いで工業的に直面した問題は、節水剤で可塑化したコ
ンクリートの優秀な加工性及び強度増大と共に空気連行
コンクリートの望ましい凍結融解特性及び連合した特性
を有するコンクリートを製造することである。

それ故、本発明の別の目的は凍結融解耐性を低下させず
に増大させるコンクリート用の節水剤による可塑化添加
剤を提供するものである。

微小シリカと、単独で又１−１１．組合せて用いた７つ
以上の節水剤、好ましくは高範囲（ｈｉｇｈ−ｒａｎｇ
ｅ　）節水剤との予備混合した混合物は、モルタル及び
コンクリートに添加した時には１モルタル及びコンクリ
ートの密度及び不透過性を数等級の大きさだけ増大させ
ることが見出された。実際上本発明の微小シリカ混合物
を用いて製造した空気無連行コンクリートは硬結し得る
水及び化学作用のある流体の侵入を実質上受けつけない
ことが知ら扛ている。微小シリカ混合物を含有するコン
クリートは適当な空気連行剤を有するコンクリートと同
等な又はそｎよシ良好な耐凍結融解性を有し且つ同等な
又はそれ以上の強度を有する。即ち、普通の節水剤と高
範囲節水剤との両方を用いて通常経験する気孔系の変性
は重大性を有しない。何故ならば空気の損失又は気泡間
隔の増大はコンクリートの結合剤相の細孔構造における
根本的な変化に関して微小シリカ混合物の有利な作用に
よシ克服されるからである。更に詳しく言えば、かなり
微細な細孔構造を有する結合剤相がよシ均一に分散され
るものである。

本発明で用いる微小シリカは電気炉の排ガスから微細分
割粒子を捕捉することにより調製したフェロシリコ／及
びケイ素金属製造時の無定形シリカ副生物である。微小
シリカは火山灰でＩＪ）即ち常温で石灰及び湿分と結合
してセメント質特性を有する化合物全形成する。主成分
は二酸ｆヒケイ素（５ｉ０２　）であシ通常少くとも約
３０％存在するが。

５ｉ０２　　含量が少くとも約ｇｓｘ量％である時に本
発明において最良の結果が達成される。

本発明で用いるに特に適当な無定形シリカは、電気還元
炉でケイ素金属又はフェロシリコンを製造する際の副生
物として得らｎる。これらの方法では、かなり多量のシ
リカが粉塵（ダスト）として形成されこｎをフィルター
又は他の収集装置で回収する。か＼るシリカはＩ・ｊｌ
ｋｅｒｎ社から入手される。

仁＼に記載したシリカの代表試料の分析データ及び物理
的データを次の表に示す： 表　　／ Ｓｉ−全屈の製造からバッグフィルターで収集した粉塵
成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重量
％８ｉ０２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９
ダ−９ｇ５ｉＯＯ，２−０，７ Ｆ　ｅ４０ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
０．Ｏｊ　−ＯＪ　ｊＴ　１ｏ２０．０　／　−０，ｏ
、２ Ａ　１２　ｏ、　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　０．／　−０，３Ｍｇ０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ｏ、、ｚ−ｏ、ざＣａ０　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．／−
０，３Ｎａ２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　０．．３−０．、！；に２０　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　０．．２−０．ｔＭｎ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ｏ，００，３−０，０／
ｅ：５＋　　　　　　　　　　　　重＃％Ｏｕ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ，０Ｃ）２−
０．００３Ｚｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　Ｏ，００，！ｒ−０，０ＩＮ　ｉ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　ｏ、ｏ　ｏ　ｉ　−
ｏ、ｏ　Ｏ，２Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　Ｏ，／−０３００、，２−／、Ｏ Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ
，０，？−０，０＆強熱減量（１０００℃）　　　　　
　　　　　　　０．１−７．Ｊ嵩密度（バンカーからの
ダスト）（ｇ／ｉ）　　　、２゜ｏ−、ｙｏ。

無密度（緻密化後）（ｇ／ｌ）　　　　　　　　、！；
００−７００真の密度（ｇ／６ｍ”）　　　　　　　　
　　　　　コ１．２゜−コ、コＪ比表面積（ｒｒ？／ｇ
）　　　　　　　　　　　　　／ざ−λコ主賛粒度　ん
〈７８ｍ　　　　　　　　　　　９゜表　　　コ ア５％ＦｅＳｉの製造からバッグフィルターに収集した
粉塵成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重量−％ｓｔｏｗ　　　　　　　ざＡ−ＹＱ ＳｉＯＯ，／−０，４ｔ Ｆｅ２０ｇ　　　　　　　Ｏ，３０，ｉ’成　　分　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　重量％ＴｌＯ＊　
　　　　　　０．０２−０．０ＡＡ　ｔ、’ｏ３０．．
Ｚ　−０，ｔ ＭｇＯＪＪ　−、？Ｊ Ｏａ０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　０．．２−□ＪＮａ２０　　　　　　０．９
−／、ざ Ｋｐｏ　　　　　　　　、２．ｊ　−，３，，３；Ｍｎ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　−Ｏｕ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−Ｚｎ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　−Ｎｌ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　−８Ｏ，＋２−
ｏ、４ｔ Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　Ｏ，♂−λ、ＯＰ　　　　　　　　Ｏ，０
３−０，０ざ強熱減量（１０００℃）　　　　　　　　
　　　２．１Ｉ−−４’ρ嵩密度（）々ンカーからのダ
スト）（ｇ／ｌ）　　　コｏｏ−ａｏ。

嵩密度（緻密化後）（ｇ／ｌ　）　　　　　　　　、！
；００−７００真の密度（ｇ／ｃｒｎ３）　　　’　　
　　　　　　　　、２．．２（１）−２，２Ａ比表面積
Ｃｒｔ？／ｇ）　　　　　　　　　　　　　／ざ−２，
２主要粒度　％く７８ｍ　　　　　　　　　　　　　９
０前記型式の無定形シリカはＳｔ及びＦ’ｅＳｉの他の
製造業者からも入手することができ１例えばシリコンの
製造はシリカ（粗いシリカ、例えば石英）の炭素での還
元を包含する。合金の７エロシリコンを製造しようとす
るならば鉄を加える。とのシリカの還元生成物の一部は
気相中で（例えば空気中で）再酸化して本発明で有用な
微細な粒状シリカを生成し得る。少くとも７５％のシリ
コンを含有するフェロシリコン製造用電気炉から収−集
した粉塵が好ましいけれども、５０％フェロシリコンを
製造するのに用いた電気炉から収集した粉塵もまた本発
明で用い得る。

反応条件を適当に調節することにより副生物としてでは
なくて主成物として無定形シリカを得ることができる。

この型式の無足形シリカは還元及び再酸化なしに合成に
よシ製造し得る。

本発明で用いた無定形シリカは７ミクロン以下の球状粒
子よシ実質的になる。無定形シリカの細末度及び火山灰
活性と共に球状であることはトシリカを本発明により驚
く稈に有用とさせる。

例え、ば、無定形シリカ粒子は少くとも１０〜りＯ京葉
％の５ｉ０２よシなることができ、　、２．２０〜Ｊ−
２Ｊ　ｆ’　／　ｃｍ”　　（Ｄ真の密度と／　ｒ　〜
、２．２ｄ／？の比表面積とを有し、該粒子は実質的に
球状であり。

しかも主要粒子の少くとも７０重置火が７ミクロンより
小さい粒度を有する。勿論、これらの数値の変更は可能
である。例えばシリカはよシ低い５１０２　　含量を有
しても良い。更には１粒度分布を調節でき；即ち分級に
よシ粗い粒子を除去し得る。

無定形シリカは炭素含量により暗灰色を呈する。

しかしながらこの炭素は例えばｔｔｏｏ℃以上の温度で
焼き去ることができる。他の点では普通−に製造した灰
色シリカと実質上同一である比較的に白色形のシリカを
得るようにシリコン及びフェロシリコン製造法を変更す
ることもできる。本質的には、この変更法は装入物中の
木炭の県を減少させるか又は装入物から木炭を除去する
ことから成る。

この変更の別の結果はシリコン又はフェロシリコンの量
に対する製造したシリカの割合の変化であシ；換言すｎ
、はシリカとシリコン又はフェロシリコンとの比率が変
更法ではより高い。

本明細書で用いた如き用語「微小シリカ」とはシリカを
還元し且つ還元生成物を空気中で気相酸化する方法によ
り得られた粒状の無定形シリカを意味するものである。

前記の用語「微小シリカ」はまた、還元及び再酸化なし
に合成によシ製造した同じ型式の無定形シリカを包含す
る。本発明で用いる微小シリカは電気還元炉で製造し友
シリコン金属又はフェロシリコンの排ガスから得らｎる
のが最も好都合である。

本発明の前記混合物は約３０〜約９ｔＭ量％の微小シリ
カと該混合物中の微小シリカの重量に基いて約２〜５０
重量％の１つ以上の節水剤とを含有する。７つ以上の高
範囲節水剤は単独で用いるかあるいは７つ以上の普通の
節水剤と組合せて用い得る。これらの化合物は１選択し
比高範囲の節水剤又は普通の節水剤を微小シリカに均質
に分散させた微小シリカ混合物中の必須成分である。

前記成分は慣用の任意の混合装置中で混合することがで
き、７例としてＳＯポンドの微小シリカとｊポンドのＭ
ｅｌｍｅｎｔ　ａ％範囲節水剤とを乾燥）々ツチの回転
ドラム型混合機に供給して、緊密に接触している粒状成
分を本発明の混合物に均質に分散させる。必須成分を水
性スラリー中に混合して該成分と均質な分散物との間の
緊密な接触を確保することにより最良の結果が達成さｎ
る。水性スラリー混合物は約１０−ｇ０Ｍ量％の微小シ
リカ、好ましくは約１１０〜約ｔＯＸ量％の微小シリカ
と単独の又は組合せた約Ｏ，Ｓ〜約’ＩＯＮ景％（乾燥
重量）の７つ以上の高範囲節水剤又は普通の節水剤、好
ましくは約／、０〜約コＯ重量％の単独又は組合せた高
範囲節水剤又は普通の節水剤とを含有でき、残余は水で
ある。

７例としては、Ｑ、３−ボンドの微小シリカと３ボンド
の市販品位のナフタレンホルムアルデヒドのスルホン化
縮合物（高範囲節水剤）と３ボンドの市販品位のセルロ
ースエーテル（節水剤）とを。

好ましくはパンパ’）　−（１’３ａｎｂｕｒｙ　）混
合機中で３、Ｓガロンの水に均質に分散させる。水性ス
ラリーのｐｔ−ｉ　は慣用の鉱酸又はアルカリを用いて
約ａ、ｏ〜約７−ｊの間好ましくは約ｓ、ｏ〜約ｔ、ｏ
の間に調節して輸送及びコンクリートパッチ中への混合
に適邑な粘稠度のスラ！Ｊ　−ｔ−？８ることができる
。

更には又はスラリーのｐＨを調節する代９に、燐酸塩、
クエン酸、ポリアクリレート又はグリセリンの如き分散
剤を用いて所望のスラリー粘稠度を得ることができる。

本発明の混合物スラリーの形成に用いるのには水は最本
経済的な液体であるが１、所望ならば有機液体を用いる
ことができ、但し該有機液体はコンクリートと相溶性で
あり弛の点では有害でないものとする。

本発明の水性ス２り一混合物の相対粘度はＥ。

３０センサーを利用するＨａａｋｅ粘度計を用いて且つ
製造業者により記載された標準法を用いて記録さ扛、何
ｎの節水剤なしに同針の微小シリカを含有するブランク
の水性スラリーと対比する。各試料においてスラリーは
比較のためｔＳ重量％の微小シリカを含有する。これら
の試験では次のデータを記録する。

試　料　　　　　　　　センサー回転の反転速度　７時
間後に測定したブランク　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｓ３２ ／　ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｓ　にｇ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ｚ　Ｏグ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２　ダ、２　　　　　　
　　　　　　　　　　　　≦　９７　　　　　　　　　
　　　　　　７　ｇ降伏点　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　＋−７試料Ａ。

リグノスルホネート　　　　　　　　３．２　　　　　
　　　　　　　グツ５重量％　　　　　　　　　　　　
／ｊ　　　　　　　　　　　　　４（Ｂｏｒｒｅｓｐｅ
ｒｓｅ　ＮＡ）　　　　　　　　ざ　　　　　　　　　
　　　Ｓグ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２＋２７ ／り 降伏点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　コ試
料１３．　　　　　　　　　．３．２／ざナフタレ／と
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
０／　ぶ ホルムアルデヒドとの　　　　　　　　ざ　　　　　　
　　　　　２３スルホンｆヒ縮合物　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　、２７コ、ＳＮ奮Ｘ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．２
λ （Ｍｉｇｈｔｙ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　３９／ 降伏点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２ｇ試
料０ メラばンと　　　　　　　　　　　　３．２　　　　　
　　　　　２／ホルムアルデヒドとの　　　　　　　／
Ａ　　　　　　　　　　　　３．２スルホン比縮金物、
　　　　　　　　　　ざ　　　　　　　　　　　３３コ
、ＳＭ量％　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　３ｚグ （Ｒｅｓｃｏｎ　ＨＰ　）　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４１２コ ／　　　　　　　　　　　　　　　　　　　り　７降伏
点　　　　　　　　　　　　　　　　　　３２トルク　
７８稜に測定したトルク　コざ８後に測定したトルク〉
ｉｓｏ　　　　　　　　　〉ｉｓ。

）　／　Ｊ　Ｏ）　／　３０ ）　／　ｊ　Ｏ）　／　、３０ ）　／　Ｊ　Ｏ）　／　、３０ 〉／、ＳＯ’：）／！０ ’：）／　　３０　　　　　　　　　〉／６０〉／！０
　　　　　　　　　〉／、！；０ざ　　　　　　　　　
　　　　　　　／　／／／／２ ／／／７ ／　２　　　　　　　　　　　　　　　／　ざ／　ｌ　
　　　　　　　　　　　　　　　２３７２　　　　　　
　　　　　　　　　２３３・、！；　　　　　　　　　
　　／、！；、０／　７　　　　　　　　　　　　　　
２　≦、２／　　　　　　　　　　　　＋２７＋２３　
　　　　　　　　　　　　　　２４２り　　　　　　　
　　　　、２Ｊ 、２　と　　　　　　　　　　　　　　　、２７３　弘
　　　　　　　　　　　　　　　３３．２　ざ　　　　
　　　　　　　　　　　　り　Ｊ！７　　　　　　　　
　　　　ｊｊ ｔ３　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌ／ぶ　ざ　
　　　　　　　　　　　　　　　２　ダ７　ダ　　　　
　　　　　　　　　　　２　タざ　／　　　　　　　　
　　　　　　　　７Ｊ５１１／　　　　　　　　　　　
　　　　　　ざ　ざ、＜、？　　　　　　　　　　　　
７　ノ前記のデータに示した如く、微小シリカは水中で
種変性混合物を形成する傾向があシ、これは水性スラリ
ーのゲル化を生起することが多い。スラリーがゲル化す
る時には満足ではない。何故ならば実際問題として貯蔵
部から押送するのがきわめて困難であるからである。前
記の試料Ｂ及び０の高範囲節水剤及び前記の試料Ａの普
通の節水剤は、水性スラリー中に微小シリカのみを用い
て経験されるのが多い如く水性スラリーがゲル化する傾
向を低下させるのに有効であることを見出したのは全く
驚くべきであり且つ予期せぬものである。

混合中に高範囲の節水剤及び普通の節水剤は微小シリカ
粒子の表面を被覆する傾向があり、これによってスラリ
ーがゲル化する傾向を有効に低下させると思われる。経
験が示す処によれば前記表中の降伏湘が約λｊの付近に
ある時には、水性スラリーは本発明で用いるのに優秀で
あシ、水性スラリーは約７ｊの降伏点に至るまで満足で
ある。

スラリーの降伏点が約ｉｏｏ以上である時にはスラリー
はポンプで押送するのが困難でｂす、該スラリーは本発
明で用いるには満足とは思われない。

本発明によると、微小シリカの水性スラリーを安定化し
、且つゲル化する傾向は水性スラリー中に微小シリカの
重量に基いて約０．／〜約ｉｏ、ｏ重量％、好ましくは
約２．０−Ｊ：０重量％（乾燥基準）の高範囲節水剤又
は普通の節水剤を分散させることにより実質的に低下さ
せるか又は解消することができる。一般には、水性スラ
リー中の微小シリカの量は約ｊ重量％程の少量から約ｌ
Ｏ重量％に至るまでである。１つ以上の高範囲節水剤又
は普通の節水剤を単独で又は組合せて用いて微小シリカ
の水性スラリー混合物を安定化させることができる。水
性スラリーの混合物をコンクリート又はモルタル用の添
加剤として用いようとする時には、高範囲節水剤又は普
通の節水剤の量は１０重量％を越えることができ、本明
細書に特定した如く前記節水剤は水性スラリー混合物の
約Ｏ，Ｓ〜約ａＯ重量％を成すことができる。

慣用の生コンクリート混合物又はモルタルに添加すべき
本発明の添加剤混合物の量は手近の用途に応じて変化す
るものである。添加すべき混合物の量はコンクリート又
はモルタルノ々ツチ中のセメントの重量に基づく。

一般に、本発明の添加剤混合物の十分量を生コンクリー
ト又はモルタルノ々ツチに添加し且つ混入して、コンク
リ−トノ々ツチ中のセメントの重量に基いて約２０〜約
１００重量係、好ましくは約２〜コ！重量％の乾燥微小
シリカと、コンクリート又はモルタルノ々ツチ中のセメ
ントの重量に基いて約／、０〜約！重ｉＲ％の単独又は
組合せた高範囲節水剤又は普通の節水剤とを生コンク’
Ｊ　−ト又はモルタルに与える。

標準的な工業実施によると、混合中の鎖成分の最適量及
び手近の作用物質と共にコンクリートに添加すべき特定
範囲内の混合物の量は、周囲条件及び構成作業で出会う
べき構成法を模擬した試験によシ決定する。コンクリー
トの空気含量、粘稠度、水の表面にじみ及び場合によっ
ては生コンクリートからの空気の減損、硬化速度、圧縮
強度及び屈曲強度、耐凍結融解性、乾燥時の収縮及び塩
化物の許容含量に関して作業に適当である限シは前記添
加剤混合物のコンクリートへの作用を示すのに慣用の試
験を用いる。

高範囲節水剤及び普通の節水剤を慣用法で添加すると、
水気のある薄いペーストによシ示される如くコンクリ−
トノ々ツチを過度ににじませ且つ凝離させることが多く
、前記のペーストは懸濁物中に粗い凝集粒子を保持する
ことができない。大抵の高範囲節水剤及び普通の節水剤
はコンクリート混合物の水成分の表面張力を低下させる
ことにより可塑化を行う傾向があることは知られている
。

これは粗い凝集粒子を分離させ、低い凍結融解耐性、ポ
ンプ押送適性の喪失、不十分な耐摩耗性。

仕上げ操作の困難性及び形成作業の不十分な表面組織を
生起して終り。

微小シリカが高度の細末塵を有しながら本発明の添加剤
混合物から微小シリカを添加すると水の容積単位当シの
固体分の表面積を増大させ、かくして粗い凝集粒子のよ
シ良い分離及び懸濁を達成し、且つ粒子干渉の変化によ
シ可塑性と作業性とが増大される。セメントと水と本発
明の添加剤との混合物は単位容積当り多量の固体を含有
するので、ペーストは水気が余シなく且つ分離する傾向
が余りない。これによって表面にじみは水をペースト中
に保持して微小シリカにより減少する。このことにより
表面にじみ特性を低下させながら、均質で高度に作業性
でポンプ押送可能な混合物を生起する。

本発明の添加剤を含有するコンクリートによシ達成され
た圧縮強度は、各成分を別個に添加することにより得ら
れる強度増大から予期されるよシも一般に高い。この理
由は十分には解明されていないが、高範囲節水剤又は普
通の節水剤がコンクリート塊乃至微小シリカ粒子に亘っ
てより良い分散を与え且つ成る相乗作用が混合物の成分
同志の間で存在するからと思われる。

本発明の添加剤混合物は慣用の生コンクリート塊に有利
に用いられ、これをコンクリートパッチの混合に用いた
慣用の技術を用いて生コンクリート塊に混入させる。例
えば、Ｆｊポンドの微小シリカとｊポンドの乾燥ロマー
ル（Ｌｏｍａｒ）　Ｄ　（高範囲節水剤、ナフタレンと
ホルムアルデヒドとのスルホン化縮合物）とｊ、ｊガロ
ンの水とを含有する水性スラリー混合物を、他の添加剤
なしにポルトランドセメント型式■を４ｔｒｏポンド収
容する慣用の生コンクリ−トノ々ツチに添加し且つ混合
し得る。水とセメントとの重量比が０．．３ｊｔ　　で
ある得られるコンクリート混合物は良好な作業性と粘稠
度とを有し生の状態で凝離を生起しない。硬化した状態
では、２ｒ日目の圧縮強度は典型的に高く／２，０００
ｐ、ｓ、ｉの程度を有し、凍結融解耐性は空気連行剤の
不在下でさえ驚く程に高い。コンクリート混合物は該混
合物中のセメントの重量に基いてｌＯチの微小シリカ（
乾燥基準）と約／、ｊ％のロマールＤ（乾燥基準）とを
含有する。得られる混合物の透過性が減少することによ
シ水及び化学作用薬剤の侵入に対する耐性が増大されし
かも微小シリカ水性スラリー混合物を含有しないコンク
リート又はモルタル混合物と比較すると凍結融解特性の
向上が得られる。

本発明の添加剤混合物を標準的な工業試験により測定し
た如き最適な割合で予備混合して、３つ乃至弘つの分散
系が作業場所で必要とされる慣用の実施法と比較すると
単分散系を与える。全ての添加剤の分配は、凝集を避け
るため別個の成分を順次添加する慣用の実施法と比較す
ると諸成分が均質に分散されている本発明の添加剤と同
時に実施し得る。本発明の添加剤はトラック積込み時間
を節約し、３回又はＶ回よシもむしろわずか７回分の添
加が必要とされる点で誤差を減少させる。

貯蔵タンクの汚染問題を解消する本発明の単一添加剤に
全ての添加剤を有することによシ貯蔵設備の必要性は低
下し、品質管理は増大される。本発明の添加剤が水性ス
ラリー形であるという別の利点は微粒子粉塵を作業場所
で除去することである。

よシ小さな作業では、乾燥粒状混合物は１０〜１００ポ
ンドずつノ々ッグに充填でき、作業場所に供給し得る。

本発明の添加剤混合物がこれを含有するコンクリートに
硫酸塩耐性の増大とアルカリ−シリカ反応耐性の増大と
を付与する能力は、コンクリート混合物に添加した微小
シリカの有利な作用から実現される。

本発明の添加剤は、硬化時間を好ましくない程度にまで
延長させ得る条件下で用い得るので、促進成分を添加剤
混合物に添加して最適な硬化特性と初期強度増大特性と
を与えることができる。更には、配置及び仕上げ操作が
完了した後に硬化が行われるように桝えば橋床における
如く生コンクリートの硬化時間を遅延させるのが望まし
い。

本発明の添加剤は最適の成分及び手近かの構成作業に用
いるべきコンクリート用の成分量で特別仕立てで作られ
る。コンクリート又はモルタルを回分するのに通常用す
る既知添加剤の何れをも本発明の添加剤に配合し得る。

塩化カルシウム、硝酸カルシウム及びギ酸カルシウムの
如き既知の促進剤は、手近の応用に最適量について標準
試験によシ測定した如く工業的に現在用いられる量で必
須成分と共に前記の添加剤に配合し２得る。１つ以上の
促進剤は添加剤中の微小シリカの重量に基いて約ｊ〜約
−〇重量％よυなる。

コンクリート又はモルタルノ々ツチに慣用的に用いるグ
ルコース又はサッカロースの形の糖の如き遅延剤も、標
準試験法によシ測定した如き最適量で添加剤に配合し得
る１、１つ以上の遅延剤は添加剤中の微小シリカの重量
に基いて約！〜約２０重量係の量で存在し得る。

所望ならば、ビンソール樹脂又はダレツクス（油脂から
誘導したスルホン化脂肪酸）の如き空気連行剤を、所与
の程度の連行した空気が望ましい特性である特定の用途
に本発明の添加剤混合物中に配合しても良い。１つ以上
の空気連行剤は微小シリカの重量に基いて約ｏ、　ｒ〜
約−重量係の量で存在し得る。

本発明の添加剤混合物の必須成分に、１つ以上の任意の
添加剤を単独で又は他の添加剤と組合せて配合し得る。

添加剤混合物の相溶性及び粘稠度は機械的な標準試験法
により測定され、並びに手近の構成作業で用いるべき特
定のコンクリート又はモルタルノ々ツチの最終効果は同
様に測定される。

本発明の添加剤混合物は選択した成分を種々の割合で含
有し得るが、本発明の利点を達成するには慣用の生コン
クリートノセツチに混合される添加剤混合物の量は、セ
メントの重量に基いて約、２．０〜約ｉｏｏ重量％の微
小シリカと、セメントの重量に基いて約０．　／〜約！
重量％の単独で又は組合せた１つ以上の高範囲節水剤又
は普通の節水剤とを与えるのに十分である。水又は生コ
ンクリートと相溶性の有機液体を、必須成分を均質に分
散させたスラリーを与みるに十分な量で添加剤混合物に
添加するのが好ましい。促進剤、遅延剤、空気連行剤及
び任意の他の慣用添加剤は、生コンクリ−トノ々ツチに
所望の濃度を与えるのに十分な量で本発明の添加剤混合
物の必須成分と混合する。全ての場合において、本発明
の添加剤混合物に存在する諸成分の最適量は、手近の作
用物質及び用いるべき構成法について人工的な周囲条件
下で標準の慣用試験法によシ測定される。

本発明の要旨から逸脱することなく、単に例示の目的で
選んだ本発明の好ましい具体例を変更又は改質すること
も本発明の範囲内に入ることは理解されるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｚ　微小シリカに分散させた節水剤及び高範囲節水剤の
   群から選んだ少くとも１つの成分の必須物質の混合物よ
   りなるセメント又はモルタル添加剤であって、前＾己の
   微小シリカは約３０〜約りざ重量％の量で該混合物に存
   在し、前記の少くとも１つの成分は微小シリカの重量に
   基いて約２．０〜約ｊＯ重量％の量で存在することから
   成る、セメント又はモルタル添加剤。 ２　水及び有機液体よりなる少くとも１つの液体にスラ
   リ・−化して該スラリー中に約２０〜約ｇθＮ−％の固
   体外を与える特許請求の範囲４１４７項記載の添加剤。 ３１つ以上の節水剤と１つ以上の高範囲節水剤とを含有
   する特許請求の範囲第１項記載の象加各１ｌ− １Ａ　１つ以上の促進剤と１つ以上の遅延剤と１つ以上
   の空気連行剤とを単独で又は組合せて含有する特許請求
   の範囲第１項記載の添加剤。 よ　微小シリカはフェロシリコン又はケイ素金属を製造
   するのに用いた電気炉の排ガスから得られる特許請求の
   範囲第１項記載の添加剤。 ６、　水性スラリーに分散させ且つ微小シリカと混合し
   た節水剤及び高範囲節水剤の群から選んだ少くとも１つ
   の成分の必須物質を含有する水性スジなるスラリー固形
   分含量は約−２０〜約ざ０重量） ％（乾燥基準）であ勺、そのうち微小シリカは該スラリ
   ーの固形分含量の少くとも約ｌＯ重景％の量で存在し、
   前記の少くとも１つの成分は固形分含量の約Ｏ１≠〜約
   ≠０．０ｊＬｊｋ％の量で存在するととから成る、セメ
   ント又はモルタル添加剤。 Ｚ　約３．０〜約７．！のｐＨを有する特許請求の範囲
   第を項記載の添加剤。 Ｌ　微小シリカ及び前記の少くとも１つの成分は前記の
   スラリーに懸濁して均質に分散されている特許請求の範
   囲第を項記載の添加剤。 ７１つ以上の節水剤と１つ以上の高範囲節水剤とを含有
   する特許請求の範囲第を項記載の添加剤。 ｉｏ、微小シリカはフェロシリコン又はケイ素金属を製
   造するのに用いた電気炉の排ガスから得られる特許請求
   の範囲第を項記載の添加剤。 ／／、　　前記のスラリー混合物中に前記の少くとも１
   つの成分に加えて１つ以上の慣用の添加剤を含有する特
   許請求の範囲第を項記載の添加剤。 １２　微小シリカに分散させた節水剤及び高範囲節水剤
   の群から選んだ少くとも１つの成分の必須物質よシなる
   混合物を除加させた慣用のコンクリ−トノマツチ物質か
   ら形成される？Ｚ化コンクリート構造部材であって、該
   部材中の前記の微小シリカは該部側中のセメントの重量
   に基いて約２〜約ｔｏｏｚｇ％の量で存在し、前記の少
   くとも１つの成分は該部材中のセメントの重量に基いて
   約Ｑ、／〜約ｚ、ｏＢ３５％の葉で該部材に存在するこ
   とがら成る、硬化コンクリート構造部材。 ／３．　７つ以上の節水剤と１つ以上の高範囲節水剤と
   を含有する特許請求の範囲第７．２項記載の構造部材。 ｌｌＡ　　コンクリートに添加した混合物は１つ以上の
   慣用のコンクリート添加剤を含有する特許請求の範囲第
   １コ項記載の構造部材。 ｌマ　節水剤及び高範囲節水剤の群から選んだ１つ以上
   の成分を微小シリカと混合させ、その際該混合物の約３
   ０〜約りｒ重量％を生成する量で微小シリカを添加し且
   つ微小シリカの重量に基いて約２．Ｏ〜約３０重量％の
   前記の少くとも１つの成分を前記混合物に添加し、前記
   の少くとも１つの成分が前記の微小シリカに均質に分散
   されるまで前記の混合を持続させる工程とから成る多成
   分混合物のコンクリート用添加剤の製造法。 ｌｔ　　節水剤及び高範囲節水剤の群から選んだ１つ以
   上の成分を水及び微小シリカと混合させ、前記の水性ス
   ラリーに約ｔｏ、ｔｏ重量％の微小シリカを与える量で
   微小シリカを該スラリーに添加し且つ該スラリーに約０
   ．ｊ〜約≠Ｏ重量％（乾燥重幇）のＭｉｌ記の少くとも
   ｌっの成分を与える量でこの少くともｌっの成分を添加
   する工程とから成る多成分混合物のセメント用添加剤の
   製造法。 １７　　コンクリート中にセメントの重量に基いて約２
   〜約／　００３ｊｉ％の微小シリカとコンクリ−トノ々
   ツチ中にセメントの重量に基いて約０．７０〜約３．Ｏ
   ’７Ｊｉ（柑％の前記の少くともｌっの成分とを与える
   に十分な量で前記の混合物を慣用のコンクリートパッチ
   に対して添加する工程を包含する特許請求の範囲第１ｊ
   項記載の方法。 ｌｌｒ　　節水剤及び高範囲節水剤の群から選んだ少く
   とも１つの成分を水及び微小シリカと組合せ且つ混合す
   ることによシ多成分混合物を形成し、コンクリート中に
   セメントの重量に基いて約λ〜約ｉｏｏ重量％の微小シ
   リカとセメントのＮ量に基いて約０．／　０〜約ＬＯ重
   量％の前記の少くとも１つの成分とを与えるに十分な量
   で前記の水性スラリー混合物を生コンクリートの慣用の
   コンク＋７−トパツチに添加し、生コンクリートと水性
   スラリー混合物とを混合して混合勢威分を生コンクリー
   ト中に拡散させる工程とから成る改良した生コンクリ−
   トノ々ツチの製造法。 １５！　水性スラリー混合物の混合中に該混合物のｐＨ
   を約３．０〜約７．ｉｔに調節する工程を包含する特許
   請求の範囲第ｔｒ項記載の方法。 λ０．微小シリカと少くとも１つの成分とが緊密に接触
   して均質に分散されるまで水性スラリー混合物の諸成分
   を混合し続ける工程を包含する特許請求の範囲第ｉｔ項
   記載の方法。 、２ｔ　　前記の水性スラリー混合物に１つ以上の追加
   の慣用の添加剤を添加し且つ混合する工程を包含する特
   許請求の範囲第ｉｇ項記載の方法。 ２Ｊ　　１つ以上の追加の慣用の添加剤は慣用の遅延剤
   又は空気連行剤から選はれる特許請求の範囲１つの成分
   と共にゲル化に対して安定化した微小シリカを含有して
   なる水性スラリーであって、前記の少くとも１つの成分
   はスラリー中の微小シリカの重量に基いて約０．１〜約
   ｉｏ重叶％（乾燥基準）の量で核・スラリーに存在する
   ことからなる水性スラリー。 ２４４１つ以上の高範囲節水剤と１つ以上の節水剤とを
   含有する特許請求の範囲第２３項記載のスラ　リ　−。 ２！１つ以上の高範囲節水剤と１つ以上の節水剤とを前
   記の水性スラリーに添加する工程を包含する特許請求の
   範囲比２３項記載の方法。