(57)【要約】セメント質組成物の圧縮強さを、硬化時間を不所望に増大させずに増大させる、強度改善混合組成物を、提供する。混合物は、ポリカルボキシレート分散剤、硬化遅延剤および強度改善添加剤の成分を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度改善混合組成物であって：
ａ．ポリカルボキシレート分散剤；
ｂ．硬化遅延剤；並びに
ｃ．ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類および化合物ヒドラジン、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンの誘導体およびこれらの混合物からなる群から選択された、強度改善添加剤
を含む、前記混合組成物。
【請求項２】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約５％〜約８０％であり、硬化遅延剤が、約０．５％〜約４０％であり、強度改善添加剤が、約０．５％〜約４０％である、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項３】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約２０％〜約６０％であり、硬化遅延剤が、約２％〜約２５％であり、強度改善添加剤が、約２％〜約２５％である、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項４】
強度改善添加剤が、ジ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、テトラ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、ジ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、テトラ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、エトキシル化ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項５】
強度改善添加剤が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）ジエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項６】
強度改善添加剤が、ポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミンを含む、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項７】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化１】
2006519153.tif 000032
式中、ｘは、１、２または３であり、Ｒは、水素、２−ヒドロキシエチルおよび２−ヒドロキシプロピルからなる群から選択されており、各々のＲは、同一であっても異なっていてもよく、Ｒ基の少なくとも４０％が、ヒドロキシアルキルであり、４０％を超えないＲ基が、ヒドロキシプロピルである、
を有するポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンを含む、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項８】
強度改善添加剤が、以下の式：
（Ｒ’）２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｒ’）２
式中、Ｒ’は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨであり、ここで、ｙは、０、１または２であり、ここで、半分（１／２）を超えないｙが、０に等しく、各々のＲ’は、同一であっても異なっていてもよい、
を有する、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項９】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化２】
2006519153.tif 000033
式中、Ｒ”は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨおよび
【化３】
2006519153.tif 000034
からなる群から選択されており；
式中、Ｘは、共有結合または、ＣＨ２、ＣＨ２ＣＨ２、
【化４】
2006519153.tif 000035
およびＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２からなる群から選択された２価の有機基であり；ここでｙおよびｖは、０、１または２であり；
ここで、ｗは、０または１であり；
ここで、ｖおよびｗは、共に０であってはならず；ここで、半分（１／２）を超えないＲ”基が、水素である、
を有する、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項１０】
強度改善添加剤が：
【化５】
2006519153.tif 000036
アミノエチルピペラジン：  ５０〜７０重量％
トリエチレンテトラミン：  最大４０重量％
他：                      残余
の典型的な分析を有するエトキシル化アミンＨＨを含む、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項１１】
硬化遅延剤が、オキシ−ホウ素化合物、ポリホスホン酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、ポリカルボン酸、ヒドロキシル化カルボン酸、フマル酸、イタコン酸、マロン酸、硼砂、グルコン酸および酒石酸、リグノスルホネート類、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、スルホン酸−アクリル酸コポリマー、およびこれらの対応する塩、ポリヒドロキシシラン、ポリアクリルアミド、炭水化物並びにこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項１２】
さらに、硬化促進剤、空気脱トレーニング剤、空気同伴剤、収縮低減混合物、水減少剤、発泡剤、防湿混合物、ポンプ輸送助剤、防カビ剤混合物、殺虫剤混合物、殺菌剤混合物、アルカリ活性低減剤、結合混合物、腐食阻害剤、および顔料の少なくとも１種を含む、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項１３】
混合組成物が、水溶液においてである、請求項１に記載の混合組成物。
【請求項１４】
水硬性セメントおよび強度改善混合組成物を含むセメント質組成物であって、前記混合組成物が：
ａ．ポリカルボキシレート分散剤；
ｂ．硬化遅延剤；並びに
ｃ．ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択された、強度改善添加剤
を含む、前記セメント質組成物。
【請求項１５】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約２重量％であり、硬化遅延剤が、約０．００２重量％〜約０．２重量％であり、強度改善添加剤が、約０．００２重量％〜約０．２重量％である、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項１６】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約０．２４重量％であり、硬化遅延剤が、約０．００５重量％〜約０．０８重量％であり、強度改善添加剤が、約０．００４重量％〜約０．０８重量％である、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項１７】
強度改善添加剤が、ジ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、テトラ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、ジ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、テトラ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、エトキシル化ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項１８】
強度改善添加剤が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）ジエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項１９】
強度改善添加剤が、ポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミンを含む、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２０】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化６】
2006519153.tif 000037
式中、ｘは、１、２または３であり、Ｒは、水素、２−ヒドロキシエチルおよび２−ヒドロキシプロピルからなる群から選択されており、各々のＲは、同一であっても異なっていてもよく、Ｒ基の少なくとも４０％が、ヒドロキシアルキルであり、４０％を超えないＲ基が、ヒドロキシプロピルである、
を有するポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンを含む、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２１】
強度改善添加剤が、以下の式：
（Ｒ’）２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｒ’）２
式中、Ｒ’は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨであり、ここで、ｙは、０、１または２であり、ここで、半分（１／２）を超えないｙが、０に等しく、各々のＲ’は、同一であっても異なっていてもよい、
を有する、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２２】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化７】
2006519153.tif 000038
式中、Ｒ”は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨおよび
【化８】
2006519153.tif 000039
からなる群から選択されており；
式中、Ｘは、共有結合または、ＣＨ２、ＣＨ２ＣＨ２、
【化９】
2006519153.tif 000040
およびＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２からなる群から選択された２価の有機基であり；ここでｙおよびｖは、０、１または２であり；
ここで、ｗは、０または１であり；
ここで、ｖおよびｗは、共に０であってはならず；ここで、半分（１／２）を超えないＲ”基が、水素である、
を有する、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２３】
強度改善添加剤が：
【化１０】
2006519153.tif 000041
アミノエチルピペラジン：  ５０〜７０重量％
トリエチレンテトラミン：  最大４０重量％
他：                      残余
の典型的な分析を有するエトキシル化アミンＨＨを含む、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２４】
硬化遅延剤が、オキシ−ホウ素化合物、ポリホスホン酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、ポリカルボン酸、ヒドロキシル化カルボン酸、フマル酸、イタコン酸、マロン酸、硼砂、グルコン酸および酒石酸、リグノスルホネート類、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、スルホン酸−アクリル酸コポリマー、およびこれらの対応する塩、ポリヒドロキシシラン、ポリアクリルアミド、炭水化物並びにこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２５】
セメントが、ポルトランドセメント、改変ポルトランドセメントまたはメーソンリーセメントおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２６】
水硬性セメントがポルトランドセメントである、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２７】
さらに、硬化促進剤、空気脱トレーニング剤、空気同伴剤、発泡剤、腐食阻害剤、収縮低減混合物、水減少剤、繊維、顔料、ポゾラン、粘土、強度増強剤、レオロジー改変剤、撥水剤、湿潤剤、水溶性ポリマー、防湿混合物、ガス形成剤、透過性低減剤、ポンプ輸送助剤、防カビ剤混合物、殺菌剤混合物、殺虫剤混合物、凝結体、アルカリ反応低減剤、結合混合物、およびこれらの混合物からなる群から選択されたセメント混合物または添加剤を含む、請求項１４に記載のセメント質組成物。
【請求項２８】
凝結体が、シリカ、石英、粉砕円形大理石、ガラス小球、花崗岩、石灰岩、方解石、長石、沖積砂および砂の少なくとも１種である、請求項２７に記載のセメント質組成物。
【請求項２９】
ポゾランが、天然ポゾラン、メタカオリン、フライアッシュ、シリカフューム、焼成粘土および高炉スラグの少なくとも１種である、請求項２７に記載のセメント質組成物。
【請求項３０】
ポリカルボキシレート分散剤が：
ａ）式（Ｉ）：
【化１１】
2006519153.tif 000042
ここで、式（Ｉ）中、
Ｘは、水素、アルカリ土類金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオンまたはアミンの少なくとも１つであり；
Ｒは、Ｃ１〜Ｃ６アルキル（エン）エーテルもしくはこれらの混合物またはＣ１〜Ｃ６アルキル（エン）イミンもしくはこれらの混合物の少なくとも１つであり；
Ｑは、酸素、ＮＨまたは硫黄の少なくとも１つであり；
ｐは、直鎖状側鎖または分枝状側鎖の少なくとも１つを生じる１〜約３００の数であり；
Ｒ１は、水素、Ｃ１〜Ｃ２０炭化水素あるいは−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＨのエステルもしくはアミド誘導体、スルホン酸、スルホン酸のエステルもしくはアミド誘導体、アミンまたはエポキシの少なくとも１つを含む官能化された炭化水素の少なくとも１つであり；
Ｙは、脱泡剤として機能する水素、アルカリ土類金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、アミン、疎水性炭化水素またはポリアルキレンオキシド部分の少なくとも１つであり；
ｍ、ｍ’、ｍ”、ｎ、ｎ’およびｎ”は、各々独立して、０または１〜約２０の整数であり；
Ｚは、ｉ）少なくとも１つのアミンおよび１つの酸性基、ｉｉ）主鎖中に導入することができ、二酸無水物類、ジアルデヒド類および二酸塩化物類からなる群から選択された２つの官能基、またはｉｉｉ）イミド残基の少なくとも１つを含む部分であり；および
ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、各々の単位のモル分率を反映し、ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄの合計は、１に等しく、ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、各々、０よりも大きいか、または０に等しく、１よりも小さい値であり、ａ、ｂ、ｃおよびｄの少なくとも２つは、０よりも大きい、
で表される分散剤；
ｂ）式（ＩＩ）：
【化１２】
2006519153.tif 000043
ここで、式（ＩＩ）中：
Ａは、ＣＯＯＭであるか、または、随意に、「ｙ」構造において、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）が、Ａ基が結合する炭素原子の間でＡ基の代わりに形成して、酸無水物を形成し；
Ｂは、ＣＯＯＭであり、
Ｍは、水素、遷移金属陽イオン、疎水性ポリアルキレングリコールもしくはポリシロキサンの残基、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、第一鉄イオン、アルミニウムイオン、（アルカノール）アンモニウムイオンまたは（アルキル）アンモニウムイオンであり；
Ｒは、Ｃ２〜６アルキレン基であり；
Ｒ１は、Ｃ１〜２０アルキル、Ｃ６〜９シクロアルキルまたはフェニル基であり；
ｘ、ｙおよびｚは、０．０１〜１００の数であり；
ｍは、１〜１００の数であり；
ｎは、１０〜１００の数である、
で表される分散剤；
ｃ）ｉ）式ＲＯ（ＡＯ）ｍＨで表され、式中Ｒは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であり、Ａは、Ｃ２〜４アルキレン基であり、ｍは、２〜１６の整数である化合物を有する無水マレイン酸半エステル；および
ｉｉ）式ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２−（ＯＡ）ｎＯＲを有し、式中ｎは、１〜９０の整数であり、Ｒは、Ｃ１〜２０アルキル基であるモノマー
のコポリマーの形態を有する少なくとも１種のポリマーまたはこの塩を含む分散剤；
ｄ）５〜９８重量％の以下の一般式（１）：
【化１３】
2006519153.tif 000044
式中、Ｒ１は、水素原子またはメチル基を意味し、Ｒ２Ｏは、１種の種または、混合物の２種もしくは３種以上の種を、ブロックの形態もしくはランダム形態のいずれかで加えることができる場合には、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基の２種もしくは３種以上の種の混合物を意味し、Ｒ３は、水素原子または１〜５個の炭素原子を有するアルキル基を意味し、ｍは、１〜１００の範囲内の整数である、オキシアルキレン基の平均の付加モル数を示す値である、
により表される（アルコキシ）ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステルモノマー（ａ）、９５〜２重量％の上記の一般式（２）、式中、Ｒ４およびＲ５は、各々独立して、水素原子またはメチル基であり、Ｍ１は、水素原子、１価の金属イオン、２価の金属イオン、アンモニウム基または有機アミン基を意味する、により表される（メタ）アクリル酸モノマー（ｂ）並びに０〜５０重量％のこれらのモノマーと共重合可能な他のモノマー（ｃ）を共重合させることにより得られ、ただし、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の合計量は、１００重量％である分散剤；
ｅ）ポリカルボン酸またはこの塩であり、オリゴアルキレングリコール類、ポリアルコール類、ポリオキシアルキレンアミン類およびポリアルキレングリコール類からなる群から選択された少なくとも１種の種から誘導される側鎖を有するグラフトポリマー；
ｆ）各々の成分Ａが、独立して非ポリマー性、多官能価部分またはセメント質粒子上に吸着し、リン酸塩類、ホスホン酸塩類、ホスフィン酸塩類、次亜リン酸塩類、硫酸塩類、スルホン酸塩類、スルフィン酸塩類、アルキルトリアルコキシシラン類、アルキルトリアシルオキシシラン類、アルキルトリアリールオキシシラン類、ホウ酸塩類、ボロン酸塩類、ボロキシン類、ホスホラミド類、アミン類、アミド類、第四アンモニウム基、カルボン酸類、カルボン酸エステル類、アルコール類、炭水化物類、糖のリン酸エステル類、糖のホウ酸エステル類、糖の硫酸エステル類、上記の部分のすべての塩、並びにこれらの混合物からなる群から選択された第１の成分から誘導された少なくとも１種の残基を含む一官能価もしくは多官能価部分の組み合わせであり；
成分Ｂが、随意の部分であり、存在する場合には、各々の成分Ｂは、独立して、成分Ａ部分と成分Ｃ部分との間に位置する非ポリマー性部分であり、直鎖状飽和炭化水素類、直鎖状不飽和炭化水素類、飽和分枝状炭化水素類、不飽和分枝状炭化水素類、脂環式炭化水素類、複素環式炭化水素類、アリール、ホスホエステル、窒素含有化合物およびこれらの混合物からなる群から選択された第２の成分から誘導されており、
成分Ｃが、実質的にセメント粒子に非吸着性である直鎖状または分枝状水溶性非イオン性ポリマーである少なくとも１種の部分であり、ポリ（オキシアルキレングリコール）、ポリ（オキシアルキレンアミン）、ポリ（オキシアルキレンジアミン）、モノアルコキシポリ（オキシアルキレンアミン）、モノアリールオキシポリ（オキシアルキレンアミン）、モノアルコキシポリ（オキシアルキレングリコール）、モノアリールオキシポリ（オキシアルキレングリコール）、ポリ（ビニルピロリドン）類、ポリ（メチルビニルエーテル）類、ポリ（エチレンイミン）類、ポリ（アクリルアミド）類、ポリオキサゾール類、およびこれらの混合物からなる群から選択されている、
成分Ａ、随意に成分Ｂおよび成分Ｃの反応生成物；
ｇ）式（ＩＩＩ）：
【化１４】
2006519153.tif 000045
ここで、式（ＩＩＩ）中：
Ｄ＝構造ｄ１、構造ｄ２からなる群から選択された成分およびこの混合物であり；
Ｘ＝Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２〜Ｃ６アルキル、フェニル、ｐ−メチルフェニルまたはスルホン化フェニルであり；
Ｙ＝Ｈまたは−ＣＯＯＭであり；
Ｒ＝ＨまたはＣＨ３であり；
Ｚ＝Ｈ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３Ｍ、−ＣＯＯＭ、ｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＯＲ３またはｎ＝０〜６である−（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＮＨＲ３、−ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３Ｍ、ｎ＝２〜６である−ＣＯＯ（ＣＨＲ４）ｎＯＨまたはｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ４であり；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５は、各々独立して、オキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位の−（ＣＨＲＣＨ２Ｏ）ｍＲ４ランダムコポリマーであり、ここで、ｍ＝１０〜５００であり、ここで、ランダムコポリマー中のオキシエチレンの量は、約６０％〜１００％であり、ランダムコポリマー中のオキシプロピレンの量は、０％〜約４０％であり；
Ｒ４＝Ｈ、メチル、Ｃ２〜約Ｃ６アルキルまたは約Ｃ６〜約Ｃ１０アリールであり；
Ｍ＝Ｈ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン、トリエタノールアミン、メチルまたはＣ２〜約Ｃ６アルキルであり；
ａ＝０〜約０．８であり；
ｂ＝約０．２〜約１．０であり；
ｃ＝０〜約０．５であり；
ｄ＝０〜約０．５であり；および
ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄが各々の単位のモル分率を表し、ａ、ｂ、ｃおよびｄの合計が、１．０である、
で表される分散剤；
ｈ）式（ＩＶ）：
【化１５】
2006519153.tif 000046
ここで、式（ＩＶ）中：
「ｂ」構造は、カルボン酸モノマー、エチレン系不飽和モノマーまたは、それぞれ基ＹおよびＺが結合している炭素原子の間で基ＹおよびＺの代わりに酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）が形成する無水マレイン酸の１つであり、「ｂ」構造は、ペンダントエステル結合を有する少なくとも１つの部分およびペンダントアミド結合を有する少なくとも１つの部分を含まなければならず；
Ｘ＝Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２〜Ｃ６アルキル、フェニル、ｐ−メチルフェニル、ｐ−エチルフェニル、カルボキシル化フェニルまたはスルホン化フェニルであり；
Ｙ＝Ｈ、−ＣＯＯＭ、−ＣＯＯＨまたはＷであり；
Ｗ＝式Ｒ５Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｓ−（ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）ＨＯ）ｔ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｕにより表され、式中ｓ、ｔおよびｕは、０〜２００の整数であり、ただし、ｔ＞（ｓ＋ｕ）である疎水性脱泡剤であり、ここで、疎水性脱泡剤の合計量は、ポリカルボキシレート分散剤の約１０重量％よりも小さい量で存在し；
Ｚ＝Ｈ、−ＣＯＯＭ、ｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＯＲ３、ｎ＝０〜６である−（ＣＨ２）ｎＯＲ３または−ＣＯＮＨＲ３であり；
Ｒ１＝ＨまたはＣＨ３であり；
Ｒ２、Ｒ３は、各々独立して、一般式−（ＣＨ（Ｒ１）ＣＨ２Ｏ）ｍＲ４で表され、式中ｍ＝１０〜５００であるオキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位のランダムコポリマーであり、ここで、ランダムコポリマー中のオキシエチレンの量は、約６０％〜１００％であり、ランダムコポリマー中のオキシプロピレンの量は、０％〜約４０％であり；
Ｒ４＝Ｈ、メチルまたはＣ２〜Ｃ８アルキルであり；
Ｒ５＝Ｃ１〜Ｃ１８アルキルまたはＣ６〜Ｃ１８アルキルアリールであり；
Ｍ＝アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、アミン、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、モルホリン、イミダゾールであり；
ａ＝０．０１〜０．８であり；
ｂ＝０．２〜０．９９であり；
ｃ＝０〜０．５であり；
ここで、ａ、ｂ、ｃは、各々の単位のモル分率を表し、ａ、ｂおよびｃの合計は、１である、
で表される分散剤；
ｉ）遊離酸または塩形態での、以下の式（Ｖ）に相当し、以下のモノマー単位およびモノマー単位の数：
【化１６】
2006519153.tif 000047
式中、Ａは、部分（ｉ）または（ｉｉ）
【化１７】
2006519153.tif 000048
から選択されており、
式中、Ｒ１およびＲ３は、置換ベンゼン、Ｃ１〜８アルキル、Ｃ２〜８アルケニル、Ｃ２〜８アルキルカルボニル、Ｃ１〜８アルコキシ、カルボキシル、水素および環から選択され、Ｒ２およびＲ４は、水素およびＣ１〜４アルキルからなる群から選択されており、ここで、Ｒ１およびＲ３は、Ｒ２および／またはＲ４がＣ１〜４アルキルである際には、Ｒ２および／またはＲ４と一緒に環を形成することができ；
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９およびＲ１０は、個別に、水素、Ｃ１〜６アルキルおよびＣ２〜８炭化水素鎖からなる群から選択されており、ここで、Ｒ１およびＲ３は、Ｒ７および／またはＲ８、Ｒ９およびＲ１０と一緒に、これらが結合している炭素原子を接合するＣ２〜８炭化水素鎖を形成し、炭化水素鎖は、随意に、少なくとも１つの陰イオン性基を有し、ここで、少なくとも１つの陰イオン性基は、随意にスルホン酸基であり；
Ｍは、水素および、疎水性ポリアルキレングリコールまたはポリシロキサンの残基からなる群から選択されており、ただし、Ａが（ｉｉ）であり、Ｍが疎水性ポリアルキレングリコールの残基である際には、Ｍは、基−（Ｒ５Ｏ）ｍＲ６とは異なっていなければならず；
Ｒ５は、Ｃ２〜８アルキレン基であり；
Ｒ６は、Ｃ１〜２０アルキル、Ｃ６〜９シクロアルキルおよびフェニルからなる群から選択されており；
ｎ、ｘおよびｚは、１〜１００の数であり；
ｙは、０〜１００であり；
ｍは、２〜１０００であり；
ｘ対（ｙ＋ｚ）の比率は、１：１０〜１０：１であり、ｙ：ｚの比率は、５：１〜１：１００である、
を有するランダムコポリマー；
ｊ）ｉ）０〜９０ｍｏｌ％の式３ａまたは３ｂ：
【化１８】
2006519153.tif 000049
式中、Ｍは、水素原子、１価または２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン残基であり、ａは、１であり、またはＭが２価の金属陽イオンである際には、ａは１／２であり；
式中、Ｘは、−ＯＭａ、
Ｒ１が水素原子、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍが２〜４であり、ｎが０〜１００である−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨＲ２、−Ｎ（Ｒ２）２またはこれらの混合物であり、ここで、Ｒ２＝Ｒ１または−ＣＯ−ＮＨ２であり；
ここで、Ｙは、酸素原子または−ＮＲ２である、
で表される少なくとも１種の成分；
ｉｉ）１〜８９ｍｏｌ％の一般式４：
【化１９】
2006519153.tif 000050
式中、Ｒ３は、水素原子または１〜５個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基であり、ｐは、０〜３であり、Ｒ１は、水素、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍは、２〜４であり、ｎは、０〜１００である、
で表される成分、および
ｉｉｉ）０．１〜１０ｍｏｌ％の式５ａまたは５ｂ：
【化２０】
2006519153.tif 000051
式中、Ｓは、水素原子または−ＣＯＯＭａもしくは−ＣＯＯＲ５であり、Ｔは、−ＣＯＯＲ５、−Ｗ−Ｒ７、−ＣＯ−［−ＮＨ−（ＣＨ２）３）−］ｓ−Ｗ−Ｒ７、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−Ｗ−Ｒ７、一般式：
【化２１】
2006519153.tif 000052
で表される基もしくは−（ＣＨ２）ｚ−Ｖ−（ＣＨ２）ｚ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ１であるか、またはＳが−ＣＯＯＲ５もしくは−ＣＯＯＭａである際には、Ｕ１は、−ＣＯ−ＮＨＭ−、−Ｏ−または−ＣＨ２Ｏであり、Ｕ２は、−ＮＨ−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＯＣＨ２であり、Ｖは、−Ｏ−ＣＯ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−Ｏ−または−Ｗ−であり、Ｗは、
【化２２】
2006519153.tif 000053
であり、Ｒ４は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ５は、３〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または６〜１４個の炭素原子を含むアリール基であり、Ｒ６＝Ｒ１または
【化２３】
2006519153.tif 000054
であり、
Ｒ７＝Ｒ１または
【化２４】
2006519153.tif 000055
であり、
ｒは、２〜１００であり、ｓは、１または２であり、ｘは、１〜１５０であり、ｙは、０〜１５であり、ｚは、０〜４である、
で表される少なくとも１種の成分；
ｉｖ）０〜９０ｍｏｌ％の式６ａ、６ｂまたは６ｃ：
【化２５】
2006519153.tif 000056
式中、Ｍは、水素原子、１価または２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン残基であり、ａは、１であり、またはＭが２価の金属陽イオンである際には、ａは１／２であり；
式中、Ｘは、−ＯＭａ、
Ｒ１が水素原子、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍが２〜４であり、ｎが０〜１００である−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨＲ２、−Ｎ（Ｒ２）２またはこれらの混合物であり、ここで、Ｒ２＝Ｒ１または−ＣＯ−ＮＨ２であり；
ここで、Ｙは、酸素原子または−ＮＲ２である、
で表される少なくとも１種の成分
を含むオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル類および不飽和ジカルボン酸類のコポリマー；
ｋ）ｉ）１〜９０ｍｏｌ％の式７ａおよび式７ｂ：
【化２６】
2006519153.tif 000057
式中、Ｍは、Ｈ、１価の金属陽イオン、２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミンであり；
ａは、Ｍが２価の金属陽イオンである際には１／２であり、またはＭが１価の金属陽イオンである際には１であり；
ここで、Ｒ１は、−ＯＭａまたは、
Ｒ２がＨ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールである−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２であり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
で表される構造単位からなる群から選択された少なくとも１種の要素；
ｉｉ）０．５〜８０ｍｏｌ％の式８：
【化２７】
2006519153.tif 000058
式中、Ｒ３は、ＨまたはＣ１〜５脂肪族炭化水素であり；
ｐは、０〜３であり；
Ｒ２は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
で表される構造単位；
ｉｉｉ）０．５〜８０ｍｏｌ％の式９ａおよび式９ｂ：
【化２８】
2006519153.tif 000059
式中、Ｒ４は、Ｈ、随意に少なくとも１つの水酸基で置換されたＣ１〜２０脂肪族炭化水素、−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ２、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
Ｍは、Ｈ、１価の金属陽イオン、２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミンであり；
ａは、Ｍが２価の金属陽イオンである際には１／２であり、またはＭが１価の金属陽イオンである際には１であり；
Ｒ２は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
からなる群から選択された構造単位；
ｉｖ）１〜９０ｍｏｌ％の式１０：
【化２９】
2006519153.tif 000060
式中、Ｒ５は、メチルまたはメチレン基であり、ここで、Ｒ５は、Ｒ７と、１つまたは２つ以上の５〜８員環を形成し；
Ｒ６は、Ｈ、メチルまたはエチルであり；
Ｒ７は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリール、Ｃ５〜８脂環式炭化水素、−ＯＣＯＲ４、−ＯＲ４または−ＣＯＯＲ４であり、ここで、Ｒ４は、Ｈ、随意に少なくとも１つの−ＯＨ、−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ２で置換されているＣ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された要素で置換されているＣ６〜１４アリール残基である、
で表される構造単位
を含むジカルボン酸誘導体およびオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル類のコポリマー
の少なくとも１種である、請求項１または１４に記載の組成物。
【請求項３１】
セメント質組成物の製造方法であって、水、水硬性セメントおよび強度改善混合組成物の混合物を形成することを含み、前記混合組成物が：
ａ．ポリカルボキシレート分散剤；
ｂ．硬化遅延剤；並びに
ｃ．ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択された、強度改善添加剤
の成分を含む、前記方法。
【請求項３２】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約２重量％であり、硬化遅延剤が、約０．００２重量％〜約０．２重量％であり、強度改善添加剤が、約０．００２重量％〜約０．２重量％である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
ポリカルボキシレート分散剤の量が、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約０．２４重量％であり、硬化遅延剤が、約０．００５重量％〜約０．０８重量％であり、強度改善添加剤が、約０．００４重量％〜約０．０８重量％である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
強度改善添加剤が、ジ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、テトラ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、ジ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、テトラ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、エトキシル化ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
強度改善添加剤が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）ジエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
強度改善添加剤が、ポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミンを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化３０】
2006519153.tif 000061
式中、ｘは、１、２または３であり、Ｒは、水素、２−ヒドロキシエチルおよび２−ヒドロキシプロピルからなる群から選択されており、各々のＲは、同一であっても異なっていてもよく、Ｒ基の少なくとも４０％が、ヒドロキシアルキルであり、４０％を超えないＲ基が、ヒドロキシプロピルである、
を有するポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
強度改善添加剤が、以下の式：
（Ｒ’）２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｒ’）２
式中、Ｒ’は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨであり、ここで、ｙは、０、１または２であり、ここで、半分（１／２）を超えないｙが、０に等しく、各々のＲ’は、同一であっても異なっていてもよい、
を有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
強度改善添加剤が、以下の式：
【化３１】
2006519153.tif 000062
式中、Ｒ”は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨおよび
【化３２】
2006519153.tif 000063
からなる群から選択されており；
式中、Ｘは、共有結合または、ＣＨ２、ＣＨ２ＣＨ２、
【化３３】
2006519153.tif 000064
およびＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２からなる群から選択された２価の有機基であり；ここでｙおよびｖは、０、１または２であり；
ここで、ｗは、０または１であり；
ここで、ｖおよびｗは、共に０であってはならず；ここで、半分（１／２）を超えないＲ”基が、水素である、
を有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項４０】
強度改善添加剤が：
【化３４】
2006519153.tif 000065
アミノエチルピペラジン：  ５０〜７０重量％
トリエチレンテトラミン：  最大４０重量％
他：                      残余
の典型的な分析を有するエトキシル化アミンＨＨを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
硬化遅延剤が、オキシ−ホウ素化合物、ポリホスホン酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、ポリカルボン酸、ヒドロキシル化カルボン酸、フマル酸、イタコン酸、マロン酸、硼砂、グルコン酸および酒石酸、リグノスルホネート類、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、スルホン酸−アクリル酸コポリマー、およびこれらの対応する塩、ポリヒドロキシシラン、ポリアクリルアミド、炭水化物並びにこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項４２】
セメントが、ポルトランドセメント、改変ポルトランドセメントまたはメーソンリーセメントおよびこれらの混合物からなる群から選択されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項４３】
水硬性セメントがポルトランドセメントである、請求項３１に記載の方法。
【請求項４４】
さらに、硬化促進剤、空気脱トレーニング剤、空気同伴剤、発泡剤、腐食阻害剤、収縮低減混合物、水減少剤、繊維、顔料、ポゾラン、粘土、強度増強剤、レオロジー改変剤、撥水剤、湿潤剤、水溶性ポリマー、防湿混合物、ガス形成剤、透過性低減剤、ポンプ輸送助剤、防カビ剤混合物、殺菌剤混合物、殺虫剤混合物、凝結体、アルカリ反応低減剤、結合混合物、およびこれらの混合物からなる群から選択されたセメント混合物または添加剤を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４５】
凝結体が、シリカ、石英、粉砕円形大理石、ガラス小球、花崗岩、石灰岩、方解石、長石、沖積砂および砂の少なくとも１種である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
ポゾランが、天然ポゾラン、メタカオリン、フライアッシュ、シリカフューム、焼成粘土および高炉スラグの少なくとも１種である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
セメント質組成物の製造方法であって、水、水硬性セメントおよび請求項３０に記載の強度改善混合組成物の混合物を形成することを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
分散剤は、建設工業において、単独で、または水減少組成物の一部として、混合物水分の低下を可能にし、一方混合物の流動性および作業性を維持するセメント質混合物を分散させるために用いられている。水セメント比率のこの低下により、圧縮強さの上昇がもたらされ、これは、水減少混合物が用いられる主要な理由の１つである。分散剤、例えばスルホン化メラミンホルムアルデヒド縮合物（ＳＭＦ）、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド縮合物（ＢＮＳ）およびリグノスルホネート類は、分散剤として一般的に用いられている。しかし、これらの化合物は、特定の課題のために最良に適合する。ＢＮＳおよびＳＭＦは、低レベルで信頼性を伴って、および費用効率的に用いるのが特に困難であり、高い範囲の水減少剤（＞１２％の水減少）として用いるために最良に適合する。リグノスルホネートは、一般的に、比較的低い水減少レベル（＜１５％）のために最良に適合する傾向があり、比較的高い量で用いられる際には、過度の硬化遅延を生じ得る。他の材料、例えばヒドロキシカルボン酸の塩および糖、例えばグルコースまたはスクロースはまた、ある程度の水減少を提供し得る。水減少に加えて、ヒドロキシカルボン酸および糖は、一般的に、硬化の速度を遅延させるために用いられており、これにより、圧縮強さにおけるさらなる改善がもたらされ得る。
【０００２】
分散剤、例えばＢＮＳまたはリグノスルホネートは、しばしば、追加の成分、例えば糖と混ぜ合わされて、改善された強度性能を達成する。これらの組成物は、通常、また促進成分を含んで、過度の遅延を弱めなければならない。促進タイプの成分との組み合わせにおいてさえも、これらのような配合された水減少剤は、広い水減少範囲にわたってポゾラン、例えばフライアッシュもしくはスラグを含むコンクリート混合物において、または低温（５０°Ｆまたはこれ以下）において混合され、配置されたコンクリートにおいて用いる際には、尚過度に遅延させ得る。追加の促進混合物は、時々、この過度の遅延を弱める努力において必要であり、重大度に依存して、最小に有効であり得る。過度の遅延は、これにより、現場での活性が遅延し、成型品を取り外すのが妨害され、仕上げ操作が遅延し、または低い早期強度がもたらされ得るため、不所望である。混合物に全範囲（Ａ〜Ｆ型）の水減少能力および改善された圧縮強さを付与し、一方通常の硬化または容易に制御可能な硬化特性を維持するのが、望ましい。
【０００３】
従来技術における１つの改善は、ポリカルボキシレート分散剤を用いることであった。ポリカルボキシレート分散剤は、ポリマー主鎖、例えば炭素鎖主鎖で、分子の分散能力を付与するペンダント部分で構成されている。例えば、ポリアクリル酸は、主鎖に付着したカルボキシル基を有する。さらに、側鎖部分、例えばポリオキシアルキレンは、カルボキシル基に付着して、さらなる分散能力を付与することができる。これらのポリマーは、セメント粒子に付着し、静電反発力および立体障害の両方により分散を生じ、増大した流動性をもたらす。
【０００４】
ＢＮＳおよびリグノスルホネート分散剤で観察されたように、硬化遅延剤と共に用いられた際に硬化時間を急激に増大させずに、セメント質組成物の圧縮強さを改善するポリカルボキシレート分散剤を含む混合物を提供するのが望ましい。従って、すべての他の変化を生じずに固化したセメント質組成物の圧縮強さを改善する混合物が、工業において有利である。
【０００５】
GerberによるUSPN 4,401,472には、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンもしくはポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミンまたはこれらの混合物を含む添加剤が開示されており、ここで、添加剤は、水硬性セメント混合物中に、固化した混合物の圧縮強さを増大させるのに十分な量で存在する。
【０００６】
GerberによるUSPN 4,519,842には、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン、アルコキシル化ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン、化合物ヒドラジンのヒドロキシアルキル化誘導体、１，２−ジアミノプロパンおよびポリグリコールジアミン並びにこれらの混合物の混合物を含むセメント混合物が開示されており、ここで、混合物は、固化したセメント混合物の圧縮強さを増大させるのに十分な量で存在する。
【０００７】
概要
硬化時間に悪影響を生じずにセメント質組成物の圧縮強さを改善する混合組成物を提供し、これは、ポリカルボキシレート分散剤、硬化遅延剤並びにポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択された強度改善添加剤の成分を含む。
【０００８】
セメント質組成物を提供し、これは、水硬性セメントおよび強度改善混合組成物を含み、ここで、混合組成物は、ポリカルボキシレート分散剤、硬化遅延剤並びにポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択された強度改善添加剤の成分を含む。
【０００９】
セメント質組成物の製造方法を提供し、これは、水、水硬性セメントおよび強度改善混合組成物の混合物を形成することを含み、ここで、混合組成物は、ポリカルボキシレート分散剤、硬化遅延剤並びにポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択された強度改善添加剤の成分を含む。
【００１０】
詳説
セメント質組成物のための強度改善混合組成物並びに、このような混合組成物を含む新規なセメント質組成物およびこのようなセメント質組成物の製造方法を提供する。
【００１１】
従来技術において、ＢＮＳ、ＳＭＦまたはリグニン分散剤を、硬化遅延剤と組み合わせる際には、添加遅延と比較して急激な遅延が観察されることは、知られている。組み合わせにより生じた過度の遅延は、セメント質組成物の硬化時間を大幅に増大させる作用を奏する。ＢＮＳ、ＳＭＦまたはリグニン分散剤を、硬化遅延剤を含むセメント質組成物に加える際には、極めて狭い範囲の付加があり、ここで、遅延の前にセメント質混合物の強度を改善することが過剰になることが、例証された。相対的に、ポリカルボキシレート分散剤は、セメント質混合物による遅延硬化をほとんど、または全く伴わずに、広範囲の付加を有し、増大した圧縮強さをセメント質混合物に付与する。
【００１２】
ポリカルボキシレート分散剤は、水硬性セメント質組成物における水分を分散させ、減少させるにあたり、極めて有効である。これらの分散剤は、セメント粒子に結合し、静電的および立体的反発力の両方を発生させることにより作用し、これにより粒子が離間して維持され、一層流動性の系が得られる。
【００１３】
本明細書中を通して用いられるポリカルボキシレート分散剤の用語は、ペンダント側鎖を有する炭素主鎖を有するポリマーを意味し、ここで、側鎖の少なくとも一部は、主鎖に、カルボキシル基またはエーテル基により結合している。分散剤の用語はまた、また可塑剤、水減少剤、流動化剤、凝集防止(antiflocculating)剤またはセメント質組成物のための超可塑剤(superplasticizer)として機能する当該化学物質を含むことを意味する。ポリカルボキシレート分散剤の例は、
【００１４】
【表１】
2006519153.tif 000002
中に見出すことができ、これをすべて、参照により本明細書中に導入する。
【００１５】
１つの態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約５％〜約８０％のポリカルボキシレート分散剤を含む。他の態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約２０％〜約６０％のポリカルボキシレート分散剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約２重量％のポリカルボキシレート分散剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．０２重量％〜約０．２４重量％のポリカルボキシレート分散剤を含む。
【００１６】
混合組成物において用いられる分散剤は、分散剤式ａ）〜ｋ）：
ａ）式（Ｉ）：
【化１】
2006519153.tif 000003
ここで、式（Ｉ）中、
Ｘは、水素、アルカリ土類金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオンまたはアミンの少なくとも１つであり；
Ｒは、Ｃ１〜Ｃ６アルキル（エン）エーテルもしくはこれらの混合物またはＣ１〜Ｃ６アルキル（エン）イミンもしくはこれらの混合物の少なくとも１つであり；
Ｑは、酸素、ＮＨまたは硫黄の少なくとも１つであり；
【００１７】
ｐは、直鎖状側鎖または分枝状側鎖の少なくとも１つを生じる１〜約３００の数であり；
Ｒ１は、水素、Ｃ１〜Ｃ２０炭化水素あるいは−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＨのエステルもしくはアミド誘導体、スルホン酸、スルホン酸のエステルもしくはアミド誘導体、アミンまたはエポキシの少なくとも１つを含む官能化された炭化水素の少なくとも１つであり；
Ｙは、脱泡剤として機能する水素、アルカリ土類金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、アミン、疎水性炭化水素またはポリアルキレンオキシド部分の少なくとも１つであり；
【００１８】
ｍ、ｍ’、ｍ”、ｎ、ｎ’およびｎ”は、各々独立して、０または１〜約２０の整数であり；
Ｚは、ｉ）少なくとも１つのアミンおよび１つの酸性基、ｉｉ）主鎖中に導入することができ、二酸無水物類、ジアルデヒド類および二酸塩化物類からなる群から選択された２つの官能基、またはｉｉｉ）イミド残基の少なくとも１つを含む部分であり；および
ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、各々の単位のモル分率を反映し、ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄの合計は、１に等しく、ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、各々、０よりも大きいか、または０に等しく、１よりも小さい値であり、ａ、ｂ、ｃおよびｄの少なくとも２つは、０よりも大きい、
で表される分散剤；
【００１９】
ｂ）式（ＩＩ）：
【化２】
2006519153.tif 000004
ここで、式（ＩＩ）中：
Ａは、ＣＯＯＭであるか、または、随意に、「ｙ」構造において、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）が、Ａ基が結合する炭素原子の間でＡ基の代わりに形成して、酸無水物を形成し；
Ｂは、ＣＯＯＭであり、
【００２０】
Ｍは、水素、遷移金属陽イオン、疎水性ポリアルキレングリコールもしくはポリシロキサンの残基、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、第一鉄イオン、アルミニウムイオン、（アルカノール）アンモニウムイオンまたは（アルキル）アンモニウムイオンであり；
Ｒは、Ｃ２〜６アルキレン基であり；
Ｒ１は、Ｃ１〜２０アルキル、Ｃ６〜９シクロアルキルまたはフェニル基であり；
ｘ、ｙおよびｚは、０．０１〜１００の数であり；
ｍは、１〜１００の数であり；
ｎは、１０〜１００の数である、
で表される分散剤；
【００２１】
ｃ）ｉ）式ＲＯ（ＡＯ）ｍＨで表され、式中Ｒは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であり、Ａは、Ｃ２〜４アルキレン基であり、ｍは、２〜１６の整数である化合物を有する無水マレイン酸半エステル；および
ｉｉ）式ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２−（ＯＡ）ｎＯＲを有し、式中ｎは、１〜９０の整数であり、Ｒは、Ｃ１〜２０アルキル基であるモノマー
のコポリマーの形態を有する少なくとも１種のポリマーまたはこの塩を含む分散剤；
【００２２】
ｄ）５〜９８重量％の以下の一般式（１）：
【化３】
2006519153.tif 000005
【００２３】
式中、Ｒ１は、水素原子またはメチル基を意味し、Ｒ２Ｏは、１種の種または、混合物の２種もしくは３種以上の種を、ブロックの形態もしくはランダム形態のいずれかで加えることができる場合には、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基の２種もしくは３種以上の種の混合物を意味し、Ｒ３は、水素原子または１〜５個の炭素原子を有するアルキル基を意味し、ｍは、１〜１００の範囲内の整数である、オキシアルキレン基の平均の付加モル数を示す値である、
により表される（アルコキシ）ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステルモノマー（ａ）、９５〜２重量％の上記の一般式（２）、式中、Ｒ４およびＲ５は、各々独立して、水素原子またはメチル基であり、Ｍ１は、水素原子、１価の金属イオン、２価の金属イオン、アンモニウム基または有機アミン基を意味する、により表される（メタ）アクリル酸モノマー（ｂ）並びに０〜５０重量％のこれらのモノマーと共重合可能な他のモノマー（ｃ）を共重合させることにより得られ、ただし、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の合計量は、１００重量％である分散剤；
【００２４】
ｅ）ポリカルボン酸またはこの塩であり、オリゴアルキレングリコール類、ポリアルコール類、ポリオキシアルキレンアミン類およびポリアルキレングリコール類からなる群から選択された少なくとも１種の種から誘導される側鎖を有するグラフトポリマー；
【００２５】
ｆ）各々の成分Ａが、独立して非ポリマー性、多官能価部分またはセメント質粒子上に吸着し、リン酸塩類、ホスホン酸塩類、ホスフィン酸塩類、次亜リン酸塩類、硫酸塩類、スルホン酸塩類、スルフィン酸塩類、アルキルトリアルコキシシラン類、アルキルトリアシルオキシシラン類、アルキルトリアリールオキシシラン類、ホウ酸塩類、ボロン酸塩類、ボロキシン類、ホスホラミド類、アミン類、アミド類、第四アンモニウム基、カルボン酸類、カルボン酸エステル類、アルコール類、炭水化物類、糖のリン酸エステル類、糖のホウ酸エステル類、糖の硫酸エステル類、上記の部分のすべての塩、並びにこれらの混合物からなる群から選択された第１の成分から誘導された少なくとも１種の残基を含む一官能価もしくは多官能価部分の組み合わせであり；
【００２６】
成分Ｂが、随意の部分であり、存在する場合には、各々の成分Ｂは、独立して、成分Ａ部分と成分Ｃ部分との間に位置する非ポリマー性部分であり、直鎖状飽和炭化水素類、直鎖状不飽和炭化水素類、飽和分枝状炭化水素類、不飽和分枝状炭化水素類、脂環式炭化水素類、複素環式炭化水素類、アリール、ホスホエステル、窒素含有化合物およびこれらの混合物からなる群から選択された第２の成分から誘導されており、
【００２７】
成分Ｃが、実質的にセメント粒子に非吸着性である直鎖状または分枝状水溶性非イオン性ポリマーである少なくとも１種の部分であり、ポリ（オキシアルキレングリコール）、ポリ（オキシアルキレンアミン）、ポリ（オキシアルキレンジアミン）、モノアルコキシポリ（オキシアルキレンアミン）、モノアリールオキシポリ（オキシアルキレンアミン）、モノアルコキシポリ（オキシアルキレングリコール）、モノアリールオキシポリ（オキシアルキレングリコール）、ポリ（ビニルピロリドン）類、ポリ（メチルビニルエーテル）類、ポリ（エチレンイミン）類、ポリ（アクリルアミド）類、ポリオキサゾール類、およびこれらの混合物からなる群から選択されている、
成分Ａ、随意に成分Ｂおよび成分Ｃの反応生成物；
【００２８】
ｇ）式（ＩＩＩ）：
【化４】
2006519153.tif 000006
【００２９】
ここで、式（ＩＩＩ）中：
Ｄ＝構造ｄ１、構造ｄ２からなる群から選択された成分およびこの混合物であり；
Ｘ＝Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２〜Ｃ６アルキル、フェニル、ｐ−メチルフェニルまたはスルホン化フェニルであり；
Ｙ＝Ｈまたは−ＣＯＯＭであり；
Ｒ＝ＨまたはＣＨ３であり；
Ｚ＝Ｈ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３Ｍ、−ＣＯＯＭ、ｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＯＲ３またはｎ＝０〜６である−（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＮＨＲ３、−ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３Ｍ、ｎ＝２〜６である−ＣＯＯ（ＣＨＲ４）ｎＯＨまたはｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ４であり；
【００３０】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５は、各々独立して、オキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位の−（ＣＨＲＣＨ２Ｏ）ｍＲ４ランダムコポリマーであり、ここで、ｍ＝１０〜５００であり、ここで、ランダムコポリマー中のオキシエチレンの量は、約６０％〜１００％であり、ランダムコポリマー中のオキシプロピレンの量は、０％〜約４０％であり；
Ｒ４＝Ｈ、メチル、Ｃ２〜約Ｃ６アルキルまたは約Ｃ６〜約Ｃ１０アリールであり；
Ｍ＝Ｈ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン、トリエタノールアミン、メチルまたはＣ２〜約Ｃ６アルキルであり；
ａ＝０〜約０．８であり；
ｂ＝約０．２〜約１．０であり；
ｃ＝０〜約０．５であり；
ｄ＝０〜約０．５であり；および
ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄが各々の単位のモル分率を表し、ａ、ｂ、ｃおよびｄの合計が、１．０である、
で表される分散剤；
【００３１】
ｈ）式（ＩＶ）：
【化５】
2006519153.tif 000007
ここで、式（ＩＶ）中：
「ｂ」構造は、カルボン酸モノマー、エチレン系不飽和モノマーまたは、それぞれ基ＹおよびＺが結合している炭素原子の間で基ＹおよびＺの代わりに酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）が形成する無水マレイン酸の１つであり、「ｂ」構造は、ペンダントエステル結合を有する少なくとも１つの部分およびペンダントアミド結合を有する少なくとも１つの部分を含まなければならず；
【００３２】
Ｘ＝Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２〜Ｃ６アルキル、フェニル、ｐ−メチルフェニル、ｐ−エチルフェニル、カルボキシル化フェニルまたはスルホン化フェニルであり；
Ｙ＝Ｈ、−ＣＯＯＭ、−ＣＯＯＨまたはＷであり；
Ｗ＝式Ｒ５Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｓ−（ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）ＨＯ）ｔ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｕにより表され、式中ｓ、ｔおよびｕは、０〜２００の整数であり、ただし、ｔ＞（ｓ＋ｕ）である疎水性脱泡剤であり、ここで、疎水性脱泡剤の合計量は、ポリカルボキシレート分散剤の約１０重量％よりも小さい量で存在し；
Ｚ＝Ｈ、−ＣＯＯＭ、ｎ＝２〜６である−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＲ３、−ＣＯＯＲ３、ｎ＝０〜６である−（ＣＨ２）ｎＯＲ３または−ＣＯＮＨＲ３であり；
【００３３】
Ｒ１＝ＨまたはＣＨ３であり；
Ｒ２、Ｒ３は、各々独立して、一般式−（ＣＨ（Ｒ１）ＣＨ２Ｏ）ｍＲ４で表され、式中ｍ＝１０〜５００であるオキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位のランダムコポリマーであり、ここで、ランダムコポリマー中のオキシエチレンの量は、約６０％〜１００％であり、ランダムコポリマー中のオキシプロピレンの量は、０％〜約４０％であり；
Ｒ４＝Ｈ、メチルまたはＣ２〜Ｃ８アルキルであり；
Ｒ５＝Ｃ１〜Ｃ１８アルキルまたはＣ６〜Ｃ１８アルキルアリールであり；
Ｍ＝アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、アミン、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、モルホリン、イミダゾールであり；
ａ＝０．０１〜０．８であり；
ｂ＝０．２〜０．９９であり；
ｃ＝０〜０．５であり；
ここで、ａ、ｂ、ｃは、各々の単位のモル分率を表し、ａ、ｂおよびｃの合計は、１である、
で表される分散剤；
【００３４】
ｉ）遊離酸または塩形態での、以下の式（Ｖ）に相当し、以下のモノマー単位およびモノマー単位の数：
【化６】
2006519153.tif 000008
【００３５】
式中、Ａは、部分（ｉ）または（ｉｉ）
【化７】
2006519153.tif 000009
から選択されており、
式中、Ｒ１およびＲ３は、置換ベンゼン、Ｃ１〜８アルキル、Ｃ２〜８アルケニル、Ｃ２〜８アルキルカルボニル、Ｃ１〜８アルコキシ、カルボキシル、水素および環から選択され、Ｒ２およびＲ４は、水素およびＣ１〜４アルキルからなる群から選択されており、ここで、Ｒ１およびＲ３は、Ｒ２および／またはＲ４がＣ１〜４アルキルである際には、Ｒ２および／またはＲ４と一緒に環を形成することができ；
【００３６】
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９およびＲ１０は、個別に、水素、Ｃ１〜６アルキルおよびＣ２〜８炭化水素鎖からなる群から選択されており、ここで、Ｒ１およびＲ３は、Ｒ７および／またはＲ８、Ｒ９およびＲ１０と一緒に、これらが結合している炭素原子を接合するＣ２〜８炭化水素鎖を形成し、炭化水素鎖は、随意に、少なくとも１つの陰イオン性基を有し、ここで、少なくとも１つの陰イオン性基は、随意にスルホン酸基であり；
Ｍは、水素および、疎水性ポリアルキレングリコールまたはポリシロキサンの残基からなる群から選択されており、ただし、Ａが（ｉｉ）であり、Ｍが疎水性ポリアルキレングリコールの残基である際には、Ｍは、基−（Ｒ５Ｏ）ｍＲ６とは異なっていなければならず；
【００３７】
Ｒ５は、Ｃ２〜８アルキレン基であり；
Ｒ６は、Ｃ１〜２０アルキル、Ｃ６〜９シクロアルキルおよびフェニルからなる群から選択されており；
ｎ、ｘおよびｚは、１〜１００の数であり；
ｙは、０〜１００であり；
ｍは、２〜１０００であり；
ｘ対（ｙ＋ｚ）の比率は、１：１０〜１０：１であり、ｙ：ｚの比率は、５：１〜１：１００である、
を有するランダムコポリマー；
【００３８】
ｊ）ｉ）０〜９０ｍｏｌ％の式３ａまたは３ｂ：
【化８】
2006519153.tif 000010
【００３９】
式中、Ｍは、水素原子、１価または２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン残基であり、ａは、１であり、またはＭが２価の金属陽イオンである際には、ａは１／２であり；
式中、Ｘは、−ＯＭａ、
Ｒ１が水素原子、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍが２〜４であり、ｎが０〜１００である−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨＲ２、−Ｎ（Ｒ２）２またはこれらの混合物であり、ここで、Ｒ２＝Ｒ１または−ＣＯ−ＮＨ２であり；
ここで、Ｙは、酸素原子または−ＮＲ２である、
で表される少なくとも１種の成分；
【００４０】
ｉｉ）１〜８９ｍｏｌ％の一般式４：
【化９】
2006519153.tif 000011
式中、Ｒ３は、水素原子または１〜５個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基であり、ｐは、０〜３であり、Ｒ１は、水素、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍは、２〜４であり、ｎは、０〜１００である、
で表される成分、および
【００４１】
ｉｉｉ）０．１〜１０ｍｏｌ％の式５ａまたは５ｂ：
【化１０】
2006519153.tif 000012
式中、Ｓは、水素原子または−ＣＯＯＭａもしくは−ＣＯＯＲ５であり、Ｔは、−ＣＯＯＲ５、−Ｗ−Ｒ７、−ＣＯ−［−ＮＨ−（ＣＨ２）３）−］ｓ−Ｗ−Ｒ７、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−Ｗ−Ｒ７、一般式：
【００４２】
【化１１】
2006519153.tif 000013
で表される基もしくは−（ＣＨ２）ｚ−Ｖ−（ＣＨ２）ｚ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ１であるか、またはＳが−ＣＯＯＲ５もしくは−ＣＯＯＭａである際には、Ｕ１は、−ＣＯ−ＮＨＭ−、−Ｏ−または−ＣＨ２Ｏであり、Ｕ２は、−ＮＨ−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＯＣＨ２であり、Ｖは、−Ｏ−ＣＯ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−Ｏ−または−Ｗ−であり、Ｗは、
【００４３】
【化１２】
2006519153.tif 000014
であり、Ｒ４は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ５は、３〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または６〜１４個の炭素原子を含むアリール基であり、Ｒ６＝Ｒ１または
【００４４】
【化１３】
2006519153.tif 000015
であり、
【００４５】
Ｒ７＝Ｒ１または
【化１４】
2006519153.tif 000016
であり、
ｒは、２〜１００であり、ｓは、１または２であり、ｘは、１〜１５０であり、ｙは、０〜１５であり、ｚは、０〜４である、
で表される少なくとも１種の成分；
【００４６】
ｉｖ）０〜９０ｍｏｌ％の式６ａ、６ｂまたは６ｃ：
【化１５】
2006519153.tif 000017
【００４７】
式中、Ｍは、水素原子、１価または２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン残基であり、ａは、１であり、またはＭが２価の金属陽イオンである際には、ａは１／２であり；
式中、Ｘは、−ＯＭａ、
Ｒ１が水素原子、１〜２０個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基、５〜８個の炭素原子を含む脂環式炭化水素基または随意にヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたは６〜１４個の炭素原子を含むスルホン性置換アリール基であり、ｍが２〜４であり、ｎが０〜１００である−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ１、
−ＮＨＲ２、−Ｎ（Ｒ２）２またはこれらの混合物であり、ここで、Ｒ２＝Ｒ１または−ＣＯ−ＮＨ２であり；
ここで、Ｙは、酸素原子または−ＮＲ２である、
で表される少なくとも１種の成分
を含むオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル類および不飽和ジカルボン酸類のコポリマー；
【００４８】
ｋ）ｉ）１〜９０ｍｏｌ％の式７ａおよび式７ｂ：
【化１６】
2006519153.tif 000018
【００４９】
式中、Ｍは、Ｈ、１価の金属陽イオン、２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミンであり；
ａは、Ｍが２価の金属陽イオンである際には１／２であり、またはＭが１価の金属陽イオンである際には１であり；
ここで、Ｒ１は、−ＯＭａまたは、
Ｒ２がＨ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールである−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２であり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
で表される構造単位からなる群から選択された少なくとも１種の要素；
【００５０】
ｉｉ）０．５〜８０ｍｏｌ％の式８：
【化１７】
2006519153.tif 000019
式中、Ｒ３は、ＨまたはＣ１〜５脂肪族炭化水素であり；
ｐは、０〜３であり；
Ｒ２は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
で表される構造単位；
【００５１】
ｉｉｉ）０．５〜８０ｍｏｌ％の式９ａおよび式９ｂ：
【化１８】
2006519153.tif 000020
式中、Ｒ４は、Ｈ、随意に少なくとも１つの水酸基で置換されたＣ１〜２０脂肪族炭化水素、−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ２、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
【００５２】
Ｍは、Ｈ、１価の金属陽イオン、２価の金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミンであり；
ａは、Ｍが２価の金属陽イオンである際には１／２であり、またはＭが１価の金属陽イオンである際には１であり；
Ｒ２は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリールであり；
ｍは、２〜４であり；
ｎは、１〜２００である、
からなる群から選択された構造単位；
【００５３】
ｉｖ）１〜９０ｍｏｌ％の式１０：
【化１９】
2006519153.tif 000021
式中、Ｒ５は、メチルまたはメチレン基であり、ここで、Ｒ５は、Ｒ７と、１つまたは２つ以上の５〜８員環を形成し；
Ｒ６は、Ｈ、メチルまたはエチルであり；
【００５４】
Ｒ７は、Ｈ、Ｃ１〜２０脂肪族炭化水素、随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された少なくとも１種の要素で置換されているＣ６〜１４アリール、Ｃ５〜８脂環式炭化水素、−ＯＣＯＲ４、−ＯＲ４または−ＣＯＯＲ４であり、ここで、Ｒ４は、Ｈ、随意に少なくとも１つの−ＯＨ、−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ２で置換されているＣ１〜２０脂肪族炭化水素、Ｃ５〜８脂環式炭化水素または随意に［−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａおよび−（ＰＯ３）Ｍａ２］からなる群から選択された要素で置換されているＣ６〜１４アリール残基である、
で表される構造単位
を含むジカルボン酸誘導体およびオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル類のコポリマー
の少なくとも１種であってもよい。
【００５５】
式（ｅ）において、単語「誘導される」は、一般的に誘導体を意味せず、むしろ、分散剤特性と適合性であり、グラフトポリマーを破壊しないオリゴアルキレングリコール類、ポリアルコール類およびポリアルキレングリコール類のすべてのポリカルボン酸／塩側鎖誘導体を意味する。
６〜１４個の炭素原子を含む式（ｊ）で表される随意に置換されているアリール基中の好ましい置換基は、ヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたはスルホネート基である。
置換ベンゼンにおける好ましい置換基は、ヒドロキシル、カルボキシル、Ｃ１〜１４アルキルまたはスルホネート基である。
【００５６】
硬化遅延またはまた遅延硬化もしくは水和制御として知られている混合物は、コンクリートの硬化の速度を遅延させ(retard)、遅くし(delay)、または減速させる(slow)ために用いられる。これらを、最初のバッチングの際に、または時々水和プロセスが開始した後に、コンクリート混合物に加えることができる。硬化遅延剤は、コンクリートの硬化の際の高温の気候の促進効果を弱めるか、あるいは、配置の困難な条件または現場への送達の問題が発生した際のコンクリートもしくはグラウトの初期硬化を遅延させるか、あるいは特別の仕上げプロセスのための時間を可能にするために、用いられる。ほとんどの硬化遅延剤はまた、低レベルの水減少剤として作用し、またいくらかの空気をコンクリート中に同伴するために用いることができる。
【００５７】
リグノスルホネート、ヒドロキシル化カルボン酸、硼砂、グルコン酸、酒石酸および他の有機酸並びにこれらの対応する塩、リン酸塩、ある炭水化物類、例えば糖類および糖酸類並びにこれらの混合物を、遅延混合物として用いることができる。１つの態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約０．５％〜約４０％の硬化遅延剤を含む。他の態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約２％〜約２５％の硬化遅延剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．００２重量％〜約０．２重量％の硬化遅延剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．００５重量％〜約０．０８重量％の硬化遅延剤を含む。
【００５８】
強度改善添加剤を、水硬性セメント混合物、例えばポルトランドセメントコンクリート、グラウトおよびモルタル、高アルミナセメントコンクリート、グラウトおよびモルタル並びにこのようなコンクリート、グラウトおよびモルタルを製造するための乾燥混合物に、水硬性セメント混合物の圧縮強さを増大させるのに十分な量で加える。添加剤は、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンイミン類、ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミン類、ヒドラジン類、１，２−ジアミノプロパン、ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択されている。
【００５９】
１つの態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約０．５％〜約４０％の強度改善添加剤を含む。他の態様において、混合組成物は、混合組成物成分の合計の乾燥重量を基準として、約２％〜約２５％の強度改善添加剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．００２重量％〜約０．２重量％の強度改善添加剤を含む。他の態様において、セメント質組成物は、セメント質バインダーの約０．００４重量％〜約０．０８重量％の強度改善添加剤を含む。
【００６０】
強度改善添加剤の例示的な例には、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ−（ヒドロキシエチル）ジエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ（ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン、ポリ（ヒドロキシエチル）ポリエチレンイミン、ジ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、テトラ（ヒドロキシエチル）１，２−ジアミノプロパン、ジ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、テトラ（ヒドロキシエチル）ヒドラジン、エトキシル化ポリグリコールジアミンおよびこれらの混合物が含まれるが、これらには限定されない。
【００６１】
ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリエチレンアミンは、以下の式：
【化２０】
2006519153.tif 000022
式中、ｘは、１、２または３であり、Ｒは、水素、２−ヒドロキシエチルおよび２−ヒドロキシプロピルからなる群から選択されており、各々のＲは、同一であっても異なっていてもよく、Ｒ基の少なくとも４０％が、ヒドロキシアルキルであり、４０％を超えないＲ基が、ヒドロキシプロピルである、
を有することができる。
【００６２】
ポリ（ヒドロキシアルキル化）ポリアミンは、以下の式：
（Ｒ’）２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｒ’）２
式中、Ｒ’は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨであり、ここで、ｙは、０、１または２であり、ここで、半分（１／２）を超えないｙが、０に等しく、各々のＲ’は、同一であっても異なっていてもよい、
を有することができる。
【００６３】
ヒドラジン、１，２−ジアミノプロパンおよびポリグリコールジアミンの誘導体は、以下の式：
【化２１】
2006519153.tif 000023
【００６４】
式中、Ｒ”は、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙＨおよび
【化２２】
2006519153.tif 000024
からなる群から選択されており；
【００６５】
式中、Ｘは、共有結合または、ＣＨ２、ＣＨ２ＣＨ２、
【化２３】
2006519153.tif 000025
およびＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２からなる群から選択された２価の有機基であり；ここでｙおよびｖは、０、１または２であり；
ここで、ｗは、０または１であり；
ここで、ｖおよびｗは、共に０であってはならず；ここで、半分（１／２）を超えないＲ”が、水素である、
を有することができる。
【００６６】
エトキシル化された際の、Union Carbide Corporationからエトキシル化アミン(Ethoxylated Amine)ＨＨの商標の下で商業的に入手できるエトキシル化アミンは：
【化２４】
2006519153.tif 000026
アミノエチルピペラジン：  ５０〜７０重量％
トリエチレンテトラミン：  最大４０重量％
他：                      残余
の典型的な分析を生じる。
【００６７】
混合物の強度改善組成物の成分、ポリカルボキシレート高範囲水減少分散剤、硬化遅延剤および強度改善添加剤の用量は、セメントのタイプおよび反応性、周囲温度およびコンクリート混合比率などの要因により左右される。
【００６８】
セメント質配合物を含む水硬性セメントは、ポルトランドセメント、改変ポルトランドセメントまたはメーソンリーセメントおよびこれらの混合物からなる群から選択される。ポルトランドセメントにより、高い含量のケイ酸三カルシウムを有するすべてのセメント質組成物を意味し、ポルトランドセメントおよび、ポルトランドセメントと化学的に同様であるかまたはこれに類似するセメントが含まれ、これについての仕様は、ＡＳＴＭ仕様書Ｃ  １５０−００に述べられている。
【００６９】
セメント質材料は、単独で水硬性接着特性を有し、水の存在下で硬化および固化する材料である。セメント質材料中に含まれるのは、粉砕顆粒化高炉スラグ、天然セメント、水硬性水和石灰、並びにこれらのおよび他の材料の組み合わせである。
【００７０】
凝結体を、セメント質配合物中に含有させて、微細な凝結体を含むモルタルおよびまた粗い凝結体を含むコンクリートを提供することができる。微細な凝結体は、４番ふるい（ＡＳＴＭ  Ｃ  １２５およびＡＳＴＭ  Ｃ  ３３）をほぼ完全に通過する材料、例えばシリカ砂である。粗い凝結体は、大部分は４番ふるい（ＡＳＴＭ  Ｃ  １２５およびＡＳＴＭ  Ｃ  ３３）上に残留する材料、例えばシリカ、石英、粉砕円形大理石、ガラス小球、花崗岩、石灰岩、方解石、長石、沖積砂、砂またはすべての他の耐久性凝結体、並びにこれらの混合物である。
【００７１】
本明細書中に記載したセメント質組成物は、他の添加剤または成分を含むことができ、述べた配合物に限定されるべきではない。加えることができるセメント添加剤には：硬化促進剤、空気同伴剤もしくは空気脱トレーニング(detraining)剤、水減少剤、腐食阻害剤、顔料、湿潤剤、水溶性ポリマー、強度増強剤、レオロジー改変剤、撥水剤、繊維、防湿混合物、ガス形成剤、透過性低減剤、ポンプ輸送助剤、防カビ剤混合物、殺菌剤混合物、殺虫剤混合物、微細鉱物混合物、アルカリ反応低減剤、結合混合物、収縮低減混合物および本発明の混合物の特性に悪影響を与えないすべての他の混合物および添加剤が含まれるが、これらには限定されない。
【００７２】
本発明の混合物において用いることができる促進剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムの硝酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムの亜硝酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムのチオシアン酸塩；アルカノールアミン；アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムのチオ硫酸塩；アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムの水酸化物；アルカリ金属、アルカリ土類金属また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）；ポリヒドロキシルアルキルアミン；アルカリ金属また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）を含むことができるが、これらには限定されない。本発明において用いるのに特に適する促進剤の例には、共に商標の下でMaster Builders Inc. of Cleveland, Ohioにより販売されているポゾリス(POZZOLITH)（登録商標）ＮＣ５３４、非塩化物タイプ促進剤および／またはレオクリート(RHEOCRETE)（登録商標）ＣＮＩ亜硝酸カルシウムに基づく腐食阻害剤が含まれるが、これらには限定されない。
【００７３】
硝酸の塩は、一般式Ｍ（ＮＯ３）ａを有し、ここで、Ｍは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアルミニウムであり、ここで、ａは、アルカリ金属塩について１、アルカリ土類金属塩について２およびアルミニウム塩について３である。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、ＣａおよびＡｌの硝酸塩である。
亜硝酸塩は、一般式Ｍ（ＮＯ２）ａを有し、ここで、Ｍは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアルミニウムであり、ここで、ａは、アルカリ金属塩について１、アルカリ土類金属塩について２およびアルミニウム塩について３である。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、ＣａおよびＡｌの亜硝酸塩である。
【００７４】
チオシアン酸の塩は、一般式Ｍ（ＳＣＮ）ｂを有し、ここで、Ｍは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアルミニウムであり、ここで、ｂは、アルカリ金属塩について１、アルカリ土類金属塩について２およびアルミニウム塩について３である。これらの塩は、スルホシアン酸塩、スルホシアン化物、ロダン酸塩またはロダン化物塩として、種々に知られている。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、ＣａおよびＡｌのチオシアン酸塩である。
【００７５】
アルカノールアミンは、３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の群についての一般的な用語である。代表的な式は、Ｎ［Ｈ］ｃ［（ＣＨ２）ｄＣＨ２ＯＨ］ｅであり、ここで、ｃは、３−ｅであり、ｄは、１〜約５であり、ｅは、１〜約３である。例には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンが含まれるが、これらには限定されない。
【００７６】
チオ硫酸塩は、一般式Ｍｆ（Ｓ２Ｏ３）ｇを有し、ここで、Ｍは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアルミニウムであり、Ｍ金属元素の原子価に依存して、ｆは、１または２であり、ｇは、１、２または３である。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、ＣａおよびＡｌのチオ硫酸塩である。
カルボン酸塩は、一般式ＲＣＯＯＭを有し、ここで、Ｒは、ＨまたはＣ１〜約Ｃ１０アルキルであり、Ｍは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアルミニウムである。好ましいのは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、ＣａおよびＡｌのカルボン酸塩である。好ましいカルボン酸塩は、ギ酸カルシウムである。
【００７７】
好ましいポリヒドロキシルアルキルアミンは、一般式
【化２５】
2006519153.tif 000027
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、
を有する。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。
【００７８】
空気同伴剤の用語は、空気をセメント質組成物中に同伴するすべての化学物質を含む。空気同伴剤はまた、低濃度で、組成物の表面張力を減少させることができる。空気同伴混合物を用いて、微小な気泡をコンクリート中に、意図的に同伴する。空気同伴により、凍結および融解のサイクルの間に水分に曝露されるコンクリートの耐久性が、劇的に改善される。さらに、同伴された空気により、化学的氷結防止剤により生じた表面スケーリングに対するコンクリートの耐性が、大幅に改善される。また、空気同伴により、新鮮なコンクリートの作業性が向上し、一方凝離およびブリードが解消するかまたは低減される。これらの所望の効果を達成するために用いる材料を、木材樹脂、スルホン化リグニン、石油酸、タンパク質材料、脂肪酸、樹脂酸、アルキルベンゼンスルホネート、スルホン化炭化水素、ビンゾール(vinsol)樹脂、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、天然ロジン、合成ロジン、無機空気同伴剤、合成洗浄剤およびこれらの対応する塩並びにこれらの混合物から選択することができる。
【００７９】
空気同伴剤を、セメント質組成物中で所望のレベルの空気が得られる量で加える。一般的に、セメント質組成物中での空気同伴剤（約５％〜約１５％の固形分）の量は、乾燥セメント１キログラムあたり約０．０７ｍＬ〜約３．９ｍＬの範囲内である。１つの態様において、用量は、乾燥セメント１キログラムあたり約０．３３ｍＬ〜約０．９８ｍＬである。空気同伴剤中での主要な活性成分が、所望の効果、即ちセメント質組成物中での空気の同伴を提供する、空気同伴剤の主要な活性成分の重量百分率は；乾燥セメント質材料の重量を基準として約０．００１％〜約０．０５％である。しかし、これは、材料、混合比率、温度および混合操作の変化のために、広範囲に変化し得る。本発明の混合組成物で有用な空気同伴剤は、セメントのためのすべての既知の空気同伴剤であってもよく、これには、天然樹脂、合成樹脂およびこれらの混合物が含まれる。本発明において用いることができる空気同伴剤の例には、すべてMaster Builders Inc. of Cleveland, Ohioから入手可能なＭＢ  ＡＥ９０、ＭＢ  ＶＲおよびミクロエア(MICRO AIR)（登録商標）が含まれるが、これらには限定されない。
【００８０】
空気脱トレーニング剤を用いて、セメント質組成物中の空気含量を減少させる。本発明において用いることができる空気脱トレーニング剤の例には、リン酸トリブチル、フタル酸ジブチル、オクチルアルコール、カルボン酸およびホウ酸の水不溶性エステル類、アセチレンジオール類、エチレンオキシド−プロピレンオキシドブトックコポリマー類およびシリコーン類が含まれるが、これらには限定されない。
【００８１】
コンクリート中の腐食阻害剤は、包埋された補強鋼鉄を腐食から保護する作用を奏する。コンクリートの高度なアルカリ性性質により、受動的な、および非腐食性の保護酸化物フィルムが、鋼鉄上に形成する。しかし、炭酸塩化または、氷結防止剤もしくは海水からの塩化物イオンが、酸素と共に存在することにより、フィルムが破壊または浸透され、腐食がもたらされ得る。腐食阻害混合物は、この腐食反応を化学的に減速させる。腐食を阻害するために最も一般的に用いられている材料は、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、あるホスフェート類またはフルオロシリケート類、フルオロアルミネート類、アミン類、有機ベース撥水剤および関連する化学物質である。
【００８２】
防湿混合物により、低いセメント含量、高い水−セメント比率または凝結部分における微粉の欠陥を有するコンクリートの浸透性が低下する。これらの混合物により、乾燥コンクリート中への水分の浸透が遅延され、これには、ある石鹸、ステアレート類および石油製品が含まれる。
【００８３】
浸透減少剤を用いて、加圧下の水がコンクリートを通して透過する速度を低下させる。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、水減少剤およびラテックスを用いて、コンクリートの浸透性を低下させることができる。
【００８４】
ポンプ輸送助剤を、コンクリート混合物に加えて、ポンプ輸送性を改善する。これらの混合物は、流動性コンクリートを増粘させ、即ちこの粘度を増大させて、これがポンプからの圧力の下にある間にペーストの脱水を低下させる。コンクリート中のポンプ輸送助剤として用いる材料の中には、有機および合成ポリマー、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）または分散剤、有機凝集剤、パラフィンの有機エマルジョン、コールタール、アスファルト、アクリル系誘導体、ベントナイトおよび熱分解法シリカ、天然ポゾラン、フライアッシュおよび水和した石灰と配合したＨＥＣがある。
【００８５】
固化したコンクリート上での、またはこの中での細菌およびカビの成長を、防カビ、殺菌および殺虫混合物を用いることにより、部分的に制御することができる。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)エマルジョンおよび銅化合物である。
【００８６】
微細な鉱物混合物は、混合プロセスの前または混合プロセス中にコンクリートに加えられて、ポルトランドセメントコンクリートの可塑性または固化特性のいくらかを改善するかまたは変化させる、粉末または粉砕形態の材料である。取引において用いられるポルトランドセメントは、クリンカーを粉砕することにより製造され、水硬性ケイ酸カルシウム、アルミン酸カルシウムおよびアミノ亜鉄酸カルシウムを含み、通常硫酸カルシウムの１種または２種以上の形態をインターグラウンド(interground)添加として含む水硬性セメントを意味する。ポルトランドセメントは、ＡＳＴＭ  Ｃ  １５０において、タイプＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶまたはＶとして分類される。微細な鉱物混合物を、これらの化学的または物理的特性に従って：セメント質材料；ポゾラン；ポゾラン性およびセメント質材料；および名目上不活性な材料として分類することができる。
【００８７】
ポゾランは、セメント性の有用性をほとんどまたは全く有しないが、水の存在下で、および微細形態で、ポルトランドセメントの水和の間に生成した水酸化カルシウムと化学的に反応して、セメント性特性を有する材料を形成する、シリカ性またはアルミノシリカ性材料である。珪藻土、乳白色チャート、粘土、頁岩、フライアッシュ、シリカフューム、火山性凝灰岩および軽石は、いくつかの知られているポゾランである。ある粉砕された顆粒化した高炉スラグおよび高カルシウムフライアッシュは、ポゾラン性およびセメント性特性を共に有する。天然ポゾランは、天然に存在するポゾラン、例えば火山性凝灰岩、軽石、トラス、珪藻土、乳白色チャートおよびある頁岩を定義するために用いられる技術用語である。名目上不活性な材料はまた、微細な原料石英、白雲石、石灰岩、大理石、花崗岩および他のものを含むことができる。フライアッシュは、ＡＳＴＭ  Ｃ６１８において定義されている。
アルカリ反応性減少剤は、アルカリ凝結反応を低下させ、この反応が固化したコンクリート中に生じ得る破壊的な膨張力を制限することができる。ポゾラン（フライアッシュ、シリカフューム）、高炉スラグ、リチウムおよびバリウムの塩は、特に有効である。
【００８８】
接着混合物を、通常、ポルトランドセメント混合物に加えて、古いコンクリートと新しいコンクリートとの間の接着強さを増大させ、これは、有機材料、例えばゴム、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、アクリル系誘導体、スチレンブタジエンコポリマーおよび他の粉末ポリマーを含む。
【００８９】
新鮮なコンクリートは、時々、欠陥のある混合物比率またはある凝結特性、例えば粒子形状および不適切な粒度のために、荒いことがある。これらの条件の下で、潤滑剤のように作用する同伴された空気を、作業性改善剤として用いることができる。他の作業性剤は、ある水減少混合物、ある粘度改変混合物およびある微細な混合物を含む。
【００９０】
建設分野において、コンクリートを引張応力およびその後の亀裂から保護する多くの方法が、長年の間開発されている。１つの現代的な方法は、繊維を新鮮なコンクリート混合物中に分布させることを含む。固化の際に、このコンクリートは、繊維補強コンクリートと呼ばれる。繊維を、ジルコニウム材料、炭素、鋼鉄、ガラス繊維または合成材料、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、高強度アラミドまたはこれらの混合物製とすることができる。
【００９１】
本発明において用いることができる収縮減少剤は、ＲＯ（ＡＯ）１〜１０Ｈを含むことができるが、これらには限定されず、ここで、Ｒは、Ｃ１〜５アルキルまたはＣ５〜６シクロアルキル基であり、Ａは、Ｃ２〜３アルキレン基、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および酸化カルシウムである。テトラガード(TETRAGUARD)（登録商標）収縮減少剤が好ましく、これは、Master Builders Inc. of Cleveland, Ohioから入手できる。
【００９２】
天然の、および合成の混合物を、審美的な、および安全性の理由により、着色コンクリートに用いる。これらの着色混合物は、通常顔料から構成されており、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアニン、アンバー、酸化クロム、酸化チタンおよびコバルトブルーを含む。
本発明の強度改善混合組成物の例を、コンクリート混合物の圧縮強さおよび硬化時間に対するこれらの添加の効果について、試験した。
【００９３】
表１〜４は、ポリカルボキシレート分散剤を含むセメント質混合物への、種々の硬化遅延剤化学物質および強度改善添加剤の添加の効果を示す。例についてのコンクリート混合物比率を、ＡＣＩ  ２１１．１−９１、Standard Practice for Selecting Proportions for Normal Weight Concreteに概説されたガイドラインに従って決定した。混合設計は、タイプＩポルトランドセメントを用いて、５１７ポンド／ヤード３の名目上のセメント含量に基づいた（表１および３）。表２および４は、１５重量％のタイプＩポルトランドセメントを、フライアッシュで交換した。スランプ（ＡＳＴＭ  Ｃ  １４３）、空気含量（ＡＳＴＭ  Ｃ  ２３１）、圧縮強さ（ＡＳＴＭ  Ｃ  ３９）および硬化の時間（ＡＳＴＭ  Ｃ  ４０３）についての試験を、ＡＳＴＭ手順に従って行った。
【００９４】
特に興味深いのは、共に、低い、および高いレベルでの、並びに強度改善混合物の存在下での種々の硬化遅延剤化学物質間での、硬化時間および２８日の圧縮強さの効果であった。
【００９５】
表１および２について、各々の成分を、固体成分のバッチングの前に、混合水の部分的充填において、ミキサーに別個に加えた。リン酸トリブチル（ＴＢＰ）または表２におけるアミン可溶化剤を用いた、可溶化したリン酸トリブチルを、また０．０１％ｃｗｔで、空気含量が低く（＜３％）、同様であるように、別個に加えた。リン酸トリブチルまたは可溶化したリン酸トリブチルを、表２における混合物に、０．００９６％ｃｗｔで加えた。コンクリート材料を、１回分にまとめ、５分間混合した。
【００９６】
【表２】
2006519153.tif 000028
【００９７】
表１は、３種の一般的に用いられている硬化遅延化学物質：多糖類混合物、ヒドロキシカルボン酸およびコンクリート混合物におけるグルコン酸ナトリウム／ヒドロキシカルボン酸の６５：３５配合物の、硬化時間および後期圧縮強さ（２８日）効果を示す。試料Ｓ−３〜Ｓ−８において、効果遅延剤を、低レベル（０．０４〜０．０５％ｃｗｔ）および高レベル（０．０６〜０．０８％ｃｗｔ）で、ポリカルボキシレート分散剤と組み合わせて用いた。表中のすべてのコンクリート混合物について、ポリカルボキシレート分散剤レベルを、セメント重量の０．１％において、一定に保持した。試料Ｓ−３〜Ｓ−８において、硬化時間と２８日圧縮強さとの両方は、硬化遅延剤レベルが上昇するに従って増大し（混合物Ｓ−３対Ｓ−４、Ｓ−５対Ｓ−６、Ｓ−７対Ｓ−８）、低レベルの多糖類を有する試料（Ｓ−３）を除いて、すべてのコンクリート混合物が、ポリカルボキシレート分散剤のみの対照（Ｓ−２）に対して、遅延した硬化時間および高い圧縮強さを有することが見出された。
【００９８】
ポリカルボキシレート分散剤への唯一の添加として強度改善添加剤（ＳＩＡ）を含むコンクリート混合物（Ｓ−９）はまた、ポリカルボキシレート分散剤のみのコンクリート混合物に対して、硬化時間のわずかな増大および圧縮強さの増大を示した。ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤のコンクリート混合物（Ｓ−３〜Ｓ−８）またはポリカルボキシレート分散剤および強度改善剤の組み合わせ（Ｓ−９）にまさる圧縮強さの予期されない追加の増大は、ポリカルボキシレート分散剤、強度改善添加剤および低レベルの多糖類またはグルコン酸ナトリウム／ヒドロキシカルボン酸配合物のいずれかの３種の成分の組み合わせ（Ｓ−１０およびＳ−１１）について見出された。３種の成分（ポリカルボキシレート分散剤、強度改善添加剤および硬化遅延剤）を含むコンクリート混合物の圧縮強さの増大は、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤に対して、硬化時間の小さい変化のみを伴って観察された（Ｓ−１０対Ｓ−３並びにＳ−１１対Ｓ−５およびＳ−７）。結果は、圧縮強さの増大が、セメント水和に対する化学的効果の結果であり、改善された水減少（水対セメント比率の減少）の結果ではないことを例証する。
【００９９】
【表３】
2006519153.tif 000029
【０１００】
表２は、１５％（重量）のセメントをフライアッシュで交換したコンクリート混合物を含んでおり、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤、ポリカルボキシレート分散剤および強度改善添加剤、並びに強度改善添加剤および硬化遅延剤と組み合わせてのポリカルボキシレート分散剤の組み合わせと比較して、ポリカルボキシレート分散剤のみの同様の比較を示す。コンクリート混合物中の各々の成分のレベルは、比較的低いが、表１におけるコンクリート混合物に比例していた。表１における結果と同様に、硬化時間の小さい変化のみを伴う圧縮強さの予期されない増大が、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤または強度改善添加剤のコンクリート混合物と比較して、３種の成分の組み合わせについて観察された（混合物Ｓ−１５対Ｓ−１８およびＳ−１６対Ｓ−１９）。
【０１０１】
表３および４において、試験されるべきすべての成分（ポリカルボキシレート分散剤、強度改善添加剤、可溶化リン酸トリブチルおよび／または硬化遅延剤）を含む混合溶液を、先ず調製した。この溶液を、混合水の部分的な充填を有するコンクリート混合物の前に加えた。表３に示す溶液中のリン酸トリブチルのレベルは、表１および２に示すものに比例している（ポリカルボキシレート分散剤の重量により）。表４に示す溶液についてのリン酸トリブチルのレベルは、表１および２に示すものに対して、約３３％低い（ポリカルボキシレート分散剤の重量により）。
【０１０２】
【表４】
2006519153.tif 000030
【０１０３】
表３は、ポリカルボキシレート分散剤単独と比較しての、強度改善添加剤およびポリカルボキシレート分散剤と組み合わせてのグルコン酸ナトリウム／ヒドロキシカルボン酸硬化遅延剤の種々の配合比率についての、硬化時間および強度データを示す。グルコン酸ナトリウム／ヒドロキシカルボン酸配合物の比率は、２３．５：７６．５（Ｓ−２２）および４２：５８（Ｓ−２３およびＳ−２４）である。結果は、低レベルのポリカルボキシレート分散剤について、硬化遅延剤／強度改善添加剤／ポリカルボキシレート分散剤の３種の成分すべての組み合わせにより、ポリカルボキシレート分散剤のみの対照に対して、硬化時間の最小の変化を伴って、高い２８日の圧縮強さが得られたことを示す（混合物Ｓ−２２、Ｓ−２３、Ｓ−２４対Ｓ−２１）。一層高いポリカルボキシレート分散剤レベルにおいて、最高のレベルのグルコン酸を含むコンクリート混合物（Ｓ−２５）は、ポリカルボキシレート分散剤のみの対照（Ｓ−２８）に対して、硬化時間の増大および圧縮強さの増大を示した。３種の成分の組み合わせを有する他のコンクリート混合物（Ｓ−２６およびＳ−２７）は、ポリカルボキシレートのみの対照（Ｓ−２８）と比較して、硬化時間の最小の変化を伴って、圧縮強さの増大を示した。
【０１０４】
【表５】
2006519153.tif 000031
【０１０５】
表４は、１５％（重量）のセメントをフライアッシュで交換したコンクリート混合物を含んでおり、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤並びにポリカルボキシレート分散剤、硬化遅延剤および強度改善添加剤の組み合わせに対する、ポリカルボキシレート分散剤のみの比較を示す。低いポリカルボキシレート分散剤レベルにおいて、ポリカルボキシレート分散剤、強度改善添加剤および硬化遅延剤の３種の成分の組み合わせ（Ｓ−３２、Ｓ−３３、Ｓ−３４）は、ポリカルボキシレート分散剤のみの対照（Ｓ−３０）と比較して、硬化時間の小さい変化のみを伴って、圧縮強さの増大を示した。３種の成分の組み合わせ（Ｓ−３２、Ｓ−３３、Ｓ−３４）について、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤（Ｓ−３１）と比較しての硬化時間における差異は、観察されなかった。高いポリカルボキシレート分散剤レベルにおいて、３種の成分の組み合わせを含む混合物（Ｓ−３７、Ｓ−３８、Ｓ−３９）は、ポリカルボキシレート分散剤および硬化遅延剤のコンクリート混合物（Ｓ−３６）に対して、増大した圧縮強さおよび硬化時間の最小の変化を示した。
【０１０６】
本発明は、上記した特定の態様に限定されず、特許請求の範囲により定義した変更、修正および等価な態様を含むことを理解するべきである。さらに、開示したすべての態様は、本発明の種々の態様を組み合わせて、所望の特徴を提供することができるため、必ずしも選択的であるわけではない。
【国際調査報告】
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2006519153.tif 000067
2006519153.tif 000068
2006519153.tif 000069