(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物の製造の間にセメント組成物中に供給されている供給水流中に水性スラリーを導入する直前に接触させることを含む、膨張性ポリマー微小球の膨張方法。
【請求項２】
水性スラリーがセメント組成物用の混和剤を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
水性スラリーの供給水流中への流れが制限及び／又は制御される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
供給水流がセメント組成物の混合トラック中に供給される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
セメント組成物用の混和剤を、水性スラリーと蒸気との接触前に水性スラリーに添加する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
セメント組成物又は該組成物を含むセメント製品の製造方法であって、（ｉ）請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法を実施すること；及び（ｉｉｉ）膨張したポリマー微小球をセメント組成物中に導入することを含む、前記方法。
【請求項７】
（ｉｉ）膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすることを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記の膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球を液体中に分散させることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記液体が水を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記の膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球と液体を混合タンクに添加することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記液体が水を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
膨張したポリマー微小球が混合タンク内で全材料の全体積の１％〜６０％を含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
プレウェッティングした、膨張したポリマー微小球の分散液又はプレウェッティングした、膨張したポリマー微小球を含有する液体混和剤を、セメント組成物中への導入及び混合の前に、複数のリザーバのうち少なくとも１つに貯留することを更に含む、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
膨張性ポリマー微小球の膨張方法並びに膨張性ポリマー微小球を膨張させること及び該膨張した、膨張性ポリマー微小球を、セメント及び水と混合してセメント組成物を形成することを含むセメント組成物の製造方法が提供される。
【０００２】
凍結融解サイクルは、コンクリートなどの水により飽和され硬化されたセメント組成物に大きな損傷を与え得る。損傷を防止又は低減するためになされた最良の公知技術は、顕微鏡的に微細な細孔又は間隙に組成物を練り込むことである。細孔又は間隙は、内部の膨張チャンバとして機能し、従って、凍結融解サイクルによって引き起こされる液圧の変化を緩和することによって、凍結融解の損傷から組成物を保護することができる。このような間隙をセメント組成物中に作り出すために使用された従来の方法は、混合中に組成物中に閉じ込められた小さな気泡を安定化する空気連行剤を組成物中に導入することによる方法である。
【０００３】
不運なことに、セメント組成物中に空隙を形成するこのアプローチは、数多くの生産と配置の問題に悩まされており、その幾つかは以下の通りである：
【０００４】
空気含有量：セメント組成物の空気含有量の変化は、空気含有量が経時的に減少する場合、凍結融解の損傷に対して乏しい耐性を有する組成物を生じさせ得るか、あるいは空気含有量が経時的に増加する場合、組成物の圧縮強度を低下させ得る。例は、セメント組成物のポンピング（圧縮により空気含有量を減少させる）、超可塑剤（superplasticizer）の作業現場（job-site）での添加（しばしば空気含有量を上昇させるか又は空隙システムを不安定化させる）、及び特殊な混和剤と空気連行界面活性剤との相互作用（これは空気含有量を増加させ得るか又は減少させ得る）である。
【０００５】
空隙の安定化：界面活性剤を吸着する物質、即ち、高い表面積の炭素を有するフライアッシュ又は界面活性剤が適切に作用するには不十分な水、即ち、低スランプコンクリートの存在によって気泡を安定化させることができない場合がある。
【０００６】
空隙の特性：耐凍結融解性を付与するには大きすぎる気泡の形成は、低品質又は低等級の骨材、気泡を不安定化する他の混和剤の使用等の結果であり得る。このような間隙は、しばしば不安定であり、フレッシュなコンクリートの表面を浮遊しやすい。
【０００７】
過剰仕上げ：過剰仕上げによる空気の除去は、コンクリート表面から空気を除去し、典型的には、過剰仕上げされた表面に隣接するセメントペーストの吐出し領域をスケーリングすることによって凹所が生じる。
【０００８】
それを混合及び確保する時の空気の発生及び安定化は、セメント組成物の硬化が、北米でのセメント組成物の製造業者にとって最も大きな日常の課題である限り、適当な量及び空隙サイズで維持される。空気含量及びセメント組成物中に連行される空隙システムの特性は、直接的な定量手段によって制御することができないが、組成物に添加される空気連行剤の量及び／又は種類によって間接的にのみ制御することができる。骨材の組成及び粒子の形状、混合物中のセメントの種類及び量、セメント組成物の稠度、使用される混合装置のタイプ、混合時間、及び温度などの因子は、全てが空気連行剤の性能に影響を及ぼす。普通の空気が連行されたコンクリート中での空隙径分布は、１０〜３０００マイクロメートル（μｍ）又はそれ以上で極めて広範囲の変動を示し得る。このようなセメント組成物において、周期的な耐凍結融解性にとって必須の小さな気泡の他に、セメント組成物の耐久性に殆んど寄与しない、該組成物の強度を減少させ得る、大きな間隙の存在は、避けることのできない特徴として受け入れられなければならない。
【０００９】
空気連行剤は、耐凍結融解性だけでなく、硬化されたセメント組成物の表面が、多くの理由のうちのいずれかによって剥がれる時に生じる、耐スケール性をも提供することが示されており、その幾つかは上記されている。しかしながら、従来の空気連行剤は、上記の問題に悩まされているため、セメント組成物の産業は、従来の空気連行剤によって現在もたらされている特性を提供する、新規で且つより良好な混和剤を求めている。
【００１０】
最近の開発は、セメント組成物内に制御されたサイズの間隙を作り出すポリマー微小球を使用することである。しかしながら、セメント組成物内でのポリマー微小球の機能を改善し、且つセメント組成物中にポリマー微小球を含めるコストを削減するための開発が進行中である。
【００１１】
適切なサイズの空隙を提供するために、ポリマー微小球を、セメント組成物中に組み込む前に膨張させる必要があり得る。膨張後、膨張したポリマー微小球は、未膨張の微小球の約７５倍までの体積を有し得る。膨張したポリマー微小球を含むセメント組成物の混和剤を提供することは、特に、大量の水を含み得る水性スラリー中に提供される場合、高体積の膨張した微小球を含む混和剤の輸送に関連した高い輸送費のために、コストがかかり得る。
【００１２】
必要なものは、セメント組成物及びセメント製品に使用されるポリマー微小球を適正価格で提供するための方法である。
【００１３】
主題の実施態様は、添付の図面を参照して開示され、例示のみを目的としている。主題は、図面に例示された構成要素の構造又は配置の詳細への適用に限定されるものではない。参照番号は、特に明記しない限り、同様の構成要素を示すために使用される。
【００１４】
図１は、主題の方法を実施するための装置の一実施態様の概略図である。
図２は、主題の方法を実施するための装置の一実施態様の概略図である。
図３は、８５％の水分を含む膨張した微小球の写真である。
図４は、水に分散した膨張した微小球の写真である。
図５は、コンクリートの製品中で膨張した微小球の写真である。
【００１５】
膨張したポリマー微小球は、最終的な沈降の前にセメント組成物中に空隙を提供し、そのような空隙は、セメント系材料の耐凍結融解性を高めるように作用する。膨張したポリマー微小球は、水飽和の繰り返し凍結によって生じるコンクリートの劣化に耐性があり且つセメント組成物の混合中の気泡の安定性に依存しないセメント組成物中に完全に形成された間隙構造を作るために、セメント組成物中に間隙を導入する。膨張したポリマー微小球によってもたらされる耐凍結融解性の強化は、水がセメント系材料で凍結する時に生じる応力を緩和するための物理的機構に基づいている。従来の方法では、適切なサイズと間隔を開けた空隙は、混合中にセメント組成物中に連行された空隙を安定化させるために化学混和剤を用いることによって硬化した材料中で生じる。従来のセメント組成物では、これらの化学混和剤はクラスとして空気連行剤と呼ばれる。該混和剤は、セメント組成物中に間隙構造を形成するために膨張したポリマー微小球を利用し、混合プロセスの間に連行される空気の生成及び／又は安定化を必要としない。
【００１６】
膨張したポリマー微小球の使用は、現行の技術で遭遇する実際的な問題の幾つかを実質的に解決している。これにより、幾つかの材料、即ち、空気が連行されたセメント組成物では更なる処理なしで使用することはできないと考えられるため、埋め立てられ得る、低級の、高炭素のフライアッシュも使用できる。この結果、セメントの節約、従って、経済的な節約がもらされる。このアプローチによって「作られた」間隙は、従来の空気連行剤によって得られたものよりも遙かに小さいため、所望の耐久性を達成するのに必要とされる膨張したポリマー微小球の体積は、従来の空気連行されたセメント組成物のものよりも遙かに小さい。従って、より高い圧縮強度は、当該混和剤及び凍結融解による損傷に対して同じ水準の保護方法により達成され得る。その結果、強度を達成するために使用される最も高価な成分、即ち、セメントは節約され得る。
【００１７】
膨張性ポリマー微小球は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｏ−クロロスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリスチレンのうちいずれか１つのポリマー、並びにそれらのコポリマー、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル、アクリロニトリル−コポリメタクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン−ポリアクリロニトリル、又は塩化ビニル−塩化ビニリデンのコポリマー、及び類似物から構成され得る。微小球がポリマーから構成されているため、壁は可撓性であり、圧力に反応して動く。従って、微小球が作られる元となる材料は、可撓性であってよく、一実施態様では、アルカリ性環境のセメント組成物に対して耐性があってもよい。限定せずに、好適な膨張性ポリマー微小球は、商品名ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）で、エカケミカルズ社（Eka Chemicals Inc.）、アクゾノーベル社（Akzo Nobel company）（ジョージア州、ダルース）から市販されている。好適なＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）ポリマー微小球の非限定的な例としては、約０．０１５ｇ／ｃｍ３〜約０．０２５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度と約２０μｍ〜約８０μｍの範囲のサイズを有する膨張性ポリマー微小球が挙げられる。
【００１８】
特定の実施態様では、未膨張の、膨張性ポリマー微小球は、約１００μｍ以下の平均直径、特定の実施態様では約５０μｍ以下、特定の実施態様では約２４μｍ以下、特定の実施態様では約１６μｍ以下、特定の実施態様では約１５μｍ以下、特定の実施態様では約１０μｍ以下、及び他の実施態様では約９μｍ以下の平均直径を有してよい。特定の実施態様では、未膨張のポリマー微小球の平均直径は、約１０μｍ〜約１６μｍ、特定の実施態様では約６μｍ〜約９μｍ、特定の実施態様では約３μｍ〜約６μｍ、特定の実施態様では約９μｍ〜約１５μｍ、及び他の実施態様では約１０μｍ〜約２４μｍであってよい。ポリマー微小球は、中空のコアと圧縮性の壁を有してよい。ポリマー微小球の内部は、ガス（ガス充填）又は液体（液体充填）を含有し得る空隙又は空洞を含む。
【００１９】
特定の実施態様では、膨張した、膨張性ポリマー微小球は、約２００〜約９００μｍ、特定の実施態様では、約４０〜約２１６μｍ、特定の実施態様では、約３６〜約１３５μｍ、特定の実施態様では、約２４〜約８１μｍ、及び特定の実施態様では、約１２〜約５４μｍの平均直径を有してよい。
【００２０】
上記で表された直径は、体積平均直径である。未膨張の及び／又は膨張した、膨張性ポリマー微小球の直径は、当該技術分野で知られている任意の方法によって決定され得る。例えば、膨張性ポリマー微小球の体積平均直径は、光散乱法によって、例えば、マルバーン社（ウースターシャー、英国）から入手可能な光散乱装置を利用することによって、決定され得る。
【００２１】
膨張性ポリマー微小球の直径が小さい程、セメント組成物における所望の耐凍結融解性を達成するために必要とされる微小球の量が少なくなることが見出された。これは、より小さな圧縮強度の低下が微小球の添加により生じる点で、性能の観点から有益であるだけでなく、より少ない量の微小球が必要とされるため、経済的な観点からも有益である。同様に、ポリマー微小球の壁の厚さは、材料費を最小限にするためであるが、壁厚が、セメント組成物の混合、静置、圧縮及び仕上げ処理中の損傷及び／又は破壊に抵抗するのに十分であることを保証するために最適化され得る。
【００２２】
膨張性ポリマー微小球の膨張方法であって、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物又はセメント製品の製造に近接して及び／又はセメント組成物又はセメント製品の製造の間に、接触させることを含み、その際、水性スラリーは任意にセメント組成物又はセメント製品用の混和剤を更に含む、前記方法が提供される。特定の実施態様では、該方法は、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物又はセメント製品の製造の間にインサイチュ（in-situ）で接触させることを含み得る。
【００２３】
セメント組成物又はセメント製品の製造方法であって、（ｉ）未膨張の、膨張性ポリマー微小球の水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物又はセメント製品の製造に近接して及び／又は膨張性ポリマー微小球を作るためにセメント組成物又はセメント製品の製造の間に接触させること；（ｉｉ）任意に膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすること；及び（ｉｉｉ）膨張性ポリマー微小球をセメント組成物又はセメント製品中に導入することを含み、その際、水性スラリーは任意にセメント組成物又はセメント製品用の混和剤を更に含む、前記方法も提供される。
【００２４】
「未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物又はセメント製品の製造に近接して及び／又はセメント組成物又はセメント製品の製造の間に接触させる」方法は、（ｉ）未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、水性スラリーを、セメント組成物又はセメント製品の製造の間にセメント組成物中に供給されている供給水流中に注入するなどの導入の直前に、接触させること；又は（ｉｉ）膨張性ポリマー微小球を膨張させるために、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを接触させ、膨張した膨張性ポリマー微小球を製造設備にて水中で急冷すること、及び該設備で製造されたセメント組成物又はセメント製品中への導入のために急冷した、膨張性の微小球を含有する水性スラリーを貯留することのうち少なくとも１つを含んでよい。図３は、膨張性ポリマー微小球を膨張させるために、蒸気と接触させた後に膨張した、膨張性ポリマー微小球の写真である。本願明細書で使用される「セメント組成物又はセメント製品製造設備にて」とは、未膨張の、膨張性ポリマー微小球の膨張が、セメント組成物又はセメント製品が製造される同じ施設で又は隣接の又は近接の施設で起こることを意味する。
【００２５】
特定の実施態様では、プレウェッティングさせた膨張したポリマー微小球は、液体中で膨張したポリマー微小球を分散させることを含んでよく、その際、任意に液体は水を含む。プレウェッティングさせた膨張したポリマー微小球は、セメント組成物の形成時に、セメント、水及び他のセメント状混合物の成分と混合され得る。図４は水に分散した膨張したポリマー微小球のグラフである。
【００２６】
特定の実施態様では、プレウェッティングさせた膨張したポリマー微小球は、膨張したポリマー微小球及び液体を混合タンク中に添加することを含んでよく、その際、任意に液体は水を含む。幾つかの実施態様では、膨張したポリマー微小球は、混合タンク内で全材料の全体積の約１％〜約６０％を含んでよい。
【００２７】
図１に関して、特定の実施態様では、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリー１２が、第１の導管１４を通して供給されると同時に、蒸気１６は第２の導管１８を通して供給される。第１の導管１４及び第２の導管１８は、セメント組成物の混合物中へ２６を流す供給水２４を含有する、第３の導管２２中に供給される直前に２０で合流する。第１及び第２の導管の合流の結果、未膨張の、膨張性ポリマー微小球が急速に加熱され、微小球を膨張させる。膨張した微小球は、その後、第３の導管２２を流れる供給水によって急冷され、これは膨張した微小球が、セメント組成物の混合物中に導入される際にそのサイズを保持することを可能にする。特定の実施態様では、第３の導管２２は、貯留容器（図示せず）中への流れ２６であってよく、これはセメント組成物中に後に導入するために貯留されてよい。代替的な実施態様では、第３の導管２２は除いてもよく、膨張した微小球は、貯留容器（図示せず）中にオンサイト（on-site）で直接導入されてよく、その後、第２の導管１８で蒸気に接触し、セメント組成物中に後に導入するために貯留される。図５は、コンクリートの製品中の膨張したポリマー微小球の写真である。特定の実施態様では、膨張した微小球は、それらの元の未膨張の体積よりも約７５倍まで大きい体積を有してよい。
【００２８】
図２を参照すると、特定の実施態様では、第１の導管１４と第２の導管１８の合流部２０は、第４の導管２１を含んでよい。第４の導管２１は、オリフィスノズルなどの、流量制御弁又は流量制限装置などの、背圧発生器２８を含んでよい。背圧発生器２８は、混合物が水性スラリー１２中で膨張性微小球を適切に膨張させるために要求される適切な圧力及び温度を達成することを保証するために、水性スラリー１２と蒸気１６の混合物の流れを制限及び／又は制御することが可能である。特定の実施態様では、背圧発生器２８はまた、第３の導管２２からの供給水２４の逆流を少なくとも部分的に防止し得る。
【００２９】
特定の実施態様では、膨張したポリマー微小球、及び／又はそれらを含有する混和剤は、（ａ）蒸気発生装置又は他の蒸気源；（ｂ）蒸気発生装置又は他の蒸気源と流体連通した蒸気導管；（ｃ）流体材料の源と流体連通した流体材料導管、その際、液体材料は未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む；（ｄ）蒸気導管を介して蒸気発生装置又は他の蒸気源と流体連通した、及び流体材料が処理領域内で蒸気によって接触されるように、液体材料導管と流体連通した処理領域；及び（ｅ）処理領域内で圧力を高めることが可能であり、その結果、流体材料が処理領域を出る時に膨張性ポリマー微小球が膨張する、処理領域内で流体連通した背圧発生器を含む装置を使用して調製され得る。
【００３０】
一実施態様では、セメント組成物、セメント製品、又はそのための混和剤に含まれるべき未膨張の、膨張性ポリマー微小球及び水を含む液体材料は、従って処理領域内で蒸気と接触するので、未膨張の、膨張性ポリマー微小球は、高められた温度と圧力にかけられ、その結果、膨張性ポリマー微小球が予備膨張する。処理領域内に存在する際に、任意に背圧発生器を介して、膨張性ポリマー微小球は、処理領域内の圧力と処理領域の外部環境の圧力との間の差と同等の圧力の低下を経験する。この突然の圧力の低下は、膨張性ポリマー微小球の急速な膨張をもたらす。
【００３１】
背圧発生器は、処理領域を通る液体材料及び蒸気の流れを制限及び／又は制御することが可能であるため、処理領域内の温度及び圧力は、背圧発生器を出る際に、膨張性ポリマー微小球を所望の程度まで膨張させるのに必要な圧力の低下をもたらすには十分であることを保証する。背圧発生器は、例えば、流量制御弁又は流量制限装置、例えば、オリフィスノズルを含んでよい。代替的に又は付加的に、背圧発生器は、（ｉ）処理領域内の圧力が維持されるか又は増加されるように、処理領域を通る流れを遅らせるのに十分な長さの導管；及び／又は（ｉｉ）処理領域内部の圧力が維持又は増加されるように、流体材料導管又は蒸気導管のいずれか又はその両方の内部サイズよりも小さい内部サイズを有する導管；及び／又は（ｉｉｉ）処理領域内の圧力が維持されるか又は増加されるように、不規則な内壁パターンを有する導管、例えば、らせん状の溝が付けられた導管を含んでよい。
【００３２】
特定の実施態様では、処理領域内の温度は、約８０℃（１７６°Ｆ）〜約１６０℃（３２０°Ｆ）であってよく、特定の実施態様では約１００℃（２１２°Ｆ）〜約１６０℃（３２０°Ｆ）、特定の実施態様では約１０５℃（２２１°Ｆ）〜約１４５℃（２９３°Ｆ）、特定の実施態様では約１３５℃（２７５°Ｆ）〜約１４５℃（２９３°Ｆ）であってよい。特定の実施態様では、処理領域内の圧力は、約４６．１ｋＰａ（６．６９ｐｓｉ）〜約６１８．１ｋＰａ（８９．６５ｐｓｉ）、特定の実施態様では約１０１．３ｋＰａ（１４．６９ｐｓｉ）〜約６１８．１ｋＰａ（８９．６５ｐｓｉ）、特定の実施態様では約１２０ｋＰａ（１７．４ｐｓｉ）〜約４２０ｋＰａ（６０．９ｐｓｉ）、特定の実施態様では約３１５ｋＰａ（４５．７ｐｓｉ）〜約４２０ｋＰａ（６０．９ｐｓｉ）であってよい。
【００３３】
膨張した、膨張性ポリマー微小球を含む流体材料は、プロセス水又は他の液体混和剤に添加されるか又はそれと混合され、その後、セメント組成物又はセメント製品中に組み込まれてよい。あるいは、膨張した、膨張性ポリマー微小球を含む流体材料は、処理した流体材料をプロセス水又は他の液体混和剤に最初に添加することなく（セメント組成物の成分の混合前又は混合中に）セメント組成物に直接導入されてよい。
【００３４】
本発明の方法は、生コンクリートプラントなどの、セメント組成物の製造設備にてオンサイトで実施され得る。このような施設は、セメント、水、及び生産されているセメント組成物に添加されるべき他の成分、例えば、骨材及び／又はセメント組成物の混和剤のための貯留領域を含んでよい。該施設では、セメント組成物の種々の成分、例えば、セメント、水、骨材、及び／又は混和剤は一緒に混合されてセメント組成物を形成する。混合は、混合トラック、例えば、コンクリートミキシングトラックで行ってもよい。成分が混合されると、セメント組成物は、作業現場に輸送され、そこで組成物が配置されて、硬化される。セメント組成物は、セメント組成物の製造設備にて又は別の施設にてオンサイトで、コンクリートブロック又はコンクリート舗装などの、セメント製品を製造するために利用されてもよい。
【００３５】
膨張及び予備湿潤後に、膨張したポリマー微小球は、その後、製造中にセメント組成物の混合物中に直接導入される、例えば、施設内の中央ミキサーに供給されるか、又は一時的に１つ以上のリザーバ又はバッチタンク内に保持されてよい。リザーバ又はバッチタンクの数及び容量は、膨張装置の生産性及び／又は製造中のセメント組成物の成分のバッチングのサイクル時間に関連し得る。生コンクリート製造業者などの、特定の実施態様では、１台のコンクリートミキサー車に必要な量の膨張したポリマー微小球のバッチタンク内への膨張及び導入は、全てのセメント組成物の成分を用いてトラックをバッチングするのに必要な時間以下で完了するように調整されてよい。少なくとも１台のバッチタンクが充填モードであってよいが、別のバッチタンクは、膨張したポリマー微小球の分散液又は膨張したポリマー微小球を含有する液体混和剤のその内容物をトラック内においてセメント組成物中に排出している。
【００３６】
特定の実施態様では、本方法は、膨張性ポリマー微小球の水性スラリー及び／又は未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含有する混和剤を、最小コストでセメント組成物の製造設備に輸送させることが可能である。未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含有する水性スラリー及び／又は混和剤がこのような施設に到達すると、膨張性ポリマー微小球はオンサイトで膨張し得る。未膨張の膨張性微小球を含有するスラリー及び／又は混和剤の輸送は、未膨張の微小球よりも７５倍までの大きな体積を有し得る、膨張した膨張性ポリマー微小球を含有するスラリー及び／又は混和剤の輸送と比較すると、混和剤の実際のコストと同等か又はそれを超える輸送コストを大幅に削減する。更に、貯留などの他の物流コストも削減され得る。
【００３７】
特定の実施態様では、セメント組成物の全体積を基準として、１．５体積パーセントの膨張した膨張性ポリマー微小球を含むセメント組成物は、従来の空気連行剤を含むセメント組成物と比較して３０％高い２８日の圧縮強さを有し、さらに本願明細書に援用されている、ＡＳＴＭ  Ｃ−６６６にも合格し得る。ＡＳＴＭ  Ｃ−６６６は、セメント組成物の耐凍結融解性を試験するために使用されている。
【００３８】
水硬性セメントは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、リン酸マグネシウムセメント、リン酸マグネシウムカリウムセメント、スルホアルミン酸カルシウムセメント又は任意の他の好適な水硬性結合剤であってよい。骨材はセメント組成物中に含まれてよい。骨材は、シリカ、石英、砂、粉砕した大理石、ガラス球、花崗岩、石灰岩、方解石、長石、沖積砂、任意の他の耐久性骨材、及びこれらの混合物であってよい。
【００３９】
特定の実施態様では、本願明細書に記載された混和剤及び／又は方法によって送達される、セメント組成物（セメント製品を含んでよい）中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全質量を基準として、約０．００２〜約０．０６質量％であってよい。他の実施態様では、主題の混和剤又は方法を介して送達される、セメント組成物中に含まれるべき膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全質量を基準として、約０．００５〜約０．０４質量％であってよい。更なる実施態様では、主題の混和剤又は方法によって送達される、セメント組成物中に含まれるべき膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全質量を基準として、約０．００８〜約０．０３質量％であってよい。
【００４０】
特定の実施態様では、本願明細書に記載された混和剤及び／又は方法によって送達された、セメント組成物中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全体積を基準として、約０．２〜約４体積パーセントであってよい。特定の実施態様では、主題の混和剤又は方法によって送達された、セメント組成物中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全体積を基準として、約０．２５〜約４体積パーセントであってよい。特定の実施態様では、主題の混和剤又は方法によって送達された、セメント組成物中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全体積を基準として、約０．４〜約４体積パーセントであってよい。特定の実施態様では、主題の混和剤又は方法によって送達された、セメント組成物中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全体積を基準として、約０．２５〜約３体積パーセントであってよい。特定の実施態様では、主題の混和剤又は方法によって送達された、セメント組成物中に含まれるべき膨張した、膨張性ポリマー微小球の量は、セメント組成物の全体積を基準として、約０．５〜約３体積パーセントであってよい。
【００４１】
本方法による膨張性ポリマー微小球を膨張するのに適した非限定的例の装置は、（ａ）約６ボイラー馬力以下の出力を有する蒸気発生器；（ｂ）蒸気発生器と流体連通した蒸気導管；（ｃ）流体材料源と流体連通した流体材料導管、その際、液体材料は未膨張の膨張性ポリマー微小球を含む；（ｄ）流体材料が処理領域内で蒸気によって接触されるように、蒸気導管を介して蒸気発生器と、及び流体材料導管と流体連通した処理領域；及び（ｅ）流体材料が処理領域を出る時に膨張性ポリマー微小球の膨張をもたらす、処理領域内の圧力を高めることが可能な、処理領域内で流体連通した背圧発生器を含む。この装置は、製造業者の製品の生産に実質的に悪影響を与えずに、セメント組成物又はセメント製品などの、製造業者の製品中で膨張した膨張性ポリマー微小球を使用する製造設備内に装置を配置することを可能にするフットプリントを有し得る。
【００４２】
以下の実施例は、本発明の方法の実施態様を使用して製造されるセメント組成物の性能を例示し、いかなる方法でも本発明の主題を限定するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、主題の方法を実施するための装置の一実施態様の概略図である。
【図２】図２は、主題の方法を実施するための装置の一実施態様の概略図である。
【図３】図３は、８５％の水分を含む膨張した微小球の写真である。
【図４】図４は、水に分散した膨張した微小球の写真である。
【図５】図５は、コンクリートの製品中で膨張した微小球の写真である。
【００４４】
実施例１
セメント組成物を、セメント組成物の製造設備にて中央ミキサー内で調製した。セメント組成物は、１８３３ポンドのセメント、３９００ポンド（１７７０ｋｇ）の砂、３１７１ポンド（１４３８ｋｇ）の＃５７石、２１５４ポンド（９７７ｋｇ）の＃８石及び９１７ポンド（４１６ｋｇ）の水を含んでいた。セメント組成物の体積は約３立方ヤード３（２．３ｍ３）であった。セメント組成物は、オハイオ州クリーブランド、ＢＡＳＦコンストラクションケミカルズ社から入手可能な、Ｐｏｚｚｏｌｉｔｈ（登録商標）減水混和剤２７１３ｍｌ、同じくＢＡＳＦコンストラクションケミカルズ社から入手可能な、Ｇｌｅｎｉｕｍ（登録商標）７５００高レンジ減水混和剤３７９８ｍｌ、及びトリブチルホスフェート脱泡混合物８１４ｍｌを含んでいた。中央ミキサーでの混合が完了した後、セメント組成物をコンクリートミキシングトラックに移した。
【００４５】
セメント組成物がコンクリートミキシングトラックの内部に入るとすぐに、約０．０２５ｇ／ｃｍ３の密度及び約４０μｍのサイズを有する、本方法を介して膨張した、２体積％の膨張したポリマー微小球のセメント組成物を、混合トラックの上部に加えた。混合トラックは、２〜３分の高速でセメント組成物を混合し、試料を混合トラックの上部から取り出した。約２０分の低速での混合後、第２の試料を混合トラックの上部から取り出した。合計約４０分の低速での混合後、第３の試料を混合トラックの上部から取り出した。合計約６０分後、第４の試料を混合トラックの上部から取り出した。
【００４６】
試料は非常に流動性があり、約２８．７５インチ（７３．０３ｃｍ）の平均初期スランプ及び１．８％の平均空気量を有していた。試料は非常に流動性があり、また、それらを混合トラックの上部から取り出したので、セメント組成物全体に平均的に存在していたよりも多くの微小球が試料中に存在していた。微小球の量を決定する試料の試験は、試料がセメント組成物の約２．５体積％の平均微小球含有率を有していたことを示した。試料は約９０の平均耐久率で、ＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。
【００４７】
実施例２
セメント組成物を、セメント組成物の製造設備にて中央ミキサー内で調製した。セメント組成物は、７６０ポンドの水、１６９０ポンド（７６７ｋｇ）のセメント、４０２０ポンド（１８２０ｋｇ）の砂、３０２０ポンド（１３７０ｋｇ）の＃５７石、及び２０００ポンド（９１０ｋｇ）の＃８石を含んでいた。セメント組成物の体積は約３立方ヤード３（２．３ｍ３）であった。セメント組成物はまたＧｌｅｎｉｕｍ（登録商標）７５００高レンジ減水混和剤１５０１ｍｌとトリブチルホスフェート（「ＴＢＰ」）脱泡混合物７５０ｍｌを含んでいた。
【００４８】
中央混合物に他の成分を添加する前に、０．０２５ｇ／ｃｍ３の密度、及び約４０μｍのサイズを有する、本方法を介して膨張した、１．５体積％の膨張したポリマー微小球のセメント組成物を、水性スラリー中で中央ミキサーに手動で添加した。ＴＢＰを、膨張したポリマー微小球と共に手動で中央混合物に添加した。膨張したポリマー微小球及びＴＢＰを添加した後、他のセメント組成物の成分を、製造設備の自動分注システムを使用して自動的に中央ミキサーに加えた。膨張したポリマー微小球とＴＢＰが中央ミキサーに添加される間、中央ミキサー用集塵機はオフになっており、セメント組成物の混合が開始されてから３０秒までオンにしなかった。
【００４９】
セメント組成物の第１の試料を、混合が完了するとすぐに取り出した。第１の試料は、５．００インチ（１２．７ｃｍ）のスランプ値及び２．１％の空気量を有し、且つ９５の耐久性係数でＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。セメント組成物の第２の試料を、混合が完了して３０分後に取り出した。第２の試料は、３．７５インチ（９．５３ｃｍ）のスランプ値及び２．５％の空気量を有し、且つ８３の耐久性因子でＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。
【００５０】
実施例３
セメント組成物を、セメント組成物の製造設備にて中央ミキサー内で調製した。セメント組成物は、１５２０ポンドの水、３３８０ポンド（１５３０ｋｇ）のセメント、８０４０ポンド（３６５０ｋｇ）の砂、６０４０ポンド（２７４０ｋｇ）の＃５７石、及び４０００ポンド（１８１０ｋｇ）の＃８石を含んでいた。セメント組成物の体積は約６立方ヤード３であった。セメント組成物は、Ｇｌｅｎｉｕｍ（登録商標）７５００高レンジ減水混和剤４００２ｍｌ、及びトリブチルホスフェート脱泡混合物１５０１ｍｌを含んでいた。
【００５１】
中央混合物に他の成分を添加する前に、０．０２５ｇ／ｃｍ３の密度、及び約４０μｍのサイズを有する、本方法を介して膨張した、１．５体積％の膨張したポリマー微小球のセメント組成物を、水性スラリー中で中央ミキサーに手動で添加した。ＴＢＰを、膨張したポリマー微小球と共に手動で中央混合物に添加した。膨張ポリマー微小球及びＴＢＰを添加した後、他のセメント組成物の成分を、製造設備の自動分注システムを使用して自動的に中央ミキサーに加えた。膨張したポリマー微小球とＴＢＰが中央ミキサーに添加される間、中央ミキサー用集塵機はオフになっており、セメント組成物の混合が開始されてから３０秒までオンにしなかった。
【００５２】
セメント組成物の第１の試料を、混合が完了するとすぐに取り出した。第１の試料は、７．７５インチ（１９．７ｃｍ）のスランプ値及び１．７％の空気量を有し、且つ９５の耐久性係数でＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。セメント組成物の第２の試料を、混合が完了して３０分後に取り出した。第２の試料は、７．００インチ（１７．８ｃｍ）のスランプ値及び２．０％の空気量を有し、且つ８７の耐久性係数でＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。
【００５３】
実施例４
セメント組成物を、セメント組成物の製造設備にて中央ミキサー内で調製した。セメント組成物は、１２０４ポンド（５４６ｋｇ）の水、２７８０ポンド（１２６０ｋｇ）のセメント、６３５５ポンド（２８８３ｋｇ）の砂、５０６９ポンド（２２９９ｋｇ）の＃５７石、及び３３８８ポンド（１５３７ｋｇ）の＃８石を含んでいた。セメント組成物の体積は約５立方ヤード３（３．８ｍ３）であった。セメント組成物は、３．０体積％のＰｏｚｚｏｌｉｔｈ（登録商標）８０減水混和剤のセメント組成物と１５００ｍｌのトリブチルホスフェート脱泡混合物を含んでいた。
【００５４】
中央混合物に他の成分を添加する前に、０．０２５ｇ／ｃｍ３の密度、及び約４０μｍのサイズを有する、本方法を介して膨張した、０．７５体積％の膨張したポリマー微小球のセメント組成物を、水性スラリー中で中央ミキサーに手動で添加した。ＴＢＰを、膨張したポリマー微小球と共に手動で中央混合物に添加した。膨張したポリマー微小球及びＴＢＰを添加した後、他のセメント組成物の成分を中央ミキサーに加えた。
【００５５】
５．５０インチ（１４．０ｃｍ）のスランプ値及び２．４％の空気量を有する、セメント組成物の試料を取り出した。試料は、９５の耐久性係数でＡＳＴＭ  Ｃ６６６試験に合格した。
【００５６】
本願明細書に記載された方法を用いて製造されたセメント組成物は、他の混合物又は成分を含有してよく、必ずしも記載された配合に限定されるべきではない。添加され得るこれらの混和剤及び／又は成分としては、分散剤、硬化及び強度促進剤/エンハンサー、硬化遅延剤、減水剤、腐食防止剤、湿潤剤、水溶性ポリマー、レオロジー変性剤、撥水剤、非分解性繊維、防湿混和剤、透水性減少剤（permeability reducer）、殺真菌性混和剤、殺菌混和剤、殺虫混和剤、アルカリ反応性低減剤、接着混和剤、収縮低減混和剤、及び任意の他の混和剤又はセメント組成物での使用に適した添加剤が挙げられるが、これらに限定されない。本願明細書に記載されたこれらの混和剤及びセメント組成物は、上述の成分のいずれか１つを含有する必要はないが、上述の成分をいくつでも含有してよい。
【００５７】
骨材は、微細な骨材を含むモルタル、及び微細で且つ粗い骨材を含むコンクリートを提供するためにセメント組成物中に含まれてよい。微細な骨材は、４番ふるい（ＡＳＴＭ  Ｃ１２５及びＡＳＴＭ  Ｃ３３）をほぼ完全に通過する材料、例えば、ケイ砂である。粗い骨材は、大部分が４番ふるい（ＡＳＴＭ  Ｃ１２５及びＡＳＴＭ  Ｃ３３）上に保持される材料、例えば、シリカ、石英、破砕大理石、ガラス球、花崗岩、石灰岩、方解石、長石、沖積砂、砂又は任意の他の耐久性骨材、及びこれらの混合物である。
【００５８】
ポゾランは、セメント価値が殆ど又は全くないが、水の存在化で且つ細かく分割された形態で、ポルトランドセメントの水和時に生成した水酸化カルシウムと化学的に反応してセメント質特性を有する材料を形成するケイ質又はアルミノシリカ質（aluminosiliceous）材料である。珪藻土、オパール層状チャート、粘土、頁岩、フライアッシュ、スラグ、シリカフューム、火山凝灰岩及び軽石が既知のポゾランの一部である。特定の粉砕高炉スラグ及び高カルシウムフライアッシュは、ポゾラン性とセメント質の両方の特性を有する。天然ポゾランとは、火山凝灰岩、軽石、火山土（trasses）、珪藻土、オパール質、チャート質、及び幾つかの頁岩などの、自然界に存在するポゾランを定義するために使用される当該技術分野の用語である。名目上不活性な材料は、微粉砕された原石の石英、ドロマイト、石灰岩、大理石、花崗岩なども含み得る。フライアッシュはＡＳＴＭ  Ｃ６１８に定義されている。
【００５９】
使用する場合、シリカフュームは圧縮されるか又は部分的に圧縮されるか又はスラリーとして添加してよい。シリカフュームは、セメント結合剤の水和反応の副生物と追加的に反応し、これは高まった強度の完成品を提供し且つ完成品の透水性を低下させる。シリカヒューム、又は他のポゾラン、例えば、フライアッシュ又は焼成クレー、例えば、メタカオリンは、セメント系材料の質量を基準として、約５％〜約７０％の量で、セメント質のウェットキャスト混合物に添加することができる。
【００６０】
分散剤は、使用される場合、任意の好適な分散剤、例えば、リグノスルホネート、ベータナフタレンスルホネート、スルホン化メラミンホルムアルデヒド縮合物、ポリアスパルテート、ポリエーテル単位のある及びないポリカルボキシレート、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合樹脂、又はオリゴマー分散剤であってよい。
【００６１】
側鎖の少なくとも１部がカルボキシル基、エーテル基、又はアミド又はイミド基を通して主鎖に結合される、ペンダント側鎖を有する炭素骨格を有する分散剤を意味する、ポリカルボキレート分散剤を使用することができる。分散剤との用語は、セメント組成物の可塑剤、高域減水剤、流動化剤、凝集防止剤又は流動化剤としても機能するこれらの化学物質を含むことも意味する。
【００６２】
オリゴマー分散剤との用語は、成分Ａ、任意に成分Ｂ、及び成分Ｃの反応生成物であるオリゴマーを意味し、その際、成分Ａはそれぞれ独立して、セメント状粒子の上に吸着する非ポリマー官能性部分であり；成分Ｂは、存在する場合、それぞれ独立して、成分Ａ部分と成分Ｃ部分との間に配置された非ポリマー部分である、任意の部分であり；成分Ｃは、セメント粒子に実質的に吸着しない直鎖状又は分枝鎖状の水溶性、非イオン性ポリマーである少なくとも１つの部分である。オリゴマー分散剤は、米国特許第６，１３３，３４７号、米国特許第６，４９２，４６１号、及び米国特許第６，４５１，８８１号に開示されている。
【００６３】
使用され得る硬化及び強度促進剤／エンハンサーとしては、限定されずに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルミニウムの硝酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルミニウムの亜硝酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルミニウムのチオシアネート；アルカノールアミン；アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルミニウムのチオ硫酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルミニウムの水酸化物；アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルミニウムのカルボン酸塩（好ましくはギ酸カルシウム）；ポリヒドロキシアルキルアミン；及び／又はアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物塩（好ましくは臭化物）が挙げられる。
【００６４】
硝酸の塩は、一般式Ｍ（ＮＯ３）ａ（式中、Ｍはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属又はアルミニウムであり、ａはアルカリ金属塩の場合、１であり、アルカリ土類金属塩の場合、２であり、アルミニウム塩の場合、３である）を有する。好ましいのはＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ及びＡｌの硝酸塩である。
【００６５】
硝酸塩は、一般式Ｍ（ＮＯ２）ａ（式中、Ｍはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属又はアルミニウムであり、ａはアルカリ金属塩の場合、１であり、アルカリ土類金属塩の場合、２であり、アルミニウム塩の場合、３である）を有する。好ましいのはＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ及びＡｌの硝酸塩である。
【００６６】
チオシアン酸の塩は、一般式Ｍ（ＳＣＮ）ｂ（式中、Ｍはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属又はアルミニウムであり、ｂはアルカリ金属塩の場合、１であり、アルカリ土類金属塩の場合、２であり、アルミニウム塩の場合、３である）を有する。これらの塩は、様々にスルホシアン酸塩、チオシアン酸塩、ロダン酸塩、又はロダン化物塩として知られている。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ及びＡｌのチオシアン酸塩である。
【００６７】
アルカノールアミンは、三価の窒素がアルキルアルコールの炭素原子に直接結合している化合物群の総称である。代表的な式は、Ｎ［Ｈ］ｃ［（ＣＨ２）ｄＣＨＲＣＨ２Ｒ］ｅ（式中、Ｒは独立してＨ又はＯＨであり、ｃは３−ｅであり、ｄは０〜約４であり、且つｅは１〜約３である）である。例としては、限定されずに、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミンが挙げられる。
【００６８】
チオ硫酸塩は、一般式Ｍｆ（Ｓ２Ｏ３）ｇ（式中、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はアルミニウムであり、ｆは１又は２であり、ｇは１、２又は３であり、Ｍ金属元素の原子価に依存する）を有する。好ましいのはＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ及びＡｌのチオ硫酸塩である。
【００６９】
カルボン酸塩は、一般式ＲＣＯＯＭ（式中、Ｒは、Ｈ又はＣ１〜約Ｃ１０アルキルであり、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はアルミニウムである）を有する。好ましいのはＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ及びＡｌのカルボン酸塩である。カルボン酸塩の例はギ酸カルシウムである。
【００７０】
ポリヒドロキシアルキルアミンは、一般式
【化１】
0006312147.tif 000002
（式中、ｈは１〜３であり、ｉは１〜３であり、ｊは１〜３であり、ｋは０〜３である）
を有してよい。好ましいポリヒドロキシアルキルアミンは、テトラヒドロキシエチルエチレンジアミンである。
【００７１】
硬化遅延、又は遅延硬化又は水和制御として知られた、混和剤は、セメント組成物の硬化速度を減じる、遅らせる、又は遅くするために使用されている。硬化遅延剤は、セメント組成物の硬化時に暑い天候の促進作用を相殺するために、又は配置の困難な状況が発生した時にセメント組成物の初期硬化を遅らせるために、又は作業現場への送達の問題のために、又は特別な仕上げ処理の時間を可能にするために使用されている。殆どの硬化遅延剤は、低レベルの減水剤としても作用し、幾らかの空気をセメント組成物中に連行するために使用されてもよい。リグノスルホネート、ヒドロキシル化カルボン酸、ホウ砂、グルコン酸、酒石酸及び他の有機酸及びそれらの対応する塩、ホスホン酸塩、特定の炭水化物、例えば、糖類、多糖類及び糖酸及びそれらの混合物を、遅延混和剤として使用することができる。
【００７２】
腐食防止剤は、埋め込まれた強化鋼を腐食から保護する働きをする。セメント組成物の高アルカリ性は、受動的で非腐食保護の酸化膜を生じさせて鋼で形成する。しかしながら、炭酸化又は除氷剤若しくは海水からの塩化物イオンの存在は、酸素と一緒に、フィルムを破壊するか又は浸透し、腐食を生じさせ得る。腐食抑制混和剤は、この腐食反応を化学的に遅らせる。腐食を抑制するために最もよく使用される材料は、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、特定のリン酸塩又はフルオロシリケート、フルオロアルミネート、アミン、有機系撥水剤、及び関連する化学物質である。
【００７３】
建設分野では、引張応力及びその後のクラッキングからセメント組成物を保護する多くの方法が長年にわたって開発されてきた。１つの現代的な方法は、新鮮なセメント状混合物全体に繊維を分散することを含む。硬化時に、このセメント組成物は、繊維強化セメントと呼ばれている。繊維は、ジルコニウム材料、炭素、鋼、ガラス繊維、又は合成材料、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨン、高強度アラミド、又はそれらの混合物で作られてよい。
【００７４】
防湿混和剤は、低セメント含量、高い水セメント比、又は骨材部分における微細さの欠乏を有するコンクリートの透水性を減少させる。これらの混和剤は、湿ったコンクリートへの水分の浸透を遅らせ、特定の石鹸、ステアリン酸、及び石油製品を含む。
【００７５】
透水性減少剤（Permeability reducer）は、圧力下の水がセメント組成物を通って伝達される速度を低下するために使用されている。シリカフューム、フライアッシュ、粉砕スラグ、メタカオリン、天然ポゾラン、減水剤、及びラテックスは、セメント組成物の透水性を減少させるために利用することができる。
【００７６】
硬化したセメント組成物上の又はその中の細菌及び真菌の増殖は、殺真菌、殺菌、及び殺虫混和剤の使用によって部分的に制御され得る。これらの目的のために最も有効な材料は、ポリハロゲン化フェノール、ジアルドリン（dialdrin）エマルション、及び銅化合物である。
【００７７】
着色混和剤は、通常、有機顔料、例えば、フタロシアニン又は無機顔料、例えば、金属酸化物等を含むが、これに限定されない金属含有顔料のいずれかの顔料から構成されており、酸化鉄含有顔料、酸化クロム、酸化アルミニウム、クロム酸鉛、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、鉄マンガンブラック、コバルトグリーン、マンガンブルー、マンガンバイオレット、硫セレン化カドミウム、クロムオレンジ、ニッケルチタンイエロー、クロムチタンイエロー、硫化カドミウム、ジンクイエロー、ウルトラマリンブルー及びコバルトブルーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７８】
アルカリ反応性低減剤は、アルカリ骨材反応を低減し、この反応が硬化したセメント組成物中に生じる時の破壊的な膨張力を制限し得る。ポゾラン（フライアッシュ、シリカフューム）、高炉スラグ、リチウム及びバリウムの塩が特に有効である。
【００７９】
使用され得る収縮低減剤は、限定されずに、ＲＯ（ＡＯ）１〜１０Ｈ（式中、ＲはＣ１〜５アルキル又はＣ５〜６シクロアルキルラジカルであり、ＡはＣ２〜３アルキレンラジカルである）、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類酸化物、好ましくは硫酸ナトリウム及び酸化カルシウムを含んでよい。
【００８０】
追加の混和剤及び添加剤の上記リストは例示的であり、網羅的又は限定的ではない。
【００８１】
本主題の第１の実施態様では、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物の製造に近接して及び／又はセメント組成物の製造の間に接触させることを含む、膨張性ポリマー微小球の膨張方法であって、水性スラリーが任意にセメント組成物用の混和剤を更に含む、前記方法が提供されている。
【００８２】
第１の実施態様の方法は、該方法が未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とをセメント組成物の製造の間にインサイチュで接触させることを含むことを更に含んでよい。
【００８３】
第１又はその後の実施態様のいずれか又はその両方の方法は、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とをセメント組成物の製造の間にインサイチュで前記接触させることが、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物の製造の間にセメント組成物中に供給されている供給水流中に水性スラリーを導入する前に接触させることを含むことを更に含んでよい。
【００８４】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、水性スラリーの供給水流中への流れが制限及び／又は制御されることを更に含んでよい。
【００８５】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、供給水流がセメント組成物の混合トラック中に供給されることを更に含んでよい。
【００８６】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とをセメント組成物の製造の間にインサイチュで前記接触させることが、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とを接触させて膨張性ポリマー微小球を膨張させること及び膨張した膨張性ポリマー微小球をセメント組成物の製造設備にて水中で急冷すること、並びに該設備にて製造されたセメント組成物中に導入するために急冷した、膨張した微小球含有水性スラリーを貯留することを含むことを更に含んでよい。
【００８７】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、急冷した、膨張した微小球含有水性スラリーをリザーブタンクに貯留することを更に含んでよい。
【００８８】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、前記の膨張した膨張性ポリマー微小球の水中での急冷前に、水性スラリーの流れを制限及び／又は制御することを更に含んでよい。
【００８９】
第１又はその後の実施態様のいずれかの方法は、セメント組成物のための混和剤を、水性スラリーと蒸気との接触の前に水性スラリーに添加することを更に含んでよい。
【００９０】
本主題の第２の実施態様では、セメント組成物又は該組成物を含むセメント製品の製造方法であって、（ｉ）第１又はその後の実施態様のいずれかの方法を実施すること；（ｉｉ）任意に膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすること；及び（ｉｉｉ）膨張したポリマー微小球をセメント組成物中に導入することを含む、前記方法が提供される。
【００９１】
第１の実施態様の方法は、膨張したポリマー微小球を前記プレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球を液体中で分散させることを含み、任意に液体が水を含むことを更に含んでよい。
【００９２】
第２又はその後の実施態様のいずれか又はその両方の方法が、前記の膨張性ポリマー微小球をプレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球及び液体を混合タンクに添加することを含み、任意に液体が水を含むことを更に含んでよい。
【００９３】
第２又はその後実施態様のいずれかの方法は、膨張したポリマー微小球が混合タンク内で全材料の全体積の約１％〜約６０％を含むことを更に含んでよい。
【００９４】
第２又はその後の実施態様のいずれかの方法は、プレウェッティングした、膨張したポリマー微小球の分散液又はプレウェッティングした、膨張したポリマー微小球を含有する液体混和剤を、セメント組成物中への導入及び混合の前に複数のリザーバのうち少なくとも１つに貯留することを更に含んでよい。
【００９５】
本発明の主題の第３の実施態様では、セメント組成物又は該組成物を含むセメント製品の製造方法であって、（ｉ）未膨張の、膨張性ポリマー微小球の水性スラリーと蒸気とを、セメント組成物の前記製造に近接して及び／又はセメント組成物の前記製造の間に接触させて膨張したポリマー微小球を形成すること；（ｉｉ）任意に膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすること；及び（ｉｉｉ）膨張したポリマー微小球をセメント組成物中に導入することを含み、その際、水性スラリーが任意にセメント組成物のための混和剤を更に含む、前記方法が提供される。
【００９６】
第３の実施態様の方法は、未膨張の、膨張性ポリマー微小球を含む水性スラリーと蒸気とをセメント組成物の製造の間にインサイチュで接触させることを更に含んでよい。
【００９７】
第３の又はその後の実施態様のいずれか又はその両方の方法は、前記の膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球を液体中に分散させることを含み、その際、任意に液体が水を含むことを更に含んでよい。
【００９８】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、前記の膨張したポリマー微小球をプレウェッティングすることが、膨張したポリマー微小球と液体を混合タンクに添加すること含み、その際、任意に液体が水を含むことを更に含んでよい。
【００９９】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、膨張したポリマー微小球が、混合タンク内で全材料の全体積の約１％〜約６０％を含むことを更に含んでよい。
【０１００】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、未膨張の、膨張性ポリマー微小球の水性スラリーと蒸気との前記接触後に、水性スラリーの流れを制限及び／又は制御することを更に含んでよい。
【０１０１】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、水性スラリーの流れを、背圧を発生するデバイスによって制限及び／又は制御することを更に含んでよい。
【０１０２】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、背圧を発生するデバイスがバルブ又はオリフィスノズルであることを更に含んでよい。
【０１０３】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、セメント組成物のための混和剤及び水性スラリーを、水性スラリーと蒸気との接触前に組み合わせることを更に含んでよい。
【０１０４】
第３又はその後の実施態様のいずれかの方法は、プレウェッティングした、膨張したポリマー微小球の分散液又はプレウェッティングした、膨張したポリマー微小球を含有する液体混和剤を、セメント組成物中への導入及び混合の前に複数のリザーバのうち少なくとも１つに貯留することを更に含んでよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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