JPH03503400A - 無混合コンパウンド組成物及びその適用方法 - 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】 無混合フンバウンド組成物及びその適用方塊技術□ 本発明は、水との予混合を必要としないセメント質組成物の適用叉は配置のため の方法及び組成物に関する。本発明はまた、材料の混合方法にも関する。一つの 特定の側面においてはセメント質材料の混合文は結合方法に関するが、他の材料 の混合文は結合方法もまた本発明の範囲内に属するものである。

発明の背景 乾燥したセメント質組成物の製造に当たっては、二つの種類の混合法が用いられ ている。組成物を形成するのに使用される種々の成分は、乾式混合又は他の混合 技術によって組み合わせられる。このような技術には、回転スクリューを有する 混合装置、固定ハウジング内で回転するブレード又はバッフルを有する混合装置 、或いは内部に固定されたブレード又はバッフルを備えた回転又は「タンブル」 ハウジングを有する混合装置を使用することが含まれる。乾燥原料はこうして組 み合わせられて、均一に混合された、即ち均質な乾燥組成物を形成する。

その後、これらの従来の乾燥組成物は袋に入れ叉はばら積み形状でもって作業場 所に提供され、水と混合してセメント質組成物を水和させることにより設置のた めの準備がなされ、それによりこの混合物は硬化して固形の塊となることができ る。セメント質組成物はまた、個々の成分、例えばセメント、砂、及び何らかの 種類の骨材、並びに水などの水性流体を、手作業や何らかの種類の機械的ミキサ ーで混合することによって調製することもできる。いずれにしても、個々の成分 は完全に一緒に混ぜ合わせ、適当な量の水と湿式混合して乾燥組成物を水和させ ねばならず、こうして商業的に使用するために必要な一体性を備えた最終的なセ メント質組成物が提供される。

適切な組成と一体性を有するセメント質生成物を得るための最も有効な方法は、 手作業による混合であることが判明しているが、これにともなう労力と人手の故 に、殆どの労働者は自動混合装置に頼らざるを得なくなった。しかしながらこの ような装置は複雑なものであり、型通りの作業を行うのに必要なエネルギーを提 供するためには多大の金銭的な支出を要するという欠点を持っている。さらに、 このような装置は通常、粉砕、ブレンド又はその他のタイプの組成物の混合を行 うものであるから、これらを行う部材の通常の摩耗及び引き裂きのため、装置の 有効寿命は最小限になってしまう。もちろん、摩耗した部材は交換することがで きるが、それにはさらなる金銭的な支出が必要であるし、またその結実装置を操 業停止する時間を要する。

いっそうコスト効率の良い実用的な混合装置が必要であるとの認識の下に、米国 特許第７２２．７８２号、第１．０２９．１２６号、第１．０４７．６８０号、 第１．１０７．２３７号、第１．４７３．９９０号及び第４．１７５．８６７号 のそれぞれにおいて、コンクリートの混合装置が開示されている。これらの装置 では、混合は重力と、装置の構造的配置、及び／叉は加圧された又は加圧されな い水の導入の組み合わせを通じて行われる。

同様に、米国特許第１．９２０．４６３号は人工砂岩を製造する方法を記載して おり、その場合には全ての混合は予圧下にスプレーすることによって行われ、材 料は高所のホッパーから自由落下する間に混合されて、最終的な生成物の輪郭を 画定しているモールド内に直接に入る。また米国特許第２．１３８．１７２号は バッチ式装置を開示しており、その場合には重力と、特別に設計されたバッフル 手段との組み合わせによって、個々の成分のバッチ混合が達成される。

現在では、最終生成物に適切な特性を与えるために、配置を行う前に全ての乾燥 セメント質組成物を水と混合するということが不可欠のものである。何らかのタ イプの混合が常に必要であったし、また今も必要である。ある予混合物の製造業 者は乾燥予混合物を穴に入れ、水を加えることを勧めている。ある者は予混合物 を袋に入れ、この予混合物を袋のままで水中に落とし、次いで袋を位置決めした 。

後に袋を通して水を混合物まで浸透させるようにしている。しかしながうこれら の方式では、セメント質組成物の完全な水和を行うことはできない。セメント中 に適当な量の水を均一に分散させるためには、モルタルミキサー、コンクリート ミキサー、手作業による混合又は他の種類の湿式混合が用いられてきているので ある。従来技術によれば、セメントと混合すべき水の量は非常に狭い範囲内にコ ントロールされねばならず、水が多すぎたり少なすぎたりすると、役に立たない か叉は使用に耐えない材料が生成される。セメント質混合物は、最初に湿らせて 乾燥組成物を混合しなければ、乾燥状態では水中や湿潤表面上に直接に置くこと はできない。

発明の概１ 本発明は、少なくとも一つのセメント結合材の細か（分割された粒子を有する乾 燥セメント質組成物に関するものである。セメントはポルトランドセメント、石 膏、高アルミナセメント、叉はこれらの混合物等であるが、これらに限定される ものではない。燐酸マグネシウムその他の高速凝結化合物もまた使用可能である 。粒子の大部分は水中においてほぼ同じ沈降速度を有し、従って本発明により水 中へと注ぎ込まれた場合に、材料が大きく凝離してしまうことはない。

これらの組成物はまた、砂や骨材粒子のような充填材成分を含むことができるが 、これらの粒子の大部分は、セメント粒子とほぼ同じ水中での沈降速度を有する ことが条件である。また、セメント質混合物は１．混合を行うことなしに水和を 生ずるのに必要な量の水を吸着し及び／叉は結合可能なものである。一般に、こ の水の量は約２０から８０容量％の範囲にあり、現時点で定式化するのに好まし い量としては約５０容量％であると考えられている。セメント質混合物が許容し 得る水の量が多くなると、最終生成物は良質となる。

これらの組成物には他の添加物を用いることも可能である。そのような添加物と しては、硬化促進剤、減水剤、揚水補助剤、吸水化合物、防水剤、ポリマー、乾 燥収縮阻止剤、湿潤収縮阻止剤、石灰、顔料その他があるが、これらに限定され るものではない。これらは組成物の特定の物性を改良し、叉は組成物に特定の物 性を与えるために添加される。

本発明はまた、これらの組成物の調製方法にも関する。この方法には、細かく分 割された粒子形状のセメント結合材を準備し、粒子の大部分の沈降速度をほぼ同 じ範囲内に調整することが含まれる。

充填材成分は、もし添加するのであれば、同様に処理される。充填材を添加する 場合、乾燥状態の成分を均一なフンシスチンシーを持つように混合することが好 ましい。

本発明はまた、基体上にセメント生成物を設置するための種々の方法をも意図し ている。この方法は、基体にある量の水を浸透させ、その量を続いて加えられる 乾燥成分の通常の量よりも実質的に過剰にすることからなる。乾燥したパウダー は混合を行うことなしに、それが水の一部と結合し、残りの水を置換するような 仕方で加えられる。適用されたこの結合物は次いで、硬化して最終生成物となる 。

詳しい設置方法については、以下においてさらに説明する。

本発明はまた、乾燥材料を混合する方法にも関する。この方法は、上端と下端を 有する混合カラム内へと流体媒体を連続的に、少なくとも流体がカラムを実質的 に満たすのに十分なだけの時間に亙って導入し；混合カラムの上端から少なくと も一つの一次材料を所定量だけ導入し；所定の速度でもって一次材料を流体媒体 を通して降下せしめ；カラムの少なくとも一方の側部に沿った少なくとも一つの 位置を介して混合カラム内に少なくとも一つの二次材料を、この二次材料が流体 媒体を通しての降下経路に沿って一次材料に密に接触するのに十分な角度と速度 において導入し、−次材料及び二次材料をそれらが混合カラムの下端に到達する まで流体媒体を通って降下するにつれて連続的に混合せしめ：混合カラムの下端 から混合材料を回収することからなっている。

本発明の一つの特定的な用途は、セメント質組成物を製造する方法に関する。こ の方法は、上端と下端を有する混合カラム内へと水を連続的に、少なくとも水が カラムを実質的に満たすのに十分なだけの時間に亙って導入し；混合カラムの上 端から少なくとも一つのセメント材料を所定量だけ導入し；所定の速度でもって セメント材料を水を通して降下せしめ；カラムの少なくとも一方の側部に沿った 少なくとも一つの位置を介して混合カラム内に少なくとも一つの二次材料を、こ の二次材料が水を通しての降下経路に沿ってセメント材料に密に接触するのに十 分な角度と速度において導入し、セメント材料及び二次材料をそれらが混合カラ ムの下端に到達するまで端からセメント質組成物を回収することからなっている 。

本発明の別の側面は、過剰の水に対して叉は過剰の水を通して注がれた場合に凝 結して固形塊状物に硬化することのできる乾燥セメント質組成物の製造方法に関 する。この方法は、少なくとも一つのセメント結合材と充填材成分とからなる細 かく分割された粒子形状のセメント質組成物を準備し、粒子の沈降速度を調節し てそれらの大部分がほぼ同じ沈降速度を有するようにして、組成物が該組成物を 完全に水和するのに必要なよりも過剰な量で存在している水の中に注入された場 合に、組成物が水中へと注入された場合に生ずるものより他にはセメント質組成 物と水とのいかなる種類の物理的な混合も行うことなしに、凝結して固形塊状物 に硬化し得るようにすることからなる。好ましくは、実質的に全ての粒子がほぼ 同じ沈降速度を有し、セメント結合材は組成物中に少なくとも２０重量パーセン トの量で存在するが、最小でも１０重量パーセントの量があれば、許容し得る性 質をもたらすことができる。

一つの局面においてはセメント材料である一次材料の流体媒体中における沈降速 度は、混合カラム内における一次材料の軌跡を如何なる時点においても求めるこ とができるように、これを混合カラム内へと導入するに先立って求めることがで きる。また、流体媒体を通って一次材料が降下する速度は、−次材料の大きさ、 密度及び／叉は形状を修正してそれが流体媒体を通ってより自由に降下し得るよ うにすることによって調整可能である。また、−次材料の沈降速度は、この材料 をより高いところから落下させることにより、或いは粒子に対してより速い速度 を与えるために二次的な流体を用いることによって変化させることができる。ま た流体媒体には界面活性剤を添加することができ、表面及び／叉は界面張力を減 少させて、それにより流体媒体を通しての一次材料の分散を容易ならしめること ができる。

かくして本発明の方法は、完全に混合され適切な一体性を有する最終的なセメン ト質組成物をもたらすためにエネルギーの供給を必要としないから、標準的な混 合方法に伴うコストは劇的に減少する。

さらにまた、摩耗や引き裂きに起因する機械部材の劣化に関して遭遇した問題点 は、実質的に除かれる。他の利点としては、標準的な機械の操作にともなう騒音 の除去、及び本発明の方法が閉鎖系において営まれることによる何らかの公害の 問題の除去などがある。

本発明の方法は、非セメント質混合物を形成するために非セメント質材料を混合 するについても同様に適用可能なものである。特に、本発明の方法は、食料製品 、薬剤製品、樹脂及び他の市販の製品を調製するための各種の材料をブレンド叉 は混合するのに使用することが可能である。なおまた、混合された材料は、本発 明の別の側面を形成するものである。

図面の簡単な説明 本発明の以上の特徴、及びその他の特徴は、添付の図面に示された本発明の種々 の実施例を参照することによって例示的に説明される。

即ち添付図面において、７第１図は本発明の方法を実行するのに特に適している 装置の斜視図である。第１図は以下に記載される説明に沿って観察した場合、本 発明の好ましい乾燥ブレンド方法の概略的な説明をさらに提供するものである。

本発明は、セメント成分を水和して凝結及び硬化の後に高強度の生成物を得るに ついて、混合することなしに、過剰の水を通して叉は湿潤した表面上へと注入さ れ、コテ塗りされ、叉はスプレーされる乾燥セメント質組成物に関する。ポルト ランドセメント、石膏、高アルミナセメント、他の特殊セメント及びこれらの組 み合わせのセメント質組成物、並びに燐酸マグネシウムのごとき他の化合物は、 全て成功裡に使用することができ、ただ一つの限定は、セメント質組成物の少な くとも一一一つの成分が水によって水和され、或いは水と反応するものであると いうことである。

「セメント結合材」という用語の意図するものは、通常セメント質の材料であっ て、水との接触及び水和によって凝結又は硬化し、て固形の塊状物となり、ブロ ック、形材、構造体、壁、床、その他の支持用又は荷重載置用の表面を形成する ために使用される材料である。ポルトランドセメント、アルミナセメント、石膏 及びその変性物、燐酸マグネシウムセメントその他といった周知のセメント結合 材に加えて、ポゾラン、セメント質廃棄生成物、或いは他の化合物であってポル トランドセメントと同様の仕方で凝結硬化するものもまた、この用語の範囲内に 含まれるものと考えられる。物理的に吸着性の大きな比表面積を有する細かく分 割された粒子の形態の、他のシリカ担持材料もまた結合材成分とし、て考えられ るが、その代表的な例にはクレー（１９８５年ジョン・ライレイ・アンド・サン ズ発行、カーク・オスマー化学大辞典２８３−４頁のクレーの項参照）、及び砂 やケイ岩のような珪酸塩（１９７３年リノトす教育出版社発行、化学大辞典第３ 版９９９−１０００頁の珪酸塩の項参照）がある。他の珪酸塩もまた使用するこ とが可能である。珪酸アルミニウムは特別の用途に使用する材料の特定の例であ るが、それはこの材料が前述した他の材料に比べて比較的高価であるためである 。セメント結合材は単独で、叉は通常は砂や骨材といった充填材や各種の添加剤 と共に使用されて、凝結及び硬化の後に所望とする部材を形成する。

かかるセメント質組成物の処方が適切にコントロールされたならば、過剰に湿潤 させることなくセメントを完全に湿らせる問題や、成分の凝離の問題、硬化生成 物の圧縮強度の喪失の問題は、大きく減少されるか叉は除去される。

セメントコーティングが望ましい場合には、コーティングされる表面領域はまず 、水であらかじめ湿らされて浸透される。乾燥セメン（・質混合物はこの表面上 に設置され、即座にこの湿った表面と反応する。さらなるコーティング層が必要 な場合やコーティング層をより厚くすることが必要な場合には、最初のセメント 層を予め湿潤し、乾燥組成物をその上に直接にスプレーして、コーティング全体 の厚みを増加させると共に構造強度を増すことができる。

水平な表面上においては、セメントが注入される領域はまず水で満たされ、次い で本発明の乾燥セメント質組成物をこの水の中へと注ぐことができる。過剰の水 はセメント質組成物によって置換され、次いでこの組成物は硬化される。これは 、工具、混合装置、水の計量用器具その他を必要とせずに、セメントの迅速且つ 簡単な設置を行わしめるものである。例えば床のレベリングのためには、床に水 を横溢させて低い区域に水たまりを形成させる。次いで乾燥セメント質組成物を 水たまりの形成された区域に振り撒き、硬化させる。

かくしてこの手順により、床は容易に水平面とされる。

あるいはまた、乾燥セメント質組成物を、上述したような浸透された基体上に給 送叉はスプレーすることもできる。これによって、末端ユーザーには幅広い、多 様な範囲の設置方法が提供されることになり、ユーザーはその中から特定の用途 叉は末端用途に最も適しているものを選択することができる。

セメント質組成物の粒子の沈降速度は、これらの粒子が他にどのような形の混合 もなしに水中へと注入された場合に、所望の効果が得られるようにフン、トロー ルされる。水を通しての粒子の沈降速度は幾つかの要因に依存ｌ、ているが、そ れらの中でも密度叉は比重が重要である。しかし重要ではあるが、密度のみをバ ランスさせることでは、粒子の凝離や希薄化を防ぐに十分な均一な沈降速度を得 るには不十分である。使用される粒子の各々の大きさ、形状及び表面特性といっ たものを、単独及び他の要素との関連において考慮して、水を通って落下する粒 子の抵抗を判定せねばならないのである。例えば球形叉は滴形の粒子は水を通っ て、たとえ各々が同じ密度を有していたとし、でも、粗く平坦又は不規則な形状 の粒子よりも速く沈降する。

沈降速度を改善するために、他の変化要因をコントロールすることもできる。表 面張力を克服し、粒子の水中への分散を助けるために、水に対して界面活性剤を 別個に、叉は乾燥組成物自体と一緒に添加することも可能である。粒子が水を通 って降下せねばならない距離もまた考慮事項である。距離が短ければ、沈降速度 の異なりに対する許容度は大きくなる。従って、水を通して長距離を落下させる 必要なしに、積層方法によって乾燥組成物を導入して、所望とする合計の厚みを 得るようにすることも可能である。乾燥材料を水面下に方間付けるために導管を 使用し、それによって水を通し７てのその落下距離を有効に減少させることもで きる。全ての成分を乾式ブレンドして一様な均質組成物とすることもまた、均一 な沈降速度を達成するのを助けるものであり、同時に硬化した組成物のコンシス チンシー及び特性の改良を補助するものである。

バランスした、同じような沈降速度を有する成分からなる乾燥セメント質系を得 るためには、これらの全ての要因を考慮に入れ、定型的な試験を行わねばならな い。それにより、セメント結合材を水和するのに必要なよりも過剰量存在してい る水を通してこの組成物が沈降即ち落下した場合に、粒子の実質的な凝離や実質 的な希釈が生じないようにする。水を通してセメント結合材を沈降させることに より、各々のセメント粒子は物理的な混合によることなく確実に水和される。

しかしながら、粒子の沈降速度のコントロールに加えて、適切に硬化した固形塊 状物を得るのを補助するために、乾燥組成物には何らかの水和剤を含めることが できる。本発明者らは「水和剤」という用語により、過剰の水を通して沈降され る場合に乾燥組成物がかかる過剰の水に耐えることができるようにする添加剤叉 は化合物を意味している。

例えば、吸水化合物からなる水和剤を組成物に対して、過剰の水の一部を吸着す るのに十分な量だけ添加して、セメント結合材の過水和を防ぐと共に粒子の希釈 叉は凝離を防ぐことができる。セメントを追加することは、また適切な吸着剤ど なるごとが見いだされている。微細な砂もまた、この目的で使用することができ る。無水塩、クレー、超吸収材料、フライアッシュ、叉は他の親水性材料も、特 定の条件の下では使用可能である。この場合、セメントの追加叉は二次的なセメ ント結合材が最も安価な吸水剤であり、この理由から好ましいものである。

或いはまた、過剰の水が組成物の過水和や希釈叉は分離を生ずる前に組成物が迅 速に凝結硬化することを可能ならしめるように、セメント結合材に対して比較的 高速の水和特性を与えるのに十分な量でもって、水和剤として乾燥成分に対して 硬化促進剤を添加することもできる。硬化促進剤は乾燥混合物中に、叉は水中へ と別個に添加することができる。別個に硬化促進剤を用いる代わりに、従来のセ メント質材料を変性して高速凝結組成物を得ることも可能である。

この点に関して、水和剤は熱く水の温度を上昇させて、その水を通って沈降する ときにセメント結合材の凝結及び硬化時間を増すために使用される）及びその他 の添加物、例えば界面活性剤であることができ、組成物が水を通してより容易に 沈降することを可能ならしめる。さらにまた、純水やきれいな水を使用すること は必要とされない。なぜなら物理的な混合によらずに、セメント結合材粒子を水 を通して沈降させる方法により、各々の粒子は適切に水和されるようになるため 、本発明は汚損され汚染された水や、海水においてさえも作用可能なものである からである。

ポルトランドセメントについては、以下の変更の一つ又はそれ以上を行うことに より、混合物の凝結時間は短縮され、硬化促進剤を添加する必要性は排除される 。

１）アルミン酸三カルンウム（３Ｃａｆ）ＡｌｔＯ−）の含有量をタリン力−の 少なくとも約１５ｆｉ量％まで増大させる。これを行うに際しては、珪酸二カル ンウム（２ＣａＯ−ＳｉＯｚ＞の含有量をこれに応じて減少させることが有利で ある。またアルミン酸四カルンウムフェライト（４ＣａＯ・Ａｌｌ０．・Ｆｅｚ ｏｍ）の形成を避けるために、酸化鉄（ｐｅｚｏｓ）含有量はできるだけ低く保 つべきである。

２）遊離石灰（Ｃａｂ）の含有量をできるだけ低く保つ。

３）石膏（ＣａＳＯ，）を添加しないか、または粉砕段階における石膏の添加量 を減らす。好ましい代替物は、炭酸ナトリウムのような炭酸塩化合物、叉は硫酸 カルシウム以外のアルカリ金属硫酸塩、例えば硫酸ナトリウム叉は硫酸マグネン ウムである。現在使用されている無水物叉は二水和物に代えて、半水石膏のよう な別の形態の石膏を用いることにより、有利な組成物を得ることも可能である。

存在しているＣ＋ｚＡｙ、即ち１２Ｃａ０・７Ａｌ＊Ｏｓの割合を増大させるこ とにより、高アルミナセメント（ＨＡＣ）を変性することも可能である。

これは、通常用いられている炭酸リチウムのごとき硬化促進剤の必要性を排除す る。

水和速度をフントロールすることは、多くの用途に結びつく。例えば垂直な表面 をコーティングするためには、流れや垂れ、或いは結合不足といった問題をなく すために、非常に速く凝結する材料を使用することができる。煉瓦積みのために モルタルが必要な場合には、硬化時間の長い材料を用いれば、使う人がこれを用 いて作業するのに十分な時間が与えられる。表面にある部片がまだ適当な水分を 含んでいない場合には、水を追加的に表面に適用するか、叉は乾燥組成物に適用 して、より活性化すると共にさらに仕上げを行わせる。

以前は、・・イウェイその他の水平表面の修復を行うために水の量をフントロー ルすることに関して、常に困難性があった。この問題は本発明によって解決され る。というのは、水の量は乾燥セメント質組成物それ自体の形成によってコント ロールされるからである。

例えば水を建物の基礎、くり穴、モルタル接合部叉はタブ、或いは道路のくぼみ 等に入れ、次いで乾燥セメント質材料を所望の１７ベルに達するまで、注入、ス プレー、或いはスクリーニング等によってこれらの凹みの中に配置させる。過剰 の水がもしあれば、それは乾燥材料によって置換されて凹みから排出される。セ メント質混合物の凝結速度は、特定の用途におけるニーズに合うように調節する ことができる。必要とされる水の量は、使用される特定の組成及び用途によって 変わる。凹みが満たされた後に、上部表面を均すため、ベニヤ板その他の部材を 一番上に置くことができる。

コンクリートの基礎を築くためには、最初に穴を準備し、次いで所要量の水で満 たす。所望の場合には、水の収容を助けるために枠を用いることもできる。次い で乾燥材料を直接に、所望とする高さまで基礎の区域へと注入することができ、 かくして過剰の水が存在するならばこれを置換する。材料が硬化しまた後に、基 礎が完成する。

乾燥組成物が沈降しなければならない水の深さをフントロールすることも可能で ある。これは所望とする厚みを段階的に、即ち積層によって構築することを可能 ならしめるものであり、その場合各段階即ち層においては、乾燥組成物を水中へ と沈降させることによって、所望とする合計の厚みよりも薄い所定の厚みが得ら れる。

ある状況の下においては、穴に少量の割合の水を入れておくごとができ、次いで セメント質混合物の最初の分をこの水の中へと落下させる。この配置を行う一方 において、次いで穴の中にさらなる水を種々の方法によって導入し、同時に残り のセメント質混合物を配置させる。セメント質混合物の最終的な量に到達したな らば、混合物全部を水中へと注入した場合に行うのと同様にして、コテ塗り叉は 他の仕上げを行う目的の下に、表面の領域全体をスプレーすることができる。

穴が有孔性で水を保持することができない場合には、穴の面を完全に濡らし、次 いで迅速に凝結するセメント質混合物を導入することができる。次いで、こうし てライニングされた穴に過剰の水を入れて、上述したようにして処理することが できる。

乾燥成分の密度、形状及び大きさ、並びに水を通ってのその沈降速度のコントロ ールは、セメント質混合物の適切な作用にとって最も重要である。凝結の遅いセ メント質混合物が用いられた場合、大きさや密度が異なりそのままでは沈降速度 がより速い材料を使用する可能性も、セメント質部材の水による活性化の速度を 増大させることによって高められ、均一な混合物が形成される。

特定の用途におけるニーズに適合するように、一定のセメント質組成物の使用を 変更又は調節し得る。最も理想的な状況は、乾燥成分の全てについて沈降速度を バランスさせ、セメントの凝結時間をフントロールして、全ての粒子が適切に水 和され、もしあるならば骨材と共に一体化されるようにすることである。このよ うにして、設置後に水和されるモルタルを用いて、築壁を構築することができる 。プレキャストされプレストレスされた部分を適当な位置に置き、乾燥混合物を 接合部にある水中に配置し、セメント結合材の完全な活性化のために表面を濡ら すことができる。結合材の凝結時間は、セメント成分の選択に応じて、数秒から 数日まで加速したり減速したりすることができる。

本発明の系は、その特定の組成物が受は入れることのできる、何らかの通常の添 加剤と共に用いることが可能である。ある種の組成物、例えば一種以上のセメン ト結合材１００重量％に基づくものについては、別個の水相剤は必要でない。ま たこれらの組成物は、ある種の物性を改良し叉は与えるという目的の下に、系と 両立性のある数多くの化学物質や添加物を含有することができる。硬化促進剤、 減水剤、結合剤、硬化剤、叉は揚水剤や防水補助剤といった添加剤を、本発明の 組成物に対して添加することができる。これらの添加剤や改質剤は水又はセメン ト混合物に対して、どのような順序叉は組み合わせにおいても添加可能である。

これらの添加剤の量や種類は、添加する特定の組成物の凝結硬化時間を考慮に入 れて、通常の用途とは異ならせる必要があろう。

実施例は、水を配置させた後にこの水に対してセメント質組成物を添加すること が上首尾であることを示している。

乾燥した予めブレンドされた材料を使用する場合には、より品質の高い最終生成 物を得る可能性はかなり大きくなる。

骨材が重すぎる場合には、系全体の沈降速度をバランス状態に保つために、より 小さな骨材又はより重量の軽い骨材を使用することができる。

本発明により提供されるところによれば、１、乾燥セメントを使用できる。

２、セメントと砂を使用できる。

３、セメント、砂及び骨材を使用できる。

４、全ての種類のセメントを使用できる。

５、石膏、石灰等々のごとき全ての種類のセメント質粒子を使用できる。

６、全ての種類の化学セメントを、たとえ水溶性の部分を有するものであっても 使用できる。

７゜湿式混合やブレンド装置は必要ない。

８、配置の前に混合物中に水を添加することは不要であり、設備投資の費用及び 洗浄費用の全てを回避し得る。

９、トレミー、吐き管叉はパイプが必要とされるような、深い水の底の方に設置 を行う状況においては、本発明による組成の材料を乾燥状態においてチューブ内 に入れ、ラインの末端において利用可能な水によって活性化し、かくしてコンベ ヤ全体を、湿ったセメントのない状態に保つ。

１０゜適当な強度の発展をもたらし又は水の過剰の吸着を防止するためには混合 物中におけるセメント含有量が低すぎて、混合物か弱くなったり又は凝離したり する結果となる場合には、過剰の水が混合物の品質を劣化させるのを防止するた めに、より多くのセメントを添加するか、又は吸水材料を添加することができろ 。

本発明のセメント混合物であって、セメント質結合材が２０％より少ないものは 、水の過剰や分離を防ぐため、混合物中に何らかの追、　　前約な吸水剤を有す るべきである。或いはまた、迅速に凝結するセメント質混合物や硬化促進剤を含 む組成物を用いて、過剰の水がセメントのＭＭや希釈を生ずる前に、セメントの 凝結を可能ならしめることもできる。理想的には、混合物中のセメント質組成物 が、可能な限り最大の吸水量を持つべきである。結合材に化学的に結合した水の 割合が高くなるにつれて、より良好でより多様性のある生成物が得られるように なる。

２０％より多いセメントを含有しているセメント質混合物は、用途に応じて付加 的なセメントや吸水剤、又は硬化促進剤などを必要とし、若しくは必要としない 。

便宜−ヒの目的で、そしてまた本発明の乾式ブレンドの側面における好まＩ２い 実施例の詳細を伝達するために、ここにおける説明を、セメント質組成物を与え るためにセメント質材料を混合文は絹み合わせるための方法に関して行う。しか しながらは・）きりと理解されるべきことは、非セメント質の組成物又は混合物 を与えるため（、″、他の材料も本発明に従って混合文は組み合わせることがで きるということである。

本発明の方法に従ってセメント質組成物を調製するために使用される一次材料に は、ポルトランドセメント、石膏、高アルミニウムセメント、他の特殊セメント 、モルタル及びこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものでは ない。−次材料という用語にはまた、例えば約２０から３０パーセントのアルミ ン酸三カルシウムを含むような変性セメントが含まれる。（普通のポルトランド セメントは、約１０から１５パーセントのアルミン酸三カルシウムを含む。）こ れらの材料については、最適な結果を得るために、組成物中の酸化鉄及び酸化カ ルシウムの含有量を実用的な値にまで低くすることが有利である。

一次材料にはまた、「水硬セメント」という用語で示される他のセメントを含め 得る。ここではこの用語は、前述した材料に加えて、膨張セメント、ＡＥセメン ト、ポゾランセメント、スラグセメント、メーソンリーセメント、白色ポルトラ ンドセメント、着色セメント、抗菌セメント、防水セメント・、高炉・（！メン ト、耐火セメント、自己応力セメント及び類似の材料を意味するために用いてい る。

また、ここで用いている「石膏」という用語は、技術的に通常理解されているご とき石膏を含むことを意図するものである。これには硫酸カルシウム（ＣａＳＯ ４）及びその種々の形態、つまり無水硫酸カルシウム、硫酸カルシウム半水塩、 硫酸カルシウムニ水塩、並びに焼き石膏（ｃａｌｅｉｎｅｄｇｙｐｓｕｍ）、与 圧焼き石膏、及び焼き石膏（ｐｌａｓｔｅｒｏｆ　Ｐａｒｉｓ）が含まれる。

二次材料に含まれるものには、砂、骨材粒子又はこれらの混合物のような充填材 成分、並びに最終的なセメント質組成物に対して何らかの性質又は特性を与える ために含められる広い範囲の種々の添加剤がある。そのような添加剤には、凝結 遅延剤、硬化促進剤、減水化合物、揚水補助剤、吸水化合物、防水剤、ポリマー 、乾燥収縮阻止剤、湿潤収縮阻止剤、石灰、顔料、結合剤い硬化剤その他がある が、これらに限定されるものではない。

一般に、本発明の混合物は少なくとも２０パーセントのセメント質結合材を有す るべきである。しかし本発明は、最低で約１０重１％の結合材があれば作用可能 である。例えば、２０％よりも少ないセメント質結合材を有するセメント混合物 は、水が過剰になりまた凝離することを防ぐために混合組成中に幾らか添加され た吸水剤を有するべきであり、叉は過剰の水で水和された場合に混合物が迅速に 硬化することができるように、硬化促進化合物を含むべきである。理想的には、 混合物中のセメント質組成物は、可能な限り最大量の吸水性を有するべきである 。結合材に化学的に結びついた水の割合が太き（なるにつれて、より良質でより 融通性のある生成物を得ることができる。

さて第一図を参照すると、そこに示されているのは本発明を実行するための装置 であって、これは全体が参照番号１ｏで示されでいる。

この装置の基本的な構成部材はカラム１２であり、それは上端１６に配置された 入口手段１４と、下端２０に配置された出口手段１８を含んでいる。入口手段１ ４は、キャップ２２によって密封されるよう構成されている。同様に、出口手段 １８は図示のごとく閉鎖部材２４によって密封されるよう構成されており、この 閉鎖部材は下端２ｏにおいて枢着２６されて、カラム１２に対して枢動可能に設 けられている。

カラム１２は、逆円錐形状で先組りしている下端２０を有する円筒形のチューブ とし７て示されている。相当量の最終混合生成物をもたらすために、カラム１２ の高さの直径に対する比は１；１以上、好ましくは約１５＝１よりも大きくある べきである。

本発明においては、広範囲の流体媒体を使用することができる。

乾燥混合物の試製のためには、空気や酸素のような気体、叉は窒素、アルゴンそ の他のような不活性ガスが非常に適切なものであり、これらの混合物もまた適し ている。吸湿性の粒状材料が混合される場合には、ガス状の流体媒体中における 水分即ち湿分含有量は最低レベルに維持すべきである。必要な場合には、流体を カラム内に導入するに先立ってガスを加熱し、何らかのそのような水分を除去す ることができる。

他の適当な流体媒体には液体があり、これは例えば水や水性溶液であって、水性 溶液には酸性や塩基性のものを含む。また、作用温度及び圧力下（通常は常温常 圧）において液体である何らかの有機溶媒も使用することができ、それにはへ牛 サン、デカン、ベンゼン、トルエン、ガソリン、灯油その他のような、パラフィ ン系、脂肪族′系、又は芳香族系の有機溶媒が含まれる。ハロゲン化（基本的に は塩素化）された炭化水素、例えば二塩化エチレン叉は三塩化炭素などもまた適 当である。どのような引火点を持つ溶媒も使用可能であるが、火災や爆発の可能 性を最小限にするために、比較的引火点が高く、適当な蒸気圧を有するものが好 ま【２い。引火点の低い溶媒を使用する場合には、火災や爆発の危険に関する適 切な事前の警告と、安全手段とが講じられねばならない。

ここにおける説明のために好ましい一つの液体は水であり、これは流体入口手段 ３０を介してカラム１２の中空の内部２８へと導入される。

出口手段１８が閉鎖部材２４によって密封されていると、水はカラムの底部に導 入され、それによって水は中空の内部２８の底部を満たし、上端１６の方向に向 けて徐々に上方へと移動する。水が少なくとも中空の内部２８を実質的に満たす レベルまで上昇したとき、−次材料、即ちここでの説明においてはポルトランド セメントである一次材料が、入口手段１４を介してカラム１２内へと導入される 。

最終的なセメント質組成物を生成するのに必要な各々の材料の合計量は、本発明 の実行を開始するに先立って求めることができる。

所望とするセメント質ブレンドを得るために使用される各成分の特定の量及び種 類、並びに一つ以上の添加材を含有せしめたり又は除去したりすることは当業者 に周知の蔓項であり、ｌ：こで詳述することは必要でない。

所定量のポルトランドセメントがカラム１２内へと入口手段１４を介ｌ、て導入 される。その所定量が完全にカラム１２内へと導入されたならば、入口手段１４ は閉鎖部材２２を係合させるごとによって密封される。中空の内部２８に備えら れた水を通ｌ、てポルトランドセメントが硬化するにつれて、供給バイブ３２ａ 、３２ｂ及び３２ｃを介してカラム１２内へと二次材料を導入することができ、 かくしてこの二次材料をポルトランドセメントと密に接触させ、ポルトランドセ メントの沈降経路に沿ってポルトランドセメントと混合するようにできる。どの ような二次材料でもポルトランドセメントが降下する経路に沿ってそれと密に接 触することができるように、水中におけるセメントの沈降速度は、中空の内部２ ８におけるセメント塩の所在がどの時点でも求められるように求めておかねばな らない。

流体媒体（即ち水）を通ってのポルトランドセメントその他の材料の沈降速度は 、材料の密度及び比重、並びに大きさ、形状及び表面特性などの幾つかの要因に 依存している。

一般に、ポルトランドセメントの沈降速度を求めるためには、ある量の乾燥した セメントを、約７５％が水で満たされている口の開いた直径７６ミリ（３インチ ）のプラスチック叉はガラス製のプリンダー内に注入する。セメントが水を通っ て完全に降下するのに要する時間は、そのセメントの水中での沈降速度がどのく らいかについての適当な指標をもたらす。そして、そのセメントの水中での沈降 速度とカラムの長さの両者が判っていれば、如何なる時点においてもカラム１２ 内におけるセメント粒子の正確な所在を容易に求めることができる。

所望ならば、セメントの沈降速度は本発明の実施者によっである程度調節するこ とも可能である。例えばセメントの大きさ、密度及び／叉は形状を変更して、セ メントの粒子が水を通ってより口中に降下するようにすることが可能である。こ れに加えて、叉は別のやす方として、セメントと別個に又はセメント自体と一緒 に界面活性材を水に加えて表面及び７／叉は界面張力を減少させ、それによって 水を通し〔の粒子の分散を補助することが可能である。さらに、水和されたセメ ノド混合物の特性を変質又は改良するための望ましい添加剤を、粒子状の添加剤 として導入されているものの代わりに添加することもできる。

二次材料が中空の内部２８へと導入される速度、及びかかる導入される材料の量 は、バルブ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃによって調節できる。二次材料がポルトラ ンドセメントに密に接触して所望とする一体性を持つセメント質組成物を与える ようにするために、ポルトランドセメントの降下経路に沿って中空の内部２８へ と二次材料を導入するのに最も望ましい正確な角度は、定型的な試行錯誤実験に よって容易に求めることができる。

中空の内部からセメント質生成物を取り出すには、閉鎖部材を開いて生成物が重 力によって適当な受容体（図示せず）へと流出し得るようにし、かくしてセメン ト質生成物を作業場所へと首玉その他により運搬可能なようにし得る。

当業者には、本発明の方法がその構成的簡便さにおいて実質的な利点をもたらす ことが容易に判る。これにより、バッフル、トレーその他といった内部的な構成 部材を用いることは不要となる。さらにまた、攪拌器、インペラーその他の混合 装置を不要としたことで、ユーザーは、本発明におけるエネルギー人力量が少な く且つメンテナンス条件が僅かであることに基づき、作動コストの非常に大きな 削減を行うことができる。

上述したように、本発明の方法は、非セメント質材料を混合又はブレンドして非 セメント質混合物を生成するためにも使用する事ができる。例えば種々の有機又 は無機パウダーを本発明に従ってブレンドして、食料製品や薬剤製品といった各 種の商業的生成物を生成することができる。これらの場合には流体は、ここでの 説明において特別に用いられている水ではなしに、不活性ガスで有り得る。本発 明の方法はまた、有機樹脂を製造するためにも使用することができる。

大抵の粒状フンパウンドを混合し得るようにする場合には、カラムを構成する材 料は炭素鋼としうるが、用途が特定されているならば、別の素材を使用すること ができる。例えば高い生成物純度が必要な場合には、ステンレス鋼や、ライニン グされ叉はコーティングされたスチール或いは一体の容器としてプラスチックを 用いることができ、他方非常に摩耗性のパウダーに関しては耐火性セラミック、 タイル、叉はゴムライニングを使用することができる。

−次材料と二次材料は相互に実質的に非反応性であることが好ましく、また流体 媒体とも反応しないことが好ましいが、所望の生成物を得るために一次材料と二 次材料を相互に、叉は流体媒体と反応させることも可能である。

また、流体媒体が、−次材料および二次材料を結合して所望とする生成物を形成 することのできる成分を含んでいるという状況も考慮されている。−例として、 通過するセメント質材料と混合するように水に対して硬化促進剤を添加する口と ができ、それによって比較的速く凝結する組成物を得ることができる。

夫産呵 本発明の範囲について、以下の実施例に間違してさらに説明する。

これらの実施例は本発明の好ましい実施形態を示すという目的だけのために記載 したものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

以下に示す実施例においては、各々のセメント質組成物の成分は細かく分割され た粒子から製造されたものであり、水中における沈降速度は実質的に同じであっ て、前に述べた利点が達成され得るようになっている。

以下の例のうち最初の９つは、半分水で満たされた１０センチ（４インチ）×２ ０センチ（８インチ）のシリンダー内へ注入されたセメント質材料についてのも のである。この材料は、それがシリンダーの頂部付近（即ち約１３ミＩＪ　（１ ／２インチ）下側からやや上）のレベルに到達するまで注入された。この混合物 は均されて、シリンダー内にエアポケットが存在しないようにされ、頂上に乾燥 したパウダーが残っている場合にはさらに水が加えられ、そして次いでセメント 質組成物が硬化するようにされた。

夫皇皿よ（比較例） 物　　！（通常の砂／セメント混合物）紋−念ボルトランドセメント・タイプ１ 　　　　　　　　　　　　　２０％砂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　８゜９硬化時間２０時間。

２４時間における圧縮強度はＯ，０ｐｓｉ　（少なすぎるセメント、また吸着剤 や硬化促進剤がない）。

ポルトランドセメント・タイプ１　　　　　　　　　　　　　９０％砂　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０％硬化時間 １２時間。

２４時間における圧縮強度は１．１００ｐｓｉ。

ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　５０％砂　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０％硬化時間１ ６時間。

２４時間における圧縮強度は６００ｐｓｉ。

亙塵五土（比較例） 物　　質　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　割　合 ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　５０％玉砂利　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０％硬化時間１６時間。

２４時間における圧縮強度は０．０ｐｓｉ　（異なる沈降速度）。

寒塁匹１ 物　　質　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　側御」 １ポルトランドセメント・タイプＩ［５０％焼き石膏　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　５０％硬化時間１０分間。

２４時間における圧縮強度は１．６００ｐｓｉ。

火嵐匹立 物　　質　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　割　金 高アルミナセメント　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０％砂　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０％硬化時間 １２時間。

２４時間における圧縮強度は１．１００ｐｓｉ。

寒塁烈工（比較例） Ｌ」　　　　　　　　　　　割合 高アルミナセメント　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０％砂　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０％硬化時間 ２０時間。

２４時間における圧縮強度は０．０ｐｓｔ　（少なすぎるセメント、また吸着剤 や硬化促進剤がない）。

夫度佐ｌ 敬−−！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　剋−金高アルミナ セメント　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５％ポルトランドセメント・ タイプＩＩ［２５％炭酸リチウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １％砂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　４９％硬化時間５分間。

２４時間における圧縮強度は１．１００ｐｓｉ。

大度匹１ 隻−一！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五−含酸化マグ ネシウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０％燐酸アンモニウム　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０％砂　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０％硬化時間５分間。

２４時間における圧縮強度は１．１００ｐｓｉ。

種々の大きさの実験用標本を使用することに基づく、最終的な水和組成物の特性 の相違を示すために、以下に表Ａを提示した。２つの異なる組成の４つの異なる 大きさの実験用標本を、１日目と７日目に圧縮強度について試験した。各々の場 合について実験用標本は、それぞれ４０％が水で満たされた容器内に乾燥組成物 を注入することによって形成された。

表　　Ａ 組　　成　　　　経時　　２″×１”×２°２゛　　直径３°×直径４”×２０ ％ポルトランド　ｌ　　　　８５０　ｐｓｉ　　５８０　ｐｓｉ　　　Ｏｐｓｉ 　　　Ｏｐｓｉ（白色タイプＩｌり　　７　　　３０００　ｐｓｉ　１４８０　 ｐｓｉ　　６５０　ｐｓｉ　　５７０　ｐｓｉ８０％砂＃１ ２０％５ｅｃａｒ　５１　１３６５０　ｐｓｉ　３２００　ｐｓｉ　１０８０　 ｐｓｉ　７６０　ｐｓｉ８０％砂＃　１　　　　７　　４９５０　ｐｓｆ　３５ ００　ｐｓｉ　１３００　ｐｓｉ　１１００　ｐｓｉ＊５ｅｃａｒ　５１は高ア ルミニウムセメント上記の結果は、実験用標本の大きさが小さくなるにつれて組 成物がより高い圧縮強度を生ずることを示している。

以下の実施例は、立方形の型から得られた立方体の調製に基づいている。立方形 の型は半分が水で満たされ、それに対して前述したのと同じ仕方で、乾燥したセ メント質組成物が加えられた。

寒流！ｌヒ区 以下の処方が準備された。比率は全て、特記しない限り重量パーセントで与えら れている。

実施例 成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　１０　　１１　　１２　　１３　　 １４ポルトランドセメント・タイプＩ　　　９０　　９０　　９０　　−　　− 炭酸ナトリウム　　　　　　　　　　　ｓ　　　ｓ　　　ｉｏ　　　ｉｏ　　　 １０塩化カリウム　　　　　　　　　　　　５−−−−ギ酸マグネシウム　　　 　　　　　　　−５−−−無石膏ボルトランドセメント　　　　　−　　−−９ ０５０砂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−−−４０これらの処方 は硬化時間及び初期強度について試験した。その結果を以下の表Ｂに示す。

表　　　Ｂ 初期硬化最終硬化１日目強度３日目強度７日目強度１２　　　　　５　　　１４ 　　　　７７５　　　　　　　　１．３００これらの実施例は、混合物を水中に 落とす前に、種々の硬化促進剤を乾燥セメント質混合物に加え得ることを示して いる。

夾胤匹■ この実施例では、アルミナセメント１９．７％、ポルトランドセメント４０％、 砂４０％及び炭酸リチウム０．３％からなる乾燥組成物を調製し、プレブレンド した。この処方のものをさまざまな温度の水の中へと落下させて、その温度の水 が混合物の最終硬化時間にどのような影響を持つかを調べた。結果を以下に示す 。

水温（下）　　　　　　　　　　　」性嗟±薩翌ユ盆と７０（水道水）　　　　 　　　　　　　　　　８１１Ｏ（水道水）　　　　　　　　　　　　　　５１８ ０（水道水）　　　　　　　　　　　　　　３３２（塩水）　　　　　　　　　 　　　　　　　１９４５（塩水）１５ ６２（塩水）１４ ８０（塩水〉１０ １０８（塩水）　　　　　　　　　　　　　　　　にれらの実施例は、硬化又は 凝結促進剤として熱を使用するごとを示している。また、本発明は新しく蛇口か ら出した（即ち飲用可能な）水の代わりに塩水や汚水でも作用可能である。

実施例１６−２０ 以下の硬化促進剤の飽和溶液を含んでいる水の中へと、１００％のポルトランド セメント・タイプＩを注入した。

夫皇何　　　　　　　　　　　硬化促進剤１６　　　　　　ギ酸ナトリウム／炭 酸ナトリウム５０・５０混合物１７　　　　　　　　　　　　塩化カルシウム１ ８　　　　　　　　　　　　フッ化カリウム１９　　　　　　　　　　　　ギ酸 カルシウム２０　　　　　　　　　　　　炭酸ナトリウム硬化時間と初期強度に ついての結果を表Ｃに示す。

表　　　Ｃ 初期硬化最終硬化１８目強度３日目強度７日目強度に里皿　　　（分）　　（分 ）−」匹Ω−−Ｕ臣σ−−島互Ω−１６７００２，３５０２，６２５ ２０６０６７００１，６５０２，１７５このことは、固体の硬化促進剤化合物を 、乾燥セメン１４合物よりもむしろ水の中に添加し得ることを示している。

実施例２１ 等しい沈降速度を有する粒子からなる均整のとれたポルトランドセメントの処方 を水９０％、トリエタノールアミン１０％の混合物中に注入した。トリエタノー ルアミンは硬化促進剤として作用し、以下の特性が得られた。

初期硬化　　　最終硬化　　　初期強度　　　１日目強度３分　　　　　８分　 　　２時間、１００ｐｓｉ　　　２７５　ｐｓｉこの実施例は、乾燥したセメン トよりもむしろ水中に添加された液体の硬化促進剤について作用可能な本発明の 能力を示している。

寒星匹坦 以下の実施例は、高アルミナセメントを改質して本発明の望ましい結果を達成す ることを示している。

豐−亘　　　　　　　　　　　　　　　　　　繊亙人　　級立旦ポルトランドセ メント・タイプＩ　　　　　　　　４０％　　　４０％「０」砂　　　　　　　 　　　　　４０％　　４０％通常の高アルミナセメント　　　　　　　　　　２ ０％　　　−−−ＣｔｚＡ、の増大した改質高アルミナセメント２０％最終硬化 時間　　　　　　　　　　　　　　　　８分　　　３分１時間の圧縮強度　　　 　　　　　　　　　　ゼロ　　２５０　ｐｓｉこの実施例は、乾燥したセメント よりもむしろ水中に添加された液体の硬化促進剤について作用可能な本発明の能 力を示している。

実施例２３−３０ 以下の実施例は、立方形の型から得られた５１ミ’Ｊ（２インチ）の立方体の調 製に基づいている。型は半分が水で満たされ、それに対して乾燥したセメント質 組成物が、実施例１−９と同様の仕方で添ポルトランドセメント・タイプ１　　 　　　　　　　　　　　１６％Ｐ４０砂　　　　　　　　　　　　　　　　８４ ％１日目の日目−７５ｐｓｉ Ｘ皿皿旦 Ｕ　　　　　　　　　　　　割合 ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　　１６％Ｐ４０砂 　　　　　　　　　　　　　　　　８３％＊ＪＭ　Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌ　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１％１日目日目度−１５０ｐｓｉ ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　　１６％Ｐ４０砂 　　　　　　　　　　　　　　　　、４％Ｍｏｎｔｏｕｒのフライアッシュ　　 　　　　　　　　　　　　　　　１０％１日目の日目−２５０ｐｓｉ 火星−匹 ポルトランドセメント・タイプ１　　　　　　　　　　　　　１６％Ｐ４０砂　 　　　　　　　　　　　　　　　７３％＊ＪＭ　Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌ　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１％Ｍｏｎｔｏｕｒのフライアッシュ　 　　　　　　　　　　　　　　　　１０％１日目の日目−３２５ｐｓｉ 寒痰帆旺 宣−一！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　剋−金ボルトランドセ メント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　１５％Ｐ４０砂　　　　　　　　 　　　　　　　　　８５％１日目の日目−５０ｐｓｉ 夫痰性坦 Ｌ」　　　　　　　　　　　割合 ポルトランドセメント・タイプ１　　　　　　　　　　　　　１５％Ｐ４０砂　 　　　　　　　　　　　　　　　８４％＊ＪＭ　Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌ　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１％１日目日目度−７５ｐｓｉ 夫痰匠旺 Ｌ」　　　　　　　　　　　割合 ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　　１５％Ｐ４０砂 　　　　　　　　　　　　　　　　７５％Ｍｏｎｔｏｕｒのフライアッシュ　　 　　　　　　　　　　　　　　　１０％１日目の強度−１７５ｐｓｉ 実施例覗 １」　　　　　　　　　　　割合 ポルトランドセメント・タイプＩ　　　　　　　　　　　　　　Ｉｓ％Ｐ４０砂 　　　　　　　　　　　　　　　　　７４％本ＪＭ　　Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌ　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　１％Ｍｏｎｔｏｕｒのフライアッシュ　　　　　　　　　　　　　　　　　 １０％１日目の日目−５０ｐｓｉ ＊ＪＭ　Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌはジヲーンズ・マンピル社の製品である。これは合 成珪酸カルシウムであって、非常に表面積が大きいことから極めて高い液体吸着 能力を備えている。しかしこれは水硬セメントではない。

ここに開示された発明は、前に述べた目的を充足するように十分に計算されたも のであることは明かであるが、当業者は数多くの設計変更をなし得るものである ことは理解されよう。請求の範囲は、そのような設計変更及び実施例の全てを、 本発明の真の思想及び範囲内に包含することを意図したものである。

国際ｖ４査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　組成物に対して強度を付与するのに十分な量の、細かく分割された粒子形状 の少なくとも一つのセメント結合材と；充填材料と；過剰の水が組成物の実質的 な希釈及び凝離を生じ得る前に組成物の完全な凝結及び硬化を可能ならしめるよ うにセメント結合材が適切に水和することを可能ならしめるのに十分な量で存在 する水和剤と；セメント結合材を水和するのに必要なよりも過剰な量で存在する 水の中へ落とされた場合に、水中へと落とされた場合に生ずるものの他には乾燥 組成物の如何なる種類の物理的な混合もなしに組成物が固形塊状物へと水和及び 硬化することを可能ならしめるのに十分な速度で組成物が凝結し得るように、粒 子の大部分がほぼ同じ沈降速度を有することからなる、乾燥セメント質組成物。 ２　実質的に全ての粒子が水中でほぼ同じ沈降速度を有し、組成物は乾燥ブレン ドされて均一なコンシステンシーを持つ、請求項１の組成物。 ３　セメント結合材は少なくとも５重量パーセントの量で存在する、請求項１の 組成物。 ４　セメント結合材は約２０重量パーセントよりも少ない量で存在する、請求項 ３の組成物。 ５　水和剤は、凝結及び硬化の際における組成物の希釈及び凝離を実質的に妨げ るべく過剰の水の一部を吸収する吸水剤コンパウンドである、請求項１の組成物 。 ６　水和剤は組成物の迅速な凝結及び硬化を可能ならしめるべくセメント結合材 に比較的速い水和特性を付与する硬化促進剤コンパウンドである、請求項１の組 成物。 ７　硬化促進剤は、乾燥セメント質組成物が注入される水の中に存在している、 請求項６の組成物。 ８　水和剤は、乾燥組成物の凝結及び硬化を促進させるよう水に対して加えられ る熱である、請求項７の組成物。 ９　組成物が迅速に凝結及び硬化することを可能ならしめるべく組成物に高速凝 結特性を与えることによって硬化剤として作用するようにセメント結合材が処方 され、製造され叉は改質される、請求項７の組成物。 １０　セメント結合材は改質ボルトランドセメントである、請求項９の組成物。 １１　ボルトランドセメントは、石膏含有量を痕跡量まで減少させることにより 改質されている、請求項１０の組成物。 １２　改質ボルトランドセメントは石灰及び酸化鉄含有量も減少されている、請 求項１１の組成物。 １３　セメント結合材は改質高アルミナセメントである、請求項９の組成物。 １４　高アルミナセメントはＣ１２Ａ７含有量を増大させることにより改質され ている、請求項１３の組成物。 １５　水和剤は微細な砂である、請求項１の組成物。 １６　組成物に対して強度を付与するのに十分な量の細かく分割された粒子形状 の一つ叉はそれ以上のセメント結合材と、セメント結合材を水和するのに必要な よりも過剰な量で存在する水の中へ落とされた場合に水中に落とされた場合に生 ずるものの他には乾燥組成物の如何なる種類の物理的な混合もなしにセメント結 合材が水和して組成物が固形塊状物へと硬化することを可能ならしめるのに十分 な速度で組成物が凝結し得るように、粒子の大部分がほぼ同じ沈降速度を有する ことからなる、乾燥セメント質組成物。 １７　少なくとも二つの異なる結合材が存在する、請求項１６の組成物。 １８　さらに充填材料を含む、請求項１６の組成物。 １９　さらに水和剤を含む、請求項１６の組成物。 ２０　実質的に全ての粒子が水中でほぼ同じ沈降速度を有し、組成物は乾燥ブレ ンドされて均一なコンシステンシーを持つ、請求項１６の組成物。 ２１　基体上に乾燥セメント質組成物を適用するための方法であって、適用すべ き第一の乾燥セメント質の水和に要するよりも過剰な水で基体を満たし、 粒子の実質的な希釈叉は凝離を生ずることなく第一の乾燥セメント質組成物が水 の一部と結合して水和されるようになると共に過剰の水が存在するならば乾燥組 成物を落下させることによってこれを前記基体から置換する仕方でもって、細か く分割された粒子形状の少なくとも一つのセメント結合材を有する第一の乾燥セ メント質組成物を如何なる種類の物理的な混合もなしに水中へと落下させること により、前記基体上に水和されたセメント質組成物の第一の層を適用し、 前記第一の層の上にさらなる水を供給し、前記セメント質組成物の完全な水和を 確実ならしめると共に、第一の層の上に適用される第二の乾燥セメント質組成物 の水和に必要なよりも過剰な水を提供し、 粒子の実質的な希釈叉は凝離を生ずることなく第二の乾燥セメント質組成物が水 の一部と結合して水和されるようになると共に過剰の水が存在するならば乾燥組 成物を落下させることによってこれを前記基体から置換する仕方でもって、細か く分割された粒子形状の少なくとも一つのセメント結合材を有する第二の乾燥セ メント質組成物を如何なる種類の物理的な混合もなしに水中へと落下させること により、前記第一の層上に水和されたセメント質組成物の少なくとも一つの第二 の層を適用し、必要に応じて第二の層の組成物の完全な水和を確実ならしめるた めさらに水を加え、 水和された層を固形塊状物へと硬化せしめることからなる方法。 ２２　第一及び第二の乾燥セメント質組成物の各々の有する粒子の大部分は、組 成物を基体に対して適用するのを容易ならしめるべく本質的に同じ沈降速度を持 っている、請求項２１の方法。 ２３　第一及び第二の組成物の実質的に全ての粒子が本質的に同じ水中沈降速度 を有する、請求項２２の方法。 ２４　第一の層は充填材を優勢に含んでなり、少なくとも一つの第二の層の乾燥 組成物は組成物に対して高速凝結特性を与えるのに十分な量のセメント結合材か らなる、請求項２１の方法。 ２５　第一の層及び少なくとも一つの第二の層が袋から乾燥組成物を注入するこ とによって基体へと適用され、前記組成物の第一の部分は充填材料を優勢に含み 、第二の部分はセメント結合材を含み、第一の部分は第一の層として適用され第 二の部分は第二の層の一つとして適用される、請求項２４の方法。 ２６　少なくとも一つの層の凝結及び硬化を促進させることをさらに含む、請求 項２１の方法。 ２７　硬化促進段階は、乾燥組成物を水中に落とす前に水を加熱することからな る、請求項２６の方法。 ２８　硬化促進段階は、乾燥組成物を水中に落とす前に硬化促進剤コンパウンド を水中に取り込むことからなる、請求項２６の方法。 ２９　硬化促進段階は、乾燥組成物を水中に落とす前に乾燥組成物に硬化促進剤 を添加することからなる、請求項２６の方法。 ３０　硬化促進段階は、セメント結合材を改質して凝結及び硬化特性を増大させ ることからなる、請求項２６の方法。 ３１　改質セメント結合材はアルミン酸三カルシウム含有量が増大されたボルト ランドセメントである、請求項３０の方法。 ３２　改質ボルトランドセメントはアルミン酸二カルシウム、石膏、石灰及び酸 化鉄含有量が減少されている、請求項３１の方法。 ３３　改質セメント結合材は高アルミナセメントであり、カルシウム対アルミン 酸の比が増大されていて、組成物に高速凝結及び硬化特性を付与する、請求項３ ０の方法。 ３４　少なくとも一つの乾燥組成物が導管によって水中へと送られて、乾燥組成 物が水中を通って降下しなければならない距離が最小限とされる、請求項２１の 方法。 ３５　乾燥組成物が水中を通って降下する距離を増大すべく、乾燥組成物は大部 分の粒子が本質的に同じ水中沈降速度を有するよう処方されている、請求項３４ の方法。 ３６　基体上にセメント質組成物を設置するための方法であって、適用されるセ メント質組成物の水和に必要なよりも過剰の水で基体を満たし、 前記満たされた基体に対して細かく分割された粒子形状の少なくとも一つのセメ ント結合材を有する乾燥セメント質組成物を適用し、結合材の粒子の大部分にほ ぼ同じ水中沈降速度を備えさせ、前記組成物を前記満たされた基体に対して、セ メント質組成物を水中へと単に適用することにより生ずる混合の他にはセメント 質組成物と水との如何なる種類の物理的な混合もなしに、且つセメント質組成物 が水の一部と結合して乾燥組成物を完全に水和する仕方でもって適用し、 前記水和したセメント質組成物の固形塊状物への硬化を行わしめることからなる 方法。 ３７　基体の断裂叉は開口を修復するための方法であって、前記断裂叉は開口を 水で実質的にみたして、前記団裂叉は開口を充填するのに用いられる量のセメン ト質材料の水和に必要とされるよりも過剰量を与え、 前記断裂叉は開口を細かく分割された粒子形状のセメント結合材を有する乾燥セ メント質組成物で実質的に充填し、結合材粒子の大部分にほぼ同じ沈降速度を与 え、セメント質組成物と水との如何なる種類の物理的な混合もなしに前記組成物 を前記水の中へと注入することにより、乾燥セメント質組成物が水の一部と結合 することによって完全に水和されるようになる場合に混合を生じさせ、 前記水和されたセメント質組成物の固形塊状物への硬化を行わせることからなる 方法。 ３８　運搬、保存及び取扱いが容易な所定の寸法及び重量の袋に包装された乾燥 セメント質組成物であって、セメント結合材と充填材からなり充填材が優勢な成 分である第一の部分と、 同じセメント結合材と充填材からなり、セメント結合材が優勢な成分であって組 成物の硬化を可能ならしめるのに十分な量で存在している第二の部分とからなる 組成物。 ３９　すべての部分のセメント結合材含有量の合計は、約５から９５量量パーセ ントの間の量となる、請求項３８の組成物。 ４０　すべての部分のセメント結合材含有量の合計は、約１０から５０重量パー セントの間の量となる、請求項３８の組成物。 ４１　組成物に対して特定の性質を付与するために、第一及び第二の部分の少な くとも一方は、界面活性剤、硬化促進剤、吸水コンパウンド、減水コンパウンド 、遅延剤、揚水補助剤、防水剤、ポリマー、叉は湿潤若しくは乾燥収縮阻止剤の 少なくとも一つをさらに含む、請求項３８の組成物。 ４２　充填材は砂叉は骨材である、請求項３８の組成物。 ４３　各々の部分における粒子の大部分はほぼ同じ水中沈降速度を有する、請求 項３８の組成物。 ４４　組成物の本質的に全ての粒子がほぼ同じ水中沈降速度を有する、請求項３ ８の組成物。 ４５　各々の部分は均一なコンシステンシーを有するよう乾燥ブレンドされてい る、請求項３８の組成物。 ４６　基体上に乾燥セメント質組成物を適用する方法であって、適用される乾燥 セメント質組成物の水和に必要なよりも過剰の水で基体を満たし、 組成物のセメント結合材を水和する仕方でもって、如何なる種類の物理的な混合 もなしに水中へと組成物を落下させることによって、請求項１６の組成物を前記 基体上へと適用し、水和された組成物の固形塊状物への硬化を行わせることから なる方法。 ４７　前記基体は開口を含み、前記組成物が前記開口を実質的に満たす、請求項 ４６の方法。 ４８　前記組成物は高速硬化特性を有し、水和された組成物は迅速に凝結して固 形塊状物となり得る、請求項４５の方法。 ４９　基体上に乾燥セメント質組成物を適用する方法であって、適用される乾燥 セメント質組成物の水和に必要なよりも過剰の水で基体を満たし、 組成物のセメント結合材を水和する仕方でもって、如何なる種類の物理的な混合 もなしに水中へと組成物を落下させることによって、請求項１８の組成物を前記 基体上へと適用し、水和された組成物の固形塊状物への硬化を行わせることから なる方法。 ５０　基体上に乾燥セメント質組成物を適用する方法であって、適用される乾燥 セメント質組成物の水和に必要なよりも過剰の水で基体を満たし、 組成物のセメント結合材を水和する仕方でもって、如何なる種類の物理的な混合 もなしに水中へと組成物を落下させることによって、請求項１９の組成物を前記 基体上へと適用し、水和された組成物の固形塊状物への硬化を行わせることから なる方法。 ５１　上端と下端を有する混合カラム内へと流体媒体を、流体がカラムを少なく とも実質的に満たし得るに十分な時間に亙って導入し、混合カラムの上端におい て少なくとも一つの一次材料を導入し、流体媒体を通して一次材料を所定の速度 において降下せしめ、少なくとも一つの二次材料を混合カラム内へと所定の位置 を介して、二次材料が一次材料と共に流体媒体を通って降下するのに十分な角度 及び速度でもって導入して、一次材料と二次材料とが混合カラムの下端に達する までに流体媒体を通して降下するにつれて連続的に混ざり合うようにし、 混合カラムの下端から一次材料と二次材料の混合物を回収することからなる、材 料混合方法。 ５２　一次材料と二次材料の各々を粒子形状において処方し、その大部分が混合 カラムを通って材料が降下する距離に沿って同じ沈降速度を有することをさらに 含む、請求項５１の方法。 ５３　一次材料と二次材料を実質的に同じ沈降速度を有するように処方し、一次 材料と二次材料を混合カラムの上端の実質的に同じ位置で導入することをさらに 含む、請求項５２の方法。 ５４　一次材料と二次材料の粒子の大部分が異なる沈降速度を持つよう処方し、 一次材料と二次材料をカラムに沿う別々の位置で導入することをさらに含む、請 求項５２の方法。 ５５　流体媒体が気体からなる、請求項５２の方法。 ５６　流体媒体が水からなり、一次材料がセメント質材料である、請求項５１の 方法。 ５７　セメント質材料がボルトランドセメント、ボルトランドセメント以外のア ルミン酸三カルシウムセメント、石膏、高アルミナセメント、燐酸マグネシウム 、珪酸アルミニウム、叉はこれらの組み合わせからなる、請求項５６の方法。 ５８　二次材料が最終セメント質組成物に特定の物性を与えるための充填材成分 叉は添加剤の一つ叉はそれ以上からなる、請求項５７の方法。 ５９　充填材成分が砂、骨材、叉はこれらの混合物である、請求項５８の方法。 ６０　添加剤が硬化促進剤、遅延剤、減水コンパウンド、揚水補助剤、吸水コン パウンド、防水剤、ポリマー、乾燥収縮阻止剤、湿潤収縮阻止剤、石灰、顔料、 結合材叉は硬化剤である、請求項５８の方法。 ６１　混合カラムの高さ対直径の比は１：１よりも大きい、請求項５１の方法。 ６２　一次材料の粒子の大きさ、密度叉は形状の少なくとも一つを変更すること によって一次材料が流体媒体を通って降下する速度を調節することをさらに含む 、請求項５２の方法。 ６３　流体媒体が水からなり、流体媒体に界面活性剤を添加して表面及び／叉は 界面張力を減少させることによって一次材料が流体媒体を通って降下する速度を 調節し、流体媒体を通しての一次材料の分散を容易ならしめることをさらに含む 、請求項５１の方法。 ６４　混合カラムの上端叉は側部に沿う一個所叉は複数個所へと二次材料を導入 する、請求項５１の方法。 ６５　セメント質組成物を製造する方法であって、上端と下端を有する混合カラ ム内へと水を、その水がカラムを少なくとも実質的に満たし得るのに十分な時間 に亙って導入し、混合カラムの上端へと少なくとも一つのセメント材料を所定量 導入し、 所定の速度においてセメント材料を水を通して降下せしめ、少なくとも一つの添 加剤を混合カラム内へとその少なくとも一方の側部に沿う少なくとも一つの位置 を介して、セメント材料の水を通しての降下経路に沿って添加剤とセメント材料 の密な接触を生ずるのに十分な角度及び速度でもって導入して、セメント材料と 添加剤とが混合カラムの下端に到達するまでに水を通って降下するに際してこれ らが連続的に混ざり合うようにし、混合されたセメント質組成物を混合カラムの 下端から回収することからなる方法。 ６６　セメント材料がボルトランドセメント、ボルトランドセメント以外のアル ミン酸三カルシウムセメント、石膏、高アルミナセメント、燐酸マグネシウム、 珪酸アルミニウム、叉はこれらの組み合わせからなる、請求項６５の方法。 ６７　添加剤が砂、骨材、硬化促進剤、遅延剤、減水コンパウンド、揚水補助剤 、吸水コンパウンド、防水剤、ポリマー、乾燥収縮阻止剤、湿潤収縮阻止剤、石 灰、顔料、結合材叉は硬化剤である、請求項６５の方法。 ６８　セメント材料及び添加剤の大きさ、密度叉は形状を変更することにより、 セメント材料及び添加剤が水を通って降下する速度を調節し、それらが水を通っ てより自由に降下することを可能とする事をさらに含む、請求項６５の方法。 ６９　表面及び／叉は界面張力を減少すべく水に界面活性剤を加えることによっ てセメント材料と添加剤が水を通って降下する速度を調節し、それによりセメン ト材料と添加剤の水を通っての分散を容易ならしめることをさらに含む、請求項 ５５の方法。 ７０　セメント材料と添加剤の各々を粒子形状で処方し、その大部分が混合カラ ムを通って粒子が降下する距離に沿って実質的に同じ沈降速度を有することをさ らに含む、請求項６５の方法。 ７１　セメント材料と添加剤の粒子を実質的に同じ沈降速度で処方し、セメント 材料と添加剤を混合カラムの上端の実質的に同じ位置で導入することをさらに含 む、請求項７０の方法。 ７２　セメント材料と添加剤の粒子の大部分をそれぞれ異なる沈降速度を持つよ う処方し、セメント材料と添加剤をカラムに沿う別々の位置において導入するこ とをさらに含む、請求項７０の方法。 ７３　過剰の水に対して叉は水中へと注入された場合に固形塊状物へと凝結硬化 することのできる乾燥セメント質組成物の作成方法であって、 少なくとも一つのセメント結合材からなり細かく分割された粒子形状のセメント 質組成物を準備し、 粒子の沈降速度をその大部分がほぼ同じ沈降速度を有するように調節して、組成 物が水中へと注がれた場合に生ずるものの他にはセメント質組成物と水とのどの ような種類の物理的混合もなしに、組成物を完全に水和するのに要するよりも過 剰量存在している水の中に注がれた場合に組成物が固形塊状物へと凝結硬化する ことを可能ならしめることからなる方法。 ７４　上端と下端を有する混合カラム内へと流体媒体を、流体がカラムを少なく とも実質的に満たし得るに十分な時間に亙って導入し、セメント結合材と充填材 粒子を混合カラムの上端へと導入し、セメント結合材と充填材粒子を所定の速度 において流体媒体を通して降下せしめ、 セメント結合材と充填材粒子の混合物を混合カラムの下端から回収することによ り、 セメント結合材を充填材粒子と混合することをさらに含む、請求項７３の方法。 ７５　実質的に全ての粒子がほぼ同じ沈降速度を有する、請求項７３の方法。 ７６　セメント結合材が少なくとも２０重量パーセントの量だけ存在する、請求 項７３の方法。 ７７　充填材成分が砂叉は骨材である、請求項７４の方法。 ７８　前記組成物に対して細かく分割された粒子形状の添加剤を与え、この粒子 の沈降速度を調節してその大部分がほぼ同じ沈降速度を有するようにすることを さらに含む、請求項７３の方法。 ７９　添加剤が砂、骨材、硬化促進剤、遅延剤、減水コンパウンド、揚水補助剤 、吸水コンパウンド、防水剤、ポリマー、乾燥収縮阻止剤、湿潤収縮阻止剤、石 灰、顔料、結合材叉は硬化剤である、請求項７８の方法。 ８０　少なくとも一つの添加剤を粒子形状でもって前記カラムの側部に沿った所 定の位置において、添加剤がセメント及び結合材成分と密に混合して乾燥した均 質な混合物を形成する仕方でもって導入することをさらに含む、請求項７４の方 法。